[其他]把颗粒材料均匀装填成圆柱层的方法和设备

说明书

本发明涉及把颗粒料均匀装入一圆筒形床或容器的方法及实施装填的设备。尤其涉及到以下述方法，通过将催化剂颗粒或类似物料均匀分布到大直径圆筒状容器内来装填催化反应床的“催化剂定向装填”（cop）法，即在催化床的整个圆面积上同时将催化剂流下，而成为催化剂颗粒形成的多个同心环。本发明主要目的在于确保：具有高静止角的柱状挤塑物形式之类的催化剂能以很高的催化剂/容器体积比均匀地装填成催化床。

本发明的特定目的在于提高具有高静止角的颗粒（包括球形颗粒）的装填密度，以使此催化床能靠分布在容器整个底面上的一批同心环同时形成。催化剂颗粒之类的许多个环，是通过均匀转动单个转盘或转动体而形成，此种圆盘将从上面流料管下来的催化剂分流成许多半径不同的径向扇形件。圆盘分配面上的每个扇形件之催化剂颗粒合成的出射速度，在催化床或容器内形成了多个不同的径向抛射距离。由于圆盘上的所有部件以同一速率旋转，催化剂的同心环即被抛入容器，使之同时沉降成相邻的一批圆环。这些圆环具有符合要求的相当窄的径向宽度，但从容器的轴线向外，径向距离却是逐渐增大的，这样就形成了均匀地覆盖住整个催化床的多个同心环。

具有一或多个固定催化剂床的催化反应容器，目前普遍使用催化剂布料器来装填。该项技术称之为“催化剂定向装填”（常称之为cop装填），特别适用于使催化剂床的渗透性及其整体密度均匀化。在当前的催化处理技术中，催化剂颗粒一般通过挤压法生产，颗粒取直径1/16英寸至1/4英寸的圆棒形，然后，将棒截成1/4英寸至1/2英寸长的段。该挤压件一般是由氧化铝、硅铝土、合成或天然沸石材料构成，生产这样的挤压件远比生产球形催化剂便宜。但是，这类挤压件具有很高的静止角，即自由静止的材料堆在该角度下处于稳定态的角度。因此，将其均匀地分布在一个大直径圆筒形容器中是很困难的。还由于这样的颗粒在不同尺寸，以及在制造和装入反应器中又不会开裂和破碎，如果仅靠重力从容器内的中心点装填催化床，就会出现“分层”或分隔现象。

采用cop装填法的主要目的在于尽量减小空隙空间，因而，靠此可减少碳氢化合物与催化剂放热反应中产生的局部“过热”现象。另外，由于增大了固体颗粒料和催化剂颗粒的装填密度，也就改善了反应物料流在容器内的分布。而且，当反应器在生产中有液流从其中流过而受到液力作用时，就会提高催化床的密度而限制了该层下沉。一般说来，在现有的容器中，催化剂的数量靠此可增加百分之几。反之，在新的容器中，对同样数量的催化剂所需的容器体积则可减少百分之几。

普遍而论，已知的催化剂定向装填设备包括一具有相同直径的布料圆盘及在转盘顶部的多个径向叶片或翅片件。通常，布料器或为圆锥形件或为平面圆板。不过，由于催化剂的抛射距离和圆盘速度成正比，为了在催化层的整个截面上分布催化剂，布料器的速度必须不同。在圆盘取带有叶片的平面圆板形时，在板上设有一些孔，使一部分催化剂颗粒通过转动件直接下落到反应容器中部。

尤尔（Uhl）的美国3804273号专利，是针对带有单圆锥表面的径向布料器装填催化体的设备。这里将催化剂分布到整个床内的唯一方法是靠增减转盘的速度。

约翰逊（johnson）等人的美国3972686号专利，公开了一种带有叶片和多个槽或孔的平面圆盘，一部分催化剂可通过孔下落到床的中间部位，其余的催化剂被抛向容器边缘。该装置也需要通过改变转盘的速度来装填催化剂，使得它能覆盖催化反应床的整个表面。

上述既存装置的特有缺陷，在于是以一个速度将催化剂抛射成圆形或环形的堆，这样就常有可能将落在堆上的催化剂颗粒分层化，使较大的颗粒滚到堆底和外边，而较小的颗粒则停止在堆上。通过改变圆盘的转速，在一定程度上可以部分克服上述困难，但由于装填率与该速度成正比，减慢圆盘的速度又会大大增加反应床的装填时间。另一方面，圆盘的速度过高又会导致圆盘上的催化剂迅速飞出而没有足够的滞留时间来控制径向抛出距离。而且，由于催化床内通常都充满着尘土，使操作者实际上不能通过装填器看清催化床，所以靠控制速度来获得所需的径向抛射距离是很困难的。为此，必须通过已装填到一定床面上柱形催化剂的数目来确定一个可能分布的水平。这样的过程是很费时间的，且不具有使催化床能均匀充装所必要的精度。