EA004758B1 - Способ и устройство для проведения реакций в реакторе с щелевидными реакционными пространствами - Google Patents

Способ и устройство для проведения реакций в реакторе с щелевидными реакционными пространствами Download PDF

Info

Publication number
EA004758B1
EA004758B1 EA200300225A EA200300225A EA004758B1 EA 004758 B1 EA004758 B1 EA 004758B1 EA 200300225 A EA200300225 A EA 200300225A EA 200300225 A EA200300225 A EA 200300225A EA 004758 B1 EA004758 B1 EA 004758B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
wall elements
reaction spaces
reaction
reactants
catalyst
Prior art date
Application number
EA200300225A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200300225A1 (ru
Inventor
Рюдигер Шютте
Торстен Бальдуф
Катрин Беккер
Ина Хемме
Биргит Бертш-Франк
Вернер Вильднер
Юрген Ролльманн
Георг Марковц
Original Assignee
Дегусса Аг
Уде Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дегусса Аг, Уде Гмбх filed Critical Дегусса Аг
Publication of EA200300225A1 publication Critical patent/EA200300225A1/ru
Publication of EA004758B1 publication Critical patent/EA004758B1/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/12—Elements constructed in the shape of a hollow panel, e.g. with channels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30—Injector mixers
    • B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/56—General build-up of the mixers
    • B01F35/561—General build-up of the mixers the mixer being built-up from a plurality of modules or stacked plates comprising complete or partial elements of the mixer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0093—Microreactors, e.g. miniaturised or microfabricated reactors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/248—Reactors comprising multiple separated flow channels
    • B01J19/249—Plate-type reactors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B15/00—Peroxides; Peroxyhydrates; Peroxyacids or salts thereof; Superoxides; Ozonides
    • C01B15/01—Hydrogen peroxide
    • C01B15/029—Preparation from hydrogen and oxygen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/27—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation
    • C07C45/32—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen
    • C07C45/33—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties
    • C07C45/34—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties in unsaturated compounds
    • C07C45/35—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties in unsaturated compounds in propene or isobutene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/16—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
    • C07C51/21—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen
    • C07C51/25—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of unsaturated compounds containing no six-membered aromatic ring
    • C07C51/252—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of unsaturated compounds containing no six-membered aromatic ring of propene, butenes, acrolein or methacrolein
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D301/00—Preparation of oxiranes
    • C07D301/02—Synthesis of the oxirane ring
    • C07D301/03—Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds
    • C07D301/12—Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds with hydrogen peroxide or inorganic peroxides or peracids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0081—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by a single plate-like element ; the conduits for one heat-exchange medium being integrated in one single plate-like element
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2101/00—Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
    • B01F2101/2204—Mixing chemical components in generals in order to improve chemical treatment or reactions, independently from the specific application
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/30—Micromixers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/02—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor with stationary particles
    • B01J2208/021—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor with stationary particles comprising a plurality of beds with flow of reactants in parallel
    • B01J2208/022—Plate-type reactors filled with granular catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00245—Avoiding undesirable reactions or side-effects
    • B01J2219/00259—Preventing runaway of the chemical reaction
    • B01J2219/00265—Preventing flame propagation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00781—Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/00819—Materials of construction
    • B01J2219/00835—Comprising catalytically active material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00781—Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/00851—Additional features
    • B01J2219/00858—Aspects relating to the size of the reactor
    • B01J2219/0086—Dimensions of the flow channels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00781—Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/00889—Mixing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2451—Geometry of the reactor
    • B01J2219/2453—Plates arranged in parallel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2451—Geometry of the reactor
    • B01J2219/2456—Geometry of the plates
    • B01J2219/2458—Flat plates, i.e. plates which are not corrugated or otherwise structured, e.g. plates with cylindrical shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2461—Heat exchange aspects
    • B01J2219/2462—Heat exchange aspects the reactants being in indirect heat exchange with a non reacting heat exchange medium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2461—Heat exchange aspects
    • B01J2219/2465—Two reactions in indirect heat exchange with each other
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2461—Heat exchange aspects
    • B01J2219/2467—Additional heat exchange means, e.g. electric resistance heaters, coils
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2476—Construction materials
    • B01J2219/2477—Construction materials of the catalysts
    • B01J2219/2479—Catalysts coated on the surface of plates or inserts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2476—Construction materials
    • B01J2219/2477—Construction materials of the catalysts
    • B01J2219/2481—Catalysts in granular from between plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2476—Construction materials
    • B01J2219/2483—Construction materials of the plates
    • B01J2219/2485—Metals or alloys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2476—Construction materials
    • B01J2219/2483—Construction materials of the plates
    • B01J2219/2487—Ceramics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2491—Other constructional details
    • B01J2219/2492—Assembling means
    • B01J2219/2493—Means for assembling plates together, e.g. sealing means, screws, bolts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2491—Other constructional details
    • B01J2219/2492—Assembling means
    • B01J2219/2493—Means for assembling plates together, e.g. sealing means, screws, bolts
    • B01J2219/2495—Means for assembling plates together, e.g. sealing means, screws, bolts the plates being assembled interchangeably or in a disposable way
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2491—Other constructional details
    • B01J2219/2497—Size aspects, i.e. concrete sizes are being mentioned in the classified document
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2491—Other constructional details
    • B01J2219/2498—Additional structures inserted in the channels, e.g. plates, catalyst holding meshes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Epoxy Compounds (AREA)

Abstract

В заявке описаны устройство и способ проведения реакций по меньшей мере между двумя текучими реагентами в реакторе, содержащем стеновые элементы (1), щелевидные реакционные пространства (3) и полости (5) для прохода текучего теплоносителя. В зависимости от характера реакции и производительности реактора выбирается количество стеновых элементов (1), которые объединяются в имеющий модульную конструкцию и форму прямого параллелепипеда блок (24), в котором реакционные пространства (3) образуются между боковыми поверхностями (2) имеющих форму прямых параллелепипедов стеновых элементов (1), при этом реагенты, подаваемые в реакционные пространства (3) через зоны, расположенные на краях реакционных пространств на одной и той же стороне блока (24), проходят через реакционные пространства (3) параллельными потоками, а текучий теплоноситель проходит через трубчатые полости (5), расположенные внутри стеновых элементов (1).

