DE202006014116U1

DE202006014116U1 - Tube bundle reactor for gas phase, particularly exothermic, processes has improved efficiency and operational stability by its construction from tubes of similar close tolerance internal diameter and wall thickness

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Publication number: DE202006014116U1
Application number: DE200620014116
Authority: DE
Original assignee: MAN DWE GmbH
Current assignee: MAN DWE GmbH
Priority date: 2006-09-14
Filing date: 2006-09-14
Publication date: 2007-01-04
Anticipated expiration: 2016-09-15

Abstract

Tube bundle reactors for exothermic and endothermic gas phase processes are constructed from tubes having the same consistent nominal internal diameter, and where the manufacturing tolerance basis for the tube is related to its internal diameter. Particularly, tube bundle reactors with internal diameter tolerances of +-0.45 to +-1.35% are claimed.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Rohrbündelreaktor für katalytische Gasphasenreaktionen, mit einem Rohrbündel katalysatorgefüllter Reaktionsrohre, die von Reaktionsgas durchströmt werden und eine Reaktionszone durchlaufen, in der sie von einem flüssigen Wärmeträger umströmt werden, wobei die Reaktionsrohre Rohre mit gleicher Nennwandstärke sind und eine Durchmessertoleranz aufweisen.The The invention relates to a tube bundle reactor for catalytic Gas phase reactions, with a tube bundle of catalyst-filled reaction tubes, flows through the reaction gas and go through a reaction zone in which they are from a liquid Heat transfer medium flows around, wherein the reaction tubes are tubes with the same nominal wall thickness and have a diameter tolerance.

Katalytische Gasphasenprozesse wie Oxidations-, Hydrierungs-, Dehydrierungs-, Nitrierungs-, Alkylierungsprozesse werden in der chemischen Industrie in Reaktoren in der Bauart von Rohrbündelreaktoren mit isothermen Festbetten erfolgreich durchgeführt.catalytic Gas phase processes such as oxidation, hydrogenation, dehydrogenation, Nitriding, alkylation processes are used in the chemical industry in reactors in the design of tube bundle reactors with isothermal Fixed beds successfully completed.

Das Festbett – im Wesentlichen ein granularer Katalysator – befindet sich in den Reaktionsrohren eines allgemein ringförmigen, vertikal angeordneten Reaktionsrohrbündels, die von einem Reaktormantel umschlossen werden. Beide Enden jedes Reaktionsrohrs sind offen und in jeweiligen Durchgangslöchern eines oberen bzw. unteren Rohrbodens abgedichtet festgelegt. Das Reaktionsgasgemisch („Feedgas") wird den Reaktionsrohren über eine den betreffenden Rohrboden überspannende Reaktorhaube zu- und ebenso über eine den anderen Rohrboden überspannende Reaktorhaube als Produktgasgemisch abgeführt.The Fixed bed - in Essentially a granular catalyst - located in the reaction tubes a generally annular, vertically arranged reaction tube bundle from a reactor jacket be enclosed. Both ends of each reaction tube are open and in respective through holes set sealed upper or lower tube sheet. The Reaction gas mixture ("feed gas") is the reaction tubes over a the relevant tube plate spanning reactor hood to and over a spanning the other tubesheet Reactor hood discharged as a product gas mixture.

Stabile chemische Reaktionen werden erreicht, indem für den jeweiligen Prozess optimale Bedingungen sowohl rohrseitig innerhalb der Reaktionsrohre als auch mantelseitig außerhalb der Reaktionsrohre geschaffen werden. Auf der Mantelseite wird dies durch die Umwälzung eines flüssigen Wärmeträgers erreicht, durch den eine optimale Reaktionstemperatur eingestellt wird und bei exothermen Reaktionen die Wärme abgeführt wird bzw. bei endothermen Reaktionen die Wärme zugeführt wird. Der Wärmeträger wird hierzu mit einer Umwälzeinrichtung im Kreislauf durch den Rohrbündelreaktor und eine Wärmeaustauschvorrichtung geführt. Um möglichst gleiche Reaktionsbedingungen für alle Reaktionsrohre entlang des Gasströmungswegs zu erhalten, ist eine möglichst gute Gleichverteilung des Wärmeträgers innerhalb einer jeden Ebene senkrecht zur Reaktorachse anzustreben. Hierzu wird der Wärmeträger im Reaktor mit Umlenkblechen so geführt, dass er die Reaktionsrohre im wesentlichen quer anströmt und axial von Abschnitt zu Abschnitt durch den Reaktor geführt wird, so dass er global gesehen den Reaktor längs durchströmt. Durch die Queranströmung ergibt sich ein besonders guter Wärmeübergang. Dabei haben sich insbesondere für große Rohrbündelreaktoren, die heute oftmals über 30.000 und mehr Reaktionsrohre verfügen, ring- und scheibenförmige Umlenkbleche besonders bewährt, die den Wärmeträger mäanderförmig durch den Reaktor führen. In EP 1 569.745 A1 wird dies durch entsprechende Teilstromöffnungen in den Umlenkblechen erreicht. Unterstützt wird dies durch eine Vielzahl anderer Einrichtungen wie Mischer, Turbulenzerzeuger oder zusätzlicher Strömungsleiteinrichtungen. Die für den Betrieb des Rohrbündelreaktors notwendigen Nebenaggregate wie Pumpe, Wärmetauscher und Aufheizer liegen gewöhnlich außerhalb des Reaktormantels und sind an diesen mit Verbindungsleitungen angeschlossen. Entsprechend tritt der Wärmeträger in der Nähe eines Rohrbodens über einen Verteilerkanal in den Reaktormantel ein und in der Nähe des anderen Rohrbodens über einen anderen Verteilerkanal aus ihm aus. Solche Rohrbündelreaktoren sind beispielsweise aus DE 2 207 166 bekannt.Stable chemical reactions are achieved by creating optimum conditions for the respective process both on the tube side within the reaction tubes and on the shell side outside the reaction tubes. On the shell side, this is achieved by the circulation of a liquid heat carrier, through which an optimum reaction temperature is set and in exothermic reactions, the heat is dissipated or the heat is supplied in endothermic reactions. The heat transfer medium is for this purpose performed with a circulation device in the circuit through the tube bundle reactor and a heat exchange device. In order to obtain as similar reaction conditions for all reaction tubes along the gas flow path, the best possible uniform distribution of the heat carrier within each plane perpendicular to the axis of the reactor is desirable. For this purpose, the heat transfer medium in the reactor with baffles is guided so that it flows against the reaction tubes substantially transversely and is guided axially from section to section through the reactor so that it flows through the reactor in a global sense. Due to the cross-flow, a particularly good heat transfer results. Ring-shaped and disc-shaped baffles have proven particularly suitable for large tube bundle reactors, which today often have more than 30,000 or more reaction tubes, which guide the heat transfer medium meandering through the reactor. In EP 1 569 745 A1 This is achieved by appropriate partial flow openings in the baffles. This is supported by a variety of other facilities such as mixers, turbulence generators or additional flow control devices. The necessary for the operation of the tube bundle reactor ancillaries such as pump, heat exchanger and heater are usually outside the reactor shell and are connected to this with connecting lines. Accordingly, the heat carrier in the vicinity of a tube plate enters the reactor jacket via a distributor channel and out of the latter in the vicinity of the other tube plate via another distributor channel. Such tube bundle reactors are for example DE 2 207 166 known.

Der Wärmeübergang vom Reaktionsgas zum Wärmeträger, welcher die Reaktionsrohre umströmt, ergibt sich aus dem inneren Wärmeübergangskoeffizienten, der Wärmeleitung in der Reaktionsrohrwand und dem äußeren Wärmeübergangskoeffizienten. Der äußere Wärmeübergangskoeffizient liegt üblicherweise im Bereich zwischen 1000 W/(m²K) und 2000 W/(m²·K). Bei einer schlechten Wärmeleitfähigkeit des Rohrmaterials von angenommen 15 W/(m·K) und einer relativ großen Wandstärke von 3,0 mm ergibt sich für die Rohrwand ein äquivalenter flächenbezogener Wärmeübergangskoeffizient von ca. 5000 W/(m²·K). Der innere Wärmeübergangskoeffizient liegt meist in der Größenordnung von 100 bis 200 W/(m²·K). Mit diesen Zahlen wird deutlich, dass nahezu allein der innere Wärmeübergangskoeffizient begrenzend für den gesamten Wärmedurchgang vom Reaktionsgas zum Wärmeträger ist. Nur eine Verbesserung des inneren Wärmeübergangskoeffizienten führt zu einer messbaren Verbesserung des gesamten Wärmedurchgangs.The heat transfer from the reaction gas to the heat transfer medium, which flows around the reaction tubes, results from the internal heat transfer coefficient, the heat conduction in the reaction tube wall and the external heat transfer coefficient. The external heat transfer coefficient is usually in the range between 1000 W / (m ² K) and 2000 W / (m ² · K). With a poor thermal conductivity of the pipe material of assumed 15 W / (m · K) and a relatively large wall thickness of 3.0 mm results for the pipe wall, an equivalent area-related heat transfer coefficient of about 5000 W / (m ² · K). The internal heat transfer coefficient is usually in the order of 100 to 200 W / (m ² · K). These numbers make it clear that almost exclusively the internal heat transfer coefficient is limiting for the entire heat transfer from the reaction gas to the heat transfer medium. Only an improvement in the internal heat transfer coefficient leads to a measurable improvement in the overall heat transfer.

Der innere Wärmeübergangskoeffizient ergibt sich aus dem Zusammenwirken von mehreren sich beeinflussenden Größen. Er ist in erster Linie abhängig von der Gasgeschwindigkeit und der Art der Katalysatorschüttung. Bei gegebenem Gasdurchfluss ist die Leerrohrgeschwindigkeit konstant, jedoch werden die lokalen, den Wärmeübergang bestimmenden Geschwindigkeiten innerhalb der Katalysatorschüttung stark von der Art der Katalysatorschüttung beeinflusst.Of the internal heat transfer coefficient results from the interaction of several influencing Sizes. He is primarily dependent on the gas velocity and the type of catalyst bed. at given gas flow, the empty tube velocity is constant, however become the local, the heat transfer determining velocities within the catalyst bed on the type of catalyst bed affected.

Die Art der Katalysatorschüttung wird zunächst einmal von der Partikelform und von der Partikelgröße bestimmt, wobei die „Partikelgröße" praktisch die mittlere Partikelgröße einer statistischen Partikelgrößenverteilung ist. Zur vollständigen Beschreibung einer Katalysatorschüttung gehört also die Angabe von Form, Größe und Größenverteilung der Katalysatorpartikel.The Type of catalyst bed will be first once determined by particle shape and particle size, where the "particle size" is practically the middle one Particle size one statistical particle size distribution is. To the complete Description of a catalyst bed is thus the statement of form, Size and size distribution of Catalyst particles.

