DE2231557A1 - Reaktor fuer katalytische gasphaseoxydation - Google Patents

Reaktor fuer katalytische gasphaseoxydation

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Description

231557
Essen, den 27. Juni 1972 B 53/27
PATENTANMEEDUNG t
Reaktor für katalytische Gasphase-Oxydation Anmelder: Rheinstahl AG, kj Essen
Die Erfindung betrifft einen Reaktor für katalytische Gasphase-Oxydation.
Solche Reaktoren werden verwendet bei der großtechnischen Herstellung z.B. von Phthalsäure und Phthalsäurederivaten. Naphthalin in Gasphase durchströmt eine Vielzahl von zu einem in dem Reaktor angeordneten Rohrbündel zusammengefaßte, zwischen zwei Rohrböden geschweißte Kontaktrohre· In diesen befindet sich in derem unteren Teil, der Reaktionszone, ein grobkörniger Katalysator. In dem darüber befindlichen, nicht gefüllten Teil der Kontaktrohre wird das Gas vorgewärmt. Um den Katalysator vor dem Herausfallen aus dem Kontaktrohren zu bewahren, müssen diese mit einem gasdurchlässigen Haltemittel versehen werden. Bekannt sind Haltemittel, die von einer gelochten Metallscheibe gebildet sind und die in die unteren Rohrenden geschlagen werden. Bas Entfernen dieser Metallscheiben zum Auswechseln des Katalysators in bestimmten Zeitabständen 1st sehr zeitaufwendig und kann zur Beschädigung von Rohrende und / oder Metallscheibe führen.
Nach der DPS-Nr. 1090643 sind weiter Haltemittel bekannt, die von einer Spiralfeder gebildet sind. Diese Haltemittel sind zwar leicht einzusetzen und auszubauen, jedoch ist ein mögliches Verschieben nach außen, z.B. durch Erschütterungen oder durch plötzlichen Druckanstieg infolge Verpuffungen nicht auszuschließen, weil auf sie einwirkende Axialkräfte von dem Reibungswiderstand zwischen Rohr -
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Innenwand und der nur mit einer spiralförmigen Linie anliegenden Spiralfeder allein aufgenommen werden*
Es ist auch ein Haltemittel bekannt, das gebildet ist von einer gelochten Scheibe aus Federstahl mit drei auf dem Umfang verteilten abgeknickten Lappen, Diese Lappen greifen in eine Mut in dem Rohr außerhalb des Rohrbodens und werden gegen deren Innenwand gepreßt. Hierbei ist nachteilig, daß die Hut in einem gesonderten Arbeitsgang eingearbeitet werden muß und daß die gelochte Scheibe nur mit einem Spezialwerkzeug eingesetzt und herausgenommen werden kanu. Beides ist bei großen Reaktoren mit mehreren tausend Rohren sehr aufwendig. Darüberhinaus setzt die gelochte Scheibe dem durchströmenden Gas einen beachtlichen Widerstand entgegen.
Zur Vermeidung vorstehender Nachteile liegt der Erfinddung die Aufgabe zugrunde, einen Reaktor der eingangs genannten Gattung so zu gestalten, d&ß der Katalysator in den Kontaktrohren gegen Herausfallen und Hinausschleudern dadurch geschubst ist, &&ß die Kontaktrohre mit einfachen Haltemitteln versehen sind, die in zeitsparender Weise und ohne aufwendige Hilfsmittel ein- und auszubauen sind und darüberhinaus dem durchströmenden das einen geringen Widerstand entgegen setzen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß das Haltemittel besteht aus einem DrahtgewebeknSuel und einen auf der dem Rohrende zugewandten Seite des DrahtgewebeknSuels angeordneten Klemmring
Die Drahtge^ebekn&uel haben wegen ihres großen Durchtrittsvolumens von ca 90# gegenüber ca 35% bei gelochten Scheiben einen sehr geringen Strömungswiderstand für die Oase. Besonders förderlich ist dabei die Ausbildung der Grenzfläche zwischen Katalysator und Haltemittel.
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Durch die annähernde Kugelform liegt eine große Grenzfläche vor. Wegen ihrer unregelmäSigen Obergläche und ihren großen Durchtrittsöffnungen ist die Berührungsfläche sehr gering. Es besteht daher nicht die Gefahr eines Verstopfens der Eintrittsöffnungen, »ie das bei den gelochten Blechen vorkommen kann. Gegenüber der bekannten Feder, bei der große Zwischenräume vorliegen, 1st trotz geringen Strömungswiderstandes eine gute Sperrwirkung für die Katalysatorteilchen gegen. Herausfallen und Hinausschleudern gegeben.
