DE3342749A1 - Plattenreaktor fuer chemische synthesen unter hohem druck in gasphase und heterogener katalyse - Google Patents

Plattenreaktor fuer chemische synthesen unter hohem druck in gasphase und heterogener katalyse

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DE3342749A1 DE19833342749 DE3342749A DE3342749A1 DE 3342749 A1 DE3342749 A1 DE 3342749A1 DE 19833342749 DE19833342749 DE 19833342749 DE 3342749 A DE3342749 A DE 3342749A DE 3342749 A1 DE3342749 A1 DE 3342749A1
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Jean-Paul 69570 Dardilly Euzen
Jean-François 92500 Rueil-Malmaison Le Page
Claude Pradel
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Description

-6-Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung, um unter hohem Druck chemische Synthesen in heterogener Katalyse ausgehend von Gasen, wie beispielsweise Gemischen aus Wasserstoff und Kohlenoxiden oder Gemischen aus Wasserstoff und Stickstoff durchzuführen. Hierbei ist die Reaktionszone mit Wärmeaustauscher-platten ausgestattet, die im wesentlichen wie folgt aufgebaut sind:
- Die Platten sind miteinander und einer äußeren Wärmeaustauschervorrichtung verbunden, wobei das Ganze eine Austauscherschleife, in der ein Wärmeträgerfluid zirkuliert, bildet.
-■ Das Innere der Schleife und somit das Wärmeträgerfluid wird einem Druck ausgesetzt, der im wesentlichen äquivalent demjenigen ist, dem die Reaktionsgase und beispielsweise die Synthesegase ausgesetzt werden, in dem vorzugsweise das Ausdehnungsgefäß des Wärmeträgerfluids beispielsweise mit dem Gaseintritt in den Reaktor. • verbunden wird.
·'
- Die plan ausgebildeten Platten sind beispielsweise parallel zueinander angeordnet und bilden parallelepipedförmige Kammern.
- Gewisse dieser Platten können dicht mit der Innenwand des Reaktors verbunden werden. Das Ganze bildet so. einen-mit Schikanen versehenen Weg, durch den das Gas strömen muß.
BAD
Γ Dank einer besseren Kompaktheit, insbesondere dank der verstärkten Mechanisierung bei der Herstellung hat sich gezeigt, daß. in den letzten Jahren diese mit Platten ausgestatteten Vorrichtungen den Platz von Vorrichtungen mit Rohren und Kalandern auf zahlreichen Gebieten des Wärmeaustausches einnehmen.
Auf dem Gebiet der Reaktoren ist die Verwendung von Apparaten mit Platten jedoch selten und außergewöhnlich.
So wurde bereits ein Modellreaktor (FR-PS 1 438 723)
vorgeschlagen, der aus einem Stapel von Schichten besteht, von denen gewisse Katalysator enthalten können, wahrend andere die Kanäle für die Führung des Wärmeüber- !5 .tragüngsmittels bilden. Die verschiedenen Schichten sind durch im wesentlichen plane Platten voneinander getrennt. . · .
Dieses Reaktormodell, obwohl von einfacher Herstellung und mäßigem Herstellungspreis, hat nur geringe Verbreitung wegen des geringen Widerstands gegen Innendruck gefunden.
■ Durch das Verfahren nach der Erfindung wird vorgeschlagen, die Anwendung der Apparate mit Platten auf das Gebiet der Synthesereaktionen bei hohem Druck auszudehnen.
Unter sehr hohem Druck werden nämlich fast alle Basisprodukte der Chemie wie Methanol und Ammoniak beispielsweise hergestellt.
Bei sehr hohem Druck ist andererseits der Raum sehr wertvoll; die Kompaktheit der Plattenwärmeaustauscher muß
■ ganz- im Vordergrund stehen.
35
ORIGINAL
-δι Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun mit Bezug auf die beiliegenden Figuren 1 bis 4 näher erläutert werden.
