DEP0056057DA - Einrichtung zur Durchführung katalytischer exothermer Gasreaktionen im flüssigen Medium - Google Patents

Description

Der Syntheseofen dient der Durchführung katalytischer exothermer Gasreaktionen im flüssigen Medium. Unter einer katalytischen exothermen Gasreaktion ist hier beispielsweise die Synthese von bei normaler Temepratur flüssigen und/oder festen Kohlenwasserstoffen aus Kohlenoxyd und Wasserstoff zu verstehen. Diese Reaktion wird mit Hilfe von Katalysatoren durchgeführt, welche in einer Flüssigkeit suspendiert sind, wobei eine bestimmte Temperatur zur Vermeidung von Nebenreaktionen genaue eingehalten werden muss. Bei der Reaktion tritt eine positive Wärmetönung auf, welche Wärme schnellmöglichst abgeführt werden muss, damit keine Erhöhung der Reaktionstemperatur eintritt.

Es sind Verfahren und Einrichtungen bekannt, welche diese schnelle Abführung der auftretenden Reaktionswärme bewirken sollen. Es ist beispielsweise bekannt, dass in den Reaktionsraum Rohre eingehängt werden, in welchen Wasser zirkuliert, welches die Reaktionswärme aufnehmen und abführen soll. Eine derartige Einrichtung hat einerseits den Nachteil, dass infolge der geringen Bewegung der katalytischen Flüssigkeit gegen die Wasserrohre nur ein geringer Wärmeübergang stattfindet und andererseits nur eine beschränkte Kühlfläche untergebracht werden kann. Weiter sind Vorschläge zur Abführung der Reaktionswärme bekannt, derart, dass man dem flüssigen Medium ein anderes, teilweise unter den Temperatur- und Druckbedingungen der Synthese verdampfbares Medium beimischt und dem Reaktionsraum auf diese Weise Wärme entzieht. Dieser Vorschlag hat den Nach-

Teil, dass die Reaktionswärme nicht nutzbringend in Form von hochgespanntem Dampf gewonnen werden kann. Schliesslich ist noch ein Vorschlag bekannt, nach welchem zur Regelung der Temperatur des Reaktionsbettes ein Teil des flüssigen Mediums ständig abgeführt und nach Durchleitung durch einen Kühler dem Syntheseraum wieder zurückgeführt werden soll. Auch dieser Vorschlag hat den Nachteil, dass die Reaktionswärme nur mit geringem Wirkungsgrad wieder gewonnen werden kann und den weiteren Nachteil, dass der Reaktionsraum hinsichtlich Temperaturlage unhomogen wird, da das flüssige Medium nur von einem kleinen Ausschnitt des Umfanges des Reaktionsbettes abgeführt und wieder zugeführt werden kann.

Die vorliegende Erfindung vermeidet die vorbeschriebenen Nachteile. Die erfindungsgemässe Einrichtung, welche in der Abbildung 1 dargestellt ist, besteht aus einem senkrechten zylindrischen Behälter 10, in welchem sich das katalytische flüssige Medium vom Rost 15 bis zur Höhe a-a befindet. Dieser zylindrische Behälter enthält einen unten und oben offenen zylindrischen Einsatz 11, welcher den Raum in den inneren Reaktionsraum 12 und den äusseren Kühlraum 13 trennt. Der zylindrische Einsatz 11 ist in der Höhe so bemessen, dass am oberen und unteren Ende eine Übertrittsmöglichkeit für das katalytische flüssige Medium besteht. Der Kühlraum 13 enthält Kühlrohre, durch welche Wasser beispielsweise nach dem bekannten Thermomosyphonsystem zirkuliert.

Das Reaktionsgas wird der Einrichtung durch die Leitung 14 zugeführt und tritt durch den Rost 15 in den Reaktionsraum ein. Es durchströmt dann das katalytische flüssige Medium, wo die Gasreaktion eintritt. Das Restgas und die dampfförmigen Syntheseprodukte verlassen die Einrichtung durch die Öffnung 16.

Der Reaktionsraum 12 enthält im Betriebszustand das flüssige Medium, vermischt mit dem Reaktionsgas. Das Restgas und die Dämpfe scheiden sich and er Oberfläche des flüssigen Mediums von demselben ab. Der Kühlraum 13 enthält nur das gasfreie flüssige Medium, welches spezifisch schwerer ist als die Mischung Flüssigkeits-Gas im Reaktionsraum 12. Gemäss dem Gesetz der kommunizierenden Rohre entsteht ein lebhafter Umlauf in der Einrichtung, derart, dass eine Strömung im Reaktionsraum von unten nach oben und im Kühlraum von oben nach unten vorhanden ist. Die im Reaktionsraum freiwerdende Wärme wird schnell in den Kühlraum verbracht und dort von dem ebenfalls schnell zirkulierenden Kühlwasser aufgenommen. Dieser schnelle Umlauf bedingt hohe Wärmeübergangszahlen, wodurch entsprechend kleine Kühlflächen erforderlich werden. Mit der Druckeinstellung im Kühlwassersystem kann man die Höhe der Temepratur im Reaktionsraum leicht und sicher einstellen. Die Reaktionswärme kann in Form von hochgespanntem Dampf gewonnen werden. Weiter ist es konstruktiv möglich, beliebig viel Kühlrohre im Kühlraum unterzubringen, da die Ausweitung des Raumes nach aussen nicht beschränkt ist, wodurch eine hohe Leistungsfähigkeit der Einrichtung gegeben ist. Die Trennung des Reaktionsraumes vom Kühlraum erlaubt ferner einen freien Abzug des Restgases und der Dämpfe, sowie die Anbringung eines Tropfenfängers 17 und gegebenenfalls eines Rückflusskühlers.

Claims (1)

1. Einrichtung zur Durchführung katalytischer exothermer Gasreaktion im flüssigem Medium, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktionsraum vom Kühlraum durch eine senkrechte Wand, welche im oberen und unteren Ende Übertrittsöffnungen für das flüssige Medium besitzt, getrennt ist.