DE10134026A1 - Gegenstrom-Reaktor mit einem Kontaktrohrbündel - Google Patents
Gegenstrom-Reaktor mit einem KontaktrohrbündelInfo
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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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10134026A DE10134026A1 (de) | 2000-07-12 | 2001-07-12 | Gegenstrom-Reaktor mit einem Kontaktrohrbündel |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10033744 | 2000-07-12 | ||
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