DE3336750A1 - Reaktor - Google Patents

Reaktor

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DE3336750A1
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    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
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    • B01J8/0005—Catalytic processes under superatmospheric pressure

Description

REAKTOR
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Reaktor, der beispielsweise zur Verwendung bei chemischen Experimenten geeignet ist. Herkömmliche Reaktoren, die bei chemischen Experimenten verwendet werden, weisen ein Metallrohr auf,das beispielsweise aus rostfreiem Stahl besteht, und Flansche oder Hutmuttern sind an beiden Enden des Metallrohres mit Schrauben oder mit Schweißungen angebracht, so daß ein vorgegebener Katalysator in das Metallrohr eingeführt oder wieder aus diesem herausgenommen werden kann; ferner sind an dem Metallrohr ein Materialeinlaß und ein Auslaß für das Pro^- dukt vorgesehen, wie sich aus Fig. 3 und 4 ergibt.
Bei chemischen Experimenten ist es erforderlich, daß der Katalysator für jedes Experiment ausgetauscht wird. Aus diesem Grunde sollte der Reaktor für jedes Experiment zerlegt oder seine oberen und unteren Teile demontiert werden. Wenn ein kurzes Reaktionsrohr verwendet wird, kann außerdem ein Befestigungsteil eines Schraubenschlüssels nicht in der Nähe des Flansches vorgesehen sein, und zwar im Hinblick auf das Erfordernis der Wärmeisolierung, und somit ist es erforderlich, daß die Muttern an den oberen und unteren Teilen des Reaktors angebracht bzw. von diesen entfernt werden. Dies führt zu den verschiedensten Problemen. Beispielsweise brechen oder reißen die Flanschmuttern, wenn sie viele Male angezogen und gelöst werden und das Reaktionsrohr ver-
dreht wird. Somit haben bislang keine geeigneten Reaktoren für chemische Experimente zur Verfügung gestanden.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Reaktor anzugeben, der S in einfacher Weise zusammengebaut und/oder demontiert werden kann und bei dem in einfacher Weise ein Katalysator in seinem Inneren untergebracht bzw. aus dem Inneren entfernt werden kann.
Es hat sich herausgestellt, daß diese Aufgabe in zufriedenstellender Weise gelöst werden kann, indem man ein Gefäß oder einen Behälter vorsieht, der zur Aufnahme eines Reaktionsrohres ausgelegt ist, wobei der Behälter in ein Kopfteil und ein äußeres Teil getrennt ist, die in einfacher Weise miteinander verbunden bzw. auseinandergenommen werden können, beispielsweise unter Verwendung einer Hutmutter und eines Flansches.
Die Erfindung betrifft somit einen Reaktor, der folgende Bauelemente aufweist:
ein inneres Reaktionsrohr;
ein Köpfteil mit einem Einlaß für Material, mit einem Ver-.25 bindungsteil, mit welchem das Kopfteil mit dem inneren Reaktionsrohr verbunden wird, und mit einem Verbindungsteil, mit dem das Kopfteil mit einem äußeren zylindrischen Teil •verbunden wird;
ein äußeres zylindrisches Teil mit einem Verbindungsteil, mit welchem das äußere zylindrische Teil mit dem Kopfteil ■verbunden wird, mit einem darin ausgebildeten Zwischenraum, der an das innere Reaktionsrohr angepaßt ist, und mit einem Produktauslaß;
- Tr-
-κ-
wobei'das Kopfteil mit dem äußeren zylindrischen Teil verbunden wird und das innere Reaktionsrohr in dem Raum des äußeren zylindrischen Teiles ebenfalls mit dem Kopfteil und/oder dem äußeren zylindrischen Teil verbunden wird. 5
Die Erfindung wird nachstehend anhand der -Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in
Fig. 1 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Reaktors;
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Reaktors;
Fig. 3 und 4 Querschnitte eines herkömmlichen Reaktors;
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Reaktionssystems, in welches der erfindungsgemäße Reaktor eingebaut ist; und in
20
Fig. 6 einen schematischen Querschnitt einer Ausführungsform eines automatischen Gegendruckventils zur Verwendung beim Reaktionssystem mit dem erfindungsgemäßen Reaktor. '-' 25
Das Kopfteil des erfindungsgemäßen Reaktors hat einen Einlaß für Material, ein Verbindungsteil, wo das Kopfteil mit dem inneren Reaktionsrohr verbunden ist, und ein Verbindungsteil, mit dem das Kopfteil mit dem äußeren zylindrisehen Teil verbunden ist. Der Einlaß für Material kann direkt oder durch das äußere zylindrische Teil mit der Außenseite verbunden sein.
