DE638978C - Vorrichtung zur Verteilung von Gasen und Fluessigkeiten in Kontaktmassen - Google Patents

Vorrichtung zur Verteilung von Gasen und Fluessigkeiten in Kontaktmassen

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DE638978C
DE638978C DEG83830D DEG0083830D DE638978C DE 638978 C DE638978 C DE 638978C DE G83830 D DEG83830 D DE G83830D DE G0083830 D DEG0083830 D DE G0083830D DE 638978 C DE638978 C DE 638978C
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G11/00Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02Chemical 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
    • B01J8/0207Chemical 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 the fluid flow within the bed being predominantly horizontal
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G11/00Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G11/10Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with stationary catalyst bed

Description

  • Vorrichtung zur Verteilung von Gasen und Flüssigkeiten in Kontaktmassen Beim Arbeiten mit Katalysatoren, die regenerierfähig sind, hat es sich als notwendig erwiesen, das Reaktions- oder Regenerierungsmittel in einer solchen Weise zuzuführen, daß die dadurch bedingten Temperaturänderungen in der Kontaktmasse sich in engen, im voraus bestimmbaren Grenzen halten und daß die einzuleitenden Stoffe in dem Reaktionsraum weitgehend und gleichmäßig verteilt werden. In der vorliegenden Erfindung sind Vorrichtungen angegeben, welche die obengenannten Anforderungen erfüllen und durch die es möglich geworden ist, Kontaktreaktionen beispielsweise bei der Behandlung von Kohlenwasserstoffölen und im dauernden Wechsel damit eine Wiederbelebung der Kontaktstoffe ohne gieichzeitige Schädigung der Aktivität in großen Apparaturen vorzunehmen.
  • Es ist schon in den Patenten 573 505 und 578 484 vorgeschlagen worden, zum Unterbringen von Kontaktmassen Apparate zu verwenden, bei denen die Kammern für die Katalysatoren jeweils mit den Zu- und Ableitungskammern abwechseln und wobei der für die Regeneration ein, zuführende Gasstrom durch in diese Zuleitungskammern eingebaute Rohre oder durch eine Reihe in das Innere der Kontaktmassen selbst geeignet verteilter Rohre eingeleitet wird.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft sehr einfache und praktische Verbesserungen obengenannter Verteilungsvorrichtung, die sich insbesondere dann bewähren, wenn man einen Gasstrom von gewöhnlicher Temperatur zuleiten muß. Dadurch wird jede lokale Abkühlung durch den zu verteilenden Strom und ebenso jede lokale Überhitzung infolge exothermer Reaktionen vermieden. Durch die Erfindung werden drei Aufgaben zugleich gelöst: I. die gleichmäßige Verteilung von Gasen, Gasgemischen oder Regenerationsmitteln in der gesamten Kontaktmasse, 2. ein außerordentlich wirksamer Wärmeaustausch zwischen der Kontaktmasse einerseits und den zu behandelnden oder den Regenerationsgasen andererseits, 3. die Schaffung einer Verteilungsvorrichtung, die, aus einer zusammenhängenden Einheit bestehend, leicht in die Kontaktmasse eingebracht oder aus ihr wieder entfernt werden kann.
  • Gegenstand der Erfindung ist eine aus koaxialen Rohren bestehende Verteilungsvorrichtung, durch die man einen Gas-,Gas/ Dampf- oder Flüssigkeitsstrom (kurz Strom genannt) in eine Reaktionsmasse einleitet.
  • Letztere befindet sich in einer Reaktionskammer, die einen besonderen Hohlraum zur Ableitung unterhalb der Kontaktmasse aufweist. Die Verteilungsvorrichtung ist so angeordnet, daß sie leicht in die Kontaktmasse eingebaut oder aus dieser wieder entfern werden kann.
  • Zu diesem Zweck wird die Verteilungsv richtung aus einer Reihe von Elementen gebildet, deren jedes aus zwei durchlochten, koaxial angeordneten Rohren besteht und von denen das äußere Rohr, das in unmittelbarer Berührung mit der zu behandelnden oder zu regenerierenden Kontaktsubstanz steht, auf seiner ganzen Länge Lochreihen aufweist.
