DE10134026A1 - Gegenstrom-Reaktor mit einem Kontaktrohrbündel - Google Patents

Gegenstrom-Reaktor mit einem Kontaktrohrbündel

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Abstract

Es wird ein Reaktor (1) mit einem Kontaktrohrbündel (2) vorgeschlagen, durch das von oben nach unten ein Reaktionsgemisch und durch dessen die Kontaktrohre umgebenden Raum ein Wärmetauschmittelkreislauf geleitet wird, mit Ringleitungen (3, 4) an beiden Reaktorenden mit Mantelöffnungen (5, 6) für die Zu- bzw. Abführung eines Wärmetauschmittels mittels einer oder mehrerer Pumpen gegebenenfalls unter Überleitung des Wärmetauschmittels oder eines Teilstroms des Wärmetauschmittels über einen oder mehrere außenliegende Wärmetauscher, wobei das Wärmetauschmittel der unteren Ringleitung (4) zugeführt und über die obere Ringleitung (3) zur (zu den) Pumpe(n) zurückgeführt wird, sowie mit Umlenkscheiben (7), die abwechselnd in der Reaktormitte und am Reaktorrand einen Durchschnittsquerschnitt freilassen, wobei ein Teil des Wärmetauschmittelstromes aus der unteren Reaktorhälfte mittels eines zentralen Leitrohrs (8), das sich trichterförmig erweitert, unmittelbar in den Zwischenraum im obersten Bereich der Kontaktrohre geleitet wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Reaktor mit einem Kontaktrohrbündel, durch dessen die Kontaktrohre umgebenden Raum ein Wärmetauschmittelkreislauf geleitet wird, sowie die Verwendung des Reaktors zur Durchführung von Oxidationsreaktionen.
Die übliche Bauart gattungsgemäßer Reaktoren besteht aus einem, in der Regel zylinderförmigen Behälter, in dem ein Bündel, d. h. eine Vielzahl von Kontaktrohren in üblicherweise vertikaler Anordnung in der Regel unter Freilassung eines zentralen Innenraums untergebracht ist. Diese Kontaktrohre, die gegebenenfalls geträgerte Katalysatoren enthalten können, sind mit ihren Enden in Rohrböden abdichtend befestigt und münden in jeweils eine am oberen bzw. am unteren Ende mit dem Behälter verbundene Haube. Über diese Hauben wird das die Kontaktrohre durchströmende Reaktionsgemisch zu- bzw. abgeführt. Durch den die Kontaktrohre umgebenden Raum wird ein Wärmetauschmittelkreislauf geleitet, um die Wärmebilanz, insbesondere bei Reaktionen mit starker Wärmetönung, auszugleichen.
Aus wirtschaftlichen Gründen werden Reaktoren mit einer möglichst großen Zahl von Kontaktrohren eingesetzt, wobei die Zahl der untergebrachten Kontaktrohre häufig im Bereich von 10 000 bis 50 000 liegt (vgl. DE-A 44 31 949).
Bezüglich des Wärmetauschmittelkreislaufs ist es bekannt, in jedem waagerechten Schnitt des Reaktors eine weitgehend homogene Temperaturverteilung des Wärmetauschmittels zu realisieren, um möglichst alle Kontaktrohre gleichmäßig am Reaktionsgeschehen zu beteiligen (z. B. DE-C 16 01 162). Der Glättung der Temperaturverteilung dient die Wärmezuführung bzw. Wärmeabführung über jeweils an den Reaktorenden angebrachten äußeren Ringleitungen mit einer Vielzahl von Mantelöffnungen, wie sie beispielsweise in DE-C 34 09 159 beschrieben sind.
Eine weitere Verbesserung des Wärmeüberganges wird durch den Einbau von Umlenkscheiben erreicht, die abwechselnd in der Reaktormitte und am Reaktorrand einen Durchtrittsquerschnitt freilassen. Eine derartige Anordnung ist insbesondere für ringförmig angeordnete Rohrbündel mit einem freien zentralen Raum geeignet und beispielsweise aus GB-B 310 175 bekannt.
