DE2119061C3 - Vorrichtung zur Durchführung katalytischer Dampfpfasenreaktionen - Google Patents
Vorrichtung zur Durchführung katalytischer DampfpfasenreaktionenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung katalytischer Dampfphasenreaktionen nach
dem Wirbelschichtverfahren, die im technischen Sprachgebrauch auch als Fließbettreaktor bezeichnet
wird.
Es ist. bekannt, daß es bei der Durchführung bestimmter katalytischer Reaktionen in der Dampfphase
in einem Fließbettreaktor notwendig ist, den teilchenförmigen bzw. körnigen Katalysator kontinuierlich
zu regenerieren. Hierbei ist es üblich, den verbrauchten Katalysator aus dem Reaktor abzuziehen,
ihn in ein gesondertes Gefäß zu leiten, in welchem er regeneriert wird und dann den reaktivierten
Katalysator in den Reaktor zurückzulciten. Solche Verfahren sind aus den USA.-Patentschriftcn
2 847 360 und 2418 003 sowie der deutschen Auslcgeschrift 1 288 567 bekannt. Bei einem anderen
Verfahren wird eine Autoregencrationszone im Reaktor angewendet. So ist es z. B. bei der Herstellung
von ungesättigten Nitrilen durch katalytische Dampfphasenrenklion von Sauerstoff, Ammoniak und einem
Olefin aus der USA.-Patentschrift 3 427 343 bekannt, 4cη Katalysator kontinuierlich zu regenerieren, indem
man ihn mit molekularem Sauerstoff in Beruh- mng bringt, welcher an einer Stelle stromaufwärts
ton der Zone, in die die anderen Reaktionsteilnch-•ler
eingeleitet werden, iin die Katalysator-Wirbcl-•chicht
eingeleitet wird. Gewöhnlich wird der mole kulare Sauerstoff in Form von Luft am Boden der
Katalysator-Wirbelschicht eingeleitet, während die anderen Reaktionsteiinehmer auf einem höheren
Niveau eingeleitet werden. Durch die Berührung mit dem molekularen Sauerstoff wird der verbrauchte
Katalysator am Boden des Betts wieder auf seinen hohen Wertigkeitszustand zurückgeführt. Beim Auiwärtsströmen
im Bett wird der aufoxydierte Katalysator allmählich in dem Maße reduziert, wie der
Sauerstoffgehalt abnimmt. Obgleich nach diesem Autoregenerationsverfahren die Zeit, in welcher das
Verfahren kontinuierlich durchführbar ist, verlängert werden kann, ist die Regenerationsgeschwindigkeit
ίο des Katalysators geringer als bei Verwendung eines
getrennten Regenerationsgefäßes.
Eine wesentliche Aufgabe der Erfindung bestand somit darin, die Leistungsfähigkeit von Fließbettreaktionen
zu verbessern, und zusätzlich den Nachteil der Verwendung eines besonderen, außerhalb des
Fließbettreaktors liegenden Katalysator-Regenerationsgefäßes zu vermeiden.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß die Wirksamkeit eines Reaktors, J*.; -ine oder
mehrere Katalysatorfließbctlc enthält, stark verbessert werden kann, wenn für eine kontinuierliche Umwälzung
oder einen kontinuierliche!: Durchsatz des körnigen Katalysators gesorgt wird.
Gegenstand der Erfindung ist somit eine Vorrich-
»5 tung zur Durchführung katalytischer Dampfphasenreaktionen,
bestehend aus einem Reaktor mit perforiertem Boden z^r Aufnahme des gekörnten Katalysators
sowie Zu- und Ableitungen für Frisch- und Produktgas und mindestens einem im Reaktor befindliciicn
Fallrohr mit beidseitig offenen Enden, von denen das untere so ausgebildet ist, daß die Abwärtsströmung
des Katalysators ermöglicht, die Aufwärtsströmung des Gases jedoch begrenzt ist, die dadurch
gekennzeichnet ist, daß das oder die Fallrohre von der oberhalb der Katalysator-Regenerationszone
liegenden Reaktionszone bis in die oberhalb des perforierten Bodens liegende Katalysator-Regcnerationszoiic
reichen und dabei unterleib der Einführung mindestens eines der dampfförmigen Reaktionsteilnehmer
enden.
