DE20219277U1 - Mantelrohrreaktor für katalytische Gasphasenreaktionen - Google Patents
Mantelrohrreaktor für katalytische GasphasenreaktionenInfo
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Description
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Claims (95)
1. Mantelrohrreaktor (2) zur Durchführung katalytischer Gas
phasenreaktionen und mit einem von einem im wesentlichen
kreiszylindrischen Reaktormantel (4) umgebenen, von einem
Wärmeträger umströmten, ringförmigen, vertikalen Reakti
onsrohrbündel (6), miteinander abwechselnden ring- und
scheibenförmigen Umlenkblechen (22, 24) für den Wärmeträ
ger, die für einen Hindurchtritt des Wärmeträgers Teil
stromöffnungen (26) mit zumindest teilweise über den Reak
torradius veränderlichem Querschnitt aufweisen, und Ring
kanälen (18, 20) an zumindest beiden Enden des Reaktorman
tels zur peripheren Zu- bzw. Abführung des Wärmeträgers,
die mit einem außenliegenden Wärmetauscher und mindestens
einer außenliegenden Umwälzpumpe in Verbindung stehen,
gekennzeichnet durch die Kombination mindestens zweier der
folgenden weiteren Merkmale:
- a) über den Reaktorumfang verteilte Strömungssteuermittel (38, 42, 44, 50) am Außen- und/oder Innenumfang des Rohr bündels (6),
- b) eine über den Reaktorumfang im Sinne kontrollierbarer Strömungswiderstände in allen radialen Richtungen variie rende Rohrteilung des Rohrbündels (6),
- c) eine über den Reaktorumfang im Sinne kontrollierbarer Strömungswiderstände in allen radialen Richtungen variie rende radiale Dimension des Rohrbündels (6),
- d) eine über den Reaktorumfang im Sinne kontrollierbarer Rohranströmverhältnisse variierende radiale Dimension min destens einer Art der Umlenkbleche (22, 24) und
- e) über den Reaktorumfang im Sinne kontrollierbarer Rohr anströmverhältnisse variierende Querschnitte mindestens eines Kranzes der Teilstromöffnungen (26) in mindestens einer Art der Umlenkbleche (22, 24).
2. Mantelrohrreaktor (2) nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß er ein Verhältnis Rohrteilung zu Rohraußen
durchmesser von durchschnittlich 1,14-4, vorzugsweise
1,2-2 und am zweckmäßigsten 1,2-1,5 besitzt.
3. Mantelrohrreaktor (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Verhältnis der durch die Teil
stromöffnungen (26) eines jeden Umlenkblechs (22, 24) hin
durchtretenden Teilströme zu der gesamten Umwälzmenge des
Wärmeträgers zwischen 10 und 80%, vorzugsweise zwischen
10 und 70%, noch zweckmäßiger zwischen 10 und 60% und am
zweckmäßigsten zwischen 15 und 30% beträgt.
4. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Durchlaß
der ringförmigen Umlenkbleche (22) so bemessen ist, daß
der dort hindurchtretende Anteil des Wärmeträgers zwischen
10 und 100%, vorzugsweise zwischen und 10 und 85% und am
zweckmäßigsten zwischen 20 und 70% der Gesamtumwälzmenge
des Wärmeträgers beträgt.
5. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaß zwischen
Außenrand der scheibenförmigen Umlenkbleche (24) und Reak
tormantel (4) so bemessen ist, daß der dort hindurchtre
tende Anteil des Wärmeträgers zwischen 10 und 100%, vor
zugsweise zwischen 15 und 90% und am zweckmäßigstens zwi
schen 20 und 80% der Gesamtumwälzmenge des Wärmeträgers
beträgt.
6. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtumwälzmenge
des Wärmeträgers durch den Reaktor so bemessen und die
Teilstromöffnungen (26) so ausgelegt und/oder angeordnet
sind, daß die Rohrwand-Temperaturdifferenz im reaktiven
Bereich innerhalb einer im wesentlichen rohrnormalen Ebene
weniger als 15°C, vorzugsweise weniger als 8°C, noch
zweckmäßiger weniger als 5°C, noch zweckmäßiger weniger
als 2°C und am zweckmäßigsten weniger als 1°C beträgt.
7. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsrohrbün
del (6) und die Umwälzmenge des Wärmeträgers so bemessen
sind, daß die Temperaturdifferenz des Wärmeträgers zwi
schen Eintritt und Austritt am Reaktormantel (4) weniger
als 30°C, vorzugsweise weniger als 15°C, noch zweckmäßi
ger weniger als 8°C und am zweckmäßigsten 2 bis 4°C be
trägt.
8. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwi
schen rohrfreier Querschnittsfläche im Inneren des Reakti
onsrohrbündels (6) und für die Berohrung verfügbarer Ge
samtquerschnittsfläche im Inneren des Reaktormantels 2,25
bis 36%, vorzugsweise 3% bis 25% und am zweckmäßigsten
7 bis 20% beträgt.
9. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche des inne
ren Durchlasses zumindest eines ringförmigen Umlenkblechs
(22) zwischen 30% und 200%, vorzugsweise zwischen 40%
und 150% und am zweckmäßigsten zwischen 70% und 120%
der Fläche des äußeren Durchlasses mindestens eines schei
benförmigen Umlenkblechs (24) beträgt.
10. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Um
lenkbleche (22) und/oder die scheibenförmigen Umlenkbleche
(24) untereinander zumindest teilweise unterschiedlich
sind.
11. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der
Umlenkbleche (22, 24), vorzugsweise der scheibenförmigen
Umlenkbleche (24), keine bewußten Telistromöffnungen (26)
aufweist.
12. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand von Um
lenkblech (22, 24) zu Umlenkblech (24, 22) bzw. von Um
lenkblech (22) zu Rohrboden (10, 12) oder - im Falle eines
Mehrzonenreaktors - von Umlenkblech (22) zu Trennblech
zwischen 30% und 300%, vorzugsweise zwischen 50% und
200% und am zweckmäßigsten zwischen 70% und 130% vom
mittleren Abstand beträgt.
13. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Reaktions
rohre (8) durch mindestens eines der Umlenkbleche (22, 24)
gestützt sind.
14. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einzelne Reaktions
rohre (8) am inneren und/oder äußeren Rand des Reaktions
rohrbündels (6) von Umlenkblechen (22, 24) oder dergl.
(48) ungestützt sind.
15. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der
scheibenförmigen Umlenkbleche (24) größer oder kleiner als
der Außendurchmesser des Reaktionsrohrbündels (6) ist.
16. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsrohre
(8) in die Umlenkbleche (22, 24) wenigstens teilweise ein
gedichtet sind.
17. Mantelrohrreaktor (2) nach Anspruch 16, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Eindichtung durch Aufweiten hergestellt
ist.
18. Mantelrohrreaktor (2) nach Anspruch 17, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Eindichtung durch Aufweiten in minde
stens eine Ringnut (34) der betreffenden Rohrbohrung (28)
hergestellt ist.
19. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilstromöffnun
gen (26) der Umlenkbleche (22, 24) zumindest teilweise aus
Reaktionsrohre (8) umgebenden Ringspalten bestehen.
20. Mantelrohrreaktor (2) nach Anspruch 19, dadurch gekenn
zeichnet, daß die betreffenden Reaktionsrohre (8) in den
Ringspalten durch Abstandshalter (32) abgestützt sind.
21. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilstromöffnun
gen (26) zumindest teilweise aus neben bzw. zwischen den
Rohrbohrungen (28) in den Umlenkblechen (22, 24) ausgebil
deten Durchbrechungen bestehen.
22. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilstromöffnun
gen (26) zumindest teilweise aus Erweiterungen (30) der
Rohrbohrungen (28) bestehen.
23. Mantelrohrreaktor (2) nach Anspruch 22, dadurch gekenn
zeichnet, daß zumindest die Fußbreite der Erweiterungen
(30) geringer ist als der Durchmesser der Rohrbohrungen
(28).
24. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Teil
stromöffnungen (26) zumindest bereichsweise kleiner oder
größer ist als diejenige der Rohrbohrungen (28).
25. Mantelrohrreaktor (2) nach Anspruch 24, dadurch gekenn
zeichnet, daß einzelne Teilstromöffnungen (26) mehrere
Rohre (8) umgeben.
26. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich Größe, Dichte
und/oder Form der Teilstromöffnungen (26) in radialer
Richtung und/oder in Umfangsrichtung des Reaktors ändern.
27. Mantelrohrreaktor (2) nach Anspruch 26, dadurch gekenn
zeichnet, daß sich Größe, Dichte und/oder Form der Teil
stromöffnungen in Stufen ändern.
