HUT71029A

HUT71029A - Chemical process tower, catalytic unit and method for locating of contact substance

Info

Publication number: HUT71029A
Application number: HU9500554A
Authority: HU
Inventors: Joseph Charles Gentry
Original assignee: Glitsch
Priority date: 1994-03-04
Filing date: 1995-02-23
Publication date: 1995-11-28
Also published as: SK27595A3; HU9500554D0; JPH07284656A; CN1112853A; EP0670178A2; CZ55095A3; CA2143527A1; TW354505U; BR9500812A; US5779993A; RU95103104A; JP2884139B2; AU1352095A; EP0670178A3; MX9501161A; KR950031153A

Description

A találmány vegyi feldolgozó torony katalizátorral, amely egy eső folyadékáramú, tálca aktív zónáján átfolyó folyadékra ható és tömegében a folyadékkal továbbhaladó, fölfelé irányuló gőzáramú torony felső folyadék-bevezető csatornával és alsó folyadékkivezető csatornával, továbbá a folyadék-bevezető csatorna alatti, legalább egy tálcával rendelkezik.

A találmány továbbá katalizátor egység eső folyadékáramú, aktív zónában a folyadékra ható, fölfelé irányuló gőzáramú, vegyi feldolgozó toronyhoz.

81104-8319/SE

A találmány tárgya továbbá eljárás katalizátor anyag elhelyezésére eső folyadékáramú, tálca aktív zónájában a folyadékra ható, fölfelé irányuló gőzáramú, vegyi feldolgozó toronyban.

Vegyi feldolgozó tornyokban gyakran alkalmaznak katalizátort meghatározott összetevők többkomponensű közegáramból történő kiszelektálására. A gázfolyadék érintkezésű tornyokban az érintkeztetésre tálcákat, beletöltött pakolást (ágyat) vagy ezek kombinációit alkalmazzák. Az utóbbi években az u.n. buboréksapkát szűrővel vagy szelepes tálcával helyettesítik a tornyokban, míg az alkalmazott ágyak vagy rendezetlenül beöntött anyagúak, vagy strukturált szerkezetűek és leginkább a kétféle eszköz kombinációját alkalmazzák a nagyobb szelektáló hatás elérése érdekében.

A tornyokban történő szelektálás hatékonysága nagyban függ a közegek érintkezésének milyenségétől. A tálcákra általában nagy nyomásesés és viszonylag nagy folyadéktartás jellemző. Meghatározott alkalmazásokra a gőzfolyadék érintkezésű tornyok terjedtek el az alkalmazásban, amelyekben hatásos, strukturált ágyat vagy ágyakat alkalmaznak. A strukturált ágyakra jellemző a viszonylag kis nyomásesés és a kis folyadéktartás, ezért előnyösen alkalmazhatók. Alkalmazás tekintetében hátrányos viszont, hogy a stabil működtetésük nehezebben tartható fenn és sok esetben fölöslegesen bonyolult lenne alkalmazásuk a tálcák alkalmazásához képest.

Frakcionáló tornyok tálcaelrendezései kétféle kivitelűek lehetnek: keresztirányú átfolyású és ellenáramú tálcák léteznek. A tálcák általában lemezből, perforált vagy réseit aktív felülettel készülnek és a toronyban tartógyűrűkre vannak helyezve. A keresztirányú átfolyású tálcákon a réteget alkotó folyadék végigfolyik az aktív felületen, míg a gőz a perforáción fölfelé átjutva érintkezik a folyadékkal. A folyadék-gőz keverékből kiválik a szeparálni kívánt öszszetevő. A tálcára a folyadék függőleges bemeneti csatornán, fölülről érkezik és a tálca felületén végigfolyva hasonló, levezető függőleges csatornán át, lefelé távozik. A levezető függőleges csatornát olyan helyen rendezik el, ahol a tálcán egy folyadékfázisú, katalitikus desztillációs vegyi reakcióhoz elegendő folyadék folyik össze. A függőleges csatornák elrendezése meghatározza az átfolyás útjait, eloszlását. Ha két bemeneti függőleges csatornát alkalmaznak és a tálcán két folyadékáram alakul ki, ezt kétutas tálcának nevezik szemben az egyutas tálcával, ahol egy bemeneti és egy levezető függőleges csatornát alkalmaznak a tálca két egymással ellentétes oldalán. Létezik többutas tálca is, ahol több bemeneti és levezető függőleges csatornát alkalmaznak, amely elrendezés leginkább nagy folyadék-áteresztésű tornyokban kerül alkalmazásra. Minden esetben azonban meghatározó a tálca aktív felülete.