In großen Reaktoren mit einer Zahl von Kontaktrohren im oben angegebenen Bereich von etwa 10 000 bis 50 000, die zusätzlich mit Umlenkscheiben ausgestattet sind, ist der Druckverlust des Wärmetauschmittels vergleichsweise sehr groß. So muß die zum Abtransport der bei Oxidationsreaktionen freiwerdenden Wärme häufig verwendete eutektische Salzschmelze von Kaliumnitrat und Natriumnitrit, die bei einer Anwendungstemperatur von ca. 250 bis 400°C eine wasserähnliche Viskosität aufweist, in einen Reaktor der oben erwähnten Größe mit einer Förderhöhe von ca. 4 bis 5 m gepumpt werden, um den Druckverlust zu überwinden.
Das Reaktionsgas wird in der Regel in der mit Inertmaterial gefüllten Rohranfangszone auf Reaktionstemperatur aufgeheizt. Die Reaktionstemperatur liegt häufig im Bereich von 270°C bis 450°C. Das Hochheizen, d. h. von einer Temperatur von etwa 100°C auf die Reaktionstemperatur, in der Regel im Bereich von 270°C bis 450°C, ist problematisch, da hierbei die Viskosität der als Wärmeträgermedium eingesetzten Salzschmelze, insbesondere unterhalb des oberen Rohrbodens, drastisch ansteigt, sich die Schmelze bei Temperaturen unterhalb ca. 150°C teilweise verfestigt und somit der von der Kreislaufpumpe zu überwindende Druckverlust infolge der Querschnittsverengung stark ansteigt.
Das Problem wird dadurch weiter verstärkt, daß aus konstruktiven, schweißtechnischen Gründen, der Wärmetauschmittelabfluß aus dem Zwischenraum zwischen den Kontaktrohren in einem bestimmten Mindestabstand unterhalb der Rohrbodenunterkante beginnen kann, wodurch die Wärmetauschmitteldurchströmung in der Anwärmzone weiter zurückgedrängt wird. In der Folge kann der Wärmetauschmitteldurchfluß in der Anwärmzone völlig zum Erliegen kommen.
Aufgabe der Erfindung war es demgemäß, die Abströmung des Wärmetauschmittels aus Gegenstromreaktoren zu verbessern.
Die Erfindung geht aus von einem Reaktor mit einem Kontaktrohrbündel, durch das von oben nach unten ein Reaktionsgemisch und durch dessen die Kontaktrohre umgebenden Raum ein Wärmetauschmittelkreislauf geleitet wird, mit Ringleitungen an beiden Reaktorenden mit Mantelöffnungen für die Zu- bzw. Abführung eines Wärmetauschmittels mittels einer oder mehrerer Pumpen gegebenenfalls unter Überleitung des Wärmetauschmittels oder eines Teilstroms des Wärmetauschmittels über einen oder mehrere außenliegende Wärmetauscher, wobei das Wärmetauschmittel der unteren Ringleitung zugeführt und über die obere Ringleitung zur (zu den) Pumpe(n) zurückgeführt wird, sowie mit Umlenkscheiben, die abwechselnd in der Reaktormitte und am Reaktorrand einen Durchschnittsquerschnitt freilassen.
Die Lösung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Wärmetauschmittelstromes aus der unteren Reaktorhälfte mittels eines zentralen Leitrohrs, das sich trichterförmig erweitert, unmittelbar in den Zwischenraum im obersten Bereich der Kontaktrohre geleitet wird.
In einer weiteren Ausführungsvariante ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß in der oberen Ringleitung Öffnungen für die Ableitung des Wärmetauschmittelstromes über den obersten Bereich der Kontaktrohre vorgesehen sind.
Eine weitere Lösungsvariante sieht vor, daß im Bereich oberhalb der obersten Umlenkscheibe eine oder mehrere ringförmige, perforierte Zwischenwände mit Öffnungen für das Wärmetauschmittel im obersten Bereich des Kontaktrohrbündels vorgesehen sind.
Eine andere Lösungsvariante sieht schließlich vor, daß das Kontaktrohrbündel dergestalt ausgebildet ist, daß es einen oder mehrere kontaktrohrfreie hohlzylindrische Zwischen­ räume freiläßt, wobei gegebenenfalls in einem oder mehreren der Zwischenräume und/oder im kontaktrohrfreien Innenraum des Reaktors statische Mischer angeordnet sind.
