CZ2003174A3 - Katalytické zařízení pro provádění reakce v plynném mediu při vysoké teplotě - Google Patents

Katalytické zařízení pro provádění reakce v plynném mediu při vysoké teplotě Download PDF

Info

Publication number
CZ2003174A3
CZ2003174A3 CZ2003174A CZ2003174A CZ2003174A3 CZ 2003174 A3 CZ2003174 A3 CZ 2003174A3 CZ 2003174 A CZ2003174 A CZ 2003174A CZ 2003174 A CZ2003174 A CZ 2003174A CZ 2003174 A3 CZ2003174 A3 CZ 2003174A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
support
corrugated
reaction
catalytic
face
Prior art date
Application number
CZ2003174A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ304571B6 (cs
Inventor
Joseph Steffen
Original Assignee
Butachimie
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Butachimie filed Critical Butachimie
Publication of CZ2003174A3 publication Critical patent/CZ2003174A3/cs
Publication of CZ304571B6 publication Critical patent/CZ304571B6/cs

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J15/00—Chemical processes in general for reacting gaseous media with non-particulate solids, e.g. sheet material; Apparatus specially adapted therefor
    • B01J15/005—Chemical processes in general for reacting gaseous media with non-particulate solids, e.g. sheet material; Apparatus specially adapted therefor in the presence of catalytically active bodies, e.g. porous plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J12/00—Chemical processes in general for reacting gaseous media with gaseous media; Apparatus specially adapted therefor
    • B01J12/007—Chemical processes in general for reacting gaseous media with gaseous media; Apparatus specially adapted therefor in the presence of catalytically active bodies, e.g. porous plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J12/00—Chemical processes in general for reacting gaseous media with gaseous media; Apparatus specially adapted therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/248—Reactors comprising multiple separated flow channels
    • B01J19/2485—Monolithic reactors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/248—Reactors comprising multiple separated flow channels
    • B01J19/249—Plate-type reactors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional [3D] monoliths
    • B01J35/57—Honeycombs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/58—Fabrics or filaments
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
    • C01B21/20—Nitrogen oxides; Oxyacids of nitrogen; Salts thereof
    • C01B21/24—Nitric oxide (NO)
    • C01B21/26—Preparation by catalytic or non-catalytic oxidation of ammonia
    • C01B21/265—Preparation by catalytic or non-catalytic oxidation of ammonia characterised by the catalyst
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
    • C01C3/00—Cyanogen; Compounds thereof
    • C01C3/02—Preparation, separation or purification of hydrogen cyanide
    • C01C3/0208—Preparation in gaseous phase
    • C01C3/0212—Preparation in gaseous phase from hydrocarbons and ammonia in the presence of oxygen, e.g. the Andrussow-process
    • C01C3/0216—Preparation in gaseous phase from hydrocarbons and ammonia in the presence of oxygen, e.g. the Andrussow-process characterised by the catalyst used
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2451—Geometry of the reactor
    • B01J2219/2456—Geometry of the plates
    • B01J2219/2459—Corrugated plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2461—Heat exchange aspects
    • B01J2219/2462—Heat exchange aspects the reactants being in indirect heat exchange with a non reacting heat exchange medium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2476—Construction materials
    • B01J2219/2477—Construction materials of the catalysts
    • B01J2219/2481—Catalysts in granular from between plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2491—Other constructional details
    • B01J2219/2498—Additional structures inserted in the channels, e.g. plates, catalyst holding meshes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/42—Platinum

