用于安装和移除催化剂载体的方法和设备与流程

背景技术：

1、常规地，所谓的固定床管状反应器包括包含多个管的反应器壳体，该多个管通常是圆柱形的，并且该多个管通常直接填充有催化剂颗粒。在使用中，传热介质流过这些管外部的反应器壳体，并且从而通过跨管壁的热交换来调节管中催化剂的温度。因此，当反应是放热反应时，传热介质将允许将热量从催化剂中移除，并且当反应是吸热反应时，传热介质将向催化剂提供热量。

2、对于一些反应，反应的热效应是适度的，使得因此它们不会出现问题，或者它们可以是容易管理的。在一些情况下，热效应足够小，可使用大直径管。这样做的益处是管内存在大量的催化剂。

3、然而，对于更多的放热反应或吸热反应，有必要经由管壁向传热介质进行高效的传热，以使反应器内的条件能够得到控制，从而保持稳定的操作温度，以避免有害效果的发生。对于放热反应，此类影响可包括副反应的发生、对催化剂的损害(诸如通过烧结催化活性位点)，以及在最坏的情况下，热失控。吸热反应的有害效果可包括反应的淬灭。

4、为了实现期望的效率，必须最大化每单位长度的管壁表面积。在过去，这是通过安装更大数量的较小直径的管来实现的。在一些反应中，尺寸限制意指管的内径仅为约15mm至40mm。然而，对此多重管的使用增加了反应器的成本和复杂性。

5、因此，为了试图减轻这些问题，已经开发了一种另选方法，特别是对于更多的放热反应或吸热反应，其中催化剂不直接装入到反应管中，而是包含在多个催化剂载体中，该多个催化剂载体被构造成坐置在反应管内。

6、wo2011/048361中描述了第一类型的此种催化剂载体。此布置寻求优化管壁处的热传递，使得即使对于更多的放热反应或吸热反应，也可使用更大的管和更大体积的较小的催化剂颗粒。wo2011/048361中描述的催化剂载体包括用于在使用时固持催化剂的环形容器。该容器具有限定管的打孔内壁、打孔外壁、封闭环形容器的顶表面和封闭环形容器的底表面。封闭管底部的表面由环形容器的内壁形成。裙状部自环形容器的打孔外壁从容器的底表面处或附近的位置向上延伸到密封件的位置下方的位置。密封件位于顶表面处或附近并且从该容器延伸出一定距离，该距离延伸超出裙状部的外表面。

7、wo2012/136971中描述了第二类型的此类催化剂载体。在此布置中，催化剂载体包括：用于在使用时固持整体式催化剂的容器，所述容器具有封闭容器的底表面和从所述容器的底表面向上延伸到密封件的位置下方并与之间隔开的位置的裙状部，该裙状部定位成使得在整体式催化剂的外表面和裙状部之间存在空间；以及密封件，该密封件位于整体式催化剂的顶表面处或附近，并从整体式催化剂延伸出一定距离，该距离延伸超出裙状部的外表面。

8、wo2016/050520中描述了第三类型的此类催化剂载体。在此布置中，催化剂载体包括用于在使用时固持催化剂的容器。该容器具有封闭容器的底表面和顶表面。载体外壁从底表面延伸到顶表面，并且密封件从该容器延伸出一定距离，该距离延伸超出该载体外壁。该载体外壁具有位于该密封件下方的开孔。

9、该方法、工具和系统可应用于适于插入管状反应器的反应管中的任何催化剂载体。

10、在管状反应器中，可存在数百或可能数千个这些催化剂载体，并且因此快速、高效的装载对用户来说是重要的。此外，为了催化剂载体和反应器的最佳性能，装载应该确保催化剂载体在反应管内的正确对准。在热交换管状反应器中，还期望将催化剂载体放置在热交换区中，使得防止不受控制的加热或冷却。此外，要是需要的话，期望建立适于从反应管中排出催化剂载体的设备和方法。

11、本公开的目的是提供解决这些问题的装载和卸载催化剂载体的设备和方法。

技术实现思路

1、在本公开的第一方面，提供了一种将催化剂载体安装到管状反应器的第一所选择的反应管中的方法，该方法包括以下步骤：

2、i)提供安装工具，该安装工具包括：

3、a)安装机架；

4、b)可移动柱塞，该可移动柱塞安装到该安装机架，并且被构造用于将一个或多个催化剂载体推入该第一所选择的反应管；

5、和

6、c)一个或多个锚固件，该一个或多个锚固件用于将该安装机架可释放地附接到该管状反应器；

7、ii)通过接合位于该第一所选择的反应管旁边的一个或多个反应管中的该一个或多个锚固件，将该安装工具附接到该管状反应器，以便将该可移动柱塞与该第一所选择的反应管对准；以及