Während die Eigenschaften einer Schüttung bei einem sehr großen Verhältnis von Schüttungsabmessungen zur Partikelgröße an jedem Ort der Schüttung praktisch gleich sind, so ist der Störeinfluss der begrenzenden Wand der Schüttung in einem Rohr nicht mehr vernachlässigbar. Der Einfluss steigt mit kleiner werdendem Verhältnis von Rohrinnendurchmesser zur Partikelgröße. Direkt an der Rohrinnenwand ist die Schüttdichte am kleinsten mit der Folge eines geringeren Druckverlustes und daraus folgend einer höheren Strömungsgeschwindigkeit als im Inneren der Schüttung. In direktem Zusammenhang mit der Schüttdichte stehen die korrespondierenden Größen Leerraumvolumen oder auch Lückengrad, welche das Verhältnis vom freien Gasvolumen zum Leerraumvolumen des Reaktionsrohrs bezeichnen. Dieser Effekt ist auch als Randgängigkeit bekannt. Die Aussage, dass die Schüttdichte mit der Annäherung an die Wand sinkt, gilt streng genommen nur für Partikel mit genau einer Größe. Dies ist, wie weiter oben beschrieben, meist nicht der Fall. Vielmehr liegt eine Partikelgrößenverteilung vor mit einer mehr oder weniger starken Abweichung aller Partikelgrößen von der mittleren Partikelgröße. Von Bedeutung ist, dass bei einer Partikelgrößenverteilung die Schüttdichte steigt, da sich hier Partikel mit einer kleineren Größe in die Lücken zwischen mehreren größeren Partikeln anordnen. Mit steigender Schüttdichte steigt auch der Druckverlust, und zwar in axialer als auch in radialer Richtung. Weiterhin verändern sich dadurch in radialer Richtung die Eigenschaften der Schüttung in Bezug auf Strömungsgeschwindigkeit, Mischungseigenschaften, Wechselwirkung mit dem Katalysator und Wärmetransport.While the Properties of a bed at a very big one relationship of bedding dimensions to particle size at each Place of the bed are practically the same, so is the disturbing influence of the limiting Wall of the bed in a pipe no longer negligible. The influence is increasing with decreasing ratio from pipe inside diameter to particle size. Directly on the pipe inner wall is the bulk density least with the consequence of a lower pressure loss and therefrom following a higher one flow rate as inside the bed. The corresponding ones are directly related to the bulk density Sizes of void volume or even degree of laps, which the ratio from the free gas volume to the void volume of the reaction tube. This effect is also known as marginality. The statement that the bulk density with the approach sinks to the wall, strictly speaking applies only to particles with exactly one Size. This is, as described above, usually not the case. Much more lies a particle size distribution before with a more or less strong deviation of all particle sizes of the mean particle size. Significant is that at a particle size distribution the bulk density rises, since here particles with a smaller size in the Gaps between several larger particles Arrange. With increasing bulk density also increases the pressure loss, in axial and in radial Direction. Continue to change characterized in the radial direction, the properties of the bed in Relation to flow velocity, Mixture properties, interaction with the catalyst and heat transport.

Solange nun alle Reaktionsrohre genau den gleichen Rohrinnendurchmesser haben und die Art der Partikelschüttung längs der Reaktionsrohre überall gleich ist, indem auch beim Einfüllen der Katalysatorpartikel in die Reaktionsrohre darauf geachtet wird, dass diese gut durchmischt sind, spielen diese ganzen Zusammenhänge kaum eine Rolle. In dem Moment jedoch, wo die Reaktionsrohre unterschiedliche Innendurchmesser haben, verändern sich, wie beschrieben, die Eigenschaften der Katalysatorschüttung und somit auch das Reaktionsverhalten. Da optimale Reaktionsbedingungen nur für ein bestimmtes Reaktionsrohr mit bestimmten Katalysatoreigenschaften eingestellt werden können, hat dies zur Folge, dass es nun eine Anzahl von Reaktionsrohren gibt, welche nicht optimale Reaktionsbedingungen haben, was zu einer Verschlechterung des Reaktionsergebnisses führt.So long now all reaction tubes exactly the same tube inside diameter have and the type of particle bed along the reaction tubes everywhere the same is by adding as well the catalyst particle is taken care of in the reaction tubes, that these are well mixed, play these whole relationships barely a role. At the moment, however, where the reaction tubes are different Inner diameter have, change as described, the properties of the catalyst bed and hence the reaction behavior. Because optimal reaction conditions only for a particular reaction tube with specific catalyst properties can be adjusted As a result, there are now a number of reaction tubes which have not optimal reaction conditions, resulting in a Deterioration of the reaction results.

Der Innendurchmesser der Reaktionsrohre der meisten Rohrbündelreaktoren liegt meist in einem Bereich zwischen 18 und 50 mm, im Besonderen zwischen 20 und 25 mm. Bei bestimmten Reaktionen können die Durchmesser auch größer sein. Zu kleine Innendurchmesser der Reaktionsrohre vermindern die Menge des eingefüllten Katalysators und vergrößern die Anzahl der Reaktionsrohre bezüglich der notwendigen Katalysatormenge und erfordern dadurch einen großen Reaktor. Auf der anderen Seite führen zu große Innendurchmesser der Reaktionsrohre bei gleicher Gesamt-Katalysatormenge zu einer unzureichenden Wärmeübertragungsfläche der Rohrinnenwand für die Übertragung der erzeugten Reaktionswärme.Of the Inner diameter of the reaction tubes of most tube bundle reactors usually lies in a range between 18 and 50 mm, in particular between 20 and 25 mm. In certain reactions, the Diameter also be bigger. To small inner diameters of the reaction tubes reduce the amount of the filled Catalyst and enlarge the Number of reaction tubes with respect to necessary amount of catalyst and thereby require a large reactor. On the other side lead too big Inner diameter of the reaction tubes at the same total amount of catalyst to an insufficient heat transfer surface of the pipe inner wall for the transmission the heat of reaction generated.

Üblicherweise werden für Rohrbündelreaktoren, ähnlich wie auch für Rohrbündel-Wärmeaustauscher, genormte Stahlrohre verwendet.Usually be for Tube bundle reactors, similar to also for Shell and tube heat exchanger, standardized steel tubes used.

Für Stahlrohre gibt es eine Vielzahl von Normen. Diese gliedern sich in allgemeinere Normen, wie die
DIN EN 10220: Allgemeine Tabellen für Maße und längenbezogene Masse, oder
DIN EN ISO 1127: Nichtrostende Stahlrohre.For steel pipes, there are a variety of standards. These are divided into more general norms, such as the
DIN EN 10220: General tables for dimensions and linear mass, or
DIN EN ISO 1127: Stainless steel pipes.

Für spezielle Anwendungsfälle gibt es entsprechende Spezialnormen, wie
DIN EN 10 216
DIN EN 10 217
DIN 28180: Nahtlose Stahlrohre für Rohrbündel-Wärmeaustauscher – Maße und Werkstoffe,
DIN 28181: Geschweißte Stahlrohre für Rohrbündel-Wärmeaustauscher – Maße und Werkstoffe,
DIN EN 10305-1: Präzisionsstahlrohre, Techn. Lieferbedingungen,
Teil 1: Nahtlose kaltgezogene Rohre
DIN EN 10305-2: Präzisionsstahlrohre, Techn. Lieferbedingungen,
Teil 2: Geschweißte kaltgezogene Rohre
DIN EN 10305-3: Präzisionsstahlrohre, Techn. Lieferbedingungen,
Teil 3: Geschweißte maßgewalzte Rohre
ASTM, SA-450/SA-450M v. 1998, Sec. II: Specification for general requirements for carbon, ferritic alloy, and austenitic alloy steel tubesFor special applications there are corresponding special standards, such as
DIN EN 10 216
DIN EN 10 217
DIN 28180: Seamless steel tubes for shell-and-tube heat exchangers - Dimensions and materials,
DIN 28181: Welded steel tubes for shell and tube heat exchangers - Dimensions and materials,
DIN EN 10305-1: precision steel tubes, technical delivery conditions,
Part 1: Seamless cold drawn tubes
DIN EN 10305-2: precision steel tubes, technical delivery conditions,
Part 2: Welded cold drawn tubes
DIN EN 10305-3: precision steel tubes, technical delivery conditions,
Part 3: Welded custom-rolled tubes
ASTM, SA-450 / SA-450M v. 1998, Sec. II: Specification for general requirements for carbon, ferritic alloy, and austenitic alloy steel tubes

Allgemeine Rohrnormen für nahtlose oder längsnahtgeschweißte Rohre, wie z.B. DIN EN 10 216 bzw. DIN EN 10 217 sind wegen der großen Toleranzbereiche unbrauchbar zur Lösung der besonderen Aufgabenstellung bei Reaktionsrohren in Rohrbündelreaktoren. Speziellere Normen für Rohre für den Einsatz in Wärmeaustauschern legen engere Tolerierungen fest. Beispiele für solche Normen sind die US-amerikanische Norm ASTM, SA-450/SA-450M v. 1998, Sec. II oder die deutschen Normen DIN 28 180 und DIN 28 181 v. 07/2006. Sollen Reaktionsrohre mit ganz besonders kleinen Toleranzen verwendet werden, so bieten sich Präzisionsstahlrohre nach der Norm DIN EN 10 305-1. oder DIN EN 10 305-2 für nahtlose bzw. für geschweißte Rohre an.General Pipe standards for seamless or longitudinally welded pipes, such as. DIN EN 10 216 and DIN EN 10 217 are due to the large tolerance ranges unusable to the solution the special task with reaction tubes in tube bundle reactors. More specific standards for Pipes for the use in heat exchangers specify tighter tolerances. Examples of such standards are the US Standard ASTM, SA-450 / SA-450M v. 1998, Sec. II or the German standards DIN 28 180 and DIN 28 181 BC 07/2006. Should reaction tubes with very small ones Tolerances are used, then offer precision steel tubes after the Standard DIN EN 10 305-1. or DIN EN 10 305-2 for seamless or welded tubes.

