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經濟部中央標準局貝工消費合作社印取 4 253 7 1 - A7 --- -----B7 五、發明説明（t 〜一- 本發明係爲一種觸媒撑體及其使用方法，特別指一種觸 媒撑體其包含採用多孔塊體結構接合於裝載架上，以及使 用該觸媒律體將流i體受質於提高的空間速度、溫度與卷力 下進行催化轉化作甩的方法，更特指一種對烴類供料行催 化性部份氧化作用之方法。 無論是使用塊體觸媒或觸媒撑體結構，以對在軸向氣態 或液態流體受質轉化的催化轉化方式，都需要一種將觸媒 或觸媒撑體在受質流固定方式。通常這種固定方式不應影 響到或甚至妨礙到製程方法a 對於操作方法爲高空間速度、溫度與壓力，尤其是在觸 媒或觸媒揮體有承受壓差狀泥時，此一需要更形複雜β將 明顯可見的是，此固定方式必須經設計使其能夠耐高壓 差，不能有對皞度過於敏感成份，並且不能造成受質流不 正常變化或其它現象。 歐洲專利申請書No· 0 656 317 (ΕΡ -Α-0 656 317)説明書教 述一種對烴類供料進行催化性部份氧化作用方法，其烴類 與含乳乳體混合並接觸觸媒。該觸媒係停留在固定的高寶 曲度座（彎曲度定義爲氣體流過結構路徑長度對通過結構 取短路徑長度比率），其値至少爲，且每平方公分至少 750個小孔。該觸媒以載體上含催化性活性金屬爲較佳。 文中亦敘述適合之載體材料，包括耐火性氧化物，如兮 氧、鋁氧 '鈦氧、锆氧及其等混合物。特別提出之範例爲 含锆氧耐火材料海棉體爲載體的觸媒。 應用於符合商業規模的一種利益催化性部份氧化作用方 本紙張尺度通用中國國家捸準（CNS )从規格（210 X 297公釐） 、靖先閑讀背面之注意事.項再填寫本耳) 裝. -訂 425371 A7 —__ _B7_____ 五、發明説明（2 ) 法係在高壓操作，通常超過10 bar，例如30 bar，且在高氣 體空間每小時速度（每小時每公斤觸媒的常壓氣體公升 數）’通常大小範圍在20,000到100,000,000 Μ/kg/hr。因爲 部份氧化作用墊動力活動狀態之故，故爲能於高壓得到一 氧化碳與氫高產出，有必要在高溫下進行反應。溫度在 1000 °c範圍或更高才能符合商業性方法要求高產出的需 求。 此外，國際專利申請書W095/03090説明書述及在此類方 法高溫條件下，耐火性塊體結構受到的一種熱衝擊，也就 是當觸媒受到溫度迅速變化，造成結構内溫度梯度升高產 生的衝擊，並指出如何使用具高耐熱衝擊的含銼材料塊體 結構。 爲有效避免所需產品，不致因爲氧化作用不足或過度， 而減低轉化作用程度，這些方法在操作上，對其操作條件 與觸媒對供料接觸的操作控制並不足夠。 經濟部中央標準局男工消费合作社印製 因此’便產生了對於在此類方法上一種固定觸媒撑體方 式的需要，其不僅需能承受高空間速度、溫度與熱衝擊狀 況’更必須不會對反應路徑造成影響或妨礙。 吾人現今發現’觸媒律體含有一具特定形狀供接合多孔 塊體結構的裝載架，且其以特定方式在受體或反應物流體 流定位者，能夠利用流體空間速度提供與塊體結構的密封 接合，並且不會顯著影響到製程方法。 基於以上，本發明之最廣泛範圍係關於一種觸媒撑體， 其包含（1)具有流體入口，流體出口及與多孔塊體結構接 本紙張尺度適用中國國家榇準（CNS ) A4規格（210 X 297公嫠） A7 B7 2537 1 五、發明説明（3) 合表面的裝載架，與(2)具有第-上游端、第二下游端與 接合裝載架表面的多孔塊體結構，並且以其上游端施於塊 體結構密封力方式提供密封流體的接合，從而產生過多且 相近與上下游端間壓差成比例的密封壓力，該密封力以由 含反應成份或受質流的流體流動壓力產生較佳。在此所指 泥體係指氣態或液態流體’㈣氣態流體或其組合爲較 佳。此處所指軸向流流向的力係指一種同流力的沿軸流方 向力或知同的成份。