DD246670A3 - REAKTORBEFUELLVORRICHTUNG - Google Patents

REAKTORBEFUELLVORRICHTUNG Download PDF

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DD246670A3
DD246670A3 DD27322585A DD27322585A DD246670A3 DD 246670 A3 DD246670 A3 DD 246670A3 DD 27322585 A DD27322585 A DD 27322585A DD 27322585 A DD27322585 A DD 27322585A DD 246670 A3 DD246670 A3 DD 246670A3
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catalyst
filling
reactors
reactor
inert material
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DD27322585A
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Manfred Rebbe
Dietrich Benesch
Klaus-Dieter Ruppert
Christian Koitka
Karl-Heinz Garbe
Erhard Doehler
Hartmut Schuetter
Original Assignee
Petrolchemisches Kombinat
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  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)

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.The invention relates to a device with which it is possible to fill reactors in Mehrbettausfuehrung through a manhole in the upper part with both inert material large particle size, as it is used for professional foundation of catalyst beds, as well as with catalysts in a wide range of grain sizes. The aim and the object of the invention is to introduce catalyst bodies of the most varied forms and inert material, also of large particle size, by means of this suitable device in good quality with little effort. According to the invention, this device, which can be mounted in the reactor, takes the form of a specially prepared tube whose internal free cross sections are designed at certain intervals so that on one hand catalyst corers are exposed to only minimal mechanical stresses during continuous flow and, on the other hand, bridge formations in the inert material with large particle dimensions Device can be avoided.

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.The arrangement of the fixtures in the device can, due to their multiple function, preferably in a spiral shape, but also at defined intervals offset by 180 ° with each other, in which case especially for reducing the kinetic energy of inert materials this by a slight inclination of the respective Inner sheets of 5-15 ° to the horizontal partially a spiral path in the tube is imposed. The inner plates are designed so that on the one hand they have a slope which is greater than the angle of repose of the material to be filled, but preferably 45-65 °, and that they allow a free cross-section in the filling, preferably similar to an ellipse, the Longitudinal axis exceeds the double particle diameter of the material to be introduced significantly and their smallest curvature is greater than that which is greater than that of the largest particles. It has been found that this elliptical shape has the advantage over a rectangular cross section that ζ. B. balls of corresponding sizes can only have a point of contact with the outer wall and so even with a small diameter of the filling bridge formations can be avoided. Depending on reactor height and number of catalyst beds, a plurality of pipe segments can be coupled to each other. Above the upper segment, a filling funnel is expediently provided, whose outlet should preferably have a diameter of less than 100 mm. The lower end of the device can be formed by a flexible hose, which allows a manual deflection of the stream, preferably when filled with inert material. It can be varied in diameter along with matching tapered transition pieces.

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.A flexible design of the holding device is advantageous. While in reactors with a catalyst bed a bracket is sufficient, multi-bed reactors, a second bracket is low, but in which the device is mounted only oscillating and so small deviations from the vertical position can be allowed when passing through the shelves.

Die Vorteile der Befüllvorrichtung bestehen darin, daß die Zerstörung der Katalysatorkörper vermieden wird und dadurch keine Erhöhung des. Druckverlustes im Katalysatorbett auftritt.The advantages of the filling device are that the destruction of the catalyst body is avoided and thereby no increase in. Pressure loss occurs in the catalyst bed.

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.The inert particles retain their shape and thus ensure a good transition of the reactor streams from one catalyst bed to the other. During filling with inert material and catalyst, the material flow is constantly deflected by means of the flexible end. For the filler there is no danger in the reactor as soon as the Mannloeh counterfilling filling material is secured.

Ausführungsbeispiel .Embodiment.

Anhand eines Beispiels soll die Erfindung näher beschrieben werden:By way of example, the invention will be described in more detail:

Figur 1 zeigt schematisch einen mehrstufigen Reaktor mit der Befüllvorrichtung im Längsschnitt. Figur 2 zeigt die Reaktorbefüllvorrichtung im Schnitt A-AFigure 1 shows schematically a multi-stage reactor with the filling device in longitudinal section. FIG. 2 shows the reactor filling device in section A-A

Figur 3 zeigt eines der speziell geformten Innenbleche. Figure 3 shows one of the specially shaped inner panels.

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.The multi-segment device is assembled by closing the lower support 5 so as to cover the segment 6 already fixed to the segments 7-10 and the hose 11 after removal of the intermediate internals of the reactor in the penetration plane Construction is suspended pendulum. The upper bracket 1 has essentially a guiding function and is mounted after the segments 2-4 is placed on the segment 6 and fixedly connected to it.

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.The filling material passes through the funnel 12 into the device, where a part of its kinetic energy is converted into rotation or friction, and comes with an adjustable by the choice of the appropriate strength of the flexible hose speed in the interior of the reactor, where it through the Flexibility of the hose can be distributed as needed. When the bed has reached a certain height, either the flexible end can be replaced by another, or the device can be reduced segment by segment to the appropriate length.

Claims (2)

Erfindungsanspruch:Invention claim: 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.1. Reactor filling of several segments, characterized in that in a tubular channel of diameter 100 to 200mm, but preferably 120 to 150mm, with an inclination of 45 to 65 ° to the channel axis inner plates (Fig. 3) at intervals of 250 to 600 mm along the channel, of which the segments (2-4 and 6-10) have elliptical-like cross sections with the clear width across the major axis greater than twice the diameter of the particles to be filled and a curvature greater than the largest particle diameter, a flexible tube ( 11) is attached to the lower outlet of the channel and the channel is attached to the brackets (1 and 5). 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.2. Reactor filling device according to item 1, characterized in that the inner plates along the segments of the filling roh res spiral ig or offset by 180 ° are arranged (Fig. 2) and have a lateral inclination of 5-15 ° to the horizontal. Hierzu 2 Seiten Zeichnungen ' ,For this 2 pages drawings', Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention 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.The invention relates to a device with which it is possible to fill reactors also in a multi-bed design through an upper manhole both with inert material of large particle size and with catalyst. Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions 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.Industrial reactors of the chemical industry are filled with catalyst, which has the properties of a bulk material. Large reactors are often designed in multiple stages with intermediate installations, so that large drop heights can lead to breakage of the catalyst bodies on the one hand, and targeted introduction of the catalyst into the lower beds in free fall not possible. 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.The individual catalyst beds are often carried by intermediate floor. In order to create a sufficiently large void volume for the passing streams of material, but to prevent trickling through of the catalyst, preference is given to using inert support layers, usually of ceramic bodies of large particle dimensions. These ceramic bodies are often porcelain balls or cylinders with a diameter of up to 30mm, which are already destroyed at medium free fall heights due to their brittleness on impact. It is known that such bodies in narrow channels tend to bridge up to a multiple of their diameter. 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.Measures are known to carry out the filling of large capacity reactors with catalyst and inert material with a flexible, hose, wherein the flow is achieved by changing the hose length. Another method is to introduce a container filled with catalyst or inert material in the reactor and then open. A third method involves the introduction of a square or rectangular channel with inner, adjustable, overlapping guide vanes, with which the catalyst can be gently led to a destination. When filling especially multi-bed reactors with flexible hose gentle treatment of the catalyst is not guaranteed, since it is dependent on subjective factors. When filling especially with inert material with a relative to the catalyst much greater density increases the strength stress of the tubing with the Befüllänge and achieves a no longer acceptable safety level. The filling with containers requires on the one hand because of the structurally limited manhole opening small container and accordingly a very large amount of time, on the other hand, in multi-bed reactions, the implementation of the container through the internal installations a constant threat to the entrusted with this task personnel. The filling with a channel rectangular or square cross-section, as described in DD-WP 203689, although solves the problems for the introduction of catalyst in a single bed, but is not suitable for the introduction of particles of large dimensions due to its design and shows more bridging because z. B. would have a part of the corresponding balls to be filled two points of contact with the respective passage cross-section, while in the ellipse-like cross section, the guarantee is given for only one point of contact. The device mentioned in WP 203689 shows no solution for a flexible particle distribution over the reactor cross section and no way for the filling of several underlying reactor beds with intermediate internals. Ziel der ErfindungObject of the invention 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.The object of the invention is to provide a Katalysatorbefüllvorrichtung, which provides a rapid catalyst filling of multi-stage reactors with low mechanical stress of the catalyst, a strong reduction in the risk of clogging of the device and a uniform distribution of the catalyst in the reactor. Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention 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.The present invention has for its object to provide a device that allows the filling of multi-stage reactors through an upper manhole with both catalyst and inert material large particle diameter and the kinetic energy of these substances einzülenden so that professional dumps are guaranteed. 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.According to the invention the object is achieved in that a filling device is introduced through an upper manhole, the core of which is a tubular channel with a nominal diameter between 100 and 200mm, but preferably between 120 and 150mm and its specially designed inner plates bridging, even when using Avoid spheres with a diameter of 30 mm, reduce the free fall distances for the materials to be introduced and allow uninterrupted, uniform flow of the catalyst with gentle treatment in multi-stage reactors even to the lowest bed.
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