TWI417129B - 組份分離單元中製程物流之分離方法及裝配 - Google Patents

Description

組份分離單元中製程物流之分離方法及裝配 相關申請案

本案為2003年3月25日申請，美國專利案序號10/396,851的連續案。

本發明係有關一種提供製程物流污染物的過濾之方法。另一個形態中，本發明係有關一種提供製程單元中的製程物流流動分佈之方法。在又另一形態中，本發明提供過濾或流動分佈或同時地催化至少一個反應以至少部分地移除及/或轉化該製程物流內的特定化學物種。在又另一形態中，本發明係有關利用組份分離單元中至少一種開孔式孔狀固體材料將一或更多種製程物流分離成具有預期組成的組份製程物流之方法及裝配。

製程物流中的污染物會對製程以及製程單元造成不利。污染物會損壞製程單元，潛在地造成環境或安全意外。污染物也會由於降低製程內的效率，停止生產或影響產品規格而損害製程。在所有類型的製程物流中都可發現到污染物，例如供料物流、卸料物流或廢棄物流。污染物會影響各種不同類型的製程單元，例如反應器、萃取器、蒸餾塔、洗滌器、尾氣處理器、焚化爐、交換器、再沸器及冷凝器等。

製程單元可配置使得該單元中的製程物流垂直向下流或向上流或二者同時。或者，該單元中的製程物流可從中心輻射地向外流出或從該單元的外部流向中心，或者二者同時。

反應器為其中一類型的製程單元。許多反應器的一或多個固定床中包括不同固體觸媒粒子。觸媒床在捕捉供至觸媒床的製程物流中之污染物通常都非常有效。然而，此等觸媒床會迅速地被這些捕到的污染物阻塞。當該床被阻塞時，橫越製程單元的壓力降提高，造成製程單元的最後過早停機。

為了部分地緩和這個問題，觸媒床製程單元及非觸媒床製程單元經常都以有點不耐阻塞的傳統滯留材料床來補充。這些傳統滯留材料床通常都位在該製程單元的入口處。在觸媒床製程單元的例子中，傳統滯留材料床對於該觸媒床中的反應通常都具有鈍性。這些傳統滯留材料床有時候可有效捕捉或過濾所有或部分污染物，例如灰塵、氧化鐵、硫化鐵、瀝青、焦炭細粉、觸媒細粉、鹽類、酸性雜質、沈積物或進入、範圍內或離開該製程單元的製程物流中其他被夾帶的外來微粒材料。污染物的捕捉在於防止不想要的材料阻塞或毒化或者是危害該製程單元。若那些傳統滯留材料床係鈍性係鈍性的，彼等通常都由呈丸、環、鞍或球形傳統陶瓷材料製成且通常必須耐粉碎、高溫及/或高壓。儘管這些傳統滯留材料床有時候能有效防止該製程單元被阻塞，該傳統滯留材料床本身終歸會被阻塞。

傳統滯留材料床也可促成垂直橫越該製程單元的製程物流流動方向中的製程物流的流動分佈。此行為在此稱為垂直流動分佈。有一個例子，在向上或向下流的製程單元中，製程物流流動呈軸向且該垂直流動分佈呈徑向。

為了提高傳統滯留材料床的效率，頃使用與穿孔盤放在一起的不同尺寸與形狀的材料之逐變層，或篩籃以延遲該製程單元被污染物所阻塞，例如灰塵、氧化鐵、硫化鐵、瀝青、焦炭細粉、觸媒細粉、鹽類、酸性雜質、沈積物或其他被夾帶的外來微粒材料。

在製程單元入口暴露於污染物的傳統滯留材料床終歸會被污染物阻塞。發生此情形時，橫越製程單元的壓力降提高，造成該單元的最後停機。當觸媒床製程單元中發生此情形時，該觸媒床本身的一部分通常都有些或完全地被污染物阻塞。等該製程單元停機之後，需要傳統滯留材料床的阻塞部分及該觸媒床阻塞部分之撇取或移除

除了被該製程物流中的污染物阻塞，在填至觸媒床製程單元的製程物流中見到的聚合物前驅物，例如二烯烴，的聚合也可能阻塞、黏住或堵塞此製程單元。特別是，聚合、自由基聚合及縮合型聚合中之二機構可能使觸媒床積垢、發黏或堵塞。頃發現添加抗氧化劑以控制自由基聚合在製程物流會碰到氧的情況下非常有用。二烯烴的縮合聚合通常在有機為底的供料受熱之後發生。因此，在製程物流進入該觸媒床製程單元之前過濾對於移除這些積垢可能沒有幫助，因為聚合反應一般都在該單元中進行。

吾人非常想要擁有不僅被污染物阻塞且有效率地並有效地過濾製程物流的污染物之滯留材料。效率係有關此等材料從製程物流移除污染物的百分比，以及，可被此等材料移除的污染物尺寸的範圍。功效係有關此等材料不會妨礙去污染的製程物流流過滯留材料之程度。此等材料理想上能移除幾乎該製程物流內廣泛尺寸範圍的所有污染物，但不會造成橫越該製程單元不可接受的壓力降提高。吾人非常想要擁有促進垂直流動分佈的滯留材料。本發明用於製程物流的過濾及流動分佈的方法，與先前提過的先前技藝方法相比，具有下列優點：提供非常有效率且非常有效過濾污染物；提高觸媒床製程單元中的觸媒壽命與活性；降低觸媒損失；增進產物選擇性，提高生產量/生產力，能使製程單元構型最佳化；改良製程物流進入及製程單元範圍內的垂直流動分佈；及當傳統滯留材料床阻塞到橫越單元的壓力降提高到不可接受的水準時離線取出製程單元的需求。這些益處將造成投資與操作成本節省、降低的停止生產時間、提高的製程單元效能及延長的製程單元操作時間。

傳統滯留材料床的弱點為彼等既不能有效率也不能特別有效當作過濾體。傳統滯留材料床通常能有效率地移除製程物流部分污染物達有限的時間。如此捕獲的污染物通常為約50微米及更大的那些。傳統滯留材料床的功效由於最後阻塞而受害，那妨礙去污染的製程物流流過傳統滯留材料床並導致製程單元壓力降不可接受的提高。再者，傳統滯留材料床似乎在頂部6至12吋的深度內捕捉污染物。更深的傳統滯留材料床並不會提高這些材料的捕捉能力。因此，此技藝在尋找移除小於50微米的微粒污染物之過濾方法，過濾體微粒狀污染物同時令去污染的製程物流自由流動而使製程單元壓力降沒有明顯提高且具有隨著床深度提高的過濾能力，不拘床的深度。

與當今製程單元中的垂直流動分佈設計及方法相關聯的優點可能導致該製程單元內的不良分佈。堵塞或例如微粒狀污染物或不欲的聚合物反應產物造成的其他阻塞也可能造成分佈不當。分佈不當可能造成該製程單元數個部分的通道效應及對應的旁分效應。通常，分佈不良問題亦由所謂溫度熱點得到證實。此熱點會，舉例來說，導致觸媒床製程單元提高的焦炭化及降低的活性。除了分佈不良問題及焦炭化之外，壓力降提高可能造成摩擦引起的觸媒瓦解。因此，此技藝在尋找可使該製程物流更均勻地分佈於該製程單元內之垂直流動分佈方法，提供污染物的有效率過濾，降低熱點的發生、使觸媒摩擦減至最少，並降低不欲的聚合反應造成的積垢。

美國專利案號6,258,900及6,291,603，二者以其全部內容倂入以供參考，說明用於過濾並分配化學反應器中的有機供料物流之網狀陶瓷材料。過濾與流動分佈能力需要有機為底的物流以外之其他類型的製程物流及化學反應器以外之其他類型的製程單元。

吾人所欲為提高用於移除製程物流的污染物之過濾效率及功效，改良製程單元內的垂直流動分佈，具有由壓力降提高以外的因子判定的單元操作長度，使橫越製程設備的壓力降最小化，及使觸媒床通道效應與流動分佈不良、溫度熱點及製程單元停機與開動引起的製程安全最高化且環境議題最少化，之所有製程物流與所有製程單元的過濾與流動分佈方法。

組份分離單元為將製程物流分成具預期組成的組份製程物流之習慣上用於實驗室、試驗工廠及工業設備的特定類型製程單元。有關任何組份分離單元，「製程物流」可稱為供料物流，「組份製程物流」可稱為來自該單元的產物物流及「相」可稱為該單元內的個別液或蒸氣相。組份分離的期間，依一方向移動的相與向相反方向移動的相在該組份分離單元內相互接觸使相間界面處之質傳生效。由於質傳的結果，分離一或更多種製程物流而形成各自具有預期組成的一或更種組份製程物流。典型地，多個盤子及/或填料元件位於該單元內以促成相間的接觸與相間的質傳。該等盤子經常都相對於彼此水平堆疊，同時不規則裝填填料元件或形成顯明結構的形狀。不規則裝填填料元件一般都相對於彼此沒有任何指定取向，同時顯明結構的元件具有特定的整體形狀及相對取向。