8、iii)致动该可移动柱塞以将该一个或多个催化剂载体推入该第一所选择的反应管。

9、本公开的第二方面提供了一种用于将催化剂载体安装到管状反应器的所选择的反应管中的安装工具，该安装工具包括：

10、a)安装机架；

11、b)可移动柱塞，该可移动柱塞安装到该安装机架，并且被构造用于将一个或多个催化剂载体推入该所选择的反应管；和

12、c)一个或多个锚固件，该一个或多个锚固件用于接合位于该所选择的反应管旁边的一个或多个反应管，以便将该安装机架可释放地附接到该管状反应器。

13、本公开的第三方面提供了一种用于将催化剂载体安装到管状反应器的反应管中的安装系统，该安装系统包括：

14、安装工具，该安装工具如在第二方面中提供，并且该安装工具被构造用于安装在该管状反应器的顶部空间或底部空间中；

15、动力源，该动力源能够位于该管状反应器外部，并且被构造成移动该安装工具的可移动柱塞；和

16、一个或多个软管，该一个或多个软管用于从该动力源向该安装工具供应动力。

17、该方法和系统可应用于待插入管状反应器的任何催化剂载体

18、在一些实施方案中，动力源可另选地能够位于管状反应器内部。

19、有利地，安装工具可促进将催化剂载体装载到管状反应器的反应管中。安装工具可促进装载期间催化剂载体的正确对准。特别地，一个或多个锚固件的接合可改善可移动柱塞与所选择的反应管的对准。有益地，一个或多个锚固件接合在第一所选择的反应管旁边的一个或多个反应管中可避免锚定系统的任何部分需要位于第一所选择的反应管内或延伸到该第一所选择的反应管中。这可导致更简单且更快的装载方法。

20、第一所选择的反应管旁边的一个或多个反应管可以是紧邻第一所选择的反应管的一个或多个反应管，或可另选地为靠近第一所选择的反应管的一个或多个反应管。

21、在第一方面的方法的步骤ii)中，该安装工具可被附接成使得该安装机架位于该反应管外部的该管状反应器的顶部空间或底部空间中。该安装机架可位于该管状反应器的上管板的上方或该管状反应器的下管板的下方。在管状反应器竖直定向的情况下，通常优选的是从管状反应器的顶部装载催化剂载体。因此，在一些优选的实施方案中，安装工具可位于竖直定向的管状反应器的顶部空间中的上管板上方。

22、有利地，安装工具的尺寸可被设定为装配到管状反应器的顶部空间或底部空间内。第一方面的方法的步骤i)还可包括通过该管状反应器的检修口将该安装工具插入该管状反应器的顶部空间或底部空间。

23、有利地，安装工具的尺寸可被设定为适于将安装机架移入和移出顶部空间或底部空间。这允许在已经完成装载后从管状反应器中完全移除安装工具，这意味着在操作期间不需要将部件留在管状反应器内，否则可能阻碍气体流入或流出反应管。

24、该可移动柱塞可以是动力柱塞或手动驱动柱塞。该可移动柱塞可能够从其中该可移动柱塞在动力下移动的动力模式和其中该可移动柱塞被手动驱动的手动模式切换。该可移动柱塞可以是液压柱塞、气动柱塞或机电柱塞。

25、有利地，通过为催化剂载体提供增加的和一致的插入力，动力柱塞可提高操作效率。然而，在一些情况下，可期望使用手动驱动柱塞或手动驱动正常供能的柱塞。

26、在一些实施方案中，该安装工具可联接到用于移动该可移动柱塞的动力源，该动力源可位于该管状反应器外部。如果内部空间有限，将动力源定位在管状反应器外部是有利的。该动力源可包括液压源、气动源或电源。例如，在一些实施方案中，动力源可以是通过一个或多个液压软管联接到安装工具的液压源，该液压软管可延伸穿过管状反应器中的检修口。此布置可允许使用更大的液压源(该液压源不适合通过检修口)，并且还可允许减小安装工具的尺寸。

27、在一些其他实施方案中，该安装工具可包括位于该管状反应器内部用于移动该可移动柱塞的动力源。在这种情况下，该动力源可包括液压源、气动源或电源。例如，在一些实施方案中，动力源可以是电源，例如直接安装在安装机架上的电动机。

28、在第一方面的方法的步骤iii)中，通过该可移动柱塞的单个冲程，可将一个催化剂载体、两个催化剂载体、三个催化载体或更多个催化剂载体的插入集合推入该第一所选择的反应管。可重复第一方面的方法的步骤iii)一次或多次，以将一个或多个附加插入集合推入第一所选择的反应管。

