(57)【要約】  モジュール式触媒床支持体を用いて、反応器において利用可能な触媒床の数を増加させることが可能である。モジュール式触媒床支持体は、複数の格子開口を有する格子と、格子開口内に挿入されたモジュールとを含むことが可能である。モジュール式触媒床支持体は、下にある触媒床上に載ることが可能であり、これにより、モジュール式触媒床支持体を反応器の壁に取り付ける必要性を低減又はなくすことが可能である。
2014514955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応器の壁に溶接されていないモジュール式触媒床支持体であって、前記モジュール式触媒床支持体が、
複数の格子開口を有する格子構造と、
格子スカートを形成するために前記格子構造に取り付けられる複数のエンドキャップ部品と、
前記格子開口内に挿入される複数のモジュールと
を備え、
モジュールが、
上面であって、前記複数のモジュールの上面が触媒支持面を形成する上面と、
下面と、
リップを含む中間面であって、格子開口内にモジュールが挿入されるときに前記リップが前記格子構造の１つ以上の縁部に重なり、前記複数のモジュールの中間面が流れ分配器を形成する中間面と
を備え、
前記モジュール式触媒床支持体が、約２８インチ以下の直径を有する開口を通過することが可能な部品から形成される、
モジュール式触媒床支持体。
【請求項２】
前記複数のモジュールの下面が、前記モジュール式触媒床支持体の重量を支持するのに適している、請求項１に記載のモジュール式触媒床支持体。
【請求項３】
前記格子構造における前記開口の大部分が、多角形パターン配列を形成する形状に対応する、請求項１に記載のモジュール式触媒床支持体。
【請求項４】
前記格子構造が、必要に応じて、溶接することなくインターロック部品から組み立てられ、六角形の形状、１／２の六角形の形状、および２／３の六角形の形状のうちの少なくとも１つに対応する少なくとも２つの形状の格子開口を含む、請求項１に記載のモジュール式触媒床支持体。
【請求項５】
複数の床支持ハンガーを更に備え、床支持ハンガーの少なくとも一部が、前記格子スカートの下方にある、請求項１に記載のモジュール式触媒床支持体。
【請求項６】
前記モジュール式触媒床支持体が、約２４インチ以下の直径を有する開口を通過することが可能な部品から形成される、請求項１に記載のモジュール式触媒床支持体。
【請求項７】
前記格子スカートの一部を取り囲む充填材料を更に備え、前記充填材料が、前記格子スカートに接触するとともに、前記反応器の内壁にも接触する、請求項１に記載のモジュール式触媒床支持体。
【請求項８】
前記複数のモジュールが、前記上面と前記中間面との間に開放容積を更に含む、請求項１に記載のモジュール式触媒床支持体。
【請求項９】
前記格子構造における前記格子開口が、前記モジュール式触媒床支持体の部品が前記反応器に進入するために通過する開口よりも小さい面積を有する、請求項１に記載のモジュール式触媒床支持体。
【請求項１０】
反応器の壁に溶接されていないモジュール式触媒床支持体を組み立てるためのキットであって、前記キットが、
複数の格子開口を有する格子構造を形成するために共に結合することが可能な複数の格子部品と、
格子スカートを形成するために前記格子構造に取り付けることが可能な複数のエンドキャップ部品と、
前記格子開口内に挿入することが可能な複数のモジュールと
を備え、
モジュールが、
上面であって、前記複数のモジュールの上面が、組み立てられたときに触媒支持面を形成する、上面と、
下面と、
リップを含む中間面であって、モジュールが格子開口内に挿入されるときに前記リップが前記格子構造の１つ以上の縁部に重なり、前記複数のモジュールの中間面が、組み立てられたときに流れ分配器を形成する、中間面と
を備え、
前記モジュール式触媒床支持体を組み立てるためのキットが、約２８インチ以下の直径を有する開口を通過することが可能な部品から形成される、
モジュール式触媒床支持体を組み立てるためのキット。
【請求項１１】
前記モジュール式触媒床支持体を組み立てるためのキットが、約２４インチ以下の直径を有する開口を通過することが可能な部品から形成される、請求項１０に記載のモジュール式触媒床支持体を組み立てるためのキット。
【請求項１２】
前記格子構造が、溶接することなくインターロック部品から組み立てられる、請求項１０に記載のモジュール式触媒床支持体を組み立てるためのキット。
【請求項１３】
触媒床プラットフォームを反応器の壁の構造部分に溶接することなく反応器内において触媒床を分割するための方法であって、前記方法が、
約２８インチ以下の直径を有する開口を通じて複数のモジュール式触媒床支持体のコンポーネントを反応器内に送るステップであって、前記反応器が、第１の触媒床容積を有し、前記モジュール式触媒床支持体のコンポーネントが、格子コンポーネントと複数のモジュールとを含むステップと、
前記モジュール式触媒床支持体のコンポーネントを用いてモジュール式触媒床支持体を前記反応器内に構築するステップと、
前記モジュール式触媒床支持体を複数の床支持ハンガーで支持するステップと、
下側触媒床容積に下側触媒床を装填するステップと、
前記モジュール式触媒床支持体を前記下側触媒床上に支持するステップと、
上側触媒床容積に前記モジュール式触媒床支持体により支持される上側触媒床を装填するステップと
を含む、方法。
【請求項１４】
前記反応器の触媒床容積の前記モジュール式触媒床支持体を挿入する前の長さ：直径の比が少なくとも約６：１であり、前記上側触媒床容積および前記下側触媒床容積のうちの少なくとも一方の長さ：直径の比が約２．５：１以下である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
上側触媒床を装填するステップが、前記上側触媒床の装填中に複数の発泡要素を挿入するステップを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
上側触媒床を装填するステップが、前記上側触媒床の装填中に不活性粒子の層を挿入するステップを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
モジュール式触媒床支持体を構築するステップが、
前記格子コンポーネントから格子構造を構築するステップであって、前記格子構造が複数の開口を含むステップと、
前記モジュールを前記複数の開口内に挿入するステップと
を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
モジュール式触媒床支持体を構築するステップが、格子スカートを形成するために前記格子構造の周りに複数のエンドキャップを組み立てるステップを更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記モジュール式触媒床支持体を下側触媒床上に支持するステップが、前記格子スカートと前記反応器の内壁との間に間隙が形成されるように、前記格子スカートが前記反応器の内壁に接触することなく前記モジュール式触媒床支持体を支持するステップを含み、さらに前記格子スカートと前記反応器の内壁との間の間隙に充填材料を挿入するステップを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記下側触媒容積に前記下側触媒床を装填するステップが、
前記モジュール式触媒床支持体を前記反応器内において一定の高さに支持するステップと、
前記下側触媒床を前記モジュール式触媒床支持体の下方に装填するステップと、
前記触媒床支持体の下面が前記下側触媒床に接触するように前記モジュール式触媒床支持体を降下させるステップと
を含む、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の分野）
触媒床を反応器に追加するための構造及び方法を以下に説明する。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
石油精製用反応器は、数十年の間、構造的観点から存続し続けることが可能である。しかし、この長い期間に、精製技術の進歩により、元々の反応器の構造に合致しない設計又は方法の改良が導かれ得る。より古い反応器を拡張してより新しい技術を利用できるようにするシステム及び／又は方法は、反応器を廃棄して新しい構造を建造することに比べ、相当なコスト削減を結果的に生じさせることが可能である。
【０００３】
多くの従来の又は伝統的な石油精製用触媒反応器は、単床反応器である。これらの反応器の幾つかは、反応器の内径に対して長い反応器床を有することが可能である。例えば、反応器の内径に対する反応器床の長さの比は、少なくとも約４：１以上であることが可能である。長い反応器床により、大量の触媒を保持することが可能であるが、単床構成は、触媒の効果を低減させる可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
触媒の効果が低減する１つの理由は、不十分な流れの分配である。不十分な流れの分配は、種々の理由により触媒床内で生じる可能性がある。触媒床の長さが１つの要因であり、床がより長いことにより、典型的には、流れの分配の問題の可能性が増加する。もう１つの問題は、床を通じた液体の質量流束が低いことであり、単位面積及び単位時間当たりに床を通って流れる液体の量が少なすぎるため、良好な流れ特性を提供できない。不十分な流れの分配に寄与する可能性がある他の要因は、床内における流れのブリッヂング、触媒床内への触媒の装填不足、又は液体の詰まりに関する可能性がある。不十分な流れの分配の例は、フィードの「チャネリング」である可能性があり、フィードは、触媒の一部分を優先的に通り、一方、触媒の他の部分を流体流に殆ど又はまったく曝さない。単床反応器において、単一の触媒床を通過する流体の流れパターンに問題が生じた場合、結果的に生じる不十分な流れの分配は、床の全長について継続することになろう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（発明の要旨）
本発明の一態様は、反応器の壁に溶接されていないモジュール式触媒床支持体（又は組み立て式触媒床支持体（modular catalyst bed support））に関し、当該モジュール式触媒床支持体は、