  • Die zwei Rohre lassen zwischen sich einen ringförmigen Hohlraum, der nur durch die Durchlochungen des inneren Rohres mit dessen Hohlraum in Verbindung steht. Die oeffnungen in dem inneren Rohr brauchen sich nicht über dessen ganze Länge zu erstrecken.
  • Das äußere Rohr ist an seinen beiden Enden geschlossen, während das innere Rohr an einem Ende Anschluß an die Sammelleitung für den zu verteilenden Strom besitzt und am anderen Ende z. B. durch den Deckel des äußeren Rohres geschlossen ist.
  • Bei Wahl geeigneter Dimensionen für Rohre und Durchlochungen verteilt sich der Strom - zunächst über die ganze Länge des inneren Rohres, geht dann ebenso gleichmäßig in den ringförmigen Zwischenraum über, erfüllt ihn vollkommen unter gleichem 'Druck und wird dabei auf eine gleichmäßige Temperatur aufgeheizt.
  • Der Wärmeaustausch zwischen dem Strom und der Masse, in der dieser verteilt werden soll, erfolgt gleichmäßig durch die Wandung des äußeren Rohres über dessen ganze Länge, so daß der Strom das äußere Rohr an allen Stellen mit gleicher Temperatur verläßt.
  • Infolgedessen wird kein Teil der Kontaktmasse auf eine zu niedrige Temperatur abgekühlt, andererseits vermeidet die gleichmäßige und einheitliche Verteilung des Stroms in der Masse auch jede lokale Uberhitzung durch exotherme Reaktionen.
  • Die Verteilungselemente aus koaxialen Rohren stellen Einheiten dar, die leicht in die Reaktionskammer und in die Kpntaktmasse eingebaut und aus ihr wieder entfernt werden können. Diese Einheiten können zu einer Batterie zusammengefügt und an eine gemeinsame Sammelleitung für den Strom oder an einen Teil einer derartigen Sammelleitung fest oder in sonst geeigneter Weise angeschlossen sein.
  • Verschiedene Formen der Ausführung und Anwendung der Erfindung sind beispielsweise in den Zeichnungen dargestellt. -Die Abb. I zeigt einen Läng, rsschnitt durch eine Reaktionskammer, die eine - Kontaktmasse enthält und die mit der Verteilungsvorrichtung für einen Strom, beispielsweise einen Regenerierungsstrom, versehen ist. a bezeichnet einen eine Reaktionskammer Wldenden Kasten, in dem auf durchlochten chen al eine Kontaktmasse b, beispielswse in Form von Körnern, untergebracht « s-t. Die Kammer ist durch vertikale Trennwände a2 unterteilt, die oberhalb der Masse b und unterhalb des Siebbodenss jeweils Verbindungsöffnungen a3 und a4 enthalten. Sie trägt oben und unten Rohrstutzen a5 und a6, von denen der eine, a5, zur Zuleitung der zu b, ehandelnden Gase und der andere StutzenaG zum Ableiten der erzeugten Produkte dient.
  • Jedes Verteilungselement enthält ein durchlochtes inneres Rohr c für die Zuführung des Regenerierungsstroms und steht durch eine Verschraubung el mit einer Sammelleitung e in Verbindung. Das Rohr c, dessen Durchlochungen cl einen bestimmten Abstand voneinander haben, ist koaxial von dem Rohr d umgeben, das dichtere Durchlochungen dt besitzt und an seinen beiden Enden geschlossen ist. Das Innere der beiden Rohre steht nur durch die Durchlochungen des inneren Rohres cl miteinander in Verbindung, und das Ende c2 des Rohres c kann mit dem Rohr d verschweißt und durch dessen Abschluß d2 verschlossen sein..
  • Die Elemente können einzeln an die Sammelleitung e angeschlossen und ebenso von dieser wieder getrennt werden. Sie können auch einzeln an dem Kasten montiert oder aus ihm herausgezogen werden. Man kann aber auch eine Batterie von Einleitungsrohren mit der Sammelleitung gemeinsam einbauen oder auf einmal herausziehen.
  • Der Regenerierungsstrom kann ohne vorherige Aufheizung eingeleitet werden, da bei der Regeneration Wärme frei wird. Der zugeleitete Strom kann evtl. mittels eines inerten Gases verdünnt werden. In dem ringförmigen Zwischenraum der Elemente c bis d wird die Wärme, welche die in der Reaktivierung begriffene Masse b abgibt, vom Strom aufgenommen.
  • Für den Fall, daß der Strom gleichzeitig als Heizmittel dienen soll, ist er vorher aufzuheizen und bewirkt dann eine gleichmäßige Erhitzung der Kontaktmasse.