29、该安装机架可限定用于接纳该一个或多个催化剂载体的装载站。该装载站可被构造成固持一个催化剂载体、两个催化剂载体、三个催化剂载体或更多个催化剂载体的插入集合，并且可移动柱塞可被构造成在单个冲程中将催化剂载体的该插入集合推入该第一所选择的反应管。

30、有利地，将催化剂载体形成为插入集合可通过减少安装工具的装载时间来提高操作效率，特别是在插入集合被预形成的情况下。插入集合还可用于保持该设置中催化剂载体的相互对准，减少在插入反应管期间未对准的机会。

31、将插入集合推入该第一所选择的反应管的第一端部可导致一个或多个催化剂载体被推出该第一所选择的反应管的第二端部。例如，当安装工具用于最初充满催化剂载体的反应管时，将催化剂载体推入第一端部可用于从第二端部排出催化剂载体。以此方式，可以高效地更换反应管中的催化剂载体。最初在反应管中的催化剂载体中的所有催化剂载体可以此种方式更换(例如，当期望完全刷新反应管中的催化剂时)。另选地，在这种情况下(例如，当由于例如催化剂中毒而需要更换反应管中的初始罐时)，可仅更换第二端部处的几个催化剂载体。第二端部可以是管状反应器的下端部或管状反应器的上端部。

32、第一方面的方法还可包括当该可移动柱塞与该第一所选择的反应管对准时，从该安装工具上拆卸该一个或多个锚固件中不与反应管对准的任何锚固件。为此，该一个或多个锚固件可能够从该安装工具拆卸。

33、当装载一些反应管(尤其是那些在管状反应器外围处或附近的反应管)时，可能并不总是存在位于安装工具的每个锚固件下方的反应管。在这种情况下，可将锚固件从安装机架拆卸。例如，可从设置有四个锚固件的安装工具拆卸一个锚固件、两个锚固件或三个锚固件。保持附接在安装机架的(一个或多个)锚固件可用于锚定安装工具。

34、第一方面的方法还可包括使用联接到该安装机架的一个或多个稳定支脚来稳定该安装工具。

35、稳定支脚可用于为安装工具提供稳定性，例如减少或防止安装机架在使用中摇摆、倾倒或倾斜。每个稳定支脚可包括例如高度可调节螺钉、支脚、衬垫、板等。每个稳定支脚可被构造成直接或间接地与反应管之间的管板接触，例如通过具有足够小的尺度以装配在反应管之间。另选地，每个稳定支脚可被构造成横跨一个或多个反应管，例如通过具有脚板。

36、稳定支脚可与锚固件结合使用。例如，每个锚固件可具有相关联的稳定支脚。稳定支脚可设置在锚固件上或锚固件附近。例如，在安装工具具有大致四边形基础形状的情况下，每个拐角可设置有锚固件和稳定支脚。在接合锚固件之前或之后，稳定支脚可通过脚板接合抵靠管板和/或反应管的突出面，以便在锚固件的锚定期间减少或消除安装机架的提升或倾倒。

37、第一方面的方法还可包括通过调节该稳定支脚中的一个或多个稳定支脚来调平该安装工具。

38、有利地，稳定支脚可用于确保可移动柱塞的纵向(例如竖直)轴线与反应管的纵向轴线对准。

39、可利用该一个或多个稳定支脚来代替从该安装工具上拆卸的该一个或多个锚固件中的任何锚固件。如以上所指出的，有时可能需要移除一个或多个锚固件，因为其将不与反应管对准。在此种情况下，稳定支脚可用于调平和/或稳定安装工具。例如，在安装工具具有大致四边形基础形状的情况下，三个拐角可用锚固件来锚定，并且一个拐角用稳定支脚来稳定，或例如，两个拐角可用锚固件来锚定，并且两个拐角用稳定支脚来稳定，或例如，一个拐角可用锚固件来锚定，并且三个拐角用稳定支脚来稳定。

40、该一个或多个锚固件可包括手动、液压、气动或电动可扩张的锚固件。在一些其他实施方案中，该一个或多个锚固件可包括弹簧装载的锚固件，任选地弹簧装载的凸轮装置。

41、在第一方面的方法的步骤ii)中，该一个或多个锚固件中的每个锚固件可被扩张以夹持该反应管的内表面。在一些实施方案中，该一个或多个锚固件可使用手动动力、液压动力、气动动力或电动动力扩张。可使用相同的动力源来致动锚固件并且移动可移动柱塞。例如，相同的液压源可连接到两者。另选地，锚固件可由设置在安装机架上或附近的专用动力源驱动。例如，可使用手动操作的液压泵。

42、在一些其他实施方案中，该一个或多个锚固件被弹簧装载并被偏置以扩张从而夹持该反应管的该内表面。

43、安装机架可包括用于将该锚固件联接到该安装机架的多个锚固座。该多个锚固座可围绕开口，该开口适于使该一个或多个催化剂载体通过以进入该所选择的反应管。该安装机架可包括例如，围绕该开口以三角形布置的三个锚固座，或围绕该开口以四边形布置的四个锚固座。