In der Norm ASTM werden bei nahtlosen Rohren, insbesondere bei warmgezogenen nahtlosen Rohren, größere Toleranzen zum Rohraußendurchmesser und zur Wandstärke zugelassen als bei kaltgezogenen nahtlosen Rohre und bei geschweißten Rohren. Bei den hier interessierenden Rohren mit einem Rohraußendurchmesser kleiner 101,6 mm liegt die obere Toleranzgrenze bei +0,4 mm, die untere Toleranzgrenze bei –0,8 mm. Bei allen anderen Rohren liegt die Toleranz des Rohraußendurchmessers grundsätzlich bei +– 0,39. Durch die Abstufung der Toleranzgrenzen in den kleineren Rohrdimensionen in 0,5 mm-Schritten ergeben sich prozentuale Toleranzen zwischen +– 0,39% und +– 0,59 für Rohraußendurchmesser zwischen 16,9 mm und 76,2 mm. Die Wandstärke wird bei warmgezogenen nahtlosen Rohren in Abhängigkeit von der Nennwandstärke mit einer oberen Toleranzgrenze zwischen +28 und +40% toleriert, was zu Wandstärkentoleranzen zwischen 0,8 und 1,5 mm führt. Die oberen Toleranzgrenze für kaltgezogene nahtlose Rohre liegt zwischen +20 und +22%, bei geschweißten Rohren liegt sie für alle Durchmesser bei +18%. Für alle Rohre liegt die untere Toleranzgrenze bei –0%.In the standard ASTM will be seamless Tubing, in particular for hot-drawn seamless tubes, allows greater tolerances for tube outside diameter and wall thickness than for cold drawn seamless tubes and welded tubes. For the pipes of interest with a pipe outside diameter smaller than 101.6 mm, the upper tolerance limit is +0.4 mm, the lower tolerance limit is -0.8 mm. For all other pipes, the tolerance of the pipe outside diameter is always + - 0.39. The grading of the tolerance limits in the smaller pipe dimensions in 0.5 mm increments results in percentage tolerances between + - 0.39% and + - 0.59 for pipe outside diameters between 16.9 mm and 76.2 mm. The wall thickness is tolerated with hot drawn seamless tubes, depending on the nominal wall thickness with an upper tolerance limit between +28 and + 40%, resulting in wall thickness tolerances between 0.8 and 1.5 mm. The upper tolerance limit for cold drawn seamless tubes is between +20 and + 22%, for welded tubes it is + 18% for all diameters. For all tubes, the lower tolerance limit is -0%.

Die deutschen Normen DIN 28 180 und DIN 28 181 behandeln Stahlrohre für Rohrbündel-Wärmetauscher in der Ausführung als nahtlose bzw. geschweißte Rohre. Darin werden in einer Toleranzklasse 1 die kleinsten Toleranzen gefordert. Die Anforderungen in den Toleranzklassen 2 und 3 sind geringer. In der Toleranzklasse 1 gibt es keine Unterschiede zwischen beiden Normen. Im folgenden wird nur noch Toleranzklasse 1 betrachtet. Zusätzlich wird zwischen Rohren einerseits aus Stahl und andererseits aus austenitischem nichtrostendem Stahl unterschieden, wobei bei letzteren Stahlsorten größere Toleranzen zugelassen werden. Die schärfsten Anforderungen werden an Stahlrohre gestellt mit einer Toleranz von +– 0,08 mm für den Außendurchmesserbereich zwischen 16 mm und 30 mm, entsprechend +– 0,21 bis +– 0,50. Ab 38 mm ist die Toleranz +– 0,15 mm entsprechend maximal +– 0,39%. Die Toleranz der Wandstärke liegt für Wandstärken von höchstens 2,0 mm bei +– 0,20 mm, für Wandstärken über 2,0 mm bei +– 10%.The German standards DIN 28 180 and DIN 28 181 treat steel pipes for tube bundle heat exchangers in the execution as seamless or welded Tube. Therein, in a tolerance class 1, the smallest tolerances become required. The requirements in tolerance classes 2 and 3 are lower. In tolerance class 1, there are no differences between both standards. In the following, only tolerance class 1 is considered. additionally is made between steel pipes on the one hand and austenitic steel on the other Stainless steel, with the latter steel grades larger tolerances be allowed. The hottest Requirements are placed on steel pipes with a tolerance of + - 0.08 mm for the outside diameter range between 16 mm and 30 mm, corresponding to + - 0,21 to + - 0,50. From 38 mm, the tolerance is + - 0.15 mm corresponding to a maximum of + - 0.39%. The tolerance of the wall thickness is for wall thickness from at most 2.0 mm at + - 0.20 mm, for Wall thicknesses over 2.0 mm at + - 10%.

Bezüglich der Toleranzen der Rohrwandstärken gibt es fertigungsbedingt Unterschiede. So ist es bei vorgegebener Wandstärke bei längsnahtgeschweißten Rohren einfacher, vorgegebene Toleranzen bezüglich der Wandstärke einzuhalten, als dies bei nahtlos gezogenen Rohren der Fall ist. Diesem Umstand wird z.B. in der US-Norm ASTM, SA-450/SA-450M, dadurch Rechnung getragen, dass bei nahtlosen, warmgezogenen Rohren Wandstärkentoleranzen von +28% bis +40% und bei nahtlosen kaltgezogenen Rohre +20% bis +22% zulässig sind, in Abhängigkeit vom Rohraußendurchmesser. Die Toleranzangaben gehen in der Norm ASTM immer von einer Mindestwandstärke aus, also ist die Minustoleranz für alle Fertigungsverfahren und Durchmesser immer –0%. Die kleinste zulässige Wandstärkentoleranz wird bei geschweißten Rohren für alle Durchmesser mit +18% gefordert.Regarding the Tolerances of the pipe wall thicknesses there are production-related differences. That's the way it is Wall thickness in longitudinally welded pipes easier to comply with given tolerances regarding the wall thickness, as is the case with seamless drawn tubes. This circumstance is e.g. in the US standard ASTM, SA-450 / SA-450M, thereby bill worn, that in seamless, hot-drawn pipes wall thickness tolerances from + 28% to + 40% and for seamless cold drawn tubes + 20% to + 22% are allowed, dependent on from the pipe outside diameter. The Tolerance specifications are always based on a minimum wall thickness in the ASTM standard. So the minus tolerance is for all manufacturing processes and diameter always -0%. The smallest permissible wall thickness tolerance is welded at Pipes for all diameters required + 18%.

Bei Rohren mit einem Außendurchmesser von über 50,8 mm und einer Wandstärke von über 5,6 mm wird zusätzlich gefordert, dass die Wandstärken aller Rohre in einem Toleranzbereich von +– 10% bei nahtlosen Rohren und von +– 5% bei geschweißten Rohren liegen, bezogen auf die mittlere Wandstärke.at Tubes with an outer diameter of over 50.8 mm and a wall thickness of over 5.6 mm will be added demanded that the wall thicknesses all pipes within a tolerance range of + - 10% for seamless pipes and from + - 5% at welded Tubes are, based on the average wall thickness.

In der DIN 28180 von Aug. 1985 (übernommen vom Entwurf von Juli 2006) für nahtlose Stahlrohre für Rohrbündel-Wärmetauscher wird für die Toleranzklassen 1 und 2 für Rohrwandstärken kleiner gleich 2,0 mm eine Abweichung von –+ 0,20 mm und für Rohrwandstärken größer 2,0 mm eine Abweichung von –+ 10% zugelassen. Die gleichen zulässigen Abweichungen gelten auch für die DIN 28181 von Aug. 1985 (übernommen vom Entwurf von Juli 2006) für geschweißte Stahlrohre für Rohrbündel-Wärmetauscher, mit dem Unterschied, dass diese auch für die Toleranzklasse 3 gelten.In of DIN 28180 of Aug. 1985 (incorporated from the draft of July 2006) for seamless steel tubes for Tube bundle heat exchanger is for the tolerance classes 1 and 2 for Pipe wall thicknesses smaller than 2.0 mm, a deviation of - + 0.20 mm and for pipe wall thicknesses greater than 2.0 mm a deviation of - + 10% approved. The same permissible Deviations also apply to DIN 28181 of Aug. 1985 (incorporated from the draft of July 2006) for welded Steel pipes for Tube bundle heat exchanger, with the difference that they also apply to tolerance class 3.

Die wesentlichen Unterschiede von ASTM und DIN-Normen bezüglich Rohre für Wärmetauscher liegen also im wesentlichen darin, dass DIN zumindest für Rohre aus Stahl wesentlich strenger als ASTM toleriert, bei der Tolerierung der Wandstärke legt ASTM strengere Maßstäbe an.The significant differences from ASTM and DIN standards regarding pipes for heat exchangers So essentially lie in the fact that DIN at least for pipes made of steel much more stringent than ASTM tolerated in tolerating the wall thickness sets ASTM stricter standards.

Daneben gibt es weitere Normen, die sehr enge Toleranzen festlegen. So sind beispielsweise die technischen Anforderungen an Präzisionsrohre in DIN EN 10 305-1 oder in DIN EN 10 305-2 für nahtlose bzw. für geschweißte Rohre beschrieben. Rohre nach diesen Normen sind durch genau definierte Grenzabmaße und eine festgelegte Oberflächenrauheit charakterisiert. Typische Anwendungsgebiete laut Angaben in diesen Normen sind der Fahrzeugbau, die Möbelindustrie und der Allgemeine Maschinenbau. Die Durchmessertoleranzen gehen grundsätzlich vom Außendurchmesser aus, jedoch ist der Bezug auf den Innendurchmesser ebenso möglich. Im oft verwendeten Außendurchmesserbereich zwischen 20 und 30 mm ist bis 2,0 mm die Toleranz für die Wandstärke mit +– 0,08 mm angegeben. Die Wandstärkentoleranz ist bei nahtlosen Rohren bei +– 10%, maximal jedoch 0,1 mm, bei geschweißten Rohren bei +–7,5% in den Grenzen von +– 0,05 mm bzw. +– 0,35 mm.Besides There are other standards that set very tight tolerances. So are For example, the technical requirements for precision tubes in DIN EN 10 305-1 or in DIN EN 10 305-2 for seamless or welded tubes described. Pipes according to these standards are defined by precisely defined tolerances and a specified surface roughness characterized. Typical applications according to information in these Standards are the automotive industry, the furniture industry and the general Mechanical engineering. The diameter tolerances basically go from outer diameter However, the reference to the inner diameter is also possible. in the often used outside diameter range between 20 and 30 mm, the tolerance for the wall thickness is up to 2.0 mm + - 0.08 mm indicated. The wall thickness tolerance is + - 10% for seamless tubes, maximum 0,1 mm, with welded tubes at + -7,5% in the limits of + - 0.05 mm or + - 0.35 mm.

