DE920544C - Reaktionsgefaess mit in der Katalysatorschicht angeordnetem Zuleitungs-rohr fuer die Reaktionsteilnehmer - Google Patents

Description

• Reaktionsgefäß mit in der Katalysatorschficht angeordnetem Zuleitungsrohr für die Reaktionsteilnehmer Bei der Ausführung chemischer Reaktionen bei hohen Temperaturen, an denen gasförmige oder flüssige Stoffe teilnehmen, z. B. der Ammoniak-, Methanol- oder KohlenwasXserstoffsynlthese, bei denen die Reaktionsräume mit Katalysatoren, meist in mehreren übereinan,derliegenden Schichten, gefüllt sind, werden die Reaktionsteilnehmer meist durch ein zentral oder außermfttfg angeordnetes, jn der Katalysatorschicht befindliches Rohr von oben her der Katalysatorschicht zugeleitet. Dieses Rohr ist mit seinem unteren Ende fest und gasdicht mit dem Boden des Reaktionsgefäßes oder, falls der Katalysatorraum sich nur im oberen Teil des Gefäßes befindet, mit einem Zwischenboden verbunden.
• Das Zuleitungsrohr, das mit Katalysatoren umgeben i.st, kann sich bei Temperaturanstieg nach oben ausdehnen. Diese Rohre bestehen je nach den korrodierenden Einflüssen der Reaktionstei lnehmer beispielsweise aus Eisen, aus Chromnickelstahl, aus Kupfer od. dgl. S.ie geben oft au;s nachgenannten Gründen zu erheblichen Betriebsstörungen Veranlassung.
• Der Wärmeausdehnungskoeffizient des Werkstoffes der Rohre ist meist wesentlich größer als derjenige der das Rohr umgebenden Katalysatormasse. Dazu kommt, daß vielfach in dem Zuleitungsrohr eine elektrische Heizung angeordnet ist, so daß während des Aufheizens das Rohr schon heiß ist, bevor die Katalysatorschicht anfängt warm zu werden. Die Folge ist, daß bei zunehmender Temperatur das Zuleitungsrohr in seiner Länge wesentlich mehr wächst als die umgebende Katalysatorschicht. Da diese die Neigung hat, das Zuleitungsrohr einzuklemmen, und bei höherer Tem- peratur oft noch zusätzlich an demselben festbackt, ist das Rohr bei späterem Temperaturrückgang verhindert, sleine frühere ungedehnte Lage wieder einannehmen. Die Reibung zwischen Rohr und Katalysatorschicht ist hierbei oft so groß, daß dieses losgerissen oder gar zerrissen wird, so daß man wegen eines Gaskurzschlusses den Betrieb abstellen muß. iEs wurde nun gefunden, daß die geschilderten Nachteile vermieden werden, wenn man dieses Zuleitungsrohr mit einem aus einzelnen Rohrstücken zusammengesetzten Schutzrohr umgibt.
• An Hand der Abbildungen sei die Erfindung näher erläutert.
• Gemäß Abb. I versieht man das Zentralrohr I mit einem in Rohrstücke 2 unterteilten Schutzrohr 3, wobei die Rohrstücke 2 zweckmäßig an einer Stirnseite mit beispielsweise halbrundförmigen Aussparungen 4 versehen sind. Diese Rohrstücke 2, die zweckmäßig eine geringe Höhe besitzen, z. B. gleich oder kleiner sind als der Durchmesser des Zuleitungsrohres, schützen dieses vor dem Einklemmen durch die Katalysatorschicht 5, so daß es sich frei und ungehindert nach oben ausdehnen und später wieder in seine ursprüngliche Lage zurückgehen kann. Der Unterschied der Durchmesser vom Zuleitungsrohr und Schutzrohr ist möglichst klein zu wählen, damit nur wenig Gas, Dampf oder Flüssigkeit durch den entstandenen Ringspalt 6 hindurchströmen kann. Die trotzdem hindurchgehenden Medien können jedoch durch ihren Überdruck durch die Aussparungen 4 der Rohrstücke 2 wieder in die Katalysatorschicht eintreten und an der Reaktion teilnehmen. In der unteren Hälfte der unteren Katalysatorschicht I2 erhalten die Rohrstücke 2 zweckmäßig keine Aussparungen, weil hier kein Durchtritt der Medien in den Reaktionsraum mehr erforderlich ist.
• Die Einzelanordnung und relativ kleine Höhe der Rohrstücke 2 ist deshalb vorteilhaft, weil so die Abschnitte einerseits sich leicht auf das Rohr aufschieben lassen und andererseits in ihrer durch Wärmedehnung nach oben verschobenen Lage verbleiben können. Der etwa hierbei entstehende kleine Ringspalt hat keinerlei Bedeutung, selbst wenn sich Katalysatorkörner, die jedoch meistens wesentlich größer als der entstandene Ringspalt sind, dazwischensetzen sollten, da sie hier zusätzlich eine Sperre für die gegebenenfalls zwischen Rohr 1 und Schutzrohr 3 strömende kleine Menge der zu reagierenden Medien bedeuten. Für Fälle, in denen der Katalysator zum Zerfall neigt und der sich hierbei bildende Staub gegebenenfalls in den Ringspalt 6 gerät, kann dies durch Anordnung eines Abdeckringes 7 (vgl. Abb. II) oder einer Überlappung 8 (vgl. Abb. III) oder auch einer Abschrägung g (vgl.
• Abb. IV) verhindert werden. Vorteilhaft sind an den genannten Stellen kleine Löcher zum Durchtritt der Medien am Umfang angebracht. In besonderen Fällen, wenn mehrere Katalysatorschichten übereinander verwendet werden, kann dieses Schutzrohr in Abschnitte von einer Länge unterteilt werden, die etwa der Länge einer Katalysatorschicht entspricht, wobei vorteilhaft das untere Ende gegen Durchtritt der Medien abgedichtet ist. Damit die Rohrstücke 2 sich ungehindert vom Rohr I ausdehnen können, ist zwischen dem Abschlußring I0 und dem oberen Ende des Schutzrohres 3 ein Zwischenraum II gelassen, der so groß ist, daß, falls die Rohrstücke 2 in ihrer gedehnten Lage verbleiben sollten, noch genügend Platz vorhanden ist, daß das Rohr I bei Temperaturrückgang seine Anfangsstellung wieder einnehmen kann.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Reaktionsgefäß mit in der Katalysatorschicht angeordnetem Zuleitungsrohr für die Reaktionsteilnehmer, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuleitungsrohr von einem aus einzelnen Rohrstücken zusammengesetzten Schutzrohr umgeben ist, die zweckmäßig eine geringe Höhe besitzen und vorteilhaft an einer Stirnseite mit einer oder mehreren Aussparungen versehen sind.
2. 2. Reaktionsgefäß nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Rohrabschnitte des Schutzrohres an einer Stirnseite mit einem Abdeckring versehen oder überlappt oder an beiden Seiten abgeschrägt sind.
3. 3. Reaktionsgefäß nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren übereinander angeordneten Katalysatorschichten die einzelnen Rohrabschnitte des Schutzrohres eine Länge von etwa einer einzelnen Katalysatorschicht besitzen und zweckmäßig an ihrem unteren Ende gegen durchströmendes Gas abgedichtet sind.

   Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 805 040.