44、在安装工具位于底部空间中用于抵靠下管板安装的情况下，安装工具可设置有一个或多个支架。支架可横跨在安装机架和管状反应器的支座之间。例如，支架可从安装机架的平台延伸到与例如管状反应器的底板接触，并用于支撑和/或推动安装机架向上抵靠下管板。支架可包括联接到平台的一个或多个可延伸腿部。可延伸腿部可例如能够通过手动、气动或液压方式延伸。

45、该可移动柱塞可包括对准装置，该对准装置将该一个或多个催化剂载体与该第一所选择的反应管对准。该对准装置可包括接合该一个或多个催化剂载体的第二接合部分的第一接合部分。第一接合部分可以是弹性的和/或弹簧装载的。优选地，对准装置包括将一个或多个催化剂载体对准在第一所选择的反应管的中心轴线上的对中装置。

46、有利地，对准装置可通过在插入期间帮助对准催化剂载体来促进安装工具的高效操作。例如，当催化剂载体被手动装载到安装工具中时，它们可能稍微偏离竖直定向。对准装置可用于在插入冲程开始时捕获催化剂载体并使其竖直对准。以此方式，安装工具的装载可更快地进行，因为操作者不需要在每次装载操作期间检查催化剂载体的精确对准。

47、该可移动柱塞可被构造用于将一个或多个催化剂载体推入第二所选择的反应管以及任选的一个或多个另外所选择的反应管，同时将该一个或多个催化剂载体推入该第一所选择的反应管。致动该可移动柱塞可同时将一个或多个催化剂载体推入该第一所选择的反应管，并将一个或多个催化剂载体推入该第二所选择的反应管，并且任选地将一个或多个催化剂载体推入该一个或多个另外所选择的反应管。为此，该可移动柱塞可包括：用于将该一个或多个催化剂载体推入该第一所选择的反应管的第一柱塞部分和用于同时将一个或多个催化剂载体推入第二所选择的反应管的第二柱塞部分；以及任选地，一个或多个另外的柱塞部分，用于同时将一个或多个催化剂载体推入一个或多个另外所选择的反应管。

48、有利地，通过使用安装工具同时装载两个反应管、三个反应管或更多个反应管，可更快地装载催化剂载体。

49、第一方面的方法还可包括以下步骤：

50、iv)将该一个或多个锚固件从位于该第一所选择的反应管旁边的该一个或多个反应管上脱离接合；

51、v)移动该安装工具，并通过接合位于第二所选择的反应管旁边的一个或多个反应管中的该一个或多个锚固件，将该安装工具重新附接到该管状反应器，以便将该可移动柱塞与该第二所选择的反应管对准；以及

52、vi)致动该可移动柱塞以将一个或多个催化剂载体推入该第二所选择的反应管。

53、稳定支脚可根据装载第二所选择的反应管的需要重新定位和/或调节。

54、第三方面的安装系统还可包括：

55、第二安装工具，该第二安装工具如在第二方面中提供，并且该第二安装工具被构造用于安装在相同的管状反应器的顶部空间或底部空间中；和

56、一个或多个软管，该一个或多个软管用于从该动力源向该第二安装工具供应动力。

57、在一些实施方案中，可同时使用两个安装工具、三个安装工具或更多个安装工具。

58、在第四方面，本公开提供了一种用于将催化剂载体安装到管状反应器的反应管中的方法，该管状反应器是包括在第一管板和第二管板之间延伸的多个反应管的类型，其中在该第一管板和该第二管板之间设置热交换区；

59、该方法包括：

60、i)提供包含催化剂的多个催化剂载体；

61、ii)提供支撑单元；和

62、iii)将该支撑单元和该多个催化剂载体安装到该反应管中，使得该支撑单元与该第二管板对准，并且该多个催化剂载体以邻接该支撑单元的堆叠布置方式布置，使得该反应管内的所有催化剂位于该热交换区内。

63、本公开的第五方面提供了一种用于安装到管状反应器的反应管中的支撑单元，该管状反应器是包括在第一管板和第二管板之间延伸的多个反应管的类型，其中在该第一管板和该第二管板之间设置热交换区；

64、该支撑单元包括细长主体，该细长主体具有第一端部和第二端部，该第一端部被构造成当该支撑单元安装在该反应管中时抵靠该管状反应器的支撑表面接合，该第二端部被构造成抵靠邻接该支撑单元的催化剂载体的堆叠件的端部接合；

