TW319713B - - Google Patents

Description

319713 五、發明説明（1

經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 =係關於其中在有催化劑存在下進行化學反應之容 谷器I括至）- ID體催化顆粒床，其中顆粒向萃取裝 置〈流動藉形成各稽之連續脊部與凹溝促進。 本發明係關於包容催化劑顆粒之反應器，特別爲催化劑 。其中以動床尤其環形動床形式循環流動之反應器。反應 器通用於催化劑重整製程。 固體（可爲催化劑或非催化劑，&可爲球形▲非球形）在 其2成重力下垂直流動之—密緻床而循環之動床單位中， 定，狀區之壁通常包括不同直徑之二圓柱形網。液體或 *爲氣體〈流體或可能流體（氣體與&體或液體與另一種不 岭混液體）成錯流（Cr 〇 s s cur-r ent)通過顆粒床（環形例 中），亦即經自外側至内側，或自内侧至外侧。通過圓柱形 入口篩後，流體通過床，然後通過與入口網同心之第二網 (出口網）而脱離包容粒狀介質之環形空間。 可爲球形或非球形固體催化劑導入動床之上方部份，然 •後在壁或橫向篩界定之空間中下降，然後自動床之下方部 份萃取。 顆粒自動床反應器基部之規律流出爲一主要問題，因其 難以控制。 ' 要點爲通過反應器之顆粒在實質上相同停留時間後，均 不早於或遲於其他顆粒自反應器排出，故全部顆粒具有類 似行爲及能獲致顆粒在單位中之最佳利用。 然而，在同一停留時間後，難以萃取全部顆粒，因各顆 粒具有不同路徑，尤其在動床之基部。催化劑之移動斷面 -4- / 本紙張3ΪΪ财賴家縣（CNS ) A4規格（210X297公釐) "—--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝. 訂·- —線

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 在對應於環形空間之區與對應料取線總和之區之間突炊 變化。此項極迅速斷面變化導致顆粒間之大相對運動，及 產生此等顆粒在平均流速中之廣大分配。 靜止區（dead zones)存在於反應器基部，顆粒僅略移動或 完全不移動，·因此實際上對催化作用無助益，対防礙其 他顆粒之規律流動，因此等顆粒具有接觸表面及因而較不 规律摩表面。對良好流動而言，此等顆粒不如光滑壁有 效。 本發明之目的爲改良床基部顆粒上應力之方向及強度， 以促進此等顆粒間相對運動之规律性。 爲克服此一催化劑顆粒萃取問題，本發明提供在包容於 容器内之床基部之一種特殊結構。 具體言之，本發明提供其中在有催化劑存在下進行化學 反應之容器；容器包括由至少一壁及一基部界定流動之一 固體催化劑顆粒床，基部包括顆粒之至少一重力萃取裝 置，容器亦包括在與顆粒接觸之基部之形成各褶之連續脊 部與凹溝，脊部與凹溝依對向萃取裝置之方向配置。 參閲下列圖式將進一步明瞭本發明： 圖1爲具有稽形基郅及萃取裝置之容器； 圖2爲圖1之基部之半頂視圖； 圖2A及2B爲褶形基部之,]'、平面之斷面圖； 圖3爲包括界定床之二圓柱形壁之半頂視圖； 圖4爲動床反應器； 圖4A，4B及4C爲流體沿徑橫向通過床之具體實例； -5- 本紙悵尺度適用中國國家搮孪（cns ) A4規4「^^^7公釐y . 11裝 *¥-----^ ~ 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 ϊ. ..V) ,:f'7五、發明説明（3 ) 圖5顯示床分隔成各扇形段； 圖6爲平行六面體形反應器； 囷7及8爲平行六面體形容器中床基部之兩種具體實例。 主要元件代表符號

1 圓柱形壁 2 基部 3 萃取裝置 4 床 5 容器 6 錐形壁 7 圓柱形壁 - 8 基部 9 流體收集管（中央收集器或空間） 10 外方圓柱形網（ 流體入口壁） 11 内方圓柱形網（ 流體出口壁） 12 阻障裝置 15 基部 16 頂部 17 孔 18 孔 19 孔 20 孔 21 隔板 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 319713 五、發明説明（ ^ Ά κ

