DE102009031765B4 - Converter for carrying out exothermic catalytic reactions - Google Patents

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Abstract

Konverter zur Durchführung exothermer katalytischer Reaktionen mit einem Korpus (1, 2) mit mindestens einem Zulauf (3) für die Zuspeisung der Ausgangskomponenten und mindestens einem Ablauf (4) zur Ableitung der Reaktionsprodukte, wobei sich im unteren Teil (2) des Korpusses ein Reaktionsraum (25) befindet, der von einer inneren Tragstruktur (17) und einer äußeren Tragstruktur (24) begrenzt wird, wobei im Reaktionsraum (25) mehrere Wärmepaneele (8) angeordnet sind, wobei sich innerhalb der inneren Tragstruktur (17) ein innerer Hohlraum (22) befindet, wobei der Zulauf (3) so angeordnet ist, dass die Ausgangskomponenten durch die äußere Tragstruktur (24) in den Reaktionsraum (25) strömen, und der Ablauf (4) mit dem inneren Hohlraum (22) verbunden ist, der untere Teil (28) jedes Wärmepaneels (8) im unteren Teil (2) des Korpusses als Hohlkörper mit keilförmiger Grundfläche ausgebildet ist, wobei jeweils der spitze Teil zur zentralen Achse (21) des Korpusses gerichtet ist und wobei der obere Teil (29) jedes Wärmepaneels (8) aus...Converter for carrying out exothermic catalytic reactions with a body (1, 2) with at least one inlet (3) for feeding in the starting components and at least one outlet (4) for discharging the reaction products, with a reaction space in the lower part (2) of the body (25), which is delimited by an inner support structure (17) and an outer support structure (24), wherein a plurality of heat panels (8) are arranged in the reaction space (25), an inner cavity (17) being located within the inner support structure (17). 22), the inlet (3) being arranged in such a way that the starting components flow through the outer support structure (24) into the reaction space (25) and the outlet (4) is connected to the inner cavity (22), the lower one Part (28) of each heat panel (8) in the lower part (2) of the body is designed as a hollow body with a wedge-shaped base, the pointed part being directed to the central axis (21) of the body and where in the upper part (29) of each heating panel (8) made of ...

Description

Die Erfindung betrifft den Bereich der technologischen Ausrüstungen zur Durchführung katalytischer Prozesse und kann in der chemischen, in der erdölchemischen und in anderen Industriezweigen zur Durchführung exothermer katalytischer Reaktionen angewendet werden.The invention relates to the field of technological equipment for carrying out catalytic processes and can be used in the chemical, petroleum and other industries for carrying out exothermic catalytic reactions.

SU 852541 (1981) offenbart einen Reaktor, welcher zur Durchführung von Reaktionen der Polymerisation und der Mischpolymerisation von gasförmigen Monomeren vorgesehen ist. Der erwähnte Reaktor besteht aus einem Korpus mit Vorrichtungen zur Zuspeisung und Ableitung eines zirkulierenden gasförmigen Mediums, der Ausgangskomponenten und des fertigen Produkts, einer Welle mit Mischblättern, welche aus Wärmerohren, Wärmetauscher und Pumpe bestehen, wobei die Wärmerohre vertikal und konzentrisch zur Welle in unterschiedlichen Radien zur Drehachse angeordnet sind. Die Vorrichtungen zur Zuspeisung und Ableitung des gasförmigen Mediums sind diametral im oberen Teil des Reaktors angeordnet, wobei sich zwischen den genannten Vorrichtungen die oberen Enden der erwähnten Wärmerohre befinden. Nachteile dieses bekannten Reaktors sind eine konstruktionsbedingte geringe Effektivität und damit verbundene geringe Ausbeute an Zielprodukt. SU 852541 (1981) discloses a reactor intended to carry out reactions of polymerization and copolymerization of gaseous monomers. The mentioned reactor consists of a body with means for supplying and discharging a circulating gaseous medium, the starting components and the finished product, a shaft with mixing blades, which consist of heat pipes, heat exchanger and pump, wherein the heat pipes vertically and concentrically to the shaft in different radii are arranged to the rotation axis. The means for supplying and discharging the gaseous medium are arranged diametrically in the upper part of the reactor, with the upper ends of said heat pipes between said devices. Disadvantages of this known reactor are a design-related low efficiency and associated low yield of target product.

RU 2278726 C1 offenbart einen Reaktor zur Durchführung von katalytischen Gasphasenprozessen, welcher aus einem Korpus, einer Vorrichtung zur Zuspeisung der Ausgangskomponenten und einer Vorrichtung zur Ableitung des fertigen Produkts, sowie einer Vorrichtung zur Zuführung bzw. Ableitung von Wärme, die in Form einer Vielzahl von Wärmerohren ausgeführt ist, besteht. Dieser bekannte Reaktor enthält auch einen Katalysator, welcher auf die Wärmerohre und/oder den Korpus als Beschichtung aufgetragen ist. Dabei sind die Wärmerohre im Raum des Korpusses in einer schachbrettartigen Weise angeordnet und ihre gesamte Oberfläche, die sich in der katalytischen Zone befindet, ist so gewählt, dass sie die Zuführung bzw. Ableitung der zur Durchführung des katalytischen Prozesses notwendigen Menge an Wärmeenergie gewährleistet. Nachteile dieses bekannten Reaktors sind wiederum eine konstruktionsbedingte geringe Effektivität und geringe Ausbeute an Zielprodukt. RU 2278726 C1 discloses a reactor for carrying out catalytic gas phase processes, which comprises a body, a device for supplying the starting components and a device for discharging the finished product, and a device for supplying or removing heat, which is designed in the form of a plurality of heat pipes, consists. This known reactor also contains a catalyst, which is applied to the heat pipes and / or the body as a coating. The heat pipes are arranged in the space of the carcass in a checkered manner and their entire surface, which is located in the catalytic zone, is chosen so that it ensures the supply or discharge of the amount of heat energy necessary for carrying out the catalytic process. Disadvantages of this known reactor are again a design-related low efficiency and low yield of target product.

EP 2062640 A1 offenbart einen Reaktor mit plattenförmigen Wärmetauschelementen, die radial um den mittleren Auslass angeordnet sind. Die in DE 60205645 T2 offenbarten Wärmetauschereinheiten bestehen aus im Wesentlichen rechtwinkligen, flachen, schachtelförmigen Wärmetauschern mit einer inneren Kammer zum Durchleiten einer Wärmetauschflüssigkeit. Die Wärmetauschflüssigkeit wird in den inneren Kammern zum Teil kreisförmig geführt wird. In DE 60109326 T2 und US 2003/0175184 A1 werden Reaktoren mit Wärmetauschern gezeigt, in denen mehrere plattenförmige Wärmetauschelemente zusammengefasst werden. EP 2062640 A1 discloses a reactor having plate-shaped heat exchange elements disposed radially about the central outlet. In the DE 60205645 T2 disclosed heat exchanger units consist of substantially rectangular, flat, box-shaped heat exchangers with an inner chamber for passing a heat exchange fluid. The heat exchange fluid is guided in the inner chambers in part circular. In DE 60109326 T2 and US 2003/0175184 A1 Reactors are shown with heat exchangers, in which several plate-shaped heat exchange elements are summarized.

DE 19754185 C1 offenbart einen Reaktor mit Wärmetauscherplatten, die als von einem Kühlmedium durchströmte Thermoplatten ausgebildet sind. DE 19754185 C1 discloses a reactor having heat exchanger plates formed as a thermal medium through which a cooling medium flows.

US 2005/0158217 A1 hat ein Verfahren zur Beobachtung, Kontrolle und Regelung von Reaktionen von flüssigen Reaktionsgemischen in Reaktoren mit Thermoplatten, die von einem Wärmeträger umströmt werden. US 2005/0158217 A1 has a method for the observation, control and regulation of reactions of liquid reaction mixtures in reactors with thermal plates, which are flowed around by a heat transfer medium.

DE 2016614 A (angemeldet 08.04.1971) offenbart einen zylindrischen Reaktor für partielle katalytische Oxidationsreaktionen. Das umzusetzende Gasgemisch tritt axial in die zentrale Gaszuführung (1) ein und strömt radial durch eine Lochplatte oder Drahtnetz in die mit einem Katalysator gefüllten Kreisringsektoren (2). Die Sektoren (3) sind Plattenwärmetauscher, durch die in axialer Richtung Kühlflüssigkeit gepumpt wird. Durch die besondere räumliche Anordnung des Katalysators in Form von Kreisringsektoren sind die Wärmeaustauschflächen dem Reaktionsverlauf angepasst. Der Umsatz und damit die Reaktionswärme ist am Eingang in die Katalysatorsektoren am größten, nämlich dort, wo der Abstand der Kühlflächen am geringsten und damit die Kühlwirkung am größten ist. DE 2016614 A (filed April 8, 1971) discloses a cylindrical reactor for partial catalytic oxidation reactions. The gas mixture to be reacted enters axially into the central gas feed ( 1 ) and flows radially through a perforated plate or wire mesh in the filled with a catalyst circular sectors ( 2 ). The sectors ( 3 ) are plate heat exchangers through which cooling liquid is pumped in the axial direction. Due to the special spatial arrangement of the catalyst in the form of circular ring sectors, the heat exchange surfaces are adapted to the course of the reaction. The conversion and thus the heat of reaction is greatest at the entrance to the catalyst sectors, namely where the distance of the cooling surfaces is the lowest and thus the cooling effect is greatest.

EP 1 350560 A1 offenbart einen Rohreaktor mit axialer Flussrichtung. Der Reaktor enthält bevorzugt parallel zueinander angeordnete Wärmeaustauschelemente, die keilförmig sind. EP 1 350560 A1 discloses a tubular reactor with axial flow direction. The reactor preferably contains mutually parallel heat exchange elements that are wedge-shaped.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Konverter zur Durchführung exothermer katalytischer Reaktionen anzugeben, welcher sich durch eine erhöhte Effektivität und eine Erhöhung der Qualität des erzeugten Produkts auszeichnet.The object of the invention is to provide a converter for carrying out exothermic catalytic reactions, which is characterized by an increased efficiency and an increase in the quality of the product produced.

Der Konverter soll sich insbesondere zur Durchführung katalytischer exothermer Reaktionen in der Gasphase mit einem Temperaturregime, welches nahezu isotherm ist, im Reaktionsraum eignen.The converter should be particularly suitable for carrying out catalytic exothermic reactions in the gas phase with a temperature regime which is almost isothermal in the reaction space.

Diese Aufgabe wird durch einen Konverter gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den rückbezogenen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a converter according to claim 1. Advantageous embodiments are specified in the dependent claims.

Der erfindungsgemäße Konverter zur Durchführung exothermer katalytischer Reaktionen weist einen Korpus mit mindestens einem Zulauf für die Zuspeisung der Ausgangskomponenten und mindestens einem Ablauf zur Ableitung der Reaktionsprodukte auf. Der oder die Zuläufe sind bevorzugt in Form von Stutzen in der Seitenwand des Korpusses angebracht. Der Ablauf oder auch die Abläufe sind bevorzugt im unteren Teil des Korpusses angeordnet.The converter according to the invention for carrying out exothermic catalytic reactions has a body with at least one inlet for the feed of the starting components and at least one outlet for the discharge of the reaction products. The one or more feeds are preferred in the form of nozzles in the side wall of the carcass appropriate. The drain or the drains are preferably arranged in the lower part of the carcass.

Der Korpus bildet die Außenwand des Konverters und wird nachfolgend funktionell in einen unteren und einen oberen Teil aufgeteilt. Der Korpus kann einteilig gefertigt sein, wird jedoch der einfacheren Handhabung halber (Montage/Demontage) bevorzugt in zwei oder drei Teilen (einem oberen, bevorzugt in Halbschalenform und einem unteren, der unten in Form einer Halbschale endet) gefertigt, die bevorzugt durch Flansche miteinander verbindbar sind. Der Korpus hat mindestens einen Zulauf für die Zuführung der Ausgangskomponenten und mindestens einen Ablauf zur Abführung der Reaktionsprodukte.The body forms the outer wall of the converter and is subsequently split functionally into a lower and an upper part. The body can be made in one piece, however, for ease of handling (assembly / disassembly) preferably in two or three parts (an upper, preferably in half-shell shape and a lower, the bottom in the form of a half-shell) made, preferably by flanges together are connectable. The body has at least one inlet for the supply of the starting components and at least one outlet for the removal of the reaction products.

Im unteren Teil des Korpusses befindet sich der Reaktionsraum, in dem die exotherme katalytische Reaktion stattfindet. Der Reaktionsraum wird radial von einer inneren und einer äußeren Tragstruktur begrenzt. In der inneren Tragstruktur befindet sich ein Hohlraum – das innere Zentralrohr – welches zur Ableitung des gasförmigen Reaktionsproduktes nach außen, über einen Stutzen im unteren Teil des Korpusses, dient. Der Abschluss nach unten wird durch eine Bodenplatte oder den auf dieser angebrachten Katalysatortisch gebildet. Durch die Bodenplatte ragt das innere Zentralrohr. Nach oben wird der Reaktionsraum von einer Abdeckung, bevorzugt eine Dichtung, begrenzt.In the lower part of the carcass is the reaction space in which the exothermic catalytic reaction takes place. The reaction space is bounded radially by an inner and an outer support structure. In the inner support structure is a cavity - the inner central tube - which serves for the discharge of the gaseous reaction product to the outside, via a nozzle in the lower part of the carcass. The conclusion down is formed by a bottom plate or mounted on this catalyst table. Through the bottom plate protrudes the inner central tube. At the top, the reaction space is limited by a cover, preferably a seal.

Zwischen der äußeren Tragstruktur und der Innenwand des Korpusses verbleibt bevorzugt ein äußerer Hohlraum, welcher der Verteilung der Ausgangskomponenten dient. In der Wand des Korpusses ist der Zulauf so angeordnet, dass die Ausgangskomponenten durch die äußere Tragstruktur bevorzugt über diesen äußeren Hohlraum in den Reaktionsraum strömen. Der Reaktionsraum bildet die Reaktionszone, d. h. in diesem findet die chemische Reaktion statt. Die Reaktionsprodukte strömen dann in den inneren Hohlraum (das innere Zentralrohr), der mit dem Ablauf verbunden ist.Between the outer support structure and the inner wall of the carcass preferably remains an outer cavity, which serves for the distribution of the starting components. In the wall of the carcass, the inlet is arranged so that the starting components preferably flow through the outer support structure via this outer cavity into the reaction space. The reaction space forms the reaction zone, d. H. in this the chemical reaction takes place. The reaction products then flow into the internal cavity (inner central tube) connected to the drain.

Erfindungsgemäß sind im Inneren des Korpusses auf dem Katalysatortisch oder direkt auf der Bodenplatte mehrere Wärmepaneelen angeordnet. Als Wärmepaneele wird im Sinne dieser Anmeldung allgemein ein hohles, bevorzugt balken- oder rohrförmiges Element oder in einer anderen Form zur Ableitung der Reaktionswärme aus dem Reaktionsraum verstanden.According to the invention, a plurality of heat panels are arranged inside the carcass on the catalyst table or directly on the bottom plate. For the purposes of this application, heat panels are generally understood as meaning a hollow element, preferably a bar or tubular element, or in another form for dissipating the heat of reaction from the reaction space.

Die Wärmepaneelen sind auf der Bodenplatte angebracht und werden zusätzlich durch vertikale Zwischenwände, die auf der Bodenplatte angebracht sind, in ihrer Lage fixiert.The heat panels are mounted on the bottom plate and are additionally fixed in place by vertical partitions which are mounted on the bottom plate.

Jede Wärmepaneele weist einen unteren Teil, der sich im Reaktionsraum befindet, und einen oberen Teil auf, der aus dem Reaktionsraum in den oberen Teil des Korpusses herausragt und dort mit einer Wärmeaustauschvorrichtung in Wirkverbindung steht. Die unteren Teile der Wärmepaneelen dienen zur Aufnahme der Wärme aus dem Reaktionsraum, in welchem sich der Katalysator befindet und die exotherme Reaktion stattfindet. Die oberen Teile der Wärmepaneelen stehen in Wirkverbindung mit Wärmeaustauschvorrichtungen, durch welche die Wärme unter Benutzung eines Wärmeaustauschmittels nach außen abgeführt wird.Each heat panel has a lower part which is located in the reaction space and an upper part which protrudes from the reaction space into the upper part of the carcass and is in operative connection therewith with a heat exchange device. The lower parts of the heat panels are used to absorb the heat from the reaction space in which the catalyst is located and the exothermic reaction takes place. The upper parts of the heat panels are operatively connected to heat exchange devices through which the heat is dissipated to the outside using a heat exchange medium.

Der untere Teil der Wärmepaneele ist als Hohlkörper mit keilförmiger Grundfläche ausgebildet, wobei jeweils der spitze Teil zur zentralen Achse (zum inneren Zentralrohr) im unteren Teil des Korpusses gerichtet ist.The lower part of the heat panels is designed as a hollow body with a wedge-shaped base, wherein each of the pointed part is directed to the central axis (to the inner central tube) in the lower part of the body.

Gegenstand der Erfindung ist der Konverter, in dessen Reaktionsraum Katalysator eingefüllt werden kann.The invention relates to the converter, in the reaction space catalyst can be filled.

Zwischen die keilförmigen unteren Teile der Wärmepaneelen ist der Katalysator eingefüllt. Der Katalysator wird bevorzugt geschüttet. Die beschriebene keilförmige Paneelenkonstruktion gewährleistet ein optimales Verhältnis der Oberfläche der Wärmepaneelen zum Katalysatorvolumen, wodurch die notwendige Temperaturkonstanz in der Katalysatorschüttung gewährleistet wird.Between the wedge-shaped lower parts of the heat panels, the catalyst is filled. The catalyst is preferably poured. The described wedge-shaped panel construction ensures an optimal ratio of the surface of the heat panels to the catalyst volume, whereby the necessary temperature stability is ensured in the catalyst bed.

Der Reaktionsraum wird dabei nach außen, d. h. mantelseitig zum Korpus hin, durch die äußere Tragstruktur begrenzt, welche um die Wärmepaneelen befestigt ist, d. h. die äußere Tragstruktur umgibt sowohl den Katalysator als auch die Wärmepaneelen. Unter Tragstruktur wird allgemein eine Struktur verstanden, welche den bevorzugt geschütteten Katalysator in Form hält, d. h. die undurchlässig für den Katalysator ist, durch die jedoch ein Stoffaustausch möglich ist. Die äußere Tragstruktur ist eine gasdurchlässige, zumindest annähernd zylinderförmige Struktur, bevorzugt ein Netz oder Gitter oder auch ein perforiertes Gefäß oder eine Kombination davon.The reaction space is thereby outward, d. H. shell side towards the body, bounded by the outer support structure, which is fixed around the heat panels, d. H. the outer support structure surrounds both the catalyst and the heat panels. Supporting structure is generally understood to mean a structure which keeps the preferably poured catalyst in the form, i. H. which is impermeable to the catalyst, but through which a mass transfer is possible. The outer support structure is a gas-permeable, at least approximately cylindrical structure, preferably a net or grid or also a perforated vessel or a combination thereof.

Der Reaktionsraum (Katalysatorschüttung und Wärmepaneelen) ist bevorzugt radial um die innere Tragstruktur angeordnet, die den inneren Hohlraum (inneres Zentralrohr) begrenzt. Der Reaktionsraum ist bevorzugt zylinderförmig ausgebildet. Im Inneren dieses Zylinders befindet sich dann der innere Hohlraum (inneres Zentralrohr), mantelseitig begrenzt durch die innere Tragstruktur.The reaction space (catalyst bed and heat panels) is preferably arranged radially around the inner support structure, which limits the inner cavity (inner central tube). The reaction space is preferably cylindrical. Inside this cylinder is then the inner cavity (inner central tube), limited on the shell side by the inner support structure.

Die innere Tragstruktur ist bevorzugt ein perforiertes Gefäß oder auch ein Netz oder Gitter oder eine Kombination davon, besonders bevorzugt ein perforiertes Gefäß, welches zum Reaktionsraum durch ein Netz begrenzt wird.The inner support structure is preferably a perforated vessel or else a mesh or grid or a combination thereof, particularly preferably one perforated vessel which is confined to the reaction space by a net.

Das perforierte Gefäß ist nach oben fest geschlossen oder wird durch eine Dichtung und gegebenenfalls ein Netz abgedeckt.The perforated vessel is tightly closed at the top or is covered by a seal and possibly a net.

Sowohl die innere als auch die äußere Tragstruktur dienen als Stützelemente für den vorzugsweise geschütteten Katalysator und sind (im Kontaktbereich zum Katalysator) durchlässig für die Ausgangskomponenten (Edukte) und die Reaktionsprodukte, die bei den gewählten Reaktionsbedingungen im Konverter bevorzugt in der Gasphase vorliegen.Both the inner and the outer support structure serve as support elements for the preferably poured catalyst and are (in the contact region to the catalyst) permeable to the starting components (starting materials) and the reaction products which are preferably present in the gas phase under the selected reaction conditions in the converter.

Auf der Oberseite des Reaktionsraumes, d. h. über der Katalysatorschüttung, den unteren Teilen der Wärmepaneelen und dem inneren Zentralrohr befindet sich mindestens eine Abdeckung. Durch die Abdeckung ragen die oberen Teile der Wärmepaneelen. Die Abdeckung ist bevorzugt eine Dichtung. Die Abdeckung hat bevorzugt einen hohen hydraulischen Widerstand. Die Abdeckung gewährleistet, dass die Reaktionsgase radial durch die Katalysatorschüttung zum inneren Zentralrohr strömen. Die Dichtung enthält oder besteht vorzugsweise aus Matten aus thermisch stabilem Material. Durch die Dichtung wird die Gasströmung von der Außenwand des Konverters zum Zentralrohr radial durch die Katalysatorschüttung, die sich zwischen den Wärmepaneelen befindet, und durch das innere Zentralrohr zum Ausgang im unteren Teil des Korpusses geführt.On top of the reaction space, d. H. Above the catalyst bed, the lower parts of the heat panels and the inner central tube is at least one cover. Through the cover protrude the upper parts of the heat panels. The cover is preferably a seal. The cover preferably has a high hydraulic resistance. The cover ensures that the reaction gases flow radially through the catalyst bed to the inner central tube. The seal preferably contains or consists of mats of thermally stable material. Through the seal, the gas flow from the outer wall of the converter to the central tube is guided radially through the catalyst bed, which is located between the heat panels, and through the inner central tube to the outlet in the lower part of the carcass.

Um die Effektivität des Konverters zu erhöhen, ist der Katalysator bevorzugt nicht nur zwischen den Wärmepaneelen, sondern auch zwischen den Wärmepaneelen und der inneren und/oder der äußeren Tragstruktur eingebracht. Besonders bevorzugt sind die Wärmepaneelen dabei zu den Seiten hin komplett vom Katalysator umschlossen. Das Volumen des Katalysators, welcher sich zwischen der äußeren Tragstruktur und den Wärmepaneelen befindet, überschreitet bevorzugt nicht 15% des Gesamtvolumens des Katalysators.In order to increase the efficiency of the converter, the catalyst is preferably incorporated not only between the heat panels but also between the heat panels and the inner and / or outer support structure. Particularly preferably, the heat panels are completely enclosed by the catalyst to the sides. The volume of the catalyst, which is located between the outer support structure and the heat panels, preferably does not exceed 15% of the total volume of the catalyst.

Das Volumen des Katalysators, welcher sich zwischen der inneren Tragstruktur und den Wärmepaneelen befindet, überschreitet bevorzugt nicht 30% des Gesamtvolumens des Katalysators.The volume of the catalyst, which is located between the inner support structure and the heat panels, preferably does not exceed 30% of the total volume of the catalyst.

Der Großteil, bevorzugt 55% bis 85%, des Katalysatorvolumens befindet sich damit zwischen den Wärmepaneelen.The majority, preferably 55% to 85%, of the catalyst volume is thus located between the heat panels.

Der Abstand zwischen den einzelnen Wärmepaneelen (und damit die Dicke der Katalysatorschicht zwischen diesen) beträgt bevorzugt 8 mm bis 200 mm.The distance between the individual heat panels (and thus the thickness of the catalyst layer between them) is preferably 8 mm to 200 mm.

Erfindungsgemäß sind im oberen Teil des Korpusses die Wärmepaneelen mit mindestens einer Wärmeaustauschvorrichtung (Wärmetauscher) verbunden. Jede Wärmepaneele kann bevorzugt eine zylindrische Wärmeaustauschvorrichtung enthalten. Alternativ ist die Wärmeaustauschvorrichtung als eine Einheit für alle Wärmepaneelen ausgeführt. In dieser Alternative bildet der obere Teil des Korpusses bevorzugt einen Raum für den Wärmeaustausch, der durch einen Zwischenboden vom Reaktionsraum getrennt ist. Die Wärmeaustauschvorrichtung dient zur Abführung der überschüssigen Reaktionswärme aus der Reaktionszone durch Übergabe der Wärme an ein Wärmeaustauschmittel, welches durch die Wärmeaustauschvorrichtung oder die Wärmeaustauschvorrichtungen hindurchströmt. Das Wärmeaustauschmittel tritt durch einen Zulaufstutzen in den oberen Teil des Korpusses des Konverters ein, strömt durch die Wärmeaustauschvorrichtungen oder die Wärmeaustauschvorrichtung im oberen Teil der Wärmepaneelen hindurch und nimmt dabei die überschüssige Reaktionswärme auf, wobei es verdampft, und verlässt den oberen Teil des Korpusses des Konverters durch einen Austrittsstutzen. Bevorzugt enthält der Konverter mindestens eine Abführung für das gasförmige Wärmeaustauschmittel.According to the invention, the heat panels are connected to at least one heat exchange device (heat exchanger) in the upper part of the carcass. Each heat panel may preferably include a cylindrical heat exchange device. Alternatively, the heat exchange device is implemented as a unit for all the heat panels. In this alternative, the upper part of the body preferably forms a space for heat exchange, which is separated from the reaction space by an intermediate bottom. The heat exchange device serves to remove the excess heat of reaction from the reaction zone by transferring the heat to a heat exchange medium which passes through the heat exchange device or devices. The heat exchange medium enters the upper part of the body of the converter through an inlet port, passes through the heat exchangers or the heat exchange device in the upper part of the heat panels, absorbing the excess heat of reaction and evaporating, leaving the upper part of the body of the converter through an outlet nozzle. Preferably, the converter contains at least one outlet for the gaseous heat exchange medium.

Sofern mehrere Wärmeaustauschvorrichtungen zum Einsatz kommen, enthält der Konverter bevorzugt Kollektoren, mit denen die Wärmeaustauschvorrichtungen miteinander verbunden sind. In einem Kollektor wird das gasförmige Wärmeaustauschmittel aus den einzelnen Wärmepaneelen gesammelt, um es aus dem Konverter gemeinsam abzuleiten. Weitere Kollektoren dienen vorzugsweise dem Zulauf des Wärmeaustauschmittels zu den Wärmeaustauschvorrichtungen und zur Ableitung des für das Spülen verwendeten Wärmeaustauschmittels.If several heat exchange devices are used, the converter preferably contains collectors with which the heat exchange devices are connected to each other. In a collector, the gaseous heat exchange medium is collected from the individual heat panels to co-discharge it from the converter. Other collectors are preferably used to feed the heat exchange medium to the heat exchange devices and to dissipate the heat exchange medium used for rinsing.

Die mit dem Wärmeaustauschmittel abgeführte Energie kann für unterschiedliche Prozesse (beispielsweise zur Vorwärmung der Ausgangskomponenten oder für die Sumpfheizung der Rektifikationskolonne zur Produkttrennung) verwendet werden. Der obere Teil der Wärmepaneelen (Wärmeaustauschvorrichtung) ist röhrenförmig und weist bevorzugt ein Innenrohr und einen Mantel auf. Im Mantel strömt das Wärmeaustauschmittel. Der Boden des Mantels wird kontinuierlich mit niedriger Fließgeschwindigkeit von dem flüssigen Wärmeaustauschmittel durchströmt, oder kann auch während des Reaktionsprozesses in den Mantelrohren stehen, bei einer im Anschluss an den Reaktionsprozess stattfindenden Entleerung zur Absalzung und Abschlämmung der Mantelrohre. Dadurch wird eine Vermeidung der Anreicherung von schädlichen Beimengungen (Salze und andere) in den Wärmeaustauschmitteln gewährleistet.The energy dissipated with the heat exchange medium can be used for different processes (for example for preheating the starting components or for the bottom heating of the rectification column for product separation). The upper part of the heat panels (heat exchange device) is tubular and preferably has an inner tube and a jacket. The heat exchange medium flows in the jacket. The bottom of the shell is continuously flowed through at low flow rate of the liquid heat exchange medium, or may also be during the reaction process in the jacket tubes, with a taking place after the reaction process draining to blow down and drain the jacket pipes. This ensures avoidance of accumulation of harmful admixtures (salts and others) in the heat exchange means.

Die unteren Teile der Wärmepaneelen sind im Reaktionsraum als Hohlkörper, mit keilförmiger Grundfläche, ausgeführt. Die Außenwände der unteren Teile der Wärmepaneelen stehen mit der Katalysatorschüttung in Kontakt, welche Wärme abgibt. Im Inneren der Wärmepaneelen befindet sich ein Wärmeträger, welcher die Reaktionswärme aus der Katalysatorschüttung aufnimmt. Der Wärmeträger verdampft und steigt bevorzugt durch Rohre, die im Inneren der unteren Teile der Wärmepaneelen angebracht sind, in den oberen Teil der Wärmepaneelen und gibt dort seine Wärmeenergie an ein Wärmeaustauschmittel, welches sich im Mantel um das Rohr des oberen Teils der Wärmepaneelen befindet, ab. Der Wärmeträger selbst wird dadurch wieder flüssig und fließt innerhalb der Wärmepaneele zurück. D. h. der Wärmeträger wird in den Wärmepaneelen in einem geschlossenen Kreislauf geführt. Die Wärmepaneele sind in ihrem Inneren so aufgebaut, dass der zurückfließende Wärmeträger an der Innenwand der Wärmepaneelen entlang fließt. Dazu enthalten die Wärmepaneelen im unteren Bereich Einbauten, über welche der zurückfließende Wärmeträger verteilt wird. Jede Wärmepaneele enthält bevorzugt mindestens ein Rohr, welches den gasförmigen, aufsteigenden Wärmeträger aufnimmt. The lower parts of the heat panels are executed in the reaction chamber as a hollow body, with a wedge-shaped base. The outer walls of the lower parts of the heat panels are in contact with the catalyst bed, which gives off heat. Inside the heat panels is a heat carrier, which absorbs the heat of reaction from the catalyst bed. The heat carrier vaporizes and preferably rises through pipes mounted inside the lower parts of the heat panels into the upper part of the heat panels, where it gives up its heat energy to a heat exchange medium located in the shell around the pipe of the upper part of the heat panels , As a result, the heat transfer medium itself becomes liquid again and flows back within the heat panel. Ie. The heat transfer medium is conducted in the heat panels in a closed circuit. The heat panels are constructed in their interior so that the returning heat transfer medium flows along the inner wall of the heat panels. For this purpose, the heat panels in the lower area contain fixtures, over which the returning heat transfer medium is distributed. Each heat panel preferably contains at least one tube which receives the gaseous, ascending heat transfer medium.

Der Wärmeträger wird in Abhängigkeit der im Konverter zu erreichenden Prozesstemperatur, d. h. der Temperatur in der Reaktionszone, gewählt. Als Wärmeträger können nicht nur klassische Wärmeträger wie flüssige Metalle (z. B. Natrium und Cäsium) oder Salzschmelzen, sondern vorteilhaft auch einfachere und preiswertere wie elementarer Schwefel, Wärmeträger auf Mineralölbasis, wie z. B. langkettige Alkane, wie z. B. C12 (n-Dodekan) verwendet werden.The heat transfer medium is dependent on the process temperature to be reached in the converter, i. H. the temperature in the reaction zone, selected. As a heat transfer medium not only classic heat transfer mediums such as liquid metals (eg., Sodium and cesium) or molten salts, but also simpler and cheaper as elemental sulfur, heat transfer medium based on mineral oil, such. B. long-chain alkanes, such as. As C12 (n-dodecane) can be used.

Als Wärmeaustauschmittel können vorteilhaft Wasser, Thermalöl, Ammoniak oder auch andere Wärmeaustauschmittel verwendet werden.Water, thermal oil, ammonia or other heat exchange means can advantageously be used as the heat exchange medium.

Bevorzugt sind die Wärmepaneelen so ausgestaltet, dass sie die komplette Wärmeenergie, die aus der Reaktionszone übertragen wird, aufnehmen und über den Wärmeträger und das Wärmeaustauschmittel abführen können, d. h. die Wärmeaustauschfläche in der Reaktionszone (die Kontaktfläche der Wärmepaneelen zum Katalysator) wird entsprechend der aufzunehmenden Wärmeenergie dimensioniert. Durch den Füllstand des Wärmeaustauschmittels in den Wärmeaustauschvorrichtungen kann vorteilhaft die abzuführende Wärmemenge aus dem Konverter und damit letztendlich die Temperatur in der Reaktionszone eingestellt werden.Preferably, the heat panels are configured to receive and dissipate all of the heat energy transferred from the reaction zone via the heat transfer medium and the heat exchange medium, i. H. the heat exchange surface in the reaction zone (the contact surface of the heat panels to the catalyst) is dimensioned according to the heat energy to be absorbed. By the level of the heat exchange medium in the heat exchange devices, the amount of heat to be dissipated from the converter and thus ultimately the temperature in the reaction zone can be advantageously set.

Bevorzugt wird die Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur in der Reaktionszone (Katalysatorschicht) und der Temperatur des Wärmeträgers im Inneren der Wärmepaneelen im Bereich der Reaktionszone bis unter 60°C, vorzugsweise unter 30°C, eingestellt.The temperature difference between the temperature in the reaction zone (catalyst layer) and the temperature of the heat carrier in the interior of the heat panels in the region of the reaction zone is preferably set below 60 ° C., preferably below 30 ° C.

Das Verhältnis der Wärmeaustauschfläche in der Reaktionszone (d. h. die Kontaktfläche des keilförmigen unteren Teils der Wärmepaneelen mit dem Katalysator) zum Katalysatorvolumen ist demnach abhängig von der abzuführenden Wärmeenergie, d. h. der im Konverter durchzuführenden Reaktion. Das Verhältnis der Wärmeaustauschfläche in der Reaktionszone zum Katalysatorvolumen beträgt bevorzugt mindestens 10 m2/m3, besonders bevorzugt 60 m2/m3, und befindet sich vorzugsweise im Bereich von 10 m2/m3 bis 250 m2/m3, besonders bevorzugt 60 m2/m3 bis 150 m2/m3. Eine überdimensionierte Wärmeaustauschfläche hat keine negativen Auswirkungen auf den Prozess.The ratio of the heat exchange surface in the reaction zone (ie the contact surface of the wedge-shaped lower part of the heat panels with the catalyst) to the catalyst volume is therefore dependent on the dissipated heat energy, ie the reaction to be carried out in the converter. The ratio of the heat exchange surface in the reaction zone to the catalyst volume is preferably at least 10 m 2 / m 3 , more preferably 60 m 2 / m 3 , and is preferably in the range of 10 m 2 / m 3 to 250 m 2 / m 3 , especially preferably 60 m 2 / m 3 to 150 m 2 / m 3 . An oversized heat exchange surface has no negative impact on the process.

Die Außenflächen der Wärmepaneelen in der Reaktionszone sind bevorzugt mit einer Schicht aus Aluminiumdioxid und/oder Email beschichtet. Die Dicke dieser Schicht(en) betragen insgesamt bevorzugt 0,1 bis 2 mm, besonders bevorzugt 0,2 bis 1 mm, insbesondere 0,3 bis 0,7 mm.The outer surfaces of the heat panels in the reaction zone are preferably coated with a layer of aluminum dioxide and / or enamel. The thickness of this layer (s) total preferably 0.1 to 2 mm, more preferably 0.2 to 1 mm, in particular 0.3 to 0.7 mm.

Die Wärmeaustauschfläche der Wärmeaustauschvorrichtungen beträgt bevorzugt um 3- bis 10-mal weniger als die Oberfläche der unteren Paneelenteile (Wärmeaustauschfläche in der Reaktionszone). Diese Fläche entspricht der möglichen Kontaktfläche der Wärmepaneelen zum Wärmeaustauschmittel. Durch den Füllstand des Wärmeaustauschmittels kann diese vorteilhaft variiert werden und damit die Temperatur im Konverter eingestellt werden.The heat exchange area of the heat exchange devices is preferably 3 to 10 times less than the surface area of the lower panel parts (heat exchange area in the reaction zone). This area corresponds to the possible contact area of the heat panels to the heat exchange medium. By the level of the heat exchange means, this can be advantageously varied and thus the temperature can be set in the converter.

Bevorzugt enthält der Konverter zusätzlich mindestens eine Temperaturmesseinrichtung, bevorzugt Thermoelemente. Diese werden bevorzugt durch Stutzen im oberen Bereich des Korpusses des Konverters eingeführt. Die Temperaturmesseinrichtungen stehen bevorzugt mit der Katalysatorschüttung in Kontakt und erlauben die Temperaturmessung in der Reaktionszone. Bevorzugt enthält der Konverter mindestens eine Temperaturmesseinrichtung, besonders bevorzugt 3 Temperaturmesseinrichtungen, die gleichmäßig über den Querschnitt verteilt sind und die jeweils in 3 verschiedenen Höhen die Temperatur in der Reaktionszone messen. Die Temperaturmesseinrichtungen erlauben so eine Überwachung der Funktion der Wärmepaneelen und eine Kontrolle der Temperatur in der Reaktionszone. Die Temperaturmesseinrichtungen ermöglichen eine vollautomatische Prozesssteuerung durch eine automatisierte Steuerung des Füllstandes des Wärmeaustauschmittels in den Wärmeaustauschvorrichtungen.Preferably, the converter additionally contains at least one temperature measuring device, preferably thermocouples. These are preferably introduced through nozzles in the upper region of the body of the converter. The temperature measuring devices are preferably in contact with the catalyst bed and allow the temperature measurement in the reaction zone. Preferably, the converter contains at least one temperature measuring device, more preferably 3 temperature measuring devices, which are distributed uniformly over the cross section and each measuring the temperature in the reaction zone in 3 different heights. The temperature measuring devices thus allow monitoring of the function of the heat panels and control of the temperature in the reaction zone. The temperature measuring devices enable fully automatic process control by automated control of the level of the heat exchange medium in the heat exchange devices.

Der erfindungsgemäße Konverter ist damit ein Reaktor, der sich durch seinen speziellen Aufbau besonders für eine isotherme Reaktionsführung eignet, d. h. eine Reaktion bei einer nahezu konstanten Temperatur im gesamten Volumen des Reaktionsraumes. Durch den direkten Kontakt der Wärmepaneelen mit der Katalysatorschicht kann vorteilhaft die durch die exotherme Reaktion entstehende Wärme direkt am Entstehungsort abgeführt werden.The converter according to the invention is thus a reactor which, due to its special structure, is particularly suitable for an isothermal reaction regime is suitable, ie a reaction at a nearly constant temperature in the entire volume of the reaction space. Due to the direct contact of the heat panels with the catalyst layer, the heat produced by the exothermic reaction can advantageously be dissipated directly at the point of origin.

Der Aufbau des erfindungsgemäßen Konverters, insbesondere die Anordnung der Wärmepaneelen und des Katalysators, ermöglicht es, ein optimales Verhältnis der Oberfläche der Wärmepaneelen zum Volumen des Katalysators einzustellen, wodurch eine Temperaturführung nahe den isothermen Bedingungen im gesamten Volumen des Reaktionsraumes gewährleistet wird.The structure of the converter according to the invention, in particular the arrangement of the heat panels and the catalyst, makes it possible to set an optimum ratio of the surface of the heat panels to the volume of the catalyst, whereby a temperature control near the isothermal conditions in the entire volume of the reaction space is ensured.

Vorteilhaft können in dem erfindungsgemäßen Konverter, je nachdem für welche Reaktion er eingesetzt wird, unterschiedliche Katalysatoren (z. B. ein kupferhaltiger Katalysator für die Synthese von Methanol aus Synthesegas oder ein zeolithhaltiger Katalysator für die Umsetzung von Methanol zu Benzin) verwendet werden. Durch den flexiblen Aufbau des Korpusses, der aus einem oberen und einem unteren Teil zusammengesetzt ist, wird es möglich, den Katalysator einfach auszuwechseln, (bei Notwendigkeit der Erneuerung des Katalysators nach Deaktivierung des Katalysators bzw. bei Einsatz des Konverters für eine andere Reaktion).Advantageously, in the converter according to the invention, depending on the reaction for which it is used, different catalysts (for example a copper-containing catalyst for the synthesis of methanol from synthesis gas or a zeolite-containing catalyst for the conversion of methanol to gasoline) can be used. Due to the flexible structure of the carcass, which is composed of an upper and a lower part, it becomes possible to easily replace the catalyst (if necessary, the renewal of the catalyst after deactivation of the catalyst or when using the converter for another reaction).

Durch seine hohe Effektivität, insbesondere die höhere Produktausbeute bei höheren Durchsätzen in Bezug auf das Katalysatorvolumen, wird es möglich, bei bestimmten Prozessen, bei denen klassisch mehrere Reaktoren in Reihe eingesetzt werden (z. B. beim Prozess der Methanolsynthese), drei klassische aus dem Stand der Technik bekannte Reaktoren durch einen erfindungsgemäßen Konverter zu ersetzen.Due to its high efficiency, in particular the higher product yield at higher throughputs in relation to the catalyst volume, it becomes possible for certain processes, in which a plurality of conventional reactors are used in series (eg in the process of methanol synthesis), three classic from the State of the art known reactors to replace by a converter according to the invention.

Darüber hinaus wird es möglich, den Konverter sehr kompakt zu bauen. So sind beispielsweise Abmessungen des Korpusses von 1 bis 3 m Durchmesser und Höhen von 2 bis 20 m möglich. Die Größe des Konverters wird jedoch durch den darin durchzuführenden Prozess und den gewünschten Durchsatz bestimmt.In addition, it becomes possible to make the converter very compact. For example, dimensions of the body of 1 to 3 m in diameter and heights of 2 to 20 m are possible. However, the size of the converter is determined by the process and throughput to be performed therein.

Durch die nahezu isotherme Reaktionsführung wird es möglich, die Ausbeute an Zielprodukt im Vergleich zur adiabaten Reaktionsführung zu erhöhen und gleichzeitig die Produktselektivität zu erhöhen. Somit werden weniger Nebenprodukte erhalten, was die Effektivität des Gesamtprozesses wesentlich verbessert.The almost isothermal reaction regime makes it possible to increase the yield of target product compared to the adiabatic reaction regime and at the same time to increase the product selectivity. Thus, fewer by-products are obtained, which significantly improves the effectiveness of the overall process.

Ein weiterer Gegenstand ist daher auch die Verwendung des erfindungsgemäßen Konverters zur Durchführung chemischer, katalytischer Reaktionen in der Gasphase, bevorzugt mit nahezu isothermer Reaktionsführung. Anwendung findet er insbesondere in der chemischen und der erdölchemischen Industrie.Another object is therefore also the use of the converter according to the invention for carrying out chemical, catalytic reactions in the gas phase, preferably with almost isothermal reaction control. It finds application especially in the chemical and petroleum chemical industries.

Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung der Wärmepaneele als wichtiges Bauteil des erfindungsgemäßen Konverters. Die Wärmepaneele ist innen hohl und weist folgende Bestandteile auf:The invention also relates to the use of the heat panels as an important component of the converter according to the invention. The heat panel is hollow inside and has the following components:

  • a.) einen unteren Teil, der als Hohlkörper mit keilförmiger Grundfläche ausgebildet ist, dessen seitlichen Oberflächen als Wärmeaustauschflächen ausgebildet sind,a.) A lower part, which is designed as a hollow body with wedge-shaped base surface, whose lateral surfaces are formed as heat exchange surfaces,
  • b.) einen oberen Teil, der als Rohr ausgebildet ist und mit einer Wärmeaustauschvorrichtung in Wirkverbindung steht oder in Wirkverbindung gebracht werden kann, wobei das Rohr des oberen Teils mit der oberen Grundfläche des unteren Teils verbunden ist, so dass im unteren Teil verdampfter Wärmeträger in das Rohr aufsteigen kann und der kondensierte Wärmeträger aus dem Rohr in den unteren Teil zurückfließen kann.b.) an upper part, which is formed as a tube and is in operative connection with a heat exchange device or can be brought into operative connection, wherein the tube of the upper part is connected to the upper base of the lower part, so that in the lower part of vaporized heat transfer in the tube can rise and the condensed heat carrier from the tube can flow back into the lower part.

Der untere Teil der Wärmepaneele enthält horizontale Einbauten, über welche der zurückfließende Wärmeträger verteilt wird und ist in seinem Inneren so aufgebaut, dass der zurückfließende kondensierte Wärmeträger an der Innenwand der Paneele nach unten fließt. Der untere Teil der Wärmepaneele enthält bevorzugt weiter Röhren zur Ableitung des verdampften Wärmeträgers in den oberen Teil.The lower part of the heat panels contains horizontal internals, through which the refluxing heat transfer medium is distributed and is constructed in its interior so that the refluxing condensed heat transfer flows to the inner wall of the panels down. The lower part of the heat panels preferably contains further tubes for the discharge of the vaporized heat carrier in the upper part.

Bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Konverters:Preferred embodiment of the converter according to the invention:

In einer bevorzugten Ausführungsform weist der erfindungsgemäße Konverter einen Korpus mit einem Stutzen zur Zuführung der Ausgangskomponenten und einem Stutzen zur Ableitung der Reaktionsprodukte auf. Im unteren Teil des Korpusses befindet sich eine Bodenplatte, auf welcher eine Vielzahl von Wärmepaneelen angeordnet ist, im oberen Teil stehen die erwähnten Wärmepaneelen mit Wärmeaustauschvorrichtungen in Wirkverbindung, die so ausgeführt sind, dass die Möglichkeit des Durchströmens eines Wärmeaustauschmittels durch sie hindurch besteht, zwischen den Wärmepaneelen ist der Katalysator eingefüllt, welcher von außen durch ein Netz als äußere Tragstruktur begrenzt wird, das um die Wärmepaneelen und die dazwischen befindliche Katalysatorschüttung befestigt ist, auf der Innenseite wird der Raum, der von Katalysator und Wärmepaneelen eingenommen wird, durch ein perforiertes Gefäß als innere Tragstruktur begrenzt. Bevorzugt ist auf der äußeren Oberfläche des perforierten Gefäßes ein Netz angebracht, welches erlaubt, die Katalysatorteilchen am Ort derer Nutzung zu fixieren. Den Innenraum dieses perforierten Gefäßes bildet ein Hohlzylinder – das innere Zentralrohr – durch welches die gebildeten gasförmigen Reaktionsprodukte nach außen strömen.In a preferred embodiment, the converter according to the invention has a body with a nozzle for supplying the starting components and a nozzle for discharging the reaction products. In the lower part of the body, there is a bottom plate on which a plurality of heat panels are arranged, in the upper part the mentioned heat panels are in operative connection with heat exchanging devices designed to allow the passage of a heat exchange medium through them Heat panels filled with the catalyst, which is bounded from the outside by a network as the outer support structure, which is attached to the heat panels and the catalyst bed therebetween, on the inside, the space occupied by the catalyst and heat panels, through a perforated vessel as limited inner support structure. Preferably, a net is mounted on the outer surface of the perforated vessel, which allows to fix the catalyst particles at the place of their use. The interior of this perforated vessel forms a hollow cylinder - the inner central tube - through which the flow formed gaseous reaction products to the outside.

Über Katalysator, Wärmepaneelen und innerem Zentralrohr befindet sich eine Dichtung mit einem hohen hydraulischen Widerstand. In der bevorzugten Variante der Realisierung besteht die Dichtung aus Matten aus thermisch stabilem Material mit einem hohen hydraulischen Widerstand, was die Reaktionsgase zu einer radialen Strömung durch die Katalysatorschüttung in Richtung Zentralrohr zwingt.About catalyst, heat panels and inner central tube is a seal with a high hydraulic resistance. In the preferred variant of the realization, the seal consists of mats of thermally stable material with a high hydraulic resistance, which forces the reaction gases to a radial flow through the catalyst bed in the direction of the central tube.

Vorzugsweise umfasst der Korpus einen unteren Teil und einen oberen Teil, die miteinander durch Verwendung von Flanschen verbunden sind, was die Einfachheit der Montage/der Demontage des Konverters gewährleistet.Preferably, the body comprises a lower part and an upper part, which are connected to each other by use of flanges, which ensures the ease of assembly / disassembly of the converter.

Im oberen Teil jedes Wärmepaneels kann eine zylindrische Wärmeaustauschvorrichtung zur Entfernung der Reaktionswärme aus der Reaktionszone angeordnet sein. Als Variante kann die Wärmeaustauschvorrichtung zur Abführung der überschüssigen Reaktionswärme eine Einheit für alle Wärmepaneelen sein.In the upper part of each heat panel may be arranged a cylindrical heat exchange device for removing the heat of reaction from the reaction zone. As a variant, the heat exchange device for dissipating the excess heat of reaction may be a unit for all the heat panels.

Die Wärmepaneele hat eine keilförmige Form, wobei der spitze Teil der zentralen Achse des Korpusses zugewandt ist. Solch eine Paneelenkonfiguration gewährleistet ein optimales Verhältnis der Oberfläche der Wärmepaneelen zum Katalysatorvolumen und gewährleistet die notwendige konstante Geschwindigkeit des Stromes im Katalysator.The heat panel has a wedge-shaped shape with the pointed portion facing the central axis of the body. Such a panel configuration ensures an optimum ratio of the surface area of the heat panels to the catalyst volume and ensures the necessary constant rate of flow in the catalyst.

Der Konverter kann zusätzlich Thermoelemente in der Region der Wärmepaneelen enthalten, die durch Stutzen eingeführt sind, welche sich am Korpus befinden. Die Verwendung der erwähnten Thermoelemente erlaubt, die Temperatur in der Reaktionszone zu kontrollieren.The converter may additionally include thermocouples in the region of the heat panels inserted through sockets located on the body. The use of the mentioned thermocouples allows to control the temperature in the reaction zone.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von Wärmepaneelen in einem erfindungsgemäßen Konverter, die sich durch folgenden Aufbau auszeichnen.Another object of the invention is the use of heat panels in a converter according to the invention, which are characterized by the following structure.

Bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wärmepaneelen:Preferred embodiment of the heat panels according to the invention:

Der untere Teil der Wärmepaneele hat eine zylindrische Form mit keilförmiger Grundfläche. Innen ist die Wärmepaneele hohl. Sie enthält Einbauten. Mit der oberen Abdeckung des unteren Teils der Wärmepaneele ist ein Rohr verbunden, welches als oberer Teil der Wärmepaneele zusammen mit dem unteren Teil der Wärmepaneele eine Einheit bildet. Die Oberfläche des unteren Teils dieser Wärmepaneele dient als Wärmeaustauschfläche zwischen dem sich um die Wärmepaneele befindlichen Reaktionsraum und dem im Inneren der Wärmepaneele befindlichen Wärmeträger. Der Wärmeträger im Inneren der Wärmepaneele nimmt die bei einer exothermen Reaktion entstehende Wärmemenge auf, wobei er verdampft. Der gasförmige Wärmeträger steigt im Inneren der Wärmepaneele in eingebauten Röhren nach oben und sammelt sich in dem am Deckel der Wärmepaneele befestigten Rohr. Das Rohr steht in seinem oberen Bereich mit einer Wärmeaustauschvorrichtung in Wirkverbindung, an welche die vom Wärmeträger im Reaktionsraum aufgenommene Wärmemenge abgegeben wird, wobei der Wärmeträger kondensiert, an der Innenwand des Sammelrohres nach unten abläuft und im Inneren des unteren zylinderförmigen Paneelenteils über horizontale Einbauten zu einer abfließenden Strömung an der Innenwand gezwungen wird und nach unten abfließt. Im Reaktionsraum verdampft der kondensierte Wärmeträger erneut durch Aufnahme der Reaktionswärme.The lower part of the heat panels has a cylindrical shape with a wedge-shaped base. Inside, the heat panel is hollow. It contains fixtures. Connected to the upper cover of the lower part of the heat panels is a pipe which, as the upper part of the heat panels, forms a unit together with the lower part of the heat panels. The surface of the lower part of these heat panels serves as a heat exchange surface between the reaction space located around the heat panels and the heat transfer medium inside the heat panels. The heat transfer medium in the interior of the heat panels absorbs the heat generated during an exothermic reaction, whereby it evaporates. The gaseous heat carrier rises inside the heat panels in built-in tubes upwards and collects in the attached to the lid of the heat panels tube. The tube is in its upper part with a heat exchange device in operative connection to which the amount of heat absorbed by the heat transfer in the reaction chamber, the heat transfer condenses, runs down the inner wall of the manifold and inside the lower cylindrical panel part via horizontal internals to a is drained flow on the inner wall and flows down. In the reaction space, the condensed heat carrier evaporates again by absorbing the heat of reaction.

Anhand der nachfolgenden Abbildungen und Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert, ohne auf diese beschränkt zu sein.Based on the following figures and embodiments, the invention will be explained in more detail without being limited to these.

In 1 ist die Seitenansicht (vertikaler Schnitt) eines erfindungsgemäßen Konverters,In 1 is the side view (vertical section) of a converter according to the invention,

in 2 ist ein horizontaler Schnitt des Konverters durch den Reaktionsraum,in 2 is a horizontal section of the converter through the reaction space,

in 3 ist der horizontale Schnitt eines Wärmpaneels dargestellt undin 3 is the horizontal section of a heat panel shown and

in 4 ist der vertikale Schnitt eines Wärmepaneels und einer Wärmeaustauschvorrichtung dargestellt.in 4 the vertical section of a heat panel and a heat exchange device is shown.

Der in 1 und 2 dargestellte Konverter zur Durchführung von exothermen katalytischen Reaktionen wird durch einen Korpus begrenzt, der aus einem unteren Teil 1 und aus einem oberen Teil 2 zusammengesetzt ist. Der Korpus hat eine zentrale Achse 21. Im Korpus sind Stutzen zur Zuspeisung der Ausgangskomponenten 3 und zur Ableitung der Reaktionsprodukte 4 angebracht. Der Korpus ist zusammengesetzt, wobei der untere Teil 1 mit dem oberen Teil 2 durch Verwendung von Flanschen 5 und 6 verbunden ist. Im unteren Teil 1 des Korpusses des Konverters ist eine Bodenplatte 7, welche den Boden des Reaktionsraumes 25 bildet und auf welcher sich Wärmepaneelen 8 befinden. Über dem Reaktionsraum 25 sind die oberen Teile der Wärmepaneelen mit Wärmeaustauschvorrichtungen 9 verbunden, durch welche das Wärmeaustauschmittel zur Entnahme der Wärmeenergie aus den Wärmepaneelen 8 strömt. Das Wärmeaustauschmittel tritt durch einen Zulaufstutzen 10 in den Kollektor für das Wärmeaustauschmittel (z. B. Speisewasser) 11 ein, weiter strömt es durch die Wärmeaustauschvorrichtungen 9, wo es verdampft, sich gasförmig im Kollektor für verdampftes Wärmeaustauschmittel 12 sammelt und es wird dann durch den Austrittsstutzen für das verdampfte Wärmeaustauschmittel 13 gasförmig abgeführt. Der Spülwasserkollektor 14 dient der Sammlung des Wärmeaustauschmittels zur Durchspülung der unteren Teile der Wärmeaustauschvorrichtungen zur Vermeidung von Salzablagerungen, und der Spülwasseraustrittsstutzen 15 dient seiner Ableitung aus dem Konverter. Zwischen den Wärmepaneelen 8, die im Bereich des Reaktionsraums eine keilförmige Form haben (s. 3), ist ein Katalysator 16 eingestreut. Der Reaktionsraum 25, einschließlich Wärmepaneelen 8, wird außenseitig (mantelseitig) durch ein Netz als äußere Tragstruktur 24 begrenzt. Das Volumen des Katalysators zwischen dem Rand der Wärmepaneelen 8 und der äußeren Tragstruktur 24 liegt dabei unter 15% des Gesamtvolumens des Katalysators. Im Inneren des Reaktionsraums 24 wird ein innerer Hohlraum 22 durch ein perforiertes Gefäß als innere Tragstruktur 17 begrenzt, welches das innere Zentralrohr bildet, durch welches die Reaktionsgase abströmen. Dieses perforierte Gefäß ist ebenfalls von einem Netz umwickelt, um zu vermeiden, dass Katalysatorteilchen zusammen mit dem Reaktionsgas nach außen mitgerissen werden. Das Volumen des Katalysators zwischen der inneren Tragstruktur 17 und den Wärmepaneelen 8 beträgt unter 30% des gesamten Katalysatorvolumens.The in 1 and 2 shown converter for carrying out exothermic catalytic reactions is limited by a body consisting of a lower part 1 and from an upper part 2 is composed. The body has a central axis 21 , In the body are nozzles for feeding the starting components 3 and for the derivation of the reaction products 4 appropriate. The body is composed, with the lower part 1 with the upper part 2 by using flanges 5 and 6 connected is. In the lower part 1 the body of the converter is a bottom plate 7 which is the bottom of the reaction space 25 forms and on which heat panels 8th are located. Above the reaction space 25 are the upper parts of the heat panels with heat exchange devices 9 connected by which the heat exchange means for removing the heat energy from the heat panels 8th flows. The heat exchange medium passes through an inlet nozzle 10 into the collector for the heat exchange medium (eg feed water) 11 on, it continues to flow through the heat exchange devices 9 where it evaporates in gaseous form in the vaporized heat exchange medium collector 12 collects and then it passes through the outlet for the evaporated heat exchange medium 13 discharged in gaseous form. The rinse water collector 14 serves the collection of heat exchange means for flushing the lower parts of the heat exchange devices to avoid salt deposits, and the Spülwasseraustrittsstutzen 15 serves its derivative from the converter. Between the heat panels 8th which have a wedge-shaped form in the region of the reaction space (s. 3 ), is a catalyst 16 interspersed. The reaction space 25 including heat panels 8th , is on the outside (shell side) by a network as an external support structure 24 limited. The volume of the catalyst between the edge of the heat panels 8th and the outer support structure 24 is less than 15% of the total volume of the catalyst. Inside the reaction space 24 becomes an inner cavity 22 through a perforated vessel as an inner support structure 17 limited, which forms the inner central tube through which the reaction gases flow. This perforated vessel is also wrapped in a net to avoid entraining catalyst particles outward along with the reaction gas. The volume of the catalyst between the inner support structure 17 and the heat panels 8th is less than 30% of the total catalyst volume.

Der Reaktionsraum 25 und der innere Hohlraum 22 werden obenseitig durch eine Dichtung 18 begrenzt, welche aus Matten aus einem thermisch stabilen Material mit einem hohen hydraulischen Widerstand bestehen. Diese Dichtung 18 verhindert, dass die gasförmigen Ausgangskomponenten am Raum zwischen den keilförmigen Teilen der Wärmepaneelen 8 vorbeiströmen oder in den von der inneren Tragstruktur 17 begrenzten inneren Hohlraum 22 (Zentralrohr zur Abführung der Reaktionsgase) bzw. aus der Katalysatorschicht von unten in den oberen Konverterraum strömen. Die Dichtung 18 hat dichte Durchführungen für die Wärmepaneelen 8. Die gasförmigen Ausgangskomponenten strömen somit nur durch die Katalysatorschüttung 16, die sich zwischen den Wärmepaneelen 8 befindet. Durch die Stutzen 19 sind Vielzonenthermoelemente 20 durchgeführt zur Messung der Temperatur im Reaktionsraum 25. Im Reaktionsraum 25 verlaufen die Thermoelemente 20 direkt durch die Katalysatorschüttung 16, parallel zur zentralen Achse in definiertem Abstand zu den angrenzenden Wärmepaneelen 8.The reaction space 25 and the inner cavity 22 be on the top by a seal 18 limited, which consist of mats made of a thermally stable material with a high hydraulic resistance. This seal 18 prevents the gaseous starting components from the space between the wedge-shaped parts of the heat panels 8th flow past or in from the inner support structure 17 limited internal cavity 22 (Central tube for discharging the reaction gases) or from the catalyst layer flow from below into the upper converter space. The seal 18 has tight passages for the heat panels 8th , The gaseous starting components thus flow only through the catalyst bed 16 that lie between the heat panels 8th located. Through the neck 19 are multi-zone thermocouples 20 performed to measure the temperature in the reaction space 25 , In the reaction room 25 the thermocouples run 20 directly through the catalyst bed 16 parallel to the central axis at a defined distance from the adjacent heat panels 8th ,

Das Funktionsprinzip des Konverters mit den Wärmepaneelen 8 ist wie folgt: In den Konverter treten gasförmige Ausgangskomponenten durch den Stutzen 3 ein, weiter gelangen diese über den äußeren Hohlraum 23 in den Reaktionsraum 25. Im Reaktionsraum 25 findet eine exotherme Reaktion statt, die Reaktionsprodukte treten aus dem Reaktionsraum 25 durch die innere Tragstruktur 17 in den inneren Hohlraum 22 ein und treten dann durch den Stutzen 4 aus dem Konverter aus. Während der Reaktion ist es für deren normalen Ablauf notwendig, aus dem Reaktionsraum 25 Wärme abzuführen. Das wird durch die Wärmepaneelen 8 gewährleistet, die in ihrem Wesen „Wärmerohren” entsprechen und einen Wärmeträger enthalten, welcher durch die Wärmezufuhr verdampft. D. h. der untere, keilförmige Teil jeder Wärmepaneele 8 entnimmt Wärme aus der Reaktionszone in der Katalysatorschüttung 16 und führt diese den Wärmeaustauschvorrichtungen 19 im oberen Teil 2 des Korpusses zu. In der Wärmaustauschvorrichtung 19 geht die Wärme dann auf ein Wärmeaustauschmittel über. Der Wärmeträger kondensiert dadurch wieder und fließt in den unteren Teil der Wärmepaneele 8 zurück. Das Wärmeaustauschmittel verdampft durch die zugeführte Wärmeenergie und wird dann über den Austrittsstutzen für das verdampfte Wärmeaustauschmittel 13 abgeführt und für andere Prozesse verwendet.The operating principle of the converter with the heat panels 8th is as follows: In the converter gaseous starting components pass through the nozzle 3 on, they pass over the outer cavity 23 in the reaction space 25 , In the reaction room 25 If an exothermic reaction takes place, the reaction products emerge from the reaction space 25 through the inner support structure 17 in the inner cavity 22 and then step through the neck 4 from the converter. During the reaction, it is necessary for their normal course, from the reaction space 25 Dissipate heat. That's through the heat panels 8th guaranteed, which correspond in their nature "heat pipes" and contain a heat transfer medium, which evaporates by the supply of heat. Ie. the lower, wedge-shaped part of each heat panel 8th removes heat from the reaction zone in the catalyst bed 16 and guides them to the heat exchange devices 19 in the upper part 2 to the body. In the heat exchange device 19 then the heat is transferred to a heat exchange medium. The heat transfer condenses again and flows into the lower part of the heat panels 8th back. The heat exchange medium evaporates by the supplied heat energy and is then through the outlet pipe for the evaporated heat exchange medium 13 dissipated and used for other processes.

In 3 ist eine vergrößerte Schnittdarstellung des unteren Teils eines Wärmepaneels 8 dargestellt. Die Wärmepaneele 8 hat im Inneren Röhren 26 zur Abführung des verdampften Wärmeträgers. In der Wärmeaustauschvorrichtung 9 kondensiert dieser wieder und läuft dann an den Innenwänden des Wärmpaneels 8 zurück nach unten. Weiterhin hat die Wärmepaneele 8 im Inneren horizontale Verstrebungen 27, welche die Wärmpaneele mechanisch stabilisieren und die mechanische Festigkeit der Wärmepaneele 8 bei hohen Drücken im Reaktionsraum 25 gewährleisten.In 3 is an enlarged sectional view of the lower part of a heat panel 8th shown. The heat panels 8th has tubes inside 26 for the removal of the vaporized heat carrier. In the heat exchange device 9 This condenses again and then runs on the inner walls of the heat panel 8th back down. Furthermore, the heat panels 8th inside horizontal bracing 27 which mechanically stabilize the heat panels and the mechanical strength of the heat panels 8th at high pressures in the reaction space 25 guarantee.

In 4 ist der vertikale Schnitt einer Wärmepaneele und einer mit der Wärmepaneele in Wirkverbindung stehenden Wärmeaustauschvorrichtung dargestellt. Die Wärmepaneele besteht aus dem unteren zylinderförmigen Hohlkörper mit keilförmiger Grundfläche 28, an dessen Deckel ein vertikales Rohr 29 befestigt ist. Zylinderförmiger Hohlkörper 28 und vertikales Rohr 29 bilden einen Körper mit einem einheitlichen Innenraum. Dieser Raum ist nach außen geschlossen und enthält im zylinderförmigen Hohlkörper 28 Einbauten. Im Inneren des Körpers, bestehend aus zylinderförmigen Hohlkörper 28 und vertikalem Rohr 29, befindet sich der Wärmeträger, der die bei der exothermen katalytischen Reaktion freiwerdende Wärme aufnimmt. Dabei verdampft der flüssige Wärmeträger und steigt gasförmig nach oben in das vertikale Rohr 29. Um den oberen Teil dieses vertikalen Rohrs 29 ist ein Mantelrohr 30 befestigt, welches Teil der Wärmeaustauschvorrichtung 9 ist. Im Mantelrohr 30 befindet sich das Wärmeaustauschmittel, welches die Wärme aus dem Wärmeträger entnimmt, der dabei abkühlt und kondensiert. Das Kondensat des Wärmeträgers fließt an den Innenwänden des vertikalen Rohrs 29 nach unten in den zylinderförmigen Hohlkörper 28 des Wärmepaneels 8, wo es durch Einbauten zum Abfließen an den Innenwänden nach unten gezwungen wird. Anschließend verdampft der Wärmeträger wieder und der Prozess des Verdampfens und Kondensierens des Wärmeträgers durch Wärmeaufnahme und Wärmeabgabe wiederholt sich, so dass sich der Wärmeträger immer im Kreislauf zwischen unterem Teil des Wärmepaneels 8 – dem zylinderförmigen Hohlkörper 28 – und oberen Teil des Wärmepaneels 8 – dem vertikalen Rohr 29 – befindet. Das System ist geschlossen. Der Wärmeträger verbleibt im Inneren des Wärmepaneels 8.In 4 Figure 3 shows the vertical section of a heat panel and a heat exchange device operatively connected to the heat panel. The heat panels consists of the lower cylindrical hollow body with wedge-shaped base 28 , on whose lid a vertical tube 29 is attached. Cylindrical hollow body 28 and vertical pipe 29 form a body with a uniform interior. This space is closed to the outside and contains in the cylindrical hollow body 28 Internals. Inside the body, consisting of cylindrical hollow body 28 and vertical tube 29 , is the heat carrier, which absorbs the released during the exothermic catalytic reaction heat. In this case, the liquid heat carrier evaporates and rises in a gas upward into the vertical tube 29 , Around the top of this vertical tube 29 is a jacket pipe 30 attached, which is part of the heat exchange device 9 is. In the jacket tube 30 is the heat exchange medium, which removes the heat from the heat carrier, which cools and condenses. The condensate of the heat carrier flows on the inner walls of the vertical tube 29 down into the cylindrical hollow body 28 of the heat panel 8th , where it is forced down by internals to drain on the inner walls. Subsequently, the heat carrier evaporates again and the process of evaporation and condensation of the heat carrier by heat absorption and heat dissipation is repeated, so that the heat carrier always in the circuit between the lower part of the heat panel 8th - The cylindrical hollow body 28 - and upper part of the heat panel 8th - the vertical pipe 29 - is located. The system is closed. The heat carrier remains inside the heat panel 8th ,

Ausführungsbeispiel 1 Anwendung des Konverters für die Methanolsynthese:Exemplary Embodiment 1 Application of the Converter for the Methanol Synthesis

Die Synthese von Methanol wird aus Synthesegas (CO + H2 + H2O + CO2 + Inerte) bei einem Druck von 30 bis 70 bar und einer Temperatur von 220°C bis 290°C realisiert.The synthesis of methanol is realized from synthesis gas (CO + H 2 + H 2 O + CO 2 + Inerte) at a pressure of 30 to 70 bar and a temperature of 220 ° C to 290 ° C.

Als Katalysator kommt ein kupferhaltiger Katalysator, der üblicherweise für die Methanolsynthese verwendet wird, zur Anwendung. Die eingesetzte Katalysatormenge beträgt 0,45 m3.The catalyst used is a copper-containing catalyst which is customarily used for methanol synthesis. The amount of catalyst used is 0.45 m 3 .

Im Konverter werden 24 Wärmepaneele verwendet, wie sie in 2 dargestellt sind.In the converter 24 heat panels are used as they are in 2 are shown.

Jede Wärmepaneele hat im unteren Bereich eine Zone der Ableitung der Reaktionswärme. Als Wärmeträger wird hier n-Dodekan verwendet. Im oberen Bereich weist jede Wärmepaneele eine mit der Wärmeaustauschvorrichtung verbundene Zone der Kühlung auf. Als Wärmeaustauschmittel wird hier Wasser einer Temperatur nahe Siedetemperatur verwendet. Die Reaktionswärme wird durch den gebildeten Wasserdampf abgeleitet und für andere Prozesse genutzt. Der erzielte Dampfdruck beträgt 16 bar.Each heat panel has a zone of dissipation of the heat of reaction at the bottom. As a heat carrier n-dodecane is used here. In the upper area, each heat panel has a cooling zone connected to the heat exchange device. As a heat exchange medium here water of a temperature near boiling point is used. The heat of reaction is dissipated by the water vapor formed and used for other processes. The achieved steam pressure is 16 bar.

Die Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur in der Reaktionszone und der Temperatur des Wärmeträgers in der Reaktionszone ist < 40°C.The temperature difference between the temperature in the reaction zone and the temperature of the heat carrier in the reaction zone is <40 ° C.

Die gesamte Wärmeaustauschfläche aller Wärmepaneelen in der Reaktionszone (d. h. die Wärmeaustauschfläche zwischen der Katalysatorschüttung und dem Wärmeträger in den Wärmepaneelen) beträgt 33 m2.The total heat exchange area of all heat panels in the reaction zone (ie, the heat exchange area between the catalyst bed and the heat carrier in the heat panels) is 33 m 2 .

Das Verhältnis der Wärmeaustauschfläche in der Reaktionszone zum Katalysatorvolumen beträgt 60 m2/m3.The ratio of the heat exchange surface in the reaction zone to the catalyst volume is 60 m 2 / m 3 .

Die Wärmeaustauschfläche in der Reaktionszone (d. h. die Kontaktfläche zum Katalysator) ist mit einer Schicht von 0,2 mm aus Aluminiumdioxid und Email mit einer Dicke von 0,3 mm beschichtet.The heat exchange surface in the reaction zone (i.e., the catalyst contact area) is coated with a layer of 0.2 mm of alumina and enamel having a thickness of 0.3 mm.

Die Wärmeaustauschfläche im Bereich der Wärmeaustauschvorrichtung beträgt 5,5 m2. Diese entspricht der möglichen Kontaktfläche zum Wärmeaustauschmittel. Durch den Füllstand des Wärmeaustauschmittels kann die abgeleitete Wärmemenge variiert und damit die Temperatur im Reaktionsraum des Konverters eingestellt werden.The heat exchange area in the area of the heat exchange device is 5.5 m 2 . This corresponds to the possible contact surface with the heat exchange medium. By the level of the heat exchange medium, the amount of heat dissipated and thus the temperature in the reaction space of the converter can be adjusted.

Jede Wärmepaneele hat ihre eigene Wärmeaustauschvorrichtung, in der Dampf erzeugt wird. Die Wärmeaustauschvorrichtungen sind jeweils als vertikales Rohr mit Mantelrohr im oberen Bereich der Wärmepaneele angeordnet. Alle Wärmeaustauschvorrichtungen sind durch einen gemeinsamen Kollektor für Speisewasser, einen Kollektor für verdampftes Wärmeaustauschmittel und einen Spülwasserkollektor mit anschließender Ableitung des Spülwassers durch den Spülwasseraustrittsstutzen (s. 1) miteinander verbunden.Each heat panel has its own heat exchange device where steam is generated. The heat exchange devices are each arranged as a vertical tube with jacket tube in the upper region of the heat panels. All heat exchange devices are by a common collector for feed water, a collector for evaporated heat exchange medium and a rinse water collector with subsequent discharge of the rinse water through the Spülwasseraustrittsstutzen (s. 1 ) connected with each other.

Der Druck im Inneren des Wärmepaneels beträgt bis zu 4 bar. Der Befestigung der Wärmepaneele dienen Zwischenwände mit Einkerbungen eines Durchmessers von 30 mm. Die Zwischenwände werden vertikal alle 52 mm angebracht. Der Korpus hat einen Durchmesser von 2 m und 3 m Höhe.The pressure inside the heat panel is up to 4 bar. The fixing of the heat panels serve partitions with notches of a diameter of 30 mm. The partitions are mounted vertically every 52 mm. The body has a diameter of 2 m and 3 m height.

Ausführungsbeispiel 2 Anwendung des Konverters zur Erzeugung von synthetischem Benzin aus Rohmethanol:Embodiment 2 Application of the converter for producing synthetic gasoline from crude methanol:

Die Synthese wird bei einem Druck von 7–50 bar und einer Temperatur in einem Bereich zwischen 280°C bis 420°C durchgeführt. Im Beispiel wird die Reaktion der Synthese von Benzin aus Rohmethanol bei einem Druck von 7 bar und einer Temperatur von 380°C und bei einem Druck von 48 bar und einer Temperatur von 380°C durchgeführt.The synthesis is carried out at a pressure of 7-50 bar and a temperature in a range between 280 ° C to 420 ° C. In the example, the reaction of the synthesis of gasoline from crude methanol at a pressure of 7 bar and a temperature of 380 ° C and at a pressure of 48 bar and a temperature of 380 ° C is performed.

Als Katalysator kommt ein zeolithhaltiger Katalysator, der üblicherweise für die Benzinerzeugung aus Methanol verwendet wird, zur Anwendung. Die eingesetzte Katalysatormenge beträgt 0,45 t.The catalyst used is a zeolite-containing catalyst, which is usually used for methanol gasoline production. The amount of catalyst used is 0.45 t.

Im Konverter sind 24 Typenelemente angeordnet, die in 2 dargestellt sind.In the converter 24 types elements are arranged, which in 2 are shown.

Jede Wärmepaneele hat im unteren Bereich eine Zone der Ableitung der Reaktionswärme. Als Wärmeträger wird hier Schwefel mit Jodzusatz verwendet. Im oberen Bereich weist jede Wärmepaneele eine mit der Wärmeaustauschvorrichtung verbundene Zone der Kühlung auf. Als Wärmeaustauschmittel wird hier Wasser verwendet. Die Reaktionswärme wird durch den gebildeten Wasserdampf abgeleitet und für andere Prozesse genutzt. Der erzielte Dampfdruck beträgt 64 bar.Each heat panel has a zone of dissipation of the heat of reaction at the bottom. The heat transfer medium used here is sulfur with added iodine. In the upper area, each heat panel has a cooling zone connected to the heat exchange device. As a heat exchange agent here water is used. The heat of reaction is dissipated by the water vapor formed and used for other processes. The achieved steam pressure is 64 bar.

Die Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur in der Reaktionszone und der Temperatur des Wärmeträgers in der Reaktionszone ist < 30°C.The temperature difference between the temperature in the reaction zone and the temperature of the heat carrier in the reaction zone is <30 ° C.

Die gesamte Wärmeaustauschfläche aller Wärmepaneelen in der Zone der Ableitung der Reaktionswärme (d. h. die Kontaktfläche zum Katalysator in der Reaktionszone) beträgt 33 m2. Das Verhältnis von Wärmeaustauschfläche (Kontaktfläche zum Katalysator) zum Katalysatorvolumen ist wiederum 60 m2/m3.The total heat exchange area of all heat panels in the zone of heat of reaction dissipation (ie, the catalyst contact area in the reaction zone) is 33 m 2 . The ratio of heat exchange surface (contact surface to the catalyst) to the catalyst volume is again 60 m 2 / m 3 .

Die Wärmeaustauschfläche im Bereich der Wärmeaustauschvorrichtung beträgt 5,1 m2.The heat exchange area in the area of the heat exchange device is 5.1 m 2 .

Ansonsten ist der Konverter, wie in Ausführungsbeispiel 1 beschrieben, aufgebaut.Otherwise, the converter, as described in Example 1, constructed.

Der Aufbau des erfindungsgemäßen Konverters ermöglicht es, ein optimales Verhältnis der Oberfläche der Wärmepaneelen zum Volumen des Katalysators einzustellen, wodurch eine nahezu isotherme Temperaturführung mit der dazu notwendigen Temperaturkonstanz im Katalysator gewährleistet wird.The structure of the converter according to the invention makes it possible to set an optimum ratio of the surface of the heat panels to the volume of the catalyst, whereby a nearly isothermal temperature control is ensured with the necessary temperature stability in the catalyst.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
unterer Teil des Korpuslower part of the body
22
oberer Teil des Korpusupper part of the body
33
Zulauf zur Zuspeisung der AusgangskomponentenInfeed for feeding the starting components
44
Ablauf zur Ableitung der ReaktionsprodukteProcedure for the derivation of the reaction products
55
Verbindungsflanschconnecting flange
66
Verbindungsflanschconnecting flange
77
Bodenplattebaseplate
88th
Wärmepaneeleheat panels
99
WärmeaustauschvorrichtungHeat exchange device
1010
Zulauf für das WärmeaustauschmittelFeed for the heat exchange medium
1111
Kollektor für WärmeaustauschmittelCollector for heat exchange medium
1212
Kollektor für verdampftes WärmeaustauschmittelCollector for evaporated heat exchange medium
1313
Austrittsstutzen für das verdampfte WärmeaustauschmittelOutlet for the evaporated heat exchange medium
1414
SpülwasserkollektorSpülwasserkollektor
1515
SpülwasseraustrittsstutzenSpülwasseraustrittsstutzen
1616
Katalysatorschüttungcatalyst bed
1717
innere Tragstruktur (inneres Zentralrohr)inner support structure (inner central tube)
1818
Dichtungpoetry
1919
Stutzen für die TemperaturmesseinrichtungNozzle for the temperature measuring device
2020
TemperaturmesseinrichtungTemperature measuring device
2121
zentrale Achsecentral axis
2222
innerer Hohlrauminner cavity
2323
äußerer Hohlraumouter cavity
2424
äußere Tragstrukturouter support structure
2525
Reaktionsraumreaction chamber
2626
Röhren für verdampften WärmeträgerTubes for vaporized heat transfer media
2727
horizontale Verstrebungenhorizontal bracing
2828
unterer Teil der Wärmepaneele (zylinderförmiger Hohlkörper mit keilförmiger Grundfläche)lower part of the heat panels (cylindrical hollow body with wedge-shaped base)
2929
oberer Teil der Wärmepaneele (vertikales Rohr)Upper part of the heat panels (vertical pipe)
3030
Mantelrohr (als Teil der Wärmeaustauschvorrichtung)Casing pipe (as part of the heat exchange device)
3131
Katalysatortischcatalyst table

Claims (13)

Konverter zur Durchführung exothermer katalytischer Reaktionen mit einem Korpus (1, 2) mit mindestens einem Zulauf (3) für die Zuspeisung der Ausgangskomponenten und mindestens einem Ablauf (4) zur Ableitung der Reaktionsprodukte, wobei sich im unteren Teil (2) des Korpusses ein Reaktionsraum (25) befindet, der von einer inneren Tragstruktur (17) und einer äußeren Tragstruktur (24) begrenzt wird, wobei im Reaktionsraum (25) mehrere Wärmepaneele (8) angeordnet sind, wobei sich innerhalb der inneren Tragstruktur (17) ein innerer Hohlraum (22) befindet, wobei der Zulauf (3) so angeordnet ist, dass die Ausgangskomponenten durch die äußere Tragstruktur (24) in den Reaktionsraum (25) strömen, und der Ablauf (4) mit dem inneren Hohlraum (22) verbunden ist, der untere Teil (28) jedes Wärmepaneels (8) im unteren Teil (2) des Korpusses als Hohlkörper mit keilförmiger Grundfläche ausgebildet ist, wobei jeweils der spitze Teil zur zentralen Achse (21) des Korpusses gerichtet ist und wobei der obere Teil (29) jedes Wärmepaneels (8) aus dem Reaktionsraum (25) in den oberen Teil (2) des Korpusses herausragt und dort mit einer Wärmeaustauschvorrichtung (9) in Wirkverbindung steht, wobei der obere Teil (29) jedes Wärmepaneels (8) jeweils mit dem unteren Teil (28) des Wärmepaneels (8) verbunden ist, so dass im unteren Teil (28) verdampfter Wärmeträger in den oberen Teil (29) aufsteigen und kondensierter Wärmeträger aus dem oberen Teil (29) in den unteren Teil zurückfließen kann, wobei die Wärmepaneele (8) in ihrem Inneren so aufgebaut sind, dass der zurückfließende Wärmeträger an der Innenwand der Wärmepaneele entlang fließt und wobei die Wärmepaneele (8) im unteren Teil (28) horizontale Einbauten (27) enthalten, über welche der zurückfließende Wärmeträger verteilt wird.Converter for carrying out exothermic catalytic reactions with a body ( 1 . 2 ) with at least one inlet ( 3 ) for the supply of the starting components and at least one process ( 4 ) for the derivation of the reaction products, wherein in the lower part ( 2 ) of the carcass a reaction space ( 25 ), which is of an inner support structure ( 17 ) and an outer support structure ( 24 ) is limited, wherein in the reaction space ( 25 ) several heat panels ( 8th ) are arranged, wherein within the inner support structure ( 17 ) an inner cavity ( 22 ), wherein the feed ( 3 ) is arranged so that the starting components through the outer support structure ( 24 ) in the reaction space ( 25 ), and the process ( 4 ) with the inner cavity ( 22 ), the lower part ( 28 ) of each heat panel ( 8th ) in the lower part ( 2 ) of the carcass is designed as a hollow body with wedge-shaped base surface, wherein in each case the pointed part to the central axis ( 21 ) of the carcass and wherein the upper part ( 29 ) of each heat panel ( 8th ) from the reaction space ( 25 ) in the upper part ( 2 ) of the carcass and there with a heat exchange device ( 9 ) is in operative connection, wherein the upper part ( 29 ) of each heat panel ( 8th ) each with the lower part ( 28 ) of the heat panel ( 8th ), so that in the lower part ( 28 ) vaporized heat transfer medium in the upper part ( 29 ) and condensed heat carrier from the upper part ( 29 ) can flow back into the lower part, wherein the heat panels ( 8th ) are constructed in their interior so that the refluxing heat carrier flows along the inner wall of the heat panels and wherein the heat panels ( 8th ) in the lower part ( 28 ) horizontal installations ( 27 ), over which the returning heat transfer medium is distributed. Konverter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Wärmepaneelen (8) Katalysator (16) eingefüllt ist.Converter according to claim 1, characterized in that between the heat panels ( 8th ) Catalyst ( 16 ) is filled. Konverter gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmepaneele (8) und der Katalysator (16) im unteren Teil (1) des Korpusses zusammen einen Hohlzylinder (vorzugsweise einen geraden Hohlzylinder mit bevorzugt kreisförmiger Grundfläche) bilden.Converter according to claim 1 or 2, characterized in that the heat panels ( 8th ) and the catalyst ( 16 ) in the lower part ( 1 ) of the body together form a hollow cylinder (preferably a straight hollow cylinder with preferably circular base). Konverter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Wärmeaustauschfläche im Reaktionsraum (25) zum Katalysatorvolumen 10 bis 250 m2/m3 beträgt. Converter according to one of claims 1 to 3, characterized in that the ratio of the heat exchange surface in the reaction space ( 25 ) to the catalyst volume is 10 to 250 m 2 / m 3 . Konverter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zwischen den Wärmepaneelen (8) und innerer Tragstruktur (17) und/oder äußerer Tragstruktur (24) Katalysator (16) eingefüllt ist.Converter according to one of claims 1 to 4, characterized in that in addition between the heat panels ( 8th ) and inner support structure ( 17 ) and / or outer support structure ( 24 ) Catalyst ( 16 ) is filled. Konverter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Katalysatorvolumen welches sich zwischen dem Rand der Wärmepaneelen (8) und der äußeren Tragstruktur (24) befindet, kleiner ist als 15% vom gesamten Katalysatorvolumen.Converter according to one of claims 1 to 5, characterized in that the catalyst volume which is located between the edge of the heat panels ( 8th ) and the outer support structure ( 24 ) is less than 15% of the total catalyst volume. Konverter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen des Katalysators (16), welcher sich zwischen der inneren Tragstruktur (17) und den Wärmepaneelen (8) befindet, nicht 30% des Gesamtvolumens des Katalysators (16) überschreitet.Converter according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the volume of the catalyst ( 16 ), which extends between the inner support structure ( 17 ) and the heat panels ( 8th ), not 30% of the total volume of the catalyst ( 16 ) exceeds. Konverter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Tragstruktur (17) aus einem perforierten Gefäß gebildet wird, auf dessen Oberfläche ein Netz aufgetragen ist.Converter according to one of claims 1 to 7, characterized in that the inner support structure ( 17 ) is formed from a perforated vessel, on the surface of a network is applied. Konverter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Teil (2) und der obere Teil (1) des Korpusses durch Flansche (5, 6) verbunden sind.Converter according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the lower part ( 2 ) and the upper part ( 1 ) of the carcass by flanges ( 5 . 6 ) are connected. Konverter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktionsraum (25) und der innere Hohlraum (22) nach oben durch eine Dichtung (18) abgeschlossen sind.Converter according to one of claims 1 to 9, characterized in that the reaction space ( 25 ) and the inner cavity ( 22 ) upwards through a seal ( 18 ) Are completed. Konverter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass er zusätzlich Temperaturmesseinrichtungen (20) enthält, die sich in der Katalysatorschüttung zwischen den Wärmepaneelen befinden.Converter according to one of claims 1 to 10, characterized in that it additionally temperature measuring devices ( 20 ) contained in the catalyst bed between the heat panels. Verwendung eines Konverters nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zur Durchführung chemischer, katalytischer Reaktionen in der Gasphase, insbesondere in der chemischen und in der erdölchemischen Industrie.Use of a converter according to one of claims 1 to 11 for carrying out chemical, catalytic reactions in the gas phase, in particular in the chemical and petroleum chemical industries. Verwendung eines Wärmepaneels (8), welches innen hohl ist und folgende Bestandteile aufweist: a.) einen unteren Teil (28), der als Hohlkörper mit keilförmiger Grundfläche (28) ausgebildet ist, dessen seitlichen Oberflächen als Wärmeaustauschflächen ausgebildet sind, b.) einen oberen Teil (29), der als Rohr ausgebildet ist und mit einer Wärmeaustauschvorrichtung (9) in Wirkverbindung steht oder in Wirkverbindung gebracht werden kann, wobei das Rohr des oberen Teils (29) mit der oberen Grundfläche des unteren Teils (28) verbunden ist, so dass im unteren Teil (28) verdampfter Wärmeträger in das Rohr aufsteigen kann und kondensierter Wärmeträger aus dem Rohr in den unteren Teil (28) zurückfließen kann, wobei das Wärmepaneel (8) in seinem Inneren so aufgebaut ist, dass der zurückfließende Wärmeträger an der Innenwand des Wärmepaneels entlang fließt und wobei das Wärmepaneel (8) im unteren Teil (28) horizontale Einbauten (27) enthält, über welche der zurückfließende Wärmeträger verteilt wird, für einen Konverter nach einem der vorangegangenen Ansprüche.Use of a heat panel ( 8th ) which is hollow inside and has the following components: a.) a lower part ( 28 ), which as a hollow body with wedge-shaped base ( 28 ) is formed, whose lateral surfaces are formed as heat exchange surfaces, b.) an upper part ( 29 ), which is formed as a tube and with a heat exchange device ( 9 ) is in operative connection or can be brought into operative connection, wherein the tube of the upper part ( 29 ) with the upper base of the lower part ( 28 ), so that in the lower part ( 28 ) vaporized heat carrier can rise into the tube and condensed heat transfer medium from the tube into the lower part ( 28 ), whereby the heat panel ( 8th ) is constructed in its interior so that the refluxing heat carrier flows along the inner wall of the heat panel and wherein the heat panel ( 8th ) in the lower part ( 28 ) horizontal installations ( 27 ), via which the refluxing heat transfer medium is distributed, for a converter according to one of the preceding claims.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102023201806A1 (en) 2022-12-08 2024-06-13 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Reactor heat exchanger unit

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012220926A1 (en) 2012-11-15 2014-05-15 Chemieanlagenbau Chemnitz Gmbh Fixed Bed Reactor

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2016614A1 (en) * 1970-04-08 1971-10-21 Badische Anilin & Soda Fabrik AG, 6700 Ludwigshafen Exothermic oxidation in catalytic reactor
DE19754185C1 (en) * 1997-12-06 1999-02-04 Deg Engineering Gmbh Chemical catalytic reactor assembly has cushion-like internal heat exchangers
US20030175184A1 (en) * 2000-05-11 2003-09-18 Ermanno Filippi Reactor for exothermic or endothermic heterogeneous reactions
EP1350560A1 (en) * 2002-04-05 2003-10-08 Methanol Casale S.A. Plate-type heat exchange unit for catalytic bed reactors
US20050158217A1 (en) * 2003-12-23 2005-07-21 Basf Aktiengesellschaft Monitoring, control and/or regulation of reactions of a fluid reaction mixture in a reactor having thermoplates
DE60109326T2 (en) * 2001-01-05 2006-04-13 Methanol Casale S.A. CATALYTIC REACTOR WITH HEAT EXCHANGER FOR ENDOTHERMIC AND EXOTHERMIC CHEMICAL REACTIONS
DE60205645T2 (en) * 2001-10-19 2006-06-08 Methanol Casale S.A. HEAT EXCHANGER FOR ISOTHERMIC CHEMICAL REACTOR
EP2062640A1 (en) * 2007-11-26 2009-05-27 Methanol Casale S.A. Chemical reactor with plate heat exchange unit

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU852341A1 (en) 1979-01-08 1981-08-07 Предприятие П/Я Р-6956 Reactor
SU852541A1 (en) 1979-04-09 1981-08-07 Украинское Научно-Производствен-Hoe Деревообрабатывающее Объедине-Ние Multisaw machine
DE3208695A1 (en) * 1982-03-11 1983-09-22 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen METHOD FOR DESULFURING H (ARROW DOWN) 2 (ARROW DOWN) GASES
JP2001038195A (en) * 1999-06-28 2001-02-13 Basf Ag Reactor provided with heat-exchanger plate
DE10000584A1 (en) * 2000-01-10 2001-07-12 Basf Ag Process for the catalytic gas phase oxidation to maleic anhydride
RU2278726C1 (en) 2005-01-19 2006-06-27 Андрей Юрьевич Беляев Reactor for gas phase catalytic processes
EP1892036A1 (en) * 2006-08-21 2008-02-27 Methanol Casale S.A. Isothermal reactor

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2016614A1 (en) * 1970-04-08 1971-10-21 Badische Anilin & Soda Fabrik AG, 6700 Ludwigshafen Exothermic oxidation in catalytic reactor
DE19754185C1 (en) * 1997-12-06 1999-02-04 Deg Engineering Gmbh Chemical catalytic reactor assembly has cushion-like internal heat exchangers
US20030175184A1 (en) * 2000-05-11 2003-09-18 Ermanno Filippi Reactor for exothermic or endothermic heterogeneous reactions
DE60109326T2 (en) * 2001-01-05 2006-04-13 Methanol Casale S.A. CATALYTIC REACTOR WITH HEAT EXCHANGER FOR ENDOTHERMIC AND EXOTHERMIC CHEMICAL REACTIONS
DE60205645T2 (en) * 2001-10-19 2006-06-08 Methanol Casale S.A. HEAT EXCHANGER FOR ISOTHERMIC CHEMICAL REACTOR
EP1350560A1 (en) * 2002-04-05 2003-10-08 Methanol Casale S.A. Plate-type heat exchange unit for catalytic bed reactors
US20050158217A1 (en) * 2003-12-23 2005-07-21 Basf Aktiengesellschaft Monitoring, control and/or regulation of reactions of a fluid reaction mixture in a reactor having thermoplates
EP2062640A1 (en) * 2007-11-26 2009-05-27 Methanol Casale S.A. Chemical reactor with plate heat exchange unit

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102023201806A1 (en) 2022-12-08 2024-06-13 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Reactor heat exchanger unit

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