Description

Настоящее изобретение относится к способу проведения реакций по меньшей мере между двумя текучими реагентами в реакторе, в котором расположены стеновые элементы, щелевидные реакционные пространства и полости для прохода текучего теплоносителя.
Предпосылки создания изобретения
В ΌΕ 3342749 А1 описан реактор пластинчатого типа, предназначенный для проведения химических реакций синтеза при высоком давлении, в котором используются имеющие форму прямых параллелепипедов пластины с образующими заполненную катализатором камеру металлическими стенками, две из которых, имеющие наибольшие размеры, выполнены газонепроницаемыми. Две расположенные друг против друга узкие стороны прямого параллелепипеда открыты или имеют отверстия, предназначенные для прохода реакционных газов в горизонтальном или вертикальном направлении через гранулированный катализатор. Для нагрева или охлаждения катализатора (в зависимости от протекающей реакции - экзотермической или эндотермической) предназначены расположенные в камерах каналы, через которые прокачивается соответствующий теплоноситель. Такие охлаждающие каналы можно выполнить с помощью расположенных поперечно друг другу полос из металла или гофрированных либо профилированных иным образом металлических листов, прочно соединенных, например сваркой, с гладкими стенками пластин. Все образующие камеры пластины, которые собираются в цилиндрическом реакторе и поэтому имеют разные размеры, объединены в группы, через которые последовательно проходят реакционные газы. Установки с реакторами такого типа требуют очень тщательной конструктивной проработки и отличаются сравнительно низкой производительностью, которую можно повысить за счет увеличения длины реактора и/или использования нескольких параллельно соединенных реакторов.
В ЕР 0691701 А1 описан предназначенный для проведения реакций эндотермического типа реформинг-генератор пакетного типа с заполненными регенерирующей тепло средой и соединенными друг с другом по потоку конверсионными камерами, расположенными в каждом случае между двумя камерами сгорания. В таком реформинг-генераторе газы в конверсионных камерах и в камерах сгорания движутся в противоположном направлении, и в каждом случае перед соединенными по потоку заполненными регенерирующей тепло средой конверсионными камерами установлены плоские полупроницаемые перегородки. В качестве регенерирующей тепло среды можно использовать, например, имеющие сферическую форму частицы оксида алюминия. Для повышения эф фективности теплообмена между отдельными камерами установлены горизонтальные теплопроводящие листы с отверстиями для прохода топлива в зону нагрева. Между каждой группой из трех камер расположена камера для распределения топлива. Предложенный в указанной выше публикации реформинг-генератор, имеющий исключительно сложную конструкцию, не предназначен и не пригоден для проведения экзотермических реакций, поскольку в отличие от обычных реакторов он не имеет охлаждающих каналов. Отличительной особенностью этого реформинг-генератора, не предназначенного для работы при высоких давлениях, является его сравнительно небольшая длина, которая уменьшена благодаря отсутствию в нем отдельных зон для нагрева исходных реагентов.
В ΌΕ 4444364 С2 описан предназначенный для проведения экзотермических реакций между газами реактор с прямоугольным в поперечном сечении корпусом и неподвижным слоем катализатора, который разделен на части вертикальными перегородками, образующими отдельные каналы для прохода газа и теплообменник пластинчатого типа. В альтернативном варианте в каждом случае над каналами для прохода газа и под ними имеются не заполненные катализатором промежутки. Выходящие сверху из некоторых каналов неподвижного слоя газы проходят через боковые каналы, расположенные под неподвижным слоем, и возвращаются обратно в другие соответствующие каналы неподвижного слоя, которые соединены с выходным соплом. Реактор, предложенный в этой публикации, не имеет никаких устройств для подвода тепла и поэтому не предназначен для проведения эндотермических реакций. Кроме того, его корпус в поперечном сечении имеет прямоугольную форму и поэтому не пригоден для работы при высоких давлениях.
В ЕР 0754492 А2 описан реактор пластинчатого типа для текучих реагентов, выполненный в виде неподвижного смесителятеплообменника. Предложенный в этой заявке реактор состоит из большого количества уложенных одна на другую пластин, самая нижняя из которых не имеет выходящих наружу отверстий, которые выполнены в самой верхней пластине и предназначены для входа и выхода текучих реагентов или текучих продуктов реакции и текучего теплоносителя. Кроме того, сверху и снизу пластинах выполнены открытые с одной стороны прорези, предназначенные для изменения направления движения протекающих через пакет по извилистой траектории реагентов. В находящихся между ними пластинах расположены имеющие Х-образную форму или форму листа клевера смесительные и реакционные камеры, которые соединены между собой в направлении продольной оси пакета. В пакете пластин имеется извилистый канал для прохода теплоносителя. Пластины, которые имеют тол щину от 0,25 до 25 мм, изготавливают из материала с хорошей теплопроводностью, предпочтительно из металла или сплава, микрообработкой, травлением, штамповкой, литографическим или иным способом. Прочно соединенные друг с другом, например зажимами, болтами, заклепками, пайкой, клеем или иным образом, пластины образуют один многослойный пакет. Имеющие сложную форму каналы для прохода текучих реагентов или продуктов реакции обладают большим гидравлическим сопротивлением и не заполняются катализатором. Необходимость тонкой шлифовки внешних поверхностей прилегающих друг к другу пластин существенно увеличивает трудоемкость и заметно усложняет весь процесс изготовления реактора.
В ΌΕ 19754185 С1 описан реактор для каталитической конверсии химически активного текучего реагента с удерживаемым в реакторе решетчатой пластиной неподвижным слоем катализатора, разделенным вертикальными тепловыми листами, состоящими из двух приваренных друг к другу многократно деформированных в виде подушки металлических листов и образующими внутри катализатора пространство для прохода теплоносителя, который охлаждает или нагревает катализатор в отдельных точках, распределенных по объему катализатора в форме решетки. Химически активные реагенты и продукты реакции и теплоноситель в противотоке проходят, с одной стороны, между тепловыми листами через отдельные вытянутые в вертикальном направлении участки, на которые разделен неподвижный слой катализатора, а с другой стороны, через каналы, образованные внутри тепловых листов приваренными друг к другу многократно деформированными металлическими листами. Корпус реактора имеет форму вертикального цилиндра, и поэтому все тепловые листы соответствуют такой конструкции, т. е. отличаются друг от друга их размерами. Установки с реакторами такого типа имеют сравнительно низкую производительность, которую в простейшем случае можно повысить за счет увеличения длины реактора и/или использования нескольких параллельно соединенных реакторов.
В ΌΕ 19816296 А1 описан предназначенный для получения водного раствора перекиси водорода из воды, водорода и кислорода реактор, в котором можно одновременно использовать и пакет с неподвижным слоем частиц катализатора, и плоские монолитные носители с каналами с покрытыми слоем катализатора стенками, выполняющими функции теплообменников. В качестве катализатора в таком реакторе предлагается использовать элементы 8-й и/или 1-й подгруппы Периодической таблицы, такие как Ни, К11. Рб, 1г, Р1 и Аи, предпочтительно Рб и Р1. В качестве материала носителя предлагается использовать активированный углерод, нерастворимые в воде оксиды, смеси оксидов, сульфатов, фосфатов и силикатов щелочноземельных металлов, А1, 8ί, δη и металлов 3-6-й подгрупп Периодической таблицы. В указанной публикации говорится, что для изготовления носителя предпочтительно использовать оксиды кремния, алюминия, олова, титана, циркония, ниобия и тантала, а также сульфат бария. Металлические или керамические стенки каналов, которые выполняют функции теплообменников, аналогичных теплообменникам пластинчатого типа, рекомендуется изготавливать из тех же материалов, что и монолитные носители катализатора. В этой заявке описан экспериментальный реактор, выполненный в виде цилиндра с внутренним диаметром 18 мм и длиной 400 мм. Во время работы температуру в реакторе поддерживали в пределах от 0 до 90°С, предпочтительно в пределах от 20 до 70°С, а давление - в пределах от атмосферного до приблизительно 10 МПа, предпочтительно в пределах приблизительно от 0,5 до 5 МПа. В указанной заявке отмечено, что производительность реактора в простейшем случае можно повысить за счет увеличения длины реактора и/или использования нескольких параллельно соединенных реакторов.
Реакторы, описанные в ΌΕ 19544985 С1 и ΌΕ 19753720 А1, содержат пластинчатые теплообменники с образованными между двумя пластинами щелями для прохода теплоносителя. В этих публикациях, однако, ничего не сказано о том, что такие щели могут выполнять функции реакционных пространств, имеющих форму широких щелей.
В ΌΕ 19741645 А1 описан микрореактор с реакционными и охлаждающими каналами, в котором глубина а реакционных каналов не превышает 1000 мкм, а минимальная толщина Ь стенки между реакционными и охлаждающими каналами также не превышает 1000 мкм. В этой заявке не содержится никакой информации об использовании в реакторе других реакционных пространств, кроме упомянутых выше каналов. Микрореактор с большим количеством параллельных канавок, которые используются в качестве реакционных пространств, описан в ΌΕ 19748481. Изготовление реактора такого типа, рассчитанного на большую производительность, связано, как очевидно, с высокими затратами.
В настоящее время известны микрореакторы, у которых размеры каналов достигают несколько сот микрометров (обычно не превышают 100 мкм). Каналы с такими размерами отличаются высокими параметрами переноса (теплопередачи и массообмена). Мелкие каналы выполняют роль гасителей пламени и препятствуют его распространению. При работе с токсичными реагентами небольшой объем, в котором вступают в реакцию (или находятся) реагенты, делает реактор практически безопасным. С другой стороны, имеющие малые размеры каналы практически невозможно заполнить ка тализатором. Принципиальным недостатком реакторов такого типа является также их сложность в изготовлении и эксплуатации. Во избежание забивания небольших по размерам каналов приходится устанавливать на входе в реактор соответствующий фильтр, препятствующий попаданию в каналы реактора различных мелких частиц. Компенсировать низкую производительность такого реактора можно только за счет использования большого количества параллельно соединенных реакторов. Кроме того, такие реакторы могут работать при высоких давлениях только в том случае, когда используемая в них охлаждающая среда имеет такое же высокое давление.
Краткое описание изобретения
В основу настоящего изобретения была положена задача разработать способ и устройство для проведения экзотермических и эндотермических процессов со взаимодействием нескольких текучих реагентов в присутствии или в отсутствие катализаторов в зоне реакции модульной конструкции, обеспечивающей возможность создания реактора требуемой производительности.
Указанная задача решается согласно изобретению с помощью предлагаемого в нем способа, который отличается прежде всего тем, что
а) в реакторе имеются щелевидные реакционные пространства, образованные в каждом случае между боковыми поверхностями двух по существу равных по ширине и по существу имеющих форму прямых параллелепипедов стеновых элементов, которые изготовлены в виде пластин из твердого материала и расположены с возможностью замены в блоке внутри фактически прямого параллелепипеда,
б) реагенты попадают в щелевидные реакционные пространства через зоны, расположенные на краях реакционных пространств на одной и той же стороне блока, и проходят через реакционные пространства в виде реакционной смеси в одинаковых направлениях параллельными потоками и
в) текучий теплоноситель проходит через полости, расположенные внутри стеновых элементов.
Краткое описание чертежей
На прилагаемых к описанию чертежах показано на фиг. 1 - изображение в аксонометрической проекции в разобранном виде группы, состоящей из двух стеновых элементов, на фиг. 2 - изображение в аксонометрической проекции нескольких расположенных рядом друг с другом стеновых элементов, показанных на фиг. 1, на фиг. 3 - вертикальный разрез нескольких показанных на фиг. 2 стеновых элементов, установленных на днище реактора высокого давления, на фиг. 4 - изображение в аксонометрической проекции в увеличенном масштабе участков двух стеновых элементов, расположенных в пределах показанной на фиг. 3 окружности А, на фиг. 5 - вертикальный боковой разрез стеновых элементов, установленных на днище реактора высокого давления, плоскостью, расположенной под углом 90° к плоскости разреза, показанного на фиг. 3, на фиг. 6 - изображение в аксонометрической проекции стеновых элементов, показанных на фиг. 2, вместе с пространством для распределения по реакционным пространствам подаваемого(ых) в реактор реагента(ов) и с пространством, в котором собирается продукт, полученный в результате реакции, на фиг. 7 - вертикальный разрез пластины и распределителя с каналами для прохода реагентов и/или теплоносителя, на фиг. 8 - вертикальный разрез реактора с корпусом высокого давления, выполненного по первому варианту, на фиг. 9 - вид снизу крышки корпуса реактора, показанного на фиг. 8, и на фиг. 10 - вертикальный разрез реактора с корпусом высокого давления, выполненного по второму варианту.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения
Предлагаемое в настоящем изобретение решение позволяет полностью решить сформулированную выше задачу и, в частности, проводить экзотермические и эндотермические процессы со взаимодействием нескольких текучих реагентов (газов и/или жидкостей) в присутствии или в отсутствие катализаторов в зоне реакции модульной конструкции, обеспечивающей возможность создания реактора требуемой производительности. При уменьшении ширины реакционных пространств, например с 5 до 0,05 мм, увеличивается отношение поверхности реакционных пространств к их объему. Тем самым решается проблема, связанная с ограниченным переносом тепла в газах, и одновременно появляется возможность безопасного проведения высоко экзотермических или эндотермических реакций.
К преимуществам изобретения можно также отнести следующие:
- изготовление предлагаемого в изобретении устройства путем сочетания технологических приемов, используемых при изготовлении микрореакторов, с преимуществами простой, основанной на классических способах обработки технологии изготовления обычных реакторов,
- возможность легкой замены отдельных стеновых элементов (встречающееся в описании выражение по существу равной ширины и по существу имеющих форму прямых параллелепипедов предусматривает возможность не
Ί больших отклонений, обусловленных теми или иными конкретными причинами),
- возможность использования стеновых элементов практически любой толщины при полном сохранении их функций,
- возможность увеличения удельной площади поверхности за счет ее профилирования или придания ей определенной шероховатости,
- возможность прямого полного или частичного покрытия боковых поверхностей разным по толщине каталитическим материалом путем пропитки, напыления, литографическим или другим соответствующим способом,
- возможность заполнения реакционных пространств частицами катализатора разного размера,
- возможность проведения реакций между газом и газом, между газом и жидкостью и между жидкостью и жидкостью,
- возможность влияния на структуру потока и форму каналов, например, для слива и простого разделения жидких продуктов реакции,
- возможность изменения ширины щелей,
- перемешивание реагентов только в реакционных пространствах, эффективный контроль за протекающей реакцией,
- отсутствие противотоков в реакционных пространствах,
- высокие коэффициенты теплопередачи и большая площадь поверхностей теплообмена, позволяющая эффективно контролировать протекающие в реакторе процессы, в частности быстро изменять нагрузку на катализатор и/или его температурное поле с целью выравнивания температуры и устранения возникновения в катализаторе мест перегрева, которые, как известно, существенно снижают срок службы катализатора,
- возможность безопасной работы со взрывоопасными реакционными смесями,
- небольшой объем мертвого пространства (объем, в котором задерживаются реагенты),
- возможность работы при высоком давлении и низких потерях давления в реакционных пространствах,
- возможность погружения стеновых элементов в жидкие растворители и работы с отстойником с контролируемой снаружи температурой (за счет нагрева или охлаждения), наличие которого позволяет плавно закончить реакцию гашением и/или промывкой,
- возможность добавления ингибиторов, препятствующих возникновению вторичных реакций, и восстановления объема газа/жидкости с помощью наполнителей и/или вытеснителей, которыми заполняется корпус высокого давления со стороны, противоположной сливу полученного продукта в отстойник,
- снижение количества соединений и возможность более легкого уплотнения реактора и устранения утечек (что особенно важно при работе с токсичными компонентами),
- низкое сопротивление диффузии, высокая объемная производительность, в частности более высокая по сравнению с известными микрореакторами производительность, возможность масштабирования размеров лабораторного реактора путем их умножения (на соответствующий множитель) до размеров промышленного реактора,
- простая и компактная конструкция реактора, возможность снижения затрат на изготовление и эксплуатацию реактора (обслуживание, потребление энергии),
- возможность создания небольших установок.
К другим особенностям способа, предлагаемым в соответствии с другими вариантами осуществления изобретения, которые по отдельности или в совокупности повышают его эффективность, относятся, в частности, следующие:
- подача по меньшей мере одного реагента в данное реакционное пространство по меньшей мере через одну боковую поверхность стеновых элементов,
- размещение по меньшей мере на одной стороне блока распределительной среды, из которой реагенты попадают в реакционные пространства,
- использование твердой распределительной среды с группой каналов с очень небольшим поперечным сечением, исключающим возможность распространения пламени, возникающего при подаче в реакционные пространства реагентов, образующих взрывоопасную смесь,
- использование распределительной среды, изготовленной из наполнителей с небольшими по размерам частицами и небольшими промежутками между частицами, которые исключают возможность распространения пламени, возникающего при подаче в реакционные пространства реагентов, образующих взрывоопасную смесь,
- использование щелевидных реакционных пространств шириной предпочтительно от 0,05 до 5 мм, более предпочтительно от 0,05 до 0,2 мм,
- использование щелей с небольшой шириной, которая исключает возможность распространения пламени, возникающего во взрывоопасных реакционных смесях,
- заполнение реакционных пространств гранулированным катализатором,
- нанесение, по меньшей мере, в местах расположения катализатора покрытия на образующие реакционные пространства боковые поверхности стеновых элементов,
- придание образующим реакционные пространства боковым поверхностям стеновых элементов определенного профиля, увеличивающего площадь поверхности реакционных пространств,
- погружение стеновых элементов, по меньшей мере частично, в водный или органический растворитель или в смесь растворителей,
- использование водного растворителя, необязательно с добавлением, по меньшей мере, ингибиторов, которые препятствуют разложению и/или снижению качества продукта реакции, и/или
- возможность получения предлагаемым в изобретении способом перекиси водорода из воды (водяного пара), водорода и воздуха, необязательно обогащенного кислородом, или кислорода.
В настоящем изобретении предлагается также устройство для проведения реакций по меньшей мере между двумя текучими реагентами с использованием реактора, в котором расположены стеновые элементы, щелевидные реакционные пространства и полости для прохода текучего теплоносителя. Такое устройство согласно изобретению отличается тем, что
а) щелевидные реакционные пространства расположены в каждом случае между боковыми поверхностями двух по существу равных по ширине и имеющих по существу форму прямых параллелепипедов стеновых элементов, выполненных в виде твердых пластин и расположенных с возможностью замены в блоке внутри фактически прямого параллелепипеда,
б) реагенты подаются в щелевидные реакционные пространства с одной и той же стороны блока, а реакционная смесь проходит через реакционные пространства в одном и том же направлении параллельными потоками, и
в) стеновые элементы имеют трубчатые внутренние полости для прохода текучего теплоносителя.
Предлагаемые в изобретении способ и устройство можно использовать, в частности, при осуществлении
- процесса селективной гидрогенизации и окисления,
- процесса получения пропеналя каталитическим окислением пропена содержащим кислород (О2) газом с более высокой по сравнению с воздухом концентрацией кислорода, сопровождаемым увеличением селективности, например, в присутствии содержащего молибден (Мо) катализатора при температуре от 350 до 500°С и давлении от 0,1 до 5 МПа,
- процесса получения акриловой кислоты каталитическим окислением пропена, например, в присутствии содержащего молибден (Мо) катализатора и промотора при температуре от 250 до 350°С и давлении от 0,1 до 5 МПа,
- процесса получения оксида этилена или оксида пропилена из этилена или пропилена соответственно и газообразной перекиси водорода в присутствии оксидного или кремнийсодержащего катализатора, такого как силикалит титана, при температуре от 60 до 200°С и давлении от 0,1 до 5 МПа,
- процесса прямого синтеза перекиси водорода из Н2 и О2 или содержащего кислород (О2) газа в присутствии катализатора на основе благородного металла и воды или водяного пара, например способом, описанным в ΌΕ-Ά 19816296 и в других упомянутых выше публикациях. В качестве катализатора при этом можно использовать элементы 8-й и/или 1-й подгруппы Периодической таблицы, такие как Ки, Ей, Рб, 1г, Р1 и Аи, предпочтительно Рб и Р1. Катализаторы можно использовать как таковые, например во взвешенном состоянии, а также в виде порошка, которым заполнены щелевидные реакционные пространства, или в виде покрытия, нанесенного на стеновые элементы непосредственно или с использованием образующих покрытия носителей. В качестве таких носителей можно использовать активированный уголь, нерастворимые в воде оксиды, смеси оксидов, сульфатов, фосфатов и силикатов щелочноземельных металлов, А1, δί, δη и металлов 3-6-й подгрупп Периодической таблицы. В качестве носителя предпочтительно использовать оксиды кремния, алюминия, олова, титана, циркония, ниобия и тантала, а также сульфат бария. Прямой синтез перекиси водорода проводят при температуре реакции от 0 до 90°, предпочтительно от 20 до 70°, и давлении от атмосферного до приблизительно 10 МПа, предпочтительно от 0,5 до 5 МПа.
К другим особенностям устройства, предлагаемого в соответствии с другими вариантами изобретения, которые повышают его эффективность и могут быть реализованы и по отдельности, и в совокупности, относятся, в частности, следующие:
- наличие в стеновых элементах в каждом случае по меньшей мере одного подающего канала, который проходит по меньшей мере через одну боковую поверхность стеновых элементов и ведет в соответствующее реакционное пространство,
- наличие расположенной по меньшей мере на одной стороне блока распределительной среды, из которой реагенты попадают в реакционные пространства,
- использование твердой распределительной среды с группой каналов с очень небольшим поперечным сечением, исключающим возможность распространения пламени, возникающего при подаче в реакционные пространства реагентов, образующих взрывоопасную смесь,
- использование распределительной среды, состоящей из наполнителей с небольшими по размерам частицами и небольшими промежутками между частицами, которые исключают возможность распространения пламени, возникающего при подаче в реакционные пространства реагентов, образующих взрывоопасную смесь,
- использование щелевидных реакционных пространств шириной предпочтительно от 0,05 до 5 мм, наиболее предпочтительно от 0,05 до 0,2 мм,
- заполнение реакционных пространств гранулированным катализатором,
- нанесение по меньшей мере в местах расположения катализатора покрытия на образующие реакционные пространства боковые поверхности стеновых элементов,
- придание образующим реакционные пространства боковым поверхностям стеновых элементов определенного профиля, увеличивающего площадь поверхности реакционных пространств,
- размещение стеновых элементов частично или полностью в корпусе,
- перекрытие реакционных пространств на узких сторонах стеновых элементов, расположенных параллельно направлению движения реагентов, пластинами с отверстиями для подвода теплоносителя внутрь стеновых элементов и его слива из стеновых элементов,
- наличие в пластинах отверстий для подвода по меньшей мере одного реагента в стеновые элементы и наличие в стеновых элементах по меньшей мере одного подводящего канала, который через выходные отверстия сообщается в каждом случае с одним из реакционных пространств,
- наличие в стеновых элементах группы расположенных параллельно их боковым поверхностям внутренних полостей, концы которых закрыты пластинами, которые установлены на узких сторонах стеновых элементов и имеют отверстия для прохода текучего теплоносителя, оси которых совпадают с осями внутренних полостей стеновых элементов,
- наличие на внешней стороне пластин расположенных на входе в выполненные в них отверстия под прямыми углами к стеновым элементам каналов для прохода по меньшей мере одного реагента и/или теплоносителя,
- наличие закрывающего внешнюю сторону пластин распределителя с каналами, которые сообщаются с отверстиями пластины,
- изготовление стеновых элементов из двух элементов с полукруглыми или имеющими другую форму канавками, которые при прижатии соответствующих элементов друг к другу образуют в сборных стеновых элементах трубчатые полости,
- объединение стеновых элементов в блок, расположенный в корпусе высокого давления,
- заполнение корпуса высокого давления, по меньшей мере частично, растворителем,
- наличие закрывающей корпус высокого давления крышки с двумя патрубками для подачи внутрь корпуса двух реагентов и перегородкой, которая прижимается к распределительной среде,
- возможность изменения ширины щелей изменением толщины прокладок.
Ниже со ссылкой на фиг. 1-10 на конкретных примерах более подробно рассмотрено несколько вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 1 показаны в разобранном виде два стеновых элемента 1 с боковыми поверхностями 2 и расположенное между ними реакционное пространство 3, через которое в направлении стрелки 4 проходит поток реагентов. Каждый стеновой элемент имеет внутренние полости 5, выполненные в виде сквозных отверстий, которые проходят параллельно боковым поверхностям 2 стенового элемента 1 и заканчиваются на его узких сторонах 6. Другие варианты изобретения, связанные с конструкцией стеновых элементов, рассмотрены ниже.