複数の格子開口を有する格子構造と、
格子スカートを形成するために前記格子構造に取り付けられる複数のエンドキャップ部品と、
前記格子開口内に挿入される複数のモジュールと
を備え、
モジュールが、
上面であって、前記複数のモジュールの上面が触媒支持面を形成する上面と、
下面と、
リップを含む中間面（又はインテリア面）であって、格子開口内にモジュールが挿入されるときに前記リップが前記格子構造の１つ以上の縁部に重なり、前記複数のモジュールの中間面が流れ分配器を形成する中間面と
を備え、
前記モジュール式触媒床支持体が、約２８インチ以下の直径を有する開口を通過することが可能な部品から形成される。
【０００６】
本発明の別の態様は、反応器の壁に溶接されていないモジュール式触媒床支持体を組み立てるためのキットに関し、当該キットは、
複数の格子開口を有する格子構造を形成するために共に結合することが可能な複数の格子部品と、
格子スカートを形成するために前記格子構造に取り付けることが可能な複数のエンドキャップ部品と、
前記格子開口内に挿入することが可能な複数のモジュールと
を備え、
モジュールが、
上面であって、前記複数のモジュールの上面が、組み立てられたときに触媒支持面を形成する、上面と、
下面と、
リップを含む中間面であって、モジュールが格子開口内に挿入されるときに前記リップが前記格子構造の１つ以上の縁部に重なり、前記複数のモジュールの中間面は、組み立てられたときに流れ分配器を形成する、中間面と
を備え、
当該モジュール式触媒床支持体を組み立てるためのキットは、約２８インチ以下の直径を有する開口を通過することが可能な部品から形成される。
【０００７】
本発明の更に別の態様は、触媒床プラットフォームを反応器の壁の構造部分に溶接することなく反応器において触媒床を分割するための方法に関し、当該方法は、
約２８インチ以下の直径を有する開口を通じて複数のモジュール式触媒床支持体のコンポーネント（又は構成要素）を反応器内に送るステップ（又は工程）であって、前記反応器が、第１の触媒床容積を有し、前記モジュール式触媒床支持体のコンポーネントが、格子コンポーネント（又は格子構成要素）と複数のモジュールとを含むステップと、
前記モジュール式触媒床支持体のコンポーネントを用いてモジュール式触媒床支持体を前記反応器内に構築するステップ（又は工程）と、
前記モジュール式触媒床支持体を複数の床支持ハンガーで支持するステップ（又は工程）と、
下側触媒床容積に下側触媒床を装填するステップ（又は工程）と、
前記モジュール式触媒床支持体を前記下側触媒床上に支持するステップ（又は工程）と、
上側触媒床容積に前記モジュール式触媒床支持体により支持される上側触媒床を装填するステップ（又は工程）と
を含み、
前記上側触媒床容積および前記下側触媒床容積のうちの少なくとも一方の長さ：直径の比は、約４：１以下である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態による格子構造を概略的に示す。
【図２】本発明の実施形態による格子構造の部品を概略的に示す。
【図３ａ】本発明の実施形態によるエンドキャップを概略的に示す。
【図３ｂ】本発明の実施形態によるエンドキャップを概略的に示す。
【図４】本発明の実施形態によるエンドキャップスカートを有する格子構造を概略的に示す。
【図５ａ】反応器における本発明の実施形態による触媒床モジュールを概略的に示す。
【図５ｂ】反応器における本発明の実施形態による触媒床モジュールを概略的に示す。
【図６ａ】追加の触媒床モジュールの形状を概略的に示す。
【図６ｂ】追加の触媒床モジュールの形状を概略的に示す。
【図７ａ】格子開口内に挿入された触媒床モジュールを有する格子構造を概略的に示す。
【図７ｂ】本発明の実施形態による組み立てられたモジュール式触媒床支持体を示す。
【図８】本発明の実施形態によるハンガーを有するモジュール式触媒床支持体を支持する例を示す。
【図９ａ】本発明の実施形態による触媒床ハンガーを概略的に示す。
【図９ｂ】本発明の実施形態による触媒床ハンガーを概略的に示す。
【図９ｃ】本発明の実施形態による触媒床ハンガーを概略的に示す。
【図１０】モジュール式触媒床支持体を含む反応器の例を示す。
【図１１】反応器試験プラットフォームについての構成の例を概略的に示す。
【図１２ａ】反応器試験プラットフォームにおける試験の結果を示す。
【図１２ｂ】反応器試験プラットフォームにおける試験の結果を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（実施形態の詳細な説明）
概説
様々な実施形態において、有益にも既存の反応器とともに用いることが可能なモジュール式触媒床支持体が設けられる。例えば、モジュール式触媒床支持体の追加により、単一の触媒床を有する反応器を２つの触媒床を有する反応器に転換することが可能である（そして、２つ以上の床支持体の使用により、多数の触媒床を有する反応器を結果的に得ることが可能であると考えられる）。モジュール式触媒床支持体は、メッシュ又はワイヤーグレーチングなど、触媒床を支持するために適した上面を有することが可能である。モジュール式触媒床支持体の下部は、上側の触媒床を上面により支持することが可能であるように、下側の触媒床上に載るために適したものであることが可能である。モジュール式触媒床支持体を反応器に追加することにより、流れ分配器（分配器トレイなど）及び／又は急冷システムを反応器に追加することが可能である。流れ分配器及び／又は急冷システムは、モジュール式触媒床支持体の上面と下面との間に形成された空間に追加することが可能である。分配器トレイの追加により、反応器内における流体流を改善することが可能であり、触媒の見掛けの活動における対応する増加を結果的に生じさせることが可能である。
【００１０】
多数の床を有する反応器は、種々の精製プロセス、例えば、水素化脱硫プロセス及びコールドフロー改善プロセスなどの水素化処理プロセスに用いることが可能である。多数の床を有する反応器において、分配器トレイ又は流体流を分配するための反応器内部のその他を床の間で用いることで、流体流を床の間で再分配することが可能である。しかし、流れの再分配は、典型的には、単一の触媒床を有するシステムでは達成できないため、分配器トレイの適正な動作は、典型的には、トレイとトレイから上流の触媒床との間に空間を要求する。
【００１１】
触媒床を反応器に追加することは、種々の課題を提示する可能性がある。触媒床を反応器に追加するための１つの選択肢は、触媒床プラットフォームを反応器の壁の構造部分に溶接することである可能性がある。この選択肢において、反応器の構造部分への溶接部により、触媒床の重量を支持することが可能である。このように触媒床を反応器に追加することは、反応器が稼動していない相当な長さの時間を要求する可能性がある。加えて、反応器の壁の構造材料を溶接のために十分な温度まで加熱することによる衝撃は、不明瞭であり得る。
【００１２】
触媒床の反応器への追加に伴う追加の課題は、反応器の内側へのアクセス方法である可能性がある。典型的な商用反応器は、一般に、上部マンウェイを通じた反応器へのアクセスを可能にしており、かかる上部マンウェイは、例えば、約１８インチ（約４６ｃｍ）〜約３６インチ（約９１ｃｍ）の内径を有することが可能である。古い反応器における幾つかの典型的なマンウェイは、約２０インチ（約５１ｃｍ）〜約２４インチ（約６１ｃｍ）の内径を有することが可能である。マンウェイの直径の他の一般的な例は、少なくとも約２０インチ（約５１ｃｍ）、例えば、少なくとも約２２インチ（約５６ｃｍ）、少なくとも約２４インチ（約６１ｃｍ）、少なくとも約２６インチ（約６６ｃｍ）、又は少なくとも約２８インチ（約７１ｃｍ）であることが可能である。反応器の壁に穴を切り込まない限り、触媒床を反応器に追加するための材料は、既存の開口を通じて反応器に進入させる必要がある。マンウェイは、典型的には、触媒床を追加するためのコンポーネントを導入するための、反応器において利用可能な最大の既存の開口である。従って、実施形態によっては、触媒床プラットフォーム構造を構築するための部品は、約３６インチ（約９１ｃｍ）以下、例えば、２８インチ（約７１ｃｍ）以下、約２６インチ（約６６ｃｍ）以下、約２４インチ（約６１ｃｍ）以下、約２２インチ（約５６ｃｍ）以下、又は約２０インチ（約５１ｃｍ）以下の直径を有する開口を通過することが可能な部品であることが可能である。
【００１３】
触媒床プラットフォームを反応器に追加するための別の検討事項は、追加の床プラットフォームの構造的完全性である可能性がある。触媒床は、反応器内に装填されたときに相当な重量を有する可能性がある。この静止重量に加え、触媒床プラットフォームは、動作中に触媒床を通過する流体の圧力降下による荷重も受ける可能性がある。
【００１４】
様々な実施形態において、反応器を追加の触媒床を含むように拡張するための構造、キット、及び方法が提供される。実施形態において、モジュール式触媒床支持体を反応器内に構築することで、反応器の内部空間を多数の触媒床に分離することが可能である。モジュール式触媒床支持体は、マンウェイなどの既存の開口を通じて反応器に進入することが可能な部品（及び／又は部品を含むキット）から構築することが可能である。
【００１５】
モジュール式触媒床支持体の一部分は、ハニカム又は格子構造であることが可能である。格子構造は、反応器における既存の開口を通過することが可能な複数の部品（及び／又は複数の部品を含むキット）から構築することが可能である。格子構造は、格子開口が六角形又は四角形などの多角形パターン配列（又はテッセレーション）を形成する単一の形状に対応するように形成するか、又はともに多角形パターン配列を形成することが可能な２つ以上の形状（八角形と四角形又は五角形と六角形など）から形成することが可能である。格子構造における開口の大部分は、これらの規則的な開口に対応することが可能である。反応器の壁（単数又は複数）又はその付近であるのが典型的である格子構造の縁部（又はエッジ）（単数又は複数）において、１／２サイズ（又は２分の１サイズ、ハーフサイズもしくは半分のサイズ）又は２／３サイズ（又は３分の２サイズ）の格子開口を用いて、格子の形状を反応器の断面により良好に合致／擬態させることが可能である。格子を形成するために用いられる部品は、反応器内で要求される溶接の量を削減又は最小化するため、例えばインターロックリップを用いて、取り付けることが可能である。
