DEP0040883DA

DEP0040883DA - Device for carrying out catalytic gas or steam reactions

Info

Publication number: DEP0040883DA
Authority: DE
Inventors: Julien Honorat La Celle Saint Cloud Demagny
Original assignee: Kuhlmann SA
Current assignee: Kuhlmann SA
Publication date: 1951-03-08

Description

ρ 4o 883 IV b/12 g Dρ 4o 883 IV b / 12 g D

Societe Anonyme dite : MANUFACTURES DE PRODUITS GHIMIQUiSSSociete Anonyme dite: MANUFACTURES DE PRODUITS GHIMIQUiSS

DU NORD Etablissements KUHLMNN.DU NORD Etablissements KUHLMNN.

Gerät zur Durchführung katalytisches Gas- bzw. Dampfreaktionen*Device for carrying out catalytic gas or steam reactions *

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.The chemical reactions used industrially must generally be carried out at a relatively high temperature as they are usually exothermic and the rate of reaction increases with temperature. on the other hand the lower the temperature, the more complete these reactions are in general. That has led to the Reactions proceed in several stages in the presence of catalysts and with decreasing average temperatures that are chosen in such a way that the production capability of the plant and the conversion yield are, if possible, 'ho.ch'.

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«A method for carrying out such reactions is that the mixture of the ^ ase to be reacted is passed through οchient en of catalyst mass, whereupon the gas that has the reaction behind it through a heat exchanger runs where it cools down and in the process gives off part of its warmth to fresh food Overall apparatus with numerous pipelines, connections and the like, however, quickly becomes very extensive and cumbersome as soon as the radiation heat losses are greater accept"

.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*.The ig
Ε ^^^^ = ^ ,, ΑΑ & ΐΓ ^{1] =} Έϊ! ^ £ & ΉΊ developed invention is a device for ^u UBJECT, can be performed with the aid of such a process while avoiding the disadvantages *

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«The device consists primarily of a cylinder, inside of which tubes run in two flat aggregates or parallel tube registers, which are held at their ends by two tube sheets that are tightly fastened around the entire circumference of the cylinder «. The upper part of the cylinder is connected to an opening leading to the outside, while the lower part is connected to a line which opens under a perforated plate covered with catalyst mass. ". The plate is mounted in IPusse a box or housing whose bottom is closed. Its upper T _e il contains a filling opening for the catalyst, and its wall joins that of the cylinder. The cylinder space between the two tubesheet contains the tubes, and has an opening connected to an outer tube in its upper part, while the lower part is connected to the upper part of the haste or housing «

Ein Ausführungsbeispiel eines solchen Gerätes ist auf der schematischen Zeichnung veranschaulicht. In dieser stellt dar:An embodiment of such a device is illustrated on the schematic drawing. In this shows:

Abbildung 1) einen vertikalen Schnitt durch das Gerät längs der Linie I-I der Abbildung 2,Figure 1) a vertical section through the device along the line I-I of Figure 2,

Abbildung 2) einen Horizontalschnitt längs der gebrochenen Linie JI-II-II'-II» der Abbildung 1, undFigure 2) a horizontal section along the broken line JI-II-II'-II »of Figure 1, and

Abbildung 3) einen Teilschnitt längs der Linie lll-III der Abbildung 1 .Figure 3) a partial section along the line III-III of Figure 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«Are as drawing can be seen from, "is the catalysis ge-- ¹ -rät of a cylinder 1, inside which two parallel" and siiö supported with respect to the vertical center plane of the cylinder symmetric registers or sets of Rphren. 2 which are embedded in two perforated floors 3, which in turn are fastened gas-tight on the entire inner circumference of the cylinder 1 «

