DE60007811T2

DE60007811T2 - Verfahren zur Verhinderung von Verstopfungen in einem Plattenwärmetauscher

Info

Publication number: DE60007811T2
Application number: DE60007811T
Authority: DE
Inventors: Harunori Himeji-shi Hirao; Yukihiro Kobe-shi Matsumoto; Sei Himeji-shi Nakahara; Osamu Ibo-gun Dodo; Tetsuji Himeji-shi Mitsumoto; Takeshi Himeji-shi Nishimura; Kazuhiko Himeji-shi Sakamoto; Hiroo Himeji-shi Iwato
Original assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Current assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date: 1999-08-23
Filing date: 2000-08-22
Publication date: 2004-11-25
Anticipated expiration: 2020-08-23
Also published as: CN1253690C; EP1079194B1; CN1292487A; DE60007811D1; US20030111216A1; EP1079194A3; US6848501B2; EP1079194A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Erfindungsgebiet
Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung von Verstopfungen in einem Plattenwärmeaustauscher, insbesondere ein Verfahren zur Verhinderung von Verstopfungen eines Plattenwärmeaustauschers, der in einer Vorrichtung zur Entsorgung von Abgas verwendet wird.
BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
Der Wärmeaustauscher zum Bewirken eines Wärmeübergangs zwischen zwei Fluiden, von denen eines eine hohe Temperatur, und das andere eine niedere Temperatur besitzt, ist eine der chemischen Vorrichtungen, welche in der chemischen Industrie reichlich benutzt werden. Das Prinzip des Wärmeaustauschers beruht auf einem Wärmeaustausch zwischen einem Fluid einer hohen Temperatur und einem Fluid einer niedrigen Temperatur durch die Wärmeoberfläche.
Beispielsweise offenbart GB 1.468.410 ein Gas-Gas-Wärmeaustauscher, der insbesondere für einen Wärmeübergang auf und/oder von einem korrosiven Gas geeignet ist. Der Gas-Gas-Wärmeaustauscher umfasst eine Vielzahl von Wärmeübergangsfolien aus einem synthetischen Harzmaterial, das in einem beabstandeten Verhältnis zueinander zwischen oberen und unteren Abdeckplatten aus einem steifen Material liegen, wobei die Wärmeübergangsfolien entlang ihrer Randkanten durch eine Anzahl von Abstandshalterelementen, die jeweils mit einem Syntheseharzfilm überzogen sind, getrennt werden.
In der Regel bewirkt der Wärmeaustauscher den Wärmeaustausch durch Einführen eines für einen Wärmeaustausch beabsichtigten Fluids durch Kühlen oder Erwärmen in einem Wärmeaustauschteil in der Vorrichtung. Bekanntlich gibt es verschiedene Arten eines Wärmeaustauschteils, wie z. B. den Mantel-Rohr-Typ, der eine Vielzahl von gebündelten, und in einen Mantel eingefügten Rohren ausweist; den Plattentyp, der gewellte Rippen bildende Wärmeübertragungsplatten oder halbkugelförmige Wärmeübertragungsplatten besitzt, die darin übereinander gelegt und mittels solcher Dichtungen, wie sie in einer Filterpresse benutzt werden, verklammert sind, und der auch feine Strömungsbahnen eines rechteckigen Querschnitts aufweist, die jeweils zwischen den benachbarten Platten liegen, und der einen Wärmeaustausch zwischen einem Fluid hoher Temperatur und einem Fluid niederer Temperatur bewirkt, indem bewirkt wird, dass diese Fluide durch diese Strömungsbahnen mit wechselnden Pegeln fließen; sowie der Rippenrohrtyp, welcher an seiner Innen- und Außenfläche vorgesehene Wärmeübergangsrohre aufweist, wodurch ermöglicht wird, dass die Wärmeübergangsrohre eine erhöhte Wärmeübergangsfläche im Hinblick auf eine Erhöhung der Wärmeübergangswirksamkeit bekommen.
Diese Wärmeaustauscher werden aufgrund der Art ihrer Verwendung eingeordnet in (1) eine Heizvorrichtung, die ein Wärmeaustauscher ist, welcher zwecks Erwärmen eines Fluids auf eine erforderliche Temperatur zu verwenden ist, ohne zu bewirken, dass das Fluid eine Phasenveränderung eingeht, (2) eine Vorerwärmungsvorrichtung, welche ein Wärmeaustauscher ist, der zwecks Erwärmung eines Fluids vorab zu verwenden ist und die Wirksamkeit des nachfolgenden durchzuführenden Arbeitsgangs erhöht, (3) einen Überhitzer, welcher ein zwecks Erwärmung eines Fluids bis zu einem überhitzten Zustand zu verwendender Wärmeaustauscher ist, (4) ein Verdampfer, der ein zwecks Verdampfen einer Flüssigkeit durch Anwendung von Wärme zu verwendender Wärmeaustauscher ist, (5) ein Aufkocher, der zwecks abermaligem Erwärmen einer Flüssigkeit, die in einer Vorrichtung kondensiert wurde, zu verwenden ist, wodurch die Flüssigkeit verdampft, (6) ein Kühler, welcher ein zwecks Kühlen eines Fluids bis zu einer erforderlichen Temperatur zu verwendender Wärmeaustauscher ist, (7) eine Abschreckvorrichtung, welche ein zum Kühlen eines gegebenen Objekts auf eine sehr niedere Temperatur von nicht mehr als 0°C zu verwendender Wärmeaustauscher ist, (8) ein Kühler, der ein zwecks Kühlen eines kondensierenden Gases bis zur Verflüssigung durch Kondensation zu verwendender Wärmeaustauscher ist, (9) ein Totalkühler, der ein zwecks völliger Kondensation eines kondensierenden Gases zu verwendender Wärmeaustauscher ist und (10) ein partieller Kühler der zwecks Verflüssigung eines Teils eines kondensierenden Gases durch Kondensation zu benutzender Wärmeaustauscher ist, während der Rest des Gases in Form von Gas freigegeben wird. Sie werden bei diesen Anwendungen reichlich benutzt.
Ein Beispiel für den Wärmeaustausch, der durch die Verwendung des Wärmeaustauschers vom Plattentyp zu bewirken ist, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Jedoch wird vorausgesetzt, dass die Einlässe und Auslässe für das Wärmeaustauschgas und/oder ein anderes Gas, welches im Vorliegenden weiter unten beschrieben wird, umgekehrt werden können, je nach Zweck oder Notwendigkeit. Ferner braucht die Richtung der Anbringung des Wärmeaustauschers nicht auf die Vertikale begrenzt zu werden, sondern kann, je nach Art des Gases oder des Fluids, welche zu handhaben sind, und Verwendungszweck des Wärmeaustauschers ausgewählt werden. In der 1 bezeichnet 10 einen Mantel, 11 einen Gasauslass, 12 einen Gaseinlass, 22 eine Einlassöffnung für ein Wärmeaustauschgas, 23 eine Austragöffnung für das Wärmeaustauschgas und 30 einen Wärmeaustauschteil.
Bei diesem Wärmeaustauscher wird das Gas, weiches Wärme austauschen soll, durch die Einführungsöffnung 22 für das Wärmeaustauschgas zugeführt, danach in den Wärmeaustauschteil 30 eingeführt, und durch die Austragöffnung 23 für das Wärmeaustauschgas ausgetragen. Das andere Gas für den Wärmeaustausch mit dem Wärmeaustauschgas wird in den Mantel 10 durch den Gaseinlass 11 eingeführt, wonach im Wärmeaustauschteil 30 ein Wärmeaustausch mit dem Wärmeaustauschgas wirksam bewirkt wird, unter Veränderung der Strömungsbahn desselben und Herausführen aus dem Gasauslass.
Die Gasbearbeitungsvorrichtung, wie z. B. der Wärmeaustauscher vom Plattentyp unter Diskussion, wird im Allgemeinen verwendet, während die Bearbeitung durchgeführt wird, als Erhitzer und/oder Kühler zwecks Beibehaltung der erforderlichen Temperatur oder zur Wärmeaufnahme. Wenn es geschieht, dass das Wärmeaustauschgas eine leicht verstopfende Substanz enthält, ist dies oftmals Anlass für eine Verstopfung zwischen den benachbarten Platten. Da dieses Verstopfen die Vorrichtung stoppt, muss die verstopfende Substanz künstlich oder chemisch entfernt werden. Wenn die Vorrichtung für eine kontinuierliche Massenproduktion wie bei der Herstellung einer chemischen Substanz für einen allgemeinen Zweck beabsichtigt ist, bildet der Ausfall der Vorrichtung den Grund für eine Verringerung der Produktionseffizienz. Zwecks Vermeidung der zuvor genannten Störung ist das Verfahren, zwei identische Gasbearbeitungsvorrichtungen zu installieren und sie abwechslungsweise zu gebrauchen, denkbar. Jedoch erweist sich dieses Verfahren als übermäßig kostspielig.
Ferner hat der Wärmeaustauscher vom Plattentyp in der Regel eine kleinere Querschnittsfläche in der Gaseinführungsöffnung als im Wärmeaustauschteil. Wenn die Querschnittsfläche in der Gaseinleitungsöffnung mit derjenigen im Einlassteil des Wärmeaustauschteils gleich gemacht wird, sind die Gasleitungen zu vergrößern, und die Kosten der Anlage werden demzufolge erhöht. Wenn die Querschnittsfläche in der Gaseinführungsöffnung und diejenige im Wärmeaustauschteil verschieden sind, bildet dieser Unterschied eine Ursache zur Erniedrigung des Verhältnisses des Wärmeaustauschs, weil das Wärmeaustauschgas in einer erhöhten Menge dem mittleren Teil des Wärmeaustauschers zugeführt wird, und das Gas in einer geringeren Menge dem Umfangsteil des Wärmeaustauschers zugeführt wird. Trotz allem wurde jedoch keine Vorrichtung zum Gleichmachen der Gaszufuhr für den zur Einführung des Wärmeaustauschgases bestimmten Wärmeaustauschteil hergestellt.