Es wurde gefunden, daß bei der Queranströmung der Kontaktrohre des Kontaktrohrbündels durch die Salzschmelze der longitudinale Stoff und Temperaturaustausch, d. h. in Richtung der Längsachse des Reaktors überraschenderweise wesentlich geringer ist als erwartet. In der Folge kann die Salzschmelze, die mit einer Temperatur von in der Regel 270°C bis 450°C zugeführt wird, im Bereich des Reaktionsgaseintritts stark abkühlen, häufig bis unterhalb des Schmelzpunkts im Bereich von etwa 140°C bis 150°C. Zudem haben die im Rohrboden eingeschweißten Kontaktrohre eine Rippenwirkung, d. h. eine große harte Oberfläche, an der sich die Salzschmelze stark abkühlt. Eine weitere Verschlechterung des longitudinalen Temperaturausgleichs findet im oberen äußeren Reaktorbereich statt insbesondere als Folge der Abnahme der Strömungsgeschwindigkeit des Wärmetauschmittels bei der radialen Abströmung von innen nach außen auf etwa die Hälfte. Dadurch wird die sich ablagernde Salzschicht im oberen äußeren Reaktorbereich noch dicker. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen konnten demgegenüber die mit der Viskositätserhöhung der Salzschmelze verbundenen Probleme im oberen Bereich von Gegenstrom-Kontaktrohrbündelreaktoren wirksam behoben werden.
Erfindungsgemäß wird ein Teil des Wärmetauschmittelstromes aus der unteren Reaktorhälfte über die Reaktormitte unmittelbar in den Rohrzwischenraum im obersten Bereich der Kontaktrohre mittels eines sich trichterförmig erweiternden zentralen Leitrohrs geführt. Durch diese Maßnahme gelangt warme, leichtfließende Salzschmelze unmittelbar in den oberen, kritischen Bereich, und gewährleistet hier ein zügiges Abströmen aus dem die Kontaktrohre umgebenden Raum in die obere Ringleitung. Das zentrale Leitrohr kann als Zylinder, bevorzugt mit einem Durchmesser im Bereich von 0,1 bis 0,2 des Kontaktrohrbündelaußendurchmessers ausgebildet sein, der bis maximal zur obersten zentralen Umlenkscheibe in die rohrfreie Reaktormitte eintaucht, und der sich an seinem oberen Ende trichterförmig erweitert und bevorzugt in einem kreisringförmigen, horizontalen Leitblech endet. So kann beispielhaft bei einem Reaktor mit einem Kontaktrohrbündelaußendurchmesser von 7 m und einem Durchmesser des rohrfreien Innenraums von 2 m ein zentrales Leitrohr mit einem Durchmesser von 1 m eingesetzt werden. Es ist jedoch gleichermaßen möglich, das zentrale Leitrohr mit polygonalem, insbesondere hexagonalem Querschnitt auszubilden.
Gemäß einer weiteren Lösungsvariante sind in der oberen Ringleitung, über die das Wärmetauschmittel aus dem Zwischenraum zwischen den Kontaktrohren abgeleitet wird, Öffnungen für die Ableitung des Wärmetauschmittelstromes über den obersten Bereich der Kontaktrohre vorgesehen.
Die Öffnungen sind erfindungsgemäß in der Ringleitung so weit oben wie fertigungstechnisch möglich anzuordnen, im übrigen unter Beibehaltung der üblichen Anordnung, Höhe und Breite, um eine gleichmäßige Abströmung des Wärmetauschmittels über den Querschnitt in den Ringkanal zu gewährleisten.
Eine weitere Lösungsvariante sieht vor, daß im Bereich oberhalb der obersten Umlenkscheibe im Reaktor eine oder mehrere ringförmige perforierte Zwischenwände, wobei das Öffnungsverhältnis bis zu 50% betragen kann, mit Öffnungen für das Wärmetauschmittel im obersten Bereich des Kontaktrohrbündels vorgesehen sind. Die ringförmigen Zwischenwände sind bevorzugt als Hohlzylinder ausgebildet, die konzentrisch im Reaktor angeordnet sind, auf der obersten Umlenkscheibe aufsitzen und deren Länge dergestalt gewählt ist, daß im obersten Reaktorbereich Öffnungen zum Abströmen des Wärmetauschmittels freibleiben. Es ist jedoch auch möglich, die ringförmigen Zwischenwände mit polygonalem Querschnitt auszubilden. Die Anzahl der perforierten ringförmigen Zwischenwände kann 1 bis 4 betragen, in der Höhe 1/3 bis 2/3, bevorzugt die Hälfte des Abstandes von der obersten Umlenkscheibe zum oberen Rohrboden. Es wurde gefunden, daß durch die erfindungsgemäße Anordnung ringförmiger perforierter Zwischenwände die bei der Abströmung des Wärmetauschmittels auftretenden Probleme wesentlich gemildert oder behoben werden können obwohl dadurch der für den Einbau von Kontaktrohren zur Verfügung stehende Raum verringert wird.