Durch die Erhöhung des Katalysatordurchsatzes wird die Leistungsfähigkeit der Autorcgencrationszone
verbessert, da der Katalysator auf einer höheren Durchschnittsaktivität gehalten werden kann,
wodurch wiederum die Gcsamtleistungsfähigkeit des Reaktors, ausgedrückt als Umwandlungsgrad der
Reaktionsteiinehmer und der Reaktionszeit, verbessert werden kann.
Ein Grund iür die erhöhte Wirksamkeit, die sich 'lurch eine höhere Ausbeute und'odcr eine größere
Umsetzung ausdrückt, liegt wahrscheinlich darin, daß durch die Umwälzung eine Klassierung des körnigen
Katalysators kompensiert oder verhindert wird. Die Umwälzung trägt auch dazu bei, daß über die ganze
Tiefe des Katalysatorbettes eine gleichmäßigere Temperatur aufrechterhalten wird, was bei verschiedenen
Verfahren von Vorteil ist.
Auch in Reaktoren ohne Autogenerationszone bringt eine Zunahme des Katalysatordurchsatzes den
Vorteil, daß die Wärmeübertragung und die Temperaturregelung wirksamer sind und die Katalysatorteilchen
im Bett keiner so starken Klassierung unterliegen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonder?
zur Durchführung von Oxydationsrcaktionen, ζ. Β
Oxydation von Olefin-Ammoniak-Gcmischcn zu Nitrilen oder von Naphthalin zu Phthalsäureanhydrid
geeignet.
Bei der Vorrichtung der Erfindung sind die unteren
Enden der Fallrohre so konstruiert bzw. angepaßt, daß kein aufwartsgerichteter Gas- oder Dampfstrom
durch die Fallrohre auftreten kann. Als Folge davon kann der Katalysator in den Fallrohren nur
abwärts fließen. Derartige Fallrohre sind im Prinzip aus der deutschen Auslegeschrift 1 181695 zur Abtrennung
von Gasen aus bewegten Feststoffen bekannt. Die Katalyt.atorphase in den Fallrohren ist
wesentlich dichter als die Katalysatorphase in dem umgebenden Bett, und dieser Dichteunterschied stellt
die treibende Kraft für die Umwälzung des Katalysators vom oberen zum unteren Ende des Bettes dar.
In einer besonderen Ausführungsform enthält der Reaktor eine Autoregenerationszone am Boden des
Bettes, und die Fallrohre sind so angeordnet, daß der Katalysator vom oberen Ende des Bettes hinunter
in die Autoregenerationszone fließt.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der
Zeichnungen erläutert. Es bedeutet
F-" i g. 1 einen Reaktor gemüß der Erfindung.
F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 son F i g. 1 und die
Fig. 3a und 3b unterschiedliche Formen von Fallrohren, die im Reaktor gemäß Fig. 1 verwendet
werden können.
In Fig. 1 ist ein Reaktor 2 mit einer Autoregenerationszone
dargestellt. Dieser Reaktor kann für verschiedene Reaktionen verwendet werden: nachstehend
ist er im Zusammenhang mit der Oxydation von Olefin-Ammoniak-Gemischen zu ungesättigten
Nitrilen, wie Acrylnitril und Methacrylnitril, beschrieben. Der Reaktor 2 enthält ein katalysatorbett
6 in dichter Phase. Die Ausbildung der Katalysator-Wirbelschicht kann durch gasförmige Reaktionstcilnehmer
und/oder durch inerte Trägergase, wie Helium, erfolgen. In der erläuterten Ausführungsform
wird hierzu entweder Sauerstoff oder ein Gas, das molekularen Sauerstoff für die Reaktion liefert,
vorzugsweise Luft, verwendet.
Der in F i g. 1 dargestellte Reaktor 2 besitzt weiterhin einen in Querrichtung angeordneten netzförmigen
Rost bzw. perforierten Boden 4 in der Nähe des unteren Endes, der das Katalysatorbett 6 trägt und
der eine gleichmäßigere Verteilung des Aufwirbelungsgascs im Katalysatorbett ermöglicht; das Aufwirbclungsgas
wird durch eine Leitung 8, die über eine Steuereinrichtung für die Zugabcgeschwindigkcit,
z. B. ein Ventil 12, mit einem Luftvorrat 10 verbunden ist, am Boden des Reaktors 2 eingeleitet.