EP 1 471 046 A1 schlägt vor, einen Reaktor mit Reaktionsrohren zu verwenden, die u.a. Außendurchmesser und Wandstärken mit kleineren Toleranzen als die japanischen Rohrnormen JIS oder die amerikanischen Rohrnormen ASTM haben. EP 1 471 046 A1 proposes to use a reactor with reaction tubes, which have outer diameter and wall thicknesses with smaller tolerances than the Japanese pipe standards JIS or the American pipe standards ASTM.

Die bei einem Rohrbündelreaktor verwendeten Reaktionsrohre werden dabei aus Rohren ausgewählt, die den gleichen Nenn-Außendurchmesser und die gleiche Nenn-Wandstärke haben, dabei eine Außendurchmessertoleranz von +– 0.62% und eine Wanddickentoleranz von +19% bis –0%, bevorzugt eine Außendurchmessertoleranz von +– 0.56% und eine Wanddickentoleranz von +17% bis –0%. Auf die Auswirkungen der unterschiedlichen Herstellungsverfahren wird hierbei in keiner Weise eingegangen (Rohre nahtlos oder längsnahtgeschweißt).The in a tube bundle reactor used reaction tubes are selected from tubes, the the same nominal outside diameter and the same nominal wall thickness have, while an outer diameter tolerance from + - 0.62% and a wall thickness tolerance of + 19% to -0%, preferably an outside diameter tolerance from + - 0.56% and a wall thickness tolerance of + 17% to -0%. On the effects of different manufacturing process is in this case in any way received (pipes seamless or longitudinally welded).

An einem Beispielrohr werden in EP 1 471 046 A1 die Auswirkungen der vorgeschlagenen Toleranzen näher dargestellt. Es wurden dabei Reaktionen mit Reaktionsrohren mit einem Nenn-Außendurchmesser von 30,4 mm und einer Nennwandstärke von 1,8 mm durchgeführt. Mit der bevorzugten Außendurchmessertoleranz von +– 0.56% ergibt sich eine Abweichung von +– 0,17 mm. Entsprechend ist der max. Rohraußendurchmesser 30,57 mm, der min. Rohraußendurchmesser 30,23 mm. Der Unterschied der beiden Außendurchmesser beträgt 0,34 mm, bezogen auf den Nenndurchmesser 1,12%. Hiervon ausgehend erhält man mit einer max. Wanddicke von +17% entsprechend 2,1 mm und einer min. Wanddicke von –0% entsprechend 1,80 mm einen Rohrinnendurchmesser in einem Bereich zwischen 26,03 mm und 26,97 mm. Der Rohrquerschnitt des max. Rohrinnendurchmessers ist im Vergleich zum Rohrquerschnitt des min. Rohrinnendurchmessers um 7,35 größer.At a sample tube will be in EP 1 471 046 A1 the effects of the proposed tolerances are shown in more detail. Reactions were carried out with reaction tubes with a nominal outside diameter of 30.4 mm and a nominal wall thickness of 1.8 mm. The preferred outer diameter tolerance of + - 0.56% results in a deviation of + - 0.17 mm. Accordingly, the max. Outside pipe diameter 30.57 mm, the min. Outer tube diameter 30.23 mm. The difference between the two outer diameters is 0.34 mm, based on the nominal diameter of 1.12%. From this starting one obtains with a max. Wall thickness of + 17% corresponding to 2.1 mm and a min. Wall thickness of -0% corresponding to 1.80 mm an inner tube diameter in a range between 26.03 mm and 26.97 mm. The pipe cross-section of the max. Inner tube diameter is compared to the tube cross-section of the min. Inner diameter of the pipe by 7,35 larger.

Zum Vergleich wird ein Rohr mit gleichen Nennabmessungen nach der US-amerikanischen Norm ASTM toleriert unter der Voraussetzung, bei dem Rohr handelt es sich um ein geschweißtes Rohr in einem in der Norm angegebenen Werkstoff. Die Außendurchmessertoleranz wird dort mit +– 0,15 mm entsprechend +– 0,49 angegeben. Entsprechend ist der max. Rohraußendurchmesser 30,55 mm, der min. Rohraußendurchmesser 30,25 mm. Der Unterschied der beiden Außendurchmesser beträgt 0,30 mm, bezogen auf den Nenndurchmesser 0,99%. Hiervon ausgehend erhält man mit einer max. Wanddicke von +18% entsprechend 2,12 mm und einer min. Wanddicke von –0% entsprechend 1,80 mm einen Rohrinnendurchmesser in einem Bereich zwischen 26,01 mm und 26,95 mm. Der Rohrquerschnitt des max. Rohrinnendurchmessers ist im Vergleich zum Rohrquerschnitt des min. Rohrinnendurchmessers um 7,36% größer.To the Comparison is a tube with the same nominal dimensions according to the US standard ASTM tolerates, assuming the pipe is a welded one Pipe in a material specified in the standard. The outside diameter tolerance gets there with + - 0.15 mm corresponding to + - 0.49 specified. Accordingly, the max. Outside pipe diameter 30.55 mm, the min. Outer tube diameter 30.25 mm. The difference between the two outer diameters is 0.30 mm, based on the nominal diameter 0.99%. From this one obtains with a max. Wall thickness of + 18% corresponding to 2,12 mm and a min. Wall thickness of -0% corresponding to 1.80 mm a pipe inside diameter in a range between 26.01 mm and 26.95 mm. The pipe cross-section of the max. Inner pipe diameter is compared to the pipe cross section of the min. Inner pipe diameter by 7.36% larger.

In einem weiteren Vergleich wird ein Rohr mit gleichen Nennabmessungen nach der deutschen Norm DIN 28 181 für geschweißte Rohre in der Toleranzklasse 1 toleriert. Die Außendurchmessertoleranz wird dort mit +– 0,08 mm entsprechend +– 0,26 angegeben. Entsprechend ist der max. Rohraußendurchmesser 30,48 mm, der min. Rohraußendurchmesser 30,32 mm. Der Unterschied der beiden Außendurchmesser beträgt 0,16 mm, bezogen auf den Nenndurchmesser 0,53%. Hiervon ausgehend erhält man mit, einer max. Wanddicke von +0,20 mm entsprechend 2,00 mm und einer min. Wanddicke von –0,20 mm entsprechend 1,60 mm einen Rohrinnendurchmesser in einem Bereich zwischen 26,32 mm und 27,28 mm. Der Rohrquerschnitt des max. Rohrinnendurchmessers ist im Vergleich zum Rohrquerschnitt des min. Rohrinnendurchmessers um 7,43% größer.In Another comparison is a tube with the same nominal dimensions according to the German standard DIN 28 181 for welded pipes in the tolerance class 1 tolerated. The outside diameter tolerance gets there with + - 0.08 mm corresponding to + - 0,26. Accordingly, the max. Outer tube diameter 30.48 mm, the minute External pipe diameter 30.32 mm. The difference between the two outer diameters is 0.16 mm, based on the nominal diameter 0.53%. On this basis one obtains with, a max. Wall thickness of +0.20 mm corresponding to 2.00 mm and one minute Wall thickness of -0.20 mm corresponding to 1.60 mm a pipe inside diameter in a range between 26.32 mm and 27.28 mm. The pipe cross-section of the max. Inner pipe diameter is compared to the pipe cross section of the min. Inner pipe diameter 7.43% larger.

Im Vergleich an einem Ausführungsbeispiel führen die Vorschläge von EP 1 471 046 A1 im wesentlichen zu den gleichen Verhältnissen der zulässigen Innendurchmesser wie bei den Vorschriften aus ASTM und DIN. Im Unterschied dazu ergibt sich jedoch ein größeres Verhältnis der zulässigen Außendurchmesser, was zu größeren Toleranzen der Ringspalte zwischen Reaktionsrohren und Bohrungen führt.In comparison with an embodiment, the proposals of EP 1 471 046 A1 essentially the same ratios of permissible inner diameters as in the specifications of ASTM and DIN. In contrast, however, results in a larger ratio of the permissible outer diameter, resulting in greater tolerances of the annular gaps between the reaction tubes and holes.

Bei Rohren in Wärmeaustauschern, die nicht nur dem Wärmeaustausch dienen, sondern in denen zusätzlich chemische Reak tionen mit Wärmeentwicklung stattfinden, im speziellen bei Rohrbündelreaktoren, ist es von großer Wichtigkeit, möglichst gleiche Strömungs- und Reaktionsbedingungen in den Reaktionsrohren zu erhalten.at Pipes in heat exchangers, not just the heat exchange serve, but in addition chemical reactions with evolution of heat take place, especially in tube-bundle reactors, it is of great importance preferably same flow and to obtain reaction conditions in the reaction tubes.

Um die hierfür notwendigen möglichst gleichen Querschnittsabmessungen der verwendeten Reaktionsrohre zu erzielen, werden im Stand der Technik Toleranzen für den Außendurchmesser der Reaktionsrohre vorgegeben. Nach der Tolerierung des Rohraußendurchmessers wird die Rohrwandstärke toleriert. Durch diese Vorgehensweise wird in erster Linie den Belangen der Fertigung solcher Apparate Rechnung getragen, bei der ein möglichst gleicher Rohraußendurchmesser von Vorteil ist. Der Rohrannendurchmesser ergibt sich aus der Addition der Toleranzen von Rohraußendurchmesser und Rohrwandstärke und wird dadurch immer größer. Bei reinen Rohrbündel-Wärmeaustauschern spielt diese Tatsache keine Rolle, da es für den Gesamtvorgang unwesentlich ist, ob nun in einem Rohr etwas mehr oder etwas weniger Fluid strömt. Bei Reaktionsapparaten, bei denen in den Reaktionsrohren chemische Reaktionen mit Wärmeerzeugung stattfinden, hat dies jedoch einen beträchtlichen Einfluss auf Strömungs- und Reaktionsbedingungen in den Reaktionsrohren.Around the one for this necessary as possible same cross-sectional dimensions of the reaction tubes used to achieve, in the prior art tolerances for the outer diameter the reaction tubes specified. After tolerating the pipe outside diameter becomes the pipe wall thickness tolerated. This approach is primarily the concern the production of such apparatus taken into account in the same as possible External pipe diameter is beneficial. The tube diameter results from the addition of the Tolerances of pipe outside diameter and pipe wall thickness and it keeps getting bigger. In pure Tube heat exchangers This fact does not matter, as it is immaterial to the overall process is, whether in a pipe a little more or a little less fluid flows. at Reaction apparatus in which in the reaction tubes chemical reactions with heat generation However, this has a considerable impact on flow and Reaction conditions in the reaction tubes.