Das Gemisch 1 der Synthesegase, beispielsweise Wasserstoff und wenigstens ein Kohlenoxid oder Wasserstoff und Stickstoff wird zunächst in angemessener Weise hinsichtlich des Drucks mittels des Kompressors 2 und hinsichtlich der" Temperatur dank der Abstromwärmeaustauscher 3 und der Vorwärmeinrichtung 6 konditioniert, wenn es über die Leitungen -4 und 5 strömt.
Es wird dann über die Leitungen 7 und 18 in einen Reaktor 8 eingef-ührt, der einen zylindrischen Raum bildet und ein Bett 19 aus festem Katalysator enthält. In Kontakt mit dem Katalysator reagieren die Gase; die Synthese findet statt. Die Beschreibung der Reaktionszone nach der Erfindung wird weiter unten gegeben.
In dem Ausmaß, wie sich die Reaktion abwickelt, hat die Temperatur der Gase die- Tendenz, wegen der'Reaktionswärme, wird sie nun freigesetzt oder wird sie absorbiert, zu variieren. Die Gase werden unter günstigen Arbeitsbe- · dingungen durch Wärmeaustausch mit Wärmeaustauscherplatten wie 9 gehalten. Diese parallel zur Achse des Zylinders des Reaktors angeordneten Platten 9 sind einerseits untereinander und-andererseits mit einer (bei 12 schematisierten) Wärmeaustauschervorrichtung mit der äußeren Umgebung verbunden.
Man läßt nun (über die Leitungen 10, 11, 13, 15) im · Innern der Platten 9 dank der Pumpe 14 Wärmeaustauscherfluid zirkulieren, das dazu bestimmt ist, die Wärme des Reaktors 8 auf den Wärmeaustauscher 12 zu übertragen. ■ ·
COPY
Dieses Fluid hat aufgrund der wärmetechnischen Vorgänge die Neigung, sein Volumen zu verändern. Diese Schwankungen werden durch Verwendung eines Expansionsgefässes 16, dessen Niveau entsprechend dem augenblicklichen Volumen der Wärmeträgerflüssigkeit ist, möglich, die in der
durch die Elemente 9, 12 und 14 gebildeten Schleife ■ enthalten ist.
Die Gasatmosphäre 16 kann vorzugsweise durch die Synthesegase gebildet werden, welche über die Zweigleitung 17 herangeführt werden. Die Anzapfung 17 erfolgt so nahe wie möglich am Reaktoreintritt 8. Diese Anordnung ist also eine von denjenigen, bei denen es möglich ist,den gleichen Druck in der Reaktionszone und im Innern der Platten, wo die Wärmeträgerflüssigkeit zirkuliert, zu haben.'
Durch diese Anordnung nämlich werden die Platten 9 einer Druckdifferenz, die, wenn nicht null, so wenigstens vernachlässigbar ist (0,1 bis 0,5 MPa) bezogen auf den Druck ausgesetzt, der im Reaktor 8 herrscht. Dieser Druck liegt beispielsweise in der Größenordnung von 5 bis 10 MPa für die Synthese des Methanol oder in der Größenordnung von 20 bis 100 MPa für die Ammoniaksynthese.
Dank dieser geringen Druckdifferenz können die Platten einfach aus zwei planen dünnen Blechen gebildet sein, deren Abstand beispielsweise durch einen Steg (sog. Seele) entweder aus Wellblech oder aus Streckmetall sichergestellt ist. Auf diese Weise werden Kanäle im Innern einer Platte
'30 gebildet, Kanäle, die für die Festigkeit der Platten sorgen. Diese können 10 m Höhe beispielsweise erreichen oder überschreiten.
Um eine günstige Turbulenz des Wärmeträgerfluids in den so gebildeten Kanälen hervorzurufen, kann der Blechstog die verschiedensten Formgebungen auLwcisen, boispielsweise die der Fig. 2 (Kanäle, deren Querschnitt eine im wesentlichen"rechteckige oder quadratische Form aufweist),
y
BADORIG/NAL
Ι· · * β P 9
-ΙΟΙ oder die der Fig. 2A (Kanäle, deren Querschnitt eine im wesentlichen kurvenförmige Gestalt hat oder von zylindrischer, elliptischer oder kreisförmiger Form ist),oder die der Fig. 2B (Kanäle, die im Querschnitt im wesentlichen dreieckige Form haben).