  • Die Abb. 2 bis 4 zeigen Einzelheiten der Verteilerelemente.
  • In der Abb. 2 besitzt das äußere Rohr d, gleichmäßig über die ganze Länge des Rohres verteilt, Öffnungen d1. Die Böden d2 und d3 bestehen aus angeschweißten Blechen, wobei der obere Boden d3 außerdem an die Wandung des inneren Rohres c angeschweißt ist.
  • Die Zwischenstücken sind in gewissen Abständen angebracht und beispielsweise an das Rohr c angeschweißt, um einen gleichmäßigen Abstand zwischen dem Rohr c und d sicherzustellen. Die Offnungen cl sind ungleichmäßig über die Länge des Rohres c verteilt.
  • Der obere Teil dieses Rohres ist frei von Öffnungen, und die Zahl der Öffnungen wächst pro Längeneinheit fortschreitend. Die Verteilung kann auch so erfolgen, daß die Löcher bei gleichem Abstand wachsende Durchmesser erhalten.
  • Die Abb. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der RohreIemente für die Verwendung bei Kontaktmassen, die in sehr feiner Körnung vorliegen. Die äußere Rohrleitung d besitzt Schlitze dl, die gleichmäßig über die ganze Länge im gleichen Abstand angeordnet sind.
  • Die Abb. 4 zeigt einen anderen Weg, um eine gleichmäßige Verteilung zu erreichen.
  • Er besteht darin, daß größere Löcher in das äußere Rohr d gebohrt sind und in jedes der Löcher ein Stopfen eingesetzt ist. Dieser Stopfen ist z. B. an einer Seite ausgehöhlt, so daß ein Randwulst verbleibt, der ihm eine hinreichende Stabilität verleiht. Der Körper des Stopfens r kann mit Schlitzen versehen sein, wobei darauf zu achten ist, daß der Randwulst frei von Schlitzen ist. Eine andere Ausführungsmöglichkeit besteht darin, daß kleine Löcher in den Stopfen an Stelle der Schlitze gebohrt werden.
  • Um zu verhüten, daß in der Zone der Kontaktmasse, die das Rohr d umgibt, in der Nähe der Eintrittsstelle eine unerwünschte Abkühlung eintritt, wird gemäß Abb. 5 ein Teil des inneren Rohres c der Wirkung der Strahlungswärme des äußeren Rohres d entzogen, und zwar entspricht dieser Teil praktisch dem von Durchlochungen freien Teil dieses Rohres.
  • Der nicht durchlochte Teil c2 des inneren Rohres c bis c2 ist von einem isolierenden Mantel umgeben, so daß der ringförmige Zwischenraum, der zwischen dem Mantel und dem äußeren durchlochten Rohr d bleibt, verhältnismäßig eng ist.
  • Das innere Rohr besteht aus zwei Teilen c und c2, wobei der Abschnitt c2 von engerem Durchmesser ist und an den durchlochten Abschnitt c mittels eines Gewindes c3 angeschlossen ist. Die Isolation f befindet sich zwischen dem Teil mit engerem Querschnitt c2 und einer metallischen Umhüllung c4, an die in beliebiger Höhe das äußere Rohr d angeschweißt oder sonst in geeigneter Weise angeschlossen ist. Die Isolation t hängt mit der Isolierung des Deckels der Reaktionskammer zusammen und ist durch einen Flansch p an der Wandung der Reaktionskammer befestigt.
  • Man kann für den Einbau der äußeren Rohre d auf dem Einsatzbodenat der Reaktionskainmer a Stützen, wie z. B. q in Abb. 5, anbringen und die Zentrierung der inneren Rohre c durch Zwischenstücke, wie sie mit n in der Abb. 2 gekennzeichnet sind, sicherstellen.
  • Es sind zwar bereits Verteilungsvorrichtungen für in Kontaktmassen einzuführende Gase bekannt, die aus koaxialen Rohren bestehen. In diesen muß aber das Gas ganz oder fast vollständig das innere Rohr durchstreichen und wird dann im entgegengesetzten Sinne durch das äußere Rohr geführt. Dieses äußere Rohr besitzt nicht über die ganze Länge des Rohres gleichmäßig verteilte oeffnungen. Nach der bekannten Vorrichtung tritt der Strom z. B. am Boden der Kontaktmasse aus und muß durch die gesamte Schicht der Kontaktmasse aufwärts steigen. Die mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung eintretenden Vorteile können somit mit der bekannten Vorrichtung nicht erzielt werden.
  • Auch sind die koaxialen Rohre der bekannten Vorrichtung nicht so miteinander verbunden, daß sie eine Einheit bilden, während die Vorrichtungen gemäß der Erfindung schnell eingesetzt, entfernt oder erneuert werden können.

Claims (5)

  1. P A T E N T A N S P R Ü C H E : 1. Vorrichtung zur Verteilung von Gasen und Flüssigkeiten in Kontaktmassen, bestehend aus zwei zu einer von Kontaktmassen umgebenen Einheit verbundenen, koaxialen durchlochten Rohren (c und d), zwischen denen gegebenenfalls Stege (n) vorgesehen sind, wobei das durchlochte innere Rohr (c) an einem Ende mit der Zuleitung für den zuzuführenden Strom in Verbindung steht und am anderen Ende, gegebenenfalls durch den Boden des äußeren Rohres, geschlossen ist, während das über seine ganze Länge gleichmäßig verteilte Durchlochungen aufweisende äußere Rohr (d) an beiden Enden derart geschlossen ist, daß der Strom nur durch die Durchlochungen in die Kontaktmasse austreten kann.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Rohr (c), von der Eintrittsseite aus betrachtet, im ersten Teil, beispielsweise im ersten Drittel, frei von Durchlochungen ist, und daß die Durchlochungen des inneren Rohres im Abstand oder in ihrem Querschnitt dem Druckabfall im Innern des Rohres angepaßt sind.
  3. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem äußeren Rohr Schlitze angeordnet sind.
  4. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem äußeren Rohr große Öffnungen vorgesehen sind, in denen geschlitzte oder gelochte Stopfen eingesetzt sind, die z. B. an ihrer Innenseite ausgehöhlt sind, wobei die den Stopfenquerschnitt schneidenden Schlitze einen stabilen Randwulst stehen lassen.
  5. 5. - Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß um den nicht durchlochten Teil des inneren Rohres (c) ein isolierender Mantel (f) angeordnet ist, und daß das innere Rohr aus zwei Teilen von verschiedenem Durchmesser besteht.
DEG83830D 1931-10-17 1932-10-18 Vorrichtung zur Verteilung von Gasen und Fluessigkeiten in Kontaktmassen Expired DE638978C (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1109652B (de) * 1958-05-27 1961-06-29 Chemical Construction Corp Vorrichtung zur Durchfuehrung exothermer katalytischer Gasreaktionen unter Druck
CN107952400A (zh) * 2017-11-28 2018-04-24 万华化学集团股份有限公司 一种适用于烯烃氧化的列管式反应器

Cited By (3)

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DE1109652B (de) * 1958-05-27 1961-06-29 Chemical Construction Corp Vorrichtung zur Durchfuehrung exothermer katalytischer Gasreaktionen unter Druck
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CN107952400B (zh) * 2017-11-28 2019-12-13 万华化学集团股份有限公司 一种适用于烯烃氧化的列管式反应器

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