DE10354311B4 - Reaktor zur kontinuierlichen Durchführung einer chemischen Mehrphasenreaktion - Google Patents

Reaktor zur kontinuierlichen Durchführung einer chemischen Mehrphasenreaktion Download PDF

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Abstract

Reaktor zur kontinuierlichen Durchführung einer chemischen Mehrphasenreaktion, bestehend aus einem vertikalen Druckbehälter (1) mit mindestens einem darin unter Bildung eines allseitigen Zwischenraums (3) mit der Innenseite des Druckbehälters (1) eingebauten, von einem geschlossenen Mantel (7) umgebenen Wärmetauscher (2), einer unterhalb der Eintrittsöffnung des mindestens einen Wärmetauschers (2) angeordneten Begasungseinrichtung (10) und einem oberhalb des mindestens einen Wärmetauschers (2) liegenden Gassammelraum (15), gekennzeichnet durch einen am unteren Ende des Mantels (7) umlaufend mit seinem sich verengenden Ende angebrachten, wenigstens einen Abschnitt der Begasungszone umgebenden Einlauftrichter (11), einen am oberen Rand des Mantels (7) umlaufend mit seinem sich erweiternden Ende angebrachten, die Trennzone (14) umschließenden, mit seinem oberen Rand geringfügig unterhalb des in dem Druckbehälter (1) vorhandenen Flüssigkeitsniveaus (19) liegenden Auslauftrichter (12), eine dem oberen Abschnitt des Auslauftrichters (12) genüberliegend auf der Innenseite des Druckbehälters (1) umlaufend angebrachte, mit der Überströmkante geringfügig unterhalb des Flüssigkeitsniveaus (19) liegenden Rinne (23), einen zwischen dem...

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Reaktor zur kontinuierlichen Durchführung einer chemischen Mehrphasenreaktion, bestehend aus einem vertikalen Druckbehälter mit mindestens einem darin unter Bildung eines allseitigen Zwischenraums mit der Innenseite des Druckbehälters eingebauten, von einem geschlossenen Mantel umgebenen Plattenwärmetauscher, einer unterhalb der Eintrittsöffnung des Plattenwärmetauschers angeordneten Begasungseinrichtung, einem oberhalb des Plattenwärmtauschers liegenden Gassammelraum und einer zwischen der Austrittsöffnung des Plattenwärmetauschers und dem Gassammelraum befindlichen Trennzone.
  • In der EP 0 998 346 B1 ist ein Verfahren zur Herstellung flüssiger und wahlweise gasförmiger Produkte aus gasförmigen Reaktanden mittels indirektem Wärmeaustausch beschrieben. Die gasförmigen Reaktanden werden in eine Suspension, in der Katalysatorteilchen dispergiert sind, geleitet. Bei der Aufwärtsbewegung durch die Suspension bilden sich flüssige und wahlweise gasförmige Produkte, wobei die gasförmigen Reaktanden und Produkte die Katalysatorteilchen in der aus Suspensionsflüssigkeit und den flüssigen Produkten bestehenden Aufschlämmung in Schwebe halten. Über dem oberen Niveau der Aufschlämmung sammeln sich die daraus austretenden gasförmigen Produkte und nicht verbrauchten Reaktanden und werden abgezogen. Über wenigstens ein Rücklaufrohr strömt die aufwärts bewegte Aufschlämmung von ihrem höchsten zu einem niedrigeren Niveau und von dort über wenigstens ein weiteres Rücklaufrohr zu einem noch niedrigeren Niveau. Aus der Aufschlämmung wird flüssige Phase abgezogen. Durch die Katalysatorteilchen reagieren die gasförmigen Reaktanden zu dem flüssigen und ggf. gasförmigen Produkt, wobei die gasförmigen aus Synthesegas bestehenden Reaktanden in der Aufschlämmung reagieren können und mittels Fischer-Tropsch-Synthese ein flüssiges und ein gasförmiges Kohlenwasserstoffprodukt bilden. Die bei diesem Verfahren eingesetzten Wärmetauscher besitzen einen komplizierten Aufbau.
  • Bei einem Verfahren zur Durchführung einer kontinuierlichen katalytischen Mehrphasenreaktion gemäß EP 0 627 959 B1 werden in eine aus Reaktanden, wenigstens eine flüssige Komponente enthaltendem Produkt und feinteiligem Katalysator bestehende Aufschlämmung Reaktanden eingeleitet, das flüssige Produkt vom Rest der Aufschlämmung durch Filtern getrennt und die Aufschlämmung durch Einblasen von Gas in konstanter Bewegung gehalten. Der über der Aufschlämmung befindliche Gasraum steht mit dem Filtrat in Verbindung und zwar zusätzlich zu irgendeiner Verbindung über die Aufschlämmung selbst. Der bei diesem Verfahren gebildet Filterkuchen muss in bestimmten Zeitabständen entfernt werden.
  • In der US 2003/0109591 A1 ist ein Verfahren zur kontinuierlichen Durchführung einer chemischen Mehrphasenreaktion beschrieben, bei dem eine Suspension aus flüssigen Einsatzkohlenwasserstoffen mit darin dispergierten feinkörnigen Katalysatorteilchen mit Synthesegas begast wird. Die infolge der Begasung aufgewirbelte Synthesegasbläschen enthaltende Suspension wird in einem von unten nach oben gerichteten Gleichstrom durch eine Reaktionszone geleitet, in der durch indirekten Wärmetausch eine Suspension aus flüssigen Kohlenwasserstoffen mit dann dispergierten gasförmigen Kohlenwasserstoffen, Wasserdampf und feinkörnigen Katalysatorteilchen erzeugt wird. Nach dem Verlassen der Reaktionszone entweichen aus der Suspension die darin enthaltenen gasförmigen Kohlenwasserstoffe und Wasserdampf und von der verbleibenden Suspension aus flüssigen Kohlenwasserstoffen mit den darin dispergierten feinkörnigen Katalysatorteilchen werden die Katalysatorteilchen durch Sedimentation abgetrennt und die geklärten flüssigen Kohlenwasserstoffe aus dem Prozess ausgeleitet.
  • Aus der WO 03/068379 A2 ist eine Vorrichtung zur Umwandlung von Gas zu Flüssigkeit durch heterogene katalytische Reaktionen in einem Reaktor mit einer Aufwärtsströmung in der Mitte und einer Abwärtsströmung in dem die Mitte umgebenden Kreisring bekannt. Der Reaktor kann eine Aufschlämmung eines Katalysators aufnehmen, er besitzt eine Gasaustrittsöffnung und es sind dann ein oder mehrere Wärmetauscher, Mittel zur Entfernung eines Teils der Aufschlämmung aus der Reaktionszone, Mittel zur Rückführung der Aufschlämmung in die Reaktionszone nach dem Mischen mit Gas, eine Mehrphasen-Mischeinrichtung zum Mischen der Aufschlämmung mit Gas, Mittel zur gleichmäßigen Verteilung der rückgeführte Aufschlämmung, wenigstens über einen Teil des Querschnitts der Reaktionszone und Mittel zur Vermeidung von Unterschieden in der Gaskonzentration über den Querschnitt der Reaktionszone vorgesehen. Der Reaktor enthält einen Rohrbündelwärmetauscher mit festen Rohrböden, dessen Rohre in der Auf- und Abwärtsströmung angeordnet sind. Oberhalb des oberen Rohrbodens befinden sich Leitbleche, die eine Trennung der Aufwärtsströmung von der Abwärtsströmung unterstützen sollen. Am Boden des Reaktors ist ein Gasverteiler angebracht, über den das Gas in die Aufschlämmung eingetragen wird. Das sich im Sumpf des Reaktors sammelnde flüssige Produkt wird mittels eines Filters von der aus dem Reaktor abgeführten Katalysatoraufschlämmung getrennt und ausgeleitet. Anstelle des Rohrbündelwärmetauschers können auch ein oder mehrere Plattenwärmetauscher eingesetzt werden.
  • Die US 5 961 933 A betrifft ein Verfahren zur Aufarbeitung einer Suspension mittels eines Blasensäulenreaktors, indem die die Reaktanden für das Herstellen des gewünschten Produkts enthaltende Gasphase in Form von Blasen in das untere Ende des Reaktors eingeleitet und wenigstens ein Teil der Flüssigphase sowie eventuell der Feststoffphase rezirkuliert wird, nahe dem einen Ende des Reaktors abgezogen und nahe dem andern Ende wieder in den Reaktor eingeleitet wird, wobei der Durchsatz an rezirkulierter Suspension wenigstens gleich der Sedimentationsgeschwindigkeit der Feststoffpartikel ist. Die Rezirkulierung wird durch die Dichtedifferenz zwischen der durch die Gasphase belüfteten Suspension und der rezikulierten nichtbelüfteten Suspension hervorgerufen.
  • Bei dem Verfahren gemäß US 2 968 614 A lässt man schwere Erdölfraktionen mit Wasserstoff reagieren, indem schweres Kohlenwasserstofföl in einer Suspension mit darin suspendiertem Hydrier-Katalysator reagiert. Das Öl und der Katalysator bilden einen im Kreislauf geführten Aufwärtsstrom, der einen getrennten ringförmigen Abwärtsstrom umschließt, wobei in den Abwärtsstrom schweres Kohlenwasserstofföl, Katalysator und Wasserstoff eingespeist werden. Die Geschwindigkeit des Aufwärtsstrom ist größer als die Sedimentationsgeschwindigkeit des Katalysators. Von dem zirkulierenden Aufwärtsstrom werden kontinuierlich Wasserstoff und ein erster eine geringe Menge Katalysator enthaltender Ölproduktstrom sowie ein zweiter Ölproduktstrom, der die gleiche Menge Katalysator wie der Aufwärtsstrom enthält, abgetrennt. Die Gesamtmenge an Öl und Katalysator in den beiden Ölproduktströmen ist gleich der Menge an Öl und Katalysator, die kontinuierlich dem Aufwärtsstrom zugesetzt wird.
  • In der EP 1 060 787 B1 ist ein Reaktor zur Durchführung einer chemischen Dreiphasenreaktion unter Druck beschrieben, an der eine gasförmige Phase und zwei nicht-gasförmige Phasen, von denen wenigstens ein flüssig ist, beteiligt sind. Der Reaktor besteht aus einem Zentralbereich und einem davon durch eine Zylinderwand getrennten Ringbereich sowie einem Mittel zum Einbringen der gasförmigen Phase in den unteren Teil des Zentralbereichs, um eine Zirkulation in einem geschlossenen Kreislauf und im Gleichstrom der zwei nicht-gasförmigen Phasen zu erzeugen, und zwar aufsteigend im Zentralbereich und absteigend im Ringbereich. Der Reaktor besitzt ferner einen oberen Bereich zum Trennen und Wiedergewinnen der überschüssigen gasförmigen Phase sowie einer flüssigen Fraktion. Außerhalb des Reaktors befindet sich ein Hochdruckseparator, der mit dem oberen Bereich des Reaktors verbunden ist, um die überschüssige gasförmige Phase und die flüssige Fraktion getrennt in den Separator zu führen. Ferner sind Mittel zum Regeln einer aus dem Hochdruckseparator austretenden Gasrate und Flüssigkeitsrate vorgesehen, um den Druck im Reaktor sowie den Pegel im Hochdruckseparator zu regeln.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den eingangs beschriebenen Reaktor so zu gestalten, dass das Ergebnis der chemischen Mehrphasenreaktion verbessert wird.
  • Diese Aufgabe ist gelöst durch einen am unteren Ende des den Plattenwärmetauscher umgebenden Mantels mit seinem sich verengenden Ende angebrachten, wenigstens einen Abschnitt der Begasungszone umgebenden Einlauftrichter, einen am oberen Rand des Mantels umlaufend mit seinem sich erweiternden Ende angebrachten, die Trennzone umschließenden, mit seinem oberen Rand geringfügig unterhalb des in dem Druckbehälter vorhandenen Flüssigkeitsniveaus liegenden Auslauftrichter, eine dem oberen Abschnitt des Auslauftrichters gegenüberliegend auf der Innenseite des Druckbehälters umlaufend angebrachte, mit der Überströmkante geringfügig unterhalb des Flüssigkeitsniveaus liegenden Rinne, einen zwischen dem Auslauftrichter und der Rinne bestehenden Zwischenraum, einen den Auslauftrichter unter Bildung eines Zwischenraums umgebenden, dem Auslauftrichter ähnlichen, d. h. in der Form der Flächen übereinstimmenden, mit seinem oberen Rand über das in dem Druckbehälter vorhandene Flüssigkeitsniveau ragenden Trichter und eine in dem Gassammelraum angeordnete, aus wenigstens einem Zyklon bestehende Gasreinigungseinrichtung.
  • Die durch die Begasung der aus Einsatzkohlenwasserstoffen mit darin dispergierten feinkörnigen Katalysatorteilchen bestehenden Suspension mit Synthesegas erzeugten Synthesegasbläschen enthaltende Suspension hat eine kleinere Dichte als die die Begasungszone umgebende Aufschlämmung aus flüssigen Einsatzkohlenwasserstoffen und feinkörnigen Katalysatorteilchen, so dass die Suspension selbsttätig in die Wärmetauschzone, in der die exotherme Reaktion erfolgt, aufsteigt. Nach dem Austritt aus der Wärmetauschzone entweichen aus der Suspension die bei der Reaktion gebildeten gasförmigen Kohlenwasserstoffe und Wasserdampf und werden aus dem Prozess ausgeleitet. Die verbleibende Suspension aus flüssigen Kohlenwasserstoffen mit darin dispergierten feinkörnigen Katalysatorteilchen wird in eine Beruhigungszone geleitet, in der noch darin enthaltene gasförmige Kohlenwasserstoffe und Wasserdampf abgeschieden und die feinkörnigen Katalysatorteilchen durch Sedimentieren abgetrennt werden. Die feinkörnigen Katalysatorteilchen sinken auf Grund ihres gegenüber den flüssigen Kohlenwasserstoffen vergleichsweise größeren spezifischen Gewichts nach unten in die Aufschlämmzone, während die geklärten flüssigen Kohlenwasserstoffe aus dem Prozess ausgeleitet werden.
  • Über den zwischen dem Auslauftrichter und dem diesen umgebenden ähnlichen, mit seinem oberen Rand über das in dem Druckbehälter vorhandene Flüssigkeitsniveau ragenden Trichter bestehenden Zwischenraum strömt verbleibende Suspension mit darin dispergierten feinkörnigen Katalysatorteilchen aus der Trennzone über die untere Öffnung des Zwischenraums in die zwischen dem Trichter und der an der Innenwand des Druckbehälters umlaufenden Rinne liegenden Beruhigungszone. In der Gasreinigungseinrichtung werden die von dem Wasserdampf und den gasförmigen Kohlenwasserstoffen erzeugten Suspension mitgerissenen Suspensionströpfchen abgeschieden und der verbleibenden Suspension aus flüssigen Kohlenwasserstoffen mit darin dispergierten feinkörnigen Katalysatorteilchen zugesetzt.
  • Eine weitere Ausführungsform des Reaktors besteht darin, dass unterhalb des mindestens einen Plattenwärmetauschers weitere Plattenwärmetauscher in Reihe untereinander angeordnet sind, wobei am unteren Rand ihrer Mäntel umlaufend ein Einlauftrichter mit seinem sich verengenden Ende befestigt ist und wobei in dem zwischen zwei benachbarten Plattenwärmetauschern bestehenden Zwischenraum jeweils ein ein Wellen-, Trapez- oder Rechteckprofil besitzendes Verteilerblech mit in den Profil-Bergen und den Profil-Tälern befindlichen lochförmigen Durchbrechungen, deren Durchmesser im Bereich der Profil-Täler größer als im Bereich der Profil-Berge ist, angebracht ist, um die aus dem jeweils vorhergehenden Plattenwärmetauscher austretenden größeren aus Wasserdampf und Kohlenwasserstoffen gebildeten Blasen in kleinere Blasen zu zerteilen.
  • Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal sind die Plattenwärmetauscher blockförmig gestaltet und besitzen einen rechteckigen Querschnitt.
  • In vorteilhafter Weise können die Plattenwärmetauscher jeweils aus mehreren blockförmigen Modulen zusammengesetzt sein.
  • Ein für den Einsatz geeigneter Plattenwärmetauscher ist gemäß DE 195 25 802 A1 und DE 100 35 776 A1 aus hintereinander angeordneten, zu einem Paket verbundenen Wärmetauscherplatten aufgebaut. Die Wärmetauscherplatten bilden mittels zwischen ihnen angeordneten Umfangsdichtungen abwechselnd für ein wärmegebendes und ein wärmeaufnehmendes Medium geschlossene Kanäle, die über miteinander fluchtende Ein- und Austrittsöffnungen der Wärmetauscherplatten mit dem jeweiligen Medium beaufschlagbar sind, wobei von den Ein- und Austrittsöffnungen Profilierungen ausgehen und in diesem Profilbereich, abwechselnd von Plattenpaar zu Plattenpaar, Dichtungen zur Abschottung der Ein- und Austrittsöffnungen von den Wärmetauscherflächen angeordnet sind.
  • Für den Reaktor können auch Plattenwärmetauscher, bestehend aus hintereinander angeordneten zu einem Paket verbundenen Thermoblechen, die jeweils aus zwei durch Punktschweißen miteinander verbundenen, geprägten, mit im Querschnitt elliptischen Strömungskanälen für das Durchströmen der Suspension umschließenden Formblechen gebildet sind, Verwendung finden. Zwischen benachbarten Thermoblechen ist jeweils ein Spalt für das Durchströmen des wärmeaufnehmenden Mediums vorhanden. Derartige Plattenwärmeaustauscher sind aus der DE 197 54 185 C1 bekannt.
  • Die Erfindung wird in den Zeichnungen beispielhaft schematisch dargestellt und wird nachstehend näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 einen Längsschnitt durch einen Reaktor mit einem darin angeordneten Wärmetauscher;
  • 2 einen Längsschnitt durch einen Reaktor mit drei in Reihe darin angeordneten Wärmetauschern;
  • 3 einen Ausschnitt eines Querschnitts durch einen Wärmetauscher;
  • Gemäß 1 ist in einen vertikalen im Querschnitt kreisförmigen Druckbehälter (1) ein blockförmiger im Querschnitt rechteckiger Plattenwärmetauscher (2) unter Bildung eines allseitigen Zwischenraums (3) mit der Innenwand des Druckbehälters (1) eingebaut. Der Plattenwärmetauscher (2) besteht aus hintereinander angeordneten, zu einem Paket zusammengepressten Wärmetauscherplatten (4). Die Wärmetauscherplatten (4) bilden mittels zwischen ihnen angeordneten Umfangsdichtungen abwechselnd für ein wärmeabgebendes und ein wärmeaufnehmendes Medium geschlossene Kanäle (5, 6), die über miteinander fluchtende Ein- und Austrittsöffnungen der Wärmetauscherplatten (4) mit dem jeweiligen Medium beaufschlagbar sind, wobei von den Ein- und Austrittsöffnungen Profilierungen ausgehen und in dem Profilbereich, abwechselnd von Plattenpaar zu Plattenpaar, Dichtungen zur Abschottung der Ein- und Austrittsöffnungen von den Wärmetauscherflächen angeordnet sind. Die Suspension aus flüssigen Einsatzkohlenwasserstoffen mit darin dispergierten feinkörnigen Katalysatorteilchen strömt durch die Kanäle (5) im Gleichstrom von unten nach oben, während das wärmeaufnehmende Medium in quer dazu verlaufenden Kanälen (6) geführt wird. Die in einem Rahmen paketförmig zusammengehaltenen Wärmetauscherplatten (4) sind von einem geschlossenen Mantel (7) umgeben. Über Leitung (8) werden flüssige Einsatzkohlenwasserstoffe in den von der Innenwand des Druckbehälters (1) und dem Mantel (7) des Plattenwärmetauschers (2) gebildeten Zwischenraum eingetragen. Mittels eines unterhalb des Plattenwärmetauschers (2) angeordneten über Leitung (9) mit Synthesegas beaufschlagten Gasverteilers (10) werden die Einsatzkohlenwasserstoffe mit darin dispergierten aus der Aufschlämmung stammenden feinkörnigen Katalysatorteilchen begast, so dass eine Synthesegasbläschen und feinkörnige Katalysatorteilchen enthaltende Suspension entsteht, die auf Grund ihrer gegenüber den nicht begasten Einsatzkohlenwasserstoffen geringeren Dichte nach oben steigt und den Plattenwärmetauscher (2) im Gleichstrom von unten nach oben durchströmt. Um die Suspension gezielt zur Eintrittsöffnung des Wärmetauschers (2) zu führen, ist am unteren Rand des Mantels (7) des Plattenwärmetauschers (2) umlaufend ein hohlpyramidenstumpfförmiger Einlauftrichter (11) mit seinem sich verengenden Ende angebracht. Am oberen Ende des Mantels (7) des Plattenwärmetauschers (2) ist umlaufend ein hohlpyramidenstumpfförmiger Auslauftrichter (12), dessen sich verengendes Ende in einen hohlquaderförmigen Abschnitt (13) übergeht, mit dem sich erweiternden Ende befestigt. Der Auslauftrichter (12) umgibt die Trennzone (14), in der die aus der bei der chemischen Reaktion im Plattenwärmetauscher (2) erzeugten Suspension gebildeten gasförmigen Kohlenwasserstoffe und Wasserdampf entweichen, in den Gassammelraum (15) eintreten, mittels der im Gassammelraum (15) befindlichen Hydrozyklone (16, 17) von mitgerissenen Suspensionströpfchen gereinigt und danach über Leitung (18) aus dem Druckbehälter (1) ausgeleitet werden. Der obere Rand des hohlquaderförmigen Abschnitts (13) des Auslauftrichters (12) endet geringfügig unter dem im Druckbehälter (1) vorhandenen Flüssigkeitsniveau (19), so dass die verbleibende Suspension aus flüssigen Kohlenwasserstoffen mit darin dispergierten feinkörnigen Katalysatorteilchen über den zwischen dem Auslauftrichter (12) und dem diesen umgebenden hohlpyramidenstumpfförmigen Trichter (21) bestehenden Zwischenraum (20) abfließen kann. Der obere Rand des hohlquaderförmigen Abschnitts (22) des Trichters (21) ragt über das im Druckbehälter (1) vorliegende Flüssigkeitsniveau (19) hinaus. Da der Zwischenraum (20) nach unten offen ist, strömt die verbleibende Suspension in den oberen Abschnitt des zwischen der Innenwand des Druckbehälters (1) und dem Mantel (7) des Wärmetauschers (2) bestehenden Zwischenraum (3), in dem eine Beruhigung der verbleibenden Suspension erfolgt, die feinkörnigen Katalysatorteilchen auf Grund ihres gegenüber den flüssigen Kohlenwasserstoffen größeren spez. Gewichts abgetrennt und als Aufschlämmung im Bereich des Bodens des Druckbehälters sedimentiert werden. Dem oberen Abschnitt des Trichters (21) gegenüberliegend befindet sich eine an der Innenseite des Druckbehälters (1) umlaufende Rinne (23), deren Überströmkante geringfügig unterhalb des in dem Druckbehälter (1) vorhandenen Flüssigkeitsniveaus (19) liegt, so dass die in dem zwischen der Rinne (23) und dem Trichter (21) bestehenden als Beruhigungszone dienenden Zwischenraum entstandenen geklärten flüssigen Kohlenwasserstoffe in die Rinne (23) überströmen und über Leitung (24) aus dem Druckbehälter (1) ausgeleitet werden. Ausgehend von einer außerhalb des Druckbehälters (1) befindlichen Dampftrommel (25) werden die Kanäle (6) des Plattenwärmetauschers (2) über Leitung (26) mit einem wärmeaufnehmendem Medium beaufschlagt. Über Leitung (27) werden die in den Kanälen (6) gebildeten Brüden zur Dampftrommel (25) zurückgeleitet. Über Leitung (28) kann Aufschlämmung aus dem Druckbehälter (1) ausgeleitet werden.
  • Im Unterschied zu 1 sind bei dem in 2 dargestellten Reaktor in dem Druckbehälter (1) zwei zusätzliche Plattenwärmetauscher (29, 30) in Reihe unter dem Plattenwärmetauscher (2) angeordnet, wobei am unterem Rand ihres Mantels (31, 32) umlaufend jeweils ein hohlpyramidenstumpfförmiger Einlauftrichter (33, 34) mit seinem sich verengenden Ende befestigt ist. Die Suspension aus Einsatzkohlenwasserstoffen mit darin dispergierten feinkörnigen Katalysatorteichen strömt durch die Kanäle (35, 36) der Plattenwärmetauscher (29, 30) im Gleichstrom von unten nach oben, während das wärmeaufnehmende Medium in quer dazu verlaufenden Kanälen (37, 38) geführt ist. Das wärmeaufnehmende Medium wird über die Teilleitungen (39, 40) den Kanälen (37, 38) zugeführt und die entstandenen Brüden aus den Kanälen (37, 38) über die Teilleitungen (41, 42) und die Leitung (27) abgeführt. In dem zwischen dem oberen Plattenwärmetauscher (2) und dem mittleren Plattenwärmetauscher (29) sowie dem mittleren Plattenwärmetauscher (29) und dem unteren Plattenwärmetauscher (30) bestehenden Zwischenraum befindet sich jeweils ein ein Trapezprofil besitzendes Verteilerblech (43, 44), dessen Größe der Größe des Querschnitts des Plattenwärmetauschers entspricht, mit im Bereichen der Profil-Täler und Profil-Berge angebrachten Durchbrechungen, deren Öffnungsquerschnitt im Bereich der Profil-Berge kleiner als im Bereich der Profil-Täler ist. Durch die Verteilerbleche (43, 44) werden die in der Dispersion aufsteigenden größeren Gasblasen in kleiner Gasblasen zerteilt.
  • Wie der in 3 dargestellte Teilquerschnitt durch einen aus geprägten übereinander gepackten Formblechen (45) aus austenitischem Werkstoff aufgebauten Plattenwärmetauscher (2, 29, 30) zeigt, bilden zwei übereinandergelegte Formbleche den horizontalen Strömungsweg (46) für das wärmeaufnehmende Medium und zwei übereinander gelegte Formbleche den senkrechten Strömungsweg (47) für die mit Synthesegas begaste aufsteigende Suspension aus Einsatzkohlenwasserstoffen mit darin dispergierten feinkörnigen Katalysatorteilchen.

Claims (6)

  1. Reaktor zur kontinuierlichen Durchführung einer chemischen Mehrphasenreaktion, bestehend aus einem vertikalen Druckbehälter (1) mit mindestens einem darin unter Bildung eines allseitigen Zwischenraums (3) mit der Innenseite des Druckbehälters (1) eingebauten, von einem geschlossenen Mantel (7) umgebenen Wärmetauscher (2), einer unterhalb der Eintrittsöffnung des mindestens einen Wärmetauschers (2) angeordneten Begasungseinrichtung (10) und einem oberhalb des mindestens einen Wärmetauschers (2) liegenden Gassammelraum (15), gekennzeichnet durch einen am unteren Ende des Mantels (7) umlaufend mit seinem sich verengenden Ende angebrachten, wenigstens einen Abschnitt der Begasungszone umgebenden Einlauftrichter (11), einen am oberen Rand des Mantels (7) umlaufend mit seinem sich erweiternden Ende angebrachten, die Trennzone (14) umschließenden, mit seinem oberen Rand geringfügig unterhalb des in dem Druckbehälter (1) vorhandenen Flüssigkeitsniveaus (19) liegenden Auslauftrichter (12), eine dem oberen Abschnitt des Auslauftrichters (12) genüberliegend auf der Innenseite des Druckbehälters (1) umlaufend angebrachte, mit der Überströmkante geringfügig unterhalb des Flüssigkeitsniveaus (19) liegenden Rinne (23), einen zwischen dem Auslauftrichter (12) und der Rinne (23) bestehenden Zwischenraum, einen den Auslauftrichter (12) unter Bildung eines Zwischenraums (20) umgebenden, dem Auslauftrichter (12) ähnlichen, d. h. in der Form der Flächen übereinstimmenden, mit seinem oberen Rand über das in dem Druckbehälter (1) vorhandene Flüssigkeitsniveau (19) ragenden Trichter (21) und eine in dem Gassammelraum (15) angeordnete, aus wenigstens einem Zyklon (16, 17) bestehende Gasreinigungseinrichtung, wobei der mindestens eine Wärmetauscher (2) ein Plattenwärmetauscher ist.
  2. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des mindestens einen Plattenwärmetauschers (2) weitere Plattenwärmetauscher (29, 30) in Reihe untereinander angeordnet sind, wobei am unteren Rand ihrer Mäntel (31, 32) umlaufend jeweils ein Einlauftrichter (33, 34) mit seinem sich verengenden Ende befestigt ist und wobei in dem zwischen zwei benachbarten Plattenwärmetauschers (2, 29, 30) bestehenden Zwischenraum jeweils ein ein Wellen-, Trapez- oder Rechteckprofil besitzendes Verteilerblech (43, 44) mit in den Profil-Bergen und Profil-Tälern befindlichen lochförmigen Durchbrechungen, deren Durchmesser im Bereich der Profil-Täler größer als im Bereich der Profil-Berge ist, angebracht ist.
  3. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 und 2, gekennzeichnet durch blockförmige im Querschnitt rechteckige Plattenwärmetauscher (2, 29, 20).
  4. Reaktor nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch aus mehreren blockförmigen Modulen zusammengesetzte Plattenwärmetauscher (2, 29, 30).
  5. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch mindesten einen aus hintereinander angeordneten, zu einem Paket verbundenen Wärmetauscherplatten bestehenden Plattenwärmetauscher (2, 29, 30), wobei die Wärmetauscherplatten mittels zwischen ihnen angeordneten Umfangsdichtungen abwechselnd für ein wärmegebendes und ein wärmeaufnehmendes Medium geschlossene Kanäle bilden, die über miteinander fluchtende Ein- und Austrittsöffnungen der Wärmetauscherplatten mit dem jeweiligen Medium beaufschlagbar sind, wobei von den Ein- und Austrittsöffnungen Profilierungen ausgehen und in diesem Profilbereich, abwechselnd von Plattenpaar zu Plattenpaar, Dichtungen zur Abschottung der Ein- und Austrittsöffnungen von den Wärmetauscherflächen angeordnet sind.
  6. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch mindestens einen aus hintereinander angeordneten, zu einem Paket verbundenen Thermoblechen bestehenden Plattenwärmetauscher (2, 29, 30), dessen Thermobleche jeweils aus zwei durch Punktschweißen miteinander verbundenen, geprägten, mit im Querschnitt elliptischen Strömungskanälen für das Durchströmen der Dispersion umschließenden Formblechen bestehen, wobei zwischen benachbarten Thermoblechen ein Spalt für das Durchströmen des wärmeaufnehmenden Mediums vorhanden ist.
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