Стеновые элементы 1 имеют форму прямых параллелепипедов, большие стороны которых образуют боковые поверхности 2 стеновых элементов. Для увеличения эффективной площади поверхности боковые поверхности 2 можно, как показано на чертеже, выполнить негладкими или шероховатыми. На боковые поверхности 2 можно также (полностью или частично) нанести покрытие из материала, обладающего каталитическими свойствами (стеновые элементы с покрытыми катализатором боковыми поверхностями отдельно на чертежах не показаны). Другие особенности конструкции стеновых элементов показаны на фиг. 4. В альтернативе или в дополнение к рассмотренному выше варианту катализатор можно использовать и в виде заполняющих реакционное пространство 3 частиц соответствующего материала, размеры которых должны соответствовать ширине к щели (фиг. 4).
На фиг. 2 показаны тринадцать равных по ширине стеновых элементов 1, образующих имеющий форму прямого параллелепипеда блок 24, при этом необходимо отметить, что количество стеновых элементов в блоке может быть разным и зависит от назначения и производительности реактора и характера протекающих в нем реакций. Однонаправленные параллельные потоки реагентов, проходящих в данном случае сверху вниз через щелевидные реакционные пространства реактора, условно показаны стрелками.
На фиг. 3 показан вертикальный разрез блока стеновых элементов по фиг. 2, установленных на днище 7 реактора высокого давления и соединенных с ним фланцевым соединением
8. Жидкие растворители подаются в реактор по трубопроводу 9, остаточные газы выводятся из реактора по трубопроводу 10, конечный продукт выводится из реактора по трубопроводу 11, а собирающиеся в отстойнике 12 материалы выводятся из него по трубопроводу 12, обычно для дальнейшей очистки.
На фиг. 4 в увеличенном масштабе и в аксонометрической проекции показаны расположенные в изображенной на фиг. 3 окружности А участки стеновых элементов, расположенных по разные стороны от образованного ими реакционного пространства 3. Ширина к щели реакционного пространства 3 определяется толщиной прокладки 13 и обычно составляет от 0,05 до 5 мм. В этой связи необходимо отметить, что фактическая толщина щели реакционных пространств может выходить за эти пределы как в большую, так и в меньшую сторону. При проведении высокоэкзотермических или -эндотермических реакций и прежде всего при работе со взрывоопасными газовыми смесями ширину щели обычно уменьшают до полного устранения возможности всякого возникновения в щели пламени. Оптимальная ширина щели зависит от свойств реагентов и типа реакции и каждый раз определяется экспериментально. Как показано на фиг. 4 и 6, ширина к щели в предлагаемом в изобретении устройстве намного меньше толщины стеновых элементов. В стеновых элементах имеются упомянутые выше внутренние полости или сквозные отверстия 5, предназначенные для прохода теплоносителя. В зависимости от назначения реактора и протекающих в нем реакций его работа может сопровождаться как выделением тепла (экзотермический процесс), так и поглощением тепла (эндотермический процесс). В качестве теплоносителя для отвода или подвода тепла можно использовать воду, масла, газы, а при определенных условиях и сам получаемый в реакторе продукт.
В стеновых элементах 1 выполнены полукруглые канавки 14, которые дополняют друг друга и вместе образуют по существу цилиндрический канал 15, по которому в реакционное пространство подается первый реагент. В стеновых элементах выполнены также каналы 16, предназначенные для подачи в реакционное пространство по меньшей мере еще одного реагента. Каналы 16 соединены оканчивающимися на боковых поверхностях 2 стеновых элементов отверстиями 17 с соответствующим реакционным пространством 3, в котором подаваемые в него реагенты смешиваются друг с другом. Внутренние полости или сквозные отверстия 5, подающие каналы 15 и 16 и объединенные в группы отверстия 17 параллельны друг другу и проходят параллельно боковым поверхностям 2 стеновых элементов 1 по всей их длине (в горизонтальном направлении).
Охлаждающие каналы (внутренние трубчатые полости или сквозные отверстия 5) можно выполнить аналогично показанным на фиг. 4 каналам 15, предназначенным для подачи в реакционное пространство одного из реагентов, для чего каждый стеновой элемент 1 необходимо разрезать по плоскости, параллельной его боковым поверхностям 2, на два подэлемента с выполненными на их образующих щель сторо нах полукруглыми или имеющими другую форму канавками. При прижатии двух соответствующих подэлементов друг к другу такие канавки образуют внутренние полости, или сквозные отверстия 5, для прохода текучего теплоносителя. Под трубчатой полостью в описании понимаются каналы или трубы с круглым или квадратным поперечным сечением.
Ширину к щели выбирают таким образом, чтобы могущее возникнуть при использовании взрывоопасных реакционных смесей пламя не распространялось в реакционных пространствах 3. В некоторых случаях при работе со взрывоопасными смесями можно допустить возникновение локальных взрывов, которые, однако, не должны распространяться на соседние реакционные пространства.
Существенным моментом в этой связи является то, что в предлагаемом в изобретении устройстве подающие каналы 15 и 16 расположены на краю (верхнем) стеновых элементов 1 или реакционных пространств 3, и поэтому взаимодействие реагентов происходит фактически на всей длине (в вертикальном направлении) реакционных пространств 3. Другие конструктивные особенности и варианты выполнения предлагаемой в изобретении системы подачи в реактор реагентов и теплоносителя и их вывода из него подробно рассмотрены ниже со ссылкой на соответствующие чертежи.
На фиг. 5 показан поперечный разрез реактора плоскостью, повернутой вокруг вертикальной оси на 90° относительно плоскости разреза, изображенного на фиг. 3. Реактор соединен с трубами 18 и 19, по которым в него подают два исходных реагента, при этом при получении в реакторе перекиси водорода в него по трубе 18 подают воздух, а по трубе 19 - водород. На фиг. 5 показана также система прокачки соответствующего теплоносителя через внутренние каналы 5 стеновых элементов 1, узкие стороны 6 которых закрыты пластинами 20, в которых выполнены П-образные каналы 21, сообщающиеся в каждом случае с двумя внутренними каналами 5 стенового элемента. На фиг. 5 такие каналы показаны только на левой стороне блока. Теплоноситель подается в реактор по трубе 22, а сливается из него - по трубе 23.
Предлагаемые в изобретении стеновые элементы изготавливают в виде пластин, имеющих по существу форму прямого параллелепипеда, из обладающего достаточной теплопроводностью материала, предпочтительно металла. В изготовленных предпочтительно из металла (например из нержавеющей стали) имеющих форму пластин стеновых элементах 1 выполнены соответствующие отверстия (каналы 5 для прохода теплоносителя и каналы 16 для подачи одного из реагентов) и канавки 14. Каналы 5 для прохода теплоносителя необязательно можно объединить в группы и выполнить в них проводящие тепло элементы, в частности ребра, направляющие протекающий по каналам теплоноситель и увеличивающие площадь внутренней поверхности каналов. Стеновые элементы 1 можно также выполнить в виде двух имеющих форму пластин подэлементов, герметично соединенных, например винтами, друг с другом. Единственным принципиальным моментом, который следует учитывать при выборе конструкции стеновых элементов, является их способность выдерживать достаточно большую (составляющую в некоторых случаях от 10 МПа до 100 бар) разницу между давлением теплоносителя и давлением реагентов.
На фиг. 6 схематично изображен показанный на фиг. 2 блок стеновых элементов, дополненный расположенным в его верхней части распределительным пространством 48 с центральной трубой 49 для подачи реагента(-ов) и расположенным в нижней часта сборником 50 с трубой 51 для слива полученного в результате реакции продукта. Распределительное пространство 48 предназначено для подачи в реакционные пространства реактора либо одного, либо смеси реагентов К1 и К2. При подаче в реакционные пространства смеси реагентов и при отсутствии части прокладок 13 можно отказаться от выполнения в стеновых элементах показанных на фиг. 4 каналов 15 и 16. Для работы со взрывоопасными реакционными смесями можно использовать не только реактор, показанный на фиг. 2, но и реакторы, показанные на фиг. 8-10.
Открытые узкие стороны 6 стеновых элементов 1 можно закрыть показанным на фиг. 7 в увеличенном масштабе набором пластин, состоящим из пластины 41 и пластинчатого распределителя 47, которые без промежутков перекрывают по высоте и ширине все стеновые элементы 1. На фиг. 7 показано поперечное сечение верхней части набора пластин 41/47 с каналом для прохода одного из реагентов и каналами для прохода теплоносителя. Выполненные в пластинчатом распределителе 47 каналы 45 и 46 соединяются с выполненными в пластине 41 отверстиями 42, через которые реагенты попадают внутрь стеновых элементов, и отверстиями 43, через которые теплоноситель попадает в каналы стеновых элементов и выходит из них.
Каналы 45 и 46, которые проходят перпендикулярно плоскости чертежа, образованы, например, выполненными в распределителе 47 канавками. Распределитель с такими канавками можно изготовить резанием, литьем или горячей (объемной) штамповкой. Выполненный таким образом распределитель обладает высокой прочностью и легко выдерживает возникающие при работе реактора перепады давления. Состоящий из двух пластин 41/47 набор, отверстия 42 и 43 которого совмещаются с соответствующими каналами стеновых элементов 1, через прокладку 54 герметично крепится винтами к узким сторонам 6 всех стеновых элементов 1 блока 24. На фиг. 7 показаны только некоторые из большого количества таких винтов 52. Положение состоящего из двух пластин набора, закрепленного на блоке стеновых элементов 1, условно показано стрелками 53 на фиг. 6. Пунктирные линии 55 показывают возможность объединения нескольких каналов 46 в один общий канал или в распределительное пространство.
Состоящий из двух пластин набор 41/47 можно также использовать и в показанном на фиг. 4 блоке стеновых элементов 1.
На фиг. 8 схематично показан поперечный разрез всего реактора, предназначенного, в частности, для получения перекиси водорода. Основным элементом этого реактора является состоящий из показанных на фиг. 1 и 2 стеновых элементов 1, имеющий форму прямого параллелепипеда блок 24, который сверху подвешен в корпусе 25 высокого давления, заполненном до уровня 26 растворителем 27, например водой. Щелевидные реакционные пространства 3 в блоке стеновых элементов расположены параллельно плоскости чертежа.
Сверху корпус 25 высокого давления закрыт крышкой 28, разделенной на две полости 30 и 31 перегородкой 29, которая герметично прижимается к распределительной среде 37, выполненной в данном случае в виде изготовленного из твердого материала (предпочтительно из металла) блока с двумя отдельными группами узких каналов 39 и 40. Выполненные в таком распределительном блоке каналы 39 соединяют верхние края реакционных пространств 3 с полостью 30, а каналы 40 - с полостью 31. Соответственно подаваемые в реакционные пространства реагенты не могут смешиваться друг с другом в каналах 39 и 40. Однако, если это даже и произойдет, возникшее пламя не распространится в этих каналах. Смешение реагентов происходит только в реакционных пространствах 3, которые также исключают возможность распространения пламени, возникающего в них при образовании взрывоопасной реакционной смеси. Склонность реакционной смеси к возгоранию зависит от свойств исходных реагентов и характера их взаимодействия друг с другом и должна специально определяться в каждом конкретном случае.
Подача первого реагента К1 в камеру 30 и второго реагента К.2 в камеру 31 осуществляется через соединительные патрубки 34 и 35 соответственно. Неиспользуемые отработавшие газы отводятся из реактора в направлении, показанном стрелкой 32, готовый продукт отводится в направлении, показанном стрелкой 33, а отстойник очищается через трубу 12. На фиг. 8 показан также другой соединительный патрубок 36 для подачи третьего реагента К3 и/или растворителя, например воды. Пластины 41 на обоих концах стеновых элементов показаны схематично.
На фиг. 9 показан вид снизу крышки 28 корпуса 25 высокого давления, изображенного на фиг. 8. Отверстия 28а предназначены для крепления к крышке винтами соответствующих стеновых элементов.
Показанный на фиг. 10 реактор отличается от реактора, показанного фиг. 8 тем, что над блоком 24 стеновых элементов 1 расположена распределительная среда 38, образованная наполнителем, состоящим из теплопроводных частиц, например песка, мелких твердых частиц, металлических обрезков и волокон или аналогичных материалов, которые находятся на ситчатой пластине, которая на чертеже не показана. Реагенты К.1 и К2 до их попадания в реакционные пространства 3 неупорядоченно смешиваются между собой. При этом, однако, в распределительной среде между ее частицами образуются очень узкие промежутки, которые препятствуют распространению пламени и исключают возможность возникновения взрыва.
Стеновые элементы 1 могут иметь различное пространственное расположение, в частности их можно располагать не только в виде показанного на чертежах блока, состоящего из отдельных вертикально расположенных элементов, собранных друг с другом в горизонтальном направлении, но и в виде пакета из горизонтальных элементов, уложенных друг на друга в вертикальном направлении. В зависимости от конструкции реактора и предъявляемых к нему требований параллельные потоки (реагентов и теплоносителя) могут проходить через блок стеновых элементов в разных по вертикали направлениях, т. е. не только сверху вниз, но и снизу вверх. Движение параллельных потоков (реагентов и теплоносителя) может быть и горизонтальным. Изменить направление движения реагентов и теплоносителя можно простым поворотом и изменением пространственного положения блока 24 стеновых элементов вместе с пластинами 41 и соединительными патрубками.