【００１６】
格子における開口は、モジュール式インサートで充填することが可能である。モジュール式インサートは、足又はベースと、触媒床を支持するための上面と、格子構造及び他のモジュール式インサートと組み合わされたときに流れ分配器を形成する中間構造とを含むことが可能である。格子構造における開口は、マンウェイなどの既存の開口の面積よりも小さい面積を有することが可能である。これにより、モジュール式インサートが反応器におけるかかる既存の開口を通過することが可能である。既存の開口を通過することが可能なモジュールを用いることにより、触媒床を追加するために反応器の内側で要求される作業の量を削減又は最小化することが可能である。
【００１７】
組み立て後、モジュール式触媒床支持体は、モジュール式触媒床支持体の下方の触媒床上に載ることにより支持することが可能である。その結果、モジュール式触媒床支持体は、反応器の壁により支持される必要はないかもしれない（幾つかの好適な実施形態では、必要はない）。これにより、モジュール式触媒床支持体を反応器の壁に溶接する必要性をなくすことが可能である。
【００１８】
また、モジュール式触媒床支持体は、下降管を有する分配器トレイなどの流れ分配器も含むことが可能である。分配器トレイは、個々のモジュールの上面と下面との間に配置された板により形成することが可能である。板は、流れ分配器の構造を形成するために格子構造の１つ以上の縁部に重なるリップを有することが可能である。必要に応じて、リップが格子構造に重なる場所にガスケットを含めることが可能である。任意選択のガスケットは、例えば、分配器トレイを通じたいずれの潜在的な漏れも低減するため、リップとハニカム構造との間におけるより良好な封止の提供を補助することが可能である。
【００１９】
モジュール式触媒床支持体は、反応器の壁に溶接された従来の触媒床プラットフォームに対して、種々の利点を提供することが可能である。幾つかの実施形態において、モジュール式触媒床支持体を設置することにより、触媒床を追加するために要求される非稼動時間を削減することが可能である。モジュール式触媒床支持体は、反応器内で足場を用いて構築することが可能である。反応器の構造部分への溶接は要求されないため、設置のための時間を削減することが可能である。
【００２０】
幾つかの実施形態において、触媒床プラットフォームの追加により、反応器内における流れ特性を改善することが可能である。例えば、反応器を特徴付けるための１つの方法は、反応器の直径に対する反応器内の触媒床の長さである可能性がある。モジュール式触媒床支持体は、いずれの都合のよい数の既存の床を有する反応器にも追加することが可能である。モジュール式触媒床支持体の追加により、既存の触媒床を２つの触媒床に分割することが可能である。例えば、単一の触媒床を有する反応器に関わる実施形態において、単一の床は、当初、触媒床の長さ：反応器の直径の比が、少なくとも約３：１、例えば、少なくとも約４：１、少なくとも約５：１、少なくとも約６：１、少なくとも約７：１、又は少なくとも約８：１であることが可能である。かかる実施形態において、触媒床プラットフォームを反応器に追加することで、結果的に得られる触媒床の少なくとも一方の反応器の直径に対する触媒床の長さの比が、約４：１以下、例えば、約３：１以下、約２．５：１以下、約２：１以下、又は約１．５：１以下であることが可能であるように、２つの触媒床の形成が可能である。加えて又は代替として、結果的に得られる触媒床の両方の反応器の直径に対する触媒床の長さの比が、約３：１以下、例えば、約２．５：１以下又は約２：１以下であることが可能である。更に加えて又は代替として、モジュール式触媒床支持体を反応器内に追加することにより、反応器内に装填される触媒の総量を削減することが可能である。しかし、改善された流れ特性のため、削減された量の触媒は、より効率的に用いることが可能であり、触媒についての見掛けの活動がより高められる。
【００２１】
モジュール式触媒床支持体−格子構造
様々な実施形態において、モジュール式触媒床支持体は、格子構造を含むことが可能である。格子構造は、モジュールの間の横方向接続を提供することにより、モジュール式触媒床支持体のための安定化構造として役立つことが可能である。また、格子構造は、挿入後のモジュールの場所の維持を補助することも可能である。格子構造は、例えば、反応器の動作に先立ってモジュール式触媒床支持体を下方にある触媒床上に降下させる間における、モジュールの横方向移動の削減／防止を助けることが可能である。反応器の動作中、モジュール式触媒床支持体は、下にある触媒床上に載る可能性がある。触媒床に接触している間にモジュールが横方向に移動すると、触媒床のための表面が凸凹になり、このため、モジュール式触媒床構造のための配向が傾く可能性がある。水平な配向は、モジュール式触媒床支持体におけるモジュールの中間面により形成される流れ分配器などの流れ分配器のために重要なものである可能性がある。
【００２２】
格子構造は、複数の開口を含むことが可能である。実施形態において、開口の少なくとも一部は、六角形、四角形、八角形／四角形、六角形／五角形、又は他の平行六面体形状の多角形パターン配列（又はテッセレーション）など、類似のサイズを有する開口の反復パターンを形成することが可能である。格子構造において規則的な開口を有することにより、床支持体を形成するために必要とされるモジュールの異なる種類の数を削減することが可能である。
【００２３】
格子構造の形状を反応器の内部形状におおよそ合致させることが望ましい。しかし、触媒床を含む反応器は、おおよそ円形の断面を有することが多く、一方、格子構造における開口の反復パターンは、典型的には、六角形又は矩形などの非円形である可能性がある。その結果、格子構造の全体的な形状は、円形に近似したものである可能性がある。この近似を改善するため、追加の種類の開口を格子構造に含めることが可能である。例えば、六角形の開口を有する格子構造の場合、追加の開口の形状は、六角形の１／２又は六角形の２／３の形状に対応することが可能である。追加の形状を格子構造の縁部において用いることで、反応器の内壁と格子構造の縁部との間の間隙の量を削減することが可能である。六角形の１／２及び六角形の２／３の形状を用いることにより、モジュールの異なる種類の数を比較的少なく維持しながら、反応器の断面を充填する格子構造の能力を向上させることが可能である。この種の設計を用いると、ほんの数種類のモジュールを用いることで、モジュール式触媒床支持体を種々の反応器に追加することが可能である。対照的に、格子構造のサイズを変化させることで、各反応器の内径に合致させることが可能である。
【００２４】
幾つかの実施形態において、格子構造と反応器の内壁との間の間隙は、エンドキャップ及び／又はサイドプレート構造を用いることにより更に削減することが可能である。エンドキャップの１つの表面は、おおよそ円形の周囲又は格子構造のための格子スカートを提供するように設計することが可能であり、一方、内面は、格子開口の全体又は一部により形成される形状に合致することが可能である。ある実施形態において、格子スカートと反応器の壁の内面との間に残るいずれの間隙も、繊維ガラスロープ材料などの充填材料を用いて埋めることが可能である。
【００２５】
加えて又は代替として、触媒床プラットフォームは、反応器の内径よりも意図的に小さくした外径を有することが可能である。この種の実施形態において、モジュール式触媒床支持体のための格子スカートは、必要に応じて、反応器の内壁に向かって突出するリップを含むことが可能である。リップは、スカートの上部とスカートの下部との中間、又は外面の上部若しくは外面の下部の何れかに近い別の場所など、モジュール式触媒床支持体の外面上の中間の場所に配置することが可能である。スカートの外面と反応器の壁の内面との間の間隙は、次いで、スカートの外面と反応器の壁の内面との間の空間を実質的に充填する材料で充填することが可能である。充填材料は、例えば、間隙における空間を実質的に充填するものなどのガラスロープ材料であることが可能である。充填材料により、触媒床を通過するのでなく、モジュール式触媒床支持体の周囲を通過するフィードの量を削減及び／又はなくすことが可能である。
【００２６】
格子構造は、マンウェイなどの反応器における既存の開口を通じて嵌め込むことが可能な部品（及び／又は部品を含むキット）又は格子コンポーネントから形成することが可能である。１つの選択肢は、インターロック部品を用いて格子構造を形成することである可能性がある。これにより、格子構造を設置するために反応器の内側で要求される溶接の量を削減することが可能である。
【００２７】
触媒床モジュール
モジュール式触媒床支持体のための別の種類のコンポーネントは、触媒床モジュールである可能性がある。格子構造における開口は、触媒床モジュールを格子開口内に挿入することにより充填することが可能である。触媒床モジュールは、幾つかの表面を含むことが可能である。触媒床モジュールの上面は、触媒床を支持するために適した表面であることが可能である。触媒床モジュールを格子開口内に組み付けた後、モジュールの上面は、（殆どの）触媒粒子が連続面を通過することを防止する連続面を形成することが可能である。触媒床モジュールの上面は、触媒粒子の平均的なサイズよりも小さいサイズを有するメッシュ又はグリッドなど、触媒粒子の床を支持するための何れかの都合のよい材料から形成することが可能である。
【００２８】
触媒床モジュールの第２の表面は、下面又は底面であることが可能である。触媒床モジュールを格子内に挿入した後、モジュール式触媒床プラットフォームの重量は、モジュールの組み立てられた下面により支持することが可能であり、かかる下面は、モジュール式触媒床プラットフォームの下方の触媒床上に載ることが可能である。モジュール式触媒床プラットフォームのこの重量は、モジュール式触媒床プラットフォームにより支持されているいずれの触媒の重量も含むことが可能である。下面又は底面は、下にある触媒床上にモジュール式触媒床プラットフォームを支持しながら流体の通過を可能にする何れかの都合のよい材料から形成することが可能である。下面又は底面に適した材料の例は、プロファイルワイヤー、多孔板、グレーチング若しくはメッシュなど、又はそれらの組み合わせを含むことが可能であるが、それらに限定されない。
