DE903690C

DE903690C - Waermeaustauscher zur Durchfuehrung katalytischer Umsetzungen und Verfahren zu dessen Betrieb

Info

Publication number: DE903690C
Application number: DEP17505D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Walter Fritz; Dipl-Ing Ferdinand Gerstner
Original assignee: Wacker Chemie AG
Current assignee: Wacker Chemie AG
Priority date: 1941-07-19
Filing date: 1941-07-19
Publication date: 1954-02-08

Description

Wärmeaustauscher zur Durchführung katalytischer Umsetzungen und Verfahren zu dessen Betrieb Bei Durchführung von chem'isdien Umsetzungen wird Wärme frei, oder es muß solche zugeführt werden. Kleinere Reakionsgefäße werden zu die sem Zweck mit Heiz-oder Kühlmänteln versehen.
Von einer gewissen Größe an Mnd jedoch diese Mittel nicht ausreichend für einen genügenden Wärmeaustausch. Es ist daher notwendig, wärmeaustauschende Vorrichtungen, z. ß. mit strömender Flüssigkeit gefüllte Rohre, innerhalb desReaktionsgefäßes anzeuordnen. Dabei müssen vor allem zwei Forderungen. erfüllt werden. Es sollen die Austauschmittel aus dem Reaktionsgefäß ohne besonW dere Umstände entnommen werden können, um Kontrollen, und gegebenenfalls Reparaturen zu ermöglichen. Ferner soll das Reaktionsgefäß ohne Behinderung durch die ausatauschvorrichtungen im Innern desselben mit dem Katalysator gleichmäßig gefüllt bzw. soll auch die Entleerung leicht vorgenommen werden können.
Es wurde eine Ausführung eines Wärmeaustauschers zur Vornahme katalytischer Umsetzungen mit mehreren nach oben oder unten entfenbaren, mit dem Austauschmittel, z. B. mit flüssigkeit ge füllten Rohren, gefunden, bei dem ohne besondere Umstände der Katalysator nötigenfalls auch während des Betriebes eingefüllt lind abgezogen werden kann. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch ermöglicht, daß die Austauschvonrichtunge, z. B.
Rohre u. dgl., oben und unten in einen bzw. mehrere Sammelräume münden, die so angeordnet und gestaltet sind, daß sie den innehalb des Reaktionsgefäßes nach unten sich bewegenden Katalysator durchlassen. Diese Sammelräume können z. B. in der Richung der Bewegung des Katalysators zweckmäßig eine mehr länglichen Form besitzen und in der Miltite oder an der Seite des Reaktionsgefäßes angeordnet sein. Die Sammelräume sind durch lösbare Verbindungen, z. B. mittels Stopfhüchsen. mit den Ableitungen verbunden, welche durch die Wandung des Reaktionsgefräßes führen und die Speisung der Austauschvorrichtungen, mit dem Austauschmittel ermöglichen. Wenn die Sammelräume mit dem Deckel des Umsetzungsgefäßes verbunden oder zusammengebaut sind, können lösbare Verbindungen entbehrt werden. In diesem Fall können die Sammelräume innerhalb odr außerhalb des Deckels angeordnet sein, Bei katalytischen Umsetzungen, die Wärme abgeben, kann man die Austauschvorrichtungen und die Sammelräume nach den Grundsätzen eines Dampfkessels konstruieren. In den unteren Sammelräumen befindert sich dann die Flüssigkeit, während die oberen als Dampfdom ausgebildet sind, aus den entsprechend, der aufrechtrzuerhaltenden. Reaktionstemperatur Dampf abgeblasen werden kann. Es kann aber auch ein Dampfsmmelrum außerhalb, getrennt vom Wärmeaustauscher, angeordnet werden.
Die Vorrichtung ermöglich durch zeitweises oder fortlaufendes Ein- und Ausschleusen des Katalysators auch während des Betriebes eine ununterbrochene Arbeitsweise, was insbesondere wichtig ist, wenn die Katalysatoren eine geringe Lebensdauer besitzen. Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch an einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Das z. B. zylindrische Umsetzungsgefäß 1 mit einem Kühlmantel 2 ist unten konisch verengt und mit Schiebern 3 für den auszuschleusensen, Katalysator sowie mit Ableitungen 4 für die umgesetzten Gase versehen. In Innern des. Umsetzungsgefäßes I sind als Awstauschvorrichtungen Rohre 5 angeordnet, welche in die Sammelräume 6 und 7 münden. Der untere Sammelraum 6 ist durch eine Stopfbüchse 8 mit der Zuführung 9 für das Austauschmittel lisbar verbunden. Der obere Sammelraum 7 ist in den Rand des Deckels 10, welcher mit Zuleitungen 1 für die Umsetzungsgase sowie mit Schiebern 12 für die kagtalysatoreneinschleusung versehen ist, angebaut.
Die Vorrichtung kann auf verschiedene Weise abgeändert werden. Der Deckel kann oben oder unten angebracht sein. Die Sammelräume können alle innerhalb des Umsetzungsgefäßes ähnlich den mit Ziffer 6 bezeichneten angeordnet werden.
Außerdem können die Sammelräume unterteilt oder deren mehrere vorgesehen sein, in die jeweils ein Rohrbündel mündet. Jeder einzelne Sammelraum ist, sofern er nicht in den Deckel eingebaut ist. durch eine Stop fbüchse mit der Zuführungsleitung für das Austauschmittel verbunden. Auf die Möglichkeit der Ausgestaltung des oberem Sammelraumes 7 als Dampfdom wurde schon oben hlingewiesen. die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Der Kata lysator kann mittels der Schieber 12 und 3 gegebenenfalls auch während des Betriebes ein-und ausgesohleust, werden. Zur Vornahme von Kontrollen oder Reparaturen der Austauschvorrichtungen oder von Auskleidungen werden der Deckel abgehoben und die Verbindung 8 gelöst. Die Rohre können ohne Schwierigkeiten jewielis aus-und eingefahfren werden. Wie aus der dadrgestellten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfidnung zu ersehen ist, wird eine vollkommen gleichmäßige Vertelung der Reaktionsgase im Umsetzungsgefäß ermöglicht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE I. Wärmeaustauscher zur Durchführung katalytiecker Umsetzungen, bei dem der Katalysator gegebenenfalls während des Betriebes oben zugeführt und unten abgezogen werden kann, mit mehreren senkrechten, mit dem Austauschmittel, z. B. mit Flüssigkeit, gefüllten Rohren, dadruch gekennzeichnet, daß die Austauschvorrichtungen, z. B. die Rohre, oben und unten in einen bzw. mehrere, einen Durchlaß für den Katalystator bildende Sammelnäume münden, die ohne Behinderung durch das Reaktionsgefäß gleichzeitig mit dem Rohren aus diesem ausgefahren werden können.
2. vorrichtung nach Anspruch 1, dadruch gekennzeichnet, daß die rohre unten und/oder oben in einen, oder mehrere innerhalb des Reaktionsgefäßes angeordnete Sammelräume münden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (5) uniten. oder oben in einen oder mehrere entfernbare, unterhalb oder oberhalb des Umsetzungsraumes (1) befindliche, zweckmäßig mit dem Deckel (IO) verbundene Sammelräume (7) münden
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Sammelräume (6) lösbare Verbindungen (8) für die Speisung mit einem Austauschmittel besitzen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Austauschmittel gefüllte System von Rohren und Sammelräumefn als Dampfkessel ausgebildet ist, in der Weise, daß sich im unteren Teil das. Austauschmittel, im oberen Teil, der zweckmäßig als Dampfdom ausgelbildet, ist der Dampf sammelt.
6. Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 5, dadurch. gekennzeichnet, daß während des Betriebes in den Wärmeaustauscher der katalysator ober ein- und unten ausgeschleust wird.

Angezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 185 928, 1 891 278, 2 101 167; schweizerische Patentschriften Nt 26 152, 198 499; deutsche Patentschriften Nr. 684 165, 659 184, 113 932; P. A. Norstedi ii. Söhne, Stockholm 1933, Nobelvortrag von Carl B o o c h »Über die Entwiclung der chemischen Hochdrucktechnik bei dem Aufbau der neuen Ammoniakindustrie«, Tafel 13, Bild 27.