Bei dem gelochten Blech ist zwar die Klemmwirkung dös Kältemittels gut, aber die Durchlässigkeit schlecht, bei der Peder ist die Durchlässigkeit gut, aber die Kienewirkung unzureichend. In beiden Fällen 1st das Haltemittel einteilig. Erst die,durch die Erfindung vorgeschlagene Aufteilung des Haltemittels in zwei Elemente, erbringt die Vorteile der bekannten Haltemittel und vermeidet ihre Nachteile,,
Der Klemmring wird zweckmäßig von einem Fed-erriiig mit rechteckigem Querschnitt und somit großer Anlagefläche an der Innenwand des Rohres gebildet. Der durch die Federkraft über die verhältnismäßig große Anlagefläche erzeugte Anpreßdruek bietet genügend Sicherheit gegenüber Versehieben durch Erschütterungen oder plötzlichen Druckanstieg in den Rohren.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß zur Aufnahme des Klemmringes In die Rohr-Innenwand eine Nut von geringer Tiefe im Bereich des Rohrbodens eingewalzt ist. Das kann in dem selben Arbeitsgang erfolgen, in dem die Kontaktrohre in den Rohrboden eingewalzt werden, um die Schweißnaht vor vorzeitigem Bruch durch Erschütterungen zu schützen«
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Das Haltemittel kann erfindungsgemäß nur im unteren Rohrende angeordnet sein, um die Katalysatorteilchen gegen Herausfallen zu sichern.
Wenn jedoch dieVorwärmzone kurz ist oder wenn aus anderen Gründen die Kontaktrohre bis dicht unter ihrem oberen Ende mit Katalysator gefüllt sind, werden die Haltemittel zweckmäßigerweise auch in den oberen Enden der Kontaktrohre angeordnet, damit keine Kaialysatorteilchen während des Reaktionsprozesses, z.B. bei Verpuffungen hinausgeschleudert werden.
Zwei Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Reaktor,zur Hälfte in der
Ansicht von vorn, zur Hälfte im Schnitt in der Mittelebene.
Fig. 2 die Anordnung des Haltemittels in den Kontaktrohren ausschnittsweise in vergrößertem Maßstab gem. Punkt I in Flg. 1
Fig. 3 den gleichen Ausschnitt wie Fig. 2,
jedoch mit einer anderen Anordnung des des Haltemittels.
In dem zylindrischen Teil 1 des Reaktors 2 ist ein Rohrbündel 5 eingeschweißt. Die den zylindrischen Teil 1 abschließenden Böden 4 und 5 sind mit ihm lösbar verbunden bzw. verschweißt. Das Rohrbündel 3 besteht im wesentlichen aus zwei Rohrboden 6, mit diesen an ihren Enden verschweißten Kontaktrohren 7 und in diesen angeordneten ausbaubaren Haltemitteln 8. Zwischen den Haltemitteln 8 bzw.°8llhfIP unteren Rohrende angeordneten Haltemittels sind die Kontaktrohre 7 teilweise mit grobkörnigem Katalysator gefüllt.
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Das Haltemittel 8 besteht aus einem Drahtgewebekn&uei 9 und einem Klemmring 10 ( Fig. 2 und 3). Figur J zeigt eine anderen Ausrührungsform der Erfindung bezüglich der Anordnung des Haltemittels 8 in den Kontaktrohren 7: gleichzeitig mit dem Einwalzen des Kontaktrohres 7 in den Rohrboden 6 «, ' wird in dessen Bereich eine kleine Nut 11 eingewalzt, in die der Klemmring 10 eingesetzt wi<rd. Der Ein- und Ausbau des Klemmringes · eriblgt mittels einer han-delsUblichen Zange, die in zwei Bohrungen in den beiden Enden des geschlitzten Klemmringes eingreift«
Schutzansprüche;
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Claims (5)

Schutzansprüche:
1. Reaktor für katalytisehe ßasph&se-Oxydation mit einem Rohrbündel, dessen Kontaktrohre mit durch in den Rohrenden angeordnete Haltemittel gehaltene Katalysatorteilchen gefüllt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltemittel (8) besteht aus einem Drahtgewebeknäuel (9) und einem auf der dem Rohrende zugewandten Seite des Drahtgewebeknäuels (9) angeordn-eten Klemmring (10) bzw« Klammer.
2. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daS der Klemmring (10) von einem Federring mit rechteckigem Querschnitt gebildet 1st.
Reaktor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daS zur Aufnahme des Klemmringes (10) in die Rohr-Innenwand eine Nut (11) von geringer Tiefe eingewalzt ist.
4. Reaktor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3* dadur-ch gekennzeichnet, daß das Haltemittel (8) nur im unteren Ende des Kontaktrohres (7) angeordnet ist.
5. Reaktor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, daß das Haltemittel (8) in beiden Enden des Kontaktrohres (7) angeordnet ist.
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L e e r s e i t e
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