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

Předložený vynález se týká katalytických reakcí v plynném médiu při vysoké teplotě, například oxidace čpavku a syntézy HCN. Určitým předmětem vynálezu je zdokonalené katalytické zařízení, které lze použít u tohoto typu reakce a reaktor, který ho obsahuj e.
Dosavadní stav techniky
Oxidace čpavku se široce používá při výrobě kyseliny dusičné. Způsob, známý jako Ostwaldův proces, obsahuje operaci, při které prochází předehřátá směs čpavek/vzduch, obvykle obsahující 5 až 15 % obj . , zejména 10 až 12 % obj . , vzduchu, s vysokou lineární rychlostí (měřeno při standardních teplotních a tlakových podmínkách), katalytickým zařízením, uspořádaným přes příčný průřez reaktoru.
Syntéza kyseliny kyanovodíkové (HCN) v jediné operaci z čpavku a plynného uhlovodíku, při které se teplo potřebné pro endotermickou reakci se vytváří současnou spalovací reakcí s kyslíkem nebo plynem, obsahujícím vzduch, v přítomnosti katalyzátoru, je operace která je známá již po velmi mnoho let (US patent 1 934 838). Je známá jako Andrussův proces.
Tyto dva typy reakce používají katalyzátory ze skupiny platiny, obvykle ve formě plochého tkaného pletiva. Pracovní průřez těchto katalyzátorů je omezen rozměry reaktoru.
• · · · • ·· • *
Aby se zvýšila produktivita těchto reaktorů, je možno zvýšit počet katalytických pletiv. Avšak za určitou tloušťku, takto vzniklý pokles tlaku působí proti zvyšování proudění reakční složky a ruší účinky lepšího výtěžku konverze. Dále mohou zvětšením tloušťky vzniknout vedlejší reakce. Proto obtíže při zvyšování výroby vyplývají při současném stavu techniky:
- z poklesu tlaku z počtu aktivních míst katalyzátoru (kontaktní povrchová plocha),
- z doby kontaktu katalyzátoru s reakčními složkami.
Aby se zvětšila účinná povrchová plocha katalyzátoru, v patentech US 5 160 722 a US 5 356 603 je popsáno použití katalytických pletiv, majících příčná zvlnění. I když je povrchová plocha takto zvětšena, tato zvlnění mají nízké amplitudy, zachování tvaru této soustavy je skutečně možné jen pro teploty nižší než 800 °C. Kromě toho, mechanické vlastnosti kovu se stávají nedostatečné a vzhledem k poklesu tlaku, záhyby nebo zvlnění mají sklon se pronášet. Životnost takového zařízení je proto velmi krátká, což je neslučitelné s průmyslovou výrobou.
Patentová přihláška EP 931 585 ve své části popisuje použití katalytického pletiva ve formě radiálně zvlněných kotoučů nebo kuželů, takže otáčející se hořák může sledovat zvlnění při svém otáčení okolo své osy. Avšak shora uvedené problémy zůstávají.
Úkolem předloženého vynálezu je proto vytvořit katalytické zařízení, obsahující katalyzátor, která větší geometrickou povrchovou plochu a který odolává podmínkám reakce aniž by podstatně nezvýšil pokles tlaku nebo vedlejší reakce.
··· ·»
Podstata vynálezu
Předložený vynález se týká katalytického zařízení pro provádění reakce v plynném médiu při vysoké teplotě, jako např. pro syntézu HCN nebo oxidace čpavku, jehož podstata spočívá v to, že obsahuje:
• nejméně jeden strukturovaný materiál, který je účinný jako katalyzátor pro tyto reakce, • podpěru obsahující alespoň jednu keramickou část, jejíž struktura umožňuje průchod plynů, tato část této podpěry má vlnitou čelní plochu, takže zvětšení povrchové plochy (β) tvořené zvlněním vzhledem k rovinné ploše je alespoň stejné jako je zvětšení (a) pilovitých zvlnění a mezi asi 1,1 a asi 3, kde strukturovaný materiál je uspořádán tak, aby byl přidržován na vlnité čelní ploše části podpěry a sleduje její tvar.
Prostředky, které umožňují přidržet strukturovaný materiál na vlnité čelní ploše části podpěry s výhodou sestávají z druhé části keramické podpěry, jejíž struktura umožňuje průchod plynů, druhé části, mající vlnitou čelní plochu, která je v podstatě souhlasná a komplementární s vlnitou čelní plochou první části podpěry, a druhá část je uspořádána tak, že vlnité čelní plochy první a druhé části leží proti sobě a strukturovaný materiál je vložen mezi vlnité čelní plochy a sleduje jejich tvar. Proto pokles tlaku je s výhodou v podstatě homogenní přes celé katalytické zařízení takto vytvořené.
Mohou být použity odborníkům známé i jiné běžné prostředky pro přidržování strukturovaného materiálu na vlnitých čelních plochách první části podpěry.
···· • · · ·
Výraz strukturovaný materiál znamená ve smyslu předloženého vynálezu, každou soustavu pásů nebo drátů, které jsou lineární a/nebo ve formě spirálovitých součástí, kterými mohou procházet plyny. Tato soustava je např. z pletiva, tkané textilie, pletené textilie nebo jako plst a lze ji získat různými technikami jako je tkaní, pletení, šití, vyšívání a pod. S výhodou je to pletivo.
Výraz dvě vlnité čelní plochy v podstatě souhlasného a komplementárního tvaru znamená ve smyslu předloženého vynálezu každou kombinaci dvou ploch, vykazujících zvlnění podobné velikosti a tvaru, tj. majících totožné zvýšení v povrchové ploše β, které je konstruováno tak, že když leží tyto plochy proti sobě, zvlnění se doplňují (jsou komplementární).
Ostatní předměty vynálezu a jeho výhody budou odborníkům zřejmé z podrobného popisu a odkazu na připojené výkresy.
Přehled obrázků na výkrese
Příkladné provedení předloženého vynálezu je znázorněno na připojených výkresech, kde obr. 1 je určité schematické znázornění katalytického zařízení podle vynálezu;
obr. 2 znázorňuje parametry, které umožňují vypočítat zvětšení povrchové plochy (a) vytvořené zvlněními ve tvaru zubů pily;
Příklad provedení vynálezu
Podpěra 2. podle předloženého vynálezu je vyrobena z keramiky, jejíž struktura umožňuje průchod plynů. Příklady těchto keramik jsou, bez omezení, keramické pěny nebo keramická kompozita. Výraz keramický s výhodou znamená ve smyslu předloženého vynálezu « · *··· • ·· • 4 každý žáruvzdorný materiál, schopný odolávat teplotám, na které se dostává katalytické platinové pletivo při reakci média obsahujícího mezi jiným, páru. V případě použití při syntéze HCN podle Andrussowa procesu, tato teplota může dosáhnout až 12 0 0 °C. Materiály, které jsou vhodné jsou proto založeny na kysličníku hlinitém a mohou obsahovat různá množství kysličníku křemičitého (10 až 60 % hmot.) a hořčíku, zirkonu, titanu a oxidu céru (1 až 20 % hmot. pro každou z těchto složek) Tyto materiály mohou obsahovat, bez omezení, jednu nebo více následujících sloučenin: dioxid křemíku (kysličník křemičitý SiO2) , karbid křemíku SiC, nitrid křemíku Si3N4, borid křemíku, boronitrid křemíku, Kysličník hlinitý Al2 O3) , aluminosilikát, uhlíková vlákna, oxid zirkonia (ZrO2) , oxid ytria (Y2O3) , kysličník vápenatý (CaO), kysličník horečnatý (MgO) a kordierit (MgO - Al2O3 - SiO2) .
S výhodou se použije keramika Stetta®G29 od Stettnera, jehož charakteristika je následující:
Poréz- nost Relati- vní husto-ta v kg/cm3 Pevnost v ohybu N/mm2 Lineární koefic. roztažnosti 1/K.106 při 20 Lineární koefic. roztažnosti 1/K.10'6 Tepelná vodivost W/(mK) Odolnost proti tepelným rázům ve °C Maximál. provoz. teplota ve °C Obj em. odolnost při 800 °C
> 3 2 4,5 1,5-3 2-4 1,3 1,7 380 1000 10=
Před použitím jsou materiály použité pro vytvoření podpěry (2) obvykle vyrobeny známými technikami tvářením, lisováním, aglomerací a pod. Potom se kalcinují při vysoké teplotě (>1300 °C) , takže získají mechanické vlastnosti srovnatelné s jejich budoucími provozními podmínkami. Tyto kombinované operace jim musí udělovat strukturu, kterou mohou procházet plyny, která může být například ve formě buněk, vzájemně spojených ve 3 směrech (pěna) nebo pláství s kruhovým nebo polygonálním (čtvercovým, pravoúhlým, šestiúhelníkovým a pod.) průřezem.
····
Strukturovaný materiál 1, který je účinný jako katalyzátor je zejména katalytický kov ze skupiny platiny a může být připraven z platiny, rhodia, iridia, paladia, osmia, rutenia nebo směsi nebo slitiny ze dvou nebo více těchto kovů. S výhodou je to platinová nebo platino/rhodiová slitina. Jindy může být tento katalyzátor ze skupiny platiny jak bylo popsáno shora a alespoň jednoho materiálu obsahujícího, ale ne omezujícího, cer, kobalt, mangan, hořčík a keramiku.
Zvlnění čelních ploch £ a 7 podpěry může být jakéhokoliv typu, zejména ve tvaru pilových zubů.
Pilovité vlnění bude definováno výškou h každého vlnění a vzdáleností d mezi dvěma vlněními. Zvýšení v povrchové ploše a vytvořené zvlněním tohoto typu může být proto vypočítáno z těchto tří parametrů (obr. 2) následujícím způsobem:
a = >/ (4h2 + d2)/d
Zvětšení povrchové plochy J3Z vytvořené jakýmkoliv typem vlnění podle vynálezu, bude alespoň rovné a a bude zvoleno v rozsahu asi od 1.1 do asi 3. To je proto, že a = 1,1 odpovídá zvětšení povrchové plochy o 10 %. Pod tuto hodnotu nejsou výhody tohoto vlnění velmi patrné. Nad β = 3, se použití takového zařízení stává obtížně. Pilovitá vlnění podle vynálezu mají s výhodou profil rovnoramenného trojúhelníku s d = 2h, z čehož vyplývá poměr a asi 1,40 a proto zvětšení povrchové plochy asi o 40 %.
Předložený vynález se také týká reaktoru pro exotermické reakce při vysoké teplotě v plynném médiu, který má v podstatě kruhový příčný průřez a obsahuje katalytické zařízení podle vynálezu, procházející přes jeho příčný průřez.
·· · » • · • · ·
** ««
Také se týká reakčního procesu v plynném médiu při vysoké teplotě, jako je oxidace čpavku nebo syntéza HCN, při kterém se použije katalytické zařízení nebo reaktor podle vynálezu.
V určitém provedení vynálezu, proces podle předloženého vynálezu je syntéza HCN a obsahuje operaci, při které prochází plynná směs obsahující uhlovodík, s výhodou metan, čpavek a kyslík přes katalytické zařízení podle vynálezu při teplotě mezi 800 až 1400 °C tak, aby se po reakci získal proud plynu obsahující nejméně 5 % obj. HCN.
Uhlovodík, použitý v procesu pro syntézu HCN podle vynálezu, může být substituovaný nebo nesubstituovaný a alifatický, cyklický nebo aromatický uhlovodík nebo jejich směs. Příklady těchto uhlovodíků obsahují, bez omezení, metan, etylén, etan, propylen, propan, butan, metanol a toluen. Uhlovodík je s výhodou metan.
Předložený vynález se týká také způsobu výroby katalytického zařízení podle vynálezu, při kterém se strukturovaný materiál 1 rozvine na vlnitou čelní plochu £ části 2. podpěry 2 tak, že sleduje její tvar a je na ní přidržen pomocí znehybňujících prostředků.
Tyto znehybňovací prostředky jsou s výhodou mechanické a sestávají z druhé části 4 podpěry 2, jejíž vlnitá čelní plocha 7 zakrývá čelní plochu materiálu 1,která leží na opačné straně než je vlnitá čelní plocha £ části 2 podpěry 2..
Ještě výhodněji, u takto vytvořené kombinace vzniká malý pokles tlaku, který je v podstatě homogenní přes průřez reaktoru.
·< · ·
Určité schematické příkladné provedení zařízení podle vynálezu (obr. 1) sestává z:
- kombinace vlnitých pletiv 1,
- vlnité keramické podpěry 2 složené ze dvou částí 2 a X, z nichž každá vlnitou čelní plochu £ a 7.
Pletiva 1 jsou uložena mezi čelní plochy £ a 7 obou částí £ a X podpěry 2.
Části 2 a 4 podpěry 2 jsou vyrobeny z keramiky, mající voštinovou konstrukci s kruhovým nebo polygonálním (čtvercovým, pravoúhlým, šestiúhelníkovým a pod.) průřezem.
Příklad přípravy katalytického zařízení podle vynálezu:
Podpěře 2 podle předloženého vynálezu může být dán vlnitý tvar, buď před kalcinací (během operace tváření) nebo po kalcinací, složením a vzájemným slepením hranolů s trojúhelníkovým průřezem.
Kombinace platinových pletiv 1, tvořící dávku katalyzátoru, je potom vložena mezi 2 vrstvy 2 a X vlnité podpěry 2. Tato polohovací operace se provádí naválcováním kombinace pletiv eliptického tvaru 1, které se budou ukládat na zvlněné části 2 podpěry, na vlnitou část 2 podpěry 2, podpěra se před tím umístí na duté cihly XI, tvořící základ reaktoru s kruhovým průřezem. Šířka eliptických pletiv odpovídá vnitřnímu průměru reaktoru. Délka se rovná šířce násobené dříve stanoveným koeficientem β. Horní vrstva X vlnitého materiálu umožňuje znehybnit pletiva X mechanicky, přičemž přispívá k homogennímu poklesu tlaku na kombinaci přes celý vystavený povrch. Na takto vytvořené katalytické zařízení se pak uloží tepelný štít 10. To umožňuje • · · «9 ···· *
udržet reakci a všechnu aktivační energii na nejnižším bodu povrchu pletiv 1. Duté cihly 11 jsou samy o sobě umístěny na trubkách 12 kotle reaktoru, které jsou složeny ze žáruvzdorného cementu 13.
Výkon
Použití katalytického zařízení podle předloženého vynálezu umožňuje, pro stejný reaktor, zvětšit povrchovou plochu pro styk mezi katalyzátorem a reakčními činidly. To znamená, pro úplně všechny reakční činidla, zvýšenou produktivitu a minimální a v podstatě konstantní pokles tlaku, což umožňuje mnohem delší výrobní kampaně, když tímto způsobem toto zařízení odolává reakčním podmínkám, není v podstatě náchylné k mechanickým deformacím.
Níže uvedená tabulka umožňuje porovnat technické údaje representativního systému podle stavu techniky s katalytickým zařízením podle vynálezu.
Stav techniky: Plochý systém Vynález: Vlnitý systém
Koeficient a 1,0 1,4
Produktivita: kg HCN na tunu vzduchu a kg katalyzátoru 2,00 2,16
Zvýšení poklesu tlaku: % za měsíc původního poklesu tlaku 29 5
Trvání testů: hodiny výroby 995 3138
·· ··.

Claims (14)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Katalytické zařízení pro provádění reakce v plynném médiu při vysoké teplotě, jako je např. syntéza HCN nebo oxidace čpavku, vyznačené tím, že obsahuje:
    • nejméně jeden strukturovaný materiál (1) , který působí jako katalyzátor pro tuto reakci, • podpěru (2), obsahující alespoň jednu keramickou část (3), jejíž struktura umožňuje průchod plynů, část (3) podpěry (2) má vlnitou čelní plochu (6), takže zvětšení povrchové plochy (β) , vytvořené zvlněním vzhledem k rovné ploše se nejméně rovná takové hodnotě (a) , vypočítané pro pilovitá zvlnění, která je mezi asi 1,1 a asi 3, přičemž strukturovaný materiál (1) je umístěn tak, aby byl držen na vlnité čelní ploše (6) části (3) podpěry (2) a sledoval její tvar.
  2. 2. Katalytické zařízení podle nároku 1, vyznačené tím, že prostředky, které umožňují držení materiálu (1) na vlnité čelní ploše (6) části (3) podpěry (2) sestávají z druhé části (4) keramické podpěry (2), jejíž struktura umožňuje průchod plynu, část (4) má vlnitou čelní plochu (7), která je v podstatě stejná a komplementární s vlnitou čelní plochou (6) část (3) a část (4) je umístěna tak, aby vlnité čelní plochy (6) a (7) ležely proti sobě a materiál (1) je vložen mezi čelní plochy (6) (7) a sleduje jejich tvar, pokles tlaku je proto s výhodou v podstatě homogenní přes celé takto vytvořené katalytické zařízení.
  3. 3. Katalytické zařízení podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačené tím, že podpěra (2) má voštinovou strukturu.
    ···· • · · ·
  4. 4. Katalytické zařízení podle některého z předcházejících nároků, vyznačené tím, že vlnění jsou pilovitá vlnění, takže zvětšení povrchové plochy β = zvětšení povrchové plochy a.
  5. 5. Katalytické zařízení podle nároku 4, vyznačené tím, že zvětšení povrchové plochy β je asi 1,4.
  6. 6. Katalytické zařízení podle některého z předcházejících nároků, vyznačené tím, že materiál (1) je pletivo.
  7. 7. Reaktor pro exotermickou reakci při vysoké teplotě v plynném médiu, mající v podstatě kruhový příčný průřez, vyznačený tím, že obsahuje katalytické zařízení podle nároku 1 až 6 procházející přes příčný průřez.
  8. 8. Reaktor podle nároku 7, vyznačený tím, že exotermická reakce je syntéza HCN.
  9. 9. Reaktor podle nároku 8, vyznačený tím, že zařízení je umístěno na dutých cihlách (11), tvořících základ reaktoru a je pokryto tepelným štítem.
  10. 10. Reakční proces v plynném médiu při vysoké teplotě, vyznačený tím, že se použije katalytické zařízení podle nároku 1 až 6 nebo reaktor podle nároku 7 až 9.
  11. 11. Proces podle nároku 10, vyznačený tím, že je to syntéza HCN.
  12. 12. Proces podle nároku 11, vyznačený tím, že obsahuje operaci, při které prochází směs plynu obsahující uhlovodík, s výhodou metan, čpavek a kyslík přes katalytické zařízení podle ··♦· * 9 · «· ·#Μ nároku 1 až 6 při teplotě mezi 800 až 1400 °C tak, aby se po reakci získal proud plynu, obsahující alespoň 5 % obj. HCN.
  13. 13. Způsob výroby katalytického zařízení podle nároku 1 až 6, vyznačený tím, že strukturovaný materiál (1) se naválcuje na povrch (6) části (3) vlnité podpěry (2) tak, aby sledoval jeho tvar a v této poloze je držen pomocí znehybňujících prostředků.
  14. 14. Způsob podle nároku 13, vyznačený tím, že znehybňující prostředky jsou mechanické a sestávají z části (4) podpěry (2), jejíž povrch překrývá opačný povrch materiálu (1) , umístěného proti povrchu (6) části (3) podpěry (2) .
CZ2003-174A 2000-07-28 2001-07-27 Katalytické zařízení pro provádění reakce v plynném médiu, reaktor, reakční proces a způsob výroby katalytického zařízení CZ304571B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0009937A FR2812221B1 (fr) 2000-07-28 2000-07-28 Nouveau dispositif catalytique pour la mise en oeuvre d'une reaction en milieu gazeux a haute temperature

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2003174A3 true CZ2003174A3 (cs) 2003-10-15
CZ304571B6 CZ304571B6 (cs) 2014-07-16

Family

ID=8853034

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2003-174A CZ304571B6 (cs) 2000-07-28 2001-07-27 Katalytické zařízení pro provádění reakce v plynném médiu, reaktor, reakční proces a způsob výroby katalytického zařízení

Country Status (19)

Country Link
US (1) US7101525B2 (cs)
EP (1) EP1307401B1 (cs)
JP (1) JP5000065B2 (cs)
KR (1) KR100680848B1 (cs)
CN (1) CN1266042C (cs)
AT (1) ATE336463T1 (cs)
AU (1) AU2001286159A1 (cs)
BR (1) BR0112822B1 (cs)
CA (1) CA2423030C (cs)
CZ (1) CZ304571B6 (cs)
DE (1) DE60122344T2 (cs)
FR (1) FR2812221B1 (cs)
HU (1) HU227856B1 (cs)
MX (1) MXPA03000858A (cs)
PL (1) PL205555B1 (cs)
RU (1) RU2257949C2 (cs)
SK (1) SK285674B6 (cs)
UA (1) UA74202C2 (cs)
WO (1) WO2002010067A1 (cs)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2679425A1 (en) * 2007-03-01 2008-09-04 Eicproc As A process for the production of cyanides
DE102007026712A1 (de) * 2007-06-06 2008-12-11 Uhde Gmbh Vorrichtung und Verfahren für katalytische Gasphasenreaktionen sowie deren Verwendung
DE102007034715A1 (de) 2007-07-23 2009-01-29 Evonik Röhm Gmbh Reaktor zur Herstellung von Cyanwasserstoff nach dem Andrussow-Verfahren
CN103864114A (zh) * 2012-12-18 2014-06-18 英威达科技公司 采用催化剂床层生产氰化氢的方法

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1934838A (en) 1930-04-14 1933-11-14 Ig Farbenindustrie Ag Production of hydrocyanic acid
SE7800987L (sv) * 1977-02-04 1978-08-05 Johnson Matthey Co Ltd Katalysator
CA1137876A (en) * 1977-06-20 1982-12-21 Michael L. Noakes Catalyst supports
US4289657A (en) * 1978-10-27 1981-09-15 United Kingdom Atomic Energy Authority Fluid treatment devices
US4412859A (en) 1981-08-12 1983-11-01 Engelhard Corporation Method for recovering platinum in a nitric acid plant
DE3574937D1 (de) * 1985-05-14 1990-02-01 Sulzer Ag Reaktor zum durchfuehren von heterogenen, katalysierten chemischen reaktionen.
GB8630728D0 (en) 1986-12-23 1987-02-04 Johnson Matthey Plc Ammonia oxidation catalyst pack
DK156701C (da) * 1987-08-27 1990-01-29 Haldor Topsoe As Fremgangsmaade til gennemfoerelse af heterogene katalytiske kemiske reaktioner
US5051294A (en) * 1989-05-15 1991-09-24 General Motors Corporation Catalytic converter substrate and assembly
DE3923094C2 (de) * 1989-07-13 1993-11-25 Ltg Lufttechnische Gmbh Katalysator-Trägerkörper
US5073236A (en) * 1989-11-13 1991-12-17 Gelbein Abraham P Process and structure for effecting catalytic reactions in distillation structure
DE4029749A1 (de) 1990-09-20 1992-03-26 Schwaebische Huettenwerke Gmbh Filter
US5262145A (en) 1990-10-09 1993-11-16 E. I. Du Pont De Nemours And Company Catalyst for ammonia conversion to HCN
US5160722A (en) 1991-06-17 1992-11-03 Johnson Matthey, Inc. Low pressure drop, high surface area ammonia oxidation catalyst
IL102043A0 (en) * 1991-06-17 1992-12-30 Johnson Matthey Inc Low pressure drop,high surface area ammonia oxidation catalyst and catalyst for production of hydrocyanic acid
US5356603A (en) 1991-06-17 1994-10-18 Johnson Matthey Inc. Method for the production of hydrocyanic acid using a corrugated catalyst
US5122185A (en) 1991-06-17 1992-06-16 Johnson Matthey Inc. Low pressure drop, high surface area platinum recovery system in a nitric acid plant
US5401483A (en) * 1991-10-02 1995-03-28 Engelhard Corporation Catalyst assembly providing high surface area for nitric acid and/or HCN synthesis
FR2694306B1 (fr) 1992-07-31 1994-10-21 Louyot Comptoir Lyon Alemand Fils comprenant un élément hélicoïdal, leurs assemblages et l'utilisation desdits assemblages comme catalyseur et/ou pour récupérer des métaux précieux.
RU2073559C1 (ru) * 1995-01-13 1997-02-20 Юрий Михайлович Родионов Устройство для проведения каталитических процессов
US5795456A (en) * 1996-02-13 1998-08-18 Engelhard Corporation Multi-layer non-identical catalyst on metal substrate by electrophoretic deposition
JP3281287B2 (ja) * 1997-05-13 2002-05-13 田中貴金属工業株式会社 燃焼触媒体及びこれを用いたファンヒータ
US6003591A (en) 1997-12-22 1999-12-21 Saddleback Aerospace Formed laminate heat pipe
GB9801564D0 (en) 1998-01-27 1998-03-25 Ici Plc Catalyst
US6099809A (en) * 1998-08-31 2000-08-08 General Motors Corporation Catalytic converter having a metal foil substrate
US7005404B2 (en) * 2000-12-20 2006-02-28 Honda Motor Co., Ltd. Substrates with small particle size metal oxide and noble metal catalyst coatings and thermal spraying methods for producing the same

Also Published As

Publication number Publication date
BR0112822B1 (pt) 2010-11-03
PL365139A1 (pl) 2004-12-27
SK952003A3 (en) 2004-06-08
AU2001286159A1 (en) 2002-02-13
FR2812221A1 (fr) 2002-02-01
WO2002010067A1 (en) 2002-02-07
CZ304571B6 (cs) 2014-07-16
RU2257949C2 (ru) 2005-08-10
BR0112822A (pt) 2003-07-01
JP5000065B2 (ja) 2012-08-15
KR20030081298A (ko) 2003-10-17
PL205555B1 (pl) 2010-05-31
EP1307401A1 (en) 2003-05-07
CN1444542A (zh) 2003-09-24
HUP0301700A2 (en) 2003-08-28
EP1307401B1 (en) 2006-08-16
ATE336463T1 (de) 2006-09-15
US20030175195A1 (en) 2003-09-18
FR2812221B1 (fr) 2003-04-04
JP2004504939A (ja) 2004-02-19
DE60122344T2 (de) 2007-08-09
UA74202C2 (uk) 2005-11-15
HU227856B1 (en) 2012-05-02
KR100680848B1 (ko) 2007-02-08
MXPA03000858A (es) 2004-12-13
DE60122344D1 (de) 2006-09-28
CA2423030A1 (en) 2002-02-07
CA2423030C (en) 2009-01-13
US7101525B2 (en) 2006-09-05
SK285674B6 (sk) 2007-06-07
CN1266042C (zh) 2006-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU660028B2 (en) Praseodymium-palladium binary oxide, catalyst compositions
CN1031511A (zh) 从含烃原料生产合成气
GB2395146A (en) Catalytic reactor
EP0871543A1 (en) Method and apparatus in catalytic reactions
JPH01272534A (ja) ２個もしくはそれ以上の炭素原子を有するガス状パラフィン系炭化水素の接触酸化脱水素によるモノオレフィンの製造方法
AU2001290617A1 (en) Lanthanide-promoted rhodium catalysts and process for producing synthesis gas
BRPI0708113A2 (pt) estrutura de catalisador, método para fabricar a mesma, e, reator catalìtico compacto
JP2000026116A (ja) フロ―スル―放射遮蔽を用いた触媒システムおよび触媒システムを用いたシアン化水素の製造方法
CZ2003174A3 (cs) Katalytické zařízení pro provádění reakce v plynném mediu při vysoké teplotě
US20180369780A1 (en) Reactor for carrying out heterogeneously catalysed gas phase reactions, and use of the reactor
JP3103602B2 (ja) 固定床反応器
GB2299525A (en) Induced-air catalytic burner and apparatus incorporating such a burner
EA009358B1 (ru) Катализатор и способ получения олефинов
RU2003105688A (ru) Новое каталитическое устройство для осуществления реакции в газообразной среде при высокой температуре
WO2003033137A1 (en) Promoted cobalt-chromium oxide catalysts on lanthanide-modified supports and process for producing synthesis gas
AU2021347077B2 (en) Partial oxidation coupling catalyst, and olefin production apparatus and olefin production method each using said catalyst
JP4020428B2 (ja) 炭化水素の接触部分酸化法
Derouane S. Cimino, F. Donsìa, R. Pirone, G. Russob

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20170727