DE2543758C3 - Reaktionsapparat zur Durchführung katalytischer Reaktionen in der Gasphase - Google Patents

Description

Für die Durchführung katalytischer Reaktionen in der Gasphase werden vielfach Reaktionsapparate mit einem Rohrbündel verwendet; dabei befindet sich im allgemeinen der Katalysator in den Kontaktrohren, die von einem Reaktionsgas durchströmt werden, während die bei diesem Vorgang frei werdende oder verbrauchte Wärme von einem die Kontaklrohre außenseitig beaufschlagenden und üblicherweise im Kreislauf umgewälzten Wärmetauschmedium aufgenommen bzw. zugeführt wird. Derartige Reaktionsapparate sind in verschiedenen Bauarten bekannt, z. B. gemäß den DT-PS 10 64 922, 16 42 996, 20 62 095, 22 30 127.

Aus wirtschaftlichen Gründen v'rd bei derartigen Apparaten eine möglichst grcie Rohrzahl angestrebt Dieser Entwicklung sind aber bisher Orenzen gesetzt Es ist nämlich nicht möglich, berührte Reaktoren mit Durchmessern größer als 5 bis 6 m auf der Schiene oder Straße zu transportieren. Dies liegt einerseits an den großen Abmessungen und Gewichten, andererseits auch am NichtVorhandensein ausreichender Hebezeuge am Umlade- und Aufstellungsort. Letzteres gilt im allgemeinen auch bei einem trotz großer Umwege durchzuführenden Transport auf dem Wasserweg.

Eine Berührung der Reaktoren erst auf der Baustelle wäre sehr unwirtschaftlich, zeitraubend und in den meisten Fällen aus fertigungs- und abnahmetechnischen Gründen nicht durchführbar. Im übrigen wären damit die abmessungsmäßigen Schwierigkeiten ohnehin noch nicht beseitigt

Um dieses Problem grundsätzlich zu lösen, besteht die Erfindung darin, daß der Reaktionsapparat aus mindestens zwei selbständigen Kontaktrohrsektoren mit zugeordneten Rohrbodensegmenten, äußeren Mantelabschnitten und inneren Wandabschnitten sowie darin angeordneten Kontaktrohren besteht, wobei die jeweiligen Wände der Kontaktrohrsektoren durch Abstandshalter gegeneinander abgestützt sind

Ein gemäß der Erfindung hergestellter Reaktionsapparat ist in der Zeichnung an mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt.

Es zeigt

Fig. I einen ganzen Reaktionsapparat in Seitenansicht,

Fig. 2 einen solchen Apparat mit kreisrundem Außenumfang im Querschnitt (Ebene 1I-II),

Fig. 3 einen solchen Apparat mit polygonalem Außenumfang im Querschnitt, entsprechend F i g. 2,

F i g. 4 einen halbierten Längsschnitt des Apparates in etwas größerer Darstellung,

Fig.5 einen Umfangsabschnitt des Apparates im Querschnitt,

Fig.6 bis 10 Einzelheiten an verschiedenen Stellen des Apparates.

Der ganze Reaktionsapparat, wie er in Fig. 1 in Seitenansicht dargestellt ist, unterscheidet sich nicht von bekannten Bauarten. So ist das Gehäuse 1 in üblicher Weise oberhalb und unterhalb der die Enden der Kontaktrohre 2 aufnehmenden Rohrboden 3, 4 von zwei Hauben S, 6 begrenzt, die mit Anschlußstutzen 7,8 zum Zu- bzw. Abführen der Reaktionsgase ausgerüstet sind. In der Nähe der beiden Rohrböden ist das Gehäuse 1 von Ringkanälen 9,10 umgeben, die zum radialen Zu- bzw. Abführen eines im Kreislauf umgewälzten Wärmetauschmittels dient, das an den Kontaktrohren außenseitig vorbeigeleitet und anschließend durch einen (nicht dargestellten) außenliegenden Wärmetauscher strömt, zur Rückkühlung (bei exothermen Prozessen) oder zur Wiedererwärmung (bei endothermen Prozessen).

Ein solcher Reaktionsapparat besteht im Sinne der Erfindung, wie aus den Querschnitten gemäß den F i g. 2 und 3 ersichtlich ist, aus mehreren, beispielsweise sechs Sektoren A— F mit kreisrundem Außenumfang bzw. Sektoren A'-F' mit polygonale:^ Außenumfang. Demgemäß setzt sich der Außen;naniel aus einer entsprechenden Anzahl von gebogenen bzw. ebenen Mantelabschnitten 11a bzw. 12a zusammen. Sofern im zentralen Bereich des Reaktionsapparates keine Kontaktrohre 2 angeordnet sind, kann die innere Begrenzung der Sektoren, bis zu der die Kontaktrolle 2 reichen, ebenso wie am Außenumfang aus gebogenen bzw. ebenen Mantelabschnitten 11/bzw. 12/bestehen (Fig.2,3,4).

In radialer Richtung wird jeder Sektor an beiden Seiten von je einer ebenen Seitenwand 13 begrenzt (F ig. 7,9,10).

Dem Außenumfang der Sektoren angepaßt sind die mit den dortigen Mantelabschnitte.ι verbundenen Abschnitte der Ringkanäle 9,10.

Die oberen und unteren Stirnseiten der Sektoren werden von entsprechenden Segmenten der Rohrböden 3, 4 gebildet. Diese Rohrbodensegmente stehen allerdings einerseits radial nach außen und innen gegenüber den zugehörigen äußeren bzw. inneren Mantelabschnitten etwas vor, wie am besten aus den F i g. 4 und 5 an den Stellen 3a, 3/ bzw. 4a, 4/ ersichtlich ist Andererseits stehsn die Rohrbodensegmente auch an ihren radial verlaufenden Kanten gegenüber den Seitenwänden 13 der Sektoren etwas vor (vgl. Fig.9, 10).

Dort berühren sich die benachbarten Rohrbodensegmente radial außen und innen zweckmäßig nur auf einer bestimmten Strecke, auf der sie durch Schweißnähte 14 miteinander dicht verbunden sind (F i g. 8). Im dazwischenliegenden Bereich wird darum der geringe Abstand zwischen den benachbarten Rohrbodensegmenten durch je ein Abdeckblech 15 überbrückt, das ebenfalls mit den Rohrbodensegmenten abdichtend verschweißt ist. In dem Bereich zwischen den Segmenten des oberen Rohrbodens 3 und des unteren Rohrbodens 4 sind an den Seitenwänden 13 der einzelnen Sektoren außenseitig Abstandshalter 16 angebracht, die den Zwischenraum überbrücken und die Seitenwände gegen den inneren Betriebsüberdruck der Sektoren abstützen (vgl. F i g. 7,9,10).

Die Abschnitte der Ringkanäle 9, 10 sind durch Paßstücke 17 bzw. 17' miteinander verbunden.

Der zentrale, bei den dargestellten Ausführungsbeispielen nicht mit Kontaktrohren besetzte Bereich des Reaktionsapparates ist gegen die obere Haube 5 durch einen am Innenrand des oberen Rohrbodens 3 angeschweißten gewölbten Boden 18 abgedichtet, während die untere Haube 6 radial nach innen durch ein am unteren Rohrboden 4 angeschweiBtes Zylinderstück 19 abgeschlossen ist Dieses Zylinderstück umgibt in diesem Falle .nit geringem Abstand eine ebenfalls zylindrische Mittelstütze 20 des Reaktionsapparates. Zur Entlastung der Mittelstütze und auch zur besseren Ausrichtung des Reaktionsapparates sind über seinen Außenumfang verteilt mehrere einstellbare Hilfsstützen 21 angeordnet, die, wie aus den F i g. 1 und 4 ersichtlich, am unteren Ringkanal 10 angreifen. ' s

Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der ganze Reaktionsapparat in einzelnen Sektoren hergestellt erprobt und transportiert werden kann. Die Sektoren werden erst am Aufstellungsort zusammengebaut. Dort erfolgt also das Zusammenschweißen der äußeren und gegebenenfalls inneren Mantelabschnitte sowie der Rohrbodensegmente. Desgleichen werden erst am Aufstellungsort die Hauben und die Stützen mit dem Reaktionsbehälter verbunden.

Die einzelnen Sektoren können vor dem Transport einzeln auf ihre Betriebsfähigkeit geprüft werden, weil sie bereits Kontaktrohre 2 enthalten und die diese Kontaktrohre umgebenden Räume allseitig dicht abgeschlossen sind. Infolgedessen kann bereits in der Werkstatt ein den späteren Betriebsverhältnissen entsprechender Überdruck eingebracht und die Dichtigkeit der Kontaktrohre selbst sowie ihrer Endverbindungen mit den Rohrbodensegmenten geprüft werden.

Die Erfindung ist unabhängig von der Anzahl der einzelnen Sektoren des Reaktionsapparates; es kann sich im unteren Grenzfall um nur zwei Sektoren handeln. Entscheidend dafür ist je nach der — nunmehr nicht mehr begrenzten — Größe des ganzen Reaktionsapparates, die Möglichkeit des Transportes auf dem zweckmäßigsten Wege.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Reaktionsapparat zur Durchführung katalytischer Reaktionen in der Gasphase, enthaltend vertikal zwischen je einem oberen und einem unteren Rohrboden angeordnete Kontaktrohre, die außen von einem Wärmeträger umspült sind, gekennzeichnet durch mindestens zwei selbständige Kontaktrohrsektoren (A-F, A'—F') mit zugeordneten Rohrbodensegmenten (3, 4), äußeren Mantelabschnitten (1 IaJ und inneren Wandabschnitten (13) sowie darin angeordneten Kontaktrohren (2), wobei die jweiligen Wände (13) der Kontaktrohrsektoren (A-F, A'—F') durch Abstandshalter (16) gegeneinander abgestützt sind.