【００２９】
触媒床モジュールの下面又は底面のサイズは、触媒床モジュールの足が格子開口を通過することを可能にするように選択することが可能である。これにより、モジュールの下部を開口内に挿入することにより、触媒床モジュールを格子開口内に組み付けることが可能になる。これにより、連続的でないモジュール式触媒床支持体のための下面を形成し得ることに留意されたい。むしろ、モジュール式触媒床支持体の下面は、隣接するモジュールの間に小さい間隙を有することが可能である。間隙は、格子構造の縁部の幅に概ね対応することが可能である。触媒床モジュールの下面の間の間隙は、下にある触媒床からの粒子が間隙を通過することができないほどに小さいものであることが可能である。例えば、触媒床は、床の上部に不活性粒子の層を含むことが多い。不活性粒子は、全て単一のサイズであることが可能であり、又は不活性粒子は、床の上部において最大の不活性粒子を有するなど、サイズが変化することが可能である。触媒床の上部における不活性粒子の典型的な直径は、少なくとも約０．２５インチ（約０．６ｃｍ）、例えば、少なくとも約０．５インチ（約１．３ｃｍ）又は少なくとも約０．７５インチ（約１．９ｃｍ）であることが可能である。隣接するモジュールの下面の間の間隙は、触媒床の上部における不活性粒子がかかる間隙を通過しないほどに小さいものであることが可能である。
【００３０】
触媒床モジュールの第３の表面は、上面と下面との間に配置された中間面であることが可能である。触媒床モジュールを格子開口内に組み付けた後、組み付けられた第３の表面は、下降管を有する分配器トレイなどの流れ分配器を形成することが可能である。流れ分配器を形成するための中間面は、触媒床モジュールのための格子開口よりもわずかに大きいサイズを有することが可能である。これは、中間の第３の表面が、その周囲の少なくとも一部分の周りにリップを有するものと考えることが可能である。リップは、格子構造の縁部に亘り延在することが可能である。
【００３１】
１つの選択肢は、触媒床モジュールの中間面の全周囲に延在するリップを有するものである可能性がある。リップは、格子の側面／スパインの幅の約半分まで格子構造の縁部に亘り延在することが可能であり、中間面（及び触媒床モジュール）が周囲の格子上に載ることが可能にしている。隣接する表面からのリップは、同じ量だけ格子構造の側面／スパインの縁部に亘り延在することで、流れ分配器のための連続面を形成することが可能である。格子の側面／スパインと組み合わせたリップは、流れ分配器を通じた漏れを最小化及び／又は防止する表面を形成することが可能である。必要に応じて、リップは、隣接するモジュールからのリップが接触するように、十分な量だけ格子構造の縁部に亘り延在することが可能である。加えて又は代替として、リップ及び／又は格子構造の隣接する表面の間の接続は、ガラステープ材料を用いて表面を接続する、及び／又はガスケットを用いて隣接する表面の間の封止を改善するなどにより、向上させることが可能である。
【００３２】
触媒床モジュールの表面は、上面と中間面との間に容積が存在するように、互いに接続することが可能である。容積は、加えて又は代替として、中間面と下面との間に存在することも可能である。例えば、触媒床モジュールは、上面、中間面、及び下面など、少なくとも３つの表面を有することが可能である。表面を接続する垂直支持体を設けるなどにより、表面をともに接続することで、ケージ構造を形成することが可能である。触媒床モジュールにおける表面の間の容積により、モジュール式触媒床支持体が組み立てられたときに形成される結果的に得られる流れ分配器の動作を改善することが可能である。
【００３３】
従来の設計において、触媒床プラットフォームは、プラットフォームを反応器の壁の構造部分に取り付けることにより支持することが可能である。既存の反応器の場合、これは、触媒床プラットフォームを保護被覆又は被膜の下方のバルク構造材料に溶接することを要求する可能性がある。様々な実施形態において、モジュール式触媒床支持体を反応器の壁のバルク構造材料に取り付けることは、モジュール式触媒床支持体を下側の触媒床により支持することにより回避することが可能である。幾つかの実施形態において、エンドキャップ及び／又は格子スカートは、反応器の内壁に接触しないかもしれないが、充填材料（ガラスロープなど）は、格子スカートと反応器の内壁との両方に接触することが可能である。これにより、反応器におけるモジュール式触媒床支持体のレベルの安定化を補助することが可能である。このように、格子構造は、例えば、モジュールを単一のユニットとして移動させることにより、モジュール式触媒床プラットフォームの安定性を向上させることが可能であり、及び／又はモジュール式触媒床支持体が反応器において水平のままでいることを補助することが可能である。
【００３４】
流れ分配器
触媒床において、触媒床を通って流れる流体は、種々の理由により不均等な分配を有し得る。触媒床の長さが１つの要因であり、床がより長いことにより、典型的には、流れの分配の問題の可能性が増加する。追加又は代替の問題は、床を通じた液体の質量流束が低いことであり、単位面積及び単位時間当たりに床を通って流れる液体の量が少なすぎるため、均一な流れ特性を提供できない可能性がある。不十分な流れの分配に寄与する可能性がある他の追加又は代替の要因は、床内における流れのブリッヂング、触媒床内への触媒の装填不足、及び／又は液体の詰まりに関する可能性がある。更なる追加又は代替の要因は、触媒床を通って流れる流体が、不均等な分配で床に進入し得るということである。更なる追加又は代替の要因は、流体が反応器において処理される際の触媒床における触媒の変化に関する可能性がある。例えば、幾つかの水素化処理反応の結果、触媒粒子上に「コークス」が形成される可能性がある。「コークス」の形成又は反応中の触媒粒子の形状の他の変化により、流体流のために利用可能な空間が変化し得る、及び／又は触媒床においてランダムなチャネリングが生じる可能性がある。更なる追加又は代替の可能性は、触媒床において「ホットスポット」が局所的に形成されることにより、床を通じた流体の流れが変化し得るということである。
【００３５】
流体流が触媒床から現れるとき、流れが次の触媒床又は他の反応段階に曝されるときにより均等に分配することが可能であるように、流れを再分配することが望ましい。これは、触媒粒子の寿命を延長する、及び／又は触媒床における局所的な加熱などの潜在的な危険を低減するなど、種々の利点を有することが可能である。種々の流れ分配装置が利用可能である。装置は、典型的には、流体が通過することを可能にする複数の開口を有する、ある種類の板又はトレイを含む。トレイ又は板の一部分に入射する流れが多すぎる場合、全ての流体が流れの付近の開口を通過できなくてもよい。かかる状況において、トレイ又は板における液体レベルは、むしろ、平衡化され、その結果、流れは、トレイ又は板の面積のより大きい部分に亘り分配することが可能である。１つ以上のかかるトレイ又は板を、流れ分配装置において用いることが可能である。
【００３６】
動作中、流れ分配器は、典型的には、装置中又は装置上に少なくともわずかな高さの蓄積された液体を有することが可能である。分配装置が触媒床に直接隣接して配置されている場合、流体が所望されるよりも長い期間の間触媒と接触し続ける、及び／又は触媒床における流体の一部分が停滞する可能性がある。この状況を回避するため、触媒床と流れ分配器との間に間隙を有することが望ましい。単一の触媒床のみを有する反応器において、かかる間隙は、存在しないのが典型的である。その結果、単一の触媒床を通る流体流に床の上部付近で不均等な分配が生じた場合、その不均等な分配は、床全体を通じて残る可能性がある。
【００３７】
様々な実施形態において、モジュール式触媒床支持体を反応器内に挿入することにより、触媒床をより短い床長を有する２つの床に分割することが可能である。また、モジュール式触媒床支持体は、モジュールの中間面により部分的に形成された流れ分配器を含むことも可能である。流れ分配器は、反応器における中間点において流体流を再分配することが可能である。流れ分配器の適正な動作を可能にするための間隙を、モジュール式触媒床支持体の様々な表面の間の間隙及び／又は容積により提供することが可能である。
【００３８】
モジュール式触媒床支持体を十分に水平化することで、従来の触媒床の水平度に近似することが可能である。単一床の反応器において追加の触媒床が所望される状況では、モジュール式触媒床支持体により、例えば反応器の壁のバルク構造部分への溶接を介して、触媒床を支持する必要なく、追加の触媒床の困難な及び／又は費用のかかる設置を行うことが可能である。
【００３９】
モジュール式触媒床支持体の設計における追加の検討事項は、動作中の反応器の壁に対するモジュール式触媒床支持体の拡張における潜在的な差である可能性がある。モジュール式触媒床支持体の熱膨張特性は、反応器の壁のものとは異なり得る。モジュール式触媒床支持体は、典型的には、反応器の壁に直接接触しないが、プラットフォームと反応器の壁との間の充填材料は、接触する可能性がある。加えて又は代替として、モジュール式触媒床支持体により支持された触媒は、反応器の壁に接触する可能性がある。モジュール式触媒床支持体と反応器との間で膨脹に差が生じた場合、摩擦力により、追加の荷重がモジュール式触媒床支持体に与えられる可能性がある。これらの追加の力は、モジュール式触媒床支持体の設計において算定することが可能である。
【００４０】
触媒の装填及び装填解除
触媒の装填及び装填解除を容易にするため、モジュール式触媒床支持体は、複数の床支持ハンガーを含むことが可能である。床支持ハンガーは、触媒の交換中にモジュール式触媒床支持体の重量のための支持を提供することが可能である。幾つかの実施形態において、触媒の交換中、モジュール式触媒床支持体の上方の触媒を、モジュール式触媒床支持体の下方の触媒の前に除去することが可能である。これにより、床支持ハンガーは、触媒粒子によるいずれの余分な重量もなく、モジュール式触媒床支持体自体の重量のみを支持する必要があるようにすることが可能である。
【００４１】