Insbesondere wenn das Wärmeaustauschgas eine leicht verstopfende Substanz enthält, führt ein ungleichmäßiges Wärmeaustauschverhältnis zur lokalen Erzeugung einer verstopfenden Substanz infolge Anhaften oder Zusammenballung der leicht verstopfenden Substanz. Bezüglich dieses Verstopfens wurde absolut keine Gegenmaßnahme jemals vorgenommen. Wenn das die leicht verstopfende Substanz enthaltende Gas, das während des Verfahrens zur Herstellung von z. B. Acrylsäure erzeugte Austraggas ist, enthält dieses Gas oft leicht blockierende Acrylsäure. Wenn dieses Gas Wärme ausgetauscht und dann einer oxidierenden Zersetzung unterzogen und ausgetragen wird, bilden die Zwischenräume zwischen benachbarten Platten eine Verstopfung mit der Acrylsäure und anderen leicht verstopfenden Substanzen, während des Wärmeaustauschs enthalten sind. Wenn das die leicht verstopfenden Substanzen enthaltende Gas einem Wärmeaustausch, wie zuvor beschrieben, unterzogen wird, erniedrigt die ungleichmäßige Zufuhr des Gases die thermische Wirksamkeit, und die Konzentration des Beschickungsgases führt zur Erzeugung der verstopfenden Substanz in einem Teil des Wärmeaustauschteils und zwingt deshalb zur Stilllegung des Betriebs der gesamten Vorrichtung. Die Verwendung dieses Gases bringt solche Probleme mit sich, wie das Bewirken einer Haftung der verstopfenden Substanz an der Erwärmungsfläche und demzufolge einer Verringerung der Wirksamkeit des Wärmeübergangs mit sich. Alle diese Nachteile bleiben noch zu lösen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Vorliegende Erfinder gelangten nach dem Fortführen verschiedener Untersuchungen im Hinblick auf die Lösung der zuvor erwähnten Probleme hinsichtlich des Verstopfens eines Wärmeaustauschers vom Plattentyp zu folgender Erkenntnis, infolge derer sie vorliegende Erfindung vollendeten. Vorliegende Erfindung hat die wirksame Verhinderung der Verstopfung eines Wärmeaustauschers vom Plattentyp zum Ziel. Nach Fortführung einer überlegten Studie über die Konstruktion des Wärmeaustauschers vom Plattentyp fanden sie, dass der Wärmeaustauscher vom Plattentyp durch Einstellen der Breite einer Strömungsbahn auf einer Platte und der mittleren Strömungsrate pro Querschnittsflächeneinheit der Strömungsbahn für das Gas auf der Platte in jeweils speziellen Bereichen vor einem Verstopfen geschützt werden kann, dass die gleichmäßige Zufuhr eines Gases zum Wänneaustauschteil erreicht werden kann, indem man eine Gasdispersionplatte zwischen den Wärmeaustausch und die Einführungsöffnung für das Wärmeaustauschgas anordnet, und dass und dass das Auftreten einer verstopfenden Substanz wirksam unterdrückt werden kann, indem man die Gasdispersionsplatte in geeigneter Weise anbringt. Vorliegende Erfindung wurde als Ergebnis vervollkommnt.
Im Speziellen stellt vorliegende Efindung eine mit einem Plattenwärmeaustauscher als Heiz- und/oder Kühlvorrichtung, der an die Bearbeitung eines Gases angepasst ist, das eine leicht verstopfende Substanz enthält, und ein Verfahren zum Verhindern des Verstopfens eines Plattenwärmeaustauschers zur Verfügung, welches Verfahren sich auszeichnet durch i) Einstellen der Breite einer Plattenströmungsbahn des Plattenwärmeaustauschers in der Vorrichtung in einem Bereich von 6-25 mm und ii) Einstellen der mittleren Strömungsrate von ein den Plattenwärmeaustauscher in der Vorrichtung durchfließenden Gases im Bereich von 3-15 m/Sek. pro Querschnittsflächeneinheit der Plattenströmungsbahn.
Gemäß vorliegender Erfindung wird durch Einstellung der Breite der Plattenströmungsbahn und der mittleren Strömungsrate des Gases pro Querschnittsflächeneinheit der Plattenströmungsbahn in den ausgewiesenen jeweiligen Bereichen es möglich gemacht, bei der Bearbeitung eines Austragungsgases mit einem Gehalt an einer leicht verstopfenden Substanz, wie z. B. in einer Vorrichtung zur Herstellung von (Meth)acrylsäure, den Plattenwärmeaustauscher vor einem Verstopfen zu schützen oder den Plattenwärmeaustauscher kontinuierlich über einen langen Zeitraum ohne Unterbrechung zu betreiben. Ferner zielt vorliegende Erfindung auf die Bereitstellung eines, eine leicht verstopfende Substanz enthaltenden Gases für den Wärmeaustausch in dem Plattenwärmeaustauscher und stellt ein Verfahren zum Verhindern eines Verstopfens des Plattenwärmeaustauschers bereit, durch Anordnen einer Gasdispersionsplatte in einer Einführungsöffnung für das Gas mit einem Gehalt an der leicht verstopfenden Substanz.
Gemäß vorliegender Erfindung kann das Auftreten der verstopfenden Substanz während der ungleichmäßigen Zufuhr des Gases im Wärmeaustauschteil unterdrückt werden, da das Gas, weiches die leicht verstopfende Substanz enthält, gleichmäßig im Wärmeaustauschteil des Plattenwärmeaustauschers dispergiert wird. Wenn das Gas mit einem Gehalt an der leicht verstopfenden Substanz eine Struktur berührt, während das Gas ungleichmäßig dispergiert ist, haftet das Gas an der Oberfläche des Kontakts und ballt sich hieran zusammen und führte schließlich zu einer Verstopfung. Das Verfahren gemäß vorliegender Erfindung ist bei der Unterdrückung des Anhaltens und des Zusammenballens des Gases an der Kontaktfläche erfolgreich und verhindert die schließliche Bildung einer Verstopfung, weil die Anordnung der Dispersionsplatte dazu führt, dass das Gas im Wärmeaustauschteil gleichmäßig dispergiert ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht, weiche die Strömungen von Gasen durch die Gasströmungsbahnen veranschaulicht, welche bei der Bewirkung eines Wärmeaustauschs in einem Plattenwärmeaustauscher anzuwenden sind. Die für das Wärmeaustauschgas angewandte Plattenströmungsbahn ist durch einen schwarzen Pfeil angegeben, und die Plattenströmungsbahn für das andere Gas durch einen nicht ausgefüllten Pfeil.
2 ist ein schematisches Schaubild, welches ein Beispiel für die Beziehung zwischen einer Platte und einer Gasströmungsbahn im Plattenwärmeaustauscher veranschaulicht.
3 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Plattenwärmeaustauscher veranschaulicht, der mit einer Gasdispersionsplatte versehen ist. Die Strömungsbahn für das Gas mit einem Gehalt an einer leicht verstopfenden Substanz ist durch einen schwarzen Pfeil angegeben, während die Strömungsbahn für ein Fluid durch einen nicht-ausgefüllten Pfeil angegeben ist.
4 ist eine perspektivische Ansicht einer Gasdispersionsplatte, die eine quadratische Gestalt aufweist, und kreisförmige Löcher besitzt und die sich zur Verwendung beim efindungsgemäßen Verfahren als bevorzugt erweist.
5 ist eine Draufsicht auf eine Gasdispersionsplatte von kreisförmiger Gestalt, die kreisförmige Löcher verschiedener Größe aufweist und sich zur Verwendung beim erfindungsgemäßen Verfahren als bevorzugt erweist.
6 ist ein schematisches Diagramm zur Erklärung der bevorzugten Lage für die Anordnung einer Gasdispersionsplatte in einem Plattenwärmeaustauscher, der mit einer derartigen Gasdispersionsplatte versehen ist.
7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Verfahrensströmung einer mit einem Plattenwärmeaustauscher versehenen Vorrichtung veranschaulicht, welche zur Bearbeitung eines Abgases aus einer katalytischen Oxidationsreaktion benutzt wird.
8 ist ein Diagramm, das schematisch ein Beispiel für die Verfahrensströmung [in einer Vorrichtung] veranschaulicht, die mit einem Plattenwärmeaustauscher ausgestattet ist und zur Herstellung von Acrylsäure benutzt wird.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Der erste Erfindungsaspekt betrifft in einer mit einem Plattenwärmeaustauscher versehenen Vorrichtung als Heiz- und/oder Kühleinrichtung, die zur Bearbeitung eines Gases mit einem Gehalt an einer leicht verstopfenden Substanz betrieben werden, ein Verfahren zum Verhindern des Verstopfens des Plattenwärmeaustauschers, das gekennzeichnet ist durch: i} Einstellen der Breite einer Strömungsbahn auf einer Platte des Plattenwärmeaustauschers in der Vorrichtung in einem Bereich von 6-25 mm und ii) Einstellung der mittleren Strömungsrate eines den Plattenwärmeaustauscher durchströmenden Gases in der Vorrichtung in dem Bereich von 3-15 m/Sek. pro Querschnittsflächeneinheit der Strömungsbahn der Platte.