Claims (33)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ проведения реакций по меньшей мере между двумя текучими реагентами (К1 и К2) с использованием реактора, в котором расположены стеновые элементы (1), щелевидные реакционные пространства (3) и полости (5) для прохода текучего теплоносителя, отличающийся тем, что
    а) реакционные пространства (3) имеют форму щелей и образованы в каждом случае между боковыми поверхностями двух по существу равных по ширине и по существу имеющих форму прямых параллелепипедов стеновых элементов (1), которые изготовлены в виде пластин из твердого материала и расположены с возможностью замены в блоке (24) внутри фактически прямого параллелепипеда,
    б) реагенты (К1 и К2) попадают в щелевидные реакционные пространства (3) через зоны, расположенные на краях реакционных пространств на одной и той же стороне блока (24), и проходят через реакционные пространства (3) в виде реакционной смеси в одинаковых направлениях параллельными потоками, и
    в) текучий теплоноситель проходит через трубчатые полости (5), расположенные внутри стеновых элементов (1), при этом ширина (к) щели реакционных пространств (3) составляет от 0,05 до 5 мм.
  2. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере один реагент проходит через стеновой элемент (1) и попадает в данное реакционное пространство (3) по меньшей мере через одну боковую поверхность (2) стеновых элементов (1).
  3. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере на одной стороне блока (24) расположена распределительная среда (37, 38), из которой реагенты (К1, К2) попадают в реакционные пространства (3).
  4. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что в качестве распределительной среды (37) используют изготовленный из твердого материала распределитель с группой каналов (39, 40) с таким небольшим поперечным сечением, которое препятствует распространению пламени, могущего возникнуть при работе с реагентами (К1, К2), образующими взрывоопасную смесь.
  5. 5. Способ по п.3, отличающийся тем, что в качестве распределительной среды (38) используют наполнитель из материала с такими небольшими по размерам частицами и небольшими промежутками между частицами, которые препятствуют распространению пламени, могущего возникнуть при работе с реагентами (К1, К2), образующими взрывоопасную смесь.
  6. 6. Способ по п.3, отличающийся тем, что при работе со взрывоопасными реакционными смесями используют узкие щели с такой шириной, которая препятствует распространению могущего возникнуть в щели пламени.
  7. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что реакционные пространства (3) заполняют гранулированным катализатором.
  8. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что на образующие реакционные пространства (3) боковые поверхности (2) стеновых элементов (1), по меньшей мере, в местах расположения катализатора наносят покрытие.
  9. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что для увеличения площади поверхности реакционных пространств (1) образующим их боковым поверхностям (2) стеновых элементов (23) придают определенный профиль.
  10. 10. Способ по п.1, отличающийся тем, что стеновые элементы (1), по меньшей мере, частично погружают в растворитель (27).
  11. 11. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве растворителя (27) используют воду.
  12. 12. Способ по п.10, отличающийся тем, что к растворителю (27) добавляют по меньшей мере один стабилизатор, препятствующий разложению и/или снижению качества полученного продукта реакции.
  13. 13. Способ по любому из пп.1-12, отличающийся тем, что его используют для прямого синтеза перекиси водорода из водорода и кислорода или содержащего кислород (О2) газа в присутствии катализатора, содержащего по меньшей мере один элемент 8-й и/или 1-й подгруппы Периодической таблицы, и воды или водяного пара.
  14. 14. Способ по любому из пп.1-12, отличающийся тем, что его используют для получения пропеналя из пропена и содержащего кислород (О2) газа в присутствии катализатора.
  15. 15. Способ по любому из пп.1-12, отличающийся тем, что его используют для получения акриловой кислоты из пропена и содержащего кислород (О2) газа в присутствии катализатора и промотора.
  16. 16. Способ по любому из пп.1-12, отличающийся тем, что его используют для получения оксида этилена или оксида пропилена из этилена или пропилена соответственно и газообразной перекиси водорода в присутствии оксидного или кремнийсодержащего катализатора.
  17. 17. Устройство для проведения реакций между по меньшей мере двумя текучими реагентами (К1 и К2) с использованием реактора, в котором расположены стеновые элементы (1), щелевидные реакционные пространства (3) и полости (5) для прохода текучего теплоносителя, отличающееся тем, что
    а) реакционные пространства (3) имеют форму щелей и образованы в каждом случае между боковыми поверхностями (2) двух по существу равных по ширине и по существу имеющих форму прямых параллелепипедов стеновых элементов (1), которые изготовлены в виде пластин из твердого материала и расположены с возможностью замены в блоке (24) внутри фактически прямого параллелепипеда,
    б) реагенты (К1 и К2) попадают в щелевидные реакционные пространства (3) через зоны, расположенные на краях реакционных пространств на одной и той же стороне блока (24), и проходят через реакционные пространства (3) в виде реакционной смеси в одинаковых направлениях параллельными потоками, и
    в) в стеновых элементах (1) выполнены трубчатые полости (5), предназначенные для прохода через стеновые элементы (1) текучего теплоносителя, при этом ширина (к) щели реакционных пространств (3) составляет от 0,05 до 5 мм.
  18. 18. Устройство по п.17, отличающееся наличием в стеновых элементах (1) в каждом случае по меньшей мере одного канала (16) для подачи по меньшей мере одного реагента, который проходит по меньшей мере через одну боковую поверхность (2) стеновых элементов (3) и ведет в соответствующее реакционное пространство (3).
  19. 19. Устройство по п.17, отличающееся наличием расположенной по меньшей мере на одной стороне блока (24) распределительной среды (37, 38), из которой реагенты (К1, К2) попадают в реакционные пространства (3).
  20. 20. Устройство по п.19, отличающееся тем, что распределительная среда (37) представляет собой изготовленный из твердого материала распределитель с группой каналов (39, 40) с таким небольшим поперечным сечением, которое препятствует распространению пламени, возникающего при работе с реагентами (К1, К2), образующими взрывоопасную смесь.
  21. 21. Устройство по п.19, отличающееся тем, что распределительная среда (38) представляет собой наполнитель из материала с такими небольшими по размерам частицами и небольшими промежутками между частицами, которые препятствуют распространению пламени, возникающего при работе с реагентами (К1, К2), образующими взрывоопасную смесь.
  22. 22. Устройство по п.17, отличающееся тем, что при работе со взрывоопасными реакционными смесями используются узкие щели с такой шириной, которая препятствует распространению возникающего в щели пламени.
  23. 23. Устройство по п.17, отличающееся тем, что реакционные пространства (3) заполнены гранулированным катализатором.
  24. 24. Устройство по п.17, отличающееся тем, что на образующие реакционные пространства (3) боковые поверхности (2) стеновых элементов (1), по меньшей мере, в местах расположения катализатора нанесено покрытие.
  25. 25. Устройство по п.17, отличающееся тем, что образующие реакционные пространства (3) боковые поверхности (2) стеновых элементов (1) имеют определенный профиль, увеличивающий площадь поверхности реакционных пространств (3).
  26. 26. Устройство по п.17, отличающееся тем, что реакционные пространства (3) на узких сторонах (6) стеновых элементов (1), расположенных параллельно направлению движения реагентов (К1, К2), закрыты пластинами (41) с отверстиями (43), через которые теплоноситель подается внутрь стеновых элементов (1) и выходит из них.
  27. 27. Устройство по п.26, отличающееся наличием в пластинах (41) отверстий (42) для подвода по меньшей мере одного реагента (К1, К2) в стеновые элементы (1) и наличием в стеновых элементах (1) по меньшей мере одного подводящего канала (16), который через выходные отверстия (17) сообщается в каждом случае с одним из реакционных пространств (3).
  28. 28. Устройство по п.26, отличающееся наличием в стеновых элементах (1) группы расположенных параллельно их боковым поверхно21 стям (2) внутренних полостей (5), концы которых закрыты пластинами (41), которые установлены на узких сторонах (6) стеновых элементов (1) и имеют отверстия (43) для прохода текучего теплоносителя, оси которых совпадают с осями внутренних полостей (5) стеновых элементов.
  29. 29. Устройство по пп.26 или 27, отличающееся наличием на внешних сторонах (44) пластин (41), расположенных на входе в выполненные в них отверстия (42, 43) под прямыми углами к стеновым элементам (1) каналов (45, 46) для прохода по меньшей мере одного реагента (11, 12) и/или теплоносителя.
  30. 30. Устройство по п.29, отличающееся наличием расположенного на внешних сторонах (44) пластин (41) распределителя (47) с каналами (45, 46), которые идут к отверстиям (42, 43) пластин (41).
  31. 31. Устройство по п.17, отличающееся тем, что стеновые элементы (1) объединены в блок (24), расположенный в корпусе (25) высокого давления.
  32. 32. Устройство по п.19 или 31, отличающееся тем, что корпус (25) высокого давления закрыт крышкой (28) с двумя патрубками (34, 35) для подачи внутрь корпуса двух реагентов (11, 12) и перегородкой (29), которая прижимается к распределительной среде (37, 38).
  33. 33. Устройство по п.17, отличающееся тем, что предусмотрена возможность изменять ширину (к) щелей реакционных пространств (3) изменением толщины прокладок (13).
EA200300225A 2000-08-31 2001-08-02 Способ и устройство для проведения реакций в реакторе с щелевидными реакционными пространствами EA004758B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10042746A DE10042746A1 (de) 2000-08-31 2000-08-31 Verfahren und Vorrichtung zum Durchführen von Reaktionen in einem Reaktor mit spaltförmigen Reaktionsräumen
PCT/EP2001/008937 WO2002018042A1 (en) 2000-08-31 2001-08-02 Process and device for carrying out reactions in a reactor with slot-shaped reaction spaces