Falls gewünscht, kann eine weitere Zuleitung 14 für zusätzliches Aufwirbelungsgas vorgesehen sein. Der
perforierte Boden 4 kann natürlich weggelassen werden, wobei die Aufwirbelung des KatalysiHorbcttes 6
dann dadurch erzielt wird, daß man die Luftzulcitung
8 mit einem oder mehreren, im Katalysatorbett angeordneten Veitcilerrohren verbindet.
Der Reaktor 2 ist über weitere Zuleitungen 16 und 18 und über weitere Steuereinrichtungen für die Zugabegeschwindigkeit,
z. B. die Ventile 24 und 26, mit geeigneten Olefin- und Ammoniak-Vorräten 20 und
22 verbunden. Die Zuleitungen 16 und 18 können unmittelbar in den Reaktor 2 münden, wie es dargestellt
ist; sie können aber auch in geeigneten Verteilereinrichtungert im Reaktor enden, mit deren Hilfe
die Reaktionsteilnehmer gleichmäßig im Katalysatorbett 6 verteilt werden. So können die Leitungen 16
und 18 beispielsweise in Kopfstücken enden oder damit verbunden sein, die wiederum mit mehr oder
weniger gleichmäßig im Katarysaiorbett verteilten
Düsen versehen sein können In der dargestellten Auslülirungsform werden die Reakliunsteilnehmer
j durch die Leitungen 16 und 18 auf einer Höhe oder auf Hiihen wesentlich oberhalb des perforierten Bodens
4 in das Katalysatorbett eingeleitet, mit dem Ergebnis, daß der Teil des Katalysatorbett unterhalb
der Einleitungsstelle der Olefine und des Ammoniaks verhältnismäßig reich an molekularem Sauerstoff
ist, der über die Leitung 8 eingeleitet wird. Dieser Teil des Katalysatorbettes, der aus Gründen
der Einfachheit durch die gestrichelte Linie 27 begrenzt ist, ist nachstehend als Regenerationszone 28
bezeichnet. Der Teil des Katalysatorbettes oberhalb der gestrichelten Linie 27 wird nachstehend als Reaktionszone
29 bezeichnet. In der Praxis gibt es natürlich keine scharfe Grenzlinie zwischen den
beiden Zonen, d. h. die Reaktion findet teilweise
ϊο ;uiL"h in der Rcgeneraiicnszone 28 statt, während die
Regeneration teilweise ' ..eh am unteren I nde der
Reakiions/one 29 stattfindet
Überhalb des in dichter Phase vorhandenen Kata-Ivsaio.-bettes
6 befindet sich eine Zone mit verdünn-
!>5 tcr Phase oder eine Trenn/one (durch die gestrichelte
Linie 31 begrenzt), in der die Trennung der Katalysatorleilchen vom Reaktionsgemisch erfolgt.
Das Reaktionsgemisch und die gesamte Menge an mitgerissenem Katalysator treten aus der im oberen
Teil des Reaktors 2 in verdünnter Phase befindlichen Katalysatorsuspension durch eine Einlaßöffnung 32
in einen üblichen Zvklonabscheider 34 ein. Die mitgerissenen
Katalysatorteilelien weiden im Zyklonabscheider 34 von den abströmenden Reaktionsgasen
getrennt und durch ein Standrohr 36 in das Katalysatorbett
6 mit der dichten Phase zurückgelcitet. Die aliströmenden, praktisch katülysatorfreien Reaktionsprodukte
werden über eine mit den Zyklonabscheider
34 verbundene Leitung 40 am Kopf in eine Wiedergewinnungsanlage 38 geleitet. Obgleich dies
nicht dargestellt ist. kann der Reaktor auch Wärmeaustauscher enthalten, die im Katalysatorbett angeordnet
sind, um die Reaktionstemperatur zu regeln. Die durch die vorliegende Erfindung geschaffene
Verbesserung besteht in der Schaffung von neuen Einrichtungen zur Umwälzung des Katalysators aus der
Reaktionszone in die Regenerationszone. In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform bestehen
die Einrichtungen zur Umwälzung des Katalysators
So aus mehreren Fallrohren 42. die in der dichten Phase