Der Plattenwärmeaustauscher, der bei vorliegender Erfindung zu verwenden ist, kann irgend eine der bekannten Vorrichtungen sein, welche unter diese Bezeichnung passen. Der Plattenwärmeaustauscher verwendet im Gegensatz zum Röhrenwärmeaustauscher anstelle von Röhrenplatten im Wärmeübertragungsteil und erfreut sich infolge der Verwendung der ganzen Oberfläche dieser Platte für eine Wärmeübertragungsplatte einer sehr hohen thermischen Wirksamkeit und gestattet eine leichte Miniaturisierung der Vorrichtung. Die Wärmeübertragungsplatte ist in der Regel eine dünne Metallplatte, die mit einer unebenen Oberfläche oder einer gewellten Oberfläche in Anbetracht der Strömungsbahn, Festigkeit und der Wärmeübergangsfläche versehen ist. Es können nach Art einer Filterpresse viele derartige Metallplatten übereinander gelegt und zum Bewirken eines Wärmeaustauschs durch Durchleiten von Fluiden durch die dazwischen liegenden Räume in abwechselnden Niveaus verwendet werden. Vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die mit einem Plattenwärmeaustauscher als Heiz- und/oder Kühleinrichtung versehen ist, die zur Bearbeitung eines Gases mit einem Gehalt an einer leicht verstopfenden Substanz angepasst und dadurch gekennzeichnet ist, dass die Breite einer Plattenströmungsbahn des Austauschers in einem Bereich von 6-25 mm eingestellt ist, und die mittlere Strömungsrate eines Gases, das den Plattenwärmeaustauscher in der Vorrichtung pro Querschnittsflächeneinheit der Plattenströmungsbahn in dem Bereich von 3-15 m/Sek. eingestellt wird. Es ist lediglich erforderlich, dass in die Vorrichtung zur Bearbeitung des Gases auf diese Weise mindestens ein Plattenwärmeaustauscher eingearbeitet ist, und es ist gestattet, dass in die Vorrichtung zusätzlich ein Wärmeaustauscher einer anderen Art, ein Gasbrenner, ein Gasoxidationsreaktor, Säulen, Behälter, ein Gasüberführungsgebläse, eine Temperaturmessvorrichtung, eine Druckmessvorrichtung und ein Drucksteuerventil eingearbeitet sind. Das die leicht verstopfende Substanz enthaltende Gas, welches in den Plattenwärmeaustauscher bei vorliegender Erfindung eingeführt wird, kann das beim Verfahren zur Herstellung von (Meth)acrylsäure oder eines Esters dersel ben durch katalytische Gasphasenoxidation von Propan, Propylen, Isobutylen, Acrolein oder Methacrolein benutzte Gas oder das aus diesem Verfahren ausgetragene Gas sein. Im Fall der Herstellung von Methacrylsäure durch katalytische Gasphasenoxidation beispielsweise, [bilden sich] bei der Oxidation Verunreinigungen als Nebenprodukte, zusätzlich zur beabsichtigten Verbindung. Die Herstellung erfordert deshalb eine Stufe zum Reinigen der Zielverbindung durch Abtrennen anderer Komponenten, und sie führt solche Stufen wie ein Auffangen der Zielverbindung aus dem Gas durch seine Einführung in eine Gegenstromberührung mit einer Auffanglösung und das anschließende Einspeisen der Zielverbindung mit der Auffanglösung in z. B. eine Destillationskolonne, wodurch niedrig siedende Verbindungen und hoch siedende Verbindungen abgetrennt und entfernt werden. Bei dem Verfahren dieser Art enthalten das durch die Umsetzung gebildete Gas und aus dem Reaktor ausgetragene Gas, und das aus der Destillationskolonne usw. in jeder Reinigungsstufe ausgetragene Gas (Meth)acrylsäure und die folgenden leicht verstopfenden Substanzen. Da die katalytische Gasphasenoxidation selbst eine exotherme Reaktion ist, und das durch diese Reaktion gebildete Gas sich bei hoher Temperatur befindet, machen die Destillationsarbeitsgänge bei den nachfolgenden Stufen häufig von einem derartigen Wärmeaustauschbetrieb Gebrauch, wie einem Erwärmen der Lösung auf ein Niveau, das den Siedepunkt überschreitet, oder einem Kühlen der Lösung, die bei einer Rückflussbehandlung anfällt. Ein Teil des bei diesem Verfahren erzeugten Gases wird möglicherweise zur Wiederverwendung zu anderen Stufen im gleichen Verfahren rückgeführt. Diese Stufen erzeugen unveränderlich ein Austragungsgas, das zu verwerten ist, und dieses Gas schleppt möglicherweise eine leicht verstopfende Substanz mit sich. Das zur Entsorgung bestimmte Gas hat auch die Möglichkeit, mit dem Wärmeaustauscher vor der Endbehandlung gekühlt und in die Luftatmosphäre freigegeben zu werden oder weiter einer anderen Behandlung unterzogen und sodann verworfen zu werden. Die Wärmeaustauschbehandlung greift nicht nur auf ein Erwärmen oder Kühlen des Gases unter Behandlung zurück, zwecks Einstellung seiner Temperatur auf die Temperatur, bei der das Gas in der nachfolgenden Stufe verwendet wird, sondern auch auf die Wiedergewinnung der Wärmeenergie, welche das Gas besitzt, während das Gas selbst nicht mehr länger benötigt wird. Deshalb ist das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur ausschließlich auf das Austragungsgas, das aus einem Verfahren zur Herstellung einer speziellen Verbindung austritt, anwendbar, sondern weitläufig auf die verschiedensten Gase, welche eine leicht verstopfende Substanz enthalten. Übrigens wird das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere bevorzugt auf eine Vorrichtung zur Behandlung des Austragungsgases angewandt, das bei der Herstellung von (Meth)acrylsäure und deren Ester auftritt. Da das Verfahren dieser Art die leicht verstopfende Substanz in einer großen Menge erzeugt, und dieses Verfahren von allein ein Gas hoher Temperatur und ein Gas emittiert, das die Anwendung von Wärme in Nachbarzonen erfordert, erwies sich der zwischen diesen beiden Gasen durchgeführte Wärmeaustausch als hoch wirksam.
Der Ausdruck „Gas mit einem Gehalt an einer verstopfenden Substanz", der im Vorliegenden benutzt wird, braucht nicht besonders unterschieden zu werden, so lang das Gas fähig ist, einen Plattenwärmeaustauscher zur verstopfen. Es ist lediglich erforderlich, dass das Gas in gasförmigem Zustand ist, wenn es in den Wärmeaustauscher eingeführt wird. Es ist sogar erlaubt, dass es eine flüssige Substanz oder einen flotierbaren Feststoff enthält. Als konkrete Beispiele für die Substanz von Interesse können Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, deren Ester, Styrol und Acrylnitril angegeben werden. Es ist ferner erlaubt, dass das Gas eine hoch siedende Substanz, ein Lösungsmittel, eine sublimierende Substanz und andere Gemische enthält. Als konkrete Beispiele für die verstopfende Substanz im Fall der Herstellung von Acrylsäure und Acrylsäureestern können neben Acrylsäure und Acrylsäureestern, z. B. Acrolein, Maleinsäure, Terephthalsäure und gemischte Formalinsubstanzen, welche als Nebenprodukte bei der Herstellung von Acrylsäure durch katalytische Gasphasenoxidation anfallen, genannt werden.
Im Speziellen können das in einer Vorrichtung erzeugte oder verwendete Gas, die in ein Verfahren zur katalytischen Gasphasenoxidation von (Meth)acrylsäure einbezogen ist, wie z. B. eine mit einem Reaktor für die Oxidation von Propylen oder einem Reaktor für die Oxidation von Acrolein ausgestattete Vor richtung; das bei einem Verfahren zur Herstellung von (Meth)acrylsäure, eines Esters derselben oder von Maleinsäure erzeugte Gas; und das Gas, das aus einer Raffinierungsstufe zur Entsorgung des Gases ausgetragene Gas, das nach Gewinnung der Zielkomponente aus dem zuvor erwähnten Gas zurückbleibt, angegeben werden.
Da das erfindungsgemäße Verfahren wirksam ist, wenn mindestens eines der in den Plattenwärmeaustauscher eingeführten Gase eine leicht blockierende Substanz enthält, erfordert es nicht, dass die zwei für einen gegenseitigen Wärmeaustausch vorgesehenen Gase beide Austragungsgase sind, die aus der Stufe zur Herstellung einer speziellen Verbindung stammen. Der Wärmeaustausch erweist sich wirksam, wenn er zwischen Gasen durchgeführt wird, welche in Nähe der Wärmeaustauschstelle erzeugt oder verwendet werden, weil der Wärmeverlust nur spärlich auftritt. Der Wärmeaustausch zweier in einem Verfahren zur Herstellung von (Meth)acrylsäure durch katalytische Gasphasenoxidation erzeugter oder benutzter Gase kann als typisches Beispiel genannt werden.
Das Herstellungsverfahren für Acrylsäure ist in 8 veranschaulicht. In 8 bezeichnet 201 einen Wärmeaustauscher, 210 einen Reaktor für die katalytische Gasphasenoxidation, 211 und 222 bezeichnen jeweils einen Wärmeaustauscher, 220 bezeichnet eine Acrylsäuresammelsäule, 221 ein Packmaterial, 223 eine Auffanglösung, 224, 225, 233 und 245 bezeichnen jeweils ein Abgas, 226 bezeichnet einen Behälter, 230 eine Trennkolonne für eine niedrig siedende Substanz, 231 und 241 bezeichnen jeweils einen Kühler, 232 bezeichnet einen Aufkocher, 240 eine Trennkolonne für eine hoch siedende Substanz, 242 einen Aufkocher, 243 Acrylsäure als Produkt, und 244 eine ausgetragene organische Substanz. Das Ausgangsmaterial wird dem Reaktor (210) zur katalytischen Gasphasenoxidation zugeführt, in der Acrylsäure-Sammelsäule (220) zum Auffangen der Acrylsäure mit einer Auffanglösung behandelt und sodann durch Leiten durch die Trennkolonne (230) zur Abtrennung der niedrig siedenden Substanz und die Trennkolonne (240) zur Abtrennung der hoch siedenden Substanz gereinigt. Die hierbei gebildete Acrylsäure wird über den Kopf der Säule (240) zur Abtrennung der hoch siedenden Substanz erhalten.