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200300225A1 EA200300225A1 (ru) 2003-10-30
EA004758B1 true EA004758B1 (ru) 2004-08-26

Family

ID=7654406

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200300225A EA004758B1 (ru) 2000-08-31 2001-08-02 Способ и устройство для проведения реакций в реакторе с щелевидными реакционными пространствами

Country Status (29)

Country Link
US (1) US7332139B2 (ru)
EP (1) EP1313554B1 (ru)
JP (1) JP2004507346A (ru)
KR (1) KR100822229B1 (ru)
CN (1) CN1214858C (ru)
AT (1) ATE261770T1 (ru)
AU (2) AU7979801A (ru)
BR (1) BR0113545B1 (ru)
CA (1) CA2420622C (ru)
CZ (1) CZ2003499A3 (ru)
DE (2) DE10042746A1 (ru)
DK (1) DK1313554T3 (ru)
EA (1) EA004758B1 (ru)
EG (1) EG23059A (ru)
ES (1) ES2213709T3 (ru)
GC (1) GC0000236A (ru)
HK (1) HK1059593A1 (ru)
HU (1) HUP0300858A3 (ru)
IL (2) IL154362A0 (ru)
MX (1) MXPA03001683A (ru)
NO (1) NO20030907L (ru)
NZ (1) NZ524911A (ru)
PL (1) PL209104B1 (ru)
PT (1) PT1313554E (ru)
SK (1) SK287336B6 (ru)
TR (1) TR200400906T4 (ru)
TW (1) TWI229014B (ru)
WO (1) WO2002018042A1 (ru)
ZA (1) ZA200301646B (ru)