des Katalysatorbettes 6 angeordnet sind. Die oberen Enden der Fallrohre 42 befinden sich unterhalb des
Niveaus der verdünnten Katalysatorphase, während die unteren Enden in die Reg<*nerationszonc 28 reichen
und vorzugsweise in der Nähe des perforierten Bodens 4 enden. Die Fallrohre werden durch geeignete
Mittel, die an den Seiten- oder Abschlußwänden des Gefäßes befestigt sind, gehalten, In Fig. 1 werden
die Fallrohre durch horizontal angeordnete Streben 44 festgehalten, die an der Innenfläche der Seitenwand
des Reaktors befestigt sind. Die Streben 44 sind au' geeignete Weise, z. B. durch Schweißen, an
den Falhohren befestigt. Die Streben 44 sind so angeordnet und bemessen, daß sie möglichst wenig
Raum im Reaktor einnehmen und die Bewegung der Katalysatorteilchen sowie die Strömung der Reaktionsgase
möglichst wenig behindern. Die oberen und unteren Enden der Fallrohre 4 sind offen; am unte-
rcfi Ende jedes Fallrohres ist jedoch mit Hilfe einer
spinncnförmigen Anordnung, bestehend aus mehreren Armen 46 (vgl. F i g. 2) eine Kappe oder ein
Becher 48 angebracht. Die Kappe umgibt das untere Ende des Fallrohres in einem gewissen Abstand, so
daß ein ringförmiger Zwischenraum 50 entsteht, durch den die Katalysatorteilchen aus dem Fallrohr
austreten können. Die Kappen 48 dienen als Ablenkblech«:, um (a) die Katalysatorteilchen in den nach
aufwärts fließenden Gasstrom zu leiten und (b) um den nach oben llicßcnden Gasstrom an den unteren
Rndcn der Fallrohre vorbeizuleiten. Als Folge davon geht der nach oben gerichtele Gasstrom an den unteren
Enden der Fallrohre vorbei, während die in den Fallrohren nach unten fließenden Katalysatorleilchcn
durch den ringförmigen Zwischenraum 50 gehen und durch den aufsteigenden Gasstrom erfaßt
werden.
Es sei darauf hingewiesen, daß das Olefin und der Ammoniak nicht durch getrennte Leitungen eingeleitet
zu werden brauchen, sondern auch vorgcmischl und durch eine der Leitungen 16 und 18 eingeleitet
werden können. Die Höhe, auf der diese Reaktion1--teilnehmer
in die Reaktionszone eingeleitet werden. ist nicht festgelegt, sondern kann entsprechend der
Höhe und der Breite des Katalysatorbett schwanken. Vorzugsweise werden diese Reaktionsteilnehmcr
auf einer Höhe in den Reaktor eingeleitet, auf der das Katalysatorbett die höchste Konzentration an
vollständig regeneriertem Katalysator hat. In ähnlicher
Weise können die Fallrohre auf unterschiedliche Höhen in der Rcgencrationszonc reichen, doch
reichen sie vorzugsweise möglichst dicht an den perforierten Boden 4 heran, ohne daß sie aber die Gasströmung
durch den perforierten Boden oder den Austritt der Katalysatorteilchen in die Rcgencrationszonc
behindern.
Beim Betrieb des Reaktors zur Herstellung von Nitrilen werden das Olefin, der Ammoniak und die
Luft kontinuierlich in vorherbestimmten enteilen in den Reaktor eingeleitet, wobei infolge der Berührung
mit dem Katalysator die gewünschte Oxydationsrcaktion auftritt, wobei ein ungesättigtes Nitril
gebildet wird. Weiterhin wird die Luft mit einer solchen Geschwindigkeit in den 'Reaktor eingeleitet.
daß das Katalysatorbett aufgewirbelt wird. Mit fortschreitende! Umsetzung werden die Katalysatorteilchen
in der Reaktionszone bis auf einen niedrigeren,
weniger aktiven Oxydationsziistand reduziert, da sie
mit den Reaktionsteilnchmcrn in Berührung stehen und da die Menge des oxydierenden Gases (d. h.