Schließlich sieht eine andere Lösungsvariante vor, daß das Kontaktrohrbündel dergestalt ausgebildet ist, daß es einen oder mehrere kontaktrohrfreie hohlzylindrische Zwischen­ räume freiläßt, wobei gegebenenfalls in einem oder mehreren der Zwischenräume und/oder im kontaktrohrfreien Innenraum des Reaktors statische Mischer angeordnet sind. Die statischen Mischer können insbesondere als einfache, bevorzugt perforierte Bleche ausgebildet sein, die vorteilhaft diagonal in den hohlzylindrischen Zwischenräumen angeordnet sein können.
Besonders bevorzugt können die oben erwähnten vier Lösungsmaßnahmen in jeder beliebigen Kombination miteinander eingesetzt werden.
Es ist schließlich möglich, die Abströmung des Wärmetauschmittels am Reaktionsgaseintritt dadurch zu verbessern, daß das Reaktionsgas in einem außenliegenden Wärmetauscher vorgewärmt wird. Diese Maßnahme kann zusätzlich zu jeder der vorhergehenden Ausführungsformen eingesetzt werden.
Hierzu können beispielsweise Rohrbündel- oder Plattenwärmetauscher eingesetzt werden. Das Reaktionsgas wird bevorzugt auf ca. 100 bis 250°C aufgeheizt. Als Wärmeträger kann z. B. Wasserdampf eingesetzt werden, bevorzugt ganz oder teilweise aus dem Salzbadkühler.
Der erfindungsgemäße Reaktor kann bevorzugt für die katalytische Gasphasenoxidation von C3-Alkanen, -Alkenen, -Alkanolen und/oder -Alkanalen oder Vorstufen davon zu Acrylsäure bzw. von C4-Alkanen, -Alkenen, -Alkanolen und/oder -Alkanalen oder Vorstufen davon zu Methacrylsäure eingesetzt werden. Die Oxidation verläuft zweistufig, zunächst mit Acrolein und anschließend zu (Meth)acrylsäure. Besonders bevorzugt kann das in der ersten Oxidationsstufe eingesetzte Kreisgas mit dem Reaktionsgemisch aus der ersten Oxidationsstufe, das hierbei abgekühlt wird, bevorzugt von ca. 320°C auf ca. 230°C in einem, wie oben beschriebenen außenliegenden Wärmetauscher vorgewärmt werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und einer Zeichnung näher erläutert. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugsziffern gleiche oder entsprechende Merkmale. Es zeigen im einzelnen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Reaktors mit zentralem Leitrohr,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Reaktors mit Öffnungen in der oberen Ringleitung für die Ableitung des Wärmetauschmittelstromes über den obersten Bereich der Kontaktrohre,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante mit ringförmigen Zwischenwänden im Bereich oberhalb der obersten Umlenkscheibe,
Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine weitere bevorzugte Ausführungsform mit kontaktrohrfreien Zwischenräumen, gegebenenfalls mit darin angeordneten statischen Mischern und
Fig. 4a einen Querschnitt durch die in Fig. 4 im Längsschnitt dargestellte Ausführungsform.
Fig. 1 zeigt einen zylinderförmigen Reaktor 1 mit einem vertikalen Kontaktrohrbündel 2, das in der Zylindermitte einen Innenraum freiläßt, mit unterer Ringleitung 4, der Wärmetauschmittel zugeführt wird, sowie mit oberer Ringleitung 3, über die Wärmetauschmittel abgeführt wird, wobei die Zu- bzw. Abführung des Wärmetauschmittels über Mantelöffnungen 5 bzw. 6 erfolgt, sowie mit Umlenkscheiben 7, die einen mäanderförmigen Wärmetauschmittelkreislauf bewirken. Insoweit ist der Reaktoraufbau aus dem Stand der Technik bekannt.