Families Citing this family (70)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR0206966A (pt) * 2001-12-05 2004-03-09 Accentus Plc Processo para realizar reforma de vapor/metano para gerar monóxido de carbono e hidrogênio, e, planta para processar metano
US7967878B2 (en) * 2002-01-04 2011-06-28 Meggitt (Uk) Limited Reformer apparatus and method
GB0210809D0 (en) * 2002-05-11 2002-06-19 Univ Durham Reactor
US7402719B2 (en) * 2002-06-13 2008-07-22 Velocys Catalytic oxidative dehydrogenation, and microchannel reactors for catalytic oxidative dehydrogenation
EP1400280A1 (en) * 2002-09-18 2004-03-24 Corning Incorporated Apparatus and method for operating a microreactor at high pressure
DE10248599A1 (de) 2002-10-17 2004-04-29 Degussa Ag Verfahren zur Gewinnung einer gasförmigen Phase aus einem flüssigen Medium und Vorrichtung zu seiner Durchführung
US7067103B2 (en) * 2003-03-28 2006-06-27 Headwaters Nanokinetix, Inc. Direct hydrogen peroxide production using staged hydrogen addition
DE10317451A1 (de) * 2003-04-16 2004-11-18 Degussa Ag Reaktor für heterogen katalysierte Reaktionen
US7294734B2 (en) * 2003-05-02 2007-11-13 Velocys, Inc. Process for converting a hydrocarbon to an oxygenate or a nitrile
US7144565B2 (en) * 2003-07-29 2006-12-05 Headwaters Nanokinetix, Inc. Process for direct catalytic hydrogen peroxide production
US7168775B2 (en) * 2003-09-03 2007-01-30 Canon Kabushiki Kaisha Recording apparatus
US7029647B2 (en) 2004-01-27 2006-04-18 Velocys, Inc. Process for producing hydrogen peroxide using microchannel technology
US20050175519A1 (en) 2004-02-06 2005-08-11 Rogers William A.Jr. Microchannel compression reactor
EP1742868A2 (en) 2004-04-27 2007-01-17 Velocys, Inc. Hydrogen peroxide production in microchannel reactors
US7304198B2 (en) * 2004-05-14 2007-12-04 Battelle Memorial Institute Staged alkylation in microchannels
CA2575165C (en) * 2004-08-12 2014-03-18 Velocys Inc. Process for converting ethylene to ethylene oxide using microchannel process technology
WO2006030952A1 (ja) * 2004-09-17 2006-03-23 Ebara Corporation 流体混合器
US7622509B2 (en) * 2004-10-01 2009-11-24 Velocys, Inc. Multiphase mixing process using microchannel process technology
DE102004050585A1 (de) * 2004-10-15 2006-04-20 Degussa Ag Mikroreaktor und Verfahren zur Synthese von Vinylacetat-Monomer (VAM) in der Gasphase
DE102004050506A1 (de) * 2004-10-15 2006-04-20 Degussa Ag Verfahren zur Herstellung von Olefinoxiden und Peroxiden, Reaktor und dessen Verwendung
DE102004054334B4 (de) * 2004-11-10 2007-06-21 Man Dwe Gmbh Mikrostrukturreaktor
WO2006053345A1 (en) * 2004-11-12 2006-05-18 Velocys Inc. Process using microchannel technology for conducting alkylation or acylation reaction
JP5704786B2 (ja) 2004-11-16 2015-04-22 ヴェロシス，インク． マイクロチャネル技術を用いる多相反応プロセス
EP1830952A2 (en) * 2004-11-17 2007-09-12 Velocys Inc. Process for making or treating an emulsion using microchannel technology
US7604783B2 (en) * 2004-12-22 2009-10-20 Placer Dome Technical Services Limited Reduction of lime consumption when treating refractor gold ores or concentrates
WO2006094190A2 (en) * 2005-03-02 2006-09-08 Velocys Inc. Separation process using microchannel technology
CA2601510C (en) * 2005-03-17 2013-05-07 Sasol Technology (Proprietary) Limited Method of operating a fluid bed reactor
DE102005019000A1 (de) 2005-04-22 2006-10-26 Degussa Ag Katalytisch beschichteter Träger, Verfahren zu dessen Herstellung und damit ausgestatteter Reaktor sowie dessen Verwendung
DE102005022958B3 (de) * 2005-05-19 2006-07-20 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Mikrostrukturreaktor und Verwendung desselben
EP1890802A2 (en) * 2005-05-25 2008-02-27 Velocys, Inc. Support for use in microchannel processing
GB0512120D0 (en) * 2005-06-15 2005-07-20 Johnson Matthey Plc Multi-phase reactions
US20070004810A1 (en) * 2005-06-30 2007-01-04 Yong Wang Novel catalyst and fischer-tropsch synthesis process using same
EP2543434B1 (en) * 2005-07-08 2022-06-15 Velocys Inc. Catalytic reaction process using microchannel technology
US7750170B2 (en) 2005-12-22 2010-07-06 Shell Oil Company Process for mixing an oxidant having explosive potential with a hydrocarbon
ZA200610757B (en) * 2005-12-22 2008-05-28 Shell Int Research A process for the preparation of a chemical derivable from an olefin oxide, and a reactor suitable for such a process
EP1813347A1 (de) 2006-01-25 2007-08-01 Sulzer Chemtech AG Verteiler zur paarweisen Abgabe zweier Flüssigkeiten auf eine Vielzahl von Einspeisestellen in einem Reaktor oder einer Kolonne
US8061888B2 (en) * 2006-03-17 2011-11-22 Barrick Gold Corporation Autoclave with underflow dividers
TW200738328A (en) 2006-03-31 2007-10-16 Lonza Ag Micro-reactor system assembly
DE102006015268A1 (de) * 2006-04-01 2007-10-25 Cognis Ip Management Gmbh Verfahren zur Herstellung von Alkylenoxiden
EP1852418A1 (en) * 2006-04-27 2007-11-07 Arkema France Process for synthesizing selected organic peroxides
EP1849804A1 (en) * 2006-04-27 2007-10-31 Arkema France Process of free-radical polymerization or crosslinking in the presence of an organic peroxide by an ex situ process
US8252254B2 (en) * 2006-06-15 2012-08-28 Barrick Gold Corporation Process for reduced alkali consumption in the recovery of silver
DE102006045807A1 (de) * 2006-09-26 2008-04-03 Grenzebach Bsh Gmbh Wärmetauscher
JP5050241B2 (ja) * 2007-01-29 2012-10-17 株式会社Ｋｅｌｋ 流体温調装置
CN101687162B (zh) 2007-07-05 2013-01-02 沙特基础工业公司 用于执行吸热反应的方法
CN101687161B (zh) * 2007-07-05 2012-12-26 沙特基础工业公司 用于催化方法的反应器面板
JP5500775B2 (ja) * 2008-02-06 2014-05-21 三菱レイヨン株式会社 固定床反応器
DE102008011767B4 (de) 2008-02-28 2012-07-26 Basf Se Verfahren zur Herstellung von olefinisch ungesättigten Carbonylverbindungen durch oxidative Dehydrierung von Alkoholen
DE102008014910A1 (de) 2008-03-19 2009-09-24 Basf Se Verwendung eines geträgerten edelmetallhaltigen Katalysators zur oxidativen Dehydrierung
CN102056657A (zh) * 2008-04-09 2011-05-11 万罗赛斯公司 使用微通道工艺技术将碳质材料转化为甲烷、甲醇和/或二甲醚的方法
US8100996B2 (en) * 2008-04-09 2012-01-24 Velocys, Inc. Process for upgrading a carbonaceous material using microchannel process technology
EP2313385A2 (en) * 2008-07-14 2011-04-27 Velocys Inc. Process for making ethylene oxide using microchannel process technology
US8933254B2 (en) 2008-07-14 2015-01-13 Basf Se Process for making ethylene oxide
EP2346964A2 (en) 2008-10-10 2011-07-27 Velocys, Inc. Process and apparatus employing microchannel process technology
KR101008402B1 (ko) * 2008-12-19 2011-01-14 삼성에스디아이 주식회사 개질장치
EP2206551B1 (en) 2008-12-23 2019-08-07 Corning Incorporated Microchannel reactors
EP2223741A1 (en) * 2009-02-13 2010-09-01 Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Micro fluidic system, including a stack of process modules and heat exchange modules
DE202009017416U1 (de) 2009-05-12 2010-04-15 Lonza Ag Reaktor und Satz aus Reaktoren
DE202010000262U1 (de) 2009-05-12 2010-05-20 Lonza Ag Strömungsreaktor mit Mikrokanalsystem
US8524927B2 (en) 2009-07-13 2013-09-03 Velocys, Inc. Process for making ethylene oxide using microchannel process technology
WO2011044549A1 (en) * 2009-10-09 2011-04-14 Velocys Inc. Process for treating heavy oil
US20130005958A1 (en) * 2011-06-30 2013-01-03 General Electric Company Devices and methods for reducing radiolysis of radioisotopes
US20130004414A1 (en) * 2011-06-30 2013-01-03 General Electric Company Devices and methods for reducing radiolysis of radioisotopes
US9663365B2 (en) 2012-11-06 2017-05-30 Solvay Sa Method for the direct synthesis of hydrogen peroxide
US9676623B2 (en) 2013-03-14 2017-06-13 Velocys, Inc. Process and apparatus for conducting simultaneous endothermic and exothermic reactions
GB2536781B (en) 2013-08-15 2018-10-10 Hatch Ltd Multi-compartment reactor and method for controlling retention time in a multi-compartment reactor
DE102018007737A1 (de) * 2018-10-01 2020-04-02 Hitachi Zosen Inova Etogas Gmbh Festbettanordnung
CN112500373A (zh) * 2019-09-14 2021-03-16 南京延长反应技术研究院有限公司 一种乙烯制备环氧乙烷的微界面强化系统及工艺
CN111156850B (zh) * 2020-01-17 2021-07-20 陕西秦科世博航空科技有限公司 一种换热器及其换热方法
CN114471378A (zh) * 2020-10-28 2022-05-13 中国石油化工股份有限公司 一种烯烃水合反应器及烯烃水合方法

