DE867986C

DE867986C - Kontaktofen zur Ausfuehrung exothermer Gasreaktionen, insbesondere zur Durchfuehrung der katalytischen Kohlenoxydhydrierung

Info

Publication number: DE867986C
Application number: DER2376D
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl-Ing Neweling; Paul Pabst
Original assignee: Ruhrchemie AG
Current assignee: Ruhrchemie AG
Priority date: 1942-06-09
Filing date: 1942-06-09
Publication date: 1953-02-23

Description

Kontaktofen zur Ausführung exothermer Gastreaktionen, insbesondere zur Durchführung der katalytischen Kohlenoxydhydrierung Zur katalytischen Umsetzung Kohlenoxid und Wasserstoff enthaltender Gasgemische und für Gasreaktionen ähnlicher Art werden Kontaktöfen benutzt, die aus einem Zylindermantel bestehen, in dem zwischen oben und unten angeordneten Rohr böden eine Vielzahl senkrecht stehender Rohre angeordnet ist. Der zur Umsetzung benutzte Kontakt befindet sich innerhalb der Rohre, während das flüssige Kühimedium außerhalb der Rohre entlang geführt wird. Die Synthesegase durchströmen die Kontaktrohre von oben nach unten. Das Kühlmedium tritt unten ein, um in erwärmtem oder verdampftem Zustande oben abgezogen zu werden. Im allgemeinen verwendet man ein Kühlnzedium, z. 13.
Wasser, das bei den auftretenden Reaktionstemperaturen zur Verdampfung kommt, um durch Ausutzung der Verdampfungswärme eine möglichst intensive Kontaktkühlung zu erreichen.
Die Kontaktrohre werden bis zu ihrer Oberkante mit Kontakt angefüllt. Der Kontakteintrag erfolgt hierbei derart, daß der Kontaktvorratskübel oberhalb des oberen Rohrbodens entleert wird, worauf man die Kontaktmasse in die Rohre einstreicht. Be der Vielzahl der in Frage kommenden Rohre, die sich unter Umständen je Ofen auf mehrere tausend Stück beläuft, ist eine andere Art der Kontakt- einfüllung wirtschaftlich undurchführbar. so daß man praktisch stets nur mit bis zur Oberkante angefüllten Kontaktrohren arbeiten kann.
Das außerhalb der Rohre fließende Kühlmedium wird dicht unterhalb des oberen Rohrboden abgezogen, damit eine möglichst vollständige Kühlung der Kontaktsäulen gewährleistet ist. Es läßt sich jedoch nicht vermeiden, daß unmittelbar unter dem oberen Rohrboden Dampfblasenbildungen oder auch örtliche Dampfstauungen auftreten. Die hiervon betroffene Kontaktrohre werden nur unzureichend gekühlt, weil verdampfte Külmedien ein schlechtes Wärmeleitvermögen und eine nur geringe Wärmekapazität aufweisen. In diesen Rohren wird der Kontakt infolgedessen wegen mangelnder Wärmeabfuhr überlastet. Es kommt zu schädlichen Überhitzungen, vermehrter Gasbildung und schließlich sogar zur Abscheidung von festem Kohlenstoff.
Die damit verbundene Volumenvergrößerung führt ZU gefährlichen Rohrverstopfungen und gegebenenfalls zum völligen Ausfall des Kontaktofens.
Es ist bekannt, den oberen Teil des Kontaktofens mit einem Ringraum zu umgeben, der in den Kühlmittelraum übergeht. Bei dieser Anordnung lag der Kühlmittelspiegel bisher nicht oberhalb des oberen Rohrbodens, so daß die oberen Rohrenden keine ausreichende Kühlung erfahren.
Es wurde nun gefunden, daß auch an den oberen Rohrenden eine gute Wärmeabfuhr erfolgt, wenn man innerhalb des Ringraumes den Flüssigkeitsspiegel so hoch hält, daß er oberhalb des oberen Rohrbodens liegt. Unter diesen Umständen kann man den Ringraum auch zum Wärmeaustausch zwischen zu- und abfließendem Kühlmedium benutzen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des neuen Kontaktofens dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt und eine Vorderansicht des Kontaktapparates, während Fig. 2 einen querschnitt in Höhe der umgelegten Ringkammer erkennen läßt.
Es ist 1 der äußere Apparatemantel, in den ein oberer Rohrboden 2 und ein unterer Rohrboden 3 eingesetzt sind. Nach unten ist dr Kontaktspparat durch eine Kaube 4 abgeschlossen, welche geeignete Tragfüße besitzt. Oben erfolgt der Abschluß des Ofens durch eine Deckelhaube 5. Die Synthesegase strömen bei' 6 ein, während die entstandenen Syntheseprodukte und die Restgase durch einen Rohr" stutzen 7 abgeführt werden.
Von der Vielzahl der vorhandenen Kontaktrohre 8 sind in der Zeichnung nur drei Stück wiedergegeben. Diese Rohre sind oben und unten in geeigneter Weise gasdicht in die Rohrböden 2 bzw. 3 eingesetzt. Unterhalb des unteren Rohrbodens 3 liegt ein abnehmbares Siebblech 9, das die einzelnen. Kontaktsäulen trägt.
Um den oberen Teil des Kontaktapparates ist ein Ringmantel 10 derart herumgeschweißt, daß die Unterkante des entstehenden Ringraumes 11 unterhalb und seine Oberkante oberhalb des oberen Rohrbodens 2 liegt. Im Ringraum ii wird das Flüssigkeitsniveau so hoch gehalten, daß es oberhalb des oberen Rohrbodens 2 liegt.
In den Außenmantel 1 des -Kontaktofens ist dort, wo der Ringraum liegt, eine größere Anzahl von Öffnungen 12 eingeschnitten, welche einen ausreichenden Verbindungsquerschnitt zwischen Ringraulil Ii und Kühlmittelraum sicherstellen. Das zufließende Kühlmedium tritt durch einen Rohrstutzen 13 ein und gelangt zunächst in die Rohrschlange 14, die zum Zweck des Wärmeaustausches innerhalb des Ringraumes 11 liegt. Die unterste Windung dieser Rohrschlange ist mit Öffnungen versehen, aus denen das Kühlmedium unmittelbar in den Ringraum ii gelangt. Von hier aus fließt es zwischen dem Außenmantel 1 und einer konzentrisch dazu eingebauten Blechschürze 15 nach unten. Auf diese Weise wird innerhalb des Kühlmittelraumes ein gleichmäßiger Zulauf des Kühlmediums erreicht.
Die entstehenden Külilmitteldämpfe und gegebenenfalls auch das erwärmte Kühlmedium selbst verlassen den Syntheseofen durch einen Rohrstutzen I6.
Ein besonderer Vorteil des neuen Ofens besteht darin, daß man in dem oberen Ringraum ii die Kühlinitteldämpfe in ausreichender Weise vom flüssigen Kühlmedium abtrennen kann. In diesem Fall kann der bisher bei Kontaktöfen erforderliche Dampfscheider fortfallen, weil der Kontaktofen unmittelbar einen ausreichend flüssigkeitsfreien Dampf liefert. Man kann aber aus dem oberen Rohrstutzen I6 auch ein Gemisch von flüssigen und gasförmigen Külilmittelanteilen abziehen.
An Stelle von Kontaktrohren können auch senkrecht verlaufende Kontaktbehälter anderer Art, z. B. in Form von Ringräumen oder Taschen, Verwendung finden.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E : 1. Kontaktofen zur Ausführung exothermer Gas reaktionen, insbesondere zur Durchführung der katalytischen Kohlenoxydhydrferung mit senkrecht stehenden, kontaktgefüllten, von einem Kühlmedium umflossenen Rohren und einem in der Nähe des oberen Rohrbodens um den Ofen herumgelegten Ringraumes, der mit dem Kühlmittelraum in Verbindung steht, dadurch ge--lçennzeichnet, daß der Kühlmittelspiegel innerhalb des Ringraumes (II) oberhalb des oberen Rohrbodens (2) liegt.
2. Kontaktofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Ringraum (II) eine Rohrschlange (14) liegt, welche das Kühlmedium zuleitet und in ihrem letzten Abschnitt Öffnungen trägt, die das Kühlmedium in den unteren Teil des Ringraumes ableiten, von wo aus es durch einen zwischen Außenmantel (I) und einer konzentrisch eingebauten Blechschürze (15) liegenden Ringraum in den unteren Teil des Kühlmittelraumes übertritt.