在此所指的流體密封接合係指接合密 封方式使任何流體僅能經進出口通過裝載架，例如以含裝 載架或塊體結構接合表面或聯合兩者的流體密封中間層方 式密封。 裝載架進出口的安排方式爲與塊體結構上下游相對稱位 置較適當。 本發明之觸媒撑體提供一種良好方式以密封接合固定塊 體結構’然密封壓力需大於其上下游端間壓差。 此點所加的優點，在於流體受質流施於塊體結構上游 端壓力可使該結構體停留於裝載架内。 本發明之較佳觀點，在於塊體結構包含一截去頂角的實 體錐’以及裝載架包含一截去頂角的中空兩端開口錐，其 特徵在於結構體與裝載架的錐半角定義近於相同，JL錐形 近於相同，由此，裝載架可以接合塊體結構，使兩錐體表 面成密封接合，更佳者是塊體結構與裝載架可爲任何彎曲 或多角形錐體形狀或其组合。 因此，塊體結構與裝載架密封接合後的整體性不會受到 本紙張尺度適用中國囷家橾牟（CNS ) A4说格（210X297公釐） 請 先 閲 讀 背 Λ 之' 注 意 事 項 再 填 f裝 頁 訂 經濟部中央梯準局員工消費合作社印製 4253 7 1 五、發明説明（4) Α7 Β7 纽濟部中夬棣準局貝工消费合作社印製 塊體結構承受密封力而往下游方向位移影 而更加緊密。 w 2觸媒撑體可應用於任何所要方向，例如在垂直或水平 又hi。觸媒撑體亦可如前所述爲各種尺寸，尤其可以是 任何大小，密封機構部份幾乎與規模比例㈣，而是作^ 窗口與塊體結構上下游端所產生壓差的變數。 在此即將可以見到’塊體結構下游端，例如是截去雜角 的平面’與其上游端可以依任何所需性質’如受質流的控 制，塊體結構總重，觸媒/受質交會角度或其它，而成 形。較佳是下游端與上游端爲垂直，成角度或等曲平面。 塊體結構亦可由截角下游延伸如傳統方式，如此則截角平 面用於作其接合表面下游β例如，塊體結構可含—彎曲或 成角度的柱狀㈣體。任何此類延伸體均能容对如前所述 由密封力往下游方向的位移β此延伸體亦可以適當方式與 一相當的裝載架延伸體互相接合。 塊體，構與裝載架#可包括+ S續或連續的旋轉狀對齊 截頂錐體，其疋義爲對中央縱轴成一角度旋轉的直線所 成’其裝載架與結構體定義於至少部份對中央縱軸的旋轉 直線所成’較佳情況之不連續旋轉定義爲至少6個對中央 縱軸的對稱旋轉位置。此種狀況下，較佳的塊體結構爲對 中央縱柏之不連績或連續旋轉直線，與由兩條由直線與中 央縱抽的連續所定義，此兩連接線可爲直線，成角度、彎 曲或其组合。由此可得知，不連續旋轉對稱的觸媒撑體， 亦即包含多邊形結構與裝載架錐體表面，在柱狀流體受質 反 (請先閱讀背面.之注意^項再填寫本頁) 裝_ 訂 本紙張適财HU家鄉（CNS) Μ脉（加幻97公董 425371 A7 --一-_ B7 五、發明説明-- 流模式操作方法中，可與連績旋轉對稱錐體近似。例如， 六-、七-或八邊形等其它類似結構均可適用於此目的。 如前所述之定義’可以瞭解到本發明塊體結構在裝栽架 停留方式，能使施加之流體受質壓力足夠確使各表面接 合，正如前面所述錐體表面情況。本發明之特別優點，在 於錐體表面密封接合是例如在任何錐半角塊體結構壓差， 高與直徑比率，結構多孔性等等的變數。在審愼對這些參 數選擇之下，可以確保所需錐表面的密封接合可以達到， 無論是在任何賦予的空間速度。 適合的塊體結構與裝載架錐半角在對軸成3。到2〇。範 圍’較佳範圍在4。到18。，更佳範圍爲5。到15。，例如6。到 10°範圍。 當對抽所形碑錐半角範圍在3。到2〇。，而且其它參數依 前所述，則可確知密封壓力不致過大到對塊體結構造成損 傷，壓碎或變形，同時該錐半角仍足使結構體保持在裝載 架，不會沿軒向下游脱離接合面。 經濟部中央橾準局员工消費合作杜印製 IM · (裝-- (請先閱讀背面.之注意事項再填寫本頁) 此外錐半角係指錐中央縱軸與任何"定義產生者"，即錐 表面含的線，所形成的角度。 