Erfindungsgemäß ist im oberen Reaktorbereich ein zentrales, mit dem Reaktor konzentrisches, zylindrisches Leitrohr 8 angeordnet, das sich in seinem obersten teil trichterförmig erweitert und in einem scheibenförmigen, horizontalen Leitblech endet. Das horizontale Leitblech erstreckt sich in radialer Richtung bis maximal zur Mitte des Kontaktrohrbündels und ist vom oberen Rohrboden um etwa ¼ bis zur Hälfte des Abstandes zwischen der obersten Umlenkscheibe 7 und dem Rohrboden beabstandet.
Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Reaktor 1 mit einem Kontaktrohrbündel 2, das in der Zylindermitte einen Innenraum freiläßt, mit unterer Ringleitung 4, der Wärmetauschmittel zugeführt wird, sowie mit oberer Ringleitung 3, über die Wärmetauschmittel abgeführt wird, wobei die Zu- bzw. Abführung des Wärmetauschmittels über Mantelöffnungen 5 bzw. 6 erfolgt, sowie mit Umlenkscheiben 7, die einen mäanderförmigen Wärmetauschmittelkreislauf bewirken. In der oberen Ringleitung 3 sind Öffnungen 9 für die Ableitung des Wärmetauschmittelstromes über den obersten Bereich der Kontaktrohre 2 vorgesehen. Fig. 2 zeigt lediglich beispielhaft, daß die Öffnungen 9 in der oberen Ringleitung 3 sich über die gesamte Höhe der oberen Ringleitung erstrecken können aber auch nur über den obersten Bereich der oberen Ringleitung. Die Gesamtzahl der Öffnungen in der oberen Ringleitung ist dabei grundsätzlich beliebig, sie wird nach oben lediglich durch die mechanische Stabilität der oberen Ringleitung begrenzt. Zwecks gleichmäßiger Abführung des Wärmetauschmittelstromes ist ihre Verteilung über die obere Ringleitung bevorzugt symmetrisch.
Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Reaktor 1 mit ringförmigen Zwischenwänden 10 mit Öffnungen für das Wärmetauschmittel im obersten Bereich des Kontaktrohrbündels 2. In der Figur sind beispielhaft zwei ringförmige Zwischenwände 10 aufgeführt.
Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Reaktor 1 mit einem Kontaktrohrbündel 2 unter Freilassung mindestens eines kontaktrohrfreien hohlzylindrischen Zwischenraumes 11. Zur weiteren Verbesserung des longitudinalen Wärmeaustausches ist es möglich, in einzelnen oder sämtlichen kontaktrohrfreien Zwischenräumen 11 und/oder im zentralen, kontaktrohrfreien Innenraum des Reaktors 1 statische Mischer 12 anzuordnen.

Claims (12)

1. Reaktor (1) mit einem Kontaktrohrbündel (2), durch das von oben nach unten ein Reaktionsgemisch und durch dessen die Kontaktrohre umgebenden Raum ein Wärmetauschmittelkreislauf geleitet wird, mit Ringleitungen (3, 4) an beiden Reaktorenden mit Mantelöffnungen (5, 6) für die Zu- bzw. Abführung eines Wärmetauschmittels mittels einer oder mehrerer Pumpen gegebenenfalls unter Überleitung des Wärmetauschmittels oder eines Teilstroms des Wärmetauschmittels über einen oder mehrere außenliegende Wärmetauscher, wobei das Wärmetauschmittel der unteren Ringleitung (4) zugeführt und über die obere Ringleitung (3) zur (zu den) Pumpe(n) zurückgeführt wird, sowie mit Umlenkscheiben (7), die abwechselnd in der Reaktormitte und am Reaktorrand einen Durchschnittsquerschnitt freilassen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Wärmetauschmittelstromes aus der unteren Reaktorhälfte mittels eines zentralen Leitrohrs (8), das sich trichterförmig erweitert, unmittelbar in den Zwischenraum im obersten Bereich der Kontaktrohre geleitet wird.