28. Mantelrohrreaktor (2) nach Anspruch 27, dadurch gekenn
zeichnet, daß Zonen gleicher oder gleich dicht angeordne
ter Teilstromöffnungen (26) ringförmig und/oder sektorför
mig sind.
29. Mantelrohrreaktor (2) nach Anspruch 28, dadurch gekenn
zeichnet, daß sektorförmige Zonen (A, B/Fig. 3) einen Öff
nungswinkel von 30° oder weniger besitzen.
30. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen mindestens
zwei aufeinanderfolgenden ring- bzw. scheibenförmigen Um
lenkblechen (22, 24) bzw. zwischen einem Umlenkblech (22)
und einem benachbarten Rohrboden (10, 12) oder Trennblech
mindestens ein Strömungsleitblech (48) angeordnet ist.
31. Mantelrohrreaktor (2) nach Anspruch 30, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Strömungsleitblech (48) radial unter
schiedlich bemessen ist gegenüber zumindest einem benach
barten Umlenkblech (22, 24).
32. Mantelrohrreaktor (2) nach Anspruch 30 oder 31, dadurch
gekennzeichnet, daß das Strömungsleitblech (48) ähnlich
den Umlenkblechen (22, 24) Teilstromöffnungen (46) auf
weist.
33. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der Ansprüche 30 bis 32,
dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einzelne der Reakti
onsrohre (8) in dem Strömungsleitblech (48) abgestützt
sind.
34. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der Ansprüche 30 bis 33,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Strömungsleit
blech (48) konisch ausgebildet ist.
35. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der
Umlenkbleche (22, 24) konisch ausgebildet ist.
36. Mantelrohrreaktor (2) nach Anspruch 34 oder 35, dadurch
gekennzeichnet, daß der Konuswinkel (α) kleiner als 30°,
vorzugsweise kleiner als 20° und am zweckmäßigsten kleiner
als 15° ist.
37. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der vorhergehenden An
sprüche, gekennzeichnet durch mindestens einen ein oder
mehrere Umlenkbleche (22, 24) überbrückenden Bypaßkanal
(56) für den Wärmeträger.
38. Mantelrohrreaktor (2) nach Anspruch 37, dadurch gekenn
zeichnet, daß sich zumindest ein Bypaßkanal (56) zwischen
Reaktormantel (4) und Rohrbündel (6) innerhalb einer einen
Ringkanal in axial aufeinanderfolgende Abschnitte unter
teilenden Trennwand und/oder im rohrfreien Inneren des
Rohrbündels befindet.
39. Mantelrohrreaktor (2) nach Anspruch 37 oder 38, dadurch
gekennzeichnet, daß Bypaßkanäle (56) zumindest teilweise
aus außerhalb und/oder innerhalb des Rohrbündels (6) in
mindestens einem der Umlenkbleche (22, 24) ausgebildeten
Aussparungen (70) bestehen.
40. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der Ansprüche 37 bis 39,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Bypaßkanal zu
mindest teilweise von einem Rohr (62, 64, 74) gebildet
wird.
41. Mantelrohrreaktor (2) nach Anspruch 40, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Rohr (62, 64, 74) mehrere gleichmäßig
oder ungleichmäßig verteilte Ein- und/oder Austrittsöff
nungen (66, 68) aufweist.
42. Mantelrohrreaktor (2) nach Anspruch 41, dadurch gekenn
zeichnet, daß sich das Rohr (62, 64) im wesentlichen von
einem Rohrboden (10, 12) zum anderen bzw. von einem Rohr
boden zu einem Trennblech erstreckt.
43. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der Ansprüche 37 bis 42,
dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Bypaßkanal (56)
zumindest teilweise außerhalb des Reaktormantels (4) ver
läuft.
44. Mantelrohrreaktor (2) nach Anspruch 43, dadurch gekenn
zeichnet, daß der außerhalb verlaufende Bypaßkanal (56) an
zumindest einen Ringkanal (18, 20, 56) anschließt.
45. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der Ansprüche 37 bis 44,
dadurch gekennzeichnet, daß die Bypaßkanäle (56) innerhalb
eines Reaktorquerschnitts so bemessen sind, daß die durch
sie hindurchtretenden Kurzschlußströme zwischen 1 und 50%
und vorzugsweise zwischen 10 und 40% der Gesamtumwälzmen
ge des Wärmeträgers ausmachen.
46. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die radial innensei
tige und/oder außenseitige Kontur des Rohrbündels (6) ei
ner Wellenlinie folgt.
47. Mantelrohrreaktor (2) nach Anspruch 46, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Anordnung der Teilstromöffnungen (26) in
den Umlenkblechen entsprechend einer oder mehreren Wellen
linien folgt.
48. Mantelrohrreaktor (2) nach Anspruch 46 oder 47, dadurch
gekennzeichnet, daß der Rand zumindest einzelner der Um
lenkbleche (22, 24) entsprechend der Kontur des Rohrbün
dels (6) eine wellenförmige Kontur besitzt.
49. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der Ansprüche 46 bis 48,
dadurch gekennzeichnet, daß Einbauten, wie Gitter (38),
Strömungsleitbleche (48), sonstige Strömungsleiteinrich
tungen (42, 44) oder Mischer der Kontur des Rohrbündels
(6) folgen.
50. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der Ansprüche 46 bis 49
in Verbindung mit Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß
die Innen- und/oder Außenkontur zumindest einzelner der
Strömungsleitbleche (48) der Innen bzw. Außenkontur des
Rohrbündels (6) folgt.
51. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der Ansrprüche 46 bis 50,
dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige wellenförmige
Kontur rotationssymmetrisch ist mit Symmetrien in bezug
auf um jeweils 30° gegeneinander versetzte Achsen.
52. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der Ansprüche 46 bis 51,
dadurch gekennzeichnet, daß die wellenförmige Kontur Radi
usabweichungen von maximal ±20% von ihrem mittleren Radi
us besitzt.
53. Mantelrohrreaktor (2) nach Anspruch 51 und 52, dadurch ge
kennzeichnet, daß sich die wellenförmige Kontur einem
Sechseck mit abgerundeten Ecken anlehnt.
54. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrteilung vari
iert.
55. Mantelrohrreaktor (2) nach Anspruch 54, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Rohrteilung zwischen ring- und/oder sek
torförmigen Zonen gleicher Rohrteilung stufenweise vari
iert.
56. Mantelrohrreaktor (2) nach Anspruch 55, dadurch gekenn
zeichnet, daß sektorförmige Zonen einen Öffnungswinkel von
30° oder weniger besitzen.
57. Mantelrohrreaktor (2) nach Anspruch 54, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Rohrteilung entlang Querlinien zu radia
len Achsen mit gegeneinander versetzter Rohranordnung
fortlaufend variiert.
58. Mantelrohrreaktor (2) nach Anspruch 54, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Rohrteilung entlang mit der Mittelachse
des Rohrbündels koaxialen Umfangslinien fortlaufend vari
iert.
59. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der Ansprüche 54 bis 58,
dadurch gekennzeichnet, daß die Variation der Rohrteilung
in einem Maße erfolgt, daß der lichte Rohrabstand maximal
das 1,4-fache, vorzugsweise maximal das 1,3-fache des
mittleren Rohrabstandes beträgt.
60. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der vorhergehenden An
sprüche, gekennzeichnet durch Strömungssteuermittel in
Form von in ihrer Struktur und/oder ihrem Aufbau über den
Reaktorumfang variierenden Einbauten (38; 42; 44), geeig
net, dem Wärmeträger ein über den Reaktorumfang variieren
des Strömungsprofil zu vermitteln.
61. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der vorhergehenden An
sprüche, gekennzeichnet durch Einbauten in Form mindestens
eines Gitters (38) als turbulenzerzeugendes und/oder Strö
mungsverteilungsgitter.
62. Mantelrohrreaktor (2) nach Anspruch 61, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Gitter (38) zwischen dem wärmeträgerzu
führungsseitigen Ringkanal (20) und dem Reaktionsrohrbün
del (6) angeordnet ist.
63. Mantelrohrreaktor (2) nach Anspruch 61, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Gitter (38) an den wärmeträgerzufüh
rungsseitigen Ringkanal (20) mit dem Inneren des Reaktor
mantels (4) verbindenden Fenstern (40) angeordnet ist.
64. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der Ansprüche 61 bis 63,
dadurch gekennzeichnet, daß Gitter (38) im wesentlichen
zylindrisch ist.
65. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der Ansprüche 61 bis 64,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein ring- oder
scheibenförmiges Gitter (38) außen- bzw. innenseitig an
ein scheiben- bzw. ringförmiges Umlenkblech (24, 22) an
schließt.
66. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der Ansprüche 61 bis 65,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter (38) mehrschichtig
ist.
67. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der Ansprüche 61 bis 66
in Verbindung mit Anspruch 60, dadurch gekennzeichnet, daß
das Gitter (38) einen in Reaktorumfangs- und/oder
-längsrichtung variierenden Strömungswiderstand aufweist.
68. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Verbindung
zwischen den Ringkanälen (18, 20) und dem Inneren des Re
aktormantels (4) bildenden Fenster (40) entlang dem Reak
torumfang in Höhe, Breite und/oder ihrem in Axialrichtung
und/oder Umfangsrichtung auftretenden Abstand variieren.
69. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der vorhergehenden An
sprüche, gekennzeichnet durch Strömungssteuermittel in
Form mindestens einer Strömungsleiteinrichtung (42; 44) am
Übertritt zweier durch ein Umlenkblech (22, 24) voneinan
der getrennter axialer Reaktorabschnitte (I, II, III, IV).
70. Mantelrohrreaktor (2) nach Anspruch 69, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Strömungsleiteinrichtung (44) entspre
chend ausgebildet ist, die Aufeinanderfolge von Strömungs
schichten in den betreffenden Reaktorabschnitten (I, II,
III, IV) aufrechtzuerhalten.
71. Mantelrohrreaktor (2) nach Anspruch 70, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Strömungsleiteinrichtung (42) entspre
chend ausgebildet ist, die Aufeinanderfolge von in den be
treffenden Reaktorabschnitten (I, II, III, IV) auftreten
den Strömungsschichten umzukehren.
72. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der vorhergehenden An
sprüche, gekennzeichnet durch Strömungssteuermittel in
Form mindestens eines Mischers am Übertritt zweier durch
ein Umlenkblech (22, 24) voneinander getrennter axialer
Reaktorabschnitte (I, II, III, IV) und/oder am Wärme
trägereintritt in einen solchen.
73. Mantelrohrreaktor (2) nach Anspruch 72, dadurch gekenn
zeichnet, daß mehrere in Umfangsrichtung aufeinanderfol
gende Mischer unterschiedliche Misch- und/oder Durchlaßei
genschaften aufweisen.
74. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (8) des Re
aktionsrohrbündels (6) unterschiedliche Katalysatorfüllun
gen (80) aufweisen.
75. Mantelrohrreaktor (2) nach Anspruch 74, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Katalysatorfüllungen (80) nach Art, Men
ge und/oder katalytischer Aktivität des Katalysators vari
ieren.
76. Mantelrohrreaktor (2) nach Anspruch 74 oder 75, dadurch
gekennzeichnet, daß die Katalysatorfüllungen (80) nach ih
rer axialen Lage in den Rohren (8) variieren.
77. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der Ansprüche 74 bis 76,
dadurch gekennzeichnet, daß die Katalysatorfüllungen (80)
in radialer Richtung bezogen auf die Mittelachse des Rohr
bündels (6) variieren.
78. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der Ansprüche 74 bis 77,
dadurch gekennzeichnet, daß die obere und/oder untere
Grenze der Katalysatorfüllungen (80) des Rohrbündels (6)
als Ganzem im wesentlichen einem Kegel folgt.
79. Mantelrohrreaktor (2) nach Anspruch 78, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Öffnungswinkel (α; β) des jeweiligen Ke
gels kleiner als 30°, vorzugsweise kleiner als 20° und am
zweckmäßigsten kleiner als 15° ist.
80. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der vorhergehenden An
sprüche, gekennzeichnet durch Strömungssteuermittel in
Form von Leitflächen in und/oder an den den wärmeträger
eintrittsseitigen Ringkanal (20) mit dem Inneren des Reak
tormantels (4) verbindenden Fenstern (40).
81. Mantelrohrreaktor (2) nach Anspruch 80, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Leitflächen zumindest teilweise von Rän
dern der Fenster (40) gebildet werden.
82. Mantelrohrreaktor (2) nach Anspruch 80 oder 81, dadurch
gekennzeichnet, daß die Leitflächen von innerhalb der Fen
ster (40) angeordneten und/oder daran anschließenden
Schaufeln (50) gebildet werden.
83. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der Ansprüche 80 bis 82,
dadurch gekennzeichnet, daß die Leitflächen über den Um
fang des Mantelrohrreaktors nach Form und/oder Lage vari
ieren.
84. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeübergangs
wert an den Kontaktrohren (8) auf mindestens 1000, vor
zugsweise mindestens 1500, noch zweckmäßiger mindestens
2000 und am zweckmäßigsten mindestens 2500 W/m2.K einge
stellt ist.
85. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der
Ringkanäle (18, 20) ein über den Reaktorumfang durchgehen
des, in seiner Höhe ggf. variierendes Fenster (40) als
Dehnfuge für den Reaktormantel (4) aufweist.
86. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er an allen für die
Ansammlung von Gas aus dem Wärmeträgerkreislauf kritischen
Stellen Entgasungsorgane (76) aufweist.
87. Mantelrohrreaktor (2) nach Anspruch 86, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Entgasungsorgane (76), soweit erforder
lich über Drosselorgane, mit einer gemeinsamen Gasabfüh
rungsleitung (78) verbunden sind.
88. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeträger im
Falle eines Salzbades mit einem Inertgas, wie z. B. Stick
stoff, überlagert ist.
89. Mantelrohrreaktor (2) zur Durchführung katalytischer Gas
phasenreaktionen und mit einem von einem im wesentlichen
kreiszylindrischen Reaktormantel (4) umgebenen, von einem
wärmeträger umströmten, ringförmigen, vertikalen Reakti
onsrohrbündel (6), miteinander abwechselnden ring- und
scheibenförmigen Umlenkblechen (22, 24) für den Wärmeträ
ger, die für einen Hindurchtritt des Wärmeträgers Teil
stromöffnungen (26) mit zumindest teilweise über den Reak
torradius veränderlichem Querschnitt aufweisen, und Ring
kanälen (18, 20) an zumindest beiden Enden des Reaktorman
tels zur peripheren Zu- bzw. Abführung des Wärmeträgers,
die mit einem außenliegenden Wärmetauscher und mindestens
einer außenliegenden Umwälzpumpe in Verbindung stehen,
gekennzeichnet durch über den Reaktorumfang reichende oder
verteilte turbulenzfördernde Strömungssteuermittel
(38, 42, 44, 50) in Gestalt von Schaufeln (50) und/oder
eines Gitters (38) am Außen- und/oder Innenumfang des
Rohrbündels (6).
90. Mantelrohrreaktor (2) zur Durchführung katalytischer Gas
phasenreaktionen und mit einem von einem im wesentlichen
kreiszylindrischen Reaktormantel (4) umgebenen, von einem
Wärmeträger umströmten, ringförmigen, vertikalen Reakti
onsrohrbündel (6), miteinander abwechselnden ring- und
scheibenförmigen Umlenkblechen (22, 24) für den Wärmeträ
ger, die für einen Hindurchtritt des Wärmeträgers Teil
stromöffnungen (26) mit zumindest teilweise über den Reak
torradius veränderlichem Querschnitt aufweisen, und Ring
kanälen (18, 20) an zumindest beiden Enden des Reaktorman
tels zur peripheren Zu- bzw. Abführung des Wärmeträgers,
die mit einem außenliegenden Wärmetauscher und mindestens
einer außenliegenden Umwälzpumpe in Verbindung stehen,
gekennzeichnet durch eine zumindest im wesentlichen über
den Reaktorumfang im Sinne kontrollierbarer Strömungswi
derstände variierende Rohrteilung des Rohrbündels (6).
91. Mantelrohrreaktor (2) zur Durchführung katalytischer Gas
phasenreaktionen und mit einem von einem im wesentlichen
kreiszylindrischen Reaktormantel (4) umgebenen, von einem
Wärmeträger umströmten, ringförmigen, vertikalen Reakti
onsrohrbündel (6), miteinander abwechselnden ring- und
scheibenförmigen Umlenkblechen (22, 24) für den Wärmeträ
ger, die für einen Hindurchtritt des Wärmeträgers Teil
stromöffnungen (26) mit zumindest teilweise über den Reak
torradius veränderlichem Querschnitt aufweisen, und Ring
kanälen (18, 20) an zumindest beiden Enden des Reaktorman
tels zur peripheren Zu- bzw. Abführung des Wärmeträgers,
die mit einem außenliegenden Wärmetauscher und mindestens
einer außenliegenden Umwälzpumpe in Verbindung stehen,
gekennzeichnet durch eine über den Reaktorumfang im Sinne
kontrollierbarer Strömungswiderstände variierende radiale
Dimension des Rohrbündels (6) und/oder mindestens einer
Art der Umlenkbleche (22, 24).