床支持ハンガーは、何れかの都合のよい場所においてモジュール式触媒床支持体に取り付けることが可能である。実施形態において、複数の床支持ハンガーを、モジュール式触媒床支持体の周囲の様々な場所においてモジュール式触媒床支持体のためのエンドキャップに取り付けることが可能である。加えて又は代替として、床支持ハンガーは、ハンガーのフランジ又は一部分がモジュール式触媒床支持体の縁部の下方にあることが可能であるように、ハンガーの下部付近において概ね「Ｌ」形状を有することが可能である。床支持ハンガーは、モジュール式触媒床支持体とモジュール式触媒床支持体の上方の構造との両方に取り付けるために十分な長さを有することが可能である。加えて又は代替として、床支持ハンガーは、モジュール式触媒床支持体の上方の構造に取り付けられたワイヤー、ケーブル、又はロッドに取り付けることが可能である。例えば、床支持ハンガー（又は床支持ハンガーに取り付けられたワイヤー）は、反応器の上部付近において流れ分配器のための支持ビーム、又は他の何れかの都合のよい選択肢に取り付けることが可能である。
【００４２】
床支持ハンガー（又は床支持ハンガーに取り付けられたワイヤー）の長さは、触媒床がモジュール式触媒床支持体の下方に装填された後に床支持ハンガーがモジュール式触媒床支持体の重量のためのいずれの支持も提供しないように十分なものであることが可能である。これを実現するため、床支持ハンガーは、床支持ハンガーの長さの調節を可能にするリンケージを含むことが可能である。例えば、床支持ハンガーは、２つの部品で構成することが可能である。第１の部品は、構造に取り付けられるとともに構造から反応器の上部に向かって下に延在するロッドであることが可能である。第２の部品は、モジュール式触媒床支持体に取り付けられ、及び／又はモジュール式触媒床支持体の下方に延在することが可能である。第１及び第２の部品は、熱膨張スロットなどの取付点の移動を可能にするジョイントを用いてともに取り付けることが可能である。反応器が空のとき、床支持ハンガーは、モジュール式床支持体の重量を支持するため、完全に延在させることが可能である。触媒床がモジュール式触媒床支持体の下方に存するとき、ジョイントは、熱膨張ジョイント内で移動することで、例えば、モジュール式触媒床支持体の新しい位置に合致するため、ハンガーの長さを調節することが可能である。また、動作中、熱膨張ジョイントは、例えば、下にある触媒床の高さが変化した場合、及び／又は反応器内の様々な物体の熱膨張が同じでない場合、ハンガーの長さを調節することが可能である。
【００４３】
ハンガー支持体の動作は、触媒の装填及び装填解除サイクルに関して説明することが可能である。例として、モジュール式触媒床支持体を含む反応器を検討する。当初、反応器は、触媒を含まないことが可能である。この状態において、モジュール式触媒床支持体は、触媒が存在しないため、下にある触媒床により支持することが不可能である。その代わり、モジュール式触媒床支持体の重量は、複数の床支持ハンガーを用いて支持することが可能である。
【００４４】
次いで、触媒を反応器に追加することが可能である。まず、触媒床を、モジュール式触媒床支持体の下方に追加することが可能である。モジュール式触媒床支持体のモジュールの１つ以上を、触媒床をモジュール式触媒床支持体の下方に装填する間に除去することが可能である。一実施形態において、モジュール式触媒床支持体の中心モジュールを除去することが可能である。かかる中心モジュールは、反応器の中心軸心に位置合わせすることが可能である。中心軸心に沿って開口を形成することにより、従来の高密度装填機を用いて第１の触媒床を充填することが可能である。高密度装填は、触媒床の上部における水平面の形成を補助することが可能であるため、有益な可能性がある。モジュール式触媒床支持体は、水素化処理の間、下にある触媒床上に載ることが可能であるため、水平な触媒床の表面により、モジュール式触媒床支持体も水平にすることが可能である。加えて又は代替として、結果的に生じる開口を通じて触媒床のソック装填が行われるように、１つ以上のモジュールを除去することが可能である。他の何れかの都合のよい方法を、加えて又は代替として用いることが可能である。下にある触媒床の装填中、モジュール式触媒床支持体は、触媒の装填を可能にするために十分な高さで吊り下げることが可能であることに留意されたい。装填中、モジュール式触媒床支持体は、何れかの都合のよい方法により支持することが可能である。床支持ハンガーを用いてモジュール式触媒床支持体を支持することが可能である。加えて又は代替として、クレーンに接続されてもよいものなど、１つ以上の追加のチェーン／ケーブルを用いることが可能である。
【００４５】
モジュール式触媒床支持体の下方に第１の触媒床が装填された後、この触媒床の上面上にモジュール式触媒床支持体を降下させることが可能である。モジュール式触媒床支持体は、床支持ハンガーでなく下にある触媒床により支持することが可能である。必要に応じて、床支持ハンガーは、モジュール式触媒床支持体に取り付けられなくてもよい。かかる実施形態において、触媒床支持体が下にある触媒床上に載っているとき、モジュール式触媒床支持体の下部は、モジュール式触媒床支持体を支持するために用いられる床支持ハンガーの表面から分離されている、及び／又はかかる表面に接触していないことが可能である。
【００４６】
第１の触媒床が装填された後、モジュール式触媒床支持体から除去されたいずれのモジュールも、対応する開口内に挿入することが可能である。モジュールは、モジュール式触媒床支持体を下側の触媒床上に降下させる前又は後の何れかに挿入することが可能である。次いで、上側の触媒床を、モジュール式触媒床支持体の上方に導入することが可能である。モジュール式触媒床支持体の上方の触媒床は、高密度装填及び／又はソック装填など、何れかの都合のよい方法により導入することが可能である。
【００４７】
装填解除については、モジュール式触媒床支持体の上方の触媒床は、上部マンウェイを介した真空除去など、何れかの都合のよい方法を用いて除去することが可能である。モジュール式触媒床支持体の上方の触媒床は、下側の触媒床の除去に先立って除去することが可能である。上側の触媒床が除去された後、モジュール式触媒床支持体を支持する触媒床を除去することが可能である。下側の触媒床は、例えば、反応器の下部における触媒出口を用いて除去することが可能である。また、所望される場合、下側の触媒床も、例えば、１つ以上の触媒モジュールを除去することにより真空技法を用いて除去することが可能である。
【００４８】
他の実施形態
加えて又は代替として、本発明は、以下の実施形態の１つ以上を含むことが可能である。
【００４９】
実施形態１
反応器の壁に溶接されていないモジュール式触媒床支持体であって、前記モジュール式触媒床支持体が、
複数の格子開口を有する格子構造と、
格子スカートを形成するために前記格子構造に取り付けられる複数のエンドキャップ部品と、
前記格子開口内に挿入される複数のモジュールと
を備え、
モジュールが、
上面であって、前記複数のモジュールの上面が触媒支持面を形成する上面と、
下面と、
リップを含む中間面（又はインテリア面）であって、格子開口内にモジュールが挿入されるときに前記リップが前記格子構造の１つ以上の縁部に重なり、前記複数のモジュールの中間面が流れ分配器を形成する中間面と
を備え、
前記モジュール式触媒床支持体が、約２８インチ以下、好ましくは２４インチ以下の直径を有する開口を通過することが可能な部品から形成される、
モジュール式触媒床支持体。
【００５０】
実施形態２
前記複数のモジュールの下面が、前記モジュール式触媒床支持体の重量を支持するのに適している、および／または前記格子構造における前記開口の大部分が、多角形パターン配列を形成する形状に対応する、実施形態１のモジュール式触媒床支持体。
【００５１】
実施形態３
前記格子構造が、必要に応じて、溶接することなくインターロック部品から組み立てられ、少なくとも２つの形状の格子開口を含み、前記格子構造が、好ましくは六角形の形状、１／２の六角形の形状、および２／３の六角形の形状を含む、上記実施形態のいずれか１つのモジュール式触媒床支持体。
【００５２】
実施形態４
複数の床支持ハンガーを更に備える、上記実施形態のいずれか１つのモジュール式触媒床支持体。
【００５３】
実施形態５
床支持ハンガーの少なくとも一部が、前記格子スカートの下方にある、実施形態５のモジュール式触媒床支持体。
【００５４】
実施形態６
前記格子スカートの一部を取り囲む充填材料を更に備え、前記充填材料が、前記格子スカートに接触するとともに、前記反応器の内壁にも接触する、上記実施形態のいずれか１つのモジュール式触媒床支持体。
【００５５】
実施形態７
前記複数のモジュールが、前記上面と前記中間面との間に開放容積（又はオープンボリューム）を更に含む、上記実施形態のいずれか１つのモジュール式触媒床支持体。
【００５６】
実施形態８
前記格子構造における前記格子開口が、前記モジュール式触媒床支持体の部品が前記反応器に進入するために通過する開口よりも小さい面積を有する、上記実施形態のいずれか１つのモジュール式触媒床支持体。
【００５７】
実施形態９
反応器の壁に溶接されていないモジュール式触媒床支持体を組み立てるためのキットであって、前記キットが、
複数の格子開口を有する格子構造を形成するために共に結合することが可能な複数の格子部品と、
格子スカートを形成するために前記格子構造に取り付けることが可能な複数のエンドキャップ部品と、
前記格子開口内に挿入することが可能な複数のモジュールと
を備え、
モジュールが、
上面であって、前記複数のモジュールの上面が、組み立てられたときに触媒支持面を形成する、上面と、
下面と、
リップを含む中間面であって、モジュールが格子開口内に挿入されるときに前記リップが前記格子構造の１つ以上の縁部に重なり、前記複数のモジュールの中間面は、組み立てられたときに流れ分配器を形成する、中間面と
を備え、
前記モジュール式触媒床支持体を組み立てるためのキットが、約２８インチ以下の直径を有する開口を通過することが可能な部品から形成される、
モジュール式触媒床支持体を組み立てるためのキット。
【００５８】
実施形態１０
前記キットが、約２４インチ以下の直径を有する開口を通過することが可能な部品から形成され、および／または前記格子構造が、溶接することなくインターロック部品から組み立てられる、実施形態９のモジュール式触媒床支持体キット。