Als konkretes Beispiel für den Wärmeaustausch, der mit einem in einer Vorrichtung zur katalytischen Gasphasenoxidation von (Meth)acrylsäure erzeugten oder verwendeten Gas durchzuführen ist, können angegeben werden: der Wärmeaustausch zwischen (i) eines gemischten Gases aus mindestens aus der Gruppe ausgewählten Gas, die aus einem molekularen Sauerstoff enthaltendem Gas, Wasserdampf, und einem Inertgas mit Propylen besteht, und (ii) einem durch Umsetzung und Emission aus einem katalytischen Oxidationsreaktor gebildeten Gas. Sauerstoffgas kann als das molekulare Sauerstoff enthaltenden Gas benutzt werden, Stickstoffgas, Kohlendioxidgas abgekürzt oder Bergt. können als Inertgas verwendet werden, und Luft kann als die Kombination des molekularen Sauerstoff enthaltenden Gases und des Inertgases verwendet werden. Das im Vorliegenden beteiligte Inertgas umfasst den Fall der alleinigen Verwendung einer Gaskomponente, die nach Entfernung einer solchen wirtschaftlich interessanten Komponente wie (Meth)acrylsäure aus dem durch die katalytische Gasphasenoxidation von (Meth)acrylsäure gebildeten Gas zurückbleibt, und den Fall der Verwendung dieser Gaskomponente im Gemisch mit dem zuvor erwähnten Inertgas.
Ferner ist ein Wärmeaustausch zwischen dem Abgas, das aus dem Herstellungsverfahren von (Meth)acrylsäure anfällt, und dem Gas, das durch Unterwerfen des Gases einer oxidierenden Behandlung erhalten wird, denkbar. In 7 ist ein schematisches Fließbild einer mit einem Plattenwärmeaustauscher versehenen Vorrichtung veranschaulicht, welche zur Behandlung des bei der katalytischen Oxidation emittierten Abgases verwendet wird. In 7 bezeichnet 110 einen Reaktor zur katalytischen Oxidation, 120 einen ersten Plattenwärmeaustauscher, 130 einen zweiten Wärmeaustauscher, 140 eine Vorrichtung zur Wärmewiedergewinnung, 150 einen Kamin, 160 ein Gebläse für Abgas, 170 ein Umlaufgebläse, 180 ein Temperatureinstellventil und 190 ein Temperatureinstellventil. Ein Beispiel für die Vorrichtung zur Behandlung eines Abgases durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. Die zuvor erwähnte Behandlungsvorrichtung unterliegt keiner Beschränkung, mit Ausnahme der Fähigkeit, zwischen einem „Abgas mit einem Gehalt an einem leicht verstopfenden Gas" und einem „anderen Gas" unter Verwendung eines Plattenwärmeaustauschers und gleichzeitigem Veraschen einer brennbaren, im Abgas enthaltenen Substanz unter Verwendung eines Reaktors zur katalytischen Oxidation, der an der Vorrichtung angebaut ist, einen Wärmeaustausch zu bewirken. Die Vorrichtung kann mit zwei oder mehreren Wärmeaustauschern versehen und mit einem Gebläse, einer Einstelleinrichtung der Strömungsrate, einer Einstellungsvorrichtung der Temperatur usw. zusätzlich zum Wärmeaustauscher und zum Reaktor für die katalytische Oxidation ausgestattet sein. Als bevorzugtes Beispiel für die Anwendung vorliegender Erfindung unter Verwendung dieser Vorrichtung kann das Vorerwärmen von Abgasen 224, 225, 233 und 245, wie in 8 veranschaulicht, genannt werden. Zur Vorerwärmung von „Abgas" wird die durch oxidative Zersetzung erzeugte Wärmeenergie zur Durchführung des Wärmeaustauschs zwischen „dem Abgas" und dem „bei der oxidativen Zersetzung anfallenden Gas" verwendet. Das Abgas wird beispielsweise über die Wärmeaustauscher 120 und 130 durch das Gebläse 160 zum Reaktor für die Oxidation 110 übergeführt, und die hierin enthaltene brennbare Substanz wird einer Verbrennungsbehandlung im Reaktor 110 unterzogen. Als das andere Gas, mit dem das Abgas in den Wärmeaustauschern 120 und 130 Wärme austauscht, wird das aus dem Reaktor 110 für die Oxidation ausgetragene Zersetzungsgas benutzt. Da die katalytische Oxidation im Oxidationsreaktor 110 eine exotherme Reaktion ist, und das aus dem Oxidationsreaktor ausgetragene Gas reichlich Wärmeenergie mit sich führt, wird diese Wärmeenergie zum Vorerwärmen des in den Oxidationsreaktor eingeführte Abgas verwendet. Die Strömungsbahnen für das Abgas und das Gas aus der oxidativen Zersetzung, welche zur Verwirklichung dieses Wärmeaustauschs notwendig sind, können durch ein geeignetes Verlegen von Rohren gebildet werden. In der Vorrichtung der 7 kann ein Teil des aus dem Oxidationsreaktor 110 ausgetragenen Gases in den Wärmeaustauscher 130, ein Teil desselben durch Betätigung der Ventile 180 und 190 zum Reaktor 110 mittels des Umlaufgebläses 170, und ein Teil desselben in die Wärme wiedergewinnungsvonichtung 140 rückgeführt werden. Das Zersetzungsgas, welches aus dem Oxidationsreaktor ausgetragen wird, kann zum Vorerwärmen des Abgases benutzt werden und ermöglicht gleichzeitig seine eigene Temperaturerniedrigung mittels des Wärmeaustauschers 120 und ist schließlich in der Lage, seine eigene Temperatur zu optimieren, während es aus dem Kamin 150 ausgetragen wird.
Als konkrete Beispiele für das Abgas, das beim Verfahren zur Herstellung von Acrylsäure anfällt, kann neben dem Restgas, welches nach Raffinieren des im Reaktor zur katalytischen Gasphasenoxidation in der nächsten Stufe gebildeten Gases zurückbleibt, das Gas genannt werden, welches allein aus der Reinigungsstufe ohne Bezug auf die Stufe der katalytischen Gasphasenoxidation ausgetragene Gas genannt werden. Andere Gase können in derartigen Beispielen unter der Bedingung, dass sie ein Austragungsgas enthalten, umfasst sein. In der mit dem Plattenwärmeaustauscher als Erwärmungs- und/oder Kühleinrichtung versehenen Vorrichtung, der zur Behandlung eines Gases mit einem Gehalt an einer leicht verstopfenden Substanz betrieben wird, ergibt sich die Verstopfung des Plattenwärmeaustauschers mit dem die leicht verstopfende Substanz enthaltenden Gas aus 1) einem Anhaften der leicht verstopfenden Substanz an den Platten, 2) einem Wachstum der Masse der anhaftenden verstopfenden Substanz und 3) der Bildung von Brücken der Masse zwischen benachbarten Platten.
Zur Verhinderung des Verstopfens ist es bei vorliegender Erfindung erforderlich, 1) die Breiten der Strömungsbahnen auf den Platten in dem Bereich von 6-25 mm, vorzugsweise 8-20 mm, hinsichtlich des Ausschlusses der Bildung von Brücken aus der leicht verstopfenden Substanz, und 2) die mittlere Strömungsrate des durchgehenden Gases pro Querschnittsflächeneinheit der Strömungsraten auf den Platten im Bereich von 3-15 m/Sek., vorzugsweise 5-12 m/Sek. hinsichtlich der Erhöhung der Reinigungswirkung der anhaftenden Substanz mit der Auftreffenergie des strömenden Gases einzustellen.
Die Platten im Plattenwärmeaustauscher, welche vor dem Verstopfen erfindungsgemäß geschützt werden können, sind hinsichtlich ihrer Gestalt nicht besonders beschränkt. Es können Platten verschiedener Formen, wie z. B. Noppenplatten und gewellte Platten zusätzlich zu den üblicherweise benutzten flachen Platten verwendet werden. Die Einlassteile dieser Platten werden in der Regel aus flachen Platten aufgrund ihrer leichten Herstellung gebildet.
Die Anordnung der Platten ist nicht beschränkt, mit der Ausnahme, dass sie in der Lage sind, die beiden Gasströme, die dem Wärmeaustausch unterzogen werden, vor einem Vermischen zu schützen und zwischen ihnen den Wärmeaustausch wie erwartet zu bewirken. Die beiden dem Wärmeaustausch unterzogenen Gasströme können in einem senkrechten Muster, wie in 1 veranschaulicht, neben den Gegenstrommustern und Parallelstrommustern sein.
2 ist ein schematisches Diagramm, welches ein Beispiel für die Beziehung zwischen den Platten und den Gasströmungsbahnen in dem Plattenwärmeaustauscher zeigt. Um den Wärmeaustausch zwischen zwei Gasen unter Verwendung von Platten zu bewirken, sind mindestens zwei Gasströmungsbahnen erforderlich. Eine dieser Strömungsbahnen wird durch Umschließen dieser Strömungsbahn mit Platten 1b und 1c und vertikalen Platten 4a und 4b gebildet. Die in dieser Strömungsbahn auftretende Gasströmung a geht die Strömungsbahn herab, welche mit den Platten 1b und 1c und den vertikalen Platten 4a und 4b umschlossen ist. In 2 wird angenommen, dass die Gasströmung A das eine leicht verstopfende Substanz enthaltende Gas überträgt. Die Platten sind Wärmeübertragungsplatten, welche in der Regel aus einer dünnen Metallplatte, wie z. B. aus rostfreiem Stahl, gebildet sind, welche erforderlichenfalls in Anbetracht solcher Faktoren wie den Strömungsverlauf, die Festigkeit und dem Erwärmungsoberflächenbereich mit einer unebenen Oberfläche (nicht gezeigt) ausgestattet ist. Die Gasströmung A schreitet, während mittels der Platten 1b und 1c Wärme ausgetauscht wird, durch die, wie zuvor beschrieben, gebildete Strömungsbahn nach unten fort, ohne mit anderen Gasströmen B1 und B2 vermischt zu werden. Ein anderer Gasstrom B1 schreitet von der Vorderseite durch die Strömungsbahn rückwärts fort, welche, umschlossen mit den Platten 1a und 1b und den Seitenplatten 2a und 2b, gebildet wird, während Wärme mit dem Gasstrom A mittels der Platte 1b ausgetauscht wird, ohne mit dem anderen Gasstrom vermischt zu werden. Der andere Gasstrom B2 schreitet in ähnlicher Weise rückwärts von der Vorderseite durch die Strömungsbahn fort, welche, umschlossen mit den Platten 1c und 1d und den Seitenplatten 2c und 2d umschlossen, gebildet ist, während mit dem Gasstrom A mittels der Platte 1c Wärme ausgetauscht wird, ohne dass dieser mit dem anderen Gasstrom vermischt wird.