92. Mantelrohrreaktor (2) zur Durchführung katalytischer Gas
phasenreaktionen und mit einem von einem im wesentlichen
kreiszylindrischen Reaktormantel (4) umgebenen, von einem
Wärmeträger umströmten, ringförmigen, vertikalen Reakti
onsrohrbündel (6), miteinander abwechselnden ring- und
scheibenförmigen Umlenkblechen (22, 24) für den Wärmeträ
ger, die die Rohre (8) des Reaktionsrohrbündels (6) je
weils umgebende Teilstromöffnungen (26) mit zumindest
teilweise über den Reaktorradius veränderlichem Quer
schnitt aufweisen, und Ringkanälen (18, 20) an zumindest
beiden Enden des Reaktormantels zur peripheren Zu- bzw.
Abführung des Wärmeträgers, die mit einem außenliegenden
Wärmetauscher und mindestens einer außenliegenden Umwälz
pumpe in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß
sämtliche Rohre (8) des Reaktonsrohrbündels (6) in zumin
dest einem der Umlenkbleche (22, 24) abgestützt sind.
93. Mantelrohrreaktor (2) zur Durchführung katalytischer Gas
phasenreaktionen und mit einem von einem im wesentlichen
kreiszylindrischen Reaktormantel (4) umgebenen, von einem
Wärmeträger umströmten, ringförmigen, vertikalen Reakti
onsrohrbündel (6), miteinander abwechselnden ring- und
scheibenförmigen Umlenkblechen (22, 24) für den Wärmeträ
ger, die einen Hindurchtritt des Wärmeträgers Teil
stromöffnungen (26) mit zumindest teilweise über den Reak
torradius veränderlichem Querschnitt aufweisen, und Ring
kanälen (18, 20) an zumindest beiden Enden des Reaktorman
tels zur peripheren Zu- bzw. Abführung des Wärmeträgers,
die mit einem außenliegenden Wärmetauscher und mindestens
einer außenliegenden Umwälzpumpe in Verbindung stehen,
gekennzeichnet durch über den Reaktorumfang im Sinne kon
trollierbarer Rohranströmverhältnisse variierende Quer
schnitte mindestens eines Kranzes der Teilstromöffnungen
(26) in mindestens einer Art der Umlenkbleche (22, 24).
94. Mantelrohrreaktor (2) nach einem der vorhergehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er für Oxidations-,
Hydrierungs-, Dehydrierungs-, Nitrierungs-, Alkylierungs
prozese und dergl. Verwendung findet.
95. Mantelrohrreaktor (2) nach Anspruch 94, dadurch gekenn
zeichnet, daß er für die Herstellung von Ketonen, Methy
lisobutylketon, Mercaptan, Isopren, Anthrachinon,
o-Kresol, Ethylenhexan, Furfurol, Acetylen, Vinylacetat,
Isopropylchlorid, Naphtalsäureanhydrid, Vinylchlorid,
Oxoalkohol, Pyrotol, Styrol, Methansäurenitril, Polypheny
lenoxid, Dimethylphenol, Pyridinaldehyd, Therban, Alphao
lefinen, Vitamin B6, Blausäure, Anilin, Methansäurenitral,
Difluormethan, 4-Methyl-2-Pentanon und Tetrahydrofuran so
wie im besonderen die
Oxidation von Dimethylbenzolen (m, o, p) zu den entsprechen den Mono- und Dialdehyden,
Oxidation von Dimethylbenzolen (m, o, p) zu den entsprechen den Mono- und Dicarbonsäuren bzw. deren Anhydriden,
Oxidation von Trimethylbenzolen zu den entsprechenden Mo no-, Di- und Trialdehyden,
Oxidation von Trimethylbenzolen zu den entsprechenden Mo no-, Di- und Tricarbonsäuren bzw. deren Anhydriden,
Oxidation von Durol zu Pyromellithsäureanhydrid,
Oxidation von gamma- bzw. beta-Picolin zu gamma- bzw. be ta-Picolincarbaldehyd,
Oxidation von gamma- bzw. beta-Picolin zu Isonicotinsäure bzw. Nicotinsäure,
Oxidation von Propen zu Acrolein,