2. Reaktor (1) mit einem Kontaktrohrbündel (2), durch das von oben nach unten ein Reaktionsgemisch und durch dessen die Kontaktrohre umgebenden Raum ein Wärmetauschmittelkreislauf geleitet wird, mit Ringleitungen (3, 4) an beiden Reaktorenden mit Mantelöffnungen (5, 6) für die Zu- bzw. Abführung eines Wärmetauschmittels mittels einer oder mehrerer Pumpen gegebenenfalls unter Überleitung des Wärmetauschmittels oder eines Teilstroms des Wärmetauschmittels über einen oder mehrere außenliegende Wärmetauscher, wobei das Wärmetauschmittel der unteren Ringleitung (4) zugeführt und über die obere Ringleitung (3) zur (zu den) Pumpe(n) zurückgeführt wird, sowie mit Umlenkscheiben (7), die abwechselnd in der Reaktormitte und am Reaktorrand einen Durchschnittsquerschnitt freilassen, dadurch gekennzeichnet, daß in der oberen Ringleitung (3) Öffnungen (9) für die Ableitung des Wärmetauschmittelstromes über den obersten Bereich der Kontaktrohre (2) vorgesehen sind.
3. Reaktor (1) mit einem Kontaktrohrbündel (2), durch das von oben nach unten ein Reaktionsgemisch und durch dessen die Kontaktrohre umgebenden Raum ein Wärmetauschmittelkreislauf geleitet wird, mit Ringleitungen (3, 4) an beiden Reaktorenden mit Mantelöffnungen (5, 6) für die Zu- bzw. Abführung eines Wärmetauschmittels mittels einer oder mehrerer Pumpen gegebenenfalls unter Überleitung des Wärmetauschmittels oder eines Teilstroms des Wärmetauschmittels über einen oder mehrere außenliegende Wärmetauscher, wobei. das Wärmetauschmittel der unteren Ringleitung (4) zugeführt und über die obere Ringleitung (3) zur (zu den) Pumpe(n) zurückgeführt wird, sowie mit Umlenkscheiben (7), die abwechselnd in der Reaktormitte und am Reaktorrand einen Durchschnittsquerschnitt freilassen, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich oberhalb der obersten Umlenkscheibe (7) eine oder mehrere ringförmige Zwischenwände (10) mit Öffnungen für das Wärmetauschmittel im obersten Bereich des Kontaktrohrbündels (2) vorgesehen sind.
4. Reaktor (1) mit einem Kontaktrohrbündel (2), durch das von oben nach unten ein Reaktionsgemisch und durch dessen die Kontaktrohre umgebenden Raum ein Wärmetauschmittelkreislauf geleitet wird, mit Ringleitungen (3, 4) an beiden Reaktorenden mit Mantelöffnungen (5, 6) für die Zu- bzw. Abführung eines Wärmetauschmittels mittels einer oder mehrerer Pumpen gegebenenfalls unter Überleitung des Wärmetauschmittels oder eines Teilstroms des Wärmetauschmittels über einen oder mehrere außenliegende Wärmetauscher, wobei das Wärmetauschmittel der unteren Ringleitung (4) zugeführt und über die obere Ringleitung (3) zur (zu den) Pumpe(n) zurückgeführt wird, sowie mit Umlenkscheiben (7), die abwechselnd in der Reaktormitte und am Reaktorrand einen Durchtrittsquerschnitt freilassen, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktrohrbündel (2) dergestalt ausgebildet ist, daß es einen oder mehrere kontaktrohrfreie hohlzylindrische Zwischenräume (11) freiläßt, wobei gegebenenfalls in einem oder mehreren der Zwischenräume (11) und/oder im kontaktrohrfreien Innenraum des Reaktors (1) statische Mischer (12) angeordnet sind.
5. Reaktor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der oberen Ringleitung (3) Öffnungen (9) für die Ableitung des Wärmetauschmittelstromes über den obersten Bereich der Kontaktrohre (2) vorgesehen sind.
6. Reaktor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich oberhalb der obersten Umlenkscheibe (7) eine oder mehrere ringförmige Zwischenwände (10) mit Öffnungen für das Wärmetauschmittel im obersten Bereich des Kontaktrohrbündels (2) vorgesehen sind.