Λ.
Wenn das Material durch das äußere zylindrische Teil in das innere Reaktionsrohr eingeleitet wird, ist es erforderlich, eine Einrichtung vorzusehen, um einen kurzen Weg oder "Kurzschluß" des zugeführten Materials zu verhindern. Andererseits ist die Verbindung zwischen dem Kopfteil und dem inneren Reaktionsrohr in dem Maße ausreichend, daß ein Herauslecken des zugeführten Materials verhindert wird. Wenn das innere Reaktionsrohr befestigt und mittels des äußeren zylindrischen Teiles abgedichtet ist, ist es nicht erforderlich, das innere Reaktionsrohr mit dem Kopfteil zu verbinden. Bei der Verbindung zwischen dem Kopfteil und dem inneren Reaktionsrohr kann die Verbindung in jeder geeigneten Weise vorgenommen werden, die in der Lage ist, die Druckdifferenz aufgrund des Druckverlustes durch eine Katalysatorschicht im inneren Reaktionsrohr auszuhalten; mit anderen Worten mit solchen Mitteln, die in der Lage sind, einige Atmosphärendrücke auszuhalten, wie z.B. ein O-Ring aus Butylgummi oder dgl..
Das innere Reaktionsrohr kann an das Kopfteil mit einer Anordnung angeschlossen sein, bei der ein Loch in das eine Ende des Kopfteiles gebohrt und das innere Reaktionsteil in das Loch eingesetzt ist, oder mit einer Anordnung, bei der das eine Ende des Kopfteiles kleiner ausgebildet ist als der Durchmesser des inneren Reaktionsrohres und bei der das innere Reaktionsrohr an das kleinere Endteil angepaßt bzw. daran befestigt ist. Außerdem können das Kopfteil und das innere Reaktionsrohr durch Schweißen miteinander verbunden sein. Falls es erwünscht ist, kann das Kopfteil mit einem Thermobehälter versehen sein, durch den ein wärmeempfindliches Element, wie z.B. ein Thermoelement, in die Reaktioriszone eingeleitet wird.
Das äußere zylindrische Teil hat ein Verbindungsteil, mit dem das äußere zylindrische Teil mit dem Kopfteil verbunden wird, einen Raum, der in seinem Inneren an das innere Reaktionsrohr angepaßt ist, sowie einen Auslaß für die Produkte. Das äußere zylindrische Teil kann an das Kopfteil mit jedem geeigneten Mittel angeschlossen werden, so.lange es den Reaktionsdruck aushalten kann. Beispiele für geeignete derartige Mittel umfassen eine Hutmutter, einen Flansch und ein Swagelok, wobei es sich um eine Anordnung handelt, die unter dieser Bezeichnung von der Firma Crawford Fitting Company vertrieben wird. Verschiedene Dichtungen können verwendet werden, um die Verbindung druckdicht zu machen. An bevorzugten Beispielen für die Dichtungen sind eine Metalldichtung und ein O-Ring zu nennen.