Oxidation von Acrolein zu Acrylsäure,
Oxidation von Propan zu Acrolein,
Oxidation von Propan zu Acrylsäure,
Oxidation von Butan zu MSA,
Oxidation von Raffinat zu MSA,
Oxidation von 1-Buten zu Methacrolein,
Oxidation von Methacrolein zu Methacrylsäure,
Oxidation von Methacrolein zu Methylmethacrylat,
Oxidation von 1-Butan zu Methacrolein,
Oxidation von 1-Butan zu Methacrylsäure,
Ammonoxidation von Dimethylbenzolen (m, o, p) zu den ent sprechenden Mono- und Dinitrilen,
Ammonoxidation von Trimethylbenzolen zu den entsprechenden Mono- und Di- bzw. Trinitrilen,
Ammonoxidation von Propan zu Acrylnitril,
Ammonoxidation von Propen zu Acrylnitril,
Ammonoxidation von beta-Picolin zu 3-Cyanopyridin,
Ammonoxidation von gamma-Picolin zu 4-Cyanopyridin,
Oxidation von Methanol zu Formaldehyd,
Oxidation von Naphthalin und/oder O-Xylol, ggf. im Misch betrieb, zu Phthalsäureanhydrid,
Oxidation von Ethan zu Essigsäure,
Oxidation von Ethanol zu Essigsäure,
Oxidation von Geraniol zu Citral,
Oxidation von Ethen zu Ethylenoxid,
Oxidation von Propen zu Propylenoxid,
Oxidation von Chlorwasserstoff zu Chlor,
Oxidation von Glykol zu Glyoxal und
Hydrierung von MSA zu Butandiol,
ausgelegt ist.
Oxidation von Dimethylbenzolen (m, o, p) zu den entsprechen den Mono- und Dialdehyden,
Oxidation von Dimethylbenzolen (m, o, p) zu den entsprechen den Mono- und Dicarbonsäuren bzw. deren Anhydriden,
Oxidation von Trimethylbenzolen zu den entsprechenden Mo no-, Di- und Trialdehyden,
Oxidation von Trimethylbenzolen zu den entsprechenden Mo no-, Di- und Tricarbonsäuren bzw. deren Anhydriden,
Oxidation von Durol zu Pyromellithsäureanhydrid,
Oxidation von gamma- bzw. beta-Picolin zu gamma- bzw. be ta-Picolincarbaldehyd,
Oxidation von gamma- bzw. beta-Picolin zu Isonicotinsäure bzw. Nicotinsäure,
Oxidation von Propen zu Acrolein,
Oxidation von Acrolein zu Acrylsäure,
Oxidation von Propan zu Acrolein,
Oxidation von Propan zu Acrylsäure,
Oxidation von Butan zu MSA,
Oxidation von Raffinat zu MSA,
Oxidation von 1-Buten zu Methacrolein,
Oxidation von Methacrolein zu Methacrylsäure,
Oxidation von Methacrolein zu Methylmethacrylat,
Oxidation von 1-Butan zu Methacrolein,
Oxidation von 1-Butan zu Methacrylsäure,
Ammonoxidation von Dimethylbenzolen (m, o, p) zu den ent sprechenden Mono- und Dinitrilen,
Ammonoxidation von Trimethylbenzolen zu den entsprechenden Mono- und Di- bzw. Trinitrilen,
Ammonoxidation von Propan zu Acrylnitril,
Ammonoxidation von Propen zu Acrylnitril,
Ammonoxidation von beta-Picolin zu 3-Cyanopyridin,
Ammonoxidation von gamma-Picolin zu 4-Cyanopyridin,
Oxidation von Methanol zu Formaldehyd,
Oxidation von Naphthalin und/oder O-Xylol, ggf. im Misch betrieb, zu Phthalsäureanhydrid,
Oxidation von Ethan zu Essigsäure,
Oxidation von Ethanol zu Essigsäure,
Oxidation von Geraniol zu Citral,
Oxidation von Ethen zu Ethylenoxid,
Oxidation von Propen zu Propylenoxid,
Oxidation von Chlorwasserstoff zu Chlor,
Oxidation von Glykol zu Glyoxal und
Hydrierung von MSA zu Butandiol,
ausgelegt ist.
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---|---|---|---|
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2002
- 2002-12-12 DE DE20219277U patent/DE20219277U1/de not_active Expired - Lifetime
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R071 | Expiry of right |