65、其中该细长主体的长度被构造成支撑该催化剂载体的堆叠件，使得该反应管内的所有催化剂位于该热交换区内。

66、有利地，支撑单元可用于防止包含催化剂的催化剂载体位于第二管板的高度处。相反，包含催化剂的催化剂载体中的所有催化剂载体可位于热交换区内。由于促进了与催化剂载体中的所有催化剂载体的热交换，这可导致管状反应器的更优化性能。

67、有利地，支撑单元还可用于为催化剂载体提供物理支撑，并使催化剂载体在反应管内保持期望的布置。

68、支撑单元可包括用于通过支撑单元传递液体和气体的内通道。有利地，内通道可确保支撑单元的存在不会干扰反应管操作期间的液体和气体流动。

69、支撑单元可包括管状元件或由该管状元件组成。

70、在一些实施方案中，该第一管板可以是上管板，并且该第二管板可以是下管板，并且该支撑单元可被安装成位于该下管板的高度处，并且该多个催化剂载体可以堆叠布置的方式布置在该支撑单元的顶部上，使得该反应管内的所有催化剂位于该热交换区内的该下管板的高度上方。在插入后，该支撑单元可位于该堆叠布置的底部处，任选地抵靠该管状反应器的支撑表面接合。支撑表面也可以是安装在管状反应器中的临时或其它形式的平台。

71、在一些其他实施方案中，该第一管板可以是第一端部管板，并且该第二管板可以是第二端部管板，并且该支撑单元可被安装成与该第二端部管板对准，并且该多个催化剂载体以堆叠布置方式布置在该支撑单元的一侧，使得该反应管内的所有催化剂位于该热交换区内该第二端部管板的一侧。

72、该支撑单元可首先被推入该反应管，随后该多个催化剂载体被推入该反应管。这特别地可能是从反应管的顶部装载的地方。另选地，支撑单元可在多个催化剂载体之后最后被推入反应管。这特别地可能是从反应管底部装载的地方。

73、有利地，支撑单元可被构造成使用上述第二方面和第三方面的安装工具和/或安装系统被推入反应管。有益地，通过提供被构造成执行多种功能的安装工具来促进高效操作。

74、该支撑单元可附接到一个或多个催化剂载体以形成插入集合。该附接可以是可释放的或永久的附接。可在单次操作中将该插入集合推入该反应管，其中该支撑单元在最前面。

75、该支撑单元可附接到该一个或多个催化剂载体，以使用协作形成物形成该插入集合。

76、第四方面的方法还可包括提供用于将该支撑单元与该反应管的内表面对准的间隔件元件。间隔件元件还可任选地用作该支撑单元和该反应管内表面之间的密封件。

77、第四方面的方法还可包括在该支撑单元和该反应管的内表面之间形成密封件，使得沿该反应管传递的液体和气体被优先引导流过该支撑单元的内部。为了促进这一点，该支撑单元还可包括用于在该支撑单元和该反应管的内表面之间进行密封的密封件；并且任选地，其中该密封件是或包括用于将该支撑单元与该反应管的内表面对准的间隔件元件。因为密封功能对对准功能来说是次要的，所以可容许在某种程度上略去该密封件。

78、第四方面的方法还可包括选择该支撑单元的材料和任何内容物使其相对于该管状反应器的预期工艺条件是非反应性的。

79、在第六方面，本公开提供了一种用于将催化剂载体安装到管状反应器的反应管中的方法，该管状反应器是包括在第一管板和第二管板之间延伸的多个反应管的类型，其中在该第一管板和该第二管板之间设置热交换区；

80、该方法包括：

81、i)提供包含催化剂的多个催化剂载体；

82、ii)提供间隔件单元；

83、iii)将该多个催化剂载体安装到该反应管中，随后安装该间隔件单元，使得该间隔件单元与该第一管板对准，并且该多个催化剂载体以邻接该间隔件单元的堆叠布置方式布置，使得该反应管内的所有催化剂位于该热交换区内。

84、本公开的第七方面提供了一种用于安装到管状反应器的反应管中的间隔件单元，该管状反应器是包括在第一管板和第二管板之间延伸的多个反应管的类型，其中在该第一管板和该第二管板之间设置热交换区；

85、该间隔件单元包括细长主体，该细长主体具有被构造成抵靠催化剂载体的堆叠件的端部接合的第一端部和被构造成抵靠安装工具接合的第二端部；

86、其中该细长主体的长度被构造成使得该催化剂载体的堆叠件能够充分地移位到该反应管中，使得该反应管内的所有催化剂都位于该热交换区内。

87、有利地，间隔件单元可用于防止含有催化剂的催化剂载体位于第一管板的高度。相反，包含催化剂的催化剂载体中的所有催化剂载体可位于热交换区内。由于促进了与催化剂载体中的所有催化剂载体的热交换，这可导致管状反应器的更优化性能。

88、间隔件单元可包括用于通过间隔件单元传递液体和气体的内通道。有利地，内通道可确保间隔件单元的存在不会干扰反应管操作期间的液体和气体流动。

89、间隔件单元可包括管状元件或由该管状元件组成。

90、在一些实施方案中，该第一管板可以是上管板，并且该第二管板可以是下管板，并且该间隔件单元可被安装成位于该上管板的高度处，并且该多个催化剂载体可以堆叠布置的方式布置在该间隔件单元下方，使得该反应管内的所有催化剂位于该热交换区内的该上管板的高度下方。安装该间隔件单元可包括将该间隔件单元推入该反应管，以向下移位该反应管内的该多个催化剂载体，使得最上面的催化剂载体中的催化剂位于该上管板的高度下方。这些实施方案特别适用于反应器竖直对准的情况。

91、在一些其他实施方案中，该第一管板可以是第一端部管板，并且该第二管板可以是第二端部管板，并且该间隔件单元可被安装成与该第一端部管板对准，并且该多个催化剂载体以堆叠布置方式布置在该间隔件单元的一侧，使得该反应管内的所有催化剂位于该热交换区内该第一端部管板的一侧。这些实施方案特别适用于反应器水平对准的情况。

92、第六方面的方法还可包括：一旦催化剂载体安装完成，就从该反应管移除该间隔件单元，以留下该堆叠布置的最末端催化剂载体，该催化剂载体定位在使得该最末端催化剂载体中的该催化剂位于该热交换区内的点处。

93、第六方面的方法还可包括抵靠该最末端的催化剂载体插入第二间隔件单元。第二间隔件单元可包括延伸到反应管外部的间隔件部分和位于反应管外部的端部上的载体部分。第二间隔件单元因此可横跨在最末端的催化剂载体和管状反应器的支撑表面之间。支撑表面可以是延伸穿过反应管的开口端部的支撑栅格。

94、间隔件单元可不附接到催化剂载体，并且可在反应管内自由移动，以便于将其移除。另选地，该间隔件单元可附接到催化剂载体中的一个或多个催化剂载体以形成插入集合。该附接可以是可释放的或永久的附接。可在单次操作中将该插入集合推入该反应管，其中该间隔件单元在最后面。

95、其中间隔件单元附接到该一个或多个催化剂载体以形成该插入集合，这可使用在该间隔件单元和该一个或多个催化剂载体上的协作形成物来提供。为了促进这一点，该间隔件单元可包括设置在该间隔件单元上的一个或多个协作形成物，用于接合该一个或多个催化剂载体上的一个或多个协作形成物。

96、该间隔件单元的材料和任何内容物相对于该管状反应器的预期工艺条件可以是非反应性的。

97、该细长主体可包括邻接面，用于抵靠该反应管的基准面接合，任选地抵靠该反应管的端面接合。该邻接面可包括向外延伸的凸缘，该凸缘具有被构造成大于该反应管的内径的外径。

98、该细长主体的该第二端部可包括用于与安装工具的可移动柱塞接合的托座。

99、该细长主体的第一端部可包括用于与催化剂载体的端部接合的裙状部。任选地，用于与环形轮缘或环形凹槽接合的环形裙状部可被设置在该催化剂载体的端部处。

100、通过将该间隔件单元的长度固定在该间隔件单元的第一端面和该间隔件单元的邻接面之间，并将该间隔件单元插入该反应管，直到该邻接面与该反应管的基准面接合，任选地抵靠该反应管的端面接合，可控制该反应管中堆叠布置的最末端催化剂载体的位置。

101、该多个催化剂载体和该间隔件单元可被构造成使用相同的安装工具安装到该反应管中。该安装工具可使用可移动柱塞将该多个催化剂载体和该间隔件单元推入该反应管中。

102、有利地，间隔件单元可被构造成使用上述第二方面和第三方面的安装工具和/或安装系统被推入反应管。有益地，通过提供被构造成执行多种功能的安装工具来促进高效操作。

103、本公开的第八方面提供了一种至少部分地清空最初至少部分填充有催化剂载体的管状反应器的反应管的方法，该催化剂载体各自为包含催化剂的类型，并且具有与该反应管的内表面接合的密封件；

104、该方法包括：

105、i)提供多个顶出器单元；

106、ii)将该顶出器单元中的一个或多个顶出器单元的第一顶出集合安装到该反应管的第一端部，以接触并移位该反应管内的最末端催化剂载体，从而将该反应管内的该催化剂载体朝该反应管的第二端部推动；

107、iii)将该顶出器单元中的一个或多个顶出器单元的后续顶出集合安装到该反应管的该第一端部中，以接触并移位已经位于该反应管内的该一个或多个顶出器单元的顶出集合，从而将该催化剂载体进一步朝该反应管的该第二端部推动；

108、iv)重复步骤iii)一次或多次，直到该催化剂载体中的三个催化剂载体或更多个催化剂载体被移位到该反应管的该第二端部并从该反应管的该第二端部排出。

109、本公开的第九方面提供了一种用于从管状反应器的反应管中移除催化剂载体的顶出器单元，该顶出器单元包括细长主体，该细长主体具有被构造用于抵靠催化剂载体接合的第一端部和被构造用于抵靠安装工具接合的第二端部；

110、其中该细长主体的最大直径被构造成小于该反应管的内径，使得该顶出器单元可在该反应管内自由滑动。

111、有利地，顶出器单元可用于便于高效地完全或部分清空反应管，并且还用于便于高校更换反应管内的催化剂载体。特别地，一旦催化剂载体已经从反应管中排出，可容易地从反应管中移除顶出器单元。特别地，在反应管竖直定向的情况下，顶出器单元可在重力作用下从反应管的下端部自排出。

112、当期望完全清空反应管时，例如为了维护或检查反应管，可将一个或多个顶出器单元的顶出集合依次安装到反应管的第一端部，直到所有的催化剂载体已经从第二端部排出。由于第一安装顶出集合出现在第二端部处，最后一个催化剂载体排出的时间点对操作者来说是显而易见的。

113、当期望部分清空反应管时，例如为了更换一个或多个已经中毒的催化剂载体，可以将足够的一个或多个顶出器单元的顶出集合依次安装到反应管的第一端部中，直到所需数量的催化剂载体已经从第二端排出。例如，三个顶出单元的顶出集合可安装在反应管的下端部中，以从反应管的上端部排出三种催化剂载体。随后，顶出集合可在重力的作用下自排出反应管的下端部。

114、当期望用新的催化剂载体更换反应管中的催化剂载体时，这可在不首先清空反应管的情况下实现。取而代之的是，可将新的催化剂载体安装到反应管的第一端部中，从而导致旧的催化剂载体排出第二端部。有益地，一个或多个顶出器单元的顶出集合可在第一步骤中安装到反应管的第一端部中，随后安装新的催化剂载体。由于顶出集合出现在第二端部处，最后一个旧的催化剂载体从反应管中排出的时间点对于操作者来说是显而易见的。这避免了由于错误计数而可能在反应管中留下任何旧的催化剂载体的缺点。

115、顶出器单元可包括用于推动催化剂载体通过管的刚性部分。刚性部分可以是用于期望在均匀施加力的情况下推动催化剂载体的任何形状。合适的是，顶出器单元可包括管状元件或由该管状元件组成。

116、在一些实施方案中，该第一端部可以是该反应管的顶端，并且该第二端部可以是该反应管的底端。

117、该顶出器单元可被构造成具有小于该反应管内径的最大直径，以便在其中自由滑动。

118、第八方面的方法还可包括以下步骤：

119、v)在将该最后的催化剂载体排出该反应管的该第二端部之后，允许该多个顶出器单元在重力作用下滑出该反应管的该第二端部。

120、顶出器单元可以是能够安装在管内的任何长度。在安装设备和/或反应器内的空间允许的情况下，该长度可对应于一个催化剂载体、两个催化剂载体、三个催化剂载体或更多个催化剂载体。如果期望的话，可使用包括两个或更多个顶出器单元的顶出集合。

121、第一顶出集合和/或后续顶出集合可包括彼此附接的两个或更多个顶出器单元。该附接可以是可释放的或永久的附接。为了促进这一点，该顶出器单元还可包括设置在该顶出器单元的该第一端部上或朝该顶出器单元的该第一端部设置的一个或多个协作形成物，用于接合另一个顶出器单元的第二端部上的一个或多个协作形成物或朝该另一个顶出器单元的该第二端部接合该一个或多个协作形成物。

122、该顶出器单元的该第一端部还可被构造成抵靠另一个顶出器单元的端部接合。

123、该细长主体的该第二端部可包括用于与安装工具的可移动柱塞接合的托座。

124、该细长主体的该第一端部可包括用于与催化剂载体的端部和/或另一个顶出单元的端部接合的裙状部。

125、该第一顶出集合和该后续顶出集合可各自通过安装工具的单个冲程被推入该反应管。

126、该催化剂载体和该多个顶出器单元可被构造成使用相同的安装工具插入该反应管。该安装工具可使用可移动柱塞将该催化剂载体和该多个顶出器单元推入该反应管。

127、有利地，顶出器单元可被构造成使用上述第二方面和第三方面的安装工具和/或安装系统被推入反应管。有益地，通过提供被构造成执行多种功能的安装工具来促进高效操作。