組份分離單元的例子包括，舉例來說，蒸餾單元、層析單元、吸附器、萃取器及其組合。蒸餾單元根據存在於填入該單元的製程物流中的物種之沸點差異而達到組份分離的目的。蒸餾單元包括，舉例來說，蒸餾塔、分餾器、分離器、半連續單元、連續單元、閃餾單元、批次蒸餾單元、洗滌器、精餾器、萃取式蒸餾單元、共沸蒸餾單元及真空蒸餾單元。吸附器及萃取器為蒸氣相與液相接觸及根據一相中的組份對另一相的組份之親和力而達到預期的組份分離之接觸單元。舉例來說，含組份A及B的製程物流可由一位置進入此單元，而含C的另一種製程物流可由另一個位置進入該單元。這些物流中之一經常為液態而其他可為液態或蒸氣。現在假設組份B對於組份C具有比對於組份A遠更大的親和力。該二物流在適當設計及操作接觸單元中緊密接觸將導致產生一個基本上不含組份B之含組份A的產物物流及含組份C及基本上所有組份B之第二產物物流。此單元的商業用途可由直接分離B與A相對比於分離B與C的困難度使然。在此例子中第一種產物物流可稱為去吸附劑，且第二種產物物流可稱為吸附劑。吸附單元的指定例子包括連續吸附器、溫度擺動吸附器、壓力擺動吸附器、洗淨/濃度擺動吸附器及參數抽運。萃取器為不可混溶的液相接觸且使用質量分離劑達到組份分離之接觸單元。在以上的例子中，第二種製程物流中的組份C可為質量分離劑。萃取器單元的例子為芳族萃取單元，其中含芳族物種與非芳族物種的烴物流與例如環丁碸或嗎啉等質量分離劑接觸，且這二種不可混溶的液體之有效率接觸造成從烴物流萃取芳族物種到含質量分離劑的物流中。此等的例子包括反應性蒸餾單元與萃取式蒸餾單元。用於達到或增進組份分離單元的分離之傳統單元內部的例子包括，舉例來說，盤子、不規則填料環或鞍、具有網孔、單石及網等的顯明結構填料、收集器、分配器、下導管、壁刷、支撐架及壓制盤。

在組份分離單元內，上升相與下落相之間有重複的緊密接觸。此接觸係由盤子及/或填料材料來促進。各盤子區段或填料材料深度可大概地表示分離的「理論段」數。在該組份分離單元內設計並設置組份分離單元內部以產製能達到預期分離的適當的「理論段」數。

在蒸餾單元中相間的重複接觸最後造成由高揮發性、低沸點物種組成的蒸氣相及由低揮發性、高沸點物種組成的液相。相間的質傳由相中物種的沸點間差異來驅策。具有低沸點的物種升高，且具有高沸點的組份下落。藉由產生具有預期組成的一或多個相，該蒸氣相有一部分經常都呈上方組份製程物流的形態回收，而其餘部分則呈迴流相的形態濃縮並流回進一步質傳的蒸餾單元。同樣地，液相的一部分呈下方組份製程物流的形態回收，而其餘部分再沸(亦即，蒸發)並返回進一步質傳的蒸餾單元。此外，可由該蒸餾單元的頂部與底部之間的任何位置從蒸餾單元回收一或多種組份製程物流。

在組份分離單元中，非常想要達到該單元內有效率及成本效益的分離。吾人非常想要的是達到該單元內的低壓降及該單元的低HETP(理論板(段)的等效高度)數目。該單元達到的分離程度可能被各因子當中，相間接觸量、所用的盤子數、所用的填料材料量與類型、操作該單元的溫度與壓力及該等相內所含物種的沸點或其他相關分離特性之間的差異影響。分離也可能被，舉例來說，盤子的設計、在該單元使用分配器以促進橫越該單元橫斷面的相之均勻分佈及該填料材料的設計影響。

組份分離單元內的先前技藝填料材料為不規則填料或顯明結構。不規則填料或「鬆散」填料，儘管比顯明結構填料材料更不貴，卻顯示具有高壓降或低質傳特性，且遇到不良的相分佈，導致該單元中不良的分離效率。另外，利用盤子或「鬆散」填料材料的先前技藝單元經證明傾向於腐蝕及積垢，並提供不足的分離。結果，先前技藝鬆散填料技術提供發展高工程顯明結構填料技術的途徑。顯明結構填料材料可提供改良的或分離效率；然而，顯明結構填料材料的製造需要先進的機械、工程專門技術及製造技巧以設計完備的較大單元。再者，這些材料要製造一般都更貴且組立比不規則填料需要更多單元停機時間。即使彼等更昂貴，欲仍經常使用顯明結構填料材料代替不規則填料，因為較好的壓力降與質傳特性將引致彼等提供比現有的單元更高的生產速率。然而，顯明結構填料材料的使用一般都限於未被積垢或腐蝕的製程。顯明結構填料更昂貴且更難以組立，所以用於積垢或腐蝕使更常代替變成必要的製程中在經濟上更不具吸引力。

因此，在開發本發明之前，並沒有用於組份分離單元中將製程物流分成具有預期組成之組份製程物流的方法及裝置，該組份分離單元能提供下列預期的特性及/或水準：在低HETP值下的有效率分離；較低的壓力降；耐積垢及/或腐蝕；低製造與組立成本；容易替代；及改良的整體效能與生產。因此，此技藝在尋找用於改良經由蒸餾、吸附及/或萃取將製程物流分成預期組份製程物流的方法及裝置，該蒸餾、吸附及/或萃取：不會引起較大的壓力降；在低HETP數目下顯示更有效率的分離；需要較不複雜及昂貴的設計、製造、組立、操作及保養、阻劑積垢及腐蝕，可輕易地替代並顯示整體改良的效能與生產。

根據本發明，前述優點已透過過濾製程物流的本發明方法達到，使製程物流分佈於製程單元內並達成同時催化的預期反應當中之一或二者。本發明又另一個具體例係使用指定形態的孔狀固體材料，在組份分離單元中將一或多種製程物流分成具有預期組成的一或多種製程物流。CELLDIST為用於分辨用於本發明的孔狀固體材料之指定形態的名稱。CELLDIST材料為三維孔狀固體。孔狀固體係由固體組份或材料與細孔組成。(就本案的目的而言，「細孔」與「細孔」為同義字。)該固體材料可由陶瓷、金屬、聚合物及其混合物組成。細孔可為開放或封閉或二者的組合。開孔具有進入該細孔的窗口，該窗口的尺寸等於或小於細孔本身的尺寸。開孔式材料的細孔之間有經過該細孔窗口的通道。閉孔式材料沒有窗口且細孔之間沒有通道。孔狀固體有兩種基本結構形態：二維與三維。二維孔狀固體具有在二維中移動的細孔。這些經常都形成非互連的平行通道。蜂巢及單石為二維孔狀固體的例子。三維孔狀固體有兩種基本結構形態：週期性與隨機性。三維週期性孔狀固體的特徵為配合三維週期性遍及該結構移動的單元細孔。例子包括例如中空球及整捆與晶格結構等的整齊細孔陣列。隨機性孔狀固體具有不同細孔尺寸與形狀的三維幾何形狀。這些材料沒有單一重複單元細孔的特徵。這些材料的不規則性導致「隨機性」的分類。開孔式隨機性孔狀固體材料的例子為陶瓷泡沫。CELLDIST材料的形貌不一定係純隨機性或純週期性。CELLDIST材料可有意或無意地為該二者的組合，正當調配具有幾分週期性的樣子之隨機性材料而某程度上獲得完美的週期性與時機時，後者歸因於本質的不準確。具有本質上開孔的孔狀固體也稱為網狀材料。

CELLDIST材料也必須符合分離的要求。本發明的分離要求被達到組份分離單元中的適當容量、相接觸與壓力降的需求所驅使。分離需求需要使CELLDIST材料顯示充分開孔與低相對密度。知道該CELLDIST材料中可能存在一定量的封閉細孔的話，充分地開孔具有進入足夠開孔的窗口使得平均窗口尺寸大於平均細孔(包括開孔與閉孔)尺寸的10%，較佳地平均大於平均細孔尺寸的40%。相對密度為孔狀固體的密度除以固體材料本身的密度。若為50%或更小的話相對密度係低的，較佳地30%或更低。

根據本發明，組份分離單元為用於將製程物流分成具有預期組成的一或多種組份製程物流的特定類型製程單元。有關任何組份分離單元，「製程物流」可表示供料物流，「組份製程物流」可表示來自該單元的產物物流，且「相」可表示該單元內個別的液或蒸氣相。本發明相關的組份分離單元例子包括，舉例來說，蒸餾單元、吸附器及萃取器及它們的組合。舉例來說，在蒸餾單元中組份分離的期間，依一方向移動的相與向相反方向移動的相在該組份分離單元內相互接觸使相間界面處之質傳生效。舉例來說，在吸附單元中組份分離的期間，質傳藉由引起來自一或多種流體相的預期物種被吸附在填在該單元內經適度活化的固體材料，包括CELLDIST材料，表面上而達成。舉例來說，在萃取單元中組份分離的期間，流體相在該單元內接觸而達成相間預期的質傳。由於此質傳而達成組份分離。由於質傳的結果，將一或多種製程物流分離而形成各自具有預期組成的一或多種組份製程物流。

本發明相關的組份分離單元例子包括，舉例來說，蒸餾單元、吸附器、萃取器及其組合。蒸餾單元根據存在於填入該單元的製程物流中的物種之沸點差異而達到組份分離的目的。蒸餾單元包括，舉例來說，蒸餾塔、分餾器、分離器、半連續單元、連續單元、閃餾單元、批次蒸餾單元、洗滌器、精餾器、萃取式蒸餾單元、共沸蒸餾單元、真空蒸餾單元及其組合。吸附器及萃取器為一或多種流體相接觸及根據一相中的組份對另一相的組份或填在該單元中經適當活性的固體吸附劑材料之親和力而達到預期的組份分離之接觸單元。舉例來說，含組份A及B的製程物流可由一位置進入此單元，而含C的另一種製程物流可由另一個位置進入該單元。這些物流中之一經常為液態而其他可為液態或蒸氣。現在假設組份B對於組份C具有比對於組份A遠更大的親和力。該二物流在適當設計及操作接觸單元中緊密接觸將導致產生一個基本上不含組份B之含組份A的產物物流及含組份C及基本上所有組份B之第二產物物流。此單元的商業用途可由直接分離B與A相對比於分離B與C的困難度使然。吸附單元的指定例子包括連續吸附器、溫度擺動吸附器、壓力擺動吸附器、洗淨/濃度擺動吸附器及參數抽運。萃取器為不可混溶的液相接觸且使用質量分離劑達到組份分離之接觸單元。在以上的例子中，第二種製程物流中的組份C可為質量分離劑。萃取器單元的例子為芳族萃取單元，其中含芳族物種與非芳族物種的烴物流與例如環丁碸或嗎啉等質量分離劑接觸，且這二種不可混溶的液體之有效率接觸造成從烴物流萃取基本上所有的芳族物種到含質量分離劑的物流中。組份分離單元也可包括促成該組份分離單元內預期的化學反應之催化性材料區。此等的例子包括反應性蒸餾單元與萃取式蒸餾單元。

