DE892892C

DE892892C - Carbon dioxide hydrogenation furnace

Info

Publication number: DE892892C
Application number: DEP41569A
Authority: DE
Inventors: Franz Dr-Ing Schaub
Original assignee: Ruhrchemie AG
Current assignee: Ruhrchemie AG
Priority date: 1949-05-04
Filing date: 1949-05-04
Publication date: 1953-10-12

Description

Kohlenoxyd-Hydrierofen Zur katalytischen Kohlenoxydhydrierung Bann man Synfheseöfen benutzen, die zwischen einem oberen und unteren Rohrboden zahlreiche, senlkrecht verlaufende Rohre enthalten, in die der Katalysator eingefüllt wird. N«ach außen hin sind diese Rohre von einem .drndtfesten Kessel umschlossen, den die beiden Rohrböden in drei Abteilungen zeflegen. Dem oberhalb des oberen Rohrbodens liegenden Raum werden die Synthesegase zugeführt, damit sie beispielsweise von oben nach unten die Kontaktfüllungen durchströmen. Aus dem unterhalb des unteren Rohrbodens liegenden Ofenraum entweichen sodann die gasförmigen und flüssigen Syntheseprodukte. Bei umgekehrter Gasströmungsrichtung werden die gasförmigen Syntheseprodukte am oberen Ende und die flüssigen Syntheseprodukte am unteren Ende des Ofens abgezogen.Carbon dioxide hydrogenation furnace Bann for catalytic carbon dioxide hydrogenation one use synfhesis ovens that have numerous, Contain vertically running pipes into which the catalyst is filled. Towards the outside, these pipes are surrounded by a solid boiler, the Separate the two tube sheets into three compartments. The one above the upper tube sheet The synthesis gases are fed to the lying room, so that they can, for example, from above flow down through the contact fillings. From the one below the lower tube sheet The gaseous and liquid synthesis products then escape from the furnace chamber lying on the floor. If the direction of gas flow is reversed, the gaseous synthesis products are am the upper end and the liquid synthesis products withdrawn from the lower end of the furnace.

Zwischen den .beiden Rohrböden mit den eingesetzten Katalysatorrohren liegt der vom O£enmantel umschlossene Kühlraum. Zwecks Abführung der entstehenden Reaktionswärme wird er von einem Kühlmittel durchflossen. Im allgemeinen benutzt man ein flüssiges Kühlmittel, vorzugsweise Druckwasser, das im unteren Teil des Kühl raumes zugeleitet und an seinem oberen Ende abgeleitet wird. Between the two tube sheets with the catalyst tubes used is the cooling space enclosed by the open jacket. For the purpose of dissipating the resulting A coolant flows through the heat of reaction. Generally used a liquid coolant, preferably pressurized water, in the lower part of the Cooling room is fed and discharged at its upper end.

Durch die aufgenommene Reaktionswärme wird das flüssige Kühlmittel teilweise verdampft. Der entstandene Kühlmitteldampf sammelt sich unmittelbar unter dem oberen Rohrboden und bildet durch Stauung hier ein Damlpfpolster. Wegen dessen geringer Wärmeleitfähigkeit werden die oberen Enden der Kontaktrohre nur unzureichend gekühlt, da das flüssige Kühlmittel nicht bis zum oberen Rohrboden emporsteigen kann. Die oberen Enden der Kontaktfüllungen werden daher durch die entstehende Reaktionswärme überhitzt und geben zur Entstehung unerwünschter Synthese- produkte, insbesondere zu einer erhöhten Methanbildung Veranlassung. The absorbed heat of reaction turns the liquid coolant partially evaporated. The resulting coolant vapor collects directly below the upper tube sheet and forms a cushion here due to stowage. Because of that low thermal conductivity, the upper ends of the contact tubes are only inadequate cooled because the liquid coolant does not rise to the upper tube sheet can. The upper ends of the contact fillings are therefore affected by the resulting heat of reaction overheated and give rise to undesired synthesis Products, in particular cause increased methane formation.

Erfindungsgemäß wird dieser Betriebsnachteil dadurch beseitigt, daß oberhalb des oberen Rohrbodens eine kanalförmige Dampfsammelkammer oder ein ringförmiges Dampfsammelrohr angeordnet sind, die durch im oberen Rohrboden vorhandene Schlitze bzw. Verbindungsrohre mit dem Kü'hlmittelzirkulationsraum verbunden sind, durch die die in diesem gebildeten Kühlmitteldämpfe mit dem flüssigen Kühlmittel abgeleitet werden. Auf diese Weise wird der entstandene Kühlmitteldampf zu-# samen mit dem flüssigen Kühlmittel oberhalb des bis zum oberen Rohrboden ansteigenden Flüssigkeitsspiegels ungehindert abgezogen, ohne die Kühlung der oberen Kontaktrohrenden irgendwie zu stürzen. According to the invention, this operating disadvantage is eliminated in that Above the upper tube sheet a channel-shaped steam collecting chamber or an annular one Steam collecting tube are arranged through existing slots in the upper tube sheet or connecting pipes are connected to the coolant circulation space which discharges the coolant vapors formed in this with the liquid coolant will. In this way, the resulting coolant vapor is # together with the liquid coolant above the liquid level rising to the upper tube sheet unhindered withdrawn without the cooling of the upper contact tube ends somehow fall.

In der Zeichnung stellt Fig. 1 einen Verti!kalschnitt durch den oberen Teil eines Kohlenoxyd-Hydrierofens, Fig. 2 den gleichen Vertikalschnitt in einer um 90° gedrehten Ebene und Fig. 3 einen der Fig. I entsprechenden Horizontalschnitt dar; Fig. 4 bis 7 stellen in Vertikal- und Horizontalschnitten zwei weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Syntheseofens dar. In the drawing, FIG. 1 shows a vertical section through the upper one Part of a carbon oxide hydrogenation furnace, Fig. 2 shows the same vertical section in one plane rotated by 90 ° and FIG. 3 shows a horizontal section corresponding to FIG dar; 4 to 7 represent two further embodiments in vertical and horizontal sections of the synthesis furnace according to the invention.

I ist der Außenmantel des Syntheseofens, in den durch einen am oberen Ende angebrachten Stutzen 2 die Synthesegase eintreten. Der Katalysator liegt säulenförmig in den Rohren 3, die zwischen einem oberen Rohrboden 4 und einem nicht dargestellten unteren Rohrboden angebracht sind. I is the outer jacket of the synthesis furnace, into the one on the top End attached nozzle 2 enter the synthesis gases. The catalyst lies in the shape of a column in the tubes 3 between an upper tube sheet 4 and a not shown lower tube sheet are attached.

Das von unten zugeführte flüssige Kühlmittel, z. B. Druckwasser, wird am oberen Ende des Syntheseofens durch einen Rohrstutzen 5 abgeleitet. The liquid coolant supplied from below, e.g. B. pressurized water, is discharged through a pipe socket 5 at the upper end of the synthesis furnace.

Die aus Idem flüssigen Küthilmittel abgegebenen Dämpfe sammeln sich in einer Haube 6, die über die ganze Breite des oberen Rohrboden 4 hinweggeführt ist und an ihrem unteren Ende unter Durch brechung des Rohrbodens in den Kühlmittelzirkulationsraum übergeht.The vapors given off from the liquid coolant collect in a hood 6 which extends over the entire width of the upper tube sheet 4 is and at its lower end by breaking through the tube sheet in the coolant circulation space transforms.

Ohne die erfindungsgemäße Kühlmitteldampfableitungskammer 6 kann das Kühlmittel nicht bis dicht unterhalb des Rohrbodens 4 ansteigen, da unterhalb dieses Bodens im Ofenmantel I ein Rohrstutzen angebracht werden müßte, aus dem ldie gasförmigen Anteile mit dem flüssigen Kühlmittel gemeinsam abzuleiten wären. Hierbei befinden sich die gasförmigen Bestandteile oberhalb des Flüssigkeitsspiegels und führen unterhalb des Rohrbodens zu einem Dampf'polster mit wesentlich verringerter Kühlwirkung. Diese Dampfstauung verursacht die bis'her beobachtete Erhitzung des oberen Teiles der Kontaktrohre über die normal erwünschte Konta'kttemperatur. Without the coolant vapor discharge chamber 6 according to the invention the coolant does not rise to just below the tube sheet 4, because below this bottom in the furnace shell I would have to be attached a pipe socket, from the ldie gaseous fractions would have to be derived together with the liquid coolant. Here the gaseous components are located above the liquid level and lead underneath the tube sheet to a cushion of steam with a significantly reduced amount of steam Cooling effect. This accumulation of steam causes the heating of the previously observed upper part of the contact tubes above the normally desired contact temperature.

Bei Verwendung der Dampfableitungshaube 6 kann das flüssige Kühlmittel ohne Behinderung durch ein Dampfpolster bis über die Höhe des Rohrbodens 4 hinaus ansteigen und dicht oberhalb der Unterkante des Rohrstutzens 5 ohne Behinderung .durch den in der Haube 6 sich ansammelnden Dampf abfließen. Die Kontaktrohre 3 werden auf diese Weise bis zu ihrer Oberkante vom flüssigen Kühlmittel umspült und intensiv gekühlt. Schädliche Kontaktüberhitzungen infolge mangelnder Wärmeabfuhr können also nicht mehr eintreten. When using the vapor discharge hood 6, the liquid coolant without being hindered by a steam cushion up to the height of the tube sheet 4 rise and just above the lower edge of the pipe socket 5 without obstruction . Flow through the accumulating steam in the hood 6. The contact tubes 3 are in this way washed around by the liquid coolant up to their upper edge and intensely chilled. Harmful contact overheating due to insufficient heat dissipation so can no longer enter.

An Stelle einer kanalförmigen Dampfhaube 6 kann auch eine kreuzförmige Dampfsammelkammer 7 in der aus Fig. 4 und 6 ersichtlichen Ausführungsform Anwendung finden. An seiner Unterseite steht er durch entsprechende Schlitze des Rohrboden 4 mit dem Kühlmittelzirkulationsraum in Verbindung. Instead of a channel-shaped steam hood 6, a cross-shaped one can also be used Steam collecting chamber 7 in the embodiment shown in FIGS. 4 and 6, application Find. On its underside it stands through corresponding slots in the tube sheet 4 in connection with the coolant circulation space.

Claims

The discharge of the liquid and gaseous coolant components can also take place according to FIGS. 5 and 7 by a ring line 8, which is through several pipe sockets 9 communicates with the coolant circulation space. Through a pipe socket 10 is the liquid coolant together with the resulting coolant vapors derived from the furnace. PATENT CLAIM: Carbon dioxide hydrogenation furnace between two Tube sheet vertical catalyst tubes cooled by evaporating liquids contains, characterized in that above the upper cooling tube base (4) a channel-shaped steam collecting chamber (6, 7) or an annular steam collecting pipe (8) are arranged, through existing slots or connecting pipes in the upper tube sheet (9) are connected to the coolant circulation space, through which the formed in this Coolant vapors with which liquid coolant is discharged.

Referenced publications: German Patent No. 692 835.