128、本公开的第九方面提供了一种将催化剂载体安装到管状反应器的反应管中的方法，该方法包括以下步骤：

129、i)提供多个催化剂载体；

130、ii)将该多个催化剂载体中的两个或更多个催化剂载体接合在一起以形成插入集合；

131、iii)将该插入集合装载到安装工具中；和

132、iii)使用该安装工具将该插入集合推入该反应管。

133、本公开的第十一方面提供了一种用于插入管状反应器的反应管中的多个催化剂载体，该多个催化剂载体中的每个催化剂载体均包括用于固持使用中的催化剂的容器，该容器在该催化剂载体的上端部和下端部之间延伸；

134、每个催化剂载体包括设置在该容器的该上端部上或朝该容器的该上端部设置的一个或多个上协作形成物和设置在该容器的该下端部或朝该容器的该下端部设置的一个或多个下协作形成物；

135、该一个或多个上协作形成物被构造成与该一个或多个下协作形成物接合；

136、其中该多个催化剂载体中的两个或更多个催化剂载体可以堆叠布置的方式接合在一起，其中相邻的催化剂载体通过接合该一个或多个下协作构件和该一个或多个上协作构件而接合在一起。

137、有利地，通过将多个催化剂载体中的两个或更多个接合在一起而将催化剂载体形成为插入集合，可通过在插入期间帮助对准催化剂载体来促进高效操作。例如，协作形成物可促进插入集合内催化剂载体的正确相互对准。以此方式，两个催化剂载体、三个催化剂载体或更多个催化剂载体可高效且弹性地联接在一起，以具有共同的纵向轴线。

138、另外，使用协作形成物来产生插入集合可通过简化催化剂载体的人工处理来提高操作效率。特别地，两个催化剂载体、三个催化剂载体或更多个催化剂载体可在一次操作中装载到安装工具中；例如用一只手手动进行装载。

139、安装工具可以是上述第二方面的安装工具。

140、该插入集合可包括至少两个催化剂载体、任选地至少三个催化剂载体、任选地多于三个催化剂载体。

141、该插入集合可包括催化剂载体的堆叠布置，其中相邻的催化剂载体使用设置在每个催化剂载体的上端部上或朝该上端部设置以及每个催化剂载体的下端部上或朝该下端部设置的协作形成物接合在一起。该接合可以是可释放的或永久的接合。

142、该一个或多个上协作形成物和该一个或多个下协作形成物可被构造成通过该相邻的催化剂载体的相对旋转移动而接合和脱离接合。相邻的催化剂载体可旋转锁定在一起。该一个或多个上协作形成物和该一个或多个下协作形成物可形成一个或多个卡口式组装件。

143、可提供第二插入集合，该第二插入集合可通过接合多个催化剂载体中的另外两个或更多个来形成。该接合可以是可释放的或永久的接合。安装工具可用于在该第一插入集合之后将该第二插入集合推入该反应管，从而将该第一插入集合进一步推入该反应管。

144、每个容器可包括位于该下端部处的底表面、位于该上端部处的顶表面和在该底表面至该顶表面之间延伸的载体外壁。

145、每个容器还可包括延伸超过该载体外壁的密封件；并且任选地，该载体外壁可包括位于该密封件下方的开孔。

146、一个或多个上协作形成物可设置在密封件上方。

147、每个容器还可包括用于在使用中固持催化剂的环形室，该环形室具有限定内通道的打孔内室壁、打孔外室壁、封闭该环形室的顶表面和封闭该环形室的底表面。

148、本发明的方法、工具、系统和相关联的部件可高效地用于各种工艺。合适用途的示例包括用于放热反应的方法和反应器，诸如用于制备甲醇的反应、用于制备氨的反应、甲烷化反应、变换反应、氧化反应，诸如形成马来酸酐和环氧乙烷的反应等。特别优选的用途是用于进行费歇尔-托普希反应的方法和反应器中。

149、吸热反应(诸如预重整、脱氢等)也可结合本发明的方法、工具、系统和相关部件进行。

150、本公开的催化剂载体可填充或部分填充有或包含任何适用于预期反应的催化剂。例如，费歇尔-托普希催化剂可用于费歇尔-托普希反应。含钴的费歇尔-托普希催化剂是优选的。催化剂可作为催化剂颗粒或催化剂整料提供。催化剂可作为单个催化剂床或多个催化剂床提供。催化剂载体可被构造成促进通过催化剂的轴向和/或径向流动。在一些实施方案中，催化剂载体可被构造成优先促进通过催化剂的径向流动。

151、本公开的催化剂载体可由任何合适的材料形成。通常选择此类材料来承受管状反应器的操作条件。催化剂载体可由碳钢、铝、不锈钢、其他合金或能够承受反应条件的任何材料制成。

152、本公开的催化剂载体可有利地允许催化剂用于中等至高度放热反应或吸热反应。该催化剂载体可允许使用大的反应管，导致给定容量的反应器的重量和成本大幅降低。