Das Zusammenbauen der Bleche kann entweder durch Schweißen oder wirtschaftlicher durch punktweises Löten oder durch Tauchen in ein Bad oder nach irgend einer anderen adäquaten Technik erfolgen. ■ .
In Fig. 1 wie in Fig. 3 ist wahlweise die Gaszuführleitung 18 am Kopf des Reaktors und die Reaktionsstromabzugslei-.· tung 20 am Fuß des Reaktors angeordnet; diese Leitungen 18 und 20 können sich nämlich auf jedem adäquaten Niveau des Reaktors, wie Fig. 4 beispielsweise erkennen läßt, befinden. Der Reaktor wird in üblicher Weise mit Katalysator gespeist, handelt es sich nun um feste Betten oder bewegliche Betten oder Wirbelbetten oder um Blasen- oder Fließbetten. Man verwendet also allgemein Reaktoren vom Axialtyp. " ·
Verwendet man einen Reaktor vom Axialtyp, wie er in Fig. schematisiert ist, so verfügt der Reaktor 8· über die katalytischen Betten 19 sowie Eintritt 18 und Austrittder Reaktionsteilnehmer. .
Manchmal bevorzugt man Reaktoren vom Axialtyp für relativ geringe Gasdurchsätze (wobei man manchmal einen Reaktor vom Radialtyp für relativ hohe Gasdurchsätze nimmt).
Selbstverständlich sind das Niveau der Zuführung des Wärmeträgerfluids und das Niveau seines Abziehens (wie in Fig. 1 im oberen Teil für die Zufuhr, im unteren Teil für das Abziehen, dargestellt ist) auch umgekehrt, nämlich unten bzw. oben zu wählen.
-11-
· Die Anordnung der Platten nach der Erfindung ist in Fig. und im zugehörigen Schnitt der Fig. 4A näher dargestellt.
Der Katalysator ist in parallelepipedförmigen Räumen eingeschlossen, welche durch Wärmeaustauscherplatten la, Ib, lc etc. sowie permeable Wände 2a, 2b, 2c ... begrenzt sind. Diese Räume schreiben im wesentlichen einen Kreis ein, der koaxial zu dem durch den Kreisquerschnitt der Reaktionszone gebildeten Kreis ist.
.
Gegenüber Gasen, die über wenigstens eine Leitung 7 in die Räume 3 eingeführt werden, bilden die Wandungen la und Ib eine dichte Verbindung mit der unteren Wandung 4 des Reaktors. Darum werden die Synthesegase veranlaßt, durch einen permeable Wand, beispielsweise 2a, zu treten, um in. Kontakt mit dem Katalysator zu kommen.
In Kontakt'mit dem Katalysator vereinigen bzw. verbinden sich die Gase; ihre Temperatur entwickelt sich.
Um diese Temperaturentwicklung zu verhindern, kann man zusätzlich Wandung bildende Platten la und Ib sowie Zwischenplatten 5 anordnen. Die Anzahl dieser Platten 5 hängt offensichtlich von den in der Reaktion zum Tragen kommenden Wärmemengen ab.
Die Gase treten über permeable Wände wie 2b aus und streichen über den zwischen den Wandungen Ib und Ic enthaltenden Katalysator.
Hierzu treten sie durch Schlitze, welche durch die Wandungen Ib und die Innenwandung 4 des Reaktors begrenzt sind. Diese Erscheinung wiederholt sich bei Durchtritt durch sämtliche parallelepipedförmigen Räume und schließlieh treten die Gase über wenigstens eine Öffnung 6, die in der Wandung 4 des Reaktors 8 ausgespart ist, aus.
-12-
Im einzelnen wird der Reaktor im folgenden mit Bezug auf die Figuren 4 und 4A beschrieben:
Der zylindrische Reaktor für die chemische Synthese 8 ist in eine Vielzahl von parallelepipedformxgen den Katalysator einschließenden Kammern 9 unterteilt.
Diese Kammern sind durch dichte Wandungen, wie beispielsweise la, Ib, Ic... abgegrenzt, bei denen es sich um
jQ vorher beschriebene Platten handelt, in denen das Wärmeträgerfluid zirkuliert sowie um permeable Wandungen 2a, 2b, 2c'.... Letztere sind nur im Schnitt in Fig. 4 sichtbar. Die permeablen Wandungen können'entweder durch parallel oder gekreuzt angeordnete Drähte gebildet sein
■,.c oder durch perforierte oder zellenförmige Platten oder Platten von irgend einem äquivalenten Typ.
. Die Kammern (begrenzt durch zwei Wandungen 1 und zwei
Wandungen 2) sind mit festem Katalysator, beispielsweise 2Q- einem Katalysator der Ammoniaksynthese aus Wasserstoff und Stickstoff oder der Methanolsynthese und/oder von homologen Alkoholen aus Wasserstoff, Kohlenmonoxid und gegebenenfalls Kohlendioxid gefüllt.
■ Die frischen Gase (beispielsweise entweder ein Gemisch aus Wasserstoff· und Stickstoff oder ein Gemisch aus Wasserstoff und Kohlenoxiden), die zweckmäßig hinsichtlich Druck "und Tempratur konditioniert sind, werden über, wenigstens eine Leitung 7 in die Räume 3 eingeführt, die zwischen der zylindrischen Wand 4 des Reaktors und den Wandungen 1 und 2 der katalytischen Kammern ausgespart sind.
Aus den Räumen 3 treten die Gase durch die permeablen Wandungen 2, um mit dem Katalysator in Kontakt gesetzt zu werden.
BAD ORIGINAL
Der Querschnitt der Kammern wird derart gewählt, daß man eine günstige Gasgeschwindigkeit durch die katalytische Masse erhält. Bekanntlich hängt diese Gasgeschwindigkeit von der Homogenität der Verteilung des Gases und des Fehlens des heißen Punktes an der Oberfläche der Katalysatorkörner ab. .
Nach dem Verfahren der Erfindung müssen die Gasgeschwindigkeiten vorzugsweise zwischen 1 und 200 m/sec, ins-JO besondere zwischen 5 und 100 m/sec. liegen.
Die oben angegebenen Gasgeschwindigkeiten basieren auf dem Durchsatz bzw. der Sauggeschwindigkeit des Gases, zurückgeführt auf Normalbedingungen von Druck und Temperatur, ,p- d.h. unter atmosphärischem Druck und null Grad Celsius.
Am Austritt aus der oder den ersten Kammern (begrenzt durch die Wandungen 2a, la, 2b und Ib) dringen die Gase in den leeren Raum 10, der an dem leeren Eintrittsraum 3 hängt.
Von einem Raum, wie beispielsweise 10., treten die Gase über einen Durchlass (oder Schlitz), wie beispielsweise · 11, der zwischen den Wandungen 1 und der Wand 4 des Reaktors gelassen ist, durch, um in die Kammer(n) zu ■ . gelangen (welche durch die Wandungen Ib, 2c, Ic, 2d) begrenzt sind etc.
In Fig. 4 sieht man, daß das Gas symmetrisch bezogen auf den;Durchmesser des Reaktors verteilt wird. Eine kontinuierliche Zirkulation von einem Ende des Reaktors zum anderen ist ebenfalls als im Rahmen der Erfindung liegend zu betrachten.
. Die Reaktionsgase zirkulieren so schrittweise über jede der Kammern 9 im wesentlichen senkrecht zur Achse der Reaktionszone.
-14-
In allen Figuren ist der Reaktor in vertikaler Stellung gezeigt, in gewissen Fällen jedoch kann die Schrägstellung oder sogar die Horizontallage des Reaktors gewisse Vorteile zeitigen. Dies gilt beispielsweise dann, wenn der Reaktor · sehr lang ist: dann stellt sich eine merkliche Differenz des statischen Druckes zwischen oben und unten im Reaktor ein.
Im Falle der radialen Reaktoren führt diese Drückdifferenz zu einer Falschverteilung des Gases, die durch verschiedene Vorschläge behoben werden sollten (US-PS 3 754 078; GB-PS 1 118 750).
Im Falle der Maßnahme nach der Erfindung zeitigt aufgrund der guten Regelung der Zirkulationsgeschwindigkeit dieses Problem eine geringere Wichtigkeit. Für extreme Abmessungen des Reaktors kann sich die horizontale Anordnung jedoch als interessant erweisen.
Nach Fig. 4 besteht die Zylinderwandung 4 einfach aus einem einzigen Bauteil. Im Falle der Ammoniaksynthese aber beispielsweise kann die Wandung des Reaktors immer zur Verminderung der Festigkeit der Wandung für eine zu hohe Temperatur verdoppelt werden oder die Festigkeit durch irgend eine andere adäquate Einrichtung erhöht werden.
Handelt es sich um Katalysatoren, die unter strengen Bedingungen von Druck und Temperatur arbeiten, so sind die ■ Probleme des Beschickens und der Entsorgung des Kataly-
30· sators sehr wichtig. Beim Reaktor der Fig. 4A beispielsweise können die parallelepipedförmigen Kammern 9 an ihren beiden Enden derart geschlossen werden, daß die Gase nicht von einer Kammer in die anderen über diese . . Enden treten können. Hierzu kann man eine dichte Platte, beispielsweise 12, an jedem der axialen Enden dieser Kammern (es .ist nur eine dieser Platten dargestellt) anordnen.
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411
-15-
.l Einer der Vorteile der Verfahren nach der Erfindung ist darin zu sehen, daß Beschicken und Entsorgen des Katalysators ohne Demontage des Reaktors und seiner innen gelegenen Einrichtung möglich ist.
Das Abziehen des Katalysators ist besonders'leicht bei der in Fig. .4A dargestellten Variante.
Nach dieser Variante ist der Boden der parallelepiped- IQ ■ fÖrmigen Kammern, statt durch einen flachen Boden gebildet zu werden, durch eine Schicht 13 aus Feststoffpartikeln gebildet, die den im wesentlichen elliptischen Boden des Reaktors füllen: diese Partikel zeichnen sich dadurch aus, daß ihr mittlerer Durchmesser in dieser Schicht zwisehen der Hälfte und dem Tausendstel des mittleren Korndurchmessers des Katalysators liegt, welcher das katalytische Bett bildet. Vorzugsweise liegt dieser Wert zwischen einem Fünftel und einem Hundertstel des mittleren Durchmessers*
Diese Feststoffpartikel können wenigstens teilweise entweder aus zu Pulver reduziertem oder zerkleinertem Katalysator gebildet sein oder aus Metallen oder aus inerten Materialien wie Aluminiumoxid oder Carborundum oder irgend einem äquivalenten Feststoff.
Beim Verfahren nach der Erfindung kann die gasförmige Charge entweder von oben oder von unten oder an einer beliebigen Stelle der Reaktorwandung eingeführt werden. Wesentlich ist, daß sie anschließend vertikal längs der permeablen Eintritte der katalytischen Kammern verteilt wird..
Die Reaktoren können mehrere übereinander angeordnete katalytische Betten enthalten, wobei jedem Bett die .Einrichtung nach der Erfindung zugeordnet ist.
Um eine Überladung der Beschreibung zu vermeiden, sind nicht alle Einzelheiten der Ansprüche auch in der vorliegenden Beschreibung wiedergegeben. Diese werden vielmehr hiermit zum Gegenstand der Beschreibung gemacht.
ΒΑΠ

Claims (10)

Patentanwälte · European Patent Attorneys Dr. W. Müller-Bore * Dietrich Lewald Dipl.-Ing. Dr. Paul Deufel Dipl.-Chem., Dipl.-Wirtsdti.-Ing. Dr. Alfred Schön Dr. MüUer-Borfi und Partnet ■ PUB 260247 · D-8000 München ZB , , Dipl.-Chem. . I 1814 Lw/Ge · Werner Hertel Äff.: 2216 ' mpl-Phys· Dr.-Ing. Dieter Otto DipL-Ing. INSTITUT FRANGAIS DU PETROLE 4, Avenue de Bois-Preau F-92502 RUEIL-MALMAISON Plattenreaktor für chemische Synthesen unter hohem Druck in Gasphase und heterogener Katalyse PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Durchführen in Gasphase und unter Druck von chemischen Synthesen, ausgehend von Reaktionsgasen in einer Reaktionszone (8; Fig. 4 und 4A), welche durch eine Kammer
■ im wesentlichen zylindrischer Gestalt gebildet ist und deren Querschnitt im wesentlichen kreisförmig ist, wobei das Verfahren in Anwesenheit eines festen Katalysators durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionszone in eine Vielzahl von Katalysator enthaltenden Kammern unterteilt ist, wobei diese Kammern (9) länglicher
und parallelepipedförmiger Gestalt und einander benachbart sind, wobei die Querschnitte der Kammer im wesentlichen in einen Kreis einbeschreibbar sind, der koaxial zu dem durch den Kreisquerschnitt der Reaktionszone gebildeten Kreis ist; daß die Wandungen (1; insbesondere la, Ib, Ic ...), die diesen Kammern benachbart sind oder die Wandungen, die benachbarten Kammern gemeinsam sind, dicht gegen die in
■ der Reaktionszone zirkulierenden Gase sind; daß die Wandungen (2; insbesondere 2a, 2b, 2c ...), die seitlich
D-8000 München 2 POB 26 02 47 Kabel: Telefon ■ Telecopier Infotec 6400 B Telex
. Isartorplatz 6 D-8000 München 26 Muebopat 089/221483-7 GII+ III (089)2296 43 5-2428
· bezüglich dieser Kammern (9) sind, gasdicht sind;
daß' die in die Reaktionszone eingeführten Gase schrittweise durch jede der Kammern im wesentlichen senkrecht zur Achse der Reaktionszone treten, wobei diese Gase in jede Kammer (9) über eine permeable Wand eintreten und aus ihr über eine der Eintrittswand gegenüberliegende permeable Wand austreten; und daß diese Wandungen (la, Ib, lc ...) hohle Platten sind, deren Innenräume miteinander.in Verbindung stehen, wobei ein Wärme-"LQ träger'f luid quer durch diese Wandungen oder Platten unter einem Druck strömt, der im wesentlichen gleich dem Druck ist, dem die Reaktionsgase ausgesetzt sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
5 daß das Wärmeträgerfluid in jeder dieser Hohlplatten in einem Netz von im wesentlichen parallelen Kanälen zirkuliert, deren Querschnitte insbesondere über eine der folgenden Formen verfügen: quadratisch, rechteckig, gekrümmt, zylindrisch, elliptisch, kreisförmig oder dreieckig.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die frischen Gase oder eine gasförmige Charge in die Reaktionszone (8) über zwei Leitungen (7) benachbart jeder der beiden voneinander am weitesten entfernten Kammern (9) und damit dem von der Achse der Reaktionszone am weitesten entfernten, eintreten, wobei die beiden ersten Kammern diametral einander gegenüber angeordnet sind und die Gase oder die Charge anschließend in jede dieser beiden Kammern über die beiden permeablen Wandungen (2a) jeder dieser beiden Kammern eintreten; und daß die Gase oder die Charge dann im Innern der beiden ersten Kammern (9) in Rich-■ tung auf die zweite permeable Wandung (2b) jeder dieser beiden ersten Kammern geht; daß die Gase jede dieser beiden ersten Kammern über diese zweite sog. permeable Wand (2b) verlassen und in eine andere den beiden ersten Kammern benachbarte Kammer (9) über eine der beiden
O O 4 L I 4
permeablen Wandungen (2c) dieser anderen Kammer eintreten; daß diese permeablen Wandungen diejenigen sind, die unmittelbar den permeablen Wandungen (2b) benachbart sind, über welche diese Gase aus den sog. ersten Kammern ausgetreten sind, wobei die Gase so in zwei unterschiedlichen Strömungen schrittweise quer durch diese anderen Kammern (9) geführt werden und in jede Kammer (9) über eine ihrer beiden permeablen Wandungen eintreten und über die andere permeable Wandung austreten und so die länglichen mittigen Kammer(n)(9) erreichen, die im wesentlichen längs eines der Durchmesser des kreisförmigen Querschnitts der Reaktionszone angeordnet sind, von wo sie dann über eine Leitung (6) als Reaktionsabstrom abgezogen werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Gase im
. Innern dieser Kammern zwischen etwa 1 und 200 m/sec.
liegt.
20
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionszone im wesentlichen vertikal angeordnet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionszone im wesentlichen horizontal angeordnet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil der Reaktionszone, in welchen wenigstens teilweise diese Kammern einsinken, mit einer Schicht aus Feststoffpartikeln gefüllt wird, deren mittlerer Durchmesser zwischen dem halben und tausendstel mittleren Durchmesser der Katalysatorkörner ' liegt.
-4-
8. Verfahren nach einem dor Anspruch··» 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß, um im wesentlichen den Druck der Reaktionsgase und den Druck, dem das Wärmeträgerfluid ausgesetzt ist, gleichzuhalten, die Innenräume der Hohlplatten, in welchen dieses Wärmeträgerfluid zirkuliert, in Kontakt mit einem Expansionsgefäß gehalten wird, dessen Niveau sich entsprechend dem Augenblicksvolumen der Wärmeträgerflüssigkeit in diesen Platten entwickelt; und daß die gasförmige Atmosphäre des Expansionsgefässes aus Reaktionsgasen gebildet wird, welche dieses Expansionsgefäß über eine zweckmäßige Parallelleitung in Verbindung mit dem Reaktionsraum in der Reaktionszone erreichen.
9. Vorrichtung mit einem Reaktor (8; Fig. 4 und 4A) im wesentlichen zylindrischer Gestalt, dessen Querschnitt kreisförmig ist, gekennzeichnet durch eine Vielzahl länglicher parallelepipedformiger einander benachbarter Kammern (9), deren Querschnitte einem Kreis einbeschreibbar sind, der koaxial zu dem durch den Kreisquerschnitt der Innenwand des Reaktors definierten Kreis ist, wobei die benachbarten Wandungen der Kammern oder die gemeinsamen Wandungen der benachbarten Kammern gasdichte Wandungen (1) sind; und daß die seitlichen Wandungen (2) dieser Kammern· gaspermeabel sind, wobei diese dichten Wandungen (1) so Hohlplatten bilden, in welchen Kanäle zur Zirkulation eines Fluids untergebracht sind; und daß die Querschnitte der Kanäle nach Wahl wenigstens über eine der folgenden Formen verfügen: quadratisch, rechteckig, gekrümmt, zylindrisch, elliptisch, kreisförmig oder dreieckig; und daß die Vorrichtung zusätzlich aufweist (Fig. 4 und 4A); Einrichtungen (7) zum Einführen einer gasförmigen Phase benachbart (.3) jeder der beiden am weitesten von der vertikalen Achse des Reaktors entfernten Kammern, wobei diese beiden Kammern diametral bezüglich einander gegenüber angeordnet sind; sowie
ΒΔΠ ΟΠΙΛΙΜΔΙ
. Räume (10) für die Zirkulation der Gase aus einer Kammer (9) in die andere, wobei die Räume benachbart der Vielzahl der sog. permeablen Wandungen (2) zwischen diesen permeablen Wandungen und der Innenwand (4) des .Reaktors ausgespart sind, und schließlich über Schlitze .(11) zwischen Innenwand (4) des Reaktors und der Vielzahl dichter Wandungen (1) verfügen, um den Gasdurchgang von einem Raum (10) in eine Kammer (9) zu ermöglichen.
10. Anwendung des Verfahren nach einem der Ansprüche bis 8 oder der Vorrichtung nach Anspruch 9 auf die Ammoniaksynthese aus Wasserstoff und Stickstoff oder auf die Synthese von Methanol oder höheren homologen . Alkoholen aus Wasserstoff und wenigstens einem Kohlen-
oxid. '
DE19833342749 1982-11-26 1983-11-25 Plattenreaktor fuer chemische synthesen unter hohem druck in gasphase und heterogener katalyse Withdrawn DE3342749A1 (de)

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