本發明有益地提供從受污染的製程物流移除污染物的方法。該方法較佳地藉著使該製程物流通過製程單元中的多種網狀元件而進行。該網狀元件不規則地填在該製程單元中使得各網狀元件之間有明顯的空隙而增進該網狀元件表面的污染物過濾，同時令去污染的製程物流無阻礙地通過多個網狀元件。表面可包括內表面與外表面。根據本發明製成的網狀元件具有比外表面面積更大之用於過濾的內表面面積。網狀元件可包括泡沫材料及單石材料。泡沫材料一般都具有不規則的圖案，而單石具有更均勻的圖案。該網狀元件可由任何商業上可得的材料製成，舉例來說，氧化鋯增韌的氧化鋁，通常稱為ZTA。ZTA，呈陶瓷泡沫狀，可由總部在威斯康辛州Cudahy的Fiber Ceramics有限公司購得。另一種適合的陶瓷類型為單石，由總部在紐約州Corning的Corning有限公司製造。該製程物流可為液體流、蒸氣流或二相的組合，且該污染物可包括灰塵、氧化鐵、硫化鐵、瀝青、焦炭細粉、煤灰、觸媒細粉、酸性雜質、沈積物或其他夾帶的外來微粒物質、蒸餾塔中的鹽類、氣流中的微粒或尾氣單元的硫或硫化物。該製程物流也可為有機為底的製程物流。該網狀元件必須提供足量以移除來自該製程物流的所有污染物。本發明的另一個特徵可包括提供去污染的製程物流之步驟以供進一步處理。

更特別的是，本發明係有關改良進入製程單元的製程物流之物流品質的方法。例示性例子包括改良進到催化床製程單元之有機為底的製程物流之物流品質。較佳地，該催化床製程單元可包括加氫處理器、加氫精煉器、加氫裂化器、重組器、烷化、去烷化、異構化、氧化、酯化及聚合反應器。不同的固體觸媒粒子可含於一或多個固定床且不論向上流、向下流或放射流的設計。

除了催化床製程單元以外，本發明的網狀元件可用於其他類型製程設備的污染物。此製程設備可包括焚化爐、尾氣處理器及蒸餾塔與以連續方式操作的任何製造單元。用於移除蒸餾塔的污染物時，網狀元件可置於該蒸餾塔的底部或任何位置當作從該蒸餾製程移除鹽類或其他污染物的過濾體。移除鹽類或其他污染物的移除能降低橫越該塔的壓力降，令該塔有較好的分離效率，並增加經常要從該塔移除這些鹽類或其他污染物所需的停機時間之間的時間。

本發明也有益地提供製程單元中的垂直流動分佈之方法。該垂直流動分佈方法包括在該製程單元中提供一或多個網狀元件。僅使用一個網狀元件時，彼經常都大到足以有效地跨越該製程單元。使用多個網狀元件時，彼等經常都依不規則填充床的方式配置。不管該網狀元件的構型，各網狀元件具有多個網組件，彼等定義多個流過網狀元件的通道。因此與該多個網狀元件接觸的製程物流藉著使製程物流通過各網狀元件的網組件所定義的多個流動通路而被細分成多個較小的流體物流。該製程物流流過網狀元件內的流動通路又使用多個網狀元件時流過該網狀元件之間的空隙，提供垂直該製程物流流過該製程單元的有效流動分佈。本方法可應用於，該製程單元內的任何位置、該製程單元的出口或這些位置的任何組合，進入該製程單元的製程物流。本方法可應用於製程物流同時提供來自該製程物流的污染物之過濾。本方法可應用於製程物流同時進行部分地或全部地移除或轉化該製程物流中預期的化學物種之催化反應。

本發明的額外特徵可包括使用不同形狀的網狀元件之步驟。該等形狀可包括實質球形的球、單石、方塊、拉西環(raschig ring)、鞍、中空圓柱體、穿孔盤、盤子、單板及實心圓柱體等等。所用的形狀尺寸可包括約1/8至2－吋直徑之實質上球形的球；寬度約1/8至2－吋且長度約1/8至2－吋的單石；寬度約1/8至2－吋且長度約1/8至2－吋的方塊；內徑約1/8至1吋且外徑約1/4至1又1/2吋及高度約1/4至2吋的拉西環；半徑約1/4至2吋的鞍形；具有內徑約1/8至1又1/4吋、外徑約1/4至2吋及高度約1/4至3吋的中空圓柱體；及具有直徑約1/8至1吋及高度約1/4至2吋的實心圓柱體。訂製的一塊盤子或單板建構可訂製符合於反應器的機體構型。本發明這個形態的另外特徵為該網狀元件可形成盤子或單板，各自任意地具有穿孔。本發明的額外特徵為建構該網狀元件時可形成多個區段以形成訂製符合於反應器機體構型的組合板或盤。

本發明的額外特徵可包括使用各種不同性質與細孔尺寸的網狀元件之步驟。該網狀元件可製造使得彼等具有每吋有許多細孔(「ppi」)的多孔性。舉例來說，這意指30 ppi的網狀元件，由熟於此藝之士檢查時，具有平均每吋30個細孔。提供約每吋25毫米，此材料的細孔尺寸剛好在1毫米以下。本文中的細孔尺寸為察覺細孔非完美球體時該細孔孔洞的普通尺寸。細孔尺寸的另一個重要成分為開放至細孔內的窗口尺寸。彼係測定捕捉或過濾至細孔內的最大粒子尺寸的測值。本發明的網狀元件多孔性範圍約4至約800 ppi。這使得用於包括微粒填充與壓降束縛的應用束縛之網狀元件尺寸與形狀能訂製。網狀元件的細孔可介於約6毫米至約100微米的範圍，各自藉由形成通過網狀元件的流動通路之多個網組件定義。即使ppi值保持固定，這些材料的表面積也會變動。

本發明的額外特徵可包括在相同製程單元中使用具有不同細孔尺寸的網狀元件以便移除寬廣範圍尺寸的污染物材料之步驟。本發明的材料可過濾尺寸小到約1微米的污染物。商業上可購得的滯留材料能捕捉尺寸小到約50微米的粒子。

本發明的另一個特徵有益地提供在製程單元的全長上提供多個網狀元件。多個網狀元件可通貫整個製程單元與一種觸媒、多種觸媒或其他材料，例如顯明結構填料材料等摻合在一起。

根據本發明的另一個形態，使受污染的製程物流與網狀元件接觸的步驟可包括在接觸受污染的製程物流之前先使觸媒沈積在網狀元件上。本發明這個形態的另一個特徵可包括使用網狀元件當作具有選定觸媒的實質上均勻塗層之基材，該觸媒包括塗佈VI－B族金屬或VIII族金屬或二者的的多孔性氧化鋁。較佳地，VI－B族金屬為鉬且較佳地，VIII族金屬鎳或鈷。更佳地，將VI－B族金屬與VIII族金屬注入網狀元件中。本發明的方法有用於延長觸媒床的操作壽命。具催化活性的網狀元件可用於使二烯烴或其他聚合物前驅物起反應，也可用於當作過濾體及當作流動分配器。藉由過濾固體與部分地反應任何聚合物前驅物，例如，二烯烴，觸媒的積垢現象將降低而有效地延長該反應器的操作時間。

根據本發明另一個形態，該過濾方法可包括過濾固體微粒材料或形成於製程單元內的沈積物以降低積垢或堵塞下游的設備。本發明的這個形態可包括下列步驟：提供一或多個網狀元件；使含微粒材料或沈積物的製程物流與網狀元件接觸；從該製程物流移除該微粒材料或沈積物；以及提供較不含微粒材料或或沈積物的製程物流以供進一步的處理。網狀元件可位於該製程單元內的一或多個位置或該製程單元出口或二者的組合。此移除沈積物的方法也可用於蒸餾塔以提供較不含沈積物的製程物流以供進一步的處理。在催化床製程單元中過濾製程物流的本發明方法，與先前技藝方法比較時，具有下列優點：降低所需的滯留材料體積；降低投資成本；改良來自供料物流的固體微粒物質之過濾；降低橫越該系統的壓降；增加該反應器的操作時間；能使用具有較高活性、低操作成本的觸媒；提高製程安全度；及減少環境議題。

根據本發明的另一個形態；前述優點也已透過在組份分離單元中使用CELLDIST材料將至少一種製程物流分成具有預期組成的一或多個製程物流的裝置與方法達成。

該方法可包括下列步驟：提供CELLDIST材料到該組份製程物流中，將該CELLDIST材料置於該組份分離單元(後文稱為「單元」)之至少一區內，引入製程物流之二或更多個相至含CELLDIST材料的區，在該CELLDIST材料表面處或附近使該二或更多個相接觸而促成質傳，及從該單元回收一或多個相之至少一部分以作為一或多種組份製程物流，其中該組份製程物流具有預期組成。