【００５９】
実施形態１１
触媒床プラットフォームを反応器の壁の構造部分に溶接することなく反応器内において触媒床を分割するための方法であって、前記方法が、
約２８インチ以下の直径を有する開口を通じて複数のモジュール式触媒床支持体のコンポーネントを反応器内に送るステップ（又は工程）であって、前記反応器が、第１の触媒床容積を有し、前記モジュール式触媒床支持体のコンポーネントが、格子コンポーネントと複数のモジュールとを含むステップと、
前記モジュール式触媒床支持体のコンポーネントを用いてモジュール式触媒床支持体を前記反応器内に構築するステップ（又は工程）と、
前記モジュール式触媒床支持体を複数の床支持ハンガーで支持するステップ（又は工程）と、
下側触媒床容積に下側触媒床を装填するステップ（又は工程）と、
前記モジュール式触媒床支持体を前記下側触媒床上に支持するステップ（又は工程）と、
上側触媒床容積に前記モジュール式触媒床支持体により支持される上側触媒床を装填するステップ（又は工程）と
を含む、方法。
【００６０】
実施形態１２
前記反応器の触媒床容積の前記モジュール式触媒床支持体を挿入する前の長さ：直径の比が少なくとも約６：１であり、前記上側触媒床容積および前記下側触媒床容積のうちの少なくとも一方の長さ：直径の比が約２．５：１以下である、実施形態１１の方法。
【００６１】
実施形態１３
上側触媒床を装填するステップが、前記上側触媒床の装填中に複数の発泡要素（又は発泡エレメント）を挿入するステップ（又は工程）、前記上側触媒床の装填中に不活性粒子の層を挿入するステップ（又は工程）、またはそれらの組み合わせを含む、実施形態１１又は実施形態１２の方法。
【００６２】
実施形態１４
モジュール式触媒床支持体を構築するステップが、
前記格子コンポーネントから格子構造を構築するステップ（又は工程）であって、前記格子構造が複数の開口を含むステップと、
前記モジュールを前記複数の開口内に挿入するステップ（又は工程）と、
必要に応じて、格子スカートを形成するために前記格子構造の周りに複数のエンドキャップを組み立てるステップ（又は工程）と、
必要に応じて、前記格子スカートと前記反応器の内壁との間の間隙に充填材料を挿入するステップ（又は工程）と
を含む、実施形態１１〜１３のいずれか１つの方法。
【００６３】
実施形態１５
前記下側触媒容積に前記下側触媒床を装填するステップが、
前記モジュール式触媒床支持体を前記反応器内において一定の高さに支持するステップ（又は工程）と、
前記下側触媒床を前記モジュール式触媒床支持体の下方に装填するステップ（又は工程）と、
前記触媒床支持体の下面が前記下側触媒床に接触するように前記モジュール式触媒床支持体を降下させるステップ（又は工程）と
を含む、実施形態１１〜１４のいずれか１つの方法。
【００６４】
実施例
モジュール式触媒床支持体の例
以下の実施例は、本発明の実施形態によるモジュール式触媒床支持体の様々な部品（キットを形成してもよい）を概略的に説明する。かかる部品を本発明の実施形態によるモジュール式触媒床支持体に組み立てる方法についても、以下で概略的に説明する。
【００６５】
図１は、本発明の実施形態において用いるのに適した格子構造１００の例を示す。図１における格子構造１００は、エンドキャップが構造に追加される前の状態を示す。図１において、格子構造における開口１１０の大部分は、六角形の反復パターンに対応することが可能である。また、格子構造の縁部（又はエッジ）に向かって、六角形の１／２の形状１１２及び六角形の２／３の形状１１３を用いて、円形の形状のより良好な近似を提供することが可能である。
【００６６】
図２は、格子構造を構築するための個々の格子部品２０１及び２０２の例を示す。図２に示す例において、個々の格子部品は、例えば、本発明によるモジュール式触媒床支持体を組み立てるためのキットに含まれることが可能な、一連の六角形の１／２の形状に似たものであることが可能である。格子部品２０１及び２０２を共に結合することで、図１の開口１１０などの六角形の開口を形成することが可能である。格子部品２０１は、完全な六角形の辺２２１とインターロックスパイン２２３とで構成することが可能である。同様に、格子部品２０２は、完全な六角形の辺２２２とインターロックスパイン２２４とを含むことが可能である。格子構造が、例えば格子部品を含むキットから組み立てられると、隣接する部品のインターロックスパイン２２３及び２２４が重なり、安定した構造を導くことが可能である。この実施形態によって、１つ以上の締結器（又はファスナー）を必要に応じて用いて隣接する格子部品を固定することが可能であり、又は締結器（単数または複数）は不要であってもよい。隣接する部品のインターロックスパイン２２３及び２２４を組み合わせることにより、格子構造における六角形の格子形状についての残りの辺を提供するインターロック構造を形成することが可能である。図２に示す実施形態において、格子部品２０１は、格子部品２０２の鏡像でなくてもよく、例えば、格子部品２０２は、むしろ、格子部品２０１に対して１８０度回転したものであってもよい。
【００６７】
図３ａ及び図３ｂは、格子構造のためのエンドキャップとして用いることが可能な構造の例を示す。図３ａは、組み立てられたエンドキャップ構造３３０の実施形態を示す。エンドキャップ構造３３０は、少なくとも３つの表面を含むことが可能である。上面３３１は、触媒支持グリッドの一部を形成することが可能である。下面３３３は、モジュール式床支持体の底部又は脚部の一部を形成することが可能である。中間面（又はインテリア面）３３５は、分配器トレイ（又はディストリビュータ・トレイ）などの流れ分配器（又はフローディストリビュータ）の一部を形成することが可能である。
【００６８】
幾つかの実施形態において、エンドキャップ構造３３０は、マンウェイ（又は人穴）を通したり、又は反応器において他の既存の開口を通すためには大きすぎる可能性がある。かかる実施形態において、エンドキャップ構造３３０は、部品の状態で反応器内に送ることが可能であり、次いで、反応器の内側で組み立てることが可能である。図３ｂは、エンドキャップ構造３３０のためのサイドプレート３４０がどのようにして上サイドプレート３４２と下サイドプレート３４４とに分割可能であるかの例を示す。また、図３ｂは、中間面３３５上の追加の構造をあまり遮られていない状態で示している。図３ｂに示す実施形態において、サイドプレート３４０は、エンドキャップ構造３３０の中間面３３５において分割することが可能である。上サイドプレート３４２は、下降管（又はダウンカマー）３３８と追加の蒸気チムニ（又はベーパーチムニ）３３９とを含むことが可能である。下降管３３８及び追加の蒸気チムニ３３９は、上サイドプレート３４２の底部の下方に延在することが可能である。これらの延長は、下サイドプレート３４４における対応する開口３４８及び３４９内に挿入することが可能である。これにより、流れ分配器（又はフローディストリビュータ）を流体が通過することを可能にすることに加えて、例えば、個々の部品の溶接を要求することなく、エンドキャップ構造３３０の構造的安定性の向上を補助することが可能である。
【００６９】
図４は、エンドキャップ構造３３０を格子構造１００に追加する例を示す。エンドキャップ構造３３０を格子構造１００に追加することにより、モジュール式触媒床支持体のための格子スカート（又はラティス・スカート（lattice skirt））を提供することが可能である。図４におけるエンドキャップ構造３３０は、モジュール式触媒床支持体の周囲又は格子スカートの周りにリップ４４６を含む。外側のリップ４４６は、反応器の内壁に対してエンドキャップのスカートの残りよりもさらに接近することが可能である。これにより、外側のリップ４４６は、エンドキャップ構造３３０と反応器の内壁との間の充填材料の挿入を支持し得ることが可能である。ガラスロープは、用いることが可能な充填材料の一例である。
【００７０】
図５ａ及び図５ｂは、モジュール式触媒床支持体のモジュール５５０（例えば多数のモジュールを含むキットのモジュール）の実施形態を概略的に示す。図５ａは、組み立てられたモジュール５５０を示す。組み立てられたモジュール５５０は、少なくとも３つの表面を含むことが可能である。上面又はグリッド５５１は、触媒支持グリッドの一部を形成することが可能である。下面５５３は、モジュール式床支持体の底部又は脚部の一部を形成することが可能である。中間面５５５は、分配器トレイ（又はディストリビュータ・トレイ）などの流れ分配器（又はフローディストリビュータ）の一部を形成することが可能である。中間面５５５は、加えて又は代替として、流体が分配器トレイを通過することを可能にする下降管５５８を含むことが可能である。更に、加えて又は代替として、蒸気チムニ（単数または複数）５５９を含むことが可能である。
【００７１】
図５ｂは、モジュール５５０の様々なコンポーネントの別の斜視図を示す。上面５５１及び下面５５３をモジュール５５０の骨格又は「缶」構造５６０とは別々に示すことで、モジュール５５０の他の部分を見易くしている。骨格構造５６０において、開放容積（又はオープンボリューム）５６１が中間面５５５の上方及び下方に設けられている。この開放容積により、相互接続されたモジュールの中間面の組み合わせから形成することが可能な流れ分配器の動作を改善することが可能である。骨格構造５６０の上部のフランジ５６２を用いて、隣接するモジュールをともにボルトで固定することが可能である。中間面５５５は、リップ５５６を含むことが可能であり、かかるリップ５５６は、有益にも、隣接する中間面の間における封止（シール）の形成を補助することが可能である。また、リップは、格子構造１００に重なることで、例えば、追加の安定性を提供し得る。
【００７２】
図６ａ及び図６ｂは、モジュール式触媒床支持体を形成するために用いることが可能な代替のモジュールジオメトリ（又はモジュール形状）を示す。格子構造の縁部（又はエッジ）に向かって、反応器のジオメトリ（又は形状）は、充填するのが望ましいほどに十分に大きいが、フルサイズのモジュールを入れるには小さすぎる間隙を形成するかもしれない。この状況において、代替のモジュールジオメトリを有するモジュールを用いることが可能である。図１に示す六角形の格子構造の実施形態について、１つの代替のモジュールジオメトリは、１／２サイズのモジュール６７０に対応する可能性がある。上面６７１、下面６７３、及び中間面（又はインテリア面）６７５は、フルサイズのモジュールにおける対応する表面に類似していることが可能である。別の代替のモジュールジオメトリは、２／３サイズのモジュール６７２に対応する可能性がある。