7. Reaktor (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich oberhalb der obersten Umlenkscheibe (7) eine oder mehrere ringförmige Zwischenwände (10) mit Öffnungen für das Wärmetauschmittel im obersten Bereich des Kontaktrohrbündels (2) vorgesehen sind.
8. Reaktor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der oberen Ringleitung (3) Öffnungen für die Ableitung des Wärmetauschmittelstromes über den obersten Bereich der Kontaktrohre vorgesehen sind und daß im Bereich oberhalb der obersten Umlenkscheibe (7) eine oder mehrere ringförmige Zwischenwände (10) mit Öffnungen für das Wärmetauschmittel im obersten Bereich des Kontaktrohrbündels (2) vorgesehen sind.
9. Reaktor (1) nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 5, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktrohrbündel (2) dergestalt ausgebildet ist, daß es einen oder mehrere kontaktrohrfreie hohlzylindrische Zwischenräume (11) freiläßt, wobei gegebenenfalls in einem oder mehreren der Zwischenräume (11) und/oder im kontaktrohrfreien Innenraum des Reaktors (1) statische Mischer (12) angeordnet sind.
10. Reaktor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsgemisch vor der Zuleitung in den Reaktor auf die Austrittstemperatur des Wärmetauschmittels aus der oberen Ringleitung (3) vorgewärmt wird.
11. Verwendung des Reaktors nach einem der Ansprüche 1-10, zur katalytischen Gasphasenoxidation von C3-Alkanen, -Alkenen, -Alkanolen und/oder Alkanalen oder Vorstufen davon zu Acrylsäure bzw. von C4-Alkanen, -Alkenen, -Alkanolen und/oder -Alkanalen oder Vorstufen davon zu Methacrylsäure.
12. Verwendung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Kreisgas für die erste Oxidationsstufe der katalytischen Gasphasenoxidation zu (Meth)acrylsäure mit dem Gasvermengerreaktionsprodukt aus der ersten Oxidationsstufe der katalytischen Gasphasenoxidation zu (Methacryl)säure vorgewärmt wird.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004009525A1 (de) 2002-07-18 2004-01-29 Basf Aktiengesellschaft Verfahren der heterogen katalysierten gasphasen-partialoxidation wenigstens einer organischen verbindung
WO2004052525A1 (de) * 2002-12-12 2004-06-24 Man Dwe Gmbh Ringkanal für die zu- bzw. abführung des wärmeträgers an einem mantelrohrreaktor
WO2004052777A1 (de) * 2002-12-12 2004-06-24 Basf Aktiengesellschaft Verfahren zur herstellung von chlor durch gasphasenoxidation von chlorwasserstoff
JP2006000707A (ja) * 2004-06-15 2006-01-05 Mitsubishi Chemical Engineering Corp 触媒反応器
CN110975768A (zh) * 2019-12-12 2020-04-10 石家庄昊普化工有限公司 一种均苯四甲酸二酐反应器

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004009525A1 (de) 2002-07-18 2004-01-29 Basf Aktiengesellschaft Verfahren der heterogen katalysierten gasphasen-partialoxidation wenigstens einer organischen verbindung
US7115776B2 (en) 2002-07-18 2006-10-03 Basf Aktiengesellschaft Heterogeneously catalyzed gas-phase partial oxidation of at least one organic compound
WO2004052525A1 (de) * 2002-12-12 2004-06-24 Man Dwe Gmbh Ringkanal für die zu- bzw. abführung des wärmeträgers an einem mantelrohrreaktor
WO2004052777A1 (de) * 2002-12-12 2004-06-24 Basf Aktiengesellschaft Verfahren zur herstellung von chlor durch gasphasenoxidation von chlorwasserstoff
CN1317182C (zh) * 2002-12-12 2007-05-23 巴斯福股份公司 通过气相氧化氯化氢制备氯
JP2006000707A (ja) * 2004-06-15 2006-01-05 Mitsubishi Chemical Engineering Corp 触媒反応器
JP4507711B2 (ja) * 2004-06-15 2010-07-21 三菱化学株式会社 触媒反応器
CN110975768A (zh) * 2019-12-12 2020-04-10 石家庄昊普化工有限公司 一种均苯四甲酸二酐反应器

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