,vvi 1 I

iiS 23 網 24 網 25 平行四逄形室 26 壁， 27 壁 28 空間 29 空間 30 小平面 31 小平面 32 中間小平面 33 擴散器 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖1顯示界定固體顆粒床（4)之圓柱形壁（1)，壁亦爲容器 (5)之壁。床包括由錐形壁（6)界定之基部（2)，錐形壁之 頂點開敞通入位於床軸線上之單獨一萃取裝置（3)。 至少壁（6)之與顆粒接觸之内表面設有形成各褶之連續脊 部與凹溝。如囷丨所示，脊部與凹溝具有定向成朝向萃取 裝置（3)並與水平面成斜度而導引顆粒重力流動之方向（摺 缝）。 經濟部中央標準局身工消費合作社印製 萃取裝置（3)由具有與壁（〗）同一軸線之一圓柱形管構成。 圖2顯示圖1之半頂視圖，其中爲清晰起見，容器之參考 編號（12及9)取除。此等參考編號部份將於下文中説明。 所示之本發明之全部具體實例中，連續脊部與凹溝藉組 合正方形、長方形、梯形或大致梯形小平面、或平行' 形小平面形成各邊緣而構成（參閱圖2及3)。 邊 7- M氏張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公董） 319713 經濟部中央揉準局員工消費合作社印裝 五 、發明説明（ 年Λ 鉍.，r^- 用於環形（或圓形）斷面床之大致梯形或梯形之小乎面 (3〇, 31)之例中，如圖3及2所示，小平面具有下列特點： ·—小基部，接近萃取裝置（3)及中央收集器，或接近大 致水平及近似直〜線之對稱軸線或平面； •—大基郅，·接近床遇邊，及例如圖3所示，接近在床周 邊之外方網（1〇)，大端緣爲構圓或近似直線形，連接於 外方網並與水平線成一斜度； _ ， 側邊，圖3中自外方篩延伸向内方網，連接上述大端 緣之上方末端與小端緣之較接近中心之末端； •另一側邊，圖3中自外方篩延伸向内方篩，連接上述大 端緣之下方末端與小基部之較不接近中心之末端。 所説明之組合件具有連續之各小平面。各小平面斜向固 體萃取裝置（或斜向中央收集器），並就環繞反應器（容器或 床）軸線t參考旋轉方向而交替向前（圖中實線）及向後（圖 中細線）取向。 圖2A顯示小平面（3〇，31)之斷面圖。二相鄰小平面形成 之邊緣爲脊部，可爲銳形或略呈截錐形或圓形，但決不可 成爲一大平坦表面，否則將產生防礙顆粒在動床流動之顆 粒靜止區。 一種變化中，梯形之稱爲中間小平面之—串列水平面（參 考编號32)置於前文説明之小平面（參考編號3〇及31)之 間。此等小平面橫向相交，二基部實質上水平。此等小平 面平化小平面3 0及3 1構成之凹溝 因此 至；一凹溝具有位於其中之至少—中間小平面 -8 - 私紙張尺度速用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨〇><297公董 (请先閱讀背面之注意^項其瑱寫本页)