molekularer Sauerstoff) abnimmt, wenn die Teilchen im Katalysatorbett nach oben strömen. Die Katalysatorteilchen,
die am oberen Ende des Katalvsatorbettes 6 ankommen, gelangen jedoch in die Fallrohre
42 und fließen auf Grund der Schwerkraft nach unten. Die Katalysatorphase in den Fallrohren ist
relativ dichter als im umgebenden Katalysatorbett (infolge der verhältnismäßig niedrigen Gaskonzen-
!ration in den Fallrohren, verglichen mit der Gaskonzentration
im Katalysatorbett), und dieser Dichtcuntcrschied
stellt die treibende Kraft dar. durch die die Katalysatorteilchen vom oberen Ende des Katalysatorbett«
durch die Fallrohre und durch die ringförmigen Zwischenräume 50 zurück in die Regencrationszonc
geleitet werden. Die durch die Fallrohre in die Rcgencrationszonc zurückge'.citeten Katalvsatortcilchen
kommen mit frischer Luft, die durch den perforierten Boden 4 hochsteigt, in Berührung
Da die Rcgencrationszonc reich an molekularen Sauerstoff ist. werden die verbrauchten Katalysator
teilchen schnell regeneriert, d. h. bis zu einem seh
aktiven Oxydations/ustand reoxydiert. Als Folge da von wird der durchschnittliche Oxydationszustanc
der Katalvsatortcilchen in der Reaktionszonc au
einem höheren We:t gehalten, wodurch die Oxyda tionsrcaktion gefördert wird, so daß die Zeil dci
in Beruh run» mit dem Katalysator vermindert und de
Durcheil/ erhöht werden kann.
Die Fig. 3A und 313 zeigen Fallrohre mit aiidc
rcn !'!lementen, die an Stelle der Kappen 48 verwendet
werden können. In Fig. 3A ist das untere End«.
des Fallrohres 42Λ abgewinkelt, und endet in einei
seitlichen Öffnung 54. die mit einem Klappenvcnii in Form einer Platte 56. die bei 58 angelenkt ist, versehen
ist, wobei die Platte 56 in Normalstcllung dii Öffnung 54 geschlossen hält. Ist jedoch das Fallroln
ao 42Λ mit Katalysator gefüllt, so bewirkt dieser, dal:
die Platte 56 aufschwenkt (wie es dargestellt ist), se daß der Katalysator in die Regcncrationszonc eintreten
kann, wie es durch den Pfeil in Fig. 3 A dargestellt
ist. Die Ausführungsform nach F i g. 3 13 ent-
t'c hält ein Fallrohr 42B, daß am unteren Ende eine
ebene, feste Ablenkplatte 59 trägt, die durch mehrere,
am Umfang angeordnete Bänder 60 im Abstand zum Fallrohr 42 B gehalten wird. Die Ablenkplatte
59 ist vorzugsweise so groß, daß sie seitlich über das Fallrohr 42B hinausragt, wie es dargestellt ist.
so daß der Gasstrom besser vom unteren Ende des Fallrohres abgelenkt werden kann. Der Katalysator
fließt aus dem Fallrohr im allgemeinen in Richtung der in F i g. 3 B dargestellten Pfeile.
Obgleich die Erfindung für Fallrohre mit kreisförmigem Querschnitt geschrieben wurde, können
selbstverständlich auch andere Formen verwendet werden, z. B. quadratische, rechteckige, ovale, dreieckige,
sechseckige usw. Weiterhin können die ohcren
Enden der Fallrohre mit Flanschen versehen sein. Die Fallrohre können auch belüftbar konstruiert
sein, um eine Bildung von »Katalysatorbrücken« zu vermeiden, so kann mit jedem Fallrohr ein l.uftzulcitungsrohr
verbunden sein, vorzugsweise am iintcrcn
Ende, wie es durch das Rohr 96 in Fig. 3 B
dargestellt ist. um Luft in das Innen1 des Fallrohres
einzuleiten. Diese zusätzliche Luft begünstigt ebenfalls die Regenerierung des Katalysators.
Es ist weiterhin möglich, die Fallrohre geneigt anzuordnen, so daß eine horizontale und eine vertikale
Abwärtsbewegung des Katalysators stattfindet. Die Fallrohre können bis zu etwa 60 von der Vertikalen
geneigt sein, vorzugsweise jedoch nur um 20 bis 30".
Die Horizontalbewegung. die durch die Neigung der Fallrohre bewirkt wird, führt zu einem verbesserten
Durchsatz und zu einer verbesserten Regenerierung des Katalysators.
