DE3804390A1 - Vorrichtung insbesondere zur methanolsynthese - Google Patents
Vorrichtung insbesondere zur methanolsyntheseInfo
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- 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
- B01J8/06—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 in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
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Description
Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung, insbeson
dere zur Methanolsynthese, mit einem vom heißen Synthese
gas beheizten, das kalte Synthesegas vorwärmenden Wärmetau
scher und mit einem gekühlten Katalysator.
Es sind eine Reihe von Prozessen, insbesondere exothermer
Art, bekannt, bei denen zum einen das zu behandelnde Me
dium vorab vorgewärmt wird und zum anderen die exotherme
Reaktion gekühlt wird, sei es, um die Reaktion selbst zu
steuern oder sei es, um die entstehende Energie anderwei
tig zu nutzen, etwa zur Dampferzeugung (DE-A 21 53 437).
Bei der Methanolsynthese ist es bekannt, einen Vorwärmer
innerhalb eines Verfahrensstranges vorzusehen, dem ein
wassergekühlter Katalysator nachgeschaltet ist, über den
durch die exotherme katalytische Reaktion Dampf erzeugt
wird. Dabei wird der Vorwärmer in einem eigenen Gehäuse
untergebracht und auch der Katalysator, der im wesentli
chen in einer Mehrzahl von mit Katalysator gefüllten Roh
ren angeordnet ist, die zwischen Rohrböden eingeschweißt
einen entsprechenden Wärmetausch ermöglichen.
Aufgabe der Erfindung ist insbesondere die Verbesserung
dieser Anlageteile, insbesondere die Vereinfachung des Vor
richtungsaufbaues und die bessere Ausnutzung der exother
men Reaktion.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit einer Vorrich
tung der eingangs bezeichneten Art dadurch gelöst, daß der
Gas/Gaswärmetauscher und der Katalysator in einem gemeinsa
men Gehäuse untergebracht sind, wobei die vom kalten Syn
thesegas beaufschlagten Wärmetauscherrohre den Katalysator
voll durchsetzen.
Mit dieser Konstruktion werden eine Reihe von Vorteilen er
reicht. So beheizen nicht nur die den Katalysator verlas
senden heißen Gase die Wärmetauscherrohre zur Vorwärmung
des eintretenden kalten Gases, sondern es kann bereits ein
Wärmetausch im Katalysatorraum stattfinden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Wärmetauscherrohre
mit einem unteren Rohrboden fest verbunden sind und die
die Katalysatorrohre zwischen sich aufnehmenden Rohrböden
in Längsrichtung frei verschiebbar durchsetzen.
Gerade diese Konstruktion hat den Vorteil, daß Längendeh
nungen der Wärmetauscherrohre durch unterschiedliche Beauf
schlagung in einfacher Weise in der Vorrichtung aufgefan
gen werden können. Die Katalysatorrohre sind fest nur mit
einem Bohrboden an der kältesten Seite verbunden, was be
reits konstruktive Vorteile hat. Dadurch, daß sie die Kata
lysatorrohre aufnehmenden Rohrböden frei durchsetzen, kön
nen hier Längenänderungen in einfacher Weise aufgefangen
werden.
Die Erfindung sieht auch vor, daß die Wärmetauscherrohre
die Katalysatorrohre zentrisch durchsetzen. Diese Gestal
tung optimiert die Wärmeübergänge im Bereich der Katalysa
toren. So sind die Katalysatorrohre durch die Wärmetau
scherrohre innengekühlt und durch das sie umspülende Kühl
wasser außengekühlt. Die Wärmedurchgangsstrecken im Kataly
sator werden daher erheblich verringert, da Wärmemengen
aus der Katalysatorschicht entweder nach innen zu den Wär
metauscherrohren fließen oder nach außen an das Kühlmedium
abgegeben werden können. Die Katalysatorrohre können daher
mit größerem Durchmesser gebaut werden, wodurch sich eine
größere Querschnittsfläche für das Synthesegas ergibt, was
wiederum zur Optimierung des Gesamtverfahrens führt.
Zweckmäßig ist es, wenn der Katalysator von perforierten
Haltescheiben getragen ist, die beispielsweise im Bereich
des unteren Rohrbodens und/oder an den Wärmetauscherrohren
befestigt sein können.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung bei
spielsweise näher erläutert. Diese zeigt in
Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung der Vorrichtung im
Schnitt, in
Fig. 2 eine vergrößerte Detaildarstellung des Überganges
am unteren Rohrboden bezogen auf den Katalysator
raum sowie in
Fig. 3 eine verkleinerte Darstellung einer Unteransicht
gemäß Pfeil II in Fig. 2 auf ein Katalysatorrohr.