T 装- tr· —線 ，被7. 五、發明説明（ 6 你‘禰充i 經濟部中夬標準局貝工消費合作社印製 斷面圖示於圖2B。 當然，小平面之材料及表面選擇成減少摩擦力及促進顆 粒流動。 改變床基邵形狀成向床及/或萃取裝置之對稱轴線漸縮之 連續脊部及凹溝之情況具有下述效應： •右干顆粒遠較在傳統裝置爲早接觸剛性壁，剛性壁使顆 粒路徑向床及/或萃取裝置之對稱轴線以及向側邊（橫向） 取向。因此’水平平面中顆粒之面積變化較緩。 •小平面就沿徑方向之部份橫向取向能減少作用於顆粒上 應力之徑向分力，因此垂直分力變爲較重要。如此顆粒 床較鬆散而具有較佳流動性及變形性，有助於规律及均 勻顆粒流動。 較佳者與水平線成大於顆粒對壁之自然傾斜角之角度之 小平面減少靜止區之體積，且甚至能完全消除靜止區， 減少沿週邊摩擦力及促進在床基部之规律一致之顆粒流 動。 •中間小平面減小橫向水平面在凹溝底部形成之銳角，因 而減少橫向摩擦力，#別在轉區中，帛向摩擦力能導 致若干顆粒粘著而形成具有變化之穩定性之橋形或搭 形， 接觸流動顆粒之表面宜光滑，換言之，不穿孔，或表面 可包括由網提供之有限數目之孔，例如供注人（小體 協助排出顆粒。 ’ 本發明能用於不同容器構型。例如，容器中床可爲動床 本紙張尺度適 C请先開讀背面之注意事項鼻填寫本萸) Τ ’装· · Ύ -線 五 ϋ説明（7) ~~ (如圖4所示）或爲定床。後一情沉下，床停靠在一水平壁 (位於基部（2)上方之一網）上，水平壁具有各包括一可取除 阻障裝置之管路，當床流動經基部排出時，褶形基部具有 重要性（如欧洲專利冲請案£?-人-0 562 913所説明）。定床亦 能停靠於褶形基部（2)，及藉位於每一萃取裝置（3)上且可移 動收回容許固體流動之一阻障裝置（12)固定於位置中。以有 利情況而言，使用ΕΡ-Α-0 562 913説明-之裝置之一。 進一步構型中’至少一種流體通過固體顆粒床。圖1中， 此流體轴向流過床’及藉可滲透_流體壁（6 )(例如一網）與固 體分離。流體流入延伸至基部（2 )外之壁（6 )與壁（1)界定 之空間至流體收集管（9)。 - 與此一情況相反’流體能依與固體顆粒之重力式流動極 不同之方向通過床。 此種沈積作用發生於催化劑重整反應器，其中催化劑顆 粒之動床向下流動通過反應器。此種型式反應器示於囷4。 反應器包括圓柱形壁（7)，基部（IS)，頂部（16)，對準反應 器軸線之外方圓柱形網（10)，與網（1〇)同但直徑較小之内方 圓柱形網（11)。 經濟部中央樣準局貝工消費合作社印製 固體顆粒（S)經頂部上至少一孔（I7)導入，及經至少—孔 (18)脱離容器基部，流動顆粒床在二網之間循環。 流體F經反應器頂部上至少一礼（19)導入，通過床並收集 於網（11)界定之内部容積中，及經反應器底部上至少_孔 (20)脱離反應器。流體依與顆粒流動完全不同方向通過 床0 -10- 本紙張又度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） I ^319713 五、發明説明（ ia 7. --— 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 、圖中，導入及排出流體之孔之位置容許流體在容器壁 與較大直徑外方網界定之卿空間中循環流向較小直徑内 方網界疋I内方容積及自内方容積脱離。流體亦能依相反 反向循環流動。 / e爲改良床又機械強度，特別有利之情況爲用一或多個壁 (隔板）將床分隔成各扇形段，此等壁可爲實體或網。 此等連續壁（隔板）固定於内方與外方網及基部，因而增 加组合件之機械強度。各壁之位置與固體流平行，且不與 成體I王流相對。例如，各壁—可經向配置於圓柱形容器 内。 顯然’此等壁（隔板）必須具有使固體顆粒能沿此等壁滑 動又必要表面特性。此外，若需要時，每一扇形段能與其 他扇形段無關連而供應固體及萃取固體。此一情況下，每 —扇形段必須提供有至少一個萃取裝置（3 )。 此等壁（隔板）可爲流體密閉及固體密閉性，或可爲不渗 透固體但可滲透流體。 圖5顯示具有隔板（21)之圓柱形反應器（例如圖4所示者） 之不完整頂視圖。 此種有利配置亦改良"褶形"基部之機械強度。 圖4A及4B詳細顯示一流動顆粒床。 圖4A中，流體自床週邊（流體入口壁1〇)循環流向中心 (流體出口壁11)，及流體經中央收集管（9)脱離容器。床 停靠於與容器基部（8)分開之褶形基部（2 )，及顆粒流入多 個萃取裝置（3)，然後萃取裝置可合併成一單獨固體排出 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210Χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) Τ .裝 訂 •Η-線 五、發明説明（9) ^A7V^ m. 7^： ' ^ ^ 經濟部中央標準局負工消費合作社印焚 管。 應予説明者’此一具體實例亦能用定床之工作，定床藉 置於萃取裝置上之網或阻障裝置予以固定，如前文所^ 明。 = 圖4B顯示其·中流體依相反方向循環流動之容器，流體經 例如實際沿床軸線之全長度配置之擴散器（33 )進入床，及 經可滲透流體壁（1)脱離並收集於床礼邊，然‘經一或多條 管（9)自容器排出。 囷4C爲一反應器基部之頂視圖，其中床由二同心壁（ι〇) 與（11)界定’流體自導入流體之空間（9)通過床趨向周邊， 經外方網（10)脱離並收集於容器壁（7)與網（1〇)之間。萃取 裝置（3 )位於接近網（1 〇)處’有利位置爲在下方成距離處。 應予説明者’圖4 C之情況中，錐形壁（6)之頂點對向上 方並與管（9)相通，及錐形通向萃取裝置（3)。 所有前述具體實例中，床位於環形斷面之容積中時，能 藉位於床基部及較佳者於特定位置之構成萃取裝置之多條 (至少二條）管萃取。 脊部與凹溝之方向必須傾斜，及經確定萃取裝置之位 置不過於接近床段之周邊時，促進流動。萃取裝置與作用 成流體出口之床外方壁間之距離小於或等於〇 75e，e爲床 之一内方與外方橫向壁間之徑向距離，亦即此等壁之半徑 差。較佳距離爲小於或等於0 5e，若可能時，小於或等於 0.3e。 圖3顯示一容器之頂視囷，其中固體顆粒床在具有同—軸 -12- R法尺度適用中國國家梯準Γ^Τ^^721()Χ297公瘦 1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) τ 裝- 訂1 —線 經濟部中夬標準局員工消費合作社印製 ϊ I Α7 ：；：'. ___ __ 1 五了發明説明（1〇)— ^ 7 ~ 線之二同心圓柱形壁（10，n)所界定之環形斷面之容積中 循環流動。床基郅包括至少一顆粒萃取裝置（3)。圖中示有 位置與環形斷面成直交之多個裝置。每—裝置（3)之軸線與 流體出口壁間距離.最大爲〇 75e，e代表床之二内方與外方 橫向壁間之半徑距離。基於上述理由，較佳距離最大 0.5e，更佳者最大〇.3e。 全部此等具體實例顯示利用圓形斷雨之管<、管等之萃 取裝置（3)。具有橢圓形斷面之管路、管等亦屬適宜。亦可 .具有其他具體實例而不脱離本發明之範圍，但在床基部之 萃取裝置之斷面表面之和必須小於床之下方斷面之表面面 積。 - 依相同方式’床能位於由同—對稱轴線上之二壁界定之 橢圓形或準橢圓形斷面中，床基部包括至少一萃取裝置 (3)，及萃取裝置與床之排出流體之壁間之最大徑向距離小 於或等於0.75e，e爲床之二横向内方與外方壁間之徑向距 離，較佳者最大〇.5e及更佳者最大〇.3e。 圖6顯示具有壁（26)及（27)之平行四邊形室（Μ)，包括二平 面形平行網（23)及（24)，動床S依垂直方向在二網間循環流 動，流體F與壁（26)及網（23)界定之空間（28)中與S成直流動 通過床s，及收集於壁（27)與網（24)間之空間（29)中，然後 排出。 因此，床（4)位於四面壁界定之平行六面體容積中。 圖7所示床基部包括單獨一萃取裝置，其轴線位於平行六 面體之對稱平面中。較概括性言之，床基部包括至少一萃 -13- 表紙張尺度ϋ财sS家縣(CNS ) Α4規格（2lOx]97公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) Ύ -裝. 11

