DEP0040883DA - Gerät zur Durchführung katalytischer Gas- bzw. Dampfreaktionen - Google Patents

Description

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Societe Anonyme dite : MANUFACTURES DE PRODUITS GHIMIQUiSS

DU NORD Etablissements KUHLMNN.

Gerät zur Durchführung katalytisches Gas- bzw. Dampfreaktionen*

Die industriell benutzten'chemischen Reaktionen müssen im allgemeinen bei verhältnismässig hoher Temperatur durchgeführt werden, da sie gewöhnlich exotherm verlaufen und die Reaktionsgeschwindigkeit mit der temperatur ansteigt. Andererseits verlaufen diese Reaktionen im allgemeinen umso vollständiger, je niedriger die Temperatur ist. Das hat dazu geführt, die Reaktionen in mehreren Stufen bei Gegenwart von Katalysatoren und "bei abnehmenden Durchschnittstemperaturen verlaufen zu lassen, die so gewählt sind, dass die Produktionsfähigkeit der Anlage und die Umsetzungsausbeute möglichst' ho.ch sind.

Zin Verfahren zur Durchführung derartiger Reaktionen besteht darin, dass die Mischung der zur Reaktion zu bringenden ^ase durch οchient en von Latalysatormasse geleitet wird, worauf das Gas, das die Reaktion hinter sich hat, durch einen Wärmeaustauscher läuft, wo es sich abkühlt und dabei einen i'eil seiner Wärme an frisches ^as abgibt» Die dazu notwendige Gesamtapparatur mit zahlreichen Rohrleitungen, Verbindungen und dergleichen, wird aber schnell sehr umfangreich und schwerfällig, sobald die otrahlungswärnieverluste grössere Werte annehmen«

.Die ig
Ε^^^^=,,^ΑΑ&ΐΓ^1]=&Έϊ!^£&ΉΊ entwickelte Erfindung hat ein Gerät zum ^uegenstand, mit dessen Hilfe ein derartiges Verfahren unter Vermeidung der geschilderten Nachteile durchgeführt werden kann*

Gerät besteht in erster Linie aus einem Zylinder, in dessen Innern Röhren in zwei Flächenaggregaten oder parallelen Rohrregistern verlaufen, die an ihren Enden von zwei Rohrboden gehalten werden, die dicht auf dem ganzen Zylinderumkreis befestigt sind«. Der obere Teil des Zylinders steht mit einer nach aussen führenden öffnung in Verbindung, während der untere Teil an eine Leitung angeschlossen ist, die unter einer mit Katalysatormasse bedeckten Lochplatte mündet. ."Die Platte ist im IPusse eines Kastens oder Gehäuses angebracht, dessen Boden verschlossen ist. Sein oberer T_eil enthält eine Einfüllöffnung für den Katalysator, und seine Wand schliesst sich derjenigen des Zylinders an. Der Zylinderraum zwischen den beiden Rohrboden enthält die Rohre und besitzt in seinem oberen Teil eine an ein Aussenrohr angeschlossene Öffnung, während der untere Teil mit dem Oberteil des Hastens oder Gehäuses in Verbindung steht«

Ein Ausführungsbeispiel eines solchen Gerätes ist auf der schematischen Zeichnung veranschaulicht. In dieser stellt dar:

Abbildung 1) einen vertikalen Schnitt durch das Gerät längs der Linie I-I der Abbildung 2,

Abbildung 2) einen Horizontalschnitt längs der gebrochenen Linie JI-II-II'-II» der Abbildung 1, und

Abbildung 3) einen Teilschnitt längs der Linie lll-III der Abbildung 1 .

Wie aus dar Zeichnung ersichtlich ist, "besteht das Katalyse ge--¹-rät aus einem Zylinder 1, in dessen Innern zwei parallele" und in Bezug auf die vertikale Mittelebene des Zylinders symmetrische Register oder Sätze von Rphren 2 gelagert siiö. , die in zwei Lochbö'den 3 eingelassen sind, die ihrerseits gasdicht am ganzen Innenumfang des Zylinders 1 befestigt sind«

.Der obere Teil des Zylinders 1 besitzt eine öffnung, die im einen Rohrstutzen 4 ausläuft, und der untere Teil des Zylinders ist angeschlossen an eine Leitung 5> die unter einer Lochbodenplatte 6 mündet, die mit Katalysatormasse 7 bedeckt ist« Die Lochplatte 6 liegt im Fussteil eines kastenartigen Gehäuses 8, dessen Boden abgeschlossen ist. .Der obere Teil dieses G-ehäuses trägt eine Öffnung oder einen Einfüllstutzen 9 für die Katalyaatormasse und schliesst sich mit seiner Wandung dem Zylindermantel 1 an*

In dem-jenige η Teil des Zylinders, der zwischen den beiden Rohrboden 3 liegt, und in dem sich die Rohre 2 befinden, sind Prallbleche 1o und 11 angebracht, die rechtwinklig zur Zylinderachse liegen und Hindernisse für den Gasstrom bilden» Die Prallbleche sind mit Durchlassöffnungen für die Rohre ausgerüstet. Die Bleche 1o liegen zwischen den ausseren Kanten der beiden Rohrregister, während die Bleche 11, abwechselnd mit den Blechen 1o, geteilt sind zur Bildung von zwei Halbplatten 11a und 11b, die je zwischen dem Innenrand eines :iohrre°-isters und der Zylinderwandung liegen. Der Z^linderraum

zwischen den Rohrboden 3> in dem sich die Prallbleche 1o und 11 befinden, besitzt in seinem oberen Teil eine öffnung, die an eine Rohrleitung 12 angeschlossen ist, während der untere Teil durch eine Fensteröffnung 13 mit dem Oberteil des Gehäusekastens in Verbindung steht. In der Nähe dieses Fensters 13 mündet auch noch eine Rohrleitung 14·

Wie Abbildung 3 zeigt, wird der Lochboden 6 von radialen Gussrippen 15 gebildet, die einerseits auf einem ringförmigen Vorsprung oder Flansch 16 an der Innenwandung des Zylinders 1, und· andererseits auf kleinen Pfosten 17 aufliegen* Auf diesen Rippen 15 liegen wiederum Stützbalken 18, die ebenfalls auf dem Ringflansch 16 ruhen. Die Rippen und Stützbalken 15 und 18 sind mit gelochten Blechplatten 19 bedeckt, die in Abbildung 3 teilweise dargestellt sind«

L¹ as Remisen der für die Reaktion gebrauchten &ase tritt in das Gerät durch die Rohrleitung 12 ein, erhitzt sich durch Berührung mit den Rohren 2, tritt durch das Fenster 13 in den ü-asten 8 ein, dringt durch die liatalysatormasse 7 hindurch und gelangt in die Leitung 5· .Dann durchfliesst sie die Röhren 2 und verlässt das Gerät oben durch den Stutzen 4» Wichtig ist, dass infolge der Anordnung der Prallbleche 1o unfl. 11 die durch die Rohrleitung eintretenden Gase für gewöhnlich an den Rohren 2 des Wärmeaustauschers entlangstreichen;.

Im Bedarfsfall kann auch ein ^eil des Wärmeaustauschers, der durch die Rohre 2 gebildet wird, kurzgeschlossen werden, indan ein i'eil, des Gases, das zur reaktion gebracht werden so 11,

durch die Rohrleitung 14 eingeführt wird.

Das Gerät ist sehr handlich und von gedrängter Bauart und erfordert nur eine sehr geringe Anzahl von äusseren Rohrleitungen. Es bietet weiter den wichtigen Vorteil, dass die Katalysatormasse niemals in Berührung mit den n'ärineaustauschf lachen kommt «

Claims (3)

Tat ent ans prüche,

1) Gerät zur Durchführung katalytischer Gas- bwz. Dampfreaktionen, dadurch gekennzeichnet, dass im Innern eines Zylinders (1) zwei parallele register oder Sätze von
Wärmeaustauschrohren (2) angeordnet sind, die an ihren
Enden von zwei Rohrboden (3) gehalten sind, die gasdicht am ganzen Umfang des Zylinders befestigt sind, und dass
der obere Teil des Zylinders eine nach aussen führende
öffnung (4) besitzt, während der untere Teil an eine

Leitung (5) angeschlossen ist, die unter einem als Auflagefläche für Katalysatormasse geeigneten Lochboden (6) mündet, der im Fussteil eines unten geschlossenen Kastens oder Gehäuses (8) liegt, dessen mit einer Einfüllöffnung (9 für den Katalysator ausgerüsteter Oberteil sich mit seiner Wandung an den Zylindermantel anschliesst, wobei der zwischen den Rohrboden liegende und die Wärmeaustausehröhre enthaltende Zylinderraum in seinem Oberteil an eine äussere Rohrleitung (12) angeschlossen ist und in seinem Unterteil mit dem Oberteil des Kastens oder Gehäuses in Verbindung steht*

2) Gerät nach Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet, dass der

zwischen den Rohrboden liegende Zylinderraum mit Prallblechen Oo, 11) ausgerüstet ist, die rechtwinklig zur Zylinderachse liegen und Hindernisse für den Gasstrom bilden, wobei diese Prallbleche abwechselnd einerseits (io) zwischen den Aussenrandern der beiden Rohrregister und andererseits in Form zweier Halbplatten (11a, 11b) je zwischen dein Innenrand eines Rohrregisters und der Zylinderwandung liegen*

3) Gerät nach Ansprüchen 1) oder 2), dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderraum zwischen den iiohrböden ausser dein in seinen Oberteil mündenden Zuführungsrohr (12) für das zur Reaktion zu bringende Gasgemisch, in seinem weiter unten gelegenen oder Mittelteil eine zusätzliche Einführungsöffnung (14) besitzt, durch die ein J-'eil des Gasgemisches (im wesentlichen unter Umgehung des Wärmeaustauschers) in die Reaktionszone eingeführt werden kann»