DE3229174A1

DE3229174A1 - Vorrichtung zur verteilung eines hydriergases in einem hydrierreaktor

Info

Publication number: DE3229174A1
Application number: DE19823229174
Authority: DE
Inventors: Heribert Dr. 6730 Neustadt Kuerten; Gunter Dr. Schuch; Georg 6700 Ludwigshafen Weber; Peter Dr. 6700 Ludwigshafen Zehner
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1982-08-05
Filing date: 1982-08-05
Publication date: 1984-02-09

Description

Vorrichtung zur Verteilung eines Hydriergases in einem
Hydrierreaktor Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verteilung eines Hydriergases in einem Hydrierreaktor, bestehend aus einem zylindrischen Reaktionsteil und zwei Kugelböden, wobei das Hydriergas und die in einer Flüssigkeit suspendierte Kohle gemeinsam über eine im unteren Kugelboden zentral angeordnete Leitung dem Hydrierreaktor zugeführt werden.
Bei der Kohle- oder Schwerölhydrierung werden Kohle oder Schweröle - in Gegenwart von fein verteilten Katalysatoren - mit Wasserstoff (Hydriergas) bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck in Kohlenwasserstofföle übergeführt. Diese Umwandlung erfolgt in Hydrierreaktoren, die in der Zeit zwischen 1930 und 1945 aus einem senkrechten zylindrischen Teil - Innendurchmesser 860 bis 1000 mm, Länge 12.500 mm - und zwei schlanken, langen Konen an beiden Enden des zylindrischen Teils bestanden. In diesen Hydrierreaktoren reagierte beispielsweise die in Öl fein verteilte Kohle (Kohlebrei) mit dem Hydriergas. Kohlebrei und Hydriergas wurden gemeinsam über eine Leitung dem unteren Konus zugeführt. Das Hydriergas durchströmte im Hydrierreaktor den Kohlebrei und reagierte dabei mit der Kohle. (Das Durchströmen eines Gases - Hydriergas-durch eine Flüssigkeit mit suspendierten feinteiligen Feststoffen - Kohlebrei - nennt man Sumpfphasehydrierung.) Von entscheidender Bedeutung bei der Sumpfphasehydrierung war die Heranführung des Hydriergases an den Reaktionsort.
Dies wurde mittels des unteren Konus durch den stetigen Übergang von der Zuführungsleitung auf den zylindrischen Reaktionsquerschnitt und durch mittlere Geschwindigkeiten in der Zuführungsleitung von 5 bis 10 m/sec erreicht. Dadurch wurde einerseits eine gleichmäßige Verteilung des L Hydriergases auf den zylindrischen Reaktionsquerschnitt erreicht und andererseits ein Absetzen der fein verteilten Kohle verhindert.
Da man heute Hochdruckreaktoren mit Innendurchmessern bis 4000 mm herstellen kann, würden bei gleicher Bauweise - wie oben erläutert - die Hydrierreaktoren aus zwei langen Konen mit einem kurzen zylindrischen Zwischenteil bestehen, d.h. die Konen würden einen übergroßen Anteil am Reaktor beanspruchen. Hydrierreaktoren bestehen daher - wie Hochdruckreaktoren - heute aus einem zylindrischen Teil und jeweils einem kugelförmigen Abschluß oben und unten, da es heute möglich ist, große Kugelböden für Hochdruckreaktoren zu schmieden. Diese Kugelbodenreaktoren wiegen bei gleicher Reaktionsleistung sehr viel weniger als Hydrierreaktoren alter Bauart und sind damit wesentlich billiger.
Der Kugelboden bereitet aber bei der Sumpfphasehydrierung Schwierigkeiten bei der Verteilung des Hydriergases. Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, beim Kugelbodenreaktor eine rasche und gleichmäßige Verteilung des Hydriergases vom Querschnitt der Zuführungsleitung auf den sehr viel größeren zylindrischen Reaktorquerschnitt zu erreichen und gleichzeitig ein Aussedimentieren der fein verteilten Kohle zu verhindern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß oberhalb der Mündung der zentral angeordneten Leitung im unteren Kugelboden eine Prallplatte angeordnet ist. Weitere Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen Figur 1 einen Querschnitt durch den Kugelboden und der erfindungsgemäßen Prallplatte.
Figur 2 verschiedene Ausführungsformen der erfindungsge-und 3 mäßen Prallplatte.
Gemäß Figur 1 ist in dem Kugelboden 2 eines Hydrierreaktors mit zentral angeordneter Leitung (Zuführungsleitung) 1 - durch die das Hydriergas und die in einer Flüssigkeit suspendierte Kohle gemeinsam in den Hydrierreaktor strömen - die Prallplatte - ausgeführt als ebene Scheibe 3 -so angeordnet, daß die Querschnittsfläche F zwischen ebener Scheibe 3 und unterem Kugelboden 2 das 0,2- bis 1-fache des Querschnitts der Zuführungsleitung 1 beträgt.
Auf der Oberseite der ebenen Scheibe 3 ist ein Kegel 4 angebracht, um ein Absetzen von Feststoffen auf der ebenen Scheibe 3 zu verhindern. In Figur 2 ist die Prallplatte als ein mit der Spitze nach oben gerichteter, offener Kegel 5 dargestellt. In Figur 3 ist die Prallplatte mit zwei übereinander angeordneten Scheiben 6 und 7 dargestellt, wobei die untere Scheibe 6 als ebene Scheibe und die obere Scheibe 7 als ebener Kreisring mit nach oben gerichtetem kegelförmigem Torus 8 ausgeführt ist.
Es versteht sich, daß die erfindungsgemäße Prallplatte nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungen beschränkt ist, sondern im Rahmen der erfindungswesentlichen Merkmale noch weiter variiert werden kann.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen insbesondere darin, daß bei einem Hydrierreaktor - ausgeführt a'.s Kugelbodenreaktor - das Hydriergas rasch und gleichmäßig auf den zylindrischen Reaktorquerschnitt verteilt wird und gleichzeitig ein Aussedimentieren der fein verteilten Kohle verhindert wird.
Zeichn.

Claims

Patentansprüche 9 Vorrichtung zur Verteilung eines Hydriergases in einem Hydrierreaktor, bestehend aus einem zylindrischen Reaktionsteil und zwei Kugelböden, wobei das Hydriergas und die in einer Flüssigkeit suspendierte Kohle gemeinsam über eine im unteren Kugelboden zentral angeordnete Leitung dem Hydrierreaktor zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Mündung (9) der zentral angeordneten Leitung (1) im unteren Kugelboden (2) eine Prallplatte angeordnet ist.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallplatte als ebene Scheibe (3) ausgeführt ist, deren Durchmesser so bemessen ist, daß die Querschnittsrläche des zwischen unterem Kugelboden (2) und ebener Scheibe (3) freibleibenden Spaltes das 0,2- bis l-fache des Querschnitts der zentral angeordneten Leitung (1) beträgt.
3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ebene Scheibe (3) mit einem nach oben gerichteten Kegel (4) ausgeführt ist.
4. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallplatte als ein mit der Spitze nach oben gerichtetem, offenem Kegel (5) ausgeführt ist.
5. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallplatte aus zwei übereinander angeordneten Scheiben mit folgenden Formen und Maßen ausgeführt ist: a) untere Scheibe (6) als ebene Scheibe, deren Durchmesser so bemessen ist, daß die Querschnittsfläche des zwischen unterem Kugelboden (2) und unterer Scheibe (6) freibleibenden Spaltes das 0,2- bis l-fache des Querschnitts der zentral angeordnetn Leitung (1) beträgt, b) obere Scheibe (7) ausgeführt als ebener Kreisring, dessen Außendurchmesser das 1,05- bis 3-fache des Durchmessers der unteren Scheibe (6) und dessen Innendurchmesser mindestens das l,0-fache des Durchmessers der zentral angeordneten Leitung (1) beträgt, und c) Mindestabstand der zwei Scheiben (6 und 7), der das 2- bis 10-fache der Höhe des Spaltes zwischen unterer Scheibe (7) und unterem Kugelboden (2) beträgt.
6. Vorrichtung gemäß Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Scheibe mit einem nach oben gerichteten kegelförmigen Torus (8) ausgeführt ist.