DD246670A3 - Reaktorbefuellvorrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, mit der es moeglich ist, Reaktoren auch in Mehrbettausfuehrung durch ein Mannloch im oberen Teil sowohl mit inertem Material grosser Partikelabmessung, wie es zur fachgerechten Fundierung von Katalysatorbetten verwendet wird, als auch mit Katalysatoren in einem breiten Korngroessenspektrum zu befuellen. Ziel und Aufgabe der Erfindung ist es, Katalysatorkoerper der verschiedensten Formen und Inertmaterial auch grosser Partikelabmessung durch diese dafuer geeignete Vorrichtung in guter Qualitaet bei geringem Aufwand einzubringen. Erfindungsgemaess geschieht das mit dieser im Reaktor montierbaren Vorrichtung in Form eines speziell praeparierten Rohres, dessen innere freie Querschnitte in bestimmten Abstaenden so gestaltet sind, dass einerseits Katalysatorkoerner bei kontinuierlichem Durchlauf nur geringen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt sind und andererseits fuer das Inertmaterial mit grossen Partikelabmessungen Brueckenbildungen in der Vorrichtung vermieden werden.

Description

Die Anordnung der Einbauten in der Vorrichtung kann, bedingt durch ihre Mehrfachfunktion, vorzugsweise in spiraliger Form, kann aber auch in definierten Abständen um jeweils 180° versetzt untereinander erfolgen, wobei dann speziell zur Herabsetzung der kinetischen Energie der Inertmaterialien diesen durch eine geringe Schrägstellung der jeweiligen Innenbleche von 5—15° zur Horizontalen teilweise ein spiraliger Weg im Rohr aufgezwungen wird. Die Innenbleche sind so gestaltet, daß sie einerseits eine Neigung haben, die größer als der Schüttwinkel des zu befüllenden Materials ist, vorzugsweise aber 45-65° beträgt, und daß sie im Befüllrohr einen freien Querschnitt zulassen, der vorzugsweise einer Ellipse ähnlich sieht, deren Längsachse den doppelten Partikeldurchmesser des einzubringenden Materials deutlich überschreitet und deren geringste Krümmung größer ist als die der größer ist als die der größten Partikel. Es wurde gefunden, daß diese Ellipsenform gegenüber einem rechteckigen Querschnitt den Vorteil hat, daß ζ. B. Kugeln entsprechender Größen nur einen Berührungspunkt mit der Außenwand haben können und so auch bei geringem Durchmesser der Befüllvorrichtung Brückenbildungen vermieden werden können. In Abhängigkeit von Reaktorhöhe und Zahl der Katalysatorbetten können mehrere Rohrsegmente ü bereinandergekoppe.lt werden. Über dem oberen Segment ist zweckmäßig ein Befülltrichter vorgesehen, dessen Auslauf vorzugsweise einen Durchmesser kleiner 100 mm haben sollte. Das untere Ende der Vorrichtung kann von einem flexiblen Schlauch gebildet werden, dereine manuelle Umlenkung des Stoffstromes vorzugsweise bei der Befüllung mit inerten Material gestattet. Er kann in seinem Durchmesser zusammen mit passenden konischen Übergangsstücken variiert werden.

Vorteilhaft ist eine flexible Gestaltung der Haltevorrichtung. Während bei Reaktoren mit einem Katalysatorbett eine Halterung ausreichend ist, ist bei Mehrbettreaktoren eine zweite Halterung günstig, in der die Vorrichtung jedoch nur pendelnd gelagert ist und so beim Durchbringen der Zwischenböden auch geringe Abweichungen aus der lotrechten Lage zugelassen werden können.

Die Vorteile der Befüllvorrichtung bestehen darin, daß die Zerstörung der Katalysatorkörper vermieden wird und dadurch keine Erhöhung des. Druckverlustes im Katalysatorbett auftritt.

Die inerten Partikel behalten ihre Form und gewährleisten damit einen guten Übergang der Reaktorströme von einem Katalysatorbett zum anderen. Während des Befüllens mit inerten Material und Katalysator ist der Stoffstrom mit Hilfe des flexiblen Endes ständig umlenkbar. Für den Befüller besteht dabei im Reaktor keine Gefährdung, sobald das Mannloeh-gegen— herunterfallendes Befüllmaterial gesichert ist.

Ausführungsbeispiel .

Anhand eines Beispiels soll die Erfindung näher beschrieben werden:

Figur 1 zeigt schematisch einen mehrstufigen Reaktor mit der Befüllvorrichtung im Längsschnitt. Figur 2 zeigt die Reaktorbefüllvorrichtung im Schnitt A-A

Figur 3 zeigt eines der speziell geformten Innenbleche.

Die aus mehreren Segmenten bestehende Vorrichtung wird montiert, indem nach dem Ausbau der sich in der Durchdringungsebene befindlichen Zwischeneinbauten des Reaktorsdieuntere Halterung 5so um Segment6, das bereits mit den Segmenten 7-10 und dem Schlauch 11 fest verbunden ist, geschlossen wird, daß die gesamte untere Konstruktion pendelnd eingehängt ist. Die obere Halterung 1 hat im wesentlichen eine Führungsfunktion und wird montiert, nachdem die Segmente 2-4 auf das Segment 6 aufgesetzt und mit ihm fest verbunden ist.

Das Befüllgut gelangt über den Trichter 12 in die Vorrichtung, wo ein Teil seiner kinetischen Energie in Rotation bzw. Reibung umgesetzt wird, und kommt mit einer durch die Wahl der entsprechenden Stärke des flexiblen Schlauches einstellbaren Geschwindigkeit in den Innenraum des Reaktors, wo es durch die Biegsamkeit des Schlauches nach Bedarf verteilt werden kann. Hat die Schüttung eine bestimmte Höhe erreicht, kann entweder das flexible Ende durch ein anderes ersetzt werden oder die Vorrichtung kann segmentweise auf die entsprechende Länge reduziert werden.

Claims (2)

1. Erfindungsanspruch:

   1. Reaktorbefüllvorrichtung aus mehreren Segmenten, gekennzeichnet dadurch, daß in einem röhrenförmigen Kanal vom Durchmesser 100 bis 200mm, vorzugsweise aber 120 bis 150mm, mit einer Neigung von 45 bis 65° zur Kanalachse Innenbleche (Fig. 3) in Abständen von 250 bis 600 mm entlang des Kanals angeordnet sind, davon die Segmente (2—4 und 6-10) ellipsenähnliche Querschnitte mit der lichten Weite über die große Achse größer als des zweifachen Durchmessers der zubefüllenden Partikel und einer Krümmung größer als der größte Partikeldurchmesser Zustandekommen, ein flexibler Schlauch (11) am unteren Ausgang des Kanals angebracht ist und der Kanal an den Halterungen (1 und 5) befestigt ist.
2. 2. Reaktorbefüllvorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Innen bleche entlang der Segmente des Befüll roh res spiral ig oder um 180° versetzt angeordnet sind (Fig. 2) und eine seitliche Neigung von 5—15° zur Horizontalen aufweisen.

   Hierzu 2 Seiten Zeichnungen ' ,

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, mit der es möglich ist, Reaktoren auch in Mehrbettausführung durch ein oberes Mannloch sowohl mit Inertmaterial großer Partikeiabmessung als auch mit Katalysator zu befülleri.

   Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

   Industrielle Reaktoren der chemischen Industrie werden mit Katalysator gefüllt, der die Eigenschaften eines Schüttgutes hat Große Reaktoren sind dabei oft mehrstufig mit Zwischeneinbauten ausgeführt, so daß große Fallhöhen einerseits zum Bruch der Katalysatorkörperführen können, andererseits ein gezieltes Einbringen des Katalysators in die unteren Betten im freien Fall nicht möglich ist.

   Die einzelnen Katalysatorbetten werden dabei häufig von Zwischenboden getragen. Um für die durchtretenden Stoffströme.ein genügend großes Lückenvolumen zu schaffen, ein Durchrieseln des Katalysators aber zu verhindern, werden bevorzugt inerte Tragschichten meist aus keramischen Körpern großer Partikelabmessungen, verwendet. Diese keramischen Körper sind oft Porzellankugeln oder-zylinder mit einem Durchmesser bis zu 30mm, die bereits bei mittleren freien Fallhöhen auf Grund ihrer Sprödigkeit beim Aufprall zerstört werden. Es ist bekannt, daß solche Körper in engen Kanälen bis zu einem Mehrfachen ihres Durchmessers zur Brückenbildung neigen.

   Bekannt sind Maßnahmen, das Befüllen von Großraumreaktoren mit Katalysator und Inertmaterial mit einem flexiblen,Schlauch durchzuführen, wobei das Fließen durch Veränderung der Schlauchlänge erreicht wird. Eine weitere Methode besteht darin, einen mit Katalysator bzw. Inertmaterial gefüllten Behälter in den Reaktor einzuführen und dann zu öffnen. Eine dritte Methode sieht die Einführung eines quadratischen oder rechteckigen Kanals mit inneren, verstellbaren, sich überlappenden Leitschaufeln vor, mit dem der Katalysator schonend bis zu einem Bestimmungsort geführt werden kann. Bei der Befüllung besonders von mehrbettigen Reaktoren mit flexiblem Schlauch ist eine schonende Behandlung des Katalysators nicht gewährleistet, da sie von subjektiven Faktoren abhängig ist. Beim Befüllen besonders mit Inertmaterial mit einer gegenüber dem Katalysator wesentlich größeren Dichte steigt die Festigkeitsbeanspruchung des Schlauchmaterials mit der Befüllänge und erreicht eine sicherheitstechnisch nicht mehr vertretbare Höhe. Die Befüllung mit Behältern erfordert einerseits auf Grund der konstruktiv begrenzten Mannlochöffnung kleine Behälter und dem entsprechend einen sehr großen Zeitaufwand, andererseits stellt bei Mehrbettenreaktionen die Durchführung des Behälters durch die Inneneinbauten eine ständige Gefährdung der mit dieser Aufgabe betrauten Personals dar. Die Befüllung mit einem Kanal rechteckigen oder quadratischen Querschnittes, wie im DD-WP 203689 beschrieben, löst zwar die Probleme für die Einbringung von Katalysator in ein einzelnes Bett, ist aber auf Grund seiner Gestaltung nicht zur Einbringung von Partikeln großer Abmessungen geeignet und zeigt mehr Brückenbildung, da z. B. ein Teil der entsprechenden zu befüllenden Kugeln zwei Berührungspunkte mit dem jeweiligen Durchtrittsquerschnitt hätten, während bei dem ellipsenähnlichen Querschnitt die Gewähr für nur einen Berührungspunkt gegeben ist. Die im WP 203689 genannte Vorrichtung zeigt keine Lösungsmöglichkeit für eine flexible Partikelverteilung über den Reaktorquerschnitt und keinen Weg für die Befüllung mehrerer untereinanderliegender Reaktorbetten mit Zwischeneinbauten.

   Ziel der Erfindung

   Das Ziel der Erfindung ist es, eine Katalysatorbefüllvorrichtung zu schaffen, die eine schnelle Katalysatorbefüllung von mehrstufigen Reaktoren bei geringer mechanischer Belastung des Katalysators, einer starken Verringerung der Verstopfungsgefahr der Vorrichtung und eine gleichmäßige Verteilung des Katalysators im Reaktor vorsieht.

   Darlegung des Wesens der Erfindung

   Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die die Befüllung auch von mehrstufigen Reaktoren durch ein oberes Mannloch sowohl mit Katalysator als auch mit Inertmaterial großen Partikeldurchmessers ermöglicht und die kinetische Energie dieser einzufüllenden Stoffe so umwandelt, daß fachgerechte Schüttungen gewährleistet werden.

   Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß durch ein oberes Mannloch eine Befüllvorrichtung eingebracht wird, dessen Kernstück ein röhrenförmiger Kanal mit einer Nennweite zwischen 100 und 200mm, vorzugsweise aber zwischen 120 und 150mm ist und dessen speziell gestalteten Innenbleche Brückenbildungen, auch zum Beispiel bei Verwendung von Kugeln mit dem Durchmesser von 30 mm vermeiden, die freien Fallstrecken für die einzubringenden Materialien reduzieren und ein ununterbrochenes, gleichmäßiges Fließen des Katalysators bei schonender Behandlung in mehrstufigen Reaktoren auch bis zum untersten Bett zulassen.