本發明的特徵為該等相在排出CELLDIST材料區時具有預期組成。一或多種組份製程物流可從該單元頂部與該單元底部之間的一或多個位置回收。有一個具體例中，該CELLDIST材料的表面可具有至多每立方米該單元中CELLDIST材料約4000平方米的表面積。較佳地該CELLDIST材料的表面具有每立方米該單元中CELLDIST材料約250至4000平方米的範圍之表面積。

有一個形態中，在該單元中的CELLDIST材料之固體組份可選自氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、陶瓷、金屬、聚合材料及化學氣相沈積材料或其組合。CELLDIST材料也可由耐腐蝕材料或主要由碳化矽形成。

本發明的特徵為該組份分離單元可包括CELLDIST材料及一或多個傳統單元內部。進入該單元的製程物流可為蒸氣流、液流或二者的組合。在該單元內所含的一或多個相可通過設立在該單元內的一或多個CELLDIST材料區。

根據本發明另一個形態，改變組份分離單元中之至少一種製程物流的組成之方法可包括在單元內放置至少一個CELLDIST材料床，由該至少一種組份製程物流產生二或更多個預期相，使該二或更多個相通過至少一個CELLDIST材料床，藉以當彼通過該CELLDIST材料時將該二或更多個相的組成改變，藉以產生具有預期組成的至少一種組份製程物流，及從該單元回收該至少一種組份製程物流。本發明的特徵為從該單元頂部與該單元底部之間的位置回收一或多種組份製程物流。有一個形態中，CELLDIST材料的床或多個床係訂製成符合於該單元的橫斷面構型。在另一個形態中，CELLDIST材料的床或多個床係由多個不規則填料元件組成。

根據本發明的另一個形態，經由蒸餾單元的蒸餾而改變至少一種製程物流的組成之方法可包括在蒸餾單元中配置至少一個CELLDIST材料床，從該至少一種製程物流產生預期的相，使該等相通過該至少一個CELLDIST材料床，藉以當彼通過該CELLDIST材料床時改變該等相的組成，藉以產生具有預期組成之至少一種組份製程物流，及從該蒸餾單元回收至少一種組份製程物流。本發明的特徵為從該蒸餾單元頂部與該蒸餾單元底部之間的位置回收一或多種組份製程物流。有一個形態中，CELLDIST材料的床或多個床係訂製成符合於該單元的橫斷面構型。在另一個形態中，CELLDIST材料的床或多個床係由多個不規則填料元件組成。

根據本發明另一個形態，經由吸附器的吸附而改變至少一種製程物流的組成之方法可包括在吸附器中配置至少一個CELLDIST材料床，從該至少一種製程物流產生二或更多個預期的相，使該二或更多個相通過該至少一個CELLDIST材料床，藉以當彼等通過該CELLDIST材料時改變該二或更多個相的組成，藉以產生具有預期組成之至少一種組份製程物流，及從該吸附器回收至少一種組份製程物流。本發明的特徵為從該吸附器頂部與該吸附器底部之間的位置回收一或多種組份製程物流。有一個形態中，CELLDIST材料的床或多個床係訂製成符合於該吸附器的橫斷面構型。在另一個形態中，CELLDIST材料的床或多個床係由多個不規則填料元件組成。

根據本發明另一個形態，經由萃取器的萃取而改變至少一種製程物流的組成之方法可包括在萃取器中配置至少一個CELLDIST材料床，從該至少一種製程物流產生預期的相，使該等相通過該至少一個CELLDIST材料床，藉以當彼通過該CELLDIST材料時改變該等相的組成，藉以產生具有預期組成之至少一種組份製程物流，及從該萃取器回收至少一種組份製程物流。本發明的特徵為從該萃取器頂部與該萃取器底部之間的位置回收一或多種組份製程物流。有一個形態中，CELLDIST材料的床或多個床係訂製成符合於該萃取器的橫斷面構型。在另一個形態中，CELLDIST材料的床或多個床係由多個不規則填料元件組成。

本發明的另一個形態涉及，經由組份分離單元的質傳促成製程物流分成組份製程物流。該單元較佳地具有一或多個CELLDIST材料床。此一或多個可由多個不規則填充的CELLDIST材料或訂製成符合於該單元的橫斷面構型的CELLDIST材料或其組合構成。該一或多個CELLDIST材料床係經調整以便提供所需的理想段數而達到該製程物流中一或多種物種某些或全部之預期分離。

又另一個形態中，本發明係有關彼內配置至少一種CELLDIST材料的組份分離單元裝配，其中該單元中的至少一種CELLDIST材料量較佳為足以提供將一或多種製程物流分成含預期組成之該一或多種製程物流特定物種之組份製程物流所需的理想段數。

在組份分離單元中使用CELLDIST材料將一或多種製程物流分成具有預期組成之組份製程物流之本發明的方法與裝配，與先前技藝方法作比較時，具有下列優點，降低設計、製造、組立、操作及保養單元的複雜度與成本，及提供製程物流更有效的接觸以達到預期的分離。

參照第1圖，有關製程物流的處理將就含實質上球形球122形狀的網狀元件15(第11圖)之單一固定催化床製程單元22作說明，但可使用先前討論的其他外形網狀元件15及其他製程單元。若該製程單元22為向下流的構型，受污染的製程物流20將由入口24進入該製程單元22。本發明可用於無論固定或流體化催化床製程單元。較佳地，本發明係用於一或多個固定床，無論向上流、向下流或徑向流的構型。較佳地，該催化床製程單元包括加氫處理器、加氫精煉器、加氫裂化器、重組器、烷化、去烷化、異構化、酯化及聚合反應器。該供料物流中經常見到的污染物包括灰塵、氧化鐵、硫化鐵、瀝青、焦炭細粉、煤灰、觸媒細粉、沈積物或其他夾帶的外來微粒物質、蒸餾塔中的鹽類、氣流中的微粒、尾氣單元的硫或硫化物或例如二烯烴等的聚合物前驅物。在該容器中提供足量的網狀元件15的層26，較佳地層26、28，以依預期的長時間過濾該製程物流20的污染物，包括但不限於，長到該反應器內的觸媒夠活潑而能證明該反應器的操作。較佳地，多層26、28可提供進來的製程物流流過網狀元件15的床時，例如球122等的網狀元件15之尺寸從層26的一尺寸漸變到層28的另一尺寸。網狀元件可包括泡沫材料與單石材料。泡沫材料一般都具有不規的圖案，而單石具有更均勻的圖案。若使用網狀陶瓷元件，該網狀陶瓷元件可由任何商業上可購得的材料製成，舉例來說，氧化鋯增韌的氧化鋁，普通稱為ZTA。ZTA可由總部在威斯康辛州Cudahy的Fiber Ceramics有限公司購得。用於本發明的例示性單石可由總部在紐約州Corning的Corning有限公司購得。該網狀元件15的漸變尺寸能過濾廣大範圍的污染物。

本發明有益地提供從受污染的製程物流移除污染物的方法。該方法較佳地藉著提供網狀元件較佳地在各網狀元件之間填充空隙而增進污染物過濾，使去污染的製程物流可通過不受阻礙的網狀材料。本發明提供一方法藉以全部的網狀元件可用於過濾該製程單元的污染物。在催化床製程單元中，該網狀元件的大小可分類使該觸媒床在該網狀元件耗盡過濾污染物粒子的能力之前已經耗儘彼之催化活性。本方法能使用整個網狀元件的床，與最終堵塞傳統可購得的滯留材料頂部6至12吋之當下方法相對。利用此材料，比約1呎更深的床基本上並不用於移除製程物流的微粒污染物。再者，利用此材料，一旦該床頂部被堵塞，該設備的壓降便開始放大，必需停機以移除並替代該製程單元的堵塞材料。

從已經利用本發明的網狀元件進行實驗的不同製程單元收集資料。本發明的網狀元件具有戲劇性地表現得比可由商業購得的傳統滯留材料更好。

實施例1－用於餾出物加氫處理器

由4個幾乎相同製程條件的餾出物加氫處理器的精煉廠獲得資料。有兩個加氫處理器，A與B，含傳統網狀材料，習知稱為「環分級系統」。其餘兩個加氫處理器，C與D，使用本發明的網狀元件。第17圖顯示使用本發明的網狀元件傳統環分級系統與的4個加氫處理器之壓降的比較。由該圖形可見到，在含網狀元件的C與D加氫處理器中歷經超過450天該壓降相較於操作開始的壓降保持於低值，而使用傳統環分級系統的A與B加氫處理器只運轉200天就顯示戲劇性的壓力提高。該餾出物加氫處理器中受污染的製程物流主要在液相中。在C加氫處理器中，壓差在450天時僅8 psi。在D加氫處理器中，壓差在450天時僅0.5 psi。A與B加氫處理器的壓差分別為82.5 psi與54 psi。相較之下，含本發明的網狀元件之C與D加氫處理器表現顯然比傳統環分級系統更好。本發明的網狀元件相關聯的較低壓差使每次更換之間的時間戲劇性延長。

典型的壓降腳本為操作第一個月具有低壓降，接著在無法預測的時間，壓力歷經較短的時間顯著地提高到該單元必須停機移除阻塞物，更替被移除的材料並重新開啟該單元的時間。這會有問題而導致事件的無法預測性，必須在很短的相隔時間替代材料或維持替代材料充分的額外清點或延長停機時間等待替代材料的輸送。使用根據在此所述的方法之網狀元件，壓降基於該製程物流的污染物濃度與裝入該製程單元的網狀元件能力而在可預測的時間期間維持於低值。可裝入足量的網狀元件使得該單元中的觸媒在網狀元件飽和以前就先耗盡。

實施例2－用於餾出物萘加氫處理器

由4個含萘加氫處理器的精煉廠獲得資料。有三個加氫處理器(A、B與C)使用傳統環分級系統，而其餘的加氫處理器(D)使用本發明的網狀元件。第18圖舉例說明4個加氫處理器之間的比較性壓降。在200天終了時，與含環分級系統的三個單元歷經的壓降，亦即加氫處理器B的10 psi及加氫處理器C的22 psi，相比，含網狀元件的單元D歷經最小的壓降，亦即加氫處理器D的－4 psi。該萘加氫處理器中受污染的製程物流主要為蒸氣相。本發明的網狀元件有效率地且有效地過濾，而傳統環分級系統受到堵塞。

再參照第1圖，除非另行指明，否則除了過濾受污染的製程物流20，該網狀材料15也可使進來的製程物流20均勻分佈並流至觸媒床32。

藉著使製程物流通過由層26、28中的網狀材料15的網組件123(第9圖)定義的多個流動通路120(第9圖)，該進來的製程物流20也可將進來的製程物流細分成多個較小的流體物流，接著再多次細分該較小的物流使得進來的製程物流均勻地橫越沿著線34－34取得的觸媒床32流體入口橫斷面34均勻地分散而分佈。較佳地該觸媒床32含有不同的固體觸媒粒子36。

就催化床製程單元而言，本發明的方法在微粒污染物到達觸媒床以前就先過濾掉彼等。這使該觸媒床有提高的效率，因為相較於含傳統滯留材料的系統有越多觸媒表面積可當作觸媒，例如用於實施例1與2的環分級系統。結果，由於該單元較低的平均壓降產生約10%至15%的觸媒活性增益而可使用較小尺寸、更具催化活性的觸媒元件。

網狀材料15可用於過濾並保留向外流的製程物流38之微粒36。可能夾帶在出口製程物流中的小微粒材料36可由製程物流38過濾或捕捉且被網狀材料層40、42留住。較佳地，層40、42中的網狀材料尺寸從層40中的尺寸漸變成反應器22出口44處之層42中的尺寸。此外，材料的沈積物可於製程單元中形成，例如，殘餘油過度加氫裂化所形成的沈積物，彼可能堵塞或弄髒下游設備。這些沈積物可藉由網狀材料15從流出的製程物流38過濾掉。較佳地，層40、42中的網狀材料尺寸從層40中的尺寸漸變成反應器22出口44處之層42中的尺寸。或者，本發明也可用於向上流的構型中，其中受污染的製程物流46並非於44而係改換由下端39進入該單元且出口製程物流25由反應器22上端47的24處流出該製程單元22。

如先前討論的，本發明另一個優點為使活化或部分活化的網狀材料15與聚合物前驅物在受污染的製程物流20中起反應。二烯烴的縮合聚合可在加熱受污染的製程物流20之後在該製程單元32中進行，一般都在導入該製程單元22之前，藉以在該製程單元32本身中形成積垢，那可能使該製程單元32發黏或堵塞。當該製程單元中形成污洉時，彼等無法在橫越該流體入口橫斷面34流動之前從受污染的製程物流20過濾掉。因此，網狀材料15的該層或層26、28、40、42可塗佈氧化鋁粉末，那也可當作形成局部活化網狀材料之觸媒材料的基材。如在此所用的，「活化的載體」意指(1)已浸透著觸媒材料的網狀材料或(2)可為金屬的氧化物、氮化物或碳化物之網狀材料或(3)含有沸石或無機氧化物，例如氧化鋁、氧化矽、氧化矽－氧化鋁、氧化鎂、氧化矽－氧化鎂或氧化鈦之網狀材料。如在此所用的，「局部活化的載體」意指故意地製成較不具活性或局部地去活化以達到較慢的反應速率或局部地反應所接觸的材料之活化載體材料。

有關受污染的製程物流，也可使用經塗佈的網狀材料15，其中該塗層可包含一或數種傳統觸媒。氧化鋁可用作活性塗層，任意地但較佳地。氧化鋁可用作強化該觸媒的載體。根據本發明的觸媒較佳地包含注入氧化鋁為底的載體內的VI－B族金屬或VIII族金屬，或二者。因此，該觸媒可包含鉻、鉬及鎢之至少一者加上鐵、鎳、鈷、鉑、鈀及銥之至少一者。鈀的使用特別有用於乙炔及來自乙烯的二烯烴之移除、氧之移除及氫之移除。VI－B族金屬當中，鉬最佳。該觸媒較佳地含有約2重量%至約14重量%的VI－B族金屬。VIII族金屬當中，鎳及鈷最佳。該觸媒中的VIII族金屬量較佳地為約0.5重量%至約10重量%。

參照第2圖，說明具有鞍126(第7圖)外形內含網狀材料15之二固定觸媒床48、50的多重固定床製程單元46。該反應器46依向下流的構型舉例說明，其中受污染的製程物流51將在入口52進入該單元46且出口製程物流54在出口56、60流出該單元。局部反應的製程物流58可能累積在固定床48的出口61並在收集阱60抽走。該局部反應的製程物流58可在引入該反應器46以作為混合室64的局部反應的製程物流62之前先加熱或淬冷或另行處理。局部反應的製程物流58可在該局部反應的製程物流62再引入利用連續觸媒床50進行反應的反應器46之前先移除以供視需要的再分佈、加熱或其他製程步驟。網狀材料15的額外層70可供過濾與分佈以移除用於額外製程步驟的製程設備夾帶或形成的任何污染物，例如灰塵、氧化鐵、硫化鐵、瀝青、焦炭細粉、煤灰、觸媒細粉、沈積物或其他夾帶的外來微粒物質、蒸餾塔中的鹽類、氣流中的微粒、尾氣單元的硫或硫化物或例如二烯烴等的聚合物前驅物。

在該反應器46的入口52與混合室64下方提供足量的網狀材料15的層66、68、70以過濾該製程物流51與局部反應的製程物流62。較佳地，提供多個層66、68、70使得當進來的污染製程物流流過該網狀材料15時，該網狀材料15從層66的多孔性漸變至層68的另一個多孔性至層70的另一個多孔性。任意地，本發明可配合或沒有傳統篩籃72而實行。較佳地，固定觸媒床48、50含有不同的固體觸媒粒子74。

本發明另一個特徵有益地提供橫越製程單元的全長提供多個網狀元件15。該多個網狀元件15可通貫整個製程單元與觸媒19摻合在一起，如第22圖所示。

如先前討論的，本發明的優點為彼也可用於分配該製程物流。製程物流51也可藉著使製程物流通過由網狀材料15的網組件123(第9圖)定義的多個流動通路120(第9圖)將進來的製程物流細分成多個較小的流體物流；接著再多次細分該較小的物流使得進來的製程物流均勻地橫越觸媒床76的流體入口橫斷面均勻地分散而分佈。該供料51接著在收集板60當作局部反應的製程物流58抽走以前，先在該觸媒床48中反應。當局部反應的製程物流62流入該混合室64並通過該網狀材料層70時，接著為彼重複進行過濾與分佈的方法。

本發明另一個特徵為該網狀材料15也可用於捕捉並留住向外流的局部反應的製程物流58及經反應的製程物流54之觸媒粒子74。以該第一固定床48出口61處的層78、80中之網狀材料126及該第二固定床50出口56處的層82、84中之網狀材料126用於過濾並留住夾帶在該局部反應的製程物流58及經反應的製程物流54中之觸媒粒子74。如參照第1圖討論的，為了捕捉並留住無論單一或多固定催化床化學反應器中的局部反應或經反應的向外流製程物流之觸媒74，如第2圖所示分別地就各床48、50的層78、80及82、84來說，該網狀材料15較佳地從一多孔性漸變至另一個多孔性。任意地，該網狀材料的多孔性也可由小細孔漸變至大細孔。或者，該網狀材料的多孔性可反過來從大細孔漸變至小細孔以過濾可在該觸媒床中形成的沈積物。

本發明的另一個優點為該網狀材料15可利用與製程物流51、62中的聚合物前驅物起反應之具催化活性的材料來活化或浸透。如第2圖描敘的，網狀材料15的層66、68、70可含有包括較佳地選自氧化鋁、氧化矽、氧化矽－氧化鋁、氧化鎂、氧化矽－氧化鎂或氧化鈦之無機氧化物或較佳地選自沸石L、沸石X及沸石Y之沸石的活化載體，彼可加入該網狀材料當作觸媒材料的基材。任意地，該網狀材料可利用觸媒材料浸透或該網狀材料可為美國專利案號5,399,535中揭示的金屬之氧化物、氮化物、碳化物或硼化物，在此將彼倂入以供參考到彼與本發明不一致的範圍。

如以上所說明的活化或局部活化的網狀材料可用於控制二烯烴或其他聚合物前驅物的加氫速率以防止積垢或膠質形成。當吸熱反應需要加熱至局部反應的製程物流58時，較佳地亦活化或局部地活化層70的網狀材料15。本發明也可利用塗佈的網狀材料來實行，其中該塗層可包含一或數個傳統觸媒。氧化鋁可用於活性塗層或載體上。根據本發明的觸媒較佳地包含注入該網狀材料、無機氧化物或沸石之VI－B族的金屬或VIII族的組份，或二者。因此，該觸媒可包含鉻、鉬及鎢之至少一者加上鐵、鎳、鈷、鉑、鈀及銥之至少一者。VI－B族金屬當中，鉬最佳。該觸媒較佳地含有約2重量%至約14重量%的VI－B族金屬。VIII族金屬當中，鎳及鈷最佳。該觸媒中的VIII族金屬量較佳地為約0.5重量%至約10重量%。

第3圖舉例說明傳統燃燒器型流體化床反應器88、90。網狀材料15的層86、92可用於流體化床反應器90及燃燒器或蓄熱器88中，以降低入口損失及蒸氣或空氣流動的分佈不當。進到燃燒器或蓄熱器88的入口空氣93流經該網狀材料層86將該物流細分成多個較小的流動物流。該網狀材料15可為單一圓盤124(第6圖)而沒有例示的穿孔125；無論如何彼可為橢圓或方形片121(第9圖)，或包括裝配盤134(第10圖)的預期之任何幾何構型。任意地，可使用多個盤86、92(第3圖)。同樣地，該盤124(第7圖)或片121(第9圖)可任意地含有穿孔。該蒸氣或空氣流的細分可仰賴特定燃燒器型流體化床反應器(第3圖)的製程束縛，降低進來的蒸氣或空氣流的紊流，藉此降低壓縮機馬力的使用或提高流速。本發明另外的優點為細分的蒸氣或空氣流可更均勻地將蒸氣或空氣94分佈到整個燃燒器或蓄熱器88。此外，網狀材料15的另一層92可用於均勻地分佈用於該流體化床反應器90之任何鼓起的蒸氣96。

或者，在第4圖中，彼描敘傳統兩段式蓄熱器流體化床反應器104，網狀材料15的層98、112可類似於第3圖所討論地用於單段燃燒器或蓄熱器。進到燃燒器或蓄熱器第一段108的紊亂入口空氣102流經該網狀材料15的層98而細分該物流，較佳地分成多個較小的流動物流。較佳地，該網狀材料15可為單一圓盤124(第6圖)而沒有例示的穿孔125；無論如何彼可為橢圓或方形片121(第9圖)，或包括裝配盤134(第10圖)的預期之任何幾何構型。任意地，可使用多個盤98、112(第4圖)。同樣地，該盤124(第7圖)或片121(第9圖)可任意地含有穿孔。同樣地，就第二段110而言，紊亂入口空氣106可流經該網狀材料15的層100而將該物流細分成多個較小的流動物流。該蒸氣或空氣流的細分可仰賴兩段式蓄熱器流體化床反應器104、116的製程束縛，降低進來的蒸氣或空氣流的紊流，藉此降低壓縮機馬力的使用或提高流速。本發明另外的優點為細分的蒸氣或空氣流可更均勻地將蒸氣或空氣94分佈到整個燃燒器或蓄熱器108、110。此外，網狀材料的另一層112可用於均勻地分佈用於該流體化床反應器116之任何鼓起的蒸氣114。

參照第5圖，用於處理蒸氣態之受污染的製程物流，舉例說明含實質上球形球122(第11圖)形狀的網狀材料15之徑向流動固定床化學反應器94，但是，如先前討論的，其他形狀都可使用。蒸氣態之受污染的製程物流92在入口96進入該徑向流動反應器94。在偏向擋板122與貝形鍋104之間的容器中提供網狀材料15的層98，更佳地網狀材料15的層98、100。網狀材料15的層98、100有助於在固定觸媒床108中反應及呈經反應的製程物流112的形態經過中心管110而捨棄之前過濾例如灰塵、氧化鐵、硫化鐵、瀝青、焦炭細粉、煤灰、觸媒細粉、沈積物或其他夾帶的外來微粒物質或受污染的蒸氣供料92中夾帶之例如二烯烴等的聚合物前驅物。如先前討論的，本發明的優點為網狀材料15可用於捕捉並留住出口物流的觸媒，在此示於卸料管106中。

該網狀元件可用於其他類型的製程設備中過濾污染物，例如沈積物。第15圖舉例說明本發明另一個具體例，在本具體例中，網狀元件95係用於蒸餾塔90中移除沈積物，例如鹽類。過濾製程設備中生成的沈積物之方法較佳地包括提供在各網狀元件之間收進空隙的網狀元件層。改變該空隙以增加網狀元件表面上的較小污染物之過濾，同時使較大的污染物通過以防止網狀元件層阻塞。本方法進一步提供含沈積物的製程物流與網狀元件接觸，藉以藉由移除網狀元件表面上的較小污染物而從製程物流移除沈積物並使較大的污染物通過各網狀元件之間的空隙。此方法產製較不含沈積物的製程物流以供進一步的處理。

第6圖舉例說明充當網狀元件盤124之本發明的特定具體例。任意地，該等盤可具有穿孔125。較佳地，使用多個穿孔以容納可任意地填充網狀元件的篩籃。其他的形狀可包括鞍126(第7圖)、中空圓柱體128(第8圖)、網狀材料15的單板121(第9圖)、多個片段134a－f構成的盤134(第10圖)、實質上球形球122(第11圖)、實心圓柱體132(第12圖)、拉西環130(第13圖)、方塊(第14圖)及單石(第14圖)。各形狀可形成個別規格的尺寸。所用的形狀之尺寸可包括約1/8至2吋直徑之實質上球形的球；內徑約1/8至1吋且外徑約1/4至1又1/2吋及高度約1/4至2吋的拉西環；半徑約1/4至2吋的鞍形；具有內徑約1/8至1又1/4吋、外徑約1/4至2吋及高度約1/4至3吋的中空圓柱體；及具有直徑約1/8至1吋及高度約1/4至2吋的實心圓柱體。訂製的一塊盤子124或單板121結構可訂製符合於反應器的機體構型。本發明這個形態的另外特徵為該網狀材料15可形成具有穿孔125的盤子124或單板121。本發明的額外特徵為建構該網狀元件時可形成多個區段以形成訂製符合於反應器機體構型的組合板或盤。網狀元件的多孔性可介於約4至約800 ppi。較佳地為了過濾多孔性可介於約4至約80 ppi。更佳地，為了過濾多孔性可介於約10至約65 ppi。這樣就能訂製此應用、微粒填充及壓降束縛的網狀元件尺寸與形狀。在該網狀元件的細孔，或開口，周圍的網狀元件材料形成網組件123(第9圖)，彼依序地定義流動通路120(第9圖)。

本發明也有益地提供製程單元中的垂直流動分佈之方法。此垂直流動分佈方法包括在該製程單元中提供一或多個網狀元件。僅使用一個網狀元件時，彼經常都大到足以有效地跨越該製程單元。使用多個網狀元件時，彼等經常都依不規則填充床的方式配置。不管該網狀元件的構型，各網狀元件具有多個網組件，彼等定義多個流過網狀元件的流動通路。因此與該多個網狀元件接觸的製程物流藉著使製程物流通過各網狀元件的網組件所定義的多個流動通路而被細分成多個較小的流體物流。該製程物流流過網狀元件內的流動通路及該網狀元件之間的空隙同時使用多個網狀元件，提供垂直該製程物流流過該製程單元的有效流動分佈。本方法可應用於該製程單元內的任何位置、該製程單元的出口或這些位置的任何組合，進入該製程單元的製程物流，如第19圖所示。本方法可應用於製程物流同時提供來自該製程物流的污染物之過濾。本方法可應用於製程物流同時進行部分地或全部地移除或轉化該製程物流中預期的化學物種之催化反應。

第21圖舉例說明本發明的網狀元件能產生的垂直流的量。使用滴管直徑將近1/6吋的滴管來進行實驗。網狀元件使液體垂直地分佈於該滴管直徑約7倍的直徑。網狀元件向下分佈的流量並非一樣多。水平面產生顯著的分佈而垂直面沒有。用於製程單元時，網狀元件顯著垂直地分佈流體以防止通道作用與其他在此討論的問題。

本發明的額外特徵可包括使用各種不同性質與細孔尺寸的網狀元件之步驟，如第20圖所示。該網狀元件可製造使得彼等具有每吋有許多細孔(「ppi」)的多孔性。舉例來說，這意指30 ppi的網狀元件，由熟於此藝之士檢查時，具有平均每吋30個細孔。此材料的細孔尺寸約1毫米。本文中的細孔尺寸為認為細孔非完美球體時該細孔孔洞的一般尺寸。細孔尺寸的另一個重要成分為開放至細孔內的窗口尺寸。彼係測定捕捉或過濾至細孔內的最大粒子尺寸的測值。本發明的網狀元件多孔性範圍約4至約800 ppi。這樣就能訂製用於包括微粒填充與壓降束縛的應用束縛之網狀元件尺寸與形狀。網狀元件的細孔可介於約6毫米至約100微米的範圍，各自藉由形成通過網狀元件的流動通路之多個網組件定義。

有關本發明的優點，該過濾方法提供在該製程單元內更有效的過濾。因為污染物並不會如傳統滯留材料一樣，在每該等網狀元件第1吋上結塊，所以所有的過濾床都可使用。經過網狀元件的壓降可維持低的，只要使用足夠的網狀元件使該製程單元達到壓降提高以外的操作結束條件即可。較低的壓降提高操作該單元的安全性，因為下游設備並不乏流動且上游設備壓力未增加。觸媒更換之間的操作次數顯著增加，因為該製程設備在製程設備的操作結束條件之前比先的過濾方法可操作的更久。

本發明的另一個優點為觸媒床製程單元中可使用尺寸較小的觸媒，因為該觸媒床承受達較小的循環平均壓降。使用較小、更具催化反應性的觸媒的結果為約10%至15%的觸媒活性增益。該觸媒全部表面積都可用於預期的目的，那就是修飾並提高反應速率，因為該製程單元有每個循環達更低的平均壓降。

本發明的另一個優點為，如第21圖所述，在製程單元的不同位置處使用一或多個網狀元件層以促成垂直流動再分佈而緩和通道作用與其他流動分佈不當的徵候。製程單元內的一或多個網狀元件層亦促成該製程單元內的微粒污染物之過濾。

參照第23圖，顯示含傳統盤子12及二傳統分配器11，一個在該單元的頂部且一個在底部，的先前技藝分佈塔。進入該單元的製程物流包括入口製程物流151、流出該冷凝器的塔頂液流152的一部分及流出底部再沸器的蒸氣流153。組份製程物流以流出該冷凝器的液流154之一部分及流出該單元底部的液流155之一部分的形態回收。

參照第24圖，說明在組份分離單元中使用CELLDIST材料15以分離製程物流的方法及裝配。在此具體例中，將CELLDIST材料15置於該單元內替代該單元內的部分傳統盤子12。舉例來說，巨大笨重的盤子可利用較小、較不複雜的盤子來代替，且該單元內產生的額外空間可完全或部分地填充CELLDIST材料15以達到改良分離的目的。

第25圖顯示根據含傳統填料材料10的先前技藝之組份分離單元。第26圖顯示組份分離單元中使用CELLDIST材料15、傳統分配器11及傳統填料10的本發明具體例。

該CELLDIST材料15可由能製成所需結構，且能忍受溫度、壓力、腐蝕及組份分離單元的其他要求之任何材料構成。若所欲為與該製程物流中的組份沒反應性，可使用鈍性CELLDIST材料15。在另一個具體例中，CELLDIST材料15係由非金屬性材料構成以便能處理例如氫氯酸或硫酸等的腐蝕性系統，以降低設計成本、組立時間並降低單元的熱損失。

如第27圖舉例說明的，該CELLDIST材料l5可採具有形成通道或通路120的開放連結細孔的各種不同形狀。該CELLDIST材料15的通道使該等相能逆流通過該材料。此等通道促成通過該CELLDIST材料15的相之間的質傳。該CELLDIST材料15可製造而顯露出廣泛不同的多孔性。這樣就能為特定的應用訂製該CELLDIST材料15的多孔性。另外，這將確保該CELLDIST材料15具有足夠的質量及多孔性以提供達到該單元所欲之組份分離的理論段數。該CELLDIST材料15具有環繞細孔或開口的網組件123，彼依序地定義流動通路120(第27及28圖)。

CELLDIST材料的多孔性以每吋細孔(「ppi」)為單位而測量。孔狀材料的多孔性按照熟於此藝之士所習知方式分級。微孔材料具有最小的細孔尺寸，一般約5埃至5奈米。介孔材料一般具有約5奈米至約50奈米的細孔尺寸。巨孔材料具有超過約50奈米的尺寸。由巨孔性細孔組成的CELLDIST材料可具有如第28圖舉例說明的不規則圖案。本發明的CELLDIST材料15的多孔性範圍為約4至約800 ppi。在用於組份分離單元的較佳具體例中，本發明的CELLDIST材料15具有約4至約30 ppi的多孔性。該CELLDIST材料15中相互連結的細孔表面積促成該單元內的相混合及質傳。有一個具體例中，本發明的CELLDIST材料15相較於用於先前技藝的填料材料及其他單元內部時，有益地提供提高的表面積。本發明的CELLDIST材料表面積至多每立方米CELLDIST材料4000平方米，相較於先前技藝單元填料內部經常提供的每立方米將近60至750平方米的表面積。此提高的表面積有益地提供更寬闊的位置，藉彼可進行相的接觸。相間相對增量的接觸造成該單元中改良的分離能力。相間增量的接觸也造成比先前技藝單元更改良的質傳效率及較低的HETP。

在本發明之一具體例中，相通過位在該單元內的一或多個CELLDIST材料l5區，如第24及26圖中舉例說明的。進入該單元的製程物流可為液流、蒸氣流或二者的組合，且可包括，舉例來說，供料物流、迴流物流、再循環物流、再沸物流、循環回流(pumparound)物流、側線回流(pump－back)物流及側流再循環物流中之一或多種。根據本發明的具體例使用CELLDIST材料15的蒸餾可在傳統單元中在高氣體或蒸氣裝填量下完成。

有一個具體例中，該CELLDIST材料15呈單一顯明結構元件的形態，如第27圖舉例說明的。該顯明結構元件可塑形或配合尺寸以符於該組份分離單元的內橫斷面。該元件可為，舉例來說，盤、橢圓、矩形或為了使材料符於該單元的內橫斷面所需之任何幾何形狀。或者，若該單元具有較大的橫斷面，可將一或多個較小的CELLDIST材料10橫斷面接在一起，如第28圖舉例說明的，以擴大該單元的橫斷面。該CELLDIST材料15可在該單元內形成單層。同樣地，該單元內可使用多個CELLDIST材料15層。該CELLDIST材料15可以衍生的圖形舖設以降低洩漏的可能性或該單元的CELLDIST材料區內的通道作用。也可在單元全長上方設置一或多種CELLDIST材料15。同樣地，多種CELLDIST材料15可通貫該單元與一或多個傳統單元內部摻合在一起，舉例來說第24圖所示的盤子、第26圖所示的填料材料或第24及26圖所示的分配器。

該單元中的CELLDIST材料15之細孔內，或環繞外部，可能有空隙或開放空間。典型地，高空隙空間或空隙比例對應高多孔性及該單元內的低壓降，就分離目的而言那係理想的。本發明的CELLDIST材料15之內部空隙比例較佳為高達70百分比。相較之下，最常取到的金屬顯明結構填料中見到的空隙為約98至99百分比，但非金屬顯明結構填料為約65百分比。儘管很顯然這些先前技藝材料可能具有比本發明較高的孔隙比例，但是與本發明的CELLDIST材料15增加的表面積有關的質傳效率增量可使該單元能在較低的泛流數(flooding number)下操作。這較佳地造成利用根據本發明的CELLDIST材料15操作之單元比使用具有較高空隙百分比的先前技藝材料之單元具有相同或更好的生產力。

該CELLDIST材料15與先前技藝填料材料相比時也顯示良好的潤濕性特徵。潤濕性係有關多個相在該填料材料表面上接觸及分佈的量，並且受到材料的結構影響。高的潤濕性數值就避免該單元內的相不當分佈而言很重要。

一般而言，以低壓降在指定的泛流因子下達到高理論段數的填料材料係有效且較佳的填料材料。目標在於使所用的填料材料量最少且又能產生造成預期分離的理論段數。與用於組份分離單元的先前技藝材料作比較，本發明的CELLDIST材料15有益地顯示高分離效率及低壓降特性，那是該CELLDIST材料15增加的表面積與較佳的孔隙率及潤濕性的結果。

要了解本發明並不限於所示及說明的結構、操作、精確材料或具體例的精確細節，顯著的修飾及等效例對熟於此藝之士而言將顯而易見。舉例來說，特殊的液體分配器或傳統液體分配器都可配合網狀元件使用以促成液體橫越製程設備的擴展。相反地，網狀元件只能用於微粒移除。所以，本發明因此只被後附的申請專利範圍所限制。

10．．．填料材料

11．．．分配器

12．．．盤子

15．．．網狀元件

19．．．觸媒

20．．．受污染的製程物流

22．．．單一固定催化床製程單元

24．．．入口

25．．．出口製程物流

26．．．層

28．．．層

32．．．觸媒床

34．．．流體入口橫斷面

36．．．固體觸媒粒子

38．．．流出的製程物流

39．．．下端

40．．．層

42．．．層

44．．．出口

46．．．多固定床製程單元

47．．．上端

48．．．固定觸媒床

50．．．固定觸媒床

51．．．受污染的製程物流

52．．．入口

54．．．出口製程物流

56．．．出口

58．．．局部反應的製程物流

60．．．收集阱

61．．．出口

62．．．局部反應的製程物流

64．．．混合室

66．．．網狀材料層

68．．．網狀材料層

70．．．網狀材料層

72．．．篩籃

74．．．固體觸媒粒子

76．．．觸媒床

78．．．網狀材料層

80．．．網狀材料層

82．．．網狀材料層

84．．．網狀材料層

86．．．網狀材料層

88．．．燃燒器型流體化床反應器

90．．．燃燒器型流體化床反應器

92．．．網狀材料層

93．．．入口空氣

94．．．蒸氣或空氣

96．．．鼓起的蒸氣

98．．．網狀材料層

100．．．網狀材料層

102．．．紊亂入口空氣

104．．．兩段式蓄熱器流體化床反應器

106．．．紊亂入口空氣

108．．．燃燒器或蓄熱器

110．．．燃燒器或蓄熱器

112．．．網狀材料層

114．．．鼓起的蒸氣

116．．．兩段式蓄熱器流體化床反應器

120．．．流動通路

121．．．方形片

122．．．球形球

123．．．網組件

124．．．單一圓盤

125．．．穿孔

126．．．鞍

128．．．中空圓柱體

130．．．拉西環

132．．．實心圓柱體

134．．．裝配盤

134a．．．片段

134b．．．片段

134c．．．片段

134d．．．片段

134e．．．片段

134f．．．片段

151．．．入口製程物流

152．．．塔頂液流

153．．．蒸氣流

154．．．液流

155．．．液流

第1圖為顯示本發明的特定具體例之單一固定催化床的局部橫斷面側視圖；第2圖為顯示本發明的另一個具體例之多固定床化學反應器的局部橫斷面側視圖；第3圖為顯示本發明的具體例之燃燒器型蓄熱器流體化床反應器的局部橫斷面側視圖；第4圖為顯示本發明的具體例之兩段式蓄熱器流體化床反應器的局部橫斷面側視圖；第5圖為顯示本發明另一個具體例之徑向流動反應器的局部橫斷面側視圖；第6圖為根據本發明之網狀材料製成的穿孔盤的透視圖；第7圖為根據本發明之網狀材料製成的鞍的透視圖；第8圖為根據本發明之網狀材料製成的中空圓柱體的透視圖；第9圖為根據本發明之網狀材料製成的一片板例子的透視圖；第10圖為根據本發明之網狀材料製成的裝配盤的透視圖；第11圖為根據本發明之網狀材料製成的球的透視圖第12圖為根據本發明之網狀材料製成的實心圓柱體的透視圖；第13圖為根據本發明之網狀材料製成的中空圓柱體的透視圖；第14圖為根據本發明之網狀材料製成的單石的透視圖；第15圖為顯示本發明的具體例之蒸餾塔的局部橫斷面側視圖；第16圖為根據本發明變化之各網狀元件之間有空隙的網狀元件層的透視圖；第17圖為比較設立本發明的網狀元件之餾出物加氫處理器的壓降與先前技藝的餾出物加氫處理器，設立滯留材料，的壓降之圖形；第18圖為舉例說明本發明對於萘加氫處理器單元的壓降之影響的圖形；第19圖為在該製程單元入口、該製程單元內二個其他的位置及根據本發明的具體例之製程單元出口提供本發明的方法之含多個網狀元件層之向下流製程單元的局部橫斷面側視圖；第20圖為根據本發明的具體例能過濾含廣範圍粒子尺寸的污染物之含不同多孔性網狀元件層之製程單元的局部橫斷面側視圖；第21圖為上面已經濕透利用食品級著色劑染色的水之一片網狀元件頂部與底部的透視圖，彼舉例說明根據本發明的網狀元件之垂直流動分佈；第22圖為根據本發明的具體例之本發明的網狀元件不規則地填在通貫觸媒床全長之製程單元的局部橫斷面側視圖；第23圖為根據先前技藝之傳統組份分離單元的局部橫斷面側視圖；第24圖為根據本發明之含CELLDIST材料、傳統盤子及傳統分配器的組份分離單元之局部橫斷面側視圖；第25圖為根據先前技藝之利用傳統填料材料與傳統分配器達到將製程物流分成組份製程物流目的的組份分離單元之局部橫斷面側視圖；第26圖為根據本發明的具體例之利用CELLDIST材料、傳統填料材料及傳統分配器達到將製程物流分成組份製程物流目的的組份分離單元之局部橫斷面側視圖；第27圖為根據本發明之用於組份分離單元的CELLDIST材料製成的一片板例子的透視圖；以及第28圖為根據本發明之用於組份分離單元的CELLDIST材料製成的裝配盤的透視圖。

儘管本發將關聯較佳具體例而作說明，但咸了解其並非試圖使本發明限於該具體例。相對地，其試圖涵蓋可內含於後附申請專利範圍所定義的發明精神與範圍內的所有替代例、修飾例及等效例。

15．．．網狀元件

20．．．受污染的製程物流

22．．．單一固定催化床製程單元

24．．．入口

25．．．出口製程物流

26、28．．．層

32．．．觸媒床

34．．．流體入口橫斷面

36．．．固體觸媒粒子

38．．．流出的製程物流

39．．．下端

40、42．．．層

44．．．出口

47．．．上端

74．．．固體觸媒粒子

Claims (43)

1. 一種在組份分離單元中將至少一種製程物流分離成具有預期組成的一或更多種組份製程物流之方法，該方法包含下列步驟：(a)在該單元中提供具有固體組份及一或更多個細孔的隨機性三維孔狀固體材料；(b)將該孔狀固體材料配置在該單元之至少一區內；(c)將該至少一種製程物流之二或更多個相導入含有該孔狀固體材料的區中；(d)使在該孔狀固體材料表面之二或更多個相接觸以促成質量傳遞；及(e)從該單元回收一或更多個相之至少一個部分以作為至少一種組份製程物流，其中該至少一種組份製程物流具有預期的組成及其中該孔狀固體材料之尺寸介於100微米至6毫米的範圍。
2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該孔狀固體材料具有多個細孔尺寸及形狀。
3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該等相在離開該孔狀固體材料區時具有預期的組成。
4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中從該單元的一或更多個位置回收一或更多種組份製程物流。
5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該孔狀固體材料的表面具有以每立方米該單元中孔狀固體材料計約 250至4000平方米的範圍之表面積。
6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該孔狀固體材料係選自氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、陶瓷材料、金屬材料、聚合性材料及化學氣相沈積材料。
7. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該孔狀固體材料係由耐腐蝕材料形成。
8. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該孔狀固體材料主要地由碳化矽形成。
9. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該單元含有一或更多個傳統單元內部。
10. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該孔狀固體材料具有每吋約4至約30個細孔的範圍之多孔性。
11. 一種組份分離單元裝配，該裝配包含具有隨機性三維孔狀固體材料的單元，該固體材料具有固體組份及配置在彼內的一或更多個細孔，並具有來自至少一種製程物流之二或更多個相在彼上接觸的表面以促成質量傳遞，其中該孔狀固體材料之尺寸介於100微米至6毫米的範圍。
12. 如申請專利範圍第11項之裝配，其中該孔狀固體材料具有多個細孔尺寸及形狀。
13. 如申請專利範圍第11項之裝配，其中該組份分離單元係選自蒸餾單元、吸附器及萃取器及其組合。
14. 如申請專利範圍第11項之裝配，其中該等相包含至少一個液相及至少一個蒸氣相。
15. 如申請專利範圍第11項之裝配，其中該孔狀固 體材料表面具有約250至4000平方米的範圍之表面積，以該單元中每立方米孔狀固體材料計。
16. 如申請專利範圍第11項之裝配，其中該孔狀固體材料係選自氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、陶瓷材料、金屬材料、聚合性材料及化學氣相沈積材料。
17. 如申請專利範圍第11項之裝配，其中該孔狀固體材料係由耐腐蝕材料形成。
18. 如申請專利範圍第11項之裝配，其中該孔狀固體材料主要地由碳化矽形成。
19. 如申請專利範圍第11項之裝配，其中該單元含有一或更多個傳統單元內部。
20. 如申請專利範圍第11項之裝配，其中該孔狀固體材料具有每吋約4至約30個細孔的範圍之多孔性。
21. 一種經由組份分離單元中分離而改變至少一種製程物流的組成之方法，該方法包含下列步驟：(a)在該單元中配置具有固體組份及一或更多個細孔的隨機性三維孔狀固體材料之至少一個床；(b)使該至少一種物流通過該孔狀固體材料的床，於當該等相通過該孔狀固體材料時，將該單元中一或更多個相的組成改變，藉以產生具有預期組成之至少一組份製程物流；及(c)從該單元回收該至少一種組份製程物流其中該孔狀固體材料之尺寸介於100微米至6毫米的範圍。
22. 如申請專利範圍第21項之方法，其中該等相包含至少一個液相及至少一個蒸氣相。
23. 如申請專利範圍第21項之方法，其中該孔狀固體材料具有多個細孔尺寸及形狀。
24. 如申請專利範圍第21項之方法，其中該孔狀固體材料具有含約250至4000平方米的範圍之表面積的表面，以該單元中每立方米孔狀固體材料計。
25. 如申請專利範圍第21項之方法，其中從該單元的一或更多個位置回收一或更多種組份製程物流。
26. 如申請專利範圍第21項之方法，其中該孔狀固體材料係訂製成符合於該單元的橫斷面構型。
27. 如申請專利範圍第21項之方法，其中該至少一個床由多個無規填充的孔狀固體材料組成。
28. 如申請專利範圍第21項之方法，其中該孔狀固體材料係選自氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、陶瓷材料、金屬材料、聚合性材料及化學氣相沈積材料。
29. 如申請專利範圍第21項之方法，其中該孔狀固體材料係由耐腐蝕材料形成。
30. 如申請專利範圍第21項之方法，其中該孔狀固體材料主要地由碳化矽形成。
31. 如申請專利範圍第21項之方法，其中該單元含有一或更多個傳統單元內部。
32. 如申請專利範圍第21項之方法，其中該孔狀固體材料具有每吋約4至約30個細孔的範圍之多孔性。
33. 如申請專利範圍第21項之方法，其中該組份分離單元係蒸餾單元。
34. 如申請專利範圍第21項之方法，其中該組份分離單元係使蒸氣相/液相或液相/液相接觸的接觸單元。
35. 一種組份分離單元裝配，該裝配包含具有隨機性三維孔狀固體材料之至少一個組份分離單元，該固體材料具有固體組份及配置在彼內的一或更多個細孔，其中該孔狀固體材料的量足以提供將一或更多種製程物流分離成具有預期組成之一或更多種製程物流所需的理論段數及其中該孔狀固體材料之尺寸介於100微米至6毫米的範圍。
36. 如申請專利範圍第35項之裝配，其中該孔狀固體材料具有多個細孔尺寸及形狀。
37. 如申請專利範圍第35項之裝配，其中該單元含有一或更多個傳統單元內部。
38. 如申請專利範圍第35項之裝配，其中該孔狀固體材料具有約250至4000平方米的範圍之表面積的表面，以該單元中每立方米孔狀固體材料計。
39. 如申請專利範圍第35項之裝配，其中該孔狀固體材料具有每吋約4至約30個細孔的範圍之多孔性。
40. 如申請專利範圍第35項之裝配，其中該組份分離單元係蒸餾單元。
41. 如申請專利範圍第35項之裝配，其中該組份分離單元係引發蒸氣相/液相或液相/液相之間的質量傳遞之接觸單元。
42. 一種改變接觸單元中至少一種製程物流的組成之方法，該方法包含下列步驟：(a)在該接觸單元中配置具有固體組份及一或更多個細孔的隨機性三維孔狀固體材料之至少一個床；(b)使該至少一種製程物流通過該孔狀固體材料的床，當二或更多個相通過該孔狀固體材料時，該二或更多個相的組成改變，藉以產生具有預期組成之至少一種組份製程物流；及(c)從該接觸單元回收該至少一種組份製程物流其中該孔狀固體材料之尺寸介於100微米至6毫米的範圍。
43. 如申請專利範圍第42項之方法，其中該孔狀固體材料具有多個細孔尺寸及形狀。