A tálcának nem a teljes felülete aktív, például a bemeneti függőleges csatorna nyílása környezetében perforálatlan bevezető rész van kialakítva a tálcán. A nagyobb aktív felület elérése érdekében a függőleges csatorna lejtős szakaszban végződik. A tálca gőz/folyadék kezelő kapacitásának maximumát az aktív felület vagy a buborékfelület határozza meg. A bemeneti csatorna megdöntésének lehetősége azonban korlátozott, mert csökkenti az átfolyó keresztmetszetet és a folyadékban elnyelt ill. a csatornában a folyadékból kivált gázok távozásának lehetőségét, amely utóbbi akadályozza a folyadék haladását a csatornában, idő előtt limitálva a csatornán időegység alatt átfolyó folyadékmennyiséget.

Egy másik, az aktív felület növelésére alkalmazott megoldás a több bemeneti csatornás (MD) tálcaelrendezés. A számos bemeneti csatorna szögletes keresztmetszetű, egymástól közös fallal elválasztott csatomasor, amely a tálca egyik oldalélé mentén, de a folyadékban elnyelt gázok korai távozásának lehetővé tétele érdekében kissé távolabb van elrendezve, míg a tálca másik, szemközti oldalélé mentén hasonló nyíláselrendezésű levezető függőleges csatornasor van elrendezve. A folyadékot felsőbb tálcáról alsóbbra vezető, függőleges levezető csatorna 90°-os könyököt tartalmaz és alsó határoló fala tömör, kiömlő nyílása az oldalfalában van kialakítva.

A gáz-folyadék érintkeztetési technológiára számos irodalmi hely tartalmaz ismereteket, mint például jelen bejelentő US 3,959,419, 4,604,247 és 4,597,916 lsz. szabadalmai, és az US 4,603,022 lsz. (Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha of Tokyo) szabadalmának leírása. Az US 4,499,035 (Unión Carbide Corporation) leírásban javított kivitelű bemeneti buborékoltató eszközzel ellátott tálcaelrendezés van ismertetve, ahol a tálca a fent ismertetett, keresztáramú tálca és a tálca bemeneti csatornái egymástól meghatározott távolságban, az áramlási irányra merőleges, függőleges, párhuzamos síkokban perforálatlan, a tálca fölött meghatározott távolságban végződő lemezekben végződnek, amelyek a buborékképzést elősegítik. Ez kombinálva van a beömlő rész egy perforálatlan, lejtős szakaszával, amely a gázok távozását segíti elő.

Az US 4,550,000 lsz. szabadalom (Shell Oil Co) leírásában egymás alatt elrendezett tálcák között áramló folyadék és gáz érintkezésével kapcsolatos megoldás van ismertetve, amely megoldás célkitűzése olyan gáz hozzávezetés kialakítása, amelyben a gáz útját kevésbé zárja el a felsőbb tálcáról lefolyó folyadék. A megoldásban folyadékáram törő, perforált kis házak vannak elrendezve a tálcán a tálcára áramló folyadék útjában.

Az US 4,543,219 (Nippon...) szabadalom leírásában torlótálcás torony van ismertetve, amely nagyhatású folyadék-gáz érintkezés és kis nyomásesés elérését célozza. Ezen irodalmi helyeken leírt megoldások mutatják, hogy mennyire szükség van a tálcás tornyokban a hatásos gáz-folyadék érintkezésre.

Az US 4,504,426 (Cári T. Chuang et al) leírásban az érintkezés további növelését célzó olyan megoldás van ismertetve, amelyben a tálca perforációja, bár 0-25%-al ritkább perforációval, de egészen a bemeneti csatorna alá nyúlik.

A desztilláló tornyokban újabban a desztillációval párhuzamosan vagy egymást követő fokozatokban vegyi reakciót is lefolytatnak, katalizátort alkal maznak. A vegyiparban jól ismert Chatelier-elv szerint a vegyi reakció kinetikája javítható a reaktáns anyag és a termék egyensúlyának változtatásával. Az US 3,629,478 és 3,634,534 leírásokban például olyan desztilláló torony van ismertetve, amelynek tálcák közötti függőleges csatornáiban katalizátorok vannak elrendezve. Gáznemű terméket eredményező exotermikus reakció során a gőzök távozását elősegítő, a bemeneti függőleges csatorna kiömlő nyílása előtti tér jelentősen túlterhelődik, és ez az egész desztilláló torony működését hátrányosan befolyásolhatja. A probléma megoldására irányuló fejlesztések a függőleges átmeneti csatornában a folyadékból kiváló gőzök kilevegőztetésére szorítkoznak.

Ugyancsak Chatelier elve szerint a vegyi reakció egyensúlya a beadagolt anyagtól a termék felé tolható el azzal, ha a terméket kivonjuk a reagáló keverékből. Sok esetben a terméket a reakció maradék anyagából további desztilláció útján vonják ki.

Célunk a találmánnyal olyan megoldás kialakítása, amelyben a reakció és a termék szeparálása egyazon toronyban megoldható, amivel jelentős költségek takaríthatok meg. A bejelentő 08/132,059 bejelentési számú függő szabadalmi bejelentésében olyan megoldásra kérünk szabadalmi oltalmat, amelyben a reakció és a termék szeparálása is gőzfázisban történik. E találmány célkitűzése további, még előnyösebb megoldás kialakítása.

A feladat találmány szerinti megoldása vegyi feldolgozó torony katalizátorral, amely eső folyadékáramú, tálca aktív zónáján átfolyó folyadékra ható és tömegében a folyadékkal továbbhaladó, fölfelé irányuló gőzáramú torony felső folyadék-bevezető csatornával és alsó folyadékkivezető csatornával, továbbá a folyadék-bevezető csatorna alatti, legalább egy tálcával rendelkezik, amelynek katalizátort tartó eszköze a torony üzemszerűen gőzáram mentes, folyadékfázisú feldolgozandó anyaggal töltött tartományában van elrendezve.

• ·

Előnyösen a katalizátort tartó eszköz egy a toronyban rögzített, annak belső keresztmetszetét kitöltő katalizátortartó rácsot foglal magába.

Célszerűen a katalizátort tartó eszköz továbbá egy katalizátorfedő rácsot is magába foglal, ahol a katalizátor anyaga a katalizátortartó és a katalizátorfedő rácsok között van elrendezve.

Előnyösen az üzemszerűen gőzáram mentes, folyadékfázisú feldolgozandó anyaggal töltött tartomány a torony alsó tartománya, amely tartományban a katalizátort tartó eszköz el van rendezve.

Célszerűen a toronynak kettő vagy több folyadékterítő és gőzáteresztő tálcája van és katalizátor anyaga a tálcák alatti, üzemszerűen gőzáram mentes, folyadékfázisú feldolgozandó anyaggal töltött tartományban van elrendezve.

Előnyösen az üzemszerűen gőzáram mentes, folyadékfázisú feldolgozandó anyaggal töltött tartomány a torony középső tartománya, amely tartományban a katalizátort tartó eszköz el van rendezve.

Célszerűen az üzemszerűen gőzáram mentes, folyadékfázisú feldolgozandó anyaggal töltött tartomány a torony felső tartománya, amely tartományban a katalizátort tartó eszköz el van rendezve.

A találmány továbbá katalizátor egység eső folyadékáramú, aktív zónában a folyadékra ható, fölfelé irányuló gőzáramú, vegyi feldolgozó toronyhoz, amely egység katalizátor anyag tartó eszköze a katalizátor anyagának a torony üzemszerűen gőzáram mentes, folyadékfázisú feldolgozandó anyaggal töltött tartományában történő elhelyezésére alkalmasan van kialakítva.

Előnyösen a katalizátor egység katalizátor anyaga a torony kettő vagy több folyadékterítő és gőzáteresztő tálcájától elválasztott, üzemszerűen gőzáram mentes, folyadékfázisú feldolgozandó anyaggal töltött tartományban van elrendezve.

Célszerűen a katalizátort tartó eszköz egy a toronyban rögzített, annak belső keresztmetszetét kitöltő katalizátortartó rácsot foglal magába.

Előnyösen a katalizátortartó rács a torony üzemszerűen gőzáram mentes, folyadékfázisú feldolgozandó anyaggal töltött, alsó tartományában van elrendezve.

Célszerűen a katalizátortartó rács a torony üzemszerűen gőzáram mentes, folyadékfázisú feldolgozandó anyaggal töltött, közbenső tartományában van elrendezve.

Egy további előnyös kialakításban a katalizátortartó rács a torony üzemszerűen gőzáram mentes, folyadékfázisú feldolgozandó anyaggal töltött, felső tartományában van elrendezve.

A találmány továbbá eljárás katalizátor anyag elhelyezésére eső folyadékáramú, tálca aktív zónájában a folyadékra ható, fölfelé irányuló gőzáramú, vegyi feldolgozó toronyban, amely eljárásban a katalizátor anyagot a torony üzemszerűen folyadékfázisú feldolgozandó anyaggal töltött tartományában helyezzük el, a gőzáramot elzárjuk a katalizátoron történő áthaladástól és a folyadék alkotóit kémiailag reagáltatjuk a katalizátor jelenlétében.

Előnyösen a katalizátor anyagát a torony kettő vagy több folyadékterítő és gőzáteresztő tálcájától elválasztott, üzemszerűen gőzáram mentes, folyadékfázisú feldolgozandó anyaggal töltött tartományában helyezzük el.

Célszerűen a katalizátor anyagát a toronyban rögzíthető katalizátortartó és katalizátorfedő rácsok közé helyezzük.

A találmány szerinti megoldás előnye, hogy általa a reakció és a termék szeparálása egyazon toronyban, a kétféle folyamatot a toronyban elkülönítve megoldható, amivel jelentős költségek takaríthatok meg.

Az alábbiakban kiviteli példákra vonatkozó rajz alapján részletesen ismertetjük a találmány lényegét. A rajzon az

1. ábra vegyi feldolgozó torony tanpéldája a belsőt feltáró kimetszé sekkel, perspektivikus ábrázolásban, a

2. ábra a találmány szerinti vegyi feldolgozó torony katalizátor egysé get tartalmazó része, hosszmetszetben, a

3. ábra a 2. ábra szerinti torony hosszmetszetének vázlatos rajza, a

4. ábra más elrendezésű torony hosszmetszetének vázlatos rajza, az

5. ábra további, más elrendezésű torony vázlatos hosszmetszete.

Az 1. ábrán olyan tanpélda van feltüntetve, amelyből megismerhetők a vegyi feldolgozó tornyokban alkamazott eszközök, amelyekkel egy torony az elérni kívánt célnak megfelelően összeépíthető. Az 1. ábra szerinti vegyi feldolgozó 10 torony álló hengeres 12 toronyházban egymás fölött elrendezett 14 ágyrétegekből és tálcákból áll. A 12 toronyházon 16 bebúvónyílások vannak kialakítva a belső térbe való bejutás lehetőségének biztosítására. A 12 toronyház oldalfalán át továbbá folyadék bevezető 18 oldalcsatoma, folyadék kivezető 20 oldalcsatoma, folyadék visszavezető 34 csatorna és gőzbevezető 32 csatorna van kivezetve.

Működtetés során a folyadék visszavezető 34 csatornán át és a folyadék bevezető 18 csatornán át vezetünk 13 folyadékot a 10 torony belső terébe. A 13 folyadék lefelé áramlik a 12 toronyházban és vagy a 20 oldalcsatomán át vagy a 12 toronyház alján kialakított, alsó 30 csatornán át hagyja el a belső teret. A 13 folyadék felfelé áramló 15 gőzárammal történő keveredése és a tálcákon, ágyrétegeken át a gőzáramot keresztezve, lefelé történő áramlása során komponenseket veszít el, amelyek elgőzölögnek belőle és más anyagokat felvesz, amelyeket a gőzáramból kondenzál.

Az 1. ábra szerinti 10 torony 12 toronyházának felső végén felső 26 gőzcsatoma van kialakítva, és a 12 toronyház alsó vége 28 köpenyen nyugszik, amely köpenybe torkollik az alsó 30 csatorna és amely egy az ábrán nem fel tüntetett újrahevítővel van kapcsolatban. Az újrahevítő kimenete a 12 toronyház alsó részén kialakított gőzbevezető 32 oldalcsatomával van összekötve, amelyen át a gőzáram bevezetése történik a 12 toronyház belső terébe. A felső gőzcsatomára kapcsolt kondenzátorból a 12 toronyház felső 23 tartományában kialakított, folyadék visszavezető 34 csatornán át történik a kondenzátum 13 folyadék visszavezetése, amely kondenzátum 36 folyadékelosztón át egy felső, strukturált 38 ágyra jut. A tanpéldaszerű 10 torony felső 38 ágya 41 tartórácson nyugszik, amely tartórács alatt 40 folyadékgyűjtő és ezalatt második 42 folyadékelosztó van elrendezve. A 10 tornyot az ábrán elmetsző 43 metszésvonal alatt más kialakítású 42A folyadékelosztó van ábrázolva további 14 ágyrétegek fölötti elrendezésben. A 43 metszésvonallal azt kívántuk kiemelni, hogy az ábra nem egy konkrét kialakítású toronyra vonatkozik.

Bemutatás céljából két 48, 49 tálcát is feltüntettünk az 1. ábrában. Sok esetben a tornyok csak tálcát vagy csak ágyat tartalmaznak, de tartalmazhatják a kétféle érintkeztető eszköz különféle kombinációit is. Az 1. ábrán ilyen kombinációs megoldás van ismertetve a működés átfogó ismertethetősége érdekében. Egy tálcás torony rendszerint számos 48 tálcát tartalmaz. A tálcák lehetnek perforáltak vagy réseitek, a példában réseit tálcák vannak feltüntetve. A gőz és folyadék találkozása és keveredése a tálcán történik keresztáramban, ahol a gőz a perforáción át jut a tálcán elterülő folyadékba, vagy ellenáramban, amelyben a gőz és folyadék egymással szemben áramlanak és egyes konstrukciókban a folyadék is átfolyik a perforáción. Optimális esetben a két áram aránya elér egy stabil állapotot, amely stabil állapot függőleges csatornák alkalmazásával viszonylag kis folyadék- ill. gőzáramok mellett is biztosítható, ahol a felfelé mozgó gőzáram találkozik és keveredik a lefelé haladó folyadékkal. Olyan, függőleges levezető csatornák nélküli kialakítás is ismert, amelyben a gőz feláramlása és a folyadék leáramlása azonos nyílásokon át történik, az uralkodó nyomásviszonyoktól függően.

Az 1. ábrán feltüntetett 48, 49 tálcákra a függőleges folyadék levezető 53, 69 csatornán át jut. Mindkét 48, 49 tálcának van perforált vagy réseit 50 felülete, az alsóbb 49 tálcának emelt bevezető 51 része is van, a levezető 53 csatorna környezetében kialakítva. A bevezető 51 rész terelőcsatomákat vagy egyszerűen perforációt is tartalmazhat. A torony felépítésében alkalmazott anyagok, konstrukciós részletek megválasztásánál korróziós és gyárthatósági szempontokat is célszerű figyelembe venni. A torony anatómiájára vonatkozó, bővebb információ nyerhető Gilbert Chen-nek a Chemical Ingeneering 1984. március 5-i számában közzétett cikkéből, amelynek címe: „Packed Column Intemals”.

A 2. ábrán egy 12 toronyház alsó 100 tartományában a találmány szerint kialakított, katalizátoros, folyadékfázisú 99 reakciózóna van hosszmetszetben ábrázolva. A vegyi reakció ebben a megoldásban lényegében csak a folyadékfázisra korlátozható. A toronyház alján, a katalizátor alatti térben gyűlik a kifolyásra váró 13 folyadék, amely az alsó 30 csatornán át távozik a torony belső teréből. A szendvics szerkezetű katalizátor 102 katalizátor anyaga a toronyház falához hegesztéssel rögzített katalizátortartó 110 rács és katalizátorfedő 108 rács között, a katalizátortartó rácson rétegezett nagyszemcsés 106 katalizátortartó anyagon és e fölötti rétegben elrendezett kisszemcsés 104 katalizátortartó anyagon nyugszik és ugyanilyen 104, 106 katalizátortartó anyag rétegek fedik és tartják a katalizátorfedő 108 rács alatt. Az ilyen 104, 106 katalizátortartó anyagok az iparban ismertek, például különböző átmérőjű alumínium golyók lehetnek. A 110, 108 rácsok dróthálóból vagy réseit fémlemezből készülhetnek, szakember számára egyszerű módon.

A 110 rács toronyház belső falához rögzítése hagyományos technológiával, például hegesztéssel történik, a rács célszerűen a teljes keresztmetszetet lefedi. így a 102 katalizátor anyag keresztmetszete sem kisebb, mint a toronyház belső keresztmetszete. Minthogy gőzáram bevezetése a torony belső terébe a katalizátor fölötti térrészben, a 2. ábra szerinti felső 112 folyadékszint felett történik, a katalizátoron gyakorlatilag gőzmentes folyadék áramlik át, lefelé, a katalizált reakció tehát lényegében csak folyadékfázisú anyagban megy végbe. A gőzáram létrehozása az újrahevítőben és bevezetése a toronyba a már leírtak szerint, a gőzbevezető 32 csatornán át történik (1. ábra).

A 2. ábra szerinti megoldásnak számos előnye van: ez az elrendezés nagy rugalmasságot tesz lehetővé a katalizátor anyag tömegének megválasztásában, a katalizátor anyag mennyisége gyakorlatilag korlátlanul választható, szemben az ismert megoldásokkal, ahol csak a levezető csatornák kis térfogatú tere tekinthető csaknem kizárólag folyadéktémek, amelyben katalizátor elhelyezhető. További előny, hogy a katalizátor anyaga ömlesztve elhelyezhető a katalizátor tartók között és tömege kitöltheti a torony belső terének teljes keresztmetszetét, így átbocsátó kapacitása nagy lehet, kis folyadék-ellenállás mellett. Ilyen, a megoldással előnyösen teljesíthető paraméterek még a folyadék óratér-sebesség összefüggése [liquid-hour space velocity (LHSV)] és a nyomás alatti csöpögés szám (pressure drop). Emellett a megoldás lehetőséget ad a reakció precíz szabályozására a folyadék 99 reakciózónáján történő átfolyás sebességének befolyásolásával és/vagy a folyadék hevítésével, hűtésével. A mechanikai tervezést is leegyszerűsíti az, hogy a katalizátor keresztmetszete nem befolyásolja a gáz útjának keresztmetszetét, így adott toronyméreteknél a torony átbocsátó képességét sem korlátozza a katalizátor alkalmazása. További előny a katalizátor anyagának könnyű betölthetősége, cserélhetősége, egyszerűbb a torony szervizelése, mert a torony belső berendezésének legnagyobb része hozzáférhető a katalizátor bolygatása nélkül.

A 3., 4. és 5. ábrán a tisztán folyadék 99 reakciózóna és a katalizátor három különböző elrendezésben van feltüntetve. A 3. ábra szerinti torony a 2. ábra szerinti elrendezésnek felel meg, ahol a folyadék 99 reakciózóna a 12 toronyház alsó 100 tartományában van kialakítva. Az alsó 30 csatorna zárt áramköre egy vonallal van ábrázolva. Az áramkör a 12 toronyház bemeneti 120 csatornájába csatolódik vissza, ahová a 30 csatornán át a toronyházból kifolyó 98 folyadék vissza van vezetve. A 120 csatorna fölötti, felső 122 tartományban • A · ·

ismert kialakítású 124 tálcákból álló oszloppal felépített, ellenáramú 98 folyadék és 97 gőzáramú ütköztető tér van kialakítva. Az ehhez szükséges be- és kimeneti csatornák az 1. ábrából és az arra vonatkozó leirásrészekből ismertek, így azokat a 3.- 5. ábrákon nem tüntettük fel. Feltüntettük az ábrákon a torony felső 197 gőzcsatomáját, amelyen át a 97 gőzáram távozik a torony belső teréből és a 98 folyadék bemeneti 169 folyadékcsatomáját a torony felső részén.

A 4. ábrán feltüntetett torony 12 toronyházában a tisztán folyadékfázisú 99 reakciózóna a 12 toronyház felső 130 tartományában van kialakítva, következésképp itt, a 98 gőzáram kimeneti 132 gőzcsatomája (amely nem a torony tetején van kialakítva) fölött van elhelyezve a 120 katalizátor anyag is. A toronyház felső 130 tartományát tehát csak víz tölti ki (gőz nem). Ebben az elrendezésben a kimeneti 132 gőzcsatoma fölött elrendezett felső tálca fölé gőzáram nem jut, az itt alkalmazott 133 tálca perforáció nélküli, tömör tálca, amelyhez levezető csatorna tartozik. A folyadékelvezető 30 csatorna a 3. ábra szerinti példához hasonlóan a 12 toronyház alján van kivezetve, és a torony alsó 134 tartományának alsó részébe van visszavezetve. A 12 toronyház alsó 134 tartományában ellenáramú 98 folyadék és 97 gőzáram útja van kialakítva, az ebben a tartományban elrendezett 138 tálcák perforáltak.

A 4. ábra szerinti elrendezés előnye, hogy a toronyba bekerülő 98 folyadék gőz elnyelése előtt a katalizátorba jut, így a katalizátorban kisebb párolgással számolhatunk, ami az áramlás és a reakció zavartalanságát fokozza.

Az 5. ábra szerinti elrendezésben a tisztán folyadékfázisú 99 reakciózóna és a katalizátor helye a 12 toronyház közbenső 140 tartományában van kialakítva, egy közbenső kimeneti 142 gőzcsatoma fölött. A 97 gőzáram visszavezetése a torony belső terébe a 99 reakciózóna fölötti bemeneti 144 gőzcsatomán át történik, ílymódon kikerülve a gőzárammal a közbenső 140 tartományt. A közbenső kimeneti 142 gőzcsatoma fölött perforáció nélküli, tömör tálca van elrendezve levezető csatornával, így számottevő gőzmennyiség nem jut a 140 tartományban elhelyezett 102 katalizátor anyaghoz. A torony alsó 160 tartományában és felső 150 tartományában pl. hagyományos perforált 138 tálcák lehetnek elhelyezve, amelyeken a gőzáram és a folyadék keresztáramban vagy ellenáramban egymásra hatnak.

Elvi jelentőssége van a találmány szerinti megoldásban annak, hogy a katalizátor reakció zónája mindhárom elrendezésben a gőzáram által nem átjárt, csak folyadékfázisú feldolgozandó anyaggal töltött tartományában van kialakítva. Természetesen szükség van ehhez a bemeneti 169 folyadékcsatomára és az ábrákon ismételten fel nem tüntetett más eszközökre is. A bemeneti 169 folyadékcsatoma ill. a tálcák alatt ill. a katalizátor fölött a 3., 4. és 5. ábra szerinti példában 170 elosztó is el van rendezve.

A fentiekből következik, hogy a toronyban alkalmazott katalizátor egység katalizátor anyag tartó eszköze a katalizátor anyagának a torony üzemszerűen gőzáram mentes, folyadékfázisú feldolgozandó anyaggal töltött tartományában történő elhelyezésére alkalmasan van kialakítva.

A fent példaképpen ismert berendezésekkel megvalósítható eljárásban tehát a katalizátor anyagát a torony kettő vagy több folyadékterítő és gőzáteresztő tálcájától elválasztott, üzemszerűen gőzáram mentes, folyadékfázisú feldolgozandó anyaggal töltött tartományában helyezzük el, a gőzáramot elzárjuk a katalizátoron történő áthaladástól és a folyadék alkotóit kémiailag reagáltatjuk a katalizátor jelenlétében. A katalizátor anyagát célszerűen a toronyban rögzíthető katalizátortartó és katalizátorfedő rácsok közé helyezzük.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Vegyi feldolgozó torony katalizátorral, amely eső folyadékáramú, tálca aktív zónáján átfolyó folyadékra ható és tömegében a folyadékkal továbbhaladó, fölfelé irányuló gőzáramú torony felső folyadék-bevezető csatornával és alsó folyadékkivezető csatornával, továbbá a folyadék-bevezető csatorna alatti, legalább egy tálcával rendelkezik, azzal jellemezve, hogy katalizátort tartó eszköze a torony (12) üzemszerűen gőzáram mentes, folyadékfázisú feldolgozandó anyaggal töltött tartományában (100, 130, 140) van elrendezve.
2. Az 1. igénypont szerinti vegyi feldolgozó torony, azzal jellemezve, hogy a katalizátort tartó eszköz egy a toronyban (12) rögzített, annak belső keresztmetszetét kitöltő katalizátortartó rácsot (110) foglal magába.
3. A 2. igénypont szerinti vegyi feldolgozó torony, azzal jellemezve, hogy a katalizátort tartó eszköz továbbá egy katalizátorfedő rácsot (108) is magába foglal, ahol a katalizátor anyaga a katalizátortartó és a katalizátorfedő rácsok (110, 108) között van elrendezve.
4. A 2. vagy 3. igénypont szerinti vegyi feldolgozó torony, azzal jellemezve, hogy az üzemszerűen gőzáram mentes, folyadékfázisú feldolgozandó anyaggal töltött tartomány a torony (12) alsó tartománya (100), amely tartományban (100) a katalizátort tartó eszköz el van rendezve.
5. A 4. igénypont szerinti vegyi feldolgozó torony, azzal jellemezve, hogy kettő vagy több folyadékterítő és gőzáteresztő tálcája (124) van és katalizátor anyaga a tálcák alatti, üzemszerűen gőzáram mentes, folyadékfázisú feldolgozandó anyaggal töltött tartományban (100) van elrendezve.
6. A 2. vagy 3. igénypont szerinti vegyi feldolgozó torony, azzal jellemezve, hogy az üzemszerűen gőzáram mentes, folyadékfázisú feldolgozandó anyaggal töltött tartomány a torony (12) középső tartománya (140), amely tartományban (140) a katalizátort tartó eszköz el van rendezve.

:··· ·· ..

.· ··· í j * ,· ·

....... ’»* .:.. ·..·
7. A 2. vagy 3. igénypont szerinti vegyi feldolgozó torony, azzal jellemezve, hogy az üzemszerűen gőzáram mentes, folyadékfázisú feldolgozandó anyaggal töltött tartomány a torony (12) felső tartománya (130), amely tartományban (130) a katalizátort tartó eszköz el van rendezve.
8. Katalizátor egység eső folyadékáramú, aktív zónában a folyadékra ható, fölfelé irányuló gőzáramú, vegyi feldolgozó toronyhoz, azzal jellemezve, hogy katalizátor anyag tartó eszköze a katalizátor anyagának a torony üzemszerűen gőzáram mentes, folyadékfázisú feldolgozandó anyaggal töltött tartományában (100, 130, 140) történő elhelyezésére alkalmasan van kialakítva.
9. A 8. igénypont szerinti katalizátor egység, azzal jellemezve, hogy katalizátor anyaga a torony kettő vagy több folyadékterítő és gőzáteresztő tálcájától (124) elválasztott, üzemszerűen gőzáram mentes, folyadékfázisú feldolgozandó anyaggal töltött tartományban van elrendezve.
10. A 8. igénypont szerinti katalizátor egység, azzal jellemezve, hogy a katalizátort tartó eszköz egy a toronyban (12) rögzített, annak belső keresztmetszetét kitöltő katalizátortartó rácsot (110) foglal magába.
11. A 10. igénypont szerinti katalizátor egység, azzal jellemezve, hogy a katalizátortartó rács (110) a torony üzemszerűen gőzáram mentes, folyadékfázisú feldolgozandó anyaggal töltött, alsó tartományában (100) van elrendezve.
12. A 10. igénypont szerinti katalizátor egység, azzal jellemezve, hogy a katalizátortartó rács (110) a torony üzemszerűen gőzáram mentes, folyadékfázisú feldolgozandó anyaggal töltött, közbenső tartományában (140) van elrendezve.
13. A 10. igénypont szerinti katalizátor egység, azzal jellemezve, hogy a katalizátortartó rács (110) a torony üzemszerűen gőzáram mentes, folyadék fázisú feldolgozandó anyaggal töltött, felső tartományában (130) van elrendezve.
14. Eljárás katalizátor anyag elhelyezésére eső folyadékáramú, tálca aktív zónájában a folyadékra ható, fölfelé irányuló gőzáramú, vegyi feldolgozó toronyban, azzal jellemezve, hogy a katalizátor anyagot a torony üzemszerűen folyadékfázisú feldolgozandó anyaggal töltött tartományában helyezzük el, a gőzáramot elzárjuk a katalizátoron történő áthaladástól és a folyadék alkotóit kémiailag reagáltatjuk a katalizátor jelenlétében.
15. A 14. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy katalizátor anyagát a torony kettő vagy több folyadékterítő és gőzáteresztő tálcájától elválasztott, üzemszerűen gőzáram mentes, folyadékfázisú feldolgozandó anyaggal töltött tartományában helyezzük el.
16. A 15. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a katalizátor anyagát a toronyban rögzíthető katalizátortartó és katalizátorfedő rácsok közé helyezzük.