Hier nun soll die Erfindung Abhilfe schaffen. Ihr liegt von daher die Aufgabe zu Grunde, einen Rohrbündelreaktor mit Reaktionsrohren bereit zu stellen, welcher für jedes Reaktionsrohr möglichst gleiche Reaktionsbedingungen schafft, einen gleichen Wärmeübergang zur Reaktionsrohrwand bewirkt und dadurch zu einer Erhöhung der Ausbeute und Selektivität führt, verbunden mit einer Erhöhung der Lebensdauer des Katalysators, und dies zudem auf kostengünstige Weise.Here is the invention to remedy the situation. It is therefore based on the object to provide a tube reactor with reaction tubes, which provides for each reaction tube as possible the same reaction conditions, causes a same heat transfer to the reaction tube wall and thereby to an increase in yield and selectivity, coupled with an increase in catalyst life and, moreover, in a cost effective manner.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Rohrbündelreak tor der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Reaktionsrohre Rohre mit gleichem Nenninnendurchmesser d_i sind und die Durchmessertoleranz auf den Innendurchmmesser bezogen ist.According to the invention this object is achieved in a Rohrbündelreak tor of the type mentioned above in that the reaction tubes are tubes with the same nominal inner diameter d _i and the diameter tolerance is based on the Innendurchmmesser.

Die Unteransprüche geben darüber hinaus vorteilhafte Ausführungsformen an.The under claims give it over In addition, advantageous embodiments at.

Die Wandstärke aller Reaktionsrohre mit den erfindungsgemäßen Merkmalen liegt bei nahtlosen Rohren in einem Toleranzbereich von bevorzugt +– 15% und ganz bevorzugt von +– 10%, bei längsnahtgeschweißten Rohren in einem Toleranzbereich von bevorzugt +– 8% und ganz bevorzugt von +– 5%, bezogen auf die Nennwandstärke.The Wall thickness all reaction tubes with the features according to the invention lies in seamless tubes in a tolerance range of preferably + - 15% and most preferably of + - 10%, in longitudinally welded pipes in a tolerance range of preferably + - 8% and most preferably of + - 5%, based on the nominal wall thickness.

Die Größe der Rohre ist nicht besonders eingeschränkt. Die erfindungsgemäßen Merkmale werden bevorzugt angewendet bei Reaktionsrohren mit einem Rohrinnendurchmesser in einem Bereich von 13 mm bis 110 mm, bevorzugt bei Reaktionsrohren mit einem Rohrinnendurchmesser in einem Bereich von 15 mm bis 50 mm und ganz bevorzugt bei Reaktionsrohren mit einem Rohrinnendurchmesser zwischen 18 mm und 28 mm.The Size of the pipes is not particularly limited. The features of the invention are preferably used in reaction tubes with a tube inside diameter in a range of 13 mm to 110 mm, preferably in reaction tubes with a pipe inside diameter in a range of 15 mm to 50 mm and most preferably in reaction tubes with an inner tube diameter between 18 mm and 28 mm.

Durch die erfindungsgemäße Tolerierung mit Bezug auf den Rohrinnendurchmesser wird den prozesstechnischen Belangen direkt Rechnung getragen. Die entsprechend tolerierten Reaktionsrohre können ohne Einschränkung in jedem bekannten Rohrbündelreaktor eingebaut werden. Besonders geeignete Ausführungen sind z.B. in DE 2 201 528 , DE 2 207 166 , DE 198 06 810 , EP 1 439 901 , EP 1 569 745 , EP 1 590 076 , EP 1 587 612 , EP 1 586 370 oder EP 1 627 678 beschrieben.Due to the toleration according to the invention with respect to the pipe inner diameter, the process engineering concerns are directly taken into account. The correspondingly tolerated reaction tubes can be installed without restriction in any known tube bundle reactor. Particularly suitable designs are, for example, in DE 2 201 528 . DE 2 207 166 . DE 198 06 810 . EP 1 439 901 . EP 1 569 745 . EP 1 590 076 . EP 1 587 612 . EP 1 586 370 or EP 1 627 678 described.

Aus prozesstechnischer Sicht macht es hinsichtlich der Toleranzen zu Rohrinnendurchmesser und Wandstärke keinen Unter schied, ob die Reaktionsrohre aus nahtlosen oder geschweißten Rohren bestehen. In der Regel lassen sich jedoch geschweißte Rohre wirtschaftlicher herstellen und die Wandstärke ist genauer einzuhalten. Andererseits bietet nur ein nahtloses Reaktionsrohr ein ungestörtes Gefüge des Rohrwerkstoffs. Auch verbleibt kein Schweißnahtrest an der Rohrinnenseite, die Rundheit ist besser. Nachteilig ist allerdings, dass durch das Herstellungverfahren bedingt die Wandstärke in Umfangsrichtung gewissen Abweichungen unterworfen ist. Daher wird erfindungsgemäß bei einem nahtlosen Reaktionsrohr eine etwas größere Toleranz des Innendurchmessers zugelassen. Die Rohrinnendurchmesser lassen sich bei beiden Rohrtypen etwa gleich gut fertigen. Je höher die Anforderungen an einen gleichförmigen Reaktionsablauf gestellt werden umso mehr ist der Einsatz von geschweißten Rohren vorzuziehen. In jedem Fall müssen die Kosten einer engen Tolerierung und die wirtschaftlichen Vorteile einer Prozessverbesserung gegeneinander abgewogen werden. Die Entscheidung über die Art des Reaktionsrohrtyps muss im Einzelfall vom Betreiber des Rohrbündelreaktors getroffen werden.Out From a process engineering point of view, it makes for tolerances Inner tube diameter and wall thickness no difference whether the reaction tubes consist of seamless or welded tubes. As a rule, however, welded pipes are more economical make and the wall thickness is to be followed more exactly. On the other hand, only offers a seamless reaction tube an undisturbed one structure of the pipe material. Also no weld residue remains on the pipe inside, the roundness is better. The disadvantage, however, is that by the Manufacturing process requires the wall thickness in the circumferential direction certain Deviations is subject. Therefore, according to the invention in a seamless reaction tube a slightly larger tolerance of the inside diameter authorized. The pipe inside diameter can be used with both pipe types about equally well finished. The higher the demands made on a uniform reaction sequence the more the use of welded pipes is preferable. In in any case the cost of a close tolerance and the economic benefits of a Process improvement are weighed against each other. The decision on the Type of reaction tube type must in individual cases by the operator of the tube bundle reactor to be hit.

Mit den erfindungsgemäßen Merkmalen ergeben sich die Vorteile geringerer Abweichungen im Querschnitt aller Reaktionsrohre zueinander. Dadurch werden für alle Reaktionsrohre gleichförmigere Randbedingungen für die Reaktion geschaffen, die nachfolgend näher beschrieben werden. Dadurch kommt es zu einer Steigerung von Umsatz, Selektivität und Ausbeute und die Stabilität und Sicherheit des Prozesses wird erhöht.With the features of the invention the advantages of smaller deviations in the cross-section arise all reaction tubes to each other. This will be for all reaction tubes more uniform boundary conditions for the Reaction created, which are described in more detail below. This comes It increases the conversion, selectivity and yield and stability and safety of the process is increased.

In diesem Zusammenhang wird zunächst noch einmal auf die EP 1 471 046 A1 Bezug genommen.In this context, first again on the EP 1 471 046 A1 Referenced.

Die dort enthaltenen Vorschläge führen gegenüber den Angaben in einschlägen Normen im Ergebnis zu keiner Verbesserung be züglich des Rohrinnendurchmessers: Bei einem Rohr mit gleichen Nennabmessungen ergibt sich der Bereich der zulässigen Rohrinnendurchmesser aus der Addition der Toleranzen für den Rohraußendurchmesser und der Wandstärke. Dabei ist der Querschnitt des max. Rohrinnendurchmessers bei einem Ausführungsbeispiel nach dem Anspruch 2 von EP 1 471 046 A1 , der die strengeren Anforderungen stellt, um 7,35% größer als der des min. Rohrinnendurchmessers. Als Vergleich werden Rohre mit einer dem Stand der Technik entsprechenden Tolerierung herangezogen, die zu einem Querschnittsunterschied von 9,67% führen. Die Tolerierungen nach einschlägigen Normen führen zum Vergleich z.B. nach ASTM zu einem entsprechenden Querschnittsunterschied von 7,36% bei den meist verwendeten geschweißten Rohre, die Tolerierung nach DIN 28 181 führt zu einem entsprechenden Querschnittsunterschied von 7,43 bei unlegiertem und legiertem Stahl bzw. von 8,56% bei austenitischem nichtrostendem Stahl. Die Verbesserung bezüglich der Konstanz des freien Rohrquerschnitts liegt also in einem so kleinen Bereich, dass er vernachlässigt werden kann. Anders sieht es beim Verhältnis der Rohraußendurchmesser aus. Während der Unterschied der Rohraußendurchmesser bei EP 1 471 046 A1 bei 0,34 mm liegt, entsprechend einem Durchmesserunterschied 1,12%, liegt dieser Unterschied bei ASTM nur bei 0,30 mm entsprechend 0,99% und bei DIN 28 181 nur bei 0,16 mm entsprechend 0,53. Insgesamt führen die Vorschläge von EP 1 471 046 A1 in Bezug auf ein selbst gewähltes Vergleichsbeispiel also zu Verbesserungen, in Bezug auf bestehende Normen insgesamt eher zu Verschlechterungen.As a result, the suggestions contained therein do not lead to any improvement with respect to the inner pipe diameter compared to the information given in the relevant standards. For a pipe with the same nominal dimensions, the range of permissible pipe inside diameters results from the addition of the tolerances for the pipe outside diameter and the wall thickness. The cross section of the max. Inner diameter pipe in an embodiment according to claim 2 of EP 1 471 046 A1 which makes the stricter requirements 7.35% larger than that of the min. The inner pipe diameter. As a comparison, tubes are used with a state of the art tolerancing, leading to a cross-sectional difference of 9.67%. The tolerances according to relevant standards lead to comparison, for example, according to ASTM to a corresponding cross-sectional difference of 7.36% for the most commonly used welded tubes, the tolerancing according to DIN 28 181 leads to a corresponding cross-sectional difference of 7.43 for non-alloyed and alloyed steel or 8.56% for austenitic stainless steel. The improvement in the constancy of the free pipe cross-section is therefore in such a small range that it can be neglected. The situation is different with regard to the ratio of the outside pipe diameters. While the difference in tube outside diameter at EP 1 471 046 A1 at 0.34 mm, corresponding to a difference in diameter of 1.12%, this difference is only 0.30 mm for ASTM corresponding to 0.99% and for DIN 28 181 only 0.16 mm corresponding to 0.53. Overall, the proposals lead from EP 1 471 046 A1 with regard to a self-selected comparative example so to improvements, with respect to existing standards rather to deterioration Chippings.