.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*The upper part of the cylinder 1 has an opening which runs out in a pipe socket 4, and the lower part of the cylinder is connected to a line 5> which opens under a perforated base plate 6 which is covered with catalyst mass 7 « The perforated plate 6 lies in the foot part of a box-like housing 8, the bottom of which is closed. The top of this G-ehäuses has an opening or a filler neck 9 for the Katalyaatormasse and closes with its wall the cylinder jacket 1 to *

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^linderraumIn that η part of the cylinder that lies between the two tube sheets 3 and in which the tubes 2 are located, baffle plates 1o and 11 are attached, which are at right angles to the cylinder axis and form obstacles for the gas flow » The baffle plates are equipped with passage openings for the pipes. The sheets 1o are between the outer edges of the two pipe registers, while the sheets 11, alternating with the sheets 1o, are divided to form two half-plates 11a and 11b, which each lie between the inner edge of a: iohrre ° -ister and the cylinder wall. The cylinder room

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·between the tube sheet 3> in which the baffle plates 1o and 11 are located, has an opening in its upper part, which is connected to a pipe 12, while the lower part through a window opening 13 with the upper part of the housing box is in communication. In the vicinity of this window 13 there also opens a pipe 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«As Figure 3 shows, the perforated bottom 6 is formed by radial cast ribs 15, on the one hand on an annular Protrusion or flange 16 on the inner wall of cylinder 1, and on the other hand, rest on small posts 17 * these ribs 15 are in turn supporting beams 18, which also rest on the annular flange 16. The ribs and support beams 15 and 18 are covered with perforated sheet metal plates 19, some of which are shown in Figure 3 «

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;.L ¹ as remise of the gas used for the reaction enters the device through the pipe 12, heats up when it comes into contact with the pipes 2, enters the branches 8 through the window 13, penetrates through the catalyst mass 7 and arrives into the line 5 ·. Then it flows through the tubes 2 and leaves the device at the top through the nozzle 4 »It is important that due to the arrangement of the baffle plates 1o unfl. 11 the gases entering through the pipeline usually sweep along the tubes 2 of the heat exchanger ;.

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,If necessary, part of the heat exchanger, which is formed by the tubes 2, can also be short-circuited, indan one i'eil, the gas that can be made to react so 11,

durch die Rohrleitung 14 eingeführt wird.is introduced through the pipe 14.

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 «The device is very handy and compact and requires only a very small number of external ones Pipelines. It also offers the important advantage that the catalyst mass never comes into contact with the n'ärineexchangef laugh comes «

Claims

Acted according to the requirements,

1) Device for carrying out catalytic gas or Steam reactions, characterized in that inside a cylinder (1) two parallel registers or sets of
Heat exchange tubes (2) are arranged on their
Ends of two tube sheets (3) are held, which are gas-tight attached to the entire circumference of the cylinder, and that
the upper part of the cylinder leads to the outside
opening (4) has, while the lower part of a

Line (5) is connected, which is located under a perforated base (6) suitable as a support surface for catalyst mass opens, which lies in the foot part of a box or housing (8) closed at the bottom, whose with a filling opening (9 for the catalytic converter equipped upper part connects with its wall to the cylinder jacket, with the between the tube sheet lying and the heat exchange tube containing the cylinder space in its upper part to an outer one Pipeline (12) is connected and in its lower part with the upper part of the box or housing in connection stands*

2) Device according to claim 1), characterized in that the

The cylinder space lying between the tube sheet is equipped with baffle plates Oo, 11) which are at right angles to the cylinder axis lie and form obstacles for the gas flow, these baffles alternately on the one hand (io) between the outer edges of the two pipe registers and on the other hand in the form of two half-plates (11a, 11b) each lie between your inner edge of a pipe register and the cylinder wall *

3) Device according to claims 1) or 2), characterized in that the cylinder space between the iiohrboden except your in its upper part opening feed pipe (12) for the gas mixture to be reacted, in its below located or central part has an additional inlet opening (14) through which a J-'eil of the gas mixture (essentially bypassing the heat exchanger) can be introduced into the reaction zone »