Das innere Reaktionsrohr ist von derartiger Größe, daß es in den Raum des äußeren zylindrischen Teiles eingepaßt werden kann, und hat die Form eines an beiden Enden offenen Zylinders, wobei das eine dieser Enden mit dem Kopfteil und/oder dem äußeren zylindrischen Teil verbunden wird. Die Ausdrücke "Zylinder" oder "zylindrische Form", die hier verwendet werden, umfassen auch eine polygonale Form, wie z.B. tetragonale und hexagonale Formen sowie die regelmäßige zylindrische Form. Außerdem braucht der Querschnitt des inneren Reaktionsrohres nicht von einem Ende zum anderen gleich groß zu sein; beispielsweise kann das eine Ende größere Abmessungen haben als das andere Ende, oder aber das Mittelteil kann größere oder kleinere Abmessungen haben als die Enden.
Das Material, aus dem der erfindungsgemäße Reaktor herstellbar ist,' kann in geeigneter Weise gewählt oder bestimmt werden, indem man den Zweck berücksichtigt, für den der Reaktor
■41-
verwendet werden soll, insbesondere unter Berücksichtigung solcher Bedingungen, wie Temperatur und Druck, unter denen der Reaktor arbeiten soll.
Einzelheiten des erfindungsgemäßen Reaktors werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.
In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer Reaktor dargestellt, der ein Kopfteil 3 mit einem Einlaß zur Einführung von Mate-
1.0 rial und einer Nut 14 für eine Dichtung, ein äußeres zylindrisches Teil 9 mit einem Einlaß 5 zur Materialeinlcitung, eine Schraube 17 für eine Hutmutter und einen Auslaß 11 für das Behandlungsgut aufweist. Das Kopfteil 3 ist lösbar am äußeren zylindrischen Teil 9 befestigt und bildet einen Behälter, der in seinem Inneren ein inneres Reaktionsrohr TO aufnimmt. Das Kopfteil 3 und das äußere zylindrische Teil 9 werden aneinander befestigt, indem man eine Hutmutter 4 mit der Schraube 17 des äußeren zylindrischen Teiles 9 verbindet. In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Thermobehälter; das Bezugszeichen 2 eine Hutmutter; das Bezugszeichen 12 einen Einlaß zur Materialeinführung; das Bezugszeichen 13 eine Öffnung, durch Vielehe der Thermobehälter eingepaßt ist; und das Bezugszeichen 19 einen Flansch.
Beim Austauschen des Katalysators, der in das innere Reaktionsrohr 10 des erfindungsgemäßen Reaktors gepackt ist, wird die Hutmutter 4 zuerst gedreht bzw. gelöst, um das Kopfteil 3 vom äußeren zylindrischen Teil 9 abzunehmen. Die Verbindung zwischen dem Kopfteil 3 und dem äußeren zylindrischen Teil 9 ist unter Verwendung einer Dichtung 6 in der im Kopfteil 3 ausgebildeten Nut 14 druckdicht gemacht. Somit kann die Hutmutter 4 leicht mit der Hand gedreht werden,
ohne beispielsweise einen Schraubenschlüssel zu verwenden, und das Kopfteil 3 kann leicht abmontiert werden. Wenn das innere Reaktionsrohr 10 am Kopfteil 3 mittels einer in eine Nut 15 eingesetzten Dichtung 7 befestigt wird, wird dann, wenn das Kopfteil 3 abgebaut wird, das innere Reaktionsrohr 10 zusammen mit dem Kopfteil 3 entfernt. Der verwendete Katalysator wird aus dem inneren Reaktionsrohr 10 an der Seite herausgenommen, die nicht mit dem Kopfteil 3 verbunden ist, und es wird dort ein frischer Katalysator eingesetzt. Dann wird das innere Reaktionsrohr 10 durch das äußere Zylinderteil 9 in dem Zustand eingepaßt, wo die Dichtung 6 sich in der Nut 14 befindet, und außerdem wird, wenn es erforderlich ist, eine Dichtung 8 in eine Nut 16 eingesetzt. Nach Befestigung des inneren Reaktionsrohres 10 mittels einer Hutmutter 4 kann ein neues Experiment durchgeführt werden.