319713 五、發明説明（ 取裝置。在具有所示平行網之情 :?網之間。—靠-網， 如前文所説明，各稍能對稱式配置，此例中沿四面壁配 如圖8所示。床亦能固定於壁（23,24)與另外 直交壁之間。 & 本發明特別用於移動固體顆粒床，例如暫時性運動（萃取 定床），及尤其永久性運動（動床）。本發明能—般性用於斷 .面逐漸縮小之固體顆粒之向下流^動。 本發明特別適用於具有〇.1至6 mm，轉佳者以至“ mm，更佳者1.5至3.2 mm之平均粘度範圍之固體顆粒。顆 粒一般爲球形，但任何其他形狀均屬適宜，尤其圓柱形或 假圓柱形如擠製之催化劑顆粒。 本發明特別適於動床催化劑反應器，尤其催化劑重整反 應器。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 經濟部中央標準局負工消費合作社印裳 -14- 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 公告本、申請專利範圍

   2容器，其中在有催化劑存在下進行化學反應’·容器 =，至少—固體催化劑顆粒床，床之流動由至少—壁 10，11)與一基部（2)界定，基部包括顆粒之至少— 、力萃取裝置⑺，其特徵爲基部⑺亦包括與顆粒接觸 2形成各根之連續脊部與凹溝，脊部與凹溝係取 向萃取裝置（3)。 2 根據申靖專利範圍第j項之容器，游點爲該等連續脊 與凹溝由各小平面(30 ’ 31)之-组合件構成。 4 根據申請專利範圍第2項之容器，特點爲該等小平面爲 方形，長方形，梯形或大致梯形或平行四面體形。 根據申請專利範圍第i，2或-3項之容器，特點爲稱爲中 間小平面之至少一小平面（32)位於至少一凹溝中。 根據申請專利範圍第丨，2或3項之容器，特點爲該床位 於具有圓形或橢圓形斷面之容積中，容積係由一壁 界定，及床基部包括至少一萃取裝置（3)。 6 根據申請專利範圍第1，2或3項之容器，特點爲該床位 於具有環形或橢圓形斷面之容積中，容積係由配置於同 一對稱軸線上之二壁（10，U)界定，及床基部（2)包括 至少一萃取裝置（3)。 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 7.根據申請專利範圍第6項之容器，特點爲該萃取裝置（3) 之位置爲萃取裝置之軸線與床之作用成一流體出口之壁 間之徑向距離小於或等於.0.7 5 e，e爲二壁間之徑向距 離0 8 ·根據申請專利範圍第6項之容器，特點爲該距離最大爲 15- 標準（CNS ) A4規格（210X297公嫠） Si971^-----------丨心告本 n u

   夂、申請專利範圍 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 0 _ 5 e。 9 _根據申請專利範圍第6項之容器，特點爲該距離最大爲 0 3 e。 10. 根據申請專利範圍第丨，2或3項之容器，特點爲該床位 於由四面壁界定並具有一對稱平面之平行六面體容積 中，及床基部具有至少—萃取裝置。 11. 根據申請專利範圍第丨，2或3項之名器 容器之基部上。 12_根據申請專利範園第1，2或3項之容器 動床。 13. 根據申請專利範圍第丨，2或-3項之容器 定床。 14. 根據申請專利範圍第丨3項之容器，特點爲每一萃取裝置 設有一阻障裝置（12)。 15. 根據申請專利範圍第丨，2或3項之容器，特點爲至少一 種流體依與顆粒溢流方向不同之一主要方向通過該床。 16. 根據申請專利範固第丨，2或3項之容器，特點爲該容器 爲一催化劑重整反應器。 Π.根據申請專利範園第丨，2或3項之容器，特點爲該容器 包括分隔顆粒床成各扇形段之至少一隔板。 18. 根據申请專利範圍第1，2或3項之容器，特點爲催化劑 顆粒之平均粒度爲0.1至6 mm範圍。 19. 根據申請專利範圍第1，2或3項之容器，特點爲催化劑 顆粒之平均粒度爲L5至3.5mm範圍。 ¥點爲座位於 特點爲該床爲 特點爲該床爲 (請先E讀背面之注意事項再填寫本) -裝. .7 -16 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐）