DD266279A1

DD266279A1 - Kontakttiegel mit gewoelbtem boden

Info

Publication number: DD266279A1
Application number: DD30962687A
Authority: DD
Inventors: Jochen Rost; Horst Kretzschmar; Paul John; Dieter Gaertner; Klaus Wuerker; Werner Lindner
Original assignee: Leipzig Chemieanlagen
Priority date: 1987-11-30
Filing date: 1987-11-30
Publication date: 1989-03-29

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kontakttiegel mit gewoelbtem Boden, der fuer bei hohen Temperaturen in einer Katalysatorschicht durchzufuehrende Reaktionen geeignet ist und durch seine konstruktive Ausbildung die gleichmaessige und schnelle Kuehlung der heissen Reaktionsgase bei unterschiedlichem Durchmesser von Kontakttiegel und nachgeschaltetem Kuehler gewaehrleistet. Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kontakttiegel zu entwickeln, der auch bei einem kleineren nachgeschalteten Kuehler eine gleichmaessige Gasbelastung pro Flaecheneinheit der Katalysatorschicht ermoeglicht. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass der gewoelbte Kontakttiegel pro Flaecheneinheit unterschiedliche Bohrungen fuer den Gasdurchtritt erhaelt. Anzahl und Groesse der Bohrungen pro Flaecheneinheit werden so gewaehlt, dass der unterschiedliche Druckverlust der Teilstroeme vom Kontakttiegelboden zum Kuehlereintritt weitgehend kompensiert wird. In der Mitte des Kontakttiegelbodens ist die Anzahl und/oder Groesse der Bohrungen am geringsten und nimmt zum Rand des Kontakttiegelbodens zu. Die Verteilung wird durch das Verhaeltnis von Kontakttiegeldurchmesser zu Kuehlerdurchmesser bestimmt. Aus fertigungstechnischen Gruenden ist es unter Umstaenden sinnvoll, die Aenderung der Anzahl und des Durchmessers der Bohrungen nicht kontinuierlich, sondern stufenweise vorzunehmen. Um die Mitte des Kontakttiegelbodens entstehen so ringfoermige Zonen, in denen das Bohrbild gleich ist. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Kontakttiegel mit gewölbtem Boden, der für bei hohen Temperaturen in einer Katalysatorschicht durchzuführende Reaktionen geeignet Ist und durch seine konstruktive Ausbildung die gleichmäßige und schnelle Kühlung der heißen Reaktionsgase bei unterschied'ichem Durchmesser von Kontakttiegel und nachgeschautem Kühler gewährleistet.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Für katalytische Reaktionen, die sehr schnell verlaufon, genügt eine dünne Katalysatorschicht. Es hat sich dabei für bestimmte Katalysatoren als günstig erwiesen, die Katalysatorschicht in einem Kontakttiegel bzw. Kontaktkorb unterzubringen.

Informationsquelle:

PS 1060364 DE. Kontaktkorb für bei hohen Temperaturen in einer Katalysatorschicht durchzuführende Reaktionen. — (62) 12 g,

Der Vorteil eines solchen demontierbaren Kontakttiegols ist die Möglichkeit, die Katalysatorschicht außerhalb des Reaktors zu präparieren. Dünne Katalysatorschichten müssen sehr gleichmäßig verteilt sein, damit ein gleichmäßiger Gasdurchsatz bei der Reaktion gewährleistet ist. Wenn die Schicht, wie beim Silberkristallkatalysator für die Formaldehydherstelluny, noch aus mehreren Lagen Kristallen mit unterschiedlicher Körnung besteht, bedarf dies besonderer Sorgfalt.

Bei der Umsetzung von Methanol zu Formaldehyd an oinom Silberkristallkatalysator beste! t die Notwendigkeit, das rteaktionsgas möglichst raech von +600⁰C bis +700⁰C auf Temperaturen unter +300⁰C abzukühlon, da oberhalb +300⁰C Formaldehyd nicht stabil ist und in Kohlenmonoxid und Wasserstoff zerfällt.

Der Weg des Reaktionsgases zu dem Kühler muß also möglichst kurz sein. Besonders kurze Wege ergeben sich, wenn der Kühler in Form und Größe dem Kontakttiegel angepaßt ist. So ist ein Reaktor mit einem Rohrbündelwärmeübertrager als Kühler bekannt, bei dem der obere Rohrboden die gleiche Krümmung wie der Kontakttiegel besitzt und Kontaktbett und Kühler den gleichen Durchmesser haben.

Es gibt aber auch Reaktoren, deren Kontaktbett einen wesentlich größeren Durchmesser als der nachfolgen Je Kühlei besitzt. In diesen Fällen ist der obere Rohrboden dos Rohrbündelwärmeübertragers meist als ebon ι Scheibe ausgebildet.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, einen Kontakttiegel mit gewölbtem Boden zu entwickeln, der für den Einsatz in Reaktoren geeignet ist, bei denen das Kontaktbett einen wesentlich größeren Durchmesser besitzt als der nachgeschaltote Kühler. Dabei soll durch die Minimierung der Verweilzeit des Reaktionsgases in der ungekühlten Zone die Ausbeute bei thermisch nichtstabilen Produkten, z. B. Formaldehyd erhöht werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgaoe der Erfindung ist es, einen Kontakttiegel zu entwickeln, dor auch bei einem kleineren nachgeschalteten Kühler eine gleichmäßige Gasbelastung pro Flächeneinheit der Katalysatorschicht ermöglicht.

Erfindungsqemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der gewölbte Kontakttiegel pro Flächeneinheit unterschiedliche Bohrungen für den Gasdurchtritt erhält. Anzahl und Größe der Bohrungen pro Flächeneinheit werden so gewählt, daß der unterschiedliche Druckverlust der Teilströme vom Kontakttiegelboden zum Kühlereintritt weitgehend kompensiert wird. In der Mitte des Kontakttieoelbodens ist die Anzahl und/oder Größe der Bohrungen am geringsten und nimmt zum Rand des Kontakttiegelbodens zu. Die Verteilung wird durch das Verhältnis von Kontakttiegeldurchmesser zu Kühlerdurchmessor bestimmt.

Aus fertigungstechnischen Gründen ist es unter Umständen sinnvoll, die Änderung der Anzahl und des Durchmessers der Bohrungen nicht kontinuierlich, sondern stufenweise vorzunehmen. Um die Mitte des Kontakttiegelbodens entstehen so ringförmige Zonen, in denen das Bohrbild gleich ist.

Ausführungsbeispiele

Die Erfindung soll nachstehend an Hand von zwei Ausführungsbeispielcn näher erläutert werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in:

Figur 1: einen schematischen Schnitt durch den Kontakttiegel im eingebauten Zustand und in Figur 2: eine Draufsicht auf den Kontakttlogolboden in einem segmentförmigen Ausschnitt (Bohrung nicht dtirgestellt).

Beispiel 1:

Der Kontakttiegel 1 hat in seinem gewölbten Boden 2 Bohrungen 3 (Figur 1) mit unterschiedlichem Durchmesser, aber konstanter Teilung. Der gewölbte Boden 2 ist in vi' r kreisringförmige Zonen unterteilt, Die zugehörigen Abmessungen sind in Tabelle 1 zusammengestellt.

Tabelle 1

Zone i	Zone	Durchmesser der Bohrung	Dreiecks teilung
	D\|{rrm)	d\|(mm)	(mm)
1 2 3 4	800 1200 1450 1700	7 8 9 10	14

Der Kontakttiegel 1 hat einen Durchmesser D₆ von 2100mm, der durch die Größe des Reaktoroberteils 6 bestimmt wird.

Der zugehörige Kühler 4 hat einen Durchmesser D₆ von 1200mm.

Der Steigungswinkel α des Kontakttlegels 1 im Bereich der äußersten Bohrungsreihe beträgt 27°.

Der beschriebene Kontakttiegel ermöglicht die Umsetzung eines Methanol-Wasserdampf-Luft-Gemisches an einem Silberkristalikatalysator zu Formaldehyd mit hoher Ausbeute, auch wenn, wie in diesem Beispiel, der Kühlerdurchmesser D₆ wesentlich kleiner als der Durchmesser D₄ des Kontaktbettes ist.

Beispiel 2:

Der Kontakttiegel 1 hat in seinom gewölbten Boden 2 Bohrungen 3 (Figur 1) mit gleichem Durchmesser, aber unterschiedlicher Teilung, Der gewölbte Boden 2 ist wie im Beispiel 1 in vier kreisringförmige Zonen unterteilt. Die zugehörigen Abmessungen sind in Tabelle 2 zusammengestellt.

Tabelle 2:

Zone i	Zone	Durchmesser der Bohrung	Dreiecks tellung
	Di (mm)	d\|(mm)	(mm)
1 2 3 4	800 1200 1450 1700	12	21 19 17 16

Die Abmessungen des Kontakttiegels und des zugehörigen Kühlers entsprechen denen des Beispiels 1.

Bei der Herstellung von Formaldehyd ist diese Ausführung des Kontakttiegels der in Beispiel 1 beschriebenen gleichwertig.

Claims

-ι- 2ββ279 Patentanspruch:

Kontekttiegel mit gewölbtem Boden für in einer Katalysatorschinht durchzuführende Reaktionen, geeignet für Reaktoren, bei denen der Durchmesser des Kontakttiegels wesentlich größer als der Durchmesser des nachgeschalteten Kühlers ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Bohrungen pro Flächeneinheit im Tiegelboden für den Gasdurchtritt und/oder der Durchmesser der Bohrungen von der Tiegelmitte zum Tiegelrand hin zu nehmen.