Auf der anderen Seite gibt es zwar Normen für Rohre mit besonders genauen und engen Grenzabmessungen, beispielsweise die DIN EN 10 305-1 oder DIN EN 10 305-2. Solche Rohre vermögen die Bedürfnisse aus prozesstechnischer Sicht sehr gut zu befriedigen. Die Realisierung solch enger Toleranzen ist jedoch mit hohen Kosten verbunden, was durch die große Anzahl der Reaktionsrohre zu einem deutlichen Kostenfaktor wird.On On the other hand, although there are standards for pipes with particularly accurate and narrow boundary dimensions, for example, the DIN EN 10 305-1 or DIN EN 10 305-2. Such pipes can meet the needs of process technology To satisfy sight very well. The realization of such tight tolerances However, it is associated with high costs, which is due to the large number the reaction tubes becomes a significant cost factor.

Zusammenfassend bieten weder die Normen in Bezug auf Rohre für Wärmetauscher noch anderer Stand der Technik eine Lösung für die besonderen Anforderungen an die Reaktionsrohre in Rohrbündelreaktoren.In summary do not offer the standards regarding pipes for heat exchangers or other conditions technology a solution for the special requirements for the reaction tubes in tube bundle reactors.

Die erfindungsgemäßen Festlegungen der Rohrtoleranzen führen zu einer Reduzierung der benötigten Katalysatormenge. In dem Bestreben, das Volumen der Reaktionsrohre bestmöglich zu nutzen, werden diese unter Berücksichtigung von verschiedenen Randbedingungen so vollständig wie möglich mit Katalysator gefüllt. Damit es während des Füllvorgangs zu keinen zeitlichen Verzögerungen kommt, muss vor dem Einfüllvorgang die Katalysatormenge vorgehalten werden, die sich bei größtem entsprechend der Tolerierung zu erwartenden Volumen ergibt. Liegen jedoch die ausgeführten Innendurchmesser am anderen Ende des Toleranzbereichs, so bleibt eine Menge an Katalysator übrig. Ist beispielsweise das maximal einzufüllende Katalysatorschüttvolumen 50,0 m³ und ist die Querschnittsfläche des entsprechend der Tolerierung größten Innendurchmessers um 7% größer als die Querschnittsflüche des kleinsten Innendurchmessers, und haben weiterhin tatsächlich alle Reaktionsrohre den kleinsten Innendurchmesser entsprechen der zulässigen Toleranz, so passen in diese Rohre nur 93% des Katalysatorvolumens, entsprechend 46,5 m³, wenn man einmal den Einfluss des Verhältnisses von Rohrinnendurchmesser zum Durchmesser eines Katalysatorpartikels vernachlässigt. Es würde eine Katalysatormenge von 3,5 m³ übrig bleiben. Durch die erfindungsgemäße Tolerierung ist das Flächenverhältnis des zulässigen größten zur kleinsten Innendurchmesser und damit die überschüssige Katalysatormenge höch stens etwa halb so groß, wodurch die Kosten entsprechend vermindert werden.The definitions of pipe tolerances according to the invention lead to a reduction of the required amount of catalyst. In an effort to make the best possible use of the volume of the reaction tubes, they are filled with catalyst as completely as possible, taking into account various boundary conditions. In order to avoid any time delays during the filling process, the amount of catalyst must be kept before the filling process, which results in the largest volume expected according to the tolerance. However, if the internal diameters are at the other end of the tolerance range, an amount of catalyst remains. If, for example, the maximum catalyst bulk volume to be filled is 50.0 m ³ and the cross-sectional area of the largest inside diameter tolerated is greater than the cross-sectional curses of the smallest inside diameter by 7%, and if, in fact, all the reaction tubes have the smallest internal diameter corresponding to the permissible tolerance, then they fit into this Tubes only 93% of the catalyst volume, corresponding to 46.5 m ³ , once neglecting the influence of the ratio of tube internal diameter to the diameter of a catalyst particle. There would be a catalyst amount of 3.5 m ³ left. Due to the toleration according to the invention, the area ratio of the maximum permissible to the smallest inner diameter and thus the excess amount of catalyst hoch is approximately half as large, so that the costs are reduced accordingly.

In diesem Zusammenhang führen die erfindungsgemäßen Festlegungen bei gleicher Katalysatorfüllmenge pro Rohr zu einer wesentlich gleichmäßigeren Katalysatorfüllhöhe in einem jeden Rohr. Möchte man nämlich gleiche Reaktionen in jedem Reaktionsrohr dadurch erreichen, dass in jedes Reaktionsrohr die gleiche Katalysatormenge eingefüllt wird, so wiegt man für jedes Reaktionsrohr die gleiche Katalysatormenge ab. Gibt es nun zwischen den Reaktionsrohren Unterschiede in den Querschnittsflächen der Reaktionsrohre von beispielsweise 7%, so ergeben sich dadurch unmittelbar Unterschiede von 7% in den Füllhöhen der Katalysatorschüttungen. Bei einer maximalen Schütthöhe von beispielsweise 6000 mm bedeutet dies eine Höhendifferenz von maximal 420 mm! Dies hat Auswirkungen auf den Druckverlust, der zu unterschiedlichen Durchströmungsmengen in den einzelnen Reaktionsrohren führt, und damit zu unterschiedlichen und möglicherweise unerwünschten und unkontrollierten Reaktionsabläufen.In lead this connection the definitions according to the invention at the same amount of catalyst per tube to a much more uniform Katalysatorfüllhöhe in one every tube. Would like to Namely achieve the same reactions in each reaction tube by in each reaction tube the same amount of catalyst is filled, that's how you weigh for each reaction tube from the same amount of catalyst. Is there now between the reaction tubes differences in the cross sectional areas of the Reaction tubes of, for example, 7%, this results directly Differences of 7% in the fill levels of the Catalyst beds. For example, with a maximum dumping height 6000 mm, this means a height difference of maximum 420 mm! This has an effect on the pressure loss, the to different flow rates leads in the individual reaction tubes, and thus to different and possibly undesirable and uncontrolled reactions.

Legt man nach einer anderen Strategie Wert darauf, dass der Druckverlust in jedem Reaktionsrohr gleich ist, so wird während des Einfüllvorgangs der Druckverlust eines jeden Rohres gemessen. Durch Hinzufügen bzw. Wegnahme einer entsprechenden Menge an Katalysator werden Abweichungen vom gewünschten Druckverlust korrigiert. Da der Druckverlust in erster Linie durch die Katalysatorfüllhöhe bestimmt wird, ergeben sich im wesentlichen gleiche Katalysatorfüllhöhen. Durch dieses Verfahren erreicht man zwar einen gleichen Druckverlust in einem jeden Rohr, bei unterschiedlichen Rohrquerschnitten haben die Reaktionsrohre jedoch unterschiedliche Mengen an Katalysator. Da das Volumen mit steigendem Rohrinnendurchmesser mit dem Quadrat desselben steigt, die Fläche der Rohrin nenwand jedoch nur linear, kann weniger Reaktionswärme abgeführt werden, die Temperatur steigt, der Reaktionsablauf verändert sich. Bei gleichem Druckverlust in einem jeden Rohr erhält man durch die erfindungsgemäßen Merkmale geringere Abweichungen beim Verhältnis Katalysatormenge zu Wärmeübertragungsfläche.sets For another strategy, it is important to note that the pressure loss in each reaction tube is the same, so is during the filling process measured the pressure loss of each tube. By adding or Removal of an appropriate amount of catalyst will deviate of the desired Corrected pressure loss. Because the pressure loss primarily through determines the catalyst level is, result in substantially the same Katalysatorfüllhöhen. By Although this method can be achieved in a same pressure loss in each tube, have different pipe cross-sections the reaction tubes, however, different amounts of catalyst. Since the volume increases with the inner diameter of the pipe with the square the same rises, the area However, the Rohrin nenwand only linear, less heat of reaction can be dissipated, the temperature rises, the reaction process changes. At the same pressure loss in each tube receives one by the features according to the invention lower deviations in the ratio of catalyst amount to heat transfer surface.

Der Katalysator wird in die erfindungsgemäßen Reaktionsrohre mit einem bekannten Verfahren eingefüllt, bei dem sich ein möglichst gleicher Schüttungsaufbau innerhalb eines jeden Reaktionsrohrs einstellt. Natürlich werden dabei die Schüttungen auf Grund einer immer vorliegenden Partikelgrößenverteilung und zufälligen Anordnung immer unregelmäßig sein und es werden lokale Abweichungen vom Durchschnitt des Schüttungsaufbaus, der Partikelgrößenverteilung, des Lückengrades, der Leitfähigkeit, des Druckverlustes, der Mischungswirkung, der katalytischen Aktivität und anderer Größen vorliegen. In der Summe jedoch werden sich immer Verhältnisse einstellen, die in der Nähe des statistischen Durchschnitts der betrachteten Größe liegen.Of the Catalyst is in the reaction tubes according to the invention with a filled in known methods, in which a possible same bed structure within each reaction tube. Of course while the beds due to an always present particle size distribution and random arrangement always be irregular and there are local deviations from the mean of the bed structure, the particle size distribution, of the loop, the conductivity, the pressure loss, the mixing effect, the catalytic activity and others Sizes are available. In In the sum, however, conditions will always arise that are in nearby the statistical average of the size considered.

Aus diesen Zusammenhängen ergibt sich, dass es wichtig ist, das Verhältnis von Rohrinnendurchmesser zur Partikelgröße des Katalysators von Rohr zu Rohr möglichst konstant zu halten. Dies wird mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen erreicht.Out these connections it turns out that it is important to know the ratio of pipe inside diameter to the particle size of the catalyst possible from pipe to pipe to keep constant. This is with the inventive measures reached.

Kleine Unterschiede unter den Innendurchmessern der Reaktionsrohre wirken sich wie beschrieben nicht nur positiv auf den Wärmeübergang und den Reaktionsablauf aus, ebenso bewirken sie verringerte Unterschiede im Druckverlust durch die Katalysatorschüttung, wodurch die Gasvolumenströme in jedem einzelnen Reaktionsrohr geringere Abweichungen zueinander haben. Die Folgen sind eine Steigerung des Umsatzes und der Ausbeute am Zielprodukt sowie eine verlängerte Katalysator lebensdauer.Small differences among the inner diameters of the reaction tubes affect as be not only positively attributed to the heat transfer and the reaction process, they also cause reduced differences in the pressure loss through the catalyst bed, whereby the gas volume flows in each individual reaction tube have smaller deviations from each other. The consequences are an increase in the conversion and the yield of the target product and a prolonged catalyst life.

Eine gleichmäßige Katalysatorschüttung wirkt sich auch dahin gehend positiv aus, dass die Entstehung von abnormalen Hot Spots in den Reaktionsrohren unterdrückt wird, die die Reaktion außer Kontrolle bringen und dadurch einen Dauerbetrieb behindern können. Die abnormalen Hot Spots können Katalysatorpartikel teilweise oder ganz zusammen schmelzen. Die zusammen geschmolzenen Katalysatorpartikel verstopfen teilweise das Reaktionsrohr, und führen zu einem deutlich erhöhten Strömungswiderstand und nachteiligen Folgen bezüglich Strömungsgeschwindigkeit, Wärmeübergangswerten, Ausbeute und Katalysatorlebensdauer.A uniform catalyst bed acts also positive that the emergence of abnormal Hot spots in the reaction tubes suppresses the reaction out of control bring and thereby hinder a continuous operation. The abnormal hot spots can Partially or completely melt catalyst particles together. The Partly molten catalyst particles partially clog the reaction tube, and lead to a significantly increased flow resistance and adverse consequences on flow velocity, Heat transfer values, Yield and catalyst life.

Wird der Rohrbündelreaktor mit ring- und scheibenförmigen Umlenkblechen ausgestattet, so werden diese im Gegensatz zu der in EP 1 471 046 A1 beschriebenen Ausführung so ausgeführt, dass sie bevorzugt alle Reaktionsrohre entweder ganz oder teilweise unterstützen. Auf diese Weise wird in vorteilhafter Weise ein Querströmung des Wärmeträgers in Bezug auf die Reaktionsrohre erreicht, wodurch sich gute Wärmeübergangswerte über die gesamte Länge eines jeden Reaktionsrohrs erreichen lassen und wodurch die Schwingungsneigung der Reaktionsrohre auf ein Minimum reduziert wird.If the tube bundle reactor equipped with annular and disc-shaped baffles, they are in contrast to the in EP 1 471 046 A1 described embodiment designed so that they preferably support all reaction tubes either wholly or partially. In this way, a cross-flow of the heat carrier is advantageously achieved with respect to the reaction tubes, whereby good heat transfer values can be achieved over the entire length of each reaction tube and whereby the vibration tendency of the reaction tubes is minimized.

Hierzu werden die Toleranzen der Bohrungen in den Rohrböden und in den Umlenkblechen an die Rohraußentoleranzen entsprechend angepasst. Da sich innerhalb eines Fertigungsschrittes die Rohrabmessungen üblicherweise in einem sehr engen Rahmen bewegen, kann der Ringspalt zwischen Reaktionsrohr und Bohrungen dadurch minimiert werden, dass zuerst der Rohraußendurchmesser gemessen wird und daraufhin der endgültige Bohrungsdurchmesser festgelegt wird. Durch den Bezug des Bohrungsdurchmessers auf den ausgeführten Rohraußendurchmesser werden in vorteilhafter Weise sehr enge Ringspalte erreicht.For this The tolerances of the holes in the tubesheets and in the baffles to the tube outside tolerances adjusted accordingly. Because within a production step the pipe dimensions usually moving in a very narrow frame, the annular gap can be between Reaction tube and holes are minimized by being first the pipe outside diameter is measured and then set the final bore diameter becomes. By referring the bore diameter to the exported pipe outside diameter reached very narrow annular gaps in an advantageous manner.

Rohrbündelapparate werden üblicherweise auf Rohrschwingungen nachgeprüft, beispielsweise mit dem im VDI-Wärmeatlas, Ausg. 2002, Abschnitt Oc, angegebenen Verfahren. Dieses Verfahren hat nur dann Gültigkeit, wenn die üblichen Durchmesserdifferenzen von Reaktionsrohr und Bohrungen in den Umlenkblechen in einem Bereich zwischen 0,3 und 0,6 mm liegen. Werden diese Durchmesserdifferenzen wesentlich größer, so besteht die Gefahr von Rohrschwingungen. Bei der Festlegung der Toleranzen für Rohrinnendurchmesser, Wandstärke und Bohrungsdurchmesser ist zu gewährleisten, dass diese Durchmesserdifferenzen eingehalten werden. Ist dies nicht möglich, so müssen die Rohre in die Umlenkbleche eingedichtet werden.Tube apparatuses are usually on Checked pipe vibrations, for example, in the VDI Heat Atlas, Ed. 2002, section Oc. This method is only valid if the usual Diameter differences of reaction tube and holes in the baffles in a range between 0.3 and 0.6 mm. Will these differences in diameter much bigger, so there is a risk of tube vibrations. In determining the Tolerances for Inner tube diameter, wall thickness and bore diameter is to ensure that these diameter differences be respected. If this is not possible, then the tubes must be in the baffles be sealed.

Bei den Umlenkblechen im Rohrbündelreaktor und bei den Trennplatten innerhalb von Mehrzonenreaktoren müssen für eine optimale Arbeitsweise des Reaktors die Reaktionsrohre ohnehin ganz oder teilweise in die entsprechenden Bohrungen eingedichtet werden. Dies geschieht beispielsweise dadurch, dass eine Aufweitungsvorrichtung in ein Reaktionsrohr hineingeführt wird, bis das Funktionsteil auf Höhe der Bohrung angelangt ist. Nun legen sich flexible Dichtungen vor und hinter der Bohrung an die Rohrinnenwand an. Der Raum zwischen diesen Dichtungen wird nun hydraulisch aufgeweitet. Bei dieser Verfahrensweise ist die Aufweitung des Reaktionsrohrs, genauer gesagt das Anlegen der Rohraußenwand an die Bohrungswand und damit die Dichtwirkung umso besser, je fester die Dichtungen der Aufweitungsvorrichtung an der Rohrinnenwand anliegen. Wegen der begrenzten Platzverhältnisse können sich die Dichtungen nur in einem engen Bereich bewegen. Ergeben sich wie bei den aus dem Stand der Technik bekannten Rohren durch die Addition der Toleranzen vom Außendurchmesser und der Wandstärke relativ große Innendurchmes ser, so haben besagte Dichtungen nicht mehr die volle Dichtkraft und das Rohr wird nicht vollständig bis zur Bohrungswand aufgeweitet. Zur Lösung dieses Problems müssen mehrere Aufweitvorrichtungen, unterschiedlichen Durchmessern bereit gehalten werden.at the baffles in the tube bundle reactor and at the separator plates within multi-zone reactors need for optimal Operation of the reactor, the reaction tubes in whole or in part anyway be sealed in the corresponding holes. this happens for example, in that a widening device in a Reaction tube led into it until the functional part has reached the level of the bore. Now, flexible seals are applied in front of and behind the hole the pipe inner wall. The space between these seals is now hydraulically expanded. In this procedure, the expansion the reaction tube, more precisely the application of the tube outer wall to the bore wall and thus the sealing effect the better, the firmer abut the seals of the expansion device on the pipe inner wall. Because of limited space can the seals only move within a narrow range. yield as in the known from the prior art pipes the addition of the tolerances of the outer diameter and the wall thickness relative size Inside diameters, so said seals are no longer full Sealing force and the tube is not fully expanded to the bore wall. To the solution This problem must be several Expander devices, different diameters kept ready become.

Bei Reaktionsrohren mit auf den Innendurchmesser bezogener Durchmessertoleranz bewegt sich der Innendurchmesser in einem viel engeren Bereich. Man kommt mit nur einer Aufweitvorrichtung aus, die Arbeitsvorgänge werden schneller und genauer, die Reproduzierbarkeit steigt. Überdies hat sich gezeigt, dass sich die vorgegebenen Innendurchmesser besser einhalten lassen, wodurch automatisch auch die Außendurchmesser in nur einem kleinen Bereich schwanken. Die resultierenden Toleranzen am Rohraußendurchmesser können noch weiter reduziert werden, indem geschweißte Rohre verwendet werden, da diese bei gleichem Nenndurchmesser fertigungsbedingt immer kleinere Wanddickentoleranzen als nahtlose Rohre haben.at Reaction tubes with diameter tolerance related to the inner diameter the inside diameter moves in a much narrower range. It is possible with only one expander, the work processes faster and more accurate, the reproducibility increases. moreover It has been shown that the given inner diameter is better can be maintained, which automatically also the outer diameter vary in only a small area. The resulting tolerances at the tube outside diameter can be further reduced by using welded tubes, Since these with the same nominal diameter production due to ever smaller wall thickness tolerances as seamless pipes have.

Die erfindungsgemäßen Merkmale sind bei einer deutlichen Prozessverbesserung entweder kostenneutral oder führen nur zu geringen Mehrkosten.The inventive features are at a significant process improvement either cost neutral or lead only at low additional costs.

Die erfindungsgemäßen Merkmale wirken sich in dieser Hinsicht besonders vorteilhaft in Reaktoren mit besonders langen Reaktionsrohren aus, wie sie z.B. in Mehrzonenreaktoren mit mehreren Reaktionsstufen innerhalb des selben Reaktionsrohrs.The features according to the invention have a particularly advantageous effect in this respect in reactors with particularly long reaction tubes, such as in multi-zone reactors with multiple reaction stages within the same reaction tube.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von 3 Ausführungsbeispielen näher erläutert. Ferner werden 3 Vergleichsbeispiele mit Rohren aus dem Stand der Technik angegeben.The Invention will be explained in more detail below with reference to 3 embodiments. Further 3 are comparative examples with tubes of the prior art specified.

Beispiel 1:Example 1:

Für einen Versuchs-Rohrbündelreaktor werden zwei längsnahtgeschweißte Reaktionsrohre einer Vielzahl von Rohren mit einem Nenninnendurchmesser von 25,0 mm und einer Nennwandstärke von 2,5 mm bei einer zulässigen Toleranz des Innendurchmessers von +– 1,35 (≙ 0,338 mm) entnommen. Der Nennaußendurchmesser ergibt sich zu 30,0 mm.For one Test-tube reactor become two longitudinally welded reaction tubes a variety of tubes with a nominal internal diameter of 25.0 mm and a nominal wall thickness of 2.5 mm with a permissible Tolerance of inside diameter taken from + - 1.35 (≙ 0.338 mm). Of the Nominal outside diameter results in 30.0 mm.

Das Rohr 1 hat einen Ist-Innendurchmesser von 25,33 mm, das Rohr 2 hat einen Ist-Innendurchmesser von 24,67 mm. Der lichte Ist-Querschnitt von Rohr 1 beträgt 503,9 mm², das Rohr 2 hat einen lichten Ist-Querschnitt von 478,0 mm². Der Ist-Querschnitt von Rohr 1 ist um 5,4% größer als der Ist-Querschnitt von Rohr 2.The tube 1 has an actual inner diameter of 25.33 mm, the tube 2 has an actual inner diameter of 24.67 mm. The clear actual cross section of tube 1 is 503.9 mm ² , the tube 2 has a clear actual cross section of 478.0 mm ² . The actual cross section of pipe 1 is 5.4% larger than the actual cross section of pipe 2.

Es ist ebenso gut möglich, nahtlose Rohre zu verwenden. Diese haben die gleichen Toleranzen des Innendurchmessers wie bei längsnahtgeschweißten Rohren. Der Unterschied liegt in den etwas größeren Wanddickentoleranzen.It is just as possible to use seamless pipes. These have the same tolerances of Inner diameter as in longitudinally welded pipes. The difference lies in the slightly larger wall thickness tolerances.

Beispiel 2:Example 2:

Für einen Versuchs-Rohrbündelreaktor werden zwei längsnahtgeschweißte Reaktionsrohre einer Vielzahl von Rohren mit einem Nenninnendurchmesser von 25,0 mm und einer Nennwandstärke von 2,5 mm bei einer zulässigen Toleranz des Innendurchmessers von +– 0,85% (≙ 0,213 mm) entnommen. Der Nennaußendurchmesser ist 30,0 mm.For one Test-tube reactor become two longitudinally welded reaction tubes a variety of tubes with a nominal internal diameter of 25.0 mm and a nominal wall thickness of 2.5 mm with a permissible Tolerance of inside diameter taken from + - 0.85% (≙ 0.213 mm). Of the Nominal outside diameter is 30.0 mm.

Das Rohr 1 hat einen Ist-Innendurchmesser von 25,21 mm, das Rohr 2 hat einen Ist-Innendurchmesser von 24,79 mm. Der lichte Ist-Querschnitt von Rohr 1 beträgt 499,2 mm², das Rohr 2 hat einen lichten Ist-Querschnitt von 482,7 mm². Der Ist-Querschnitt von Rohr 1 ist um 3,4% größer als der Ist-Querschnitt von Rohr 2.The tube 1 has an actual inner diameter of 25.21 mm, the tube 2 has an actual inner diameter of 24.79 mm. The clear actual cross section of pipe 1 is 499.2 mm ² , the pipe 2 has a clear actual cross section of 482.7 mm ² . The actual cross section of pipe 1 is 3.4% larger than the actual cross section of pipe 2.

Beispiel 3:Example 3:

Für einen Versuchs-Rohrbündelreaktor werden zwei längsnahtgeschweißte Reaktionsrohre einer Vielzahl von Rohren mit einem Nenninnendurchmesser von 25,0 mm und einer Nennwandstärke von 2,5 mm bei einer zulässigen Toleranz des Innendurchmessers von +– 0,45% (≙ 0,113 mm) entnommen. Der Nennaußendurchmesser beträgt 30,0 mm.For one Test-tube reactor become two longitudinally welded reaction tubes a variety of tubes with a nominal internal diameter of 25.0 mm and a nominal wall thickness of 2.5 mm with a permissible Tolerance of inner diameter of + - 0.45% (≙ 0.113 mm) taken. Of the Nominal outside diameter is 30.0 mm.

Das Rohr 1 hat einen Ist-Innendurchmesser von 25,11 mm, das Rohr 2 hat einen Ist-Innendurchmesser von 24,89 mm. Der lichte Ist-Querschnitt von Rohr 1 beträgt 495,2 mm², das Rohr 2 hat einen lichten Ist-Querschnitt von 486,6 mm². Der Ist-Querschnitt von Rohr 1 ist um 1,8% größer als der Ist-Querschnitt von Rohr 2.The tube 1 has an actual inner diameter of 25.11 mm, the tube 2 has an actual inner diameter of 24.89 mm. The clear actual cross section of pipe 1 is 495.2 mm ² , the pipe 2 has a clear actual cross section of 486.6 mm ² . The actual cross section of tube 1 is 1.8% larger than the actual cross section of tube 2.

Vergleichsbeispiel 1Comparative Example 1

Für einen Versuchs-Rohrbündelreaktor werden zwei längsnahtgeschweißte Reaktionsrohre einer Vielzahl von Rohren mit einem Nennaußendurchmesser von 30,0 mm und einer Nennwandstärke von 2,5 mm. Sie sind ausgewählt aus Rohren, die die Forderungen von EP 1 471 046 A1 , Anspruch 1 erfüllen.For a pilot tube bundle reactor, two longitudinally welded reaction tubes of a plurality of tubes having a nominal outside diameter of 30.0 mm and a nominal wall thickness of 2.5 mm. They are selected from pipes that meet the requirements of EP 1 471 046 A1 , Claim 1 meet.

Das Rohr 1 hat einen Ist-Außendurchmesser von 30,18 mm und eine Ist-Wandstärke von 2,5 mm, somit einen Ist-Innendurchmesser von 25,18 mm. Das Rohr 2 hat einen Ist-Außendurchmesser von 29,82 mm und eine Ist-Wandstärke von 2,97 mm, somit einen Ist-Innendurchmesser von 23,88 mm. Der lichte Ist-Querschnitt von Rohr 1 beträgt 498,0 mm², das Rohr 2 hat einen lichten Ist-Querschnitt von 447,9 mm². Der Ist- Querschnitt von Rohr 1 ist um 11,2% größer als der Ist-Querschnitt von Rohr 2.The tube 1 has an actual outer diameter of 30.18 mm and an actual wall thickness of 2.5 mm, thus an actual inner diameter of 25.18 mm. The tube 2 has an actual outer diameter of 29.82 mm and an actual wall thickness of 2.97 mm, thus an actual inner diameter of 23.88 mm. The clear actual cross section of pipe 1 is 498.0 mm ² , the pipe 2 has a clear actual cross section of 447.9 mm ² . The actual cross section of pipe 1 is 11.2% larger than the actual cross section of pipe 2.

Vergleichsbeispiel 2Comparative Example 2

Für einen Versuchs-Rohrbündelreaktor werden zwei längsnahtgeschweißte Reaktionsrohre einer Vielzahl von Rohren mit einem Nennaußendurchmesser von 30,0 mm und einer Nennwandstärke von 2,5 mm. Sie sind ausgewählt aus Rohren, die die Forderungen von EP 1 471 046 A1 , Anspruch 2 erfüllen.For a pilot tube bundle reactor, two longitudinally welded reaction tubes of a plurality of tubes having a nominal outside diameter of 30.0 mm and a nominal wall thickness of 2.5 mm. They are selected from pipes that meet the requirements of EP 1 471 046 A1 To satisfy claim 2.

Das Rohr 1 hat einen Ist-Außendurchmesser von 30,16 mm und eine Ist-Wandstärke von 2,5 mm, somit einen Ist-Innendurchmesser von 25,16 mm. Das Rohr 2 hat einen Ist-Außendurchmesser von 28,84 mm und eine Ist-Wandstärke von 2,92 mm, somit einen Ist-Innendurchmesser von 24,00 mm. Der lichte Ist-Querschnitt von Rohr 1 beträgt 497,2 mm², das Rohr 2 hat einen lichten Ist-Querschnitt von 452,4 mm². Der Ist-Querschnitt von Rohr 1 ist um 9,9% größer als der Ist-Querschnitt von Rohr 2.The tube 1 has an actual outer diameter of 30.16 mm and an actual wall thickness of 2.5 mm, thus an actual inner diameter of 25.16 mm. The tube 2 has an actual outer diameter of 28.84 mm and an actual wall thickness of 2.92 mm, thus an actual inner diameter of 24.00 mm. The clear actual cross section of tube 1 is 497.2 mm ² , the tube 2 has a clear actual cross section of 452.4 mm ² . The actual cross section of tube 1 is 9.9% larger than the actual cross section of tube 2.

Vergleichsbeispiel 3Comparative Example 3

Für einen Versuchs-Rohrbündelreaktor werden zwei längsnahtgeschweißte Reaktionsrohre einer Vielzahl von Rohren mit einem Nennaußendurchmesser von 30,0 mm und einer Nennwandstärke von 2,5 mm. Sie erfüllen die Anforderungen nach ASTM.For one Test-tube reactor become two longitudinally welded reaction tubes a variety of pipes with a nominal outer diameter of 30.0 mm and a nominal wall thickness of 2.5 mm. You fulfill the requirements of ASTM.

Das Rohr 1 hat einen Ist-Außendurchmesser von 30,15 mm und eine Ist-Wandstärke von 2,5 mm, somit einen Ist-Innendurchmesser von 25,15 mm. Das Rohr 2 hat einen Ist-Außendurchmesser von 28,85 mm und eine Ist-Wandstärke von 2,95 mm, somit einen Ist-Innendurchmesser von 23,95 mm. Der lichte Ist-Querschnitt von Rohr 1 beträgt 496,8 mm², das Rohr 2 hat einen lichten Ist-Querschnitt von 450,5 mm². Der Ist- Querschnitt von Rohr 1 ist um 10,3% größer als der Ist-Querschnitt von Rohr 2.The tube 1 has an actual outer diameter of 30.15 mm and an actual wall thickness of 2.5 mm, thus an actual inner diameter of 25.15 mm. The tube 2 has an actual outside diameter of 28.85 mm and an actual wall thickness of 2.95 mm, thus an actual inner diameter of 23.95 mm. The clear actual cross section of tube 1 is 496.8 mm ² , the tube 2 has a clear actual cross section of 450.5 mm ² . The actual cross section of tube 1 is 10.3% larger than the actual cross section of tube 2.

Claims

A tube bundle reactor for catalytic gas phase reactions, comprising a tube bundle of catalyst-filled reaction tubes which are traversed by reaction gas and pass through a reaction zone in which they are flowed around by a liquid heat transfer medium, wherein the reaction tubes are tubes with the same nominal wall thickness and have a diameter tolerance, characterized in that the reaction tubes Tubes with the same nominal inner diameter d _i are and the diameter tolerance is based on the inner diameter.

Tube reactor according to claim 1, characterized in that the tolerance for the inner diameter + - 1.35% is.

Tube reactor according to claim 2, characterized in that the tolerance for the inner diameter + - 0.85% wearing.

Tube reactor according to claim 3, characterized in that the tolerance for the inner diameter + - 0.45% is.

Tube reactor according to one of the preceding claims, characterized that the reaction zone through at least one partition plate in at least divided into two reaction zones.