Wenn das innere Reaktionsrohr 10 bei der oben beschriebenen Operation ebenfalls aus dem Kopfteil 3 entfernt werden soll, ist es ausreichend, das innere Reaktionsrohr 10, während es gedreht wird, oder als solches zu entfernen. Das bedeutet, die Vorgänge können wesentlich vereinfacht werden.
Wenn das innere Reaktionsrohr 10 mit einem Katalysator versehen wird, werden Glaswolle oder Glasperlen in das innere Reaktionsrohr 10 gepackt, wobei die vorgegebene Menge an Katalysator eingefüllt und dann Glaswolle oder Glasperlen in ihre Position gebracht v/erden. Somit wird der Katalysator im Inneren des inneren Reaktionsrohres 10 in stabilem Zustand gehalten und daran gehindert, aus dem inneren Reaktionsrohr 10 herauszufließen.
Beim erfindungsgemäßen Reaktor kann in der oben beschriebenen Weise der Austausch des Katalysators durchgeführt werden, indem man ein Seitenteil entfernt, im Gegensatz zu einem herkömmlichen Reaktor, bei dem es erforderlich ist, sowohl untere als auch obere Teile zu entfernen. Wenn beispielsweise das untere Teil des äußeren zylindrischen Teiles 9 an einem anderen Reaktor oder einer Heizeinrichtung befestigt ist, ist es möglich, das innere Reaktionsrohr 10 herauszunehmen, um den Katalysatoraustausch in dem Ausgangszustand vorzunehmen, wo das äußere zylindrische Teil daran befestigt ist. Außerdem können Nichrom-Drähte für die Heizeinrichtung direkt auf das äußere zylindrische Teil 9 gewickelt werden, oder es können Wärmeabstrahlungs- bzw. Kühlrippen 18 vorgesehen sein, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Dies erleichtert die Steuerung und Kontrolle der Temperaturverteilung in der Reaktionszone.
Außerdem hat der erfindungsgemäße Reaktor einen Zweischichtenaufbau, der das äußere zylindrische Teil 9, das Kopfteil 3 und das innere Reaktionsrohr 10 aufweist, wobei das innere Reaktionsrohr 10 gegenüber dem Außendruck mittels einer Dichtung, z.B. einem O-Ring abgeschirmt ist. Somit wird weniger Druck auf das innere Reaktionsrohr 10 ausgeübt, und das innere Reaktionsrohr 10 kann aus einem Material bestehen, das eine geringere Druckfestigkeit besitzt, wie z.B. Glas.
Der erfindungsgemäße Reaktor kann als Hochdruckreaktor verwendet werden, der in einfacher Weise zusammengebaut oder auseinandergenommen werden kann und der für chemische Experimente geeignet ist, bei denen es erforderlich ist, daß beispielsweise ein Katalysator häufig ausgetauscht wird.
-Atf.
Ein System unter Verwendung des erfindungsgemäßen Reaktors, bei dem der Reaktionsdruck automatisch gesteuert wird, wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 5 näher erläu-r tert. Dieses System weist folgende Baugruppen auf: 5
- ein automatisches Steuerventil 20, das in einer Materialzuführungsleitung vorgesehen ist;
ein Strömungsmeßgerät 21 mit einem Steuerventil 26, das in der Materialzuführungsleitung 25 stromabwärts von dem automatischen Steuerventil 20 vorgesehen ist;
einen automatischen Drucksteuerungsmechanismus 27, der zur Steuerung des automatischen Steuerventils 20 ausgelegt ist, indem er den Druck in der Materialzuführungsleitung 25 zwischen dem automatischen Steuerventil 20 und dem Strömungsmeßgerät 21 mißt und ein Signal liefert, das der Differenz zwischen dem vorgegebenen Druck und dem gemessenen Druck entspricht;
- einen automatischen Strömungsdurchsatz-Steuermechanismus 28, der so ausgelegt ist, daß er das Steuerventil 26 steuert, indem er den Strömungsdurchsatz mit dem Strömungsmeßgerät 21 mißt und ein Signal liefert, das der Differenz zwischen dem vorgegebenen Strömungsdurchsatz und dem gemessenen Strömungsdurchsatz entspricht;
- einen Strömungsreaktor 22 mit kleinen Abmessungen, wobei der Einlaß des Reaktors 22 an die Materialzuführungsleitung 25 und der Auslaß an eine Behandlungsgut-Abzugsleitung 30 angeschlossen sind;
ein automatisches Rückschlag- oder Gegendruckventil 24,
das in der Behandlungsgut-Abzugsleitung 30 vorgesehen ist; und
- einen automatischen Gegendruck-Steuermechanismus 29, der so ausgelegt ist, daß er das automatische Gegendruckventil 24 steuert, indem er den Druck in der Materialzuführungsleitung 25 stromabwärts vom Steuerventil 26 mißt und ein Signal liefert, das der Differenz zwischen dem vorgegebenen Druck und dem gemessenen Druck entspricht.