裝載架與塊醴結構以具有相同或不同的平均韩向長度對 平均寬度比率爲適合，其範圍由1:1〇到1:1 1，以1:8到 1:1.5較佳，而以1:5到1:2爲更佳《而相對的或特定的尺寸 則可例如依反應性質與塊體結構與/或裝載架機械強度而 訂。 觸媒撑體可以包含額外接合方式，其包含—或多種在裝 -8 - 本紙¥又度適用中國國家榇牟（CNS ) A4規格（2丨〇;<297公瘦） -- 經濟部中央梯準局系工消費合作社印製 425371 A7 ------B7 _ 五、發明説明（6 ) 載架與/或塊體結構的浮凸裝置。這些裝置能夠提供輔助 密封力量，避免塊體結構的逆壓差或其它對密封力的干擾 可能造成的脱離。 此一或多種浮凸裝置以呈環狀設計較佳，例如，以一種 和塊體結構或裝載架爲一髏或分開的環狀突出物，與塊體 結構與裝載架接合表面上相對環形凹槽配合使用a 浮凸裝置亦可是含如在塊體結構或裝載架的固定索，配 合在一或兩者接合面環狀凹槽使用。例如在接合表面上亦 環狀沿，凹槽或突出以容納或固定索。使用具彈性或伸縮 性可變形索材料’例如編織索，具有自我調整密封接合與 壓力的優點。 索能以適當方式固定於位置較適當，例如以同材料缝住 或以迴紋針、大頭針、訂書針等，由任何適合耐熱性材料 如合金或類似者等等方式固定a 適當的密封或墊片方式，包含以彈性或伸縮性可變材料 作爲各接合面間介面。可以爲一或多個連績完整片，以無 機纖維、片等等的編織結構爲佳，而位置在接合表面整個 或部份上。此種密封或墊片方式有助於增加有效密封接合 範圍，且更可以針對因錐體組成在製造時產生的錐半角差 異導致接合表面的不規則性得以補償，或是在塊體結構與 裝載架錐半角小等原因時，能夠有較高的自我調整定位。 密封或墊片方式適合與一或兩者接合表面成一體或分開， 在對表面自我調整定位時不致損害密封或墊片方式。 觸媒撑體適合採取適當方式將装載架在觸媒反應器内固 ____ -9- 本紙張尺度遑用中國ΪΙ家標準（CNS ) A4規格（210父297公釐) ------ ί請先閗讀背面_之注意事項再填寫本頁} 裝

4T 經濟部中央橾準扃貝工消费合作社印装 425371 A7 ---------- B7 五、發％説明（7) ----- 定住。裝載架可以有任何不在接合表面的外形使其在觸媒 反應器内以適當方式固定。由於裝載架爲固定於流體形 式’故其外型不會影響到反應器内受質流，更可設計爲不 會影響塊體結構或反應器内任一點的局部溫度。 觸媒撑體组成部份，即塊體結構、裝載架、外加接合方 式與密封或勢片方式，適合採用抗高溫無機材.料，由元素 周期表Ila、IIIa、IVa、IIIb、Ivb與鑭系族等元素化合 物’或其组合選擇使用，而以錄氧、鋼氧、銘氧的氧化 物，碳化物、氮化物等，以及任何前所定義化合物组合方 式選擇使用爲佳。 塊體結構可由爲任何前述定義之結構而經過其會產生壓 差如前述疋義之塊體結構以有通過結構體之管道爲佳， 其定義爲高寶曲度。高彎曲度以大於1.1較佳，以在U到 約10.0範固更佳，更佳情況爲塊體結構是海棉體形式。 如則疋義，塊趙結構在上下游端間壓差，以小於結構體 與裝載架接合表面間產生的密封壓力爲佳，壓差對密封壓 力比率以小於1爲較佳，以在1:1 2到1:1〇範圍較適宜，更 佳是 1:1 · 5 到 1:8，如 1:3 到 1:6。 結構體亦適合包含一或多個塊體部份，例如，根據本發 明可以使用數個部份在一個如前所述裝載架内接合，例 如，以錐盤段形式組合成如前所述之截頂錐體。此種型式 組合可以增加抗熱衝擊，因在各單體段溫度梯度長度降 低。 裝載架以含其它材料供機械強度、耐熱衝擊等爲佳，而 _____ ^ 10- 本St張尺度ίϊ用+國i家標率（CNS )八4規格（2丨公董)""""""~ — (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁〕 裝 訂 A7 B7 的無機 425371 五、發明説明（8 ) 又強化纖維m更適合者爲纟連續無機強化纖維 基質。 