Die Querschniitsfiächc der Fallrohre ist offenbar
nicht kritisch: sie soll lediglich '.«1 groß sein, daß der
£ Katalysator bei den Betriebsbedingungen im Reaktor
hindurchfließen kann. In der Praxis werden die Fallrohre aus üblichem Rohrmaterial mit Innendurchmessern
von mindestens etwa 50 mm bis zu etwa 250 mm für Reaktoren mit einem Innendurchmesser
von mehr als etwa I m hergestellt. Obgleich ein einziges Fallrohr verwendet werden kann, verwendet
man vorzugsweise mindestens zwei oder besser noch mehrere in einem Reaktor. Die ccnauc Anzahl der
Fallrohre ist cine Ermessensfrage, die unter Bcrücksichtigung
dtr relativen Grollen der Fallrohre und des Reaktors, der Teilchengröße des Katalysators
und der Höhe des Katalysatorbettes zu beantworten ist; ein wesentlicher Vorteil der E-lrfindung besteh!
dann, daß die erforderliche Katalysatorniengc vermindert
werden kann, da eine bessere Umwälzung stattfindet und, z. B. bei dei Ausführungsl'orm nach
♦ i g. 1 eine Selbstregcncration des Katalysators stattindet.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß mit hilfe der Fallrohre der »Äquivalcntdurchmesscr«
^Cs Reaktors (Definition nach W. Volk et al, »Effect
of Reactor Internals on Quality of Fluidization«, Chemical Engineering Progress, Bd. 58, Nr. 3), hertbgcsetzt
wird, wodurch die Schwierigkeiten beim übergang von Laboratoriumsrcaktoren zu technischen
Reaktoren vermindert werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die prozentuale Umwandlung
des eingesetzten Materials in das Endprodukt durch den größeren Katalysatorumsatz verbessert
♦vird, wobei im Falle der Selbstregeneration des Katalysators
dieser auf einem hohen Aktivitätswert gehalten wird.
Obgleich die Ausfiihrungsform nach F i g. 1 im Zusammenhang
mit der Herstellung von ungesättigten Nitrilen beschrieben wurde, kann sie auch für an-Oxydationsreaktionen
in der Dampfphase, z. B.
/Uir Herstellung von Phthalsäureanhydrid durch Oxydation
von Naphthalin unter Verwendung von Vanadiumpentoxyd oder von anderen geeigneten Katalysatoren,
oder durch Oxydation von o-Xylol unter Verwendung eines Vanadiumoxyd-Katalvsators (mit
einer SO:i-Vcrbindung als Fließmittel und einem Alkalioxyd,
wie Kaliumoxyd als Zusatz und mit porösem teilchcnförmigem Silicagel als Träger), verwendet
werden. Um Phthalsäureanhydrid herzustellen,
ίο wird das Naphthalin aus einem geeigneten Vorrat (an
Stelle des Olefinvorrats 20) über die Leitung 16 in die Rcaklionszonc geleitet, während Luft über die Leitung
8 oder 14 eingeleitet wird. Die Leitung 18 wird nicht verwendet. Die Fallrohre dienen nicht nur dazu,
um den Katalysator aktiv zu halten, sondern auch dazu, um eine Klassierung, d. h. eine Sichtung
nach der Größe der Katalysatorteilchen im Katalysatorbett zu vermeiden.
Die Erfindung ist auch für Reaktoren geeignet, in
ao denen verschiedene Temperaturzonen im Fließbett erzeugt werden sollen oder in denen die Dampfphasenoxydation
zweckmäßig in mehr als einer Stufe durchgeführt werden soll, bzw. in denen mehr als
eine Oxydationsreaktion vorgenommen werden soll.
»5 Hierzu kann der Reaktor z. B. drei oder mehr getrennte
Zonen, zusätzlich zu der Abscheidungszone für den Katalysator, enthalten.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
409 634/155
Claims (2)
- Patentansprüche:J. Vorrichtung zur Durchführung katalytischer Dampfphasenreaktionen, bestehend aus einem Reaktor mit perforiertem Boden zur Aufnahme des gekörnten Katalysators sowie Zu- und Ableitungen für Frisch- und Produktgas und mindestens einem im Reaktor befindlichen Fallrohr mit beidseitig offenen Enden, von denen das untere so ausgebildet ist, daß die Abwärtsströmung des Katalysators ermöglicht, die Aufwärtsströmung des Gases jedoch begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Fallrohre (42) von der oberhalb der Kata lysator-Regenerationszone (28) liegenden Reaktionszone (29) bis in die oberhalb des perforierten Bodens (4) liegende Katalysator-Regenerationszone (28) reichen und dabei unterhalb der Einführung (18) mindestens eines der dampfförmigen Reaktionsteiinehmer enden.
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor im Katalysatorbett eine zweite Reaktionszene oberhalb einer ersten Reaktionszone aufweist.