Bei dem Plattenwärmeaustauscher stellt sich möglicherweise, wenn das zum Wärmeaustausch durch die Platten bestimmte Gas ein Gas mit einem Gehalt an einer leicht verstopfenden Substanz ist, das Problem, dass die Strömungsbahnen, durch die dieses Gas hindurchgeht, mit der leicht verstopfenden Substanz verstopft werden. Vorliegende Erfindung verhindert das Verstopfen der Platten mit der leicht verstopfenden Substanz durch Einstellung der Breite „W" der Strömungsbahnen für das Gas, welches die leicht verstopfende Substanz enthält, auf den Platten und der mittleren Strömungsrate pro Querschnittsflächeneinheit der Strömungsbahnen der Platten innerhalb von jeweils ausgewiesenen Bereichen.
Der im Vorliegenden benutzte Ausdruck „Breite der Strömungsbahnen auf den Platten" bezieht sich auf die Breite der Öffnung der Gasströmungbahn, die durch die Platten gebildet wird, d.h., des durch „W" in 2 bezeichneten Teils. Wenn die Platten Noppenplatten oder gewellte, jedoch nicht flache Platten sind, wird die Breite W der Strömungsbahnen auf den Platten, die durch vorliegende Erfindung in Betracht gezogen wird, wie folgt ausgedrückt: Breite W der Strömungsbahn auf der Platte = (Fläche der Strömungsbahnöffnung im Querschnitt senkrecht zur Richtung der Gasströmung)/(Länge L der Strömungsbahnöffnung).
Dann kann die mittlere Strömungsrate pro Querschnittsflächeneinheit der Strömungsbahn auf der Platte durch folgende Formel, unter Verwendung der einschlägigen Symbole der 2, ausgedrückt werden:
Mittlere Strömungsrate = (Strömungsvolumen von Gas im Einlassteil der Platte)/[Breite W der Strömungsbahn auf der Platte × Länge L der Strömungsbahnöffnung × (Anzahl von Strömungsbahnen)].
Wenn die Breite der Strömungsbahn auf der Platte weniger als 6 mm ist, bildet die leicht verstopfende Substanz leicht Brücken zwischen den benachbarten Platten. Umgekehrt bringt, wenn die Breite 25 mm überschreitet, der Überschuss den Nachteil mit sich, dass die mittlere Strömungsrate des Gases mit einem Gehalt an der leicht verstopfenden Substanz verringert, und die Haftung einer Ablagerung an den Platten 1b, 1c, welche Erwärmungsflächen sind, erhöht wird. Der Überschuss bringt also solche wirtschaftlichen Nachteile mit sich, wie eine Verringerung des Wärmeübergangskoeffizienten der Platten und das Erfordernis einer Vergrößerung des Wärmeaustauschers. Der Abfall der mittleren Strömungsrate des Gases könnte durch Verringerung der Anzahl von Strömungsbahnen im Wärmeaustauscher oder Längen der Strömungsbahnöffnungen verhindert werden. Diese Maßnahme ist jedoch nicht wirtschaftlich, weil sie zusätzliche Platten in Strömungsrichtung des Gases mit einem Gehalt an der leicht verstopfenden Substanz im Hinblick auf eine Gewährleistung der Erwärmungsflächen für den Wärmeaustausch erfordert, dazu zwingt, dass die einschlägigen Vorrichtungen einen übertriebenen Druckverlust erleiden, dazu verpflichtet, dass die Gebläse und andere Vorrichtungen ihre Größen erhöht werden, und damit die laufenden Kosten der Vorrichtung steigern.
Bei vorliegender Erfindung ist zur Verhinderung des Verstopfens des Wärmeaustauschers mit der leicht verstopfenden Substanz erforderlich, die mittlere Strömungsrate des Gases in dem Bereich von 3-15 m/Sek. pro Querschnittseinheit der Strömungsbahnen auf den Platten einzustellen. Wenn die mittlere Strömungsrate weniger als 3 m/Sek. beträgt, führt eine Herabsetzung zu dem Nachteil des Bewirkens einer Verringerung des Wärmeübergangskoeffizienten der Platten, was verhindert, dass der Wärmeaustausch ausreichend fortschreitet, und die Haftung der verstopfenden Substanz an den Platten, welche Erwärmungsoberflächen sind, anwächst. Umgekehrt ist, wenn die mittlere Strömungsrate 10 m/Sek. überschreitet, der Überschuss insofern nachteilig, als das Haften der verstopfenden Substanz an den Platten durch Herabsetzung der Breite der Strömungsbahnen auf den Platten verschlimmert wird. Auch bringt dies derartige wirtschaftliche Nachteile mit sich, wie ein Aussetzen der Vorrichtungen einem übertriebenen Druckverlust, eine Verpflichtung der Vergrößerung der Abmessungen von Gebläsen und anderen Vorrichtungen und dem entsprechend ein Ansteigen der laufenden Kosten für die Vorrichtung. Die Breite W der Platten kann erhöht werden, indem man die Anzahl von Strömungsbahnen oder die Länge von Strömungsbahnen des Plattenwärmeaustauschers herabsetzt. Diese Maßnahme hat den Nachteil, dass zusätzliche Platten in Strömungsrichtung des Gases mit einem Gehalt an der leicht verstopfenden Substanz erforderlich werden, im Hinblick auf Gewährleistung der Erwärmungsflächen für den Wärmeaustausch und in ähnlicher Weise auf den Zwang, dass die einschlägigen Vorrichtungen sich einem übertriebenen Druckverlust aussetzen.
Bei vorliegender Erfindung ist es lediglich erforderlich, die Breite einer Plattenströmungsbahn des Plattenwärmeaustauschers in einem Bereich von 6-25 mm und die mittlere Strömungsrate eines den Plattenwärmeaustauscher durchströmenden Gases im Bereich von 3-15 m/Sek. pro Querschnittsflächeneinheit der Plattenströmungsbahn einzustellen. Der Querschnittsgröße der Plattenströmungsbahnen oder die Anzahl der Strömungsbahnen braucht keinerlei Beschränkung auferlegt werden.
Ferner ist beabsichtigt, dass der Plattenwärmeaustauscher Wärme austauscht zwischen zwei Gasströmungen, d.h., zum Vorerwärmen oder Kühlen eines gegebenen Gases. Deshalb ermöglicht er, die Gasarten in dem Gasstrom, der die leicht verstopfende Substanz enthält, und in dem anderen Gasstrom sowie die Richtungen derartiger Gasströme, die am Wärmeaustausch beteiligt sind, willkürlich auszuwählen. Insbesondere wenn das Gas mit einem Gehalt an der leicht verstopfenden Substanz dem Wärmeaustausch unterzogen wird, genügt es, dass die Strömungsbahn für das die leicht verstopfende Substanz enthaltende Gas lediglich die Erfordernisse hinsichtlich der Breite der Strömungsbahnen auf den Platten und der mittleren Strömungsrate des Gases pro Querschnittsflächeneinheit der Strömungsbahnen auf den zuvor ausgewiesenen Platten, erfüllt. In 2 sind die Breite der Strömungsbahnen auf Platten und die mittlere Strömungsrate des Gases definiert, wobei das Gas mit einem Gehalt an der leicht verstopfenden Substanz als der Strom A festgelegt wird. Wenn die anderen Gasströme B1 und B2 aus Gasen gebildet werden, welche unveränderlich eine leicht verstopfende Substanz enthalten, kann die Wirkung der Verhinderung des Verstopfens der Platten, die durch vorliegende Erfindung in Betracht gezogen wird, durch Übernahme der zuvor erwähnten Vorschriften für beide Gasströme B1 und B2 erreicht werden.
Der zweite Aspekt vorliegender Erfindung beim Betrieb eines Plattenwärmeaustauschers zur Bewirkung eines Wärmeaustauschs bei einem Gas mit einem Gehalt an einer leicht verstopfenden Substanz betrifft ein Verfahren zum Schutz des Plattenwärmeaustauschers vor einem Verstopfen mit der verstopfenden Substanz, indem man den Plattenwärmeaustauscher in der Einführungsöffnung für das Gas, welches die leicht verstopfende Substanz enthält, mit einer Gasdispersionsplatte versieht.
Gemäß vorliegender Erfindung kann das Wärmeaustauschverhältnis durch gleichmäßiges Dispergieren des Wärme austauschenden Gases im Wärmeaustauschteil erhöht werden, und insbesondere wenn das Wärme austauschende Gas ein Gas mit einem Gehalt an der leicht verstopfenden Substanz ist, und das partielle Kühlen oder Erwärmen des die (eicht verstopfende Substanz enthaltenden Gases und die nachfolgende Erzeugung und Anhaftung der verstopfenden Substanz können durch die gleichmäßige Dispersion ausgeschlossen werden. In der Regel wird manchmal bei der Reinigung einer leicht polymerisierenden Substanz manchmal die Praxis eingehalten, der Reinigungskolonne einen Polymerisationsinhibitor zuzugegeben. Dieser ist in der Regel hoch siedende Substanzen. Das Gas mit einem Gehalt an der leicht verstopfenden Substanz enthält deshalb keinen ausreichend Polymerisationinhibitor. Wenn dieses Gas partiell abgekühlt wird, neigt die leicht polymerisierende Substanz dazu, zu einem Verstopfen infolge der Kondensation Anlass zu geben. Die Kondensation und Erzeugung eines Verstopfens verlaufen leicht, wenn das Wärmeaustauschverhältnis nicht gleichmäßig ist, und das Kondensat dazu neigt, für eine verhältnismäßig lange Zeit teilweise zu stagnieren. Im Gegensatz hierzu erhöht, wenn das Gas teilweise erwärmt wird, der Temperaturanstieg die Polymerisationseigenschaft der leicht verstopfenden Substanz und bewirkt, dass diese Substanz eine verstopfende Substanz bildet. Wenn das eingeführte Gas eine leicht verstopfende Substanz ist, erhöht die Tatsache, dass der Wärmeaustausch durchgeführt wird, nachdem das Gas gleichmäßig dispergiert wurde, deshalb das Wärmeaustauschverhältnis und verhindert zudem die Bildung einer verstopfenden Substanz. Bislang wurde angenommen, dass der Beitrag zu einer Struktur zur Erhöhung der Kontaktoberfläche mit dem eine leicht verstopfende Substanz enthaltenden Gas und einer Beschleunigung der partiellen Kondensation und Stagnation der Flüssigkeit führt. Durch vorliegende Erfindung wurde ermittelt, dass die Bereitstellung der Gasdispersionsplatte zwischen der Öffnung für die Gaseinführung und dem Wärmeaustauschteil eine außergewöhnliche wirksame Verhinderung des Auftretens einer Verstopfung mit der leicht verstopfenden Substanz gestattet.
Das Verfahren zum Verhindern des Verstopfens gemäß diesem zweiten Aspekt vorliegender Erfindung kann infolge dessen verwirklicht werden, indem man die Gasdispersionsplatte im Plattenwärmeaustausches anbringt, der beim Verfahren zum Verhindern des Verstopfens gemäß dem ersten Aspekt vorliegender Erfindung benutzt wird. Auch beim Anbringen der Gasdispersionsplatte im Plattenwärmeaustausches unabhängig von vorliegender Erfindung kann das Verstopfen der leicht verstopfenden Substanz, das während des Wärmeaustauschs auftritt, verhindert werden. Im Folgenden wird nun die Erfindung unter Bezugnahme speziell auf das Anbringen der Dispersionsplatte beschrieben.
Bei vorliegender Erfindung wird bevorzugt, dass der Plattenwärmeaustauscher in der Öffnung zur Einführung des, die leicht verstopfende Substanz enthaltenden Gases mit der Gasdispersionsplatte versehen ist. Die Querschnittsfläche dieser Gasdispersionsplatte beträgt vorzugsweise das 1,0 bis 10,0-fache der Querschnittsfläche der Öffnung für die Gaseinführung. Der Abstand zwischen der Öffnung für die Gaseinführung und der Gasdispersionsplatte ist vorzugsweise das 0,5 bis 3,0-fache des Durchmessers der Öffnung für die Gaseinführung, und der Abstand zwischen der Gasdispersionsplatte und dem Wärmeaustauschteil ist vorzugsweise das 1,0 bis 5,0-fache des Abstands zwischen der Öffnung für die Gaseinführung und der Gasdispersionsplatte. Dann wird bevorzugt, dass die Gasdispersionsplatte eine durchbohrte Platte mit einem Öffnungsverhältnis im Bereich von 10-60% ist. Ferner besitzen die einzelnen Löcher in der durchbohrten Platte vorzugsweise eine Fläche im Bereich von 20-1.000 mm². Die zuvor erwähnten Vorschriften werden weiter unten in größeren Einzelheiten beschrieben.
Vorliegende Erfindung bevorzugt die Anordnung einer Gasdispersionsplatte zum Schutz des Gases vor einer Durchflussstörung, wie in 3 veranschaulicht, in der Öffnung für die Einführung eines eine leicht verstopfende Substanz enthaltenden Gases in den Plattenwärmeaustauscher. Obgleich die Gasdispersionsplatte beispielsweise eine durchbohrte Platte in ihrer Art ist, braucht sie nicht hierauf begrenzt zu werden. In angemessener Erwägung des Beitrags der Dispersionsplatte selbst zur Verhinderung des Verstopfens wird bevorzugt, dass die auszuwählende Dispersionsplatte eine so breite Strömungsbahn wie zulässig und eine einfache Struktur besitzt. Unter Bezugnahme auf 3 und 6: 10 bezeichnet einen Mantel, 11 einen Gasauslass, 12 einen Gaseinlass, 22 eine Öffnung zur Einführung eines eine leicht verstopfende Substanz enthaltenden Gases, 23 eine Öffnung zum Austragen eines Gases mit einem Gehalt an der leicht verstopfenden Substanz, 30 ein Wärmeaustauschteil, 32 eine Platte, 40 eine Gasdispersionsplatte, und 42 ein Träger für die Dispersionsplatte.
Diese Erfindung ordnet die Gasdispersionsplatte zwischen der Öffnung zur Gaseinführung und dem Wärmeaustauschteil an. Die Gasdispersionsplatte hat vorzugsweise eine Querschnittsfläche im Bereich des 1,0 bis 10,0-fachen, vorzugsweise 1,2 bis 8,0-fachen, insbesondere bevorzugt 1,5 bis 6,0-fachen der Querschnittsfläche der Öffnung für die Gaseinführung. Die Öffnung für die Gaseinführung besitzt in der Regel eine kleinere Querschnittsfläche als der Wärmeaustauschteil, damit sie mit einer Gasleitung, die an die Einführung eines Gases in die Vorrichtung zur Gasbehandlung angepasst ist, verbunden werden kann. Die Querschnittsfläche des Wärmeaustauschteils liegt in der Regel im Bereich des 2 bis 100-fachen der Querschnittsfläche der Öffnung für die Gaseinführung. Der Grund für den zuvor ausgewiesenen Bereich ist, dass das Gas teilweise aus der Dispersion austritt, und die Gasdispersionsplatte deshalb eine ausreichende Gasdispersion nur mit Schwierigkeit ermöglicht, wenn die Querschnittsfläche der Gasdispersionsplatte weniger als das 1-fache der Querschnittsfläche der Öffnung für die Gaseinführung ist, während die Dispersionsplatte möglicherweise Anlass zu einem Verstopfen gibt, wenn die Querschnittsfläche das 10,0-fache derjenigen der Öffnung überschreitet.
Die Gasdispersionsplatte kann von einem durchgehenden Loch frei sein. Jedoch ist sie, wenn sie durchbohrt ist, in der Lage, das Gas mit erhöhter Gleichmäßigkeit zu dispergieren. Die durchbohrte Platte mit derartigen durchgehenden Löchern ist in 4 veranschaulicht. Die im Vorliegenden zu verwendende Dispersionsplatte hat ein Öffnungsverhältnis im Bereich von 10 bis 60%, vorzugsweise 20 bis 55%, und insbesondere bevorzugt von 40 bis 50%. Wenn das Öffnungsverhältnis weniger als 10% ist, bringt die Verringerung den Nachteil mit sich, dass sie keine gleichmäßige Dispersion des Gases erlaubt, das für die Durchbohrung der Platte zweckmäßig ist, und die Dispersionsplatte darunter leidet, dass sie zu einem Verstopfen Anlass gibt. Umgekehrt führt der Überschuss, wenn das Öffnungsverhältnis 60% überschreitet, zum Nachteil einer Erhöhung der Gasmenge, welche die Dispersionsplatte durchströmt, und bringt deshalb die Möglichkeit einer Verhinderung der gleichmäßigen Gasdispersion mit sich. Der Ausdruck „die Querschnittsfläche der Gasdispersionsplatte" der im Vorliegenden be nutzt wird, bedeutet die Fläche des flachen Flächenteils, wenn das Öffnungsverhältnis 0% ist. Wenn die Gasdispersionsplatte mit zahlreichen Löchern durch Perforierung versehen ist, wie in 4 veranschaulicht, ist die tatsächliche Fläche der flachen Oberfläche durch folgenden Ausdruck gegeben:
Querschnittsfläche × (100 – Öffnungsverhältnis)/100. Das Öffnungsverhältnis ist durch folgenden Ausdruck gegeben:
(Fläche von Öffnungen × 100)/Querschnittsfläche der Gasdispersionsplatte.
4 zeigt eine quadratische Platte, welche mit kreisförmigen durchgehenden Löchern versehen ist, die durch Bohren gebildet wurden. Es ist lediglich erforderlich, dass die durch vorliegende Erfindung in Betracht gezogene Gasdispersionsplatte in Form einer Platte vorliegt. Die Plattenform kann kreisförmig, elliptisch, dreieckig, rechteckig usw. sein. Die in der Platte gebildeten durchgehenden Löcher können sowohl dreieckig und rechteckig als auch kreisförmig und elliptisch sein. Obgleich bevorzugt wird, dass die Löcher in der Gasdispersionsplatte gleichmäßig verteilt sind, brauchen sie nicht in ihrer Form völlig identisch zu sein. 5 zeigt eine Gasdispersionsplatte, welche mit kreisförmigen Löchern unterschiedlicher Durchmesser versehen ist. Vorliegende Erfindung erlaubt die Verteilung von Löchern verschiedener Größen, wie in 5 veranschaulicht.
Die bei vorliegender Erfindung zu verwendende Dispersionsplatte enthält vorzugsweise Löcher einer Größe im Bereich von 20 bis 1.000 mm², vorzugsweise 50-700 mm², und insbesondere bevorzugt von 100 bis 500 mm². Wenn die Größe weniger als 20 mm² ist führt die Verkürzung zu dem Nachteil, dass ein Verstopfen der Löcher bewirkt, eine gleichmäßige Enddispersion des Gases in dem Wärmeaustauschteil verhindert, und der Wärmeaustauschteil möglicherweise dazu gezwungen wird, zu einem Verstopfen Anlass zu geben. Umgekehrt führt, wenn die Größe 1.000 mm² überschreitet, der Überschuss zu dem Nachteil, dass die Gasdispersionsplatte nicht eine ausreichende Dispersion des Gases nach Ablauf der Zeit herbeiführt und möglicherweise der Wärmeaustauschteil darunter leidet, zu einem Verstopfen Anlass zu geben.
In der Regel wird die Dispersion des Gases durch die Stelle des Anbringens der Gasdispersionsplatte verändert. Die bei vorliegender Erfindung zu benutzende Anordnung der Dispersionsplatte wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. Bei vorliegender Erfindung liegt der Abstand (Ln) zwischen der Öffnung für die Gaseinführung und der Gasdispersionsplatte im Bereich des 0,5 bis 3,0-fachen, vorzugsweise 0,6 bis 2,5-fachen, insbesondere bevorzugt des 0,8 bis 2,0-fachen des Durchmessers (An) der Öffnung für die Gaseinführung, und gleichzeitig liegt der Abstand (Lt) zwischen der Gasdispersionsplatte und dem Wärmeaustauschteil im Bereich des 1,0 bis 5,0-fachen, vorzugsweise 1,1 bis 4,0-fachen, und insbesondere bevorzugt des 1,2 bis 3,0-fachen des Abstands (Ln) zwischen der Öffnung für die Gaseinleitung und der Gasdispersionsplatte. Wenn der Abstand (Ln) weniger als das 0,5-fache des Durchmessers (An) beträgt, führt die Verringerung zu dem Nachteil, dass das in die Öffnung für die Gaseinführung eintretende Gas in undispergiertem Zustand auf die Oberfläche der Gasdispersionsplatte auftrifft und deshalb dazu neigt, die Oberfläche der Gasdispersionsplatte zu blockieren. Umgekehrt führt der Überschuss, wenn dieser Abstand das 3,0-fache des Durchmessers (An) überschreitet, zu dem Nachteil, dass die Dispersion des Gases, aufgrund der unzureichenden Gasmenge, die mit der Gasdispersionsplatte in Berührung kommen kann, unzureichend ist. Ferner führt, wenn der Abstand (Lt) weniger als das 1,0-fache des Abstands (Ln) ist, die Verkürzung zu dem Nachteil, dass verhindert wird, dass das Gas im Wärmeaustauschteil, der sich der Gasdispersionsplatte am engsten nähert, dass das Gas daran gehindert wird, ausreichend dispergiert zu werden. Umgekehrt führt, wenn dieser Abstand (Lt) das 5,0-fache des Abstands (Ln) überschreitet, der Überschuss zu dem Nachteil, dass eine Verlängerung des Kanals des Wärmeaustauschers notwendig wird. Die Öffnung zur Gaseinführung braucht nicht auf eine Kreisform beschränkt zu werden, sondern kann eine rechteckige oder polygonale Form annehmen. Wenn die Öffnung für die Gaseinführung in Kreisform vorliegt, bedeutet der Durchmesser der Öffnung für die Gaseinführung deren Innendurchmesser. Wenn die Öffnung für die Gaseinführung nicht kreisförmig ist, wird als der dem Innendurchmesser äquivalente Durchmesser durch den Ausdruck viermal Querschnittsfläche der Öffnung zur Gaseinführung/Innenumfangslänge der Öffnung der Gaseinführung gegebene Zahlenwert bei der Berechnung des Abstands (Ln) zwischen der Öffnung für die Gaseinführung und der Gasdispersionsplatte verwendet. Es wird bevorzugt, dass die Gasdispersionsplatte parallel oder im Wesentlichen parallel zur Fläche für den Gaskontakt des Wärmeaustauschteils, der der Gasdispersionsplatte am nächsten liegt, angebracht wird.
Der bei vorliegender Erfindung zu verwendende Plattenwärmeaustauscher ist mit der Gasdispersionsplatte versehen. Die Anordnung der Dispersionsplatte wird leicht erreicht, indem man, wie in 6 veranschaulicht, mit einem oder mehreren Trägern der Gasdispersionsplatte aufhängt. Wenn der Wärmeaustausch am Gas mit einem Gehalt an einer leicht verstopfenden Substanz bewirkt wird, wird bevorzugt, dass die Vorrichtung von Natur aus keinen Bauteil zwischen der Öffnung für die Gaseinführung und dem Wärmeaustauschteil aufweist. Wenn das eine leicht verstopfende Substanz enthaltende Gas mit einem Bauteil, wenn überhaupt, in Berührung kommt, haftet das die leicht verstopfende Substanz enthaltende Gas an der Oberfläche dieses Bauteils und sammelt sich daran an und neigt schließlich dazu, hierauf eine Brücke zu bilden. Zwecks einer gleichmäßigeren Dispersion des eingeführten Gases ist es statthaft, eine Vielzahl derartiger Dispersionsplatten innerhalb der zuvor genannten Bereiche anzubringen. Die Gasdispersionsplatten und die Träger für die Gasdispersionsplatte sind vorzugsweise aus Stahlmaterialien gebildet. Derart bekannte Stahlmaterialien wie solche vom Austenit-Typ, Austenit-Feritt-Typ und Ferrit-Typ sind üblicherweise in Anbetracht ihrer guten Schweißbarkeit mit Vorteil brauchbar. Der Grund für die Auswahl derartiger Materialien ist, dass diese einer Umsetzung mit der leicht verstopfenden Substanz, einer Denaturierung der leicht verstopfenden Substanz und einer Korrosion der Wärmeübergangsplatte unfähig sind.
Vorliegende Erfindung bewirkt nicht nur infolge der Bereitstellung der Gasdispersionsplatte eine Dispersion des Gases, sondern verhindert auch, dass die leicht verstopfende Substanz eine Verstopfung bildet.
Ferner ist bei vorliegender Erfindung die Verwendung des Gases in dem Plattenwärmeaustauscher bei einer Temperatur, welche den Taupunkt des Gases überschreitet, vorzugsweise bei einer Temperatur von nicht weniger als +5°C des Taupunkts, zur Abschwächung des Anhaftens der leicht verstopfenden Substanz am Plattenwärmeaustauscher neben der Auswahl der Breite der Platte und der Auswahl der mittleren Strömungsrate des Gases pro Querschnittsflächeneinheit der Strömungsbahn der Platte, wie zuvor erwähnt, wirksam. Der Grund für diese Temperaturwahl ist, dass bei einer Temperatur unterhalb des Taupunkts an der Oberfläche der Platte Flüssigkeitstropfen haften, und die leicht verstopfende Substanz dazu neigt, mittels der Flüssigkeitstropfen an der Platte zu haften. Indem man das Gas zwischen den Platten in einer trockenen Atmosphäre hält, welche an die Strömung des die leicht verstopfende Substanz enthaltenden Gases angrenzen, wird es möglich gemacht, dass das Anhaften der leicht verstopfenden Substanz an den Platten und ein dortiges Zusammenballen verhindert werden.
Es wird bevorzugt, dass das erfindungsgemäße Verfahren in der Vorrichtung zur Entsorgung des aus dem Verfahren zur Herstellung von (Meth)acrylsäure und deren Ester stammenden Abgases durchgeführt wird. Besonders bevorzugt wird, dieses Verfahren durch Einführen des Abgases in den Plattenwärmeaustauscher, das anschließende Oxidieren der in dem Abgas enthaltenen brennbaren Substanz mit einem Reaktor für die Oxidation und die Zufuhr des Austrittsgases aus dem Reaktor zum Wämeaustauscher durchzuführen und den Wärmeaustausch zwischen dem Abgas und dem Austrittsgas zu bewirken.
Da das Verfahren zur Herstellung von (Meth)acrylsäure oder eines Esters derselben ein Gas bildet, welches eine leicht verstopfende Substanz enthält, enthält das schließlich emittierte Abgas eine brennbare Substanz, die eine leicht verstopfende Substanz ist. Wenn dieses Abgas in die Umgebungsluft freigesetzt wird, bewirkt es eine Umweltverschmutzung infolge des aggressiven Geruchs und der physikalischen Eigenschaften der verstopfenden Substanz selbst. In Anbetracht dieser nachteiligen Wirkungen des Abgases ist es empfehlenswert, dieses Abgas, nachdem es auf Zersetzung durch Oxidation behandelt wurde, zu verwerfen. Für die wirksame Verwendung der Wärmeenergie erwies es sich deshalb durch vorliegende Erfindung in Betracht gezogene Verfahren zur Verhinderung der Verstopfung als wirksam.
VERSUCH
Vorliegende Erfindung wird weiter unten unter Bezugnahme auf Arbeitsbeispiele in größeren Einzelheiten beschrieben. Folgende Beispiele machten unveränderlich von einem Verfahren zur Herstellung von Acrylsäure durch katalytische Gasphasenoxidation und einem anschließenden Testen des Plattenwärmeaustauschers während der Reinigung der hergestellten Acrylsäure Gebrauch, unter Verwendung des Abgases als das, eine leicht verstopfende Substanz enthaltende Gas, das aus der Reinigungsstufe stammte, um zu bestimmen, ob das Gas in diesem zu einem Verstopfen Anlass gibt oder nicht. Das so benutzte Abgas setzte sich aus 0,5-1,0 Vol.% Kohlenwasserstoffen, 0,5-1,0 Vol.% Kohlenmonoxid, 1,0-1,5 Vol.% Kohlendioxid, 15-25 Vol.% Wasserdampf, 0,5-2,0 Vol.% Sauerstoff, 0,2-0,5 Vol.% leicht verstopfender Substanzen wie organische Säuren, Reststickstoff, zusammen.
7 ist ein Schaubild, das ein Beispiel für die Strömung in einer Vorrichtung zur Entsorgung des Abgases mittels einer katalytischen Oxidation veranschaulicht, welche mit einem Plattenwärmeaustauscher versehen ist. Das Abgas (Temperatur: 60°C) der zuvor genannten Zusammensetzung wurde durch einen ersten Plattenwärmeaustauscher, worin die niedrigste Temperatur des die leicht verstopfende Substanz enthaltenden Gases 60°C betrug, und die niedrigste Temperatur des anderen Gases 100°C betrug) und einen zweiten Plattenwärmeaustauscher gedrückt (in dem die niederste Temperatur des die leicht verstopfende Substanz enthaltenden Gases 150°C betrug, während die niederste Temperatur des anderen Gases 200°C war), unter Verwendung eines Abgasgebläses, um die im Gas enthaltene brennbare Substanz mittels eines Reaktors zur katalytischen Oxidation zu verbrennen. Die Platten in den Wärmeaustauschern waren unveränderlich aus rostfreiem Stahl (SUS 304) gebildet. Im Reaktor zur katalytischen Oxidation wurde ein bekannter Oxidationskatalysator mit solchen Edelmetallen wie Platin und Palladium als aktive Komponenten verwendet, um die brennbare Komponente des Gases zu verbrennen. Selbstverständlich ist es zulässig, einen Oxidationskatalysator mit solchen Schwermetallen wie Mangan und Kobalt als aktive Komponenten anstelle dessen zu verwenden. Ein Teil des ausgetragenen Gases aus dem Reaktor, das hierbei gebildet wurde, wurde durch den zweiten Plattenwärmeaustauscher geleitet und zum Vorerwärmen des Abgases benutzt. Das ausgetragene Gas schritt durch das Umlaufgebläse und sodann durch geeignetes Einstellen der Ventile 180 und 190 vorwärts zum Reaktor für die katalytische Oxidation oder zur Wärmewiedergewinnungsvorrichtung vorwärts, welche weiter unten speziell beschrieben wird. Der Rest des ausgetragenen Gases aus dem Reaktor wurde zur Wärmewiedergewinnungsvorrichtung gefördert. Das aus der Wärmewiedergewinnungsvorrichtung stammende Gas wurde durch den ersten Wärmeaustauscher geführt, und hierin zum Vorwärmen des Abgases verwendet und danach durch ein Kamin freigesetzt. Übrigens hatte das in dem ersten Plattenwärmeaustauscher das Abgas mit einem Gehalt an der leicht blockierenden Substanz einen Taupunkt von 55°C.
In der Öffnung zur Einführung des Abgases mit einem Gehalt an der leicht verstopfenden Substanz in jeden der Plattenwärmeaustauscher waren eine Dispersionsplatte mit einer Querschnittsfläche des 1,3-fachen der Querschnittsfläche der Öffnung für die Gaseinführung, einem Öffnungsverhältnis von 25% und einer Fläche von 490 mm² in jeder der in der Platte durch Bohren gebildeten Öffnungen in der Stellung angebracht, bei der der Abstand der Dispersionsplatte das 0,6-fache des Durchmessers der Öffnung für den Gaseinlass betrug, und der Abstand zwischen der Dispersionsplatte und dem Wärmeaustauscher das 2,0-fache des Abstands zwischen der Öffnung für die Gaseinleitung und der Dispersionsplatte betrug.
Als Kriterium für die Bewertung der Wirkung des Verfahrens zum Schützen des Plattenwärmeaustauschers vor einem Verstopfen wurde der Verstopfungsgrad benutzt. Der Verstopfungsgrad wurde in Anbetracht der Veränderung der Größe des Plattenwärmeaustauschers und der zu behandelnden Gasmenge wie folgt definiert:
Verstopfungsgrad (mg/Nm³) = Menge der an den Platten des Wärmeaustauschers haftenden Ablagerung (mg/Gesamtmenge des behandelten Gases (Nm³).
Der erste Plattenaustauscher wurde auf den Verstopfungsgrad getestet. Die Ergebnisse werden in nachfolgender Tabelle 1 gezeigt.
Tabelle 1
In der Tabelle 1 stellt das Beispiel 6 ein Vergleichsbeispiel dar.
In den nicht besonders ausgewiesenen Beispielen wurde die Ablagerung nach einmonatigem Abbrechen des Betriebs ausgewogen. Die bei den Proben der Beispiele 5 und 6 gebildeten Ablagerungen zeigten ein Fehlen einer Gleichmäßigkeit. Auf den Platten der anderen Beispiele bildeten sich gleichmäßig Ablagerungen.
In der Beschreibung sind in Klammern angegebene Substituentengruppen wahlweise. Folglich umfasst der Begriff (Meth)acrylsäure sowohl Acrylsäure als auch Methacrylsäure, während der Begriff (Meth)acrolein sowohl Acrolein als auch Methacrolein umfasst. Auch bedeutet die Einheit „Nm³" Kubikmeter bei 0°C und 1 Atmosphäre (9,8 kpa).

Claims

Verfahren zum Heizen und Kühlen eines Gases, das eine Ablagerungen bildende Komponente enthält, wobei: besagtes Gas ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem Gas, das in einem Prozess zur katalytischen Gasphasenoxidation von (Meth)acrylsäure erzeugt wurde, einem Gas, das in einem Prozess zur Herstellung von (Meth)acrylsäure erzeugt wurde, einem Gas, das in einem Prozess zur Herstellung von (Meth)acrylsäureestern erzeugt wurde und einem Gas, das in einem Prozess zur Herstellung von Maleinsäure erzeugt wurde; und besagtes Verfahren die Verwendung eines Plattenwärmetauschers (10) in einem Gerät (120, 130, 140) einschließt, das dazu genutzt wird, besagtes Gas zu behandeln, und dadurch gekennzeichnet ist, dass i) die Breite des Durchflusswegs an der Platte (1a, 1b, 1c, 1d) des besagten Plattenwärmetauscher (10) in einem Bereich von 6-25 mm vorgegeben wird; und die durchschnittliche Durchflussrate des Gases durch den besagten Plattenwärmetauscher (10) pro Einheitsquerschnittsfläche des besagten Durchflussweges an der Platte (1a, 1b, 1c, 1d) in einem Bereich von 3-15 m/s; vorgegeben wird, oder ii) besagtes Gas zwischen zwei gegenüberliegenden Wärmetauscheroberflächen hindurchströmt, wobei besagte Oberflächen in einem Abstand von 6-25 mm voneinander angeordnet sind und die Durchflussrate des besagten Gases zwischen besagten Oberflächen 3-15 m/s beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Eintrittsöffnung (12, 22) in besagtem Plattenwärmetauscher (10) zum Einleiten des besagten Gases, das eine Ablagerungen bildende Komponente enthält, eine Gasdispersionsplatte (40) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Querschnittsfläche von besagter Gasdispersionsplatte (40) im Bereich vom 1,0 bis 10,0-Fachen der Querschnittsfläche der besagten Eintrittsöffnung (12, 22) zum Einleiten des Gases liegt, der Abstand zwischen besagter Eintrittsöffnung (12, 22) zum Einleiten des Gases und besagter Gasdispersionsplatte (40) im Bereich des 0,5-3,0-Fachen des Durchmessers der besagten Eintrittsöffnung (12, 22) zum Einleiten des Gases liegt und der Abstand zwischen besagter Gasdispersionsplatte (40) und besagtem Wärmetauscherbauteil (30) im Bereich vom 1,0-5,0-Fachen des Abstands zwischen besagter Eintrittsöffnung (22) zum Einleiten des Gases und besagter Gasdispersionsplatte (40) liegt.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei besagte Gasdispersionsplatte (40) eine perforierte Platte mit einem Öffnungsverhältnis im Bereich von 10 bis 60 % ist und die Fläche der einzelnen Öffnungen in besagter, perforierter Platte im Bereich von 20-1000 mm² liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, wobei die Temperatur des besagten Gases, das eine Ablagerungen bildende Komponente enthält, im besagten Plattenwärmetauscher (10) den Taupunkt des besagten Gases übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 1, welches das Einleiten des besagten Gases in besagten Plattenwärmetauscher (10), dann das Einspeisen eines Abgases, das aus der Zersetzung durch Oxidation einer brennbaren Substanz, die in besagtem Gas enthalten ist, resultiert, in den besagten Wärmetauscher (10), und das Bewirken von Wärmeaustausch zwischen besagtem Gas und dem Abgas aufweist.
Gerät zur Herstellung von (Meth)acrylsäure (Meth)acrylsäureester, oder (Meth)acrolein durch katalytische Gasphasenoxidation, das einen Wärmetauscher (10) zur Verwendung in einem Verfahren zum Aufheizen oder Abkühlen eines Gases aufweist, der einen Einlassverteiler aufweist, der zwischen der Gas-Eintrittsöffnung (12, 22) und einer Anordnung von Kanälen kommuniziert, die jeweils eine wärmetauschende Oberfläche aufweisen, wobei die wärmetauschenden Oberflächen durch wärmetauschende Platten (32) in einem Plattenwärmetauscher (10) definiert werden und die Breite eines Durchflusswegs auf der jeweiligen Wärmetauscherplatte (32) des besagten Plattenwärmetauscher (10) im Bereich von 6-25 mm liegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteiler eine Gasdispersionsplatte (40) beinhaltet, so angeordnet, das Gas, das durch die Einlassöffnung (12, 22) in den Wärmetauscher (10) gelangt, abzufangen, und auf besagte Kanäle zu verteilen.