DE1932405A1 - Doppelmantelreaktor aus hochkorrosionsfestem Werkstoff auf Graphitbasis zur kontinuierlichen Durchfuehrung chemischer und physikalisch-chemischer Reaktionen - Google Patents

Description

• Doppelmantelreaktor aus hochkorrosionsfestem Werkstoff auf Graphitbasis zur kontinuierlichen Durchführung chemischer und physikalisch-chemisoher Reaktionen Die Erfindung betrifft eine als Doppelmantelreaktor aus hochkorrosionsfestem Werkstoff auf Graphitbasis zur kontinuierlichen Durchführung chemischer und physikalischchemischer Reaktionen bezeichnete Vorrichtung, wobei es auf Grund der speziellen Konstruktion möglich ist, optimale Bedingungen bezüglich Material, Wärme- und Stoffaustausch zu erzielen.
• Bekannt ist, daß derartige gas-flüssig Reaktionen vorwiegend in zwei Reaktortypen durchgeführt werden, nämlich in Ruhrwerksbehältern oder in Kolonnenreaktoren. Dabei werden die Rührwerksbehälter vorwiegend im diskontinuierlichen Betrieb eingesetzt. Reaktionskolonnen der verschiedensten Bauarten für die kontinuierliche Prozeßführung sind in technischen Größenordnungen in den verschiedensten Materialien (vorwiegend metallische Werkstoffe bzw. Keramik und Glas) bekannt.
• Speziell bei katalytischen Reaktionen bzw. bei Reaktionen mit hohen Ansprüchen an die Korrosionsbeständigkeit des Werkstoffs ergeben sich bei metallischen Werkstoffen erhebliche Schwierigkeiten. Müssen bei den Reaktionen Wärmemengen zum oder abgeführt werden, bei gleichzeitiger starker Korrosionsbelastung, zeigen sich bei den Werkstoffen Glas und Keramik erhebliche Nachteile einerseits durch die Konstruktion - Schlangen aus Glas - und andererseits durch die schlechte Wärmeleitfähigkeit dieser Werkstoffe.
• Schwierigkeiten ergeben sich gleichzeitig bei der Durchführung von fotochemischen Reaktionen für die Unterbringung der Strahlungsquellen im Reaktionßraumo Die Erfindung bezweckt, unter Verwendung von hochkorrosionsfesten undteinperaturbeständigen Werkstoffen auf Graphitbasis einen Kolonnenreaktor zu schaffen, mit dem es möglich ist, die verschiedensten chemischen und auch fotochemischen Reaktionen einwandfrei zu beherrschen, Gleichzeitig ist es möglich, die Kolonne unter Verwendung verschiedener Kolonnenschußvariationen baukastenartig beliebig zu gestalten.
• Erfindungsgemäß besteht die Kolonne aus einzelnen Schüssen mit einem speziell ausgebildeten Doppelmantel, in dem durch Kreissegmente oder spiralförmige Leitstege eine Zwangsführung des Heiz- oder Kühlmediums zum Zweck einer höheren Strömungsgeschwindigkeit und damit eines besseren Wärmeübergangs angebracht wird. Gleichzeitig ist es möglich, durch den Doppelmantel und die Kolonnenwand hindurch seitlich entsprechende Strahlungsquellen einzuführen.
• Durch das gewählte Material, seine gute Wärmeleitfähigkeit und die beschriebene Zwangsführung der Wärmeträger ist eine zusätzliche Kühlung bzw. Beheizung der Strahlungsquellen nicht nötig. Durch die Anbringung des Doppelmantels ist es möglich, im Reaktionsraum ungestört die verschiedensten Einbauten zur Beeinflussung der Reaktion unterzubringen - Raschigringe, Siebböden, Glockenböden Ventilböden usw. -. Dabei ist es möglich, die Kolonne flüssigkeitsgefüllt - Raschigringe, Siebböden - oder nach dem Prinzip einer Destillations- oder Rektifikationskolonne - Raschigringe, Siebböden, Glockenböden, Ventilböden usw. -zu fahren. Unabhängig von der Länge der Kolonne können die verschiedensten Strahlungsquellen und Meßfühler an jeder Stelle der Kolonne angebracht werden, indem man sie seitlich einführt. Hervorgehoben werden muß, daß sämtliche produktberührten Teile der Kolonne - Begasungsdüse, Schüsse, Einleitungsrohre, Meßfühlerschutzrohre -mit Ausnahme der 3rennerschiitzrobre nur aus Werkstoffen auf Graphitbasis bestehen und die Kolonne von außen durch keinen metallischen Mantel bewehrt wird.
• Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel naher erläutert werden. In der dazugehörigen Zeichnung zeigen: Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Korobonreaktors für spezielle Reaktionen zur Herstellung des lnsektizids Melipax als Schnitt zeichnung Fig. 2 ein Detail der Gestaltung der Brennerschutzrohranbringung zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 als Schnitt zeichnung Fig. 3 ein Detail der Gestaltung des Kreisringsegments in einem Doppelmantelabschnitt als Schnittzeichnung in zwei Ebenen.
• Nach Fig. 1 besteht der Korobonreaktor aus dem Kolonnenunterte-l 5 mit Ablaufstutzen 12 und mit eingebautem GasverteiL-r 13, durch den im hier beschriebenen Beispiel als gasförmige Reaktionskomponente Chlor strömt. Mit diesem Bodenstück steht der Korobonreaktor auf einer Stützkonstruktion. Auf dem Bodenstück sind beispielsweise 3 Kolonnenschüsse 1 - 3 übereinander aufgebaut, die mit insgesamt 6 Doppelmantelabschnitten 8 mit Ein- 9 und Auslaufstutzen 10 versehen sind, wobei je zwei von ihnen zu einer über ein Regelventil versorgten Kühl- bzw. Heizzone zusammengefaßt sind. Die Deppelmantelabschnitte sind durch Kreisringe 20 voneinander getrennt. In jedem Abschnitt wird der durchströmende Wärmeträger durch eingeklebte Kreisringsegmente 21 zwangsgeführt, im Doppelmantel zu größeren Strömungsgeschwindigkeiten und damit zu einem besseren Wärmeübergang gezwungen.
• Durch den Kopf des Reaktors 4 wird ein Zulaufstutzen 11 für die flüssige-Reaktionskomponente Camphen geführt.
• Seitlich am oberen Schuß ist ein Abgasaustrittsstutzen 14 angebracht. Der Reaktionsraum des Kolonnenreaktors wird durch Siebböden 6 zum Zwecke der Verminderung der Rückvermischung in mehrere Reaktionsabschnitte unterteilt.
• Seitlich an den Kolonnenschüssen sind Brennerschutzrohrstutzen 16 angebracht, durch die die von einem Disbanzring 17 mit Distanzringhalteflansch 19 justierten und von einem Brennerschutzrohrhalteflansch 18 gehaltenen Brennerschutzrohre 7 in das Kolonneninnere ragen.
• Durch den in diesem Anwendungsbeispiel mit dem Reaktionsprodukt gefluteten Korobonreaktor bewegt; sich von oben nach unten das Eingangsprodukt Oamphen, das auf seinem Weg zum Ablaufstutzen am Sumpf des Reaktors mit dem den umgekehrten Weg nehmenden zweiten Reaktionspartner Chlor mit Hilfe von UV-Strahlung stufenweise reagiert;; Die bei der Reaktion entstehende Wärmemenge wird durch die Doppelmäntel abgeführt, wobei die auftretenden Temperaturen über in Schutzrohren 15 befindliche Temperaturfühler registriert werden. Dabei wird nach den auftretenden Temperaturen durch Regelung des Kühlwasserzulaufs die Kühlintensität in den Kühlzonen variiert. Die bei der Reaktion entstehenden Abgase durchperlen die Reakbionsabschnitte des Reaktors und verlassen diesen durch den Abgasstutzen am Kopf des obersten Schusses.

Claims (3)

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Durchführung chemischer oder physikalisch-chemischer Reaktionen in Reaktionskolonnen aus Graphitwerkstoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmezu- oder -abfuhr durch außen angebrachte Doppelmäntel, in denen durch Kreisringsegmente eine Zwangsführung des Xeiz- oder Kühlmediums verursacht wird, erfolgt und daß der Reaktionsraum durch feste oder lose Einbauten, wie z. 3.' Siebböden, Glockenböden usw. in beliebig große Kolonnenabschnitte zum Zwecke der Verminderung der Rückvermischung in der Reaktionskolonne unterteilt wird; wobei optimale Bedingungen bezüglich Material, Wärme- und Stoffaustausch erzielt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die freien Reaktionskolonnenabschnitte seitlich durch Offnungen der Kolonnenwand beliebig viele Brennerschutzrohre aus strahlungsdurchlässigem Material, z. B. Quarz, mit eingesteckten Btrahlungsque,llen, z. B. UV-Brenner, zur Durchführung fotochemischer Reaktionen eingebracht werden können.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2; dadurch gekennzeichnet, daß durch die Kombination zweckmäßig ausgewählter Kolonnenschußvariationen - gekühlt ohne Strahlungsquellen, gekühlt mit Strahlungsquellen, ungekühlt mit Strahlungsquellen - siehe Fißur 1 - nach dem Baukastenprinzip Reaktionskolonnen für verschiedene Reakbionsführungen optimal zusammengesetzt werden können.

4%. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Einschaltung bekannter ließ-, Regeltmgs- und Steuereinrichtungen die Reaktion vollkontinuierlich