Die allgemein mit 1 bezeichnete Vorrichtung wird von einem
Gehäuse 2 gebildet mit von unten nach oben angeordneter er
sten Verteilerkammer 3 für das zu behandelnde Gas, einem
Rohrboden 4, einem nachfolgenden Wärmetauscherraum 5, ei
nem weiteren Rohrboden 6, einem daran anschließenden Kata
lysatorraum 7, einem oberen Bohrboden 8 und schließlich ei
nem oberen Gasdom 9.
Am unteren Bohrboden 4 sind eine Mehrzahl von Wärmetau
scherrohren 10 verschweißt, von denen in Fig. 1 lediglich
eines dargestellt ist. Die weiteren Rohre sind strichpunk
tiert angeordnet. Dieses Wärmetauscherrohr 10 durchsetzt
den zweiten Rohrboden 6 ebenso wie das Katalysatorrohr 11
mit der Katalysatorschüttung 12, wie dies in Fig. 2 näher
bezeichnet ist, und endet im Bereich des oberen Rohrbodens
8.
Das Synthesegas tritt unten in die Vorrichtung 1 ein, was
durch einen Rohrstutzen 13 angedeutet ist, verteilt sich
in der Kammer 3 und durchsetzt von dort die Wärmetauscher
rohre 10 bis es schließlich im oberen Gasdom 9 ankommt.
Dort wird es in die Katalysatorschüttung 12 umgeleitet,
was durch einen Pfeil 14 angedeutet ist. Hier durchsetzt
das Synthesegas den Katalysator, es erfolgt die exotherme
katalytische Reaktion. Unten verläßt das Synthesegas den
Katalysator im Bereich des zweiten Rohrbodens und umströmt
die Wärmetauscherrohre 10, was durch die Pfeile 15 angedeu
tet ist, und verläßt schließlich über den Bohrstutzen 16
die Vorrichtung 1.
Zur Kühlung der Katalysatorrohre 11 tritt in den Katalysa
torraum 7, im dargestellten Beispiel rechts, über einen
Rohrstutzen 17 Kühlwasser ein, umspült die Katalysatorroh
re 12 und verläßt als Dampf den Katalysatorraum 7, was mit
dem Rohrstutzen 18 angedeutet ist.
In den Fig. 2 und Fig. 3 ist noch dargestellt, daß die Ka
talysatorschüttung von einem unteren perforierten Blech
od. dgl. gestützt ist. Das Blech ist in den Fig. 2 und 3
mit 19 bezeichnet, ohne daß die Erfindung auf die speziell
dort wiedergegebene Gestaltung beschränkt wäre. Eine ähnli
che, eine Längsbewegung ermöglichende Befestigung des zen
trischen Wärmetauscherrohres 10 innerhalb der Katalysator
schüttung kann noch am oberen Bohrboden vorgesehen sein,
dies ist in den Figuren nicht näher dargestellt.
Claims (4)
1. Vorrichtung, insbesondere zur Methanolsynthese, mit einem
vom heißen Synthesegas beheizten, das kalte Synthesegas
vorwärmenden Wärmetauscher und mit einem gekühlten Kataly
sator,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Gas/Gaswärmetauscher (5) und der Katalysator (7)
in einem gemeinsamen Gehäuse (2) untergebracht sind, wobei
die vom kalten Synthesegas beaufschlagten Wärmetauscherroh
re (10) den Katalysator (7, 12) voll durchsetzen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wärmetauscherrohre (10) mit einem unteren Rohrbo
den (4) fest verbunden sind und die die Katalysatorrohre
(11) zwischen sich aufnehmenden Rohrböden (6 und 8) in
Längsrichtung frei verschiebbar durchsetzen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wärmetauscherrohre (10) die Katalysatorrohre (11)
zentrisch durchsetzen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Katalysator (12) in den Katalysatorrohren (11) von
perforierten Haltescheiben (19) getragen ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883804390 DE3804390A1 (de) | 1988-02-12 | 1988-02-12 | Vorrichtung insbesondere zur methanolsynthese |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883804390 DE3804390A1 (de) | 1988-02-12 | 1988-02-12 | Vorrichtung insbesondere zur methanolsynthese |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3804390A1 true DE3804390A1 (de) | 1989-08-17 |
Family
ID=6347286
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19883804390 Ceased DE3804390A1 (de) | 1988-02-12 | 1988-02-12 | Vorrichtung insbesondere zur methanolsynthese |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3804390A1 (de) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 1988-02-12 DE DE19883804390 patent/DE3804390A1/de not_active Ceased
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