【００７３】
図７ａは、格子構造の中心の開口にモジュール５５０を挿入した後のエンドキャップ３３０を有する格子構造１００を概略的に示す。必要に応じて、モジュール５５０のリップは、更に、ガラステープなどの適切な材料を用いて格子構造１００に対して封止（シール）することが可能である。必要に応じて、隣接するモジュール５５０のリップは、更に、ガラステープなどの適切な材料を用いて互いに封止（シール）することが可能である。モジュール５５０は、その他のフルサイズの開口１１０内に挿入することが可能であり、一方、代替のジオメトリのモジュールを用いて、１／２のサイズ（図６ａにおける６７０）及び／又は２／３のサイズ（図６ｂにおける６７２）の開口を充填することが可能である。モジュールを残りの開口内に挿入することにより、図７ｂに示すように、モジュール式触媒床支持体７８０を結果的に形成することが可能である。
【００７４】
図８は、床支持ハンガー８９０を用いてモジュール式触媒床支持体７８０を支持する例を概略的に示す。図８に示す実施形態において、床支持ハンガー８９０は、反応器における上側の分配器トレイ（又はディストリビュータ・トレイ）８８５の支持ビームに取り付けることが可能である。床支持ハンガー８９０は、モジュール式触媒床支持体７８０の下方の底部においてＬ形フランジ（図示せず）を有する。
【００７５】
図９ａ〜図９ｃは、床支持ハンガーの実施形態のさらに詳細な図を概略的に示す。図９ａは、床支持ハンガーの実施形態の下部８９１を示す。Ｌ形フランジ８９２は、例えば、下側の触媒床が存在しないときに支持を提供するために、モジュール式触媒床支持体の下方にあることが可能である。図９ｂに示すように、上部溝付構造８９３は、熱膨張スロット接続８９４を提供するため、上部８９６の溝付構造８９５と組み合わせることが可能である。これにより、床支持ハンガーは、熱膨張差及び／又は下側の触媒床による沈下に起因するなど、必要な場合に長さが変化し得ることが可能である。図９ｃは、上部８９６の上部Ｕ形構造８９８のさらに詳細な図を概略的に示す。Ｕ形構造８９８は、上側の分配器トレイからの支持ビームなどの既存のビームにボルトで固定することが可能である。加えて又は代替として、Ｕ形構造８９８は、反応器内の既存の構造及び／又は床支持ハンガーを支持する目的で追加される追加の構造を含む、反応器において十分な高さを有する他の何れかの都合のよい支持構造にボルトで固定することが可能である。
【００７６】
図１０は、モジュール式触媒床支持体を含む反応器の実施例を概略的に示す。図１０において、反応器１０００は、２つの触媒床を含むことが可能である。第１の触媒床１０１０は、モジュール式触媒床支持体１０２０により支持することが可能である。モジュール式触媒床支持体１０２０は、第２の触媒床１０３０により支持することが可能である。また、反応器における上部の流れ分配器（又はフローディストリビュータ）を参照番号１０４０として示す。モジュール式触媒床支持体１０２０のための床支持ハンガーは、図示していない。上部マンウェイ１０５０は、モジュール式触媒床支持体１０２０を組み立てるための部品（例えばキットの部品）を反応器１０００内に導入するために用いることが可能である。水素化処理の間、反応器内に導入される流体は、上部流れ分配器１０４０を通過することが可能である。流体は、次いで、第１の触媒床１０１０の存在下で水素化処理条件に曝すことが可能である。流体は、例えば、流れ分配器により、モジュール式触媒床支持体１０４０内において再分配することが可能である。流体は、次いで、第２の触媒床１０３０の存在下で水素化処理条件に曝すことが可能である。水素化処理反応からの流出液は、出口１０６０を介して反応器１０００から出ることが可能である。
【００７７】
水素化処理における使用の実施例
本実施例において、モジュール式触媒床支持体を用いて、触媒床を水素化処理反応器に追加することが可能である。本実施例の目的のため、単一の触媒床を元々有する反応器を用いることが可能である。触媒の入れ替え中、モジュール式触媒床支持体を反応器内に構築することが可能である。次いで、反応器に、２つの床の触媒を装填することが可能である。第１の水素化処理触媒を下側の（元々の）触媒床に装填することが可能であり、一方、第２の水素化処理触媒を新しい触媒床プラットフォーム上に装填することが可能である。第１及び第２の水素化処理触媒は、同じであることも異なることも可能である。必要に応じて、第１及び第２の水素化処理触媒は、触媒システムであることが可能であり、互いに積層された一連の触媒を備えることが可能である。第１及び第２の水素化処理触媒は、水素化処理、接触脱ろう、水素化仕上、及び／又は他の水素化処理機能のための何れかの都合のよい触媒／システムから選択することが可能である。
【００７８】
本実施例において、反応器は、ディーゼル水素化処理のために構成することが可能である。モジュール式触媒床支持体を挿入することにより、２つの別々の種類の触媒を用いてディーゼルフィードを水素化処理することが可能であり、又は両方の触媒床は、同様の種類の触媒（例えば、同じ触媒）を含むことが可能である。本実施例において、第１及び第２の水素化処理触媒は、両方、ディーゼル水素化処理触媒であるように選択することが可能である。次いで、反応器を効果的な水素化処理条件下で稼動させることが可能である。あるアプリケーションにおいて、モジュール式触媒床支持体を、水素化分解、化学物質処理、及び／又は触媒床の反応器への追加から恩恵を受けることが可能な他の種類の触媒プロセスのために用いられる反応器に追加することが可能である。
【００７９】
加えて又は代替として、モジュール式触媒床支持体は、何れかの都合のよい数の床を有する反応器に含まれることが可能である。例えば、２つの触媒床を有する反応器において、モジュール式触媒床支持体を追加することで、既存の床の何れか（又は両方）を分割することが可能である。モジュール式触媒床支持体は、３つ以上の触媒床を有する反応器において同様に用いることが可能である。
【００８０】
様々な実施形態において、水素化処理、芳香族飽和、及び／又は水素化仕上に適した触媒は、必要に応じて支持体上の、１つ以上の第ＶＩＩＩ族及び／又は第ＶＩＢ族金属を含む触媒であることが可能である。好適な金属酸化物支持体は、シリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ、チタニアなど、又はそれらの組み合わせなどの低酸性酸化物を含むことが可能である。支持されるか又はバルク触媒の形態であってもよい金属は、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｉｒ、及びそれらの組み合わせを含むことが可能である。一実施形態において、金属は、Ｐｔ及び／又はＰｄであることが可能である。加えて又は代替として、金属は、ＣｏＭｏ、ＮｉＭｏ、ＮｉＷ、又はＮｉＭｏＷなど、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｏ、及びＷの１つ以上であることが可能である。かかる実施形態において、個々又は混合物の何れかである、金属の量は、触媒組成の重量に対して少なくとも約０．１ｗｔ％、例えば、少なくとも約０．２５ｗｔ％、少なくとも約０．５ｗｔ％、少なくとも約０．６ｗｔ％、少なくとも約０．７５ｗｔ％、又は少なくとも約１ｗｔ％であることが可能である。加えて又は代替として、個々又は混合物の何れかである、金属の量は、触媒組成の重量に対して約３５ｗｔ％以下、例えば、約３０ｗｔ％以下、約２５ｗｔ％以下、約２０ｗｔ％以下、約１５ｗｔ％以下、約１０ｗｔ％以下、約５ｗｔ％以下、又は約３ｗｔ％以下であることが可能である。金属が支持された貴金属である実施形態において、金属の量は、典型的には、触媒組成の重量に対して約２ｗｔ％未満、例えば、約１ｗｔ％未満であることが可能である。かかる実施形態において加えて又は代替として、金属の量は、触媒組成の重量に対して約０．９ｗｔ％以下、例えば、約０．７５ｗｔ％以下又は約０．６ｗｔ％以下であることが可能である。金属の量は、原子吸光分光法及び／又は誘導結合プラズマ原子発光分析法を含む、個々の金属についてＡＳＴＭにより指定された方法により測定してもよい。幾つかの実施形態において、水素化処理触媒は、第ＶＩＩＩ族金属としてＮｉ、Ｐｔ、及び／又はＰｄを含有する触媒でなく、第ＶＩＩＩ族金属としてＣｏを含有する触媒など、比較的低いレベルの水素化活性を有する触媒であることが可能である。その他の方法で水素化処理の実施形態として特徴付けられる幾つかの実施形態において、１つ以上の触媒床又は段階の少なくとも一部分は、例えば水素化分解触媒、水素化仕上触媒、及び／又は脱ろう触媒など、厳密な水素化処理触媒以外の種類の触媒を含むことが可能である。
【００８１】
水素化処理条件は、以下の１つ以上を含むことが可能である：少なくとも約２６０℃、例えば、少なくとも約３００℃の温度；約４２５℃以下、例えば、約４００℃以下又は約３５０℃以下の温度；少なくとも約０．１ｈｒ−１、例えば、少なくとも約０．３ｈｒ−１、少なくとも約０．５ｈｒ−１、又は少なくとも約１．０ｈｒ−１の液空間速度（ＬＨＳＶ）；約１０．０ｈｒ−１以下、例えば、約５．０ｈｒ−１以下又は約２．５ｈｒ−１以下のＬＨＳＶ；約２００ｐｓｉｇ（約１．４ＭＰａｇ）〜約３０００ｐｓｉｇ（約２０．７ＭＰａｇ）、例えば、約４００ｐｓｉｇ（約２．８ＭＰａｇ）〜約２０００ｐｓｉｇ（約１３．８ＭＰａｇ）の反応器における水素分圧；約５００ｓｃｆ／ｂｂｌ（約８５Ｎｍ３／ｍ３）〜約１００００ｓｃｆ／ｂｂｌ（約１７００Ｎｍ３／ｍ３）、例えば、約１０００ｓｃｆ／ｂｂｌ（約１７０Ｎｍ３／ｍ３）〜約５０００ｓｃｆ／ｂｂｌ（約８５０Ｎｍ３／ｍ３）の水素対フィード比（水素化処理ガスレート）。
【００８２】
追加構成−仮想流れ分配器
モジュール式触媒床支持体を追加する潜在的な理由の１つは、追加の流れ分配器を反応器に導入することである可能性がある。追加の流れ分配器により、反応器における触媒の使用の効率を向上させることが可能である。幾つかの反応器において、反応器における触媒の反応性は、小規模の試験に基づいて期待されるものよりも低いものである可能性がある。これは、流体が反応器において分配される方法における非効率によるものである可能性がある。非効率の一部が反応器内における液体の不十分な分配によるものである場合、流れ分配器により液体の触媒との接触を改善することが可能である。
【００８３】
追加の構造及び／又は触媒構成を用いて、反応器内における触媒の効率を向上させることが可能である。これらの構造及び／又は触媒構成は、モジュール式触媒床支持体と組み合わせて、及び／又はモジュール式触媒床支持体を含まない反応器において、用いることが可能である。
【００８４】
幾つかの状況において、別体の触媒床プラットフォームを導入する必要なく、追加の流れ分配器を反応器内に導入することが望ましいかもしれない。分配器トレイなどの典型的な流れ分配装置は、典型的には、分配器トレイの上方及び下方に開放容積を有することの恩恵を受けることが可能である。これにより、分配器トレイを追加するために反応器から除去される触媒の量を増加させる可能性がある。これにより、加えて又は代替として、増加した触媒の効率がいくらかの体積の触媒の喪失により相殺される可能性があるため、分配器トレイから導かれる恩恵の量が低減する可能性がある。
【００８５】
実施形態において、触媒床プラットフォーム又はモジュール式触媒床支持体の追加を要求することなく、仮想的な流れ分配器を反応器内に導入することが可能である。仮想的な流れ分配器は、例えば、１つ以上の発泡要素を用いて形成することが可能である。発泡要素は、多孔性及び／又は網状の泡で作製することが可能である。多孔性の発泡要素は、泡の上方から液体及び／又は蒸気ストリームを取り込み、ストリームをより広い面積に亘り再分配することが可能である。
【００８６】
１つ以上の発泡要素が反応器内に導入される実施形態において、１つの選択肢は、例えば、反応器を下に通過する実質的に全ての液体及び気体が発泡要素を通過するように、発泡要素の層を緊密に充填するステップを含む可能性がある。代替として、発泡要素の２つ以上の層を、重なった層に積層させることが可能である。２つ以上の層は、例えば、反応器を垂直に通過する液体ストリームが液体の経路に沿って少なくとも１つの発泡要素に接触することが可能であるように、積層させることが可能である。互いに積層された発泡要素について、第１の発泡要素に進入した流体は、再分配されて第２の発泡要素の上方の第１の発泡要素から出てもよい。この流体は、第２の発泡要素により再び再分配することが可能である。
【００８７】
使用例として、発泡要素を用いて、反応器において仮想的な流れ分配器を形成することが可能である。触媒の第１の部分を、反応器内に装填することが可能である。次いで、不活性材料を、直径約０．２５インチ（約０．６ｃｍ）のボールなど、触媒の第１の部分の上方に装填することが可能である。不活性層は、発泡要素の触媒床に対する及び／又は互いの移動の防止を補助することが可能である。不活性層は、約１ｃｍ〜約２０ｃｍ以上の厚さを有することが可能である。次いで、発泡要素の層を、第１の触媒床上に載置することが可能である。発泡要素は、対応する層が同様の厚さを有することが可能であるように、約１ｃｍ〜約１０ｃｍの厚さを有することが可能である。追加の不活性材料を追加することで、発泡要素の間の空間を充填する、及び／又は発泡要素の上方に不活性材料の層を形成することが可能である。次いで、所望される数の発泡要素の層が得られるまで、発泡要素及び不活性材料の追加の層を挿入することが可能である。次いで、触媒の第２の層を、最後の不活性材料の層の上方に載置することが可能である。
【００８８】
図１１は、流体の再分配のための発泡要素の使用を調査するために用いた試験柱１１００の実施例を示す。図１１に示す試験柱において、液体の点源１１０５を試験柱１１００内に導入した。液体の点源１１０５は、試験柱の幅に対して狭いストリームサイズを有していた。一構成において、層１１２０、１１２５、及び１１３０は、触媒粒子について典型的なサイズの粒子の層であった。第２の構成において、層１１２０及び１１３０は、典型的なサイズの粒子の層であった。しかし、第２の構成において、層１１２５は、柱に概ね合致する幅を有する多孔性発泡要素であった。その結果、第２の構成において用いた多孔性発泡要素は、反応器における実質的に全ての液体及び気体が通過する必要がある緊密に充填された発泡要素の層となった。各構成において、触媒層１１３０は、触媒支持グリッド１１４０により支持されていた。試験柱１１００の出口において、液体の出力を捕獲するためのパタネータ１１５０が設けられ、かかるパタネータにより、柱の出力を１６個のビンの１つにあるように特徴付けた。
【００８９】
図１２ａは、触媒床のみを含む第１の構成についてパタネータを用いて測定された液体の分配を示す。図１２ａに示すように、第１の構成についての出力流は、数個のビンのみに極端に集中していた。これは、各ビンがおおよそ同じ量の液体を受けているであろう理想的な分配に対して不十分な分配を示している。図１２ｂは、層１１２５が触媒層の代わりに発泡要素を含む第２の構成についての液体の分配を示す。図１２ｂは、パタネータの各ビンに到達する液体の量に依然としていくらかの変動が存在する可能性はあるものの、ビンの間の量の差が著しく低減されたことを示している。図１２ｂに示すパターンは、触媒プロセス中の触媒層の効率的な使用を達成するためにより好適なパターンであると思われる。
【００９０】
追加／代替構成−水素窮乏の緩和
水素化処理触媒の非効率な使用の追加又は代替の潜在的な原因は、触媒床内における利用可能な水素の欠如である可能性がある。水素化処理の間、所望される水素化処理反応は、反応環境における水素の利用可能性に依存する可能性がある。触媒床における水素の量が局所領域において枯渇した場合、その局所領域を通って流れる供給材料は、所望される反応条件に曝されないかもしれない。むしろ、供給材料は、反応しないかもしれず、及び／又は供給材料は、コークスを形成するなど、望ましくないように反応するかもしれない。
【００９１】
供給材料は、加えて又は代替として、均等に分配されて触媒床を通って流れないかもしれない。むしろ、供給材料は、種々の理由の１つ以上により触媒床における触媒のある部分を優先的に通って流れるかもしれない。この場合、優先的な流れ領域における水素の量は、枯渇し得る。
【００９２】
実施形態において、水素の枯渇を緩和するための１つの選択肢は、（相対的に）不活性の充填材料を含有する触媒床に中間ゾーン／層を含むことである可能性がある。不活性充填層において、水素の消費を、削減するか又は完全に停止することが可能である。これにより、流れに存在する水素を横方向に分配し、優先的な流れにより枯渇したエリアに水素を集中させることを可能にしている。不活性充填材料のゾーンは、加えて又は代替として、例えば、触媒床内における流れを再分配することにより、優先的な流れの量の削減を助けることが可能である。
【００９３】
触媒床内における不活性充填ゾーン／層は、触媒床の装填中に形成することが可能である。まず、触媒の層を装填することが可能である。次いで、何れかの都合のよい種類の不活性材料を装填することにより、不活性層を追加することが可能である。１つの選択肢は、不活性材料の段階的な層を用いることである可能性がある。例えば、不活性材料は、球形又は概ね球形の粒子であることが可能である。触媒上に装填された不活性球体は、約１／３２インチ（約０．０８ｃｍ）など、より小さいサイズを有することが可能である。約１インチ（約２．５ｃｍ）などのより大きい球体を不活性層の中間において用いることが可能であるように、２種類以上の不活性球体を層に装填することが可能である。より小さい球体が不活性層の上部にあるように、球体のサイズの順序を反転させることが可能である。次いで、触媒床のための触媒の残りを、不活性層上に装填することが可能である。
【００９４】
上記実施例は、球形の粒子の使用について説明しているが、他のいずれの都合のよい形状の不活性粒子も用いることが可能である。かかる形状は、三葉などの多葉形状を含むことが可能である。加えて又は代替として、馬車の車輪及び／又は円環の形状を用いることが可能であり、いずれの漸次的変化も、直径、形状、又は両方に基づくものであってもよい。不活性粒子に加え、不活性ゾーン／層は、不活性金属スラット／ガターを含んでもよい。
【００９５】
触媒床内の何れかの都合のよい場所において、１つ以上の不活性層が含まれることが可能である。また、床内における不活性層に加え、触媒床の上部における不活性層により、触媒床におけるより均等な流体流の分配を開始から補助し得る。
【００９６】
本発明を特定の実施形態を参照して記載及び説明してきたが、当該技術において通常の技術を有する者は、本発明が、本明細書において必ずしも説明していない変形に適合することが可能であることを理解するであろう。この理由により、本発明の実施可能な範囲を決定する目的で、付帯の請求項のみを参照すべきである。
【図１】
2014514955.tif 000003
【図２】
2014514955.tif 000004
【図３ａ】
2014514955.tif 000005
【図３ｂ】
2014514955.tif 000006
【図４】
2014514955.tif 000007
【図５ａ】
2014514955.tif 000008
【図５ｂ】
2014514955.tif 000009
【図６ａ】
2014514955.tif 000010
【図６ｂ】
2014514955.tif 000011
【図７ａ】
2014514955.tif 000012
【図７ｂ】
2014514955.tif 000013
【図８】
2014514955.tif 000014
【図９ａ】
2014514955.tif 000015
【図９ｂ】
2014514955.tif 000016
【図９ｃ】
2014514955.tif 000017
【図１０】
2014514955.tif 000018
【図１１】
2014514955.tif 000019
【図１２】
2014514955.tif 000020
【国際調査報告】
2014514955.tif 000021