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NL (1) | NL142603B (de) |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
USRE28648E (en) * | 1971-01-12 | 1975-12-09 | Process for carrying out chemical reactions in a fluidized bed | |
DE2121626C3 (de) * | 1971-05-03 | 1975-01-16 | Man Waerme- Und Lufttechnik Gmbh, 3300 Braunschweig | Boden für Stoffaustauschkolonnen, insbesondere lonenaustauschkolonnen |
US3882159A (en) * | 1973-08-20 | 1975-05-06 | Standard Oil Co | Reactivation of molybdenum containing oxidation catalysts in fluid bed reactors |
IT1007028B (it) * | 1974-01-23 | 1976-10-30 | Montedison Spa | Sistema di termoregolazione di reattori catalitici a letto flui do operanti a temperatura elevata |
US4000178A (en) * | 1975-09-19 | 1976-12-28 | Monsanto Company | Paraffin ammoxidation process |
GB1540758A (en) * | 1976-03-26 | 1979-02-14 | Coal Ind | Fluidised bed apparatus |
US4102914A (en) * | 1977-05-20 | 1978-07-25 | Gulf Research & Development Company | Process for preparing acrylonitrile |
US4470931A (en) * | 1978-10-24 | 1984-09-11 | The Standard Oil Company | Combination fixed-fluid bed reactor |
US4622424A (en) * | 1978-10-24 | 1986-11-11 | The Standard Oil Company | Preparation of acrylic acid and methacrylic acid in a combination fixed-fluid bed reactor |
US4305886A (en) * | 1979-08-13 | 1981-12-15 | Uop Inc. | Process for the ammoxidation of alkylaromatic hydrocarbons |
US4246191A (en) * | 1979-08-13 | 1981-01-20 | Uop Inc. | Ammoxidation process |
US4246192A (en) * | 1979-10-29 | 1981-01-20 | Uop Inc. | Ammoxidation process with isolated catalyst regeneration zone |
US4284583A (en) * | 1979-10-29 | 1981-08-18 | Uop Inc. | Ammoxidation process with external catalyst regeneration zone |
NL8102308A (nl) * | 1981-05-12 | 1982-12-01 | Esmil Bv | Inrichting voor het bedrijven van fysische en/of chemische processen in het bijzonder een warmtewisselaar. |
US4801731A (en) * | 1987-12-14 | 1989-01-31 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Preparation of acrylonitrile |
JPH089606B2 (ja) * | 1988-07-08 | 1996-01-31 | 三菱化学株式会社 | 無水マレイン酸の製造法 |
US5256810A (en) * | 1992-10-14 | 1993-10-26 | The Standard Oil Company | Method for eliminating nitriding during acrylonitrile production |
US6212794B1 (en) * | 1998-08-13 | 2001-04-10 | The University Of Western Ontario | Gaseous fluidization aids |
JP2007503463A (ja) * | 2003-05-09 | 2007-02-22 | ザ・スタンダード・オイル・カンパニー | ガスクーラーを有する流動床反応器 |
WO2010149559A1 (de) * | 2009-06-24 | 2010-12-29 | Basf Se | VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON CHLOR AUS HCl |
CN113465408B (zh) * | 2021-05-25 | 2023-08-15 | 西安航天华威化工生物工程有限公司 | 汽化器 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2428873A (en) * | 1945-05-26 | 1947-10-14 | Standard Oil Co | Process and apparatus for catalytic contacting |
US2488406A (en) * | 1947-11-25 | 1949-11-15 | Gulf Research Development Co | Method and apparatus for conducting chemical reactions |
US2494614A (en) * | 1947-11-28 | 1950-01-17 | Universal Oil Prod Co | Process and apparatus for fluidized catalyst regeneration |
US2881132A (en) * | 1953-08-11 | 1959-04-07 | Standard Oil Co | Fluidized solid catalyst regenerationrejuvenation system |
US2901331A (en) * | 1955-09-12 | 1959-08-25 | Ducon Co | Apparatus for fluid catalytic reactions |
US2883332A (en) * | 1956-10-31 | 1959-04-21 | Kellogg M W Co | Conversion process and apparatus with plural stages and intermediate stripping zone |
US2943997A (en) * | 1957-03-01 | 1960-07-05 | Exxon Research Engineering Co | Fluid hydroforming process and apparatus |
US3480408A (en) * | 1967-05-15 | 1969-11-25 | Foster Wheeler Corp | Phthalic anhydride reactor |
-
1970
- 1970-04-21 US US30456A patent/US3639103A/en not_active Expired - Lifetime
-
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