Bei dem oben beschriebenen Reaktionssystem kann der Reaktionsdruck in dem Reaktor 22 kleiner Abmessungen automatisch mit hoher Geschwindigkeit und hoher Genauigkeit gesteuert werden. Insbesondere in einem Falle, in welchem die Materialzuführungsmenge klein ist, kann der Reaktionsdruck genau und außerdem automatisch gesteuert werden.
Der Druck in dem Reaktor 22 kleiner Abmessungen des oben beschriebenen Reaktionssystems kann folgendermaßen gesteuert werden:
Das automatische Steuerventil 20 wird geöffnet, um die Differenz zwischen dem Druck P1 in der Materialzuführungsleitung 25 zwischen dem automatischen Steuerventil 20 und dem Strömungsmeßgerät 21 sowie dem Druck P„ in der Materialzuführungsleitung 25 auf der stromabwärtigen Seite relativ zu dem an das Strömungsmeßgerät 21 angeschlossenen Steuerventil 26, also die Druckdifferenz P - ρ auf einem geeig-
neten Wert zu halten, der beispielsweise etwa 2 kg/cm beträgt. Diese geeignete Druckdifferenz ist eine solche Druckdifferenz, die am meisten bevorzugt wird, damit das Strömungsmeßgerät eine gute Wirksamkeit zeigt.
Wenn die Druckdifferenz zwischen P. und P~ zu groß ist,, wird die auf das Steuerventil 26 ausgeübte Belastung zu groß, und es kann keine genaue Steuerung durchgeführt werden. Wenn andererseits die Druckdifferenz zu klein ist, erfolgt die Materialzuführung nicht mit gleichmäßiger Strömung. In diesem Falle wird der Strömungsdurchsatz gesteuert, indem man den Druck P beispielsweise mit einem Druckmeßfühler abtastet, den Druck P. in ein Spannungsoder Stromsignal umwandelt und es in einen elektronischen Rechner oder dgl. eingibt. Der Druck P. wird mit dem vorgegebenen oder eingestellten Druck verglichen und ein Signal, beispielsweise ein Impuls geliefert, der der Druckdifferenz entspricht. Entsprechend diesem Signal wird der Antriebsmechanismus, z.B. ein Schrittmotor des automatischen Steuerventils 20 betätigt. Der oben beschriebene Mechanismus, bei dem ein Druckmeßfühler, ein elektronischer Rechner, ein Signalgenerator, z.B. ein Impulsübertrager, usw. miteinander kombiniert und eine Reihe von Vorgängen von der Abtastung des Druckes bis zur Berechnung sowie der anschließenden Erzeugung von Signalen durchgeführt werden, wird hierbei ganz allgemein als "automatisches Steuersystem" bezeichnet. Somit wird gemäß der Erfindung der Druck P1 eingestellt, indem man das automatische Steuerventil 20 mit Hilfe des automatischen Steuermechanismus 27 steuert.
Die Materialmenge, die dem Reaktor 22 über die Materialzuführungsleitung 25 zugeführt wird, kann gesteuert werden, indem man die Information von dem Strömungsmeßgerät 21 dem automatischen Strömungsdurchsatz-Steuerungsmechanismus 28 eingibt, wobei die Berechnung durchgeführt und ein Signal von dem Mechanismus 28 zum Steuerventil 26 übertragen wird, mit dem 'das Steuerventil 26 geöffnet oder geschlossen wird.
Um den Druck in dem Reaktor 22 zu erhöhen, wird der Druck P- in ein Strom- oder Spannungssignal umgewandelt, in den automatischen Gegendruck-Steuermechanismus 29 eingegeben und mit dem vorher eingegebenen Druckwert verglichen, um ein Signal zu erzeugen, das der Druckdifferenz entspricht; das so erzeugte Signal wird übertragen, um den Antriebsmechanismus des automatischen Gegendruckventils 24 in Betrieb zu setzen, um auf diese Weise das Gegendruckventil 24 zu drosseln. Für die Erzeugung des Signals kann ein Verfahren verwendet werden, bei dem ein Intensitätssignal, z.B. eine Anzahl oder Intensität von Impulsen, eine Stromstärke, eine Spannung oder ein pneumatischer Druck, parallel zu der Differenz zwischen dem vorgegebenen Druck und dem gemessenen Druck P„ ändert, zu einem Zeitpunkt erzeugt und das automatische Gegendruckventil 24 gedrosselt werden. Solange jedoch eine Differenz zwischen dem vorgegebenen Druck und dem gemessenen Druck P2 existiert, wird bevorzugt, ein Verfahren zu verwenden, bei dem ein Signal der konstanten Intensität erzeugt wird, unabhängig von dem Wert der Druckdifferenz, wobei das automatische Gegendruckventil 24 gedrosselt wird, indem man das automatische Gegendruckventil 24 um einen vorgegebenen Winkel dreht und diesen Vorgang wiederholt, um das automatische Gegendruckventii 24 allmählich zu drosseln und dadurch den Druck zu · erhöhen. In diesem Falle wird bevorzugt, daß eine Reihe von automatischen Vorgängen, einschließlich der Messung des Druckes P2, der Erzeugung eines Signals und der Betätigung des automatischen Gegendruckventils 24 so angeordnet werden, daß sie für vorgegebene Zeitspannen ablaufen, z.B. für jeweils 2 bis 4 Sekunden. Es ist auch bevorzugt, daß der Antriebsmechanismus, z.B. ein Schrittmotor, zum Antrieb des automatischen Gegendruckventils 24 so gesteuert wird, daß der Druck bei jeder Betätigung um 0,01 bis
-Vi-
1 kg/cm erhöht wird. Ein Beispiel für geeignete automatische Gegendruckventile für derartigen Betrieb ist in Fig. 6 dargestellt.
Wenn das automatische Gegendruckventil 24 gedrosselt wird, steigt in der oben beschriebenen Weise der- Druck P„ an, und gleichzeitig hat der Strömungsdurchsatz in der Materialzuführungsleitung 25 die Tendenz zum Abfallen. Diese Abnahme des Strömungsdurchsatzes wird sofort vom Strömungsmeßgerät 21 dem automatischen Strömungsdurchsatz-Steuerungsmechanismus 28 eingegeben, wo ein Signal entsprechend der Differenz zwischen dem gemessenen Strömungsdurchsatz und dem vorgegebenen Strömungsdurchsatz gebildet wird. Das Signal wird dann an das Steuerventil 26 gegeben, um das Ventil zu lösen. Dies führt zu einer Erhöhung des Strömungsdurchsatzes , und der ursprüngliche Strömungsdurchsatz wird rasch wieder erreicht.
Wenn der Grad der Öffnung des Steuerventils 26 erhöht wird, nimmt die Druckdifferenz zwischen P und P^ ab. Dies führt zu einer Verringerung des Druckes P . Gemäß der Erfindung wird jedoch die Information über die Verringerung des Drukkes P. sofort an den automatischen Drucksteuerungsmechanismus 27 gegeben, wo ein Signal entsprechend der Differenz zwischen dem vorgegebenen Druck und dem gemessenen Druck gebildet wird. Dieses Signal wird dem automatischen Steuerventil 20 eingegeben, um das Ventil zu öffnen, was zu einer Erhöhung des Druckes P führt. In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 23 eine Heizzone; das Bezugszeichen 31 bezeichnet einen Einlaß für die Materialzuführung; die Bezugszeichen 32 und 33 bezeichnen Druckmeßfühler; das Bezugszeichen 34 bezeichnet einen Antriebsmechanismus; das Bezugszeichen 35 bezeichnet ein Untersetzungsgetriebe; das
Bezugszeichen 36 bezeichnet eine Feder; und das Bezugszei chen 37 bezeichnet ein Hauptventil.
Durch automatische und rasche Steuerung des jeweiligen automatischen Gegendruckventils 24, des Steuerventils 26 bzw. des automatischen Steuerventils 2 0 kann der Druck im Reaktor 22 prompt auf den gewünschten Wert erhöht werden, während die Menge an Material, die dem Reaktor 22 zugeführt wird7 auf einem konstanten Pegel gehalten wird.
Gemäß dem oben beschriebenen Reaktionssystem kann der Druck in dem Reaktor kleiner Abmessungen des für kleine Strömungsdurchsätze ausgelegten Systems automatisch bei hoher Geschwindigkeit und mit hoher Genauigkeit gesteuert werden. Somit ist der erfindungsgemäße Reaktor zur Verwendung bei chemischen Experimenten geeignet, bei denen es erforderlich ist, daß die Reaktionsbedingungen genau eingestellt werden.

Claims (1)

  1. Patentansprüche;
    gekennzeichnet durch folgende Baugruppen:
    ein inneres Reaktionsrohr (10);
    ein Kopfteil (3) mit einem Einlaß (5) für die Materialzuführung, mit einem Verbindungsteil (4), mit dem das Kopfteil (3) mit dem inneren Reaktionsrohr (10) verbunden ist, und mit einem Verbindungsteil (6, 14), mit dem das Kopfteil mit einem äußeren zylindrischen Teil (9) verbunden ist; und
    ein äußeres zylindrisches Teil (9) mit einem Verbindungsteil (6, 14), mit dem das äußere zylindrische Teil (9) mit dem Kopfteil (3) verbunden ist, und mit einem Raum, der in seinem Inneren an das innere Reaktionsrohr (10) angepaßt ist, und mit einem Auslaß (11) für das Behandlungsgut,
    wobei das Kopfteil (3) an das äußere zylindrische Teil
    (9) angeschlossen ist und das innere Reaktionsrohr (1O)7 das sich in dem Raum in dem äußeren zylindrischen Teil (9) befindet, ebenfalls an das Kopfteil (3) und/oder das äußere zylindrische"Teil (9) angeschlossen ist.
    2. Reaktor nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet , daß das Kopfteil (3) und das äußere zylindrische Teil (9) mit einer Hutmutter (4) miteinander verbunden sind.
    3. Reaktor nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet , daß das Kopfteil (3) und das äußere zylindrische Teil (9) mit einem Flansch miteinander verbunden sind.
    4. Reaktor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß das innere Reaktionsrohr (10) mit einem O-Ring (6) mit dem Kopfteil (3) verbunden ist.
    5. Reaktor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß das innere Reaktionsrohr (10) mit dem Kopfteil (3) durch Einsetzen des inneren Reaktionsrohres (10) in ein Loch, das in das eine Ende des Kopfteiles (3) gebohrt ist, verbunden ist.
    6. Reaktor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß das innere Reaktionsrohr (10) durch Schweißen mit dem Kopfteil (3) verbunden ist.
    7. Reaktor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß das innere Reaktionsrohr (10) mit dem äußeren zylindrischen Teil (9) verbunden ist.
    5
    *8. Reaktor sy stem,
    gekennzeichnet durch folgende Baugruppen:
    ein automatisches Steuerventil (2O)7 das in einer Materialzuführungsleitung (25) angeordnet ist;
    ein Strömungsmeßgerät (21) mit einem Steuerventil (26), das in der Materialzuführungsleitung (25) stromabwärts von dem automatischen Steuerventil (20) angeordnet ist;
    eine automatische Drucksteuerungseinrichtung (27), die das automatische Steuerventil (20) steuert, in-dem sie den Druck in der Materialzuführungsleitung (25) zwischen dem automatischen Steuerventil (20) und dem Strömungsmeßgerät (21) mißt und ein Signal liefert, das der Druckdifferenz zwischen dem vorgegebenen Druck und dem gemessenen Druck entspricht;
    eine automatische Strömungsdurchsatz-Steuerungseinrichtung (28), die das Steuerventil (26) steuert, in-dem sie den Strömungsdurchsatz mit dem Strömungsmeßgerät (21) mißt und ein Signal erzeugt, das der Differenz zwischen dem vorgegebenen Strömungsdurchsatz und dem gemessenen Strömungsdurchsatz entspricht; 30
    einen Strömungsreaktor (22), dessen Einlaß an die Materialzuführungsleitung (25) und dessen Auslaß an eine Behandlungsgut-Abzugsleitung (30) angeschlossen sind;
    -A-
    ein automatisches Gegendruckventil (24) , das in der Behandlungsgut-Abzugsleitung (30) angeordnet ist; und
    eine automatische Gegendruck-Steuereinrichtung (29), welche das Gegendruckventil (24) steuert, in-dem sie den Druck in der Materialzuführungsleitung (25) stromabwärts vom Steuerventil (26) mißt und ein Signal erzeugt, das der Druckdifferenz zwischen dem vorgegebenen Druck und dem gemessenen Druck entspricht.
    9. Reaktorsystem nach Anspruch 87
    dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerventile (20, 26, 24) so eingestellt sind, daß der Strömungsdurchsatz durch den Reaktor (22) in einem vorgegebenen Bereich liegt.
    10. Reaktorsystem nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet , daß der Strömungsdurchsatz durch den Reaktor (22) konstant ist und einer vorgegebenen Druckdifferenz entspricht.
    11. Reaktorsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet , daß ein erster Druckmeßfühler (32) zur Messung eines ersten Druckes (P*) stromaufwärts von dem Strömungsmeßgerät (21) mit seinem Steuerventil (26) und ein zweiter Druckmeßfühler (33) zur Messung eines zweiten Druckes (P2) stromabwärts von diesem Steuerventil (26) und vor dem Eingang des Reaktors (22) vorgesehen sind.
    12. Reaktorsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet , daß der erste Druckwert (P..) und/oder der zweite Druckwert (P2) mit vorgegebenen Werten verglichen und die Steuerventile (2O7 26, 24) entsprechend der Abweichung nachgestellt werden.
    13. Reaktorsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Gegendruckventil (24) am Ausgang des Reaktors (22) iterativ in vorgegebenen Zeitintervallen betätigt wird, so daß sein Schließteil in vorgegebenen Winkelschritten pro Zyklus verstellt wird.
    14. Reaktorsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet , daß das Gegendruckventil (24) iterativ verstellbar ist, wobei stufenweise Druckdifferenzen einstellbar sind, die bei
    jeder Betätigung 0,01 bis 1 kg/cm ausmachen.
DE19833336750 1982-10-15 1983-10-08 Reaktor Granted DE3336750A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18094382A JPS5969144A (ja) 1982-10-15 1982-10-15 反応装置
JP18374882A JPS5973044A (ja) 1982-10-21 1982-10-21 自動圧力調節小型反応装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3336750A1 true DE3336750A1 (de) 1984-04-19
DE3336750C2 DE3336750C2 (de) 1990-07-26

Family

ID=26500294

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Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19833336750 Granted DE3336750A1 (de) 1982-10-15 1983-10-08 Reaktor

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US (1) US4556537A (de)
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