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1662870A (en) * 1924-10-09 1928-03-20 Stancliffe Engineering Corp Grooved-plate heat interchanger
GB1116345A (en) * 1964-06-16 1968-06-06 Marston Excelsior Ltd Improvements in or relating to chemical catalytic reactors and like process vessels in which fluids are contacted with solid materials
DE2606612A1 (de) * 1976-02-19 1977-08-25 Basf Ag Verfahren und vorrichtung zur entfernung von verdampfbaren anteilen aus hochviskosen loesungen oder schmelzen thermoplastischer kunststoffe
FR2536676B1 (fr) * 1982-11-26 1993-01-22 Inst Francais Du Petrole Reacteurs a plaques pour syntheses chimiques effectuees sous haute pression en phase gazeuse et en catalyse heterogene
US4973777A (en) * 1985-11-08 1990-11-27 Institut Francais Du Petrole Process for thermally converting methane into hydrocarbons with higher molecular weights, reactor for implementing the process and process for realizing the reactor
FR2592320B1 (fr) * 1985-12-30 1988-04-08 Inst Francais Du Petrole Nouveau procede d'oxydation d'une charge oxydable en phase gazeuse et reacteur pour la mise en oeuvre de ce procede.
JPH0422827Y2 (ru) * 1987-09-25 1992-05-26
JP3149453B2 (ja) * 1991-04-08 2001-03-26 石川島播磨重工業株式会社 プレート形改質装置
JPH06111838A (ja) * 1992-09-30 1994-04-22 Toshiba Corp 改質器、改質システム、及び燃料電池システム
US5316747A (en) * 1992-10-09 1994-05-31 Ballard Power Systems Inc. Method and apparatus for the selective oxidation of carbon monoxide in a hydrogen-containing gas mixture
KR100327521B1 (ko) * 1993-03-19 2002-07-03 이.아이,듀우판드네모아앤드캄파니 일체형화학가공장치및그제조방법
DE4416343C2 (de) * 1994-05-09 1996-10-17 Karlsruhe Forschzent Statischer Mikro-Vermischer
JPH0812303A (ja) 1994-07-05 1996-01-16 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd プレートリフォーマ
DE4444364C2 (de) 1994-12-14 1998-03-26 Chemtec Leuna Ges Fuer Chemie Festbettreaktor zur kontinuierlichen Durchführung exothermer Reaktionen
US5638900A (en) * 1995-01-27 1997-06-17 Ail Research, Inc. Heat exchange assembly
US5658537A (en) 1995-07-18 1997-08-19 Basf Corporation Plate-type chemical reactor
DE19544895C1 (de) * 1995-12-01 1997-02-27 Daimler Benz Ag Verfahren und Vorrichtung zur selektiven katalytischen Oxidation von Kohlenmonoxid
GB9702114D0 (en) * 1997-02-01 1997-03-26 British Gas Plc A method of providing heat
US5961932A (en) * 1997-06-20 1999-10-05 Eastman Kodak Company Reaction chamber for an integrated micro-ceramic chemical plant
DE19748481C2 (de) * 1997-11-03 2003-09-25 Inst Mikrotechnik Mainz Gmbh Statischer Mikrovermischer
DE19753720C2 (de) * 1997-12-04 1999-11-25 Dbb Fuel Cell Engines Gmbh Vorrichtung zur selektiven katalytischen Oxidation von Kohlenmonoxid
DE19754185C1 (de) 1997-12-06 1999-02-04 Deg Engineering Gmbh Reaktor für die katalytische Umsetzung von Reaktionsmedien, insbesondere von gasförmigen Reaktionsmedien
DE19816296A1 (de) 1998-04-11 1999-10-14 Degussa Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxid durch Direktsynthese
US6238815B1 (en) * 1998-07-29 2001-05-29 General Motors Corporation Thermally integrated staged methanol reformer and method
DE19841302C2 (de) * 1998-09-10 2002-12-19 Inst Mikrotechnik Mainz Gmbh Reaktor sowie Verfahren zur Durchführung elektrochemischer Umsetzungen
TR200100595T2 (tr) * 1998-09-12 2001-07-23 Degussa-h�ls aktiengesellschaft Gaz-sıvı tepkimelerinin icra edilmesi için işlem ve bu amaç için sürekli akış reaktörü
US6132689A (en) * 1998-09-22 2000-10-17 General Motors Corporation Multi-stage, isothermal CO preferential oxidation reactor

Also Published As

Publication number Publication date
DE60102391D1 (de) 2004-04-22
ES2213709T3 (es) 2004-09-01
US7332139B2 (en) 2008-02-19
PL360086A1 (en) 2004-09-06
WO2002018042A1 (en) 2002-03-07
CN1214858C (zh) 2005-08-17
EP1313554A1 (en) 2003-05-28
GC0000236A (en) 2006-03-29
MX232741B (ru) 2005-12-08
US20020028164A1 (en) 2002-03-07
AU2001279798B2 (en) 2005-07-28
BR0113545B1 (pt) 2011-02-22
NZ524911A (en) 2004-02-27
EA200300225A1 (ru) 2003-10-30
SK287336B6 (sk) 2010-07-07
TR200400906T4 (tr) 2004-07-21
BR0113545A (pt) 2003-07-15
IL154362A0 (en) 2003-09-17
EP1313554B1 (en) 2004-03-17
HUP0300858A2 (hu) 2003-09-29
CZ2003499A3 (cs) 2003-10-15
ATE261770T1 (de) 2004-04-15
CA2420622C (en) 2009-10-20
KR100822229B1 (ko) 2008-04-16
NO20030907D0 (no) 2003-02-26
KR20030065470A (ko) 2003-08-06
SK2232003A3 (en) 2003-10-07
DE10042746A1 (de) 2002-03-28
MXPA03001683A (es) 2004-11-01
HK1059593A1 (en) 2004-07-09
EG23059A (en) 2004-02-29
NO20030907L (no) 2003-04-15
DK1313554T3 (da) 2004-06-28
CN1449304A (zh) 2003-10-15
DE60102391T2 (de) 2005-02-24
CA2420622A1 (en) 2002-03-07
IL154362A (en) 2006-07-05
JP2004507346A (ja) 2004-03-11
TWI229014B (en) 2005-03-11
HUP0300858A3 (en) 2010-01-28
ZA200301646B (en) 2004-02-03
PT1313554E (pt) 2004-08-31
PL209104B1 (pl) 2011-07-29
AU7979801A (en) 2002-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA004758B1 (ru) Способ и устройство для проведения реакций в реакторе с щелевидными реакционными пространствами
AU2001279798A1 (en) Process and device for carrying out reactions in a reactor with slot-shaped reaction spaces
RU2290257C2 (ru) Интегральный реактор (варианты), способ его изготовления, способ одновременного проведения экзотермических и эндотермических реакций (варианты)
US8961892B2 (en) Device for carrying out chemical reactions under homogenous and heterogenous conditions
JP2004531379A (ja) 流体間の交換および／または反応のための改良装置
WO2007008581A2 (en) Thermally coupled monolith reactor
JP2003159527A (ja) 積層物に基づく管型反応器
JP4504817B2 (ja) 反応器チャンバ用の流れ方向付けインサートおよび反応器
US5262130A (en) Fixed bed chemical reactor
US20100010269A1 (en) Apparatus and process for use in three-phase catalytic reactions
RU2306173C2 (ru) Способ и реактор для проведения химических реакций в псевдоизотермических условиях
KR200496561Y1 (ko) 네트워크 열 교환기 장치, 그 방법 및 용도
US11413598B2 (en) Reactor
US10336613B2 (en) Method and device for carrying out a reaction between at least two reactants
US20210268472A1 (en) Reactor
RU2195364C1 (ru) Насадка вертикального прямоточного реактора
WO2022024179A1 (ja) 反応装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU