IT202000019945A1 - REACTOR FOR NON ISOTHERMAL REACTIONS - Google Patents

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Flavio Manenti
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Milano Politecnico
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Description

"Reattore per reazioni non isotermiche" "Reactor for non-isothermal reactions"

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Campo dell?invenzione Field of invention

La presente invenzione ? relativa ad un reattore per reazioni non isotermiche ed utilizzato per le sintesi chimiche. The present invention ? relating to a reactor for non-isothermal reactions and used for chemical synthesis.

Stato della tecnica State of the art

Come noto dallo stato della tecnica le sintesi chimiche avvengono in svariate configurazioni reattoristiche. In particolare, in presenza di reazioni esotermiche o endotermiche, diviene indispensabile trovare apparati che siano in grado di trasferire in maniera efficiente il calore da una zona all?altra del reattore. Un classico esempio ? rappresentato dalla sintesi del metanolo, una delle pi? interessanti e promettenti molecole delle sintesi organiche, ma anche una delle pi? complicate da ottenere per via dell?esotermicit? della reazione, del rischio di attivare reazioni di metanazione, ancor pi? esotermiche e soprattutto per la scarsa resa nel singolo passo. A tal proposito, sono note innumerevoli soluzioni tecnologiche. In particolare, le configurazioni note di reattore possono essere classificate in: tecnologie fase gas (adiabatiche, isoterme, a letto fluido), tecnologie fase liquida e tecnologie a membrana. Nel dettaglio, per le tecnologie fase-gas adiabatiche, alcuni esempi sono il Quench Converter multi-stadio della Johnson Matthey, il reattore sferico a letto fisso di Kellog, Brown e Root (KBR), il reattore multistadio di Haldor-Topsoe/Udhe, i reattori Haldor-Topsoe (Collect-Mix-Distribute reactor) e Halliburton per il revamping del quencher, il reattore ARC di Casale ed il reattore MRF-Z? della Toyo Engineering Corporation. Per quanto riguarda le tecnologie fase gas isoterme, si citano il reattore a tubi elicoidali di Linde, il reattore combinato Lurgi (tra i pi? diffusi al mondo), il Mitsubishi Superconverter, i reattori assiali e assial-radiali sviluppati da Casale ed i reattori Steam Raising Converter (SRC) di Davy Process Technology. Per quanto riguarda le altre tipologie di reattori ? da notare che sono utilizzate anche in ambiti diversi dal metanolo, ovvero ovunque sia necessario scambiare calore in maniera efficiente. As known from the state of the art, chemical syntheses take place in various reactor configurations. In particular, in the presence of exothermic or endothermic reactions, it becomes essential to find devices that are able to efficiently transfer the heat from one area of the reactor to another. A classic example? represented by the synthesis of methanol, one of the pi? interesting and promising molecules of organic synthesis, but also one of the most? complicated to obtain because of? exothermic? of the reaction, of the risk of activating methanation reactions, even more? exothermic and above all for the low yield in the single step. In this regard, countless technological solutions are known. In particular, the known reactor configurations can be classified into: gas phase technologies (adiabatic, isothermal, fluidized bed), liquid phase technologies and membrane technologies. In detail, for adiabatic gas-phase technologies, some examples are the multi-stage Quench Converter by Johnson Matthey, the spherical fixed bed reactor by Kellog, Brown and Root (KBR), the multi-stage reactor by Haldor-Topsoe/Udhe, the Haldor-Topsoe (Collect-Mix-Distribute reactor) and Halliburton reactors for the revamping of the quencher, the Casale ARC reactor and the MRF-Z reactor? of Toyo Engineering Corporation. As far as isothermal gas phase technologies are concerned, the Linde helical tube reactor, the Lurgi combined reactor (among the most widespread in the world), the Mitsubishi Superconverter, the axial and axial-radial reactors developed by Casale and the Steam Raising Converter (SRC) by Davy Process Technology. What about the other reactor types? it should be noted that they are also used in areas other than methanol, or wherever it is necessary to exchange heat efficiently.

? sentita dunque la necessit? di trovare soluzioni alternative allo scopo di migliorare l?efficienza di scambio termico durante le reazioni non isotermiche con i fluidi di raffreddamento/riscaldamento, allo scopo di massimizzare l?efficienza del reattore, aumentando le conversioni dei reagenti ed allo stesso tempo aumentando le rese di reazione nei prodotti finali desiderati. ? therefore felt the need? to find alternative solutions in order to improve the heat exchange efficiency during the non-isothermal reactions with the cooling/heating fluids, in order to maximize the reactor efficiency, increasing the conversions of the reactants and at the same time increasing the yields of reaction into the desired end products.

Sommario dell?invenzione Summary of the invention

Allo scopo di superare le suddette problematiche, ? stato concepito il reattore oggetto della presente invenzione. In order to overcome the aforementioned problems, the reactor object of the present invention was conceived.

Si tratta di un reattore per reazioni non isotermiche in fase gassosa comprendente: -un reattore tubolare comprendente almeno un tubo in cui passano fluidi di reazione (A), e nel quale reattore tubolare ? definita una porzione dove avviene almeno una reazione non isotermica; It is a reactor for non-isothermal reactions in the gaseous phase comprising: - a tubular reactor comprising at least one tube through which reaction fluids pass (A), and in which tubular reactor ? defined as a portion where at least one non-isothermal reaction occurs;

- un mantello esterno a detto reattore tubolare, in cui passa un fluido che funge da fluido refrigerante /riscaldante di detti fluidi di reazione. - a shell external to said tubular reactor, in which passes a fluid which acts as a cooling/heating fluid for said reaction fluids.

in cui: in which:

(i) I fluidi di reazione entrano in testa a tale reattore tubolare ed escono in coda a detto reattore tubolare e detta porzione dove avviene almeno una reazione isotermica ? riempita con un catalizzatore specifico per detta reazione, mentre la rimanente porzione del reattore tubolare ? vuota (i) Do the reaction fluids enter the head of this tubular reactor and exit at the end of said tubular reactor and said portion where at least one isothermal reaction takes place? filled with a specific catalyst for said reaction, while the remaining portion of the tubular reactor ? empty

il fluido refrigerante/riscaldante che fluisce nel mantello pu? essere introdotto in fase gassosa, in fase liquida e/o una combinazione di entrambe e funge da sia da refrigerante che da riscaldante dei fluidi di reazione in differenti porzioni dello stesso reattore tubolare; the coolant/heating fluid that flows in the mantle can? be introduced in the gas phase, in the liquid phase and/or a combination of both and acts as both a cooler and a heater for the reaction fluids in different portions of the same tubular reactor;

(iii) in detto mantello esterno in cui passa detto fluido refrigerante/riscaldante ? definita almeno una zona di separazione liquido-vapore, in cui avviene almeno uno stadio di separazione liquido vapore del fluido refrigerante/riscaldante . (iii) in said outer shell in which said cooling/heating fluid passes? at least one liquid-vapour separation zone is defined, in which at least one stage of liquid-vapour separation of the cooling/heating fluid takes place.

ELENCO DELLE FIGURE LIST OF FIGURES

Figura 1: rappresentazione schematica di un reattore per reazioni non isotermiche in fase gassosa secondo una forma realizzativa della presente invenzione; Figure 1: schematic representation of a reactor for non-isothermal reactions in the gas phase according to an embodiment of the present invention;

Figura 2: rappresentazione schematica delle zone del reattore per reazioni non isotermiche in fase gassosa secondo la forma realizzativa di figura 1; Figure 2: schematic representation of the reactor zones for non-isothermal reactions in the gaseous phase according to the embodiment of figure 1;

Figura 3: rappresentazione schematica di un reattore per reazioni non isotermiche in fase gassosa secondo una forma realizzativa alternativa della presente invenzione; Figure 3: schematic representation of a reactor for non-isothermal reactions in the gas phase according to an alternative embodiment of the present invention;

Figura 4: rappresentazione schematica delle zone del reattore per reazioni non isotermiche in fase gassosa secondo la forma realizzativa di figura 3; Figure 4: schematic representation of the reactor zones for non-isothermal reactions in the gaseous phase according to the embodiment of figure 3;

Figura 5: rappresentazione schematica di un primo dettaglio del reattore per reazioni non isotermiche in fase gassosa secondo la forma di realizzazione di figura 1 e figura 3; Figure 5: schematic representation of a first detail of the reactor for non-isothermal reactions in the gaseous phase according to the embodiment of figure 1 and figure 3;

Figura 6: rappresentazione schematica di un secondo dettaglio del reattore per reazioni non isotermiche in fase gassosa secondo la forma di realizzazione di figura 1 e figura 3; Figure 6: schematic representation of a second detail of the reactor for non-isothermal reactions in the gaseous phase according to the embodiment of figure 1 and figure 3;

Figura 7: rappresentazione schematica di un terzo dettaglio del reattore per reazioni non isotermiche in fase gassosa secondo la forma di realizzazione di figura 1 e figura 3; Figura 8: rappresentazione schematica di un reattore per reazioni non isotermiche in fase gassosa secondo una forma realizzativa alternativa della presente invenzione. Figure 7: schematic representation of a third detail of the reactor for non-isothermal reactions in the gaseous phase according to the embodiment of figure 1 and figure 3; Figure 8: schematic representation of a reactor for non-isothermal reactions in the gas phase according to an alternative embodiment of the present invention.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DETAILED DESCRIPTION

Per gli scopi della presente invenzione i fluidi di reazione A possono essere di diverso tipo e caratterizzati dal fatto di raggiungere le condizioni sufficienti di temperatura e pressione a realizzare la reazione non isotermica in corrispondenza della porzione del reattore tubolare contenente il catalizzatore. I fluidi di reazione A comprendono i reagenti necessari alla sintesi del prodotto desiderato e dopo avere attraversato la porzione di reattore riempita di catalizzatore comprendono anche il/i prodotto/i di reazione desiderato /i For the purposes of the present invention, the reaction fluids A can be of different types and characterized by the fact that they reach the sufficient temperature and pressure conditions to carry out the non-isothermal reaction in correspondence with the portion of the tubular reactor containing the catalyst. The reaction fluids A comprise the reagents necessary for the synthesis of the desired product and, after passing through the portion of the reactor filled with the catalyst, they also comprise the desired reaction product(s).

Per gli scopi della presente invenzione il fluido B immesso nel mantello 20 pu? essere inserito in fase gassosa, in fase liquida e/o una combinazione di entrambe. Il fluido B ? configurato per fungere sia da refrigerante che da riscaldante o viceversa per determinate porzioni dello stesso reattore tubolare in funzione della specifica reazione non isotermica . For the purposes of the present invention, the fluid B introduced into the shell 20 can be inserted in the gaseous phase, in the liquid phase and/or a combination of both. Fluid B? configured to act both as a cooler and as a heater or vice versa for certain portions of the same tubular reactor according to the specific non-isothermal reaction.

Il reattore ? configurato in modo tale che nella zona di separazione liquido vapore il fluido B, quando ? allo stato vapore si condensi , oppure se allo stato di liquido evapori, sfruttando in questo modo 2 volte il calore latente di evaporazione per raffreddare o riscaldare i fluidi di reazione a seconda della specifica della reazione non isotermica. In aggiunta a ci? il reattore oggetto della presente invenzione, oltre a sfruttare due volte il calore latente di evaporazione si caratterizza anche perch?, preferibilmente, il vapore che condensa sui tubi forma un film sottile che aumenta ulteriormente lo scambio termico. The reactor? configured in such a way that in the liquid vapor separation area the fluid B, when ? in the vapor state it condenses, or if in the liquid state it evaporates, thus exploiting 2 times the latent heat of evaporation to cool or heat the reaction fluids according to the specification of the non-isothermal reaction. In addition to that? the reactor object of the present invention, in addition to exploiting the latent heat of evaporation twice, is also characterized in that, preferably, the vapor which condenses on the tubes forms a thin film which further increases the heat exchange.

Nello specifico, i fluidi di reazione A entrano dalla testa del reattore tubolare ed escono della coda dello stesso. In accordo con una forma di realizzazione preferita, il reattore tubolare comprende una pluralit? di tubi che permettono di mantenere un profilo termico uniforme nell?intero reattore tubolare, garantendo lo scambio termico tra i fluidi di reazione e ed il fluido B. Specifically, the reaction fluids A enter the head of the tubular reactor and leave the tail of the same. In accordance with a preferred embodiment, the tubular reactor comprises a plurality of of tubes which allow to maintain a uniform thermal profile in the entire tubular reactor, guaranteeing the heat exchange between the reaction fluids e and the fluid B.

I flussi di reazione in ingresso dalla testa 10a del reattore tubolare 10 comprendono uno o pi? reagenti configurati per reagire con il catalizzatore all?interno dello stesso in corrispondenza porzione di reazione I fluidi di reazione almeno parzialmente reagiti all?interno del reattore tubolare fuoriescono dal reattore tubolare in coda e possono contenere oltre ai prodotti di reazione, reagenti non convertiti prodotti intermedi di reazione comprendono una miscela di gas di sintesi ed reagenti. The incoming reaction streams from the head 10a of the tubular reactor 10 comprise one or more? reactants configured to react with the catalyst inside the same at the reaction portion The at least partially reacted reaction fluids inside the tubular reactor leave the tubular reactor at the bottom and can contain, in addition to the reaction products, unconverted reactants intermediate products reactions comprise a mixture of synthesis gas and reagents.

Il reattore oggetto dell?invenzione pu? prevedere a valle un?unit? di separazione dei prodotti di reazione dai reagenti, che vengono successivamente riciclati in testa al reattore. The reactor object of the invention can? provide downstream a? unit? of separation of the reaction products from the reactants, which are subsequently recycled at the top of the reactor.

Il mantello del reattore comprende almeno un ingresso del fluido refrigerante/ riscaldante in fase liquida o vapore ed almeno una uscita in fase liquida o vapore. The shell of the reactor comprises at least one inlet of the cooling/heating fluid in the liquid or vapor phase and at least one outlet in the liquid or vapor phase.

Per gli scopi della presente invenzione, la porzione di reazione del reattore tubolare generalmente contenente il catalizzatore specifico per la reazione non isotermica viene definita anche come una prima zona di scambio termico tra i fluidi di reazione, che scorrono nel reattore tubolare ed il fluido refrigerante/riscaldante presente nel mantello esterno. Allo stesso modo, per zona di separazione liquido-gas si intende una seconda zona di scambio termico tra i fluidi di reazione ed il fluido lato mantello. La porzione di reazione e la zona di separazione lato mantello sono contigue lungo il reattore oggetto dell?invenzione. For the purposes of the present invention, the reaction portion of the tubular reactor generally containing the specific catalyst for the non-isothermal reaction is also defined as a first heat exchange zone between the reaction fluids flowing in the tubular reactor and the coolant/ heater present in the outer shell. Similarly, by liquid-gas separation zone we mean a second heat exchange zone between the reaction fluids and the shell-side fluid. The reaction portion and the shell side separation zone are contiguous along the reactor object of the invention.

In accordo con una forma di realizzazione preferita la zona di separazione liquidogas comprende un separatore liquido-gas a stadi, disposto lungo detta zona di separazione. Preferibilmente, il separatore a stadi comprende una colonna di distillazione, una colonna di rettifica, una colonna a riempimento o una colonna a riempimento strutturato disposta lungo il reattore. In accordance with a preferred embodiment, the liquid-gas separation zone comprises a staged liquid-gas separator arranged along said separation zone. Preferably, the stage separator comprises a distillation column, a rectification column, a packed column or a structured packed column disposed along the reactor.

Pi? preferibilmente, il separatore a stadi ? una colonna di distillazione o di rettifica a piatti disposti lungo il reattore tubolare, disposti nel mantello in prossimit? della porzione rimanente del reattore non occupata dal catalizzatore. Pi? preferably, the stage separator ? a distillation column or plate rectification arranged along the tubular reactor, arranged in the mantle near? of the remaining portion of the reactor not occupied by the catalyst.

Preferibilmente, i piatti sono a stramazzo. Essi si caratterizzano per il fatto che il liquido scende dal piatto superiore, percorre il piatto da un lato all?altro e quindi passa per caduta attraverso tubi o condotti di discesa (down comers) nel piatto inferiore. I piatti possono essere forati, a campanelle o valvola. Secondo una soluzione particolarmente preferita come rappresentata nelle figure 5-7, i piatti a stramazzo sono forati ciascun piatto 42 comprende fori 42a per il passaggio del fluido refrigerante/riscaldante in forma vapore Inoltre, ciascun piatto 42 comprende fori 42b per il passaggio dei tubi che costituiscono il reattore tubolare. Preferibilmente, il reattore tubolare occupa circa l?80% della superfice totale di ciascun piatto 42. Preferably, the plates are overflow. They are characterized by the fact that the liquid descends from the upper tray, travels the tray from one side to the other and then passes by gravity through pipes or down comers into the lower tray. Plates can be drilled, bell or valve. According to a particularly preferred solution as shown in figures 5-7, the weir plates are perforated each plate 42 comprises holes 42a for the passage of the cooling/heating fluid in the form of steam Furthermore, each plate 42 comprises holes 42b for the passage of the pipes which form the tubular reactor. Preferably, the tubular reactor occupies about 80% of the total surface area of each plate 42.

Secondo la suddetta forma di realizzazione preferita riportata nelle figure 5-7, ciascun piatto 42 comprende anche una diga 42c configurata per mantenere sul piatto 42 almeno un battente di fluido refrigerante/riscaldante in forma liquida condensato ed un downcomer 42d che indirizza il liquido condensato B al piatto inferiore facilitando la distribuzione del liquido condensato. According to the aforementioned preferred embodiment shown in Figures 5-7, each tray 42 also comprises a dam 42c configured to maintain on the tray 42 at least one head of condensed liquid cooling/heating fluid and a downcomer 42d which directs the condensed liquid B to the lower plate facilitating the distribution of the condensed liquid.

Trattandosi di piatti a stramazzo, le dighe 42c ed i downcomers 42d su piatti sovrapposti sono disposti in maniera alternata. Since we are dealing with weir plates, the weirs 42c and the downcomers 42d on superimposed plates are arranged alternately.

Ciascun piatto 42 pu? comprendere guide 42e che facilitano la rimozione del rispettivo piatto 42 durante l?eventuale manutenzione dell?impianto. Each plate 42 can? comprise guides 42e which facilitate the removal of the respective plate 42 during any maintenance of the system.

Per gli scopi della presente invenzione per reazioni non isotermiche si intendono reazioni endotermiche o reazioni esotermiche. For the purposes of the present invention, non-isothermal reactions are understood to mean endothermic reactions or exothermic reactions.

In funzione del tipo di reazione condotta all?interno del reattore tubolare il catalizzatore ? posizionato in testa o in coda allo stesso come esposto dettagliatamente nel seguito. According to the type of reaction carried out inside the tubular reactor, is the catalyst? positioned at the head or tail of the same as detailed below.

Nello specifico, in funzione del tipo di reazione non isotermica e del numero di stadi utilizzati per la separazione liquido-gas sono identificabili tre varianti in accordo con la presente invenzione. Specifically, according to the type of non-isothermal reaction and the number of stages used for the liquid-gas separation, three variants can be identified in accordance with the present invention.

Reattore per reazioni esotermiche a singolo stadio Reactor for single stage exothermic reactions

In accordo con la presente forma realizzativa illustrata in figura 8, la reazione non isotermica realizzata all?interno del reattore tubolare 10 ? una reazione esotermica. In accordance with the present embodiment illustrated in figure 8, the non-isothermal reaction carried out inside the tubular reactor 10 is an exothermic reaction.

Preferibilmente, in questa forma realizzativa il catalizzatore 31 all?interno della porzione 30 ? disposto in coda 10b al reattore tubolare 10. In questo modo, la porzione 30 funge da unit? riscaldante del fluido B refrigerante/riscaldante in sostituzione di un reboiler esterno di tipo convenzionale. Preferably, in this embodiment the catalyst 31 inside the portion 30 is? arranged at the end 10b of the tubular reactor 10. In this way, the portion 30 acts as a unit? heating of the cooling/heating fluid B in place of a conventional external reboiler.

In accordo con la presente variante, il fluido B ? introdotto all?interno del mantello in uno stadio liquido BL in corrispondenza della coda del reattore. In questo modo, il fluido B allo stato liquido indicato con BL sommerge la porzione 30 del reattore tubolare 10. Preferibilmente, al fine di evitare surriscaldanti nella zona di reazione ed eventuali rotture del reattore tubolare 10, il fluido B sommerge non solo la porzione di reazione 30 ma anche una parte contigua del reattore tubolare 10 nella direzione della testa 10a. In accordance with the present variant, the fluid B ? introduced inside the shell in a liquid stage BL at the tail of the reactor. In this way, the fluid B in the liquid state indicated by BL submerges the portion 30 of the tubular reactor 10. Preferably, in order to avoid overheating in the reaction zone and possible breakages of the tubular reactor 10, the fluid B submerges not only the portion of reaction 30 but also a contiguous part of the tubular reactor 10 in the direction of the head 10a.

Nel presente caso, i fluidi di reazione A entrano dalla testa 10a del reattore tubolare 10 ad una temperatura inferiore rispetto alla temperatura di reazione in corrispondenza della porzione di regione 30. Preferibilmente il reattore tubolare ? dotato di un plenum 12 dal quale entrano i fluidi di reazione A raggiungono una pressione ed una temperatura uniformi e sono spinti all?interno dell?uno o pi? tubi 11 verso la coda 10b del reattore tubolare 10 e dalla quale escono. In the present case, the reaction fluids A enter from the head 10a of the tubular reactor 10 at a lower temperature than the reaction temperature at the region portion 30. Preferably the tubular reactor ? equipped with a plenum 12 from which the reaction fluids A enter, reach a uniform pressure and temperature and are pushed inside one or more? pipes 11 towards the tail 10b of the tubular reactor 10 and from which they exit.

I fluidi di reazione A scambiando calore con il fluido B allo stato di vapore BV in corrispondenza della porzione di separazione 40 aumentano gradualmente la temperatura durante il passaggio dalla testa alla coda del reattore tubolare 10. In altre parole, il fluido B allo stato di vapore BV occupa il volume vuoto del mantello 20 in corrispondenza della porzione di separazione liquido gas 40. The reaction fluids A exchanging heat with the vapor state fluid B BV at the separation portion 40 gradually increase the temperature during the transition from the top to the tail of the tubular reactor 10. In other words, the vapor state fluid B BV occupies the empty volume of the shell 20 in correspondence with the liquid-gas separation portion 40.

I fluidi di reazione A raggiungono la porzione di reazione 30 dove ? disposto il catalizzatore 31 ad una temperatura adeguata e reagiscono secondo una reazione esotermica. Reaction fluids A reach reaction portion 30 where ? placed the catalyst 31 at a suitable temperature and react according to an exothermic reaction.

Il calore prodotto da tale razione ? asportato dal fluido B che bagna esternamente i tubi 11 del reattore tubolare 10. In questo modo, il fluido B allo stato liquido fungendo da refrigerante asporta il calore prodotto dalla reazione esotermica passando almeno parzialmente di fase. Nello specifico, il fluido B allo stato liquido passa allo stato di vapore BV iniziando a migrare verso la testa del reattore 100. The heat produced by this ration? removed by the fluid B which externally wets the tubes 11 of the tubular reactor 10. In this way, the fluid B in the liquid state, acting as a refrigerant, removes the heat produced by the exothermic reaction, passing at least partially into phase. Specifically, the fluid B in the liquid state changes to the vapor state BV starting to migrate towards the reactor head 100.

Il fluido B allo stato di vapore condensa almeno parzialmente in corrispondenza della zona di separazione liquido-gas 40 definita dal mantello 20. Nello specifico, il fluido B allo stato di vapore migrando verso la testa del reattore 100 impattando sulla pluralit? di tubi 11 condensa e scambia calore con i fluidi di reazione A ad una temperatura inferiore rispetto al fluido B allo stato di vapore. The fluid B in the vapor state condenses at least partially in correspondence with the liquid-gas separation zone 40 defined by the shell 20. Specifically, the fluid B in the vapor state migrating towards the head of the reactor 100 impacting on the plurality of pipes 11 condenses and exchanges heat with the reaction fluids A at a lower temperature than the fluid B in the vapor state.

Vantaggiosamente, in questo modo ? possibile sfruttare due volte il calore latente del fluido B. Infatti, il fluido B allo stato di vapore condensando rilascia lo stesso calore latente, per l?evaporazione, ai fluidi di reagenti A. Advantageously, this way ? It is possible to exploit twice the latent heat of the fluid B. In fact, the fluid B in the vapor state by condensing releases the same latent heat, for the evaporation, to the fluids of reactants A.

Inoltre, ? da notare che il fluido B allo stato di vapore condensando sulla pluralit? di tubi 11 in corrispondenza della zona di separazione liquido-gas 40 forma un film sottile FS sui tubi stessi che migliora lo scambio termico tra il fluido B e i fluidi A rispetto ad un sistema di scambio gas/gas (come, per esempio, per i reattori Lurgi o Davy Process Technology). Moreover, ? to note that the fluid B in the vapor state condensing on the plurality? of pipes 11 in correspondence with the liquid-gas separation zone 40 forms a thin film FS on the pipes themselves which improves the heat exchange between the fluid B and the fluids A with respect to a gas/gas exchange system (such as, for example, for Lurgi reactors or Davy Process Technology).

In accordo con una forma di realizzazione preferita, eventuali incondensabili derivanti dal degrado del fluido B allo stato di liquido e/o alla dissoluzione del fluido B allo stato di gas possono essere rimossi dalla testa del mantello 20 assieme a porzioni di vapore che non sono opportunamente ricondensate. In accordance with a preferred embodiment, any incondensables deriving from the degradation of the fluid B in the liquid state and/or the dissolution of the fluid B in the gas state can be removed from the head of the shell 20 together with portions of vapor which are not suitably recondensed.

? da notare che il fluido B pu? essere rimosso in fase di spegnimento del reattore in corrispondenza di un canale di scarico CS1 disposto in coda 20b del mantello 20. ? da notare inoltre che il reattore 100 comprende un ulteriore canale di scarico CS2 per il fluido B allo stato di liquido BL disposto in corrispondenza della zona reazione 20 lato mantello 20, utilizzabile per la gestione del livello di liquido lato mantello. ? to note that the fluid B can? be removed during the shutdown phase of the reactor in correspondence with a discharge channel CS1 arranged at the end 20b of the shell 20. it should also be noted that the reactor 100 comprises a further discharge channel CS2 for the fluid B in the liquid state BL arranged in correspondence with the reaction zone 20 on the shell side 20, usable for managing the liquid level on the shell side.

Inoltre, il reattore 100 lato mantello comprende un canale di sfiato CS3 in corrispondenza della testa 20a del mantello e configurato per scaricare il fluido B allo stato di vapore BV. Furthermore, the shell side reactor 100 comprises a vent channel CS3 at the shell head 20a and configured to discharge the fluid B in the vapor state BV.

In accordo con la presente variante, il catalizzatore 31 ? caricato dalla testa 10a del reattore tubolare 10 inserendolo all?interno dei tubi 11 ed ? scaricato dalla coda 10b del reattore tubolare 10 stesso. In accordance with the present variant, the catalyst 31 is loaded by the head 10a of the tubular reactor 10 by inserting it inside the tubes 11 and ? discharged from the tail 10b of the tubular reactor 10 itself.

Vantaggiosamente, la presente variante permette di intensificare lo scambio termico al fine di preriscaldare i fluidi di reagenti A al fine di realizzare una reazione esotermica. Advantageously, the present variant allows the heat exchange to be intensified in order to preheat the fluids of reactants A in order to carry out an exothermic reaction.

In accordo con una forma di realizzazione preferita, il reattore 100 comprende una griglia di supporto 50 per il reattore tubolare 10 in corrispondenza della coda dello stesso. In accordance with a preferred embodiment, the reactor 100 comprises a support grid 50 for the tubular reactor 10 at its tail.

Nelle operazioni di manutenzione il catalizzatore viene scaricato dalla coda del reattore. During maintenance operations, the catalyst is discharged from the tail of the reactor.

Reattore per reazioni esotermiche a pi? stadi Reactor for exothermic reactions to pi? stadiums

In accordo con la presente forma realizzativa illustrata nelle figure 1 e 2, la reazione non isotermica realizzata all?interno del reattore tubolare ? una reazione esotermica. In accordance with the present embodiment illustrated in figures 1 and 2, the non-isothermal reaction carried out inside the tubular reactor is an exothermic reaction.

Preferibilmente, in questa forma realizzativa il catalizzatore 31 ? disposto in coda 10b al reattore tubolare 10 definendo la porzione 30. In questo modo, la porzione di reazione 30 funge da unit? riscaldante in sostituzione di un reboiler noto al tecnico esperto del settore come illustrato in figura 2. Inoltre, ? da notare che tale reattore differentemente dalla variante a singolo stadio comprende un separatore a stadi 41 del tipo sopra descritto. Preferably, in this embodiment the catalyst 31 is arranged at the end 10b of the tubular reactor 10 defining the portion 30. In this way, the reaction portion 30 acts as a unit? heater in substitution of a reboiler known to the person skilled in the art as shown in figure 2. Furthermore, it is it should be noted that this reactor, unlike the single-stage variant, comprises a stage separator 41 of the type described above.

Anche in questo caso, il fluido B ? inserito all?interno del mantello allo stato liquido BL al fine di mantenere la zona di reazione 30 completamente immersa. Also in this case, the fluid B ? inserted inside the shell in the liquid state BL in order to keep the reaction zone 30 completely immersed.

Come in precedenza, i fluidi di reazione A in ingresso dalla testa del reattore tubolare 10 vengono preriscaldati lungo la porzione di separazione 40 e successivamente reagiscono in corrispondenza della porzione di reazione 30. Il calore prodotto dalla reazione esotermica ? asportato dal fluido B allo stato liquido che passa almeno parzialmente allo stato di vapore BV. Il vapore prodotto scambia calore con i tubi 11 preriscaldando cos? i fluidi di reazione A. Lo scambio di calore anche in questo caso ? ottimizzato per il fatto che si sfrutta due volte il calore latente del fluido B e dalla formazione di un film sottile su tubi 11 lato mantello. As before, the reaction fluids A entering the head of the tubular reactor 10 are preheated along the separation portion 40 and subsequently react at the reaction portion 30. The heat produced by the exothermic reaction is removed from the fluid B in the liquid state which passes at least partially into the vapor state BV. The steam produced exchanges heat with the pipes 11, thus preheating the reaction fluids A. The heat exchange also in this case ? optimized by the fact that the latent heat of the fluid B is exploited twice and by the formation of a thin film on the shell side pipes 11.

In accordo con la presente variante, la presenza della colonna di distillazione a piatti permette di ottimizzare lo scambio termico in corrispondenza di ciascun piatto 42 tra il fluido B ed i fluidi di reazione A. Infatti, il liquido B allo stato di vapore migrando dalla coda 20a alla testa 20b del mantello 20 tende a condensare almeno parzialmente su ciascun piatto 42. In accordance with the present variant, the presence of the plate distillation column makes it possible to optimize the heat exchange in correspondence with each plate 42 between the fluid B and the reaction fluids A. In fact, the liquid B in the vapor state migrating from the tail 20a to the head 20b of the shell 20 tends to condense at least partially on each plate 42.

Il reattore 100 comprende un canale di uscita CU1 per il fluido B allo stato di vapore in eccesso. Tale vapore in eccesso pu? essere inviato di nuovo alla condensazione. The reactor 100 comprises an outlet channel CU1 for the fluid B in the excess vapor state. This excess steam can be sent back to condensation.

Inoltre in accordo con una forma realizzazione preferita, parte del fluido B a seguito della condensazione esterna alla reattore ? reintrodotto all?interno del reattore 100 lato mantello in corrispondenza di un canale di ingresso CI1 preferibilmente in testa 20a del mantello 20. Il reattore 100 comprende un ulteriore canale di ingresso CI2 lato mantello per alimentare il fluido B allo stato liquido BL. Furthermore, in accordance with a preferred embodiment, part of the fluid B following the condensation outside the reactor ? reintroduced inside the shell-side reactor 100 at an inlet channel CI1 preferably at the top 20a of the shell 20. The reactor 100 comprises a further inlet channel CI2 shell-side to feed the fluid B in the liquid state BL.

? da notare che il fluido B condensato in corrispondenza di ciascun piatto 42 ? direzionato mediante downcomer 42d a piatti inferiori fino alla coda 20b del mantello 20. ? to note that the fluid B condensed in correspondence with each plate 42 ? directed by downcomer 42d to lower plates up to the tail 20b of the skirt 20.

Anche in questo caso, durante lo spegnimento ? possibile scaricare il fluido B allo stato liquido dalla coda del reattore 100 mediante un ulteriore canale di uscita CU2 in coda 20b al mantello 20. Again, during shutdown ? it is possible to discharge the fluid B in the liquid state from the tail of the reactor 100 through a further outlet channel CU2 in the tail 20b of the shell 20.

Allo stesso tempo, il catalizzatore 31 ? caricato in testa al reattore e pu? essere scaricato quando esausto in coda al reattore. At the same time, the catalyst 31 ? loaded in the head of the reactor and pu? be unloaded when exhausted at the tail end of the reactor.

In accordo con una forma di realizzazione preferita, il reattore 100 comprende una griglia di supporto 50 per il reattore tubolare 10 in corrispondenza della coda dello stesso. In accordance with a preferred embodiment, the reactor 100 comprises a support grid 50 for the tubular reactor 10 at its tail.

Reattore per reazioni endotermiche a pi? stadi Reactor for endothermic reactions to pi? stadiums

In figura 4 ? riportata una forma realizzativa del reattore oggetto dell?invenzione per condurre le reazioni endotermiche In figure 4 ? An embodiment of the reactor object of the invention for conducting the endothermic reactions is reported

Preferibilmente, in questa forma realizzativa il catalizzatore 31 ? disposto in testa 10a del reattore tubolare 10 definendo la porzione 30, nella quale avviene la reazione . In questo modo, la porzione di reazione 30 funge da unit? refrigerante in sostituzione di un condensatore esterno di tipo convenzionale. Preferably, in this embodiment the catalyst 31 is arranged at the head 10a of the tubular reactor 10 defining the portion 30, in which the reaction takes place. In this way, the reaction portion 30 acts as a unit? refrigerant instead of a conventional external condenser.

In accordo con la presente variante, i fluidi di reazione A dopo essere stati uniformati in temperatura e flusso in un plenum 12 nella testa 10a del reattore tubolare 10 entrano nei tubi 11 dove incontrano il catalizzatore 31 posizionato in testa. In questo modo, i fluidi di reazione A reagiscono secondo una reazione endotermica agendo quindi da condensatori del fluido (B) che passa lato mantello. In accordance with the present variant, the reaction fluids A after being uniformed in temperature and flow in a plenum 12 in the head 10a of the tubular reactor 10 enter the pipes 11 where they meet the catalyst 31 positioned at the head. In this way, the reaction fluids A react according to an endothermic reaction thus acting as condensers of the fluid (B) which passes on the shell side.

Il fluido B ? introdotto all?interno del mantello 10 allo stato gassoso BV dalla coda 20b del mantello 20. Nello specifico il fluido B allo stato gassoso BV ? introdotto mediante un condotto di ingresso CI3 disposto in corrispondenza della coda 20b del mantello 20. In accordo con una forma di realizzazione preferita il fluido B ? introdotto all?interno del mantello allo stato liquido mediante un canale di ingresso CI4 disposto tra la testa 20a e la coda 20b. Fluid B? introduced inside the shell 10 in the gaseous state BV from the tail 20b of the shell 20. Specifically, the fluid B in the gaseous state BV ? introduced by means of an inlet duct CI3 arranged at the tail 20b of the shell 20. In accordance with a preferred embodiment, the fluid B ? introduced into the shell in the liquid state by means of an inlet channel C14 disposed between the head 20a and the tail 20b.

In questo modo durante la risalita dalla coda 20b alla testa 20a il fluido B allo stato di vapore scambia calore con l?uno o pi? tubi 11 del reattore tubolare 10 condensando lato mantello. Anche in questo caso il fluido B forma un film sottile sulla superficie esterna di ciascun tubo 11 del reattore tubolare 10 ottimizzandone lo scambio termico. In this way, during the ascent from the tail 20b to the head 20a, the fluid B in the vapor state exchanges heat with one or more? tubes 11 of the tubular reactor 10 condensing on the shell side. Also in this case the fluid B forms a thin film on the external surface of each tube 11 of the tubular reactor 10 optimizing its heat exchange.

Il fluido B arrivando in testa condensa ulteriormente scambiando calore in corrispondenza della zona di reazione 30. Fluid B, arriving at the head, condenses further by exchanging heat in correspondence with the reaction zone 30.

Il vapore in eccesso fuoriesce dal mantello in corrispondenza della testa 20a mediante un canale di uscita CU3 mentre una parte del condensato BL nella zona di reazione 30 fuoriesce dal mantello 20 sotto forma di distillato mediante un ulteriore canale di uscita CU4. Quest?ultimo ? preferibilmente disposto al di sotto della zona di reazione 30. The excess vapor leaves the shell at the head 20a through an outlet channel CU3 while a part of the condensate BL in the reaction zone 30 comes out of the shell 20 in the form of distillate through a further outlet channel CU4. The latter ? preferably located below the reaction zone 30.

In accordo con la presente variante, il reattore 100 comprende una di distillazione a piatti, 41 che in questo caso raccoglie il fluido B condensato nei vari stadi lungo il reattore 100 e lo scarica dalla coda 20b del mantello mediante un canale di uscita CU5. In accordance with the present variant, the reactor 100 comprises a tray distillation 41 which in this case collects the fluid B condensed in the various stages along the reactor 100 and discharges it from the tail 20b of the shell via an outlet channel CU5.

In accordo con la presente invenzione, il catalizzatore 31 ? caricato e scaricato dalla testa del reattore tubolare 10. Infatti, in corrispondenza di ciascun tubo 11 ? disposto una cesta o basket 60 contenente il catalizzatore durante il funzionamento del reattore che quindi lo trattiene in testa al reattore tubolare al fine di realizzare la reazione endotermica. In accordance with the present invention, the catalyst 31 is loaded and unloaded from the head of the tubular reactor 10. In fact, at each tube 11 ? arranged a basket 60 containing the catalyst during operation of the reactor which then retains it at the top of the tubular reactor in order to carry out the endothermic reaction.

Claims (9)

RIVENDICAZIONI 1. Reattore per reazioni non isotermiche in fase gassosa (100) comprendente:1. Reactor for non-isothermal reactions in the gas phase (100) comprising: - un reattore tubolare (10) comprendente almeno un tubo (11) in cui passano fluidi di reazione (A) e nel quale reattore tubolare ? definita una porzione (30) dove avviene almeno una reazione non isotermica;- a tubular reactor (10) comprising at least one tube (11) through which reaction fluids (A) pass and in which tubular reactor ? defined a portion (30) where at least one non-isothermal reaction takes place; - un mantello esterno (20) a detto reattore tubolare (10) in cui passa un fluido (B) refrigerante/riscaldante- an outer shell (20) of said tubular reactor (10) in which a cooling/heating fluid (B) passes in cuiin which (i) I fluidi di reazione (A) entrano in testa a tale reattore tubolare (10) ed escono in coda a detto reattore tubolare (10) e detta porzione (30) dove avviene almeno una reazione non isotermica, ? riempita con un catalizzatore specifico per detta reazione, mentre la rimanente porzione del reattore tubolare (10) ? vuota;(i) The reaction fluids (A) enter the top of said tubular reactor (10) and exit at the end of said tubular reactor (10) and said portion (30) where at least one non-isothermal reaction takes place, ? filled with a specific catalyst for said reaction, while the remaining portion of the tubular reactor (10) is empty; (ii) il fluido refrigerante/riscaldante (B) che fluisce nel mantello pu? essere introdotto in detto reattore in fase gassosa, in fase liquida e/o una combinazione di entrambe e funge sia da fluido refrigerante che da riscaldante dei fluidi di reazione (A) in differenti porzioni dello stesso reattore tubolare (10);(ii) the cooling/heating fluid (B) flowing in the shell can? be introduced into said reactor in the gaseous phase, in the liquid phase and/or a combination of both and acts both as a cooling fluid and as a heating fluid for the reaction fluids (A) in different portions of the same tubular reactor (10); (iii) in detto mantello esterno (20) ? definita almeno una zona di separazione liquidogas (40), in cui avviene almeno uno stadio di separazione gas liquido del fluido (B) (iii) in said outer shell (20) ? defined at least one gas-liquid separation zone (40), in which at least one gas-liquid separation stage of the fluid (B) takes place 2. Reattore per reazioni non isotermiche in fase gassosa (100) secondo la rivendicazione 1, in cui il fluido (B) allo stato vapore condensa sulla superficie esterna di detto almeno un tubo (11) di detto reattore tubolare (10) in forma di film sottile.2. Reactor for non-isothermal reactions in the gaseous phase (100) according to claim 1, wherein the fluid (B) in the vapor state condenses on the outer surface of said at least one tube (11) of said tubular reactor (10) in the form of thin film. 3. Reattore per reazioni non isotermiche (100) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detta reazione non isotermica ? esotermica e la porzione (30) di detto reattore tubolare (10) riempita con il catalizzatore, si trova in coda a detto reattore tubolare (10), e, nella porzione del lato mantello in prossimit? della porzione (30) dove avviene la reazione il fluido (B) ? allo stato liquido e copre completamente detta porzione (30) dove avviene almeno una reazione esotermica e l?intera porzione (30) riempita di catalizzatore funge da reboiler del fluido (B) che passa nel mantello (20).The reactor for non-isothermal reactions (100) according to claim 1 or 2, wherein said non-isothermal reaction is exothermic and the portion (30) of said tubular reactor (10) filled with the catalyst, is located at the end of said tubular reactor (10), and, in the portion of the shell side near the of the portion (30) where the reaction takes place, the fluid (B) ? in the liquid state and completely covers said portion (30) where at least one exothermic reaction takes place and the entire portion (30) filled with catalyst acts as a reboiler for the fluid (B) which passes in the shell (20). 4. Reattore per reazioni non isotermiche (100) secondo la rivendicazione 1, in cui detta reazione non isotermica ? endotermica, detta porzione di reazione (30) del reattore tubolare riempita con il catalizzatore, che si trova in testa al reattore tubolare (10) funge da condensatore di detto fluido (B) lato mantello.The reactor for non-isothermal reactions (100) according to claim 1, wherein said non-isothermal reaction is endothermic, said reaction portion (30) of the tubular reactor filled with the catalyst, which is located at the head of the tubular reactor (10) acts as a condenser of said fluid (B) on the shell side. 5. Reattore per reazioni non isotermiche (100), secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui detta zona di separazione (40) comprende un separatore gas liquido a stadi (41).5. Reactor for non-isothermal reactions (100), according to any one of claims 1 to 4, wherein said separation zone (40) comprises a staged gas-liquid separator (41). 6. Reattore per reazioni non isotermiche in fase gassosa (100), secondo la rivendicazione 5, in cui il separatore a stadi (41) ? scelto tra una colonna di distillazione, una colonna di rettifica, una colonna a riempimento o una colonna a riempimento strutturato disposta lungo tutta detta zona di separazione.6. Reactor for non-isothermal reactions in the gas phase (100), according to claim 5, wherein the stage separator (41) is selected from a distillation column, a rectification column, a packed column or a structured packed column arranged along all of said separation zone. 7. Reattore per reazioni non isotermiche (100) secondo la rivendicazione 6, in cui il separatore (41) ? una colonna di distillazione o di rettifica a piatti.The reactor for non-isothermal reactions (100) according to claim 6, wherein the separator (41) is? a distillation or plate rectification column. 8. Reattore per reazioni non isotermiche secondo la rivendicazione 7, in cui i piatti della colonna sono a stramazzo.8. Reactor for non-isothermal reactions according to claim 7, wherein the trays of the column are weir-shaped. 9. Reattore per reazioni non isotermiche (100) secondo la rivendicazione 8, in cui ciascun piatto (42) comprende dei fori (42A) per il passaggio del fluido (B) in forma vapore, una diga (42c) per mantenere sul piatto un battente di fluido (B) liquido condensato sul piatto ed un downcomer (42d), che indirizza il liquido condensato (B) al piatto inferiore, alloggiamenti (42b) per l?almeno un tubo (11) di detto reattore tubolare (10), che passa attraverso detti piatti (42) e guide (42e) che facilitano la rimozione di detto piatto durante la manutenzione del reattore. 9. Reactor for non-isothermal reactions (100) according to claim 8, wherein each tray (42) comprises holes (42A) for the passage of the fluid (B) in vapor form, a dam (42c) to keep a head of fluid (B) condensed liquid on the plate and a downcomer (42d), which directs the condensed liquid (B) to the lower plate, housings (42b) for at least one tube (11) of said tubular reactor (10), which passes through said plates (42) and guides (42e) which facilitate the removal of said plate during maintenance of the reactor.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1834679A (en) * 1928-07-31 1931-12-01 Selden Res & Engineering Corp Process of controlling temperatures of vapor phase catalytic reactions
GB553107A (en) * 1941-11-28 1943-05-07 Synthetic Oils Ltd Improvements in and relating to chemical reaction chambers
US2662911A (en) * 1948-10-01 1953-12-15 Metallgesellschaft Ag Temperature control in the catalytic hydrogenation of carbon monoxide
US4921681A (en) * 1987-07-17 1990-05-01 Scientific Design Company, Inc. Ethylene oxide reactor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1834679A (en) * 1928-07-31 1931-12-01 Selden Res & Engineering Corp Process of controlling temperatures of vapor phase catalytic reactions
GB553107A (en) * 1941-11-28 1943-05-07 Synthetic Oils Ltd Improvements in and relating to chemical reaction chambers
US2662911A (en) * 1948-10-01 1953-12-15 Metallgesellschaft Ag Temperature control in the catalytic hydrogenation of carbon monoxide
US4921681A (en) * 1987-07-17 1990-05-01 Scientific Design Company, Inc. Ethylene oxide reactor

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