媒撑體可包含任可符合前述搡作條件，而能對流體進 行轉化作用的觸媒。適當觸媒以已知方法灌入，例如，已 知的充填方式，如以均勻，或成梯度分佈試等。 從上面所敘述内容，可知本發明觸媒撑體極適於前面對 本發明目的敘述方式之方法使用。尤其顯見的是，此種觸 媒撑體使操作此種製程方法時’不會產生明顯的干擾或扭 曲。 _ 根據以上，本發明另一觀點是一種流體受質的催化轉化 作用方法，其包含在高氣體每小時空間速度與高溫下，將 受質與含催化性活性物質在如前述定義多孔單體結構的觸 媒接觸，其塊體結構以密封型式與如前述定義裝載架靠作 用於如前定義塊體結構上游端密封力接合，此接合力以含 流動流動壓力爲佳。 在本發明方法中，觸媒律體以此方法特性方式固定，而 這通常在使用一般觸媒撑體作業時會是問題所在，特別是 高空間速度、溫度與廢力條件下。如此使採用本發明方法 的觸媒撑體具有極佳相容性。 特別的是，塊體結構可以在適當選擇如前所定義觸媒撑 體尺寸與性質，參考所用製程操作條件，而得到極接密 封，而同時如前定義之塊體結構壓差對密封壓力比率範圍 可以維持。塊體結構與壓力比率是由製程方法狀況要求程 度與可承受密封程度而定。在某些製程方法必須有100% -11- 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210Χ2刃公釐） {請先閲讀背面-之注^^項再填寫本頁) 裝 訂 經濟部中央標準局貝工消費合作社印策 經濟部中央標準局员工消费合作社印#. 425371 A7 ----------- B7 五、發明説明（9 ) 轉化作用，亦即流體受質或中間產物不可越過觸媒撑體或 其部份’而其它例子這點則不很重要。此外，密封的程度 可確使受質流動方式維持沿反應器轴向線性，可以適合觸 媒撑體周圍洩漏使流動改變影響反應情況。 本發明方法以作爲烴供料部份催化氧化作用方法爲較 佳’其包含將含烴供料與含氧氣體與一位於前所定義觸媒 撑體之觸媒接觸，溫度在590_1400 °C範圍，以750-1400 aC 較佳’更佳爲850-130(TC，特別是在1000到1300°C而且氣-體每小時空間速度在20,000到100,000,000 Nl/kg/hr範圍，尤 其在50,00〇-5〇,〇〇〇,〇〇〇。較佳製程方式適用於由任何烴供料 製備所需比率的一氧化碳與氫氣混合物.〇此方法是一種在 此技藝用處甚大合成氣產物放熱反應方法，其產物中—氧 化竣對氫氣莫耳比率，可經控制供料選擇與操作條件得到 所需產品一氧化碳對氫氣的莫耳比率。 煙在接觸觸媒時爲氣相。此方法特別適於對甲烷、天然 乱 '混合氣體或其它輕烴源的部份氧化作用。此處"輕煙" 一詞指含1到5碳原予烴。此法可利用在含相當量二氧化 碳的天然曱烷貯存源氣體轉化作用。供料以含至少5〇%容 積的甲烷較佳，以含至少70%容積更佳，而以至少8〇%容 積更爲適合。 烴供料係與含氧氣體形成混合物後接觸觸媒。空氣適合 作爲該含氧氣體。然而以使用近純氧爲含氧氣體更適合。 如此可避免對大量惰性氣體，如以空氣爲含氧氣體時的氮 氣’處理需要。供料亦可含蒸汽》 ______ _12· 本紙張;?Jt制巾關緖辛（CNS ) A4^ ( 2IGX297公釐) ---~--- (請先閲讀背面_之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 經濟部中央樣準局負工消費合作社印裝 42537 1 A7 ---- —- --- B7 五、發明説明(10) " ' --- 烴供料與含氧氣禮在$料的f，以能提#氧對碳比率在 0.3到0.8範圍爲佳，以在〇 45到G 75範園更佳。此處所指 氧對碳比率係指分子型態氧（〇2)對烴供料中碳原子比率a 氧對碳比率較佳範園在0.45到〇65。而以包含在〇45到〇65 範圍的化學計量比率05，爲特別適合。如供料包括蒸 汽，則蒸汽對碳比率較佳範圍在〇〇到3〇以上，更佳在〇〇 到2.0。烴供料與含氧氣體，與蒸汽，如有加入情況，以 在接觸觸媒前先充分混合爲佳。 本發明方法可在任何適當壓力操作。商業規模應用時， 大多數以高於大氣壓力的高壓操作。方法操作壓力範園在 15〇 bar的絕對壓力以下均可。以2到125 bar的絕對壓力範 圍爲較佳製程方法操作壓力，特別在5到1〇〇1)31的絕對壓 力。 本發明方法可在任何適當溫度操作。商業規模的高操作 壓力狀況下，供料以在高溫下接觸觸媒爲佳。這是在高壓 達到高轉化作用程度所需要的。根據所述，混合物供料接 觸觸媒溫度超過950 Ό較佳’更佳在750到1400。(：範圍，而 以由1000到1300 °C尤佳。供料混合物在接觸觸媒之前先接 受預熱爲較佳。 供料可以任何適當空間速度送入方法之搡作過程。本發 明方法之一優點亦在於其氣體空間速度可到達相當高程 度。由此’本方法氣體空間速度（以每小時每公斤觸媒之 常壓氣體公升數表示）範圍在20,000到100,〇〇〇7 〇〇〇 Nl/kg/hr，更佳範圍爲 50,000 到 50,000,000 Nl/kg/hr。特別適 _____ - 13- 本紙張从適用中國國家標率（CNS)210x297公董） -- I---：-----裝-- (請先閲讀背氙之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 425371 A7 _________B7 五、發明説明（U ) 合本方法之空間速度範圍在500,〇〇〇到3〇,〇〇〇,〇〇〇 Ni/kgAr a 本發明方法所用觸媒包含一由前述定義之塊體結構撑持 之催化性活性金屬。觸媒所包含的催化性活性金屬係由元 素周期表VIII族選用。此處周期表係CRC Hatldbook 〇f Chemistry and Physics 68版的CAS版本。本發明方法適合的 觸媒由釕 '铑、鈀、鏑、銥與鉑等金屬選用。以釕、铑或 敏爲催化性活性金屬的觸媒特別適合。銥是其中最適合的 催化性活性金屬。 含催化性活性金屬的觸媒是以如前述定義之無機，較佳 爲锆基之塊體結構支撑。任何適合之锆基材料均可採用。 適合的錯材料爲商用品。適當材料含至少7〇%重量锆，例 如由已知（邵份）穩定後结或其後已純化結形式。較適用結 基材料爲（部份）穩定後#，且其含有周期表稀土族，ΙΠΒ 或IIA族的氧化物。最適合的锆基材料含穩定後锆，或以 一或多種Mg、Ca、Al、Y、La或Ce氧化物部分穩定者。 穩定後或部份穩定錶可以是任何商用品形式，例如以顆 粒，纖維或鬚狀而成複合材料。 塊體結構可在含如前所述無機材料上塗佈另一層材料， 以增加耐熱衝擊性（例如SiC、Si〇2、Α12〇3或其等混合 物）、增加觸媒穩定性或增加熱穩定性的性質。 塊體結構尺寸可由1公分到最大1米或以上，可以包含 單塊或數塊個別塊體結構。數塊組成形式雖較單塊式耐熱 衝擊性，但在本發明高空間速度下，支撑與各部份間欲得 到較佳介面可能會形成問題Λ但是結構體仍可以是如前所 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閲讀背面乏注意事項再填寫本頁) -裝- 經濟部中央棣率局貝工消費合作社印製 425371 ί Α7 _____ __Β7 五、發明説明（) ~~ ' 定義的含有如已知技藝的段式塊體結構。多孔塊體結構可 爲任何適合形式。塊體結構之一種是搏壓成型綠巢形狀， 適用材料爲此技藝熟用之商用品。該擠壓蜂巢所用材料特 徵在於結構内有許多.直’延伸性、平行通過管道。然較佳 塊體結構應具高彎曲度。，，彎曲度"一詞爲此藝常用術語， 如同此處所用’定義爲氣體流經結構體通道長度對經結構 趙可能最短直線通道長度之比率。所以在擠壓成型蜂巢結 構的弩曲度爲1.0。本發明方法塊體結構以彎曲度較高爲 佳，即彎曲度大於1.1 β較佳塊體結構彎曲度範圍在i· i到 約10.0，更佳範園在1.1到約5.0 ^塊體結構最適合的彎曲 度範圍在1.3到4.0。 本發明方法之塊體結構如前定義是多孔性。較佳塊體結 構爲高多孔性.。這些小孔與可能存在於載體材料的細小孔 不同。較佳塊體結構至少每平方公分含5〇〇小孔，更佳爲 至少每平方公分含750小孔。適用的塊體結構每平方公分 含1000到15000小孔，更適用者每平方公分由125〇到1〇 〇〇〇 小孔。 較佳塊體結構空洞比率範圍在〇·4到〇·9較佳，爲避免過 度壓降以由0.6到0,9更佳。 本發明方法觸媒撑體最適合且特別佳塊體結構爲海棉 體。適用爲本發明方法之海棉體爲一般商用品。 本發明方法使用的觸媒可以以此技藝所熟諳方法製備， 最適合方法是將催化性活性金屬化合物灌填入該等機材 料。 ---- - 15· 本紙張尺度適用中國囷家標準（CNS } Α4現格（210Χ297公赛 -—-- ‘(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝- 訂 '旅 * -I I I I— n H · 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 425371 Α7 Β7 五、發明説明（13 ) 供料以在絕熱狀況下接觸觸媒較佳。根據本説明書目 的，"絕熱"一詞係指其反應時，所有反應區熱損失與輻射 均已避免發生，僅有隨氣態排出流離開反應器時帶走的熱 除夕卜。 以另一觀點而言，本發明係關於以前所敘述方法製備一 氧化碳或氫。 本發明方法製造的一氧化碳或氫可用在任何需用到這些 化合物其中之一或兩者的方法。本方法製造的一氧化破與 氫混合物特別適合作用烴類合成製程方法，例如Fischer-Tropsch方法方式，或如甲娱1的如氧物合成。將一氧化碳與 氫行轉化作用成此類產品方法爲此技藝所熟諳。此外，此 處的一氧化碳與氫產物亦可用於水與氣體轉換反應製造氫 所需。此產品其它應用包括水甲醯化與羥基化製程方法。 本發明以下可由圖1到圖5作一説明例，但並不以此爲 自我限制。 圖1到3爲本發明觸媒撑體沿其中央縱軸向平面的剖 面。 圖4與5爲圖1到3任一撐體之平面圖。 圖1顯示本發明觸媒撑體含一塊體結構ρ)，具有上游端 (11) ’下游端（12)與接合表面（13)，及一裝載架（2)，其具 有入口（21)，出口（22)與接合表面（23)。裝載架構造爲耐熱 衝擊材料，例如無機強化纖維之無機基質，基本上爲固定 於流體。塊體結構（1)含有如前所述之無機海棉體，具有 如前所述之穿透彎曲通道β塊體結構内有一墊片， 本紙張尺斤用中民國家標準（CNS) Α4·γ^χ 297公麓------ -(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝· *-° 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 4253 71 A7 B7 五、發明説明（14 ) ~ 介於接合表面（13)與（23)之間。錐半角以插圖内中央縱軸A 顯示’而由前面所述範園選出。在圖中的塊體結構（^爲 一弯曲等平面截頂角錐體’可以含多個塊體段（以點狀線 標示）。裝載架（2)在反應器流動流以適當附屬件，如底部 (4)法蘭延伸體或裝載架（2)截去頂（圖上未示），固定之， 其法蘭於適當之缝隙或開口（圖上未示）固定，例如，在反 應器壁固定的兩相對段間。反應器壁架可由任何適當材料 製造以具對熱穩定材料如石英、後、合金等爲較佳。在 法蘭（4)與金屬反應器壁架間亦可使用隔絕材料。 裝载架（2)以在能耐使用條件下壁最薄爲佳。如此可使 熱衝擊與其它干擾製程項目降到最低。塊體結構（1)軸向 長度稍短於或等於裝載架（2)軸向長度。 觸媒撑體（1).具有其它接合部份，包括浮凸裝置，例 如非整體編織索（Nextd TM) (51)連接凹槽（S2)，環狀突出 (53)與/或錐狀邊（54)。 编索（51)附著方式供前述之修剪’不致影響錐表面（13) 與（23)的密封接合》 圖2與3所示爲圖1觸媒撑體它種具體實例，爲垂直等平 面截頂錐體，圖3包含下游延伸體（6)。圖4與5顯示觸媒揮 體含各別連續與不連續旋轉對稱、或彎曲與多邊錐體結構 體⑴。 以下以具體方法實例爲參考範例，但不自限其範圍。 範例1 如圖1所示之一商用多孔塊體結構，其含有具寶曲通道 _ - 17-_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2i0X297公i ~ —Ml. -^ I I 1〈1 裝 I n ^ n I n n 1^- ^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ‘ - A7 B7 425371 五、發明説明（15 的無機海棉體，並以傳統灌充方式填充活性觸媒，達到所 需的最終觸媒填充β 經填充塊體結構在鋼質反應器内與裝載架接合，如圈】 所示。天然乳與氧充分混合後得到的混合物作爲供料，送 入反應器與觸媒依所需氧對碳比率接觸。供料以預定每小 時氣體空間速度與溫度送入，在塊體結構（1)上游端（1ι)產 生流動壓力》 觸媒#體操作溫度，以光學高溫測定在12〇〇範圍層 次。反應器出來氣體组成以氣體層析測定。由此測知此方 法中，對一氧化碳與氫氣的轉化作用與選擇性（以轉化的 甲烷爲基準）。 機體結構測得壓差在2.5 bar絕對壓力範圍。觸媒撑體在 此提供塊體結構極佳密封接合，測不出對此方法的轉化作 用與選擇性的干擾。 依所述，可顯見本發明之觸媒撑體爲極適宜前述本發明 方法之方式。 請 it 閱 讀 背 面 乏 注 意 事 項 再 填 寫 本 頁 裝 -訂 M濟部中央標準局貝工消費合作社印製 -¾. -紙 I本 準 標 家 國 -國 中 一用 I適 I釐 公 7 9 2

Claims (1)

1. 425371 第86111378號專利申請案 中文補充說明書(八+九年十月） 補充實例 材料 將一塊包含以氧化釔部份安定化之氧化锆(Y-PSZ)陶瓷多孔發泡體浸 潰於包含三氣化鍺與四氣化鍺之水溶液中，以得到以Y-PSZ之重量計， 具有2.5重量％鍺與2.5重量％銥之發泡體。該Y-PSZ發泡體每英吋具 65個孔洞，即每平方公分650個孔洞。 此塊發泡體外形為一截角圓錐體(如圖1中所示），長20 mm而最大直 徑逼50 mm (即上游端之直徑）。錐半角為1〇。，浸潰發泡體的重量554 克。 將該浸潰發泡體接合入一鋼製反應管内之觸媒裝載架中。該裝載架外 形為中空一端開口之截角錐體，壁厚3.5 mm，錐半角為10。，且係由内 含50體積％之α氧化鋁纖維(Nextel 610)之富鋁紅柱石所構成β該中空錐 體長度為60 mm β 觸媒之部份氣化作用 將一進料混合物（包含天然氣(21.103 Nl/h)及空氣(68.1〇3Nl/h)，溫度 200°C)加入該發泡體的上游端.其量累計至碳對氧比例為〇65，而氣體 每小時空間速度為1，6〇〇,〇〇〇 Nl/kg/l^操作壓力為25巴(絕對），穿過該 發泡體結構之微差壓力值為1.0巴。 該發泡體上游端的溫度以光學高溫計測量為12〇〇<J(：。甲烷轉換度(即 曱烷轉換為一氧化碳的重量％)係以氣體層析儀決定，而其值超過9〇% (w/w)。此催化之部份氧化程序已經成功操作1〇〇〇小時，即無觸媒或觸 媒裝載架失效·» U :\TYPE〇.VmpUB\C AOB\B-1 .DOC\6 經濟部肀央梯率扃貝工消费合作社中*. 4 2 5每1378號專|爭請案·. v‘髮 中文申請專利範圍年 ^請丰利範圍 it I 本昧鱗r备 -媒撐體，其包含裝載架，此裝載架具有流體進 入開口、流體流出開口及適於接合多孔性塊體結構之 接合表面，以及一個多孔性塊體結構，此結構具有第 一上游端，第二下游端及接合表面，且利用被施加於 塊體結構上游端之密封力’提供實質上流體密封接 合’於是產生超過大且實質上正比於其上下游端間壓 差之壓力，該金封力較佳係包含反應成份或受質流之 流體流動壓力其中該塊體結構包含截角固體錐體，且 裝載架包含截角中空端部開口錐體，其特徵在於該結 構與裝載架係藉由實質上相同錐半角及藉由實質上相 同錐形所界定，於是該裝載架適於與塊體結構接合， 致使兩錐體表面呈密封接合，以及該錐半角範圓為3〇 到 20。《 2·根據申請專利範圍第丨項之觸媒撐體，其中該塊體結 構與裝載架可包含任何彎曲或多邊錐體形狀或其组 合。 3. 根據申請專利範圍第2項之觸媒撐體，其中塊體結構 係藉由截頭之垂直、角狀或彆曲平面所界定，此平面 較佳係與其上游端共平面。 4. 根據申請專利範圍第2與3項中任一項之觸媒撐體，其 中塊體結構與裝載架係藉由錐半角界定，其角度範圍 為4°到18。，更佳範園為5。到15。，例如在6。到1〇。之範 圍内。 5. 根據申請專利範圍第2與3項中任—項之觸媒撐體，其 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 A !

   A8 B8 C8 D8 425371 六、申請專利範圍 包含額外的接合裝置’呈一或多個被提供在裝載架與/ 或塊體結構上之浮凸特徵形式。 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 6.根據申請專利範圍第2與3項中任一項之觸媒揮醴，其 包含密封或墊片裝置，經排列在個別接合表面間之介 面’該密封或墊片裝置包含彈性或仲縮性可變形材料 或其類似物。 7_根據申請專利範圍第2與3項中任一項之觸媒轉體，其 中塊體結構、裝載架、額外接合裝置及密封或塾片裝 置中之任何一個’係包含一種耐高溫無機材料，選自 元素周期表第Ila、Ilia、IVa、Illb、IVb及網系元素之 化合物及其组合’較佳係選自氧化結、氧化鋼、氧化 艇及其組合與任何前文所定義化合物之氧化物、碳化 物、氮化物或其類似物’且其中該裝載架包含纖維補 強物’較佳係包含如前文所定義之連績無機纖維補強 無機基質。 經濟部中央標準局具工消費合作社印裝 8. —種流體受質催化性轉化之方法，其包括使受質於高 氣體每小時空間速度與高溫下與觸媒接觸，此觸媒包 含催化活性材料’被支撐在根據上文申請專利範園第 2與3項中任一項所定義之多孔性塊體結構上，其中塊 體結構適合以實質上流體緊密方式，藉由上述申請專 利範圍第2與3項中任一項所定義之裝載架，利用被施 加至如上述申請專利範圍第2與3項中任一項所定義之 塊體結構上游端之密封力而，密封地接合，此密封力較 佳係包含流體流動之壓力，其特徵在於該方法為一種 -2- 本紙張尺度逋用中國面家榇率（CNS ) A4洗格（210X297公釐） A8 B8 C8 D8 425371 六、申請專利範圍 使煙供料催化性部份氧化之方法，且其包括將含煙供 料與含氧氣體’與被支樓在如前文所定義之觸媒撐體 上之觸媒’在溫度範圍750-1400 °C，較佳為850 t到 1300 °C下’及在氣體每小時空間速度範圍為2〇 〇〇〇到 100,000,000 Nl/kg/hr下接觸，且其中觸媒包含選自元素 周期表第VIII族元素之金屬作為催化活性材料，較佳 係選自姥、舶、細、餓、錄及舒其中該煙供料及含氧 氣體存在量係賦予氧對碳比例為0.3到0.8。 9.根據申請專利範圍第9項之方法，其中烴供料包含甲 烷、天然氣、混合氣體或輕烴類供源，而含氧氣體為 實質上純氧，較佳之烴供料與含氧氣體存在晋， 里 你f我 予氧對碳比例為0.45到0.75。 (請先閲讀背面之注意事項再嗔寫本頁) •Ί訂. 經濟部中央橾隼局只工消费合作社印裝 本紙張尺度逍用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐）