JP2013086094A - チューブネスト反応器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】触媒気相反応のためのチューブネスト反応器(1)において、メインの熱交換器(4)からリングチャネル部分(35,36)内へと供給された部分流(38,39)の量どうしの間の比率が、2つのリングチャネル部分(35,36)の長さどうしの間の比率に対応し、リングチャネル部分(35,36)の各々が、リングチャネル部分(35,36)の長手方向軸線まわりにおいて戻り流(45,46)の回転を引き起こすための2つまたはそれ以上のデバイス(44)を備え、デバイス(44)が、リングチャネル部分(35,36)に沿った様々な位置に配置されている。
【選択図】図1b
Description
は、排他的に、流れを最適化することができる、すなわち、他の混合効果に関係なく、流れの最適化を得ることができる。そのような大容量ポンプの使用により、単一のポンプによって反応器を動作させることができる。
4 メインの熱交換器
5 補助的な熱交換器
17 加熱媒体の戻り経路リングチャネル
18 加熱媒体の導出経路リングチャネル
19 シェル開口
25 連結チャネル
27 出口
33 連結ポイント
34 連結ポイント
35 リングチャネル部分
36 リングチャネル部分
37 分割手段
38 部分流
39 部分流
44 デバイス
45 戻り流
46 戻り流
50 バッフルプレート
52 デバイス
53 インペラ
54 回転を打ち消すためのデバイス
55 プレート
57 隙間
58 導入側面
59 導入側面
60 導出側面
70 ディヒューザ、収束形状のコア
73 ポンプケーシング
83 偏向領域
89 ディヒューザ
93 第2の加熱媒体の戻り経路リングチャネル
94 ポンプケーシング開口
Claims (15)
- 触媒気相反応のためのチューブネスト反応器であって、
−複数の反応チューブからなるネストであるとともに、このネストが、シリンダ形状の反応器シェルによって囲まれており、前記シリンダ形状の反応器シェルが、シェルスペースを形成し、このシェルスペース内においては、加熱媒体が、前記複数の反応チューブの周囲を流通し、反応ガスが、前記複数の反応チューブの中を流通しているような、複数の反応チューブからなるネストと;
−前記シリンダの両端部領域のそれぞれのところにおいて前記反応器シェルを囲んでいるとともに、前記シェルスペースに対して連通された、加熱媒体の導出経路リングチャネルおよび加熱媒体の戻り経路リングチャネルであり、これにより、流体が、複数のシェル開口を通して流通することができ、少なくとも前記戻り経路リングチャネルが、サブチャネルを有していないような、加熱媒体の導出経路リングチャネルおよび加熱媒体の戻り経路リングチャネルと;
−単一の外部のポンプであるとともに、このポンプの入口が、前記加熱媒体の戻り経路リングチャネルに対して連通し、このポンプの出口が、前記加熱媒体の導出経路リングチャネルに対して連通し、このポンプが、前記加熱媒体を、前記導出経路リングチャネルと、前記シェルスペースと、前記戻り経路リングチャネルと、を通して、ループ状でもって循環させるような、ポンプと;
−前記ループ内に接続された外部のメインの熱交換器であるとともに、この熱交換器の出口が、前記加熱媒体の戻り経路リングチャネルに対して連結され、前記加熱媒体流の一部が、前記熱交換器を介して、前記熱交換器からの戻りチャネルとしての、前記加熱媒体の戻り経路リングチャネル内へと供給されるような、熱交換器と;
を具備し、
−前記加熱媒体の戻り経路リングチャネルに対しての前記ポンプの連結ポイントと、前記加熱媒体の戻り経路リングチャネルに対しての前記メインの熱交換器の連結ポイントとが、前記加熱媒体の戻り経路リングチャネルの長さに沿って、互いにオフセットされ、
−前記加熱媒体の戻り経路リングチャネルが、前記メインの熱交換器の前記連結ポイントのところにおいて、前記加熱媒体の戻り経路リングチャネルの長手方向軸線に対して横方向に延在する分離壁によって、2つのリングチャネル部分へと分割され、これら2つのリングチャネル部分の各々が、前記メインの熱交換器に連通しており、これにより、前記メインの熱交換器からの戻り流が、前記2つのリングチャネル部分内へと分割され、
このようなチューブネスト反応器において、
−前記メインの熱交換器(4)から前記リングチャネル部分(35,36)内へと供給された部分流(38,39)の量どうしの間の比率が、前記2つのリングチャネル部分(35,36)の長さどうしの間の比率に対応し、
−前記リングチャネル部分(35,36)の各々が、前記リングチャネル部分(35,36)の長手方向軸線まわりにおいて前記戻り流(45,46)の回転を引き起こすための2つまたはそれ以上のデバイス(44)を備え、
−前記デバイス(44)が、前記リングチャネル部分(35,36)に沿った様々な位置に配置されていることを特徴とするチューブネスト反応器。 - 請求項1記載のチューブネスト反応器において、
前記メインの熱交換器(4)の前記出口(27)が、連結チャネル(25)を介して前記加熱媒体の戻り経路リングチャネル(17)に対して連結され、
前記連結チャネル(25)内に、分割手段(37)が配置され、
この分割手段(37)が、前記熱交換器からの前記戻り流を、比例的に、前記2つのリングチャネル部分(35,36)へと分割していることを特徴とするチューブネスト反応器。 - 請求項2記載のチューブネスト反応器において、
前記メインの熱交換器(4)の前記出口(27)から、前記2つのリングチャネル部分(35,36)に対しての前記連結ポイント(34)までの、各流通経路の長さが、互いに相異しており、
前記連結チャネル(25)内における前記分割手段(37)の構成が、前記流通経路の長さの相異を補償し得るものとされていることを特徴とするチューブネスト反応器。 - 請求項2または3記載のチューブネスト反応器において、
1つまたは複数の補助的な熱交換器(5)が、前記メインの熱交換器(4)に対して連結され、
前記補助的な熱交換器(5)の各々からの戻り流が、前記分割手段(37)を通過することを特徴とするチューブネスト反応器。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載のチューブネスト反応器において、
前記メインの熱交換器(4)に関する前記連結ポイント(34)と、前記ポンプ(3)に関する前記連結ポイント(33)とが、互いに対して90°〜180°というオフセットでもって配置されていることを特徴とするチューブネスト反応器。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載のチューブネスト反応器において、
回転を引き起こすための前記2つまたはそれ以上のデバイス(44)の各々が、バッフルプレート(50)とされ、
前記バッフルプレート(50)が、前記リングチャネル(6,49,51a,51b)の1つの壁(49)上にまたは複数の壁上に、設けられ、
前記バッフルプレート(50)が、前記戻り流(45,46)内に前記リングチャネルの前記長手方向軸線に対して直角とされた接線方向速度成分を形成するように、構成されていることを特徴とするチューブネスト反応器。 - 請求項6記載のチューブネスト反応器において、
前記シェル開口(19)から流出する部分流(47)の流れ方向において、偏向によって、前記部分流(47)に接線方向速度成分を誘起して回転を引き起こすためのデバイス(52)が配置されていることを特徴とするチューブネスト反応器。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載のチューブネスト反応器において、
前記回転を打ち消すためのデバイス(54)が、前記2つのリングチャネル部分(35,36)が前記ポンプ(3)に対して連接される部分に、設けられていることを特徴とするチューブネスト反応器。 - 請求項8記載のチューブネスト反応器において、
前記デバイス(54)が、複数の水平方向に配置されたなおかつ鉛直方向に離間されたプレート(55)を備え、これらプレートが、最後のシェル開口(19)から前記ポンプ導入パイプ(29)内へと、前記リングチャネル部分内における加熱媒体の流れ方向において、前記2つのリングチャネル部分(35,36)の幅全体にわたって延在し、これにより、前記複数のプレート(55)が、複数の隙間(57)を形成し、
前記隙間が、前記リングチャネル部分(35,36)内に位置した2つの導入側面(58,59)と、前記ポンプ導入パイプ(20)内に位置した1つの導出側面(60)と、を有していることを特徴とするチューブネスト反応器。 - 請求項9記載のチューブネスト反応器において、
前記隙間(57)が、前記2つの導入側面(58,59)のところにおいて高さ方向において交互的に少なくとも部分的に閉塞されることを特徴とするチューブネスト反応器。 - 触媒気相反応のためのチューブネスト反応器であって、
−複数の反応チューブからなるネストであるとともに、このネストが、シリンダ形状の反応器シェルによって囲まれており、前記シリンダ形状の反応器シェルが、シェルスペースを形成し、このシェルスペース内においては、加熱媒体が、前記複数の反応チューブの周囲を流通し、反応ガスが、前記複数の反応チューブの中を流通しているような、複数の反応チューブからなるネストと;
−前記シリンダの端部領域において前記反応器シェルを各々が囲んでいるとともに、前記シェルスペースに対して連通された、加熱媒体の導出経路リングチャネルおよび加熱媒体の戻り経路リングチャネルであり、これにより、流体が、複数のシェル開口を通して流通することができるような、加熱媒体の導出経路リングチャネルおよび加熱媒体の戻り経路リングチャネルと;
−単一の外部のポンプであるとともに、このポンプの入口が、前記加熱媒体の戻り経路リングチャネルに対して連通し、このポンプの出口が、前記加熱媒体の導出経路リングチャネルに対して連通し、このポンプが、前記加熱媒体を、前記導出経路リングチャネルと、前記シェルスペースと、前記戻り経路リングチャネルと、を通して、ループ状でもって循環させるような、ポンプと;
−前記ループ内に接続された外部のメインの熱交換器であるとともに、この熱交換器の出口が、前記加熱媒体の戻り経路リングチャネルに対して連結され、前記加熱媒体流の一部が、前記熱交換器を介して、前記熱交換器からの戻りチャネルとしての、前記加熱媒体の戻り経路リングチャネル内へと供給されるような、熱交換器と;
を具備し、
−前記ポンプが、インペラを有したポンプケーシングを備え、前記ポンプケーシングが、前記インペラに対しての供給路内に、軸線方向上向きを向いた同心領域を有し、
このようなチューブネスト反応器において、
−第2の加熱媒体の戻り経路リングチャネル(93)が、前記ポンプケーシング(73)の上向きの前記領域を囲んでいるとともに、前記インペラ(53)に対しての前記供給路(61)に対して連結され、流体が、前記ポンプケーシング内の複数の開口(94)を通して流れることができ、前記複数の開口(94)が、前記ポンプケーシング(73)の周縁まわりにおいて一様に分散配置され、
−前記メインの熱交換器(4)の前記出口(27)が、前記第2の加熱媒体の戻り経路リングチャネル(93)に対して連結されていることを特徴とするチューブネスト反応器。 - 請求項11記載のチューブネスト反応器において、
前記ポンプケーシング開口(94)が、計量導入手段(95)として構成され、
2つまたはそれ以上の列をなす計量導入手段(95)が、前記ポンプ(3)の軸線方向において、上下方向に多段で配置され、前記供給路(61)内における前記複数の列が、前記ポンプ(3)に対して径方向に互いにオフセットされていることを特徴とするチューブネスト反応器。 - 請求項1〜12のいずれか1項に記載のチューブネスト反応器において、
−複数の反応チューブからなるネストであるとともに、このネストが、シリンダ形状の反応器シェルによって囲まれており、前記シリンダ形状の反応器シェルが、シェルスペースを形成し、このシェルスペース内においては、加熱媒体が、前記複数の反応チューブの周囲を流通し、反応ガスが、前記複数の反応チューブの中を流通しているような、複数の反応チューブからなるネストと;
−前記シリンダの端部領域において前記反応器シェルを各々が囲んでいるとともに、前記シェルスペースに対して連通された、加熱媒体の導出経路リングチャネルおよび加熱媒体の戻り経路リングチャネルであり、これにより、流体が、複数のシェル開口を通して流通することができるような、加熱媒体の導出経路リングチャネルおよび加熱媒体の戻り経路リングチャネルと;
−1つまたは複数の外部のポンプであるとともに、このポンプの入口が、前記加熱媒体の戻り経路リングチャネルに対して連通し、このポンプの出口が、前記加熱媒体の導出経路リングチャネルに対して連通し、このポンプが、前記加熱媒体を、前記導出経路リングチャネルと、前記シェルスペースと、前記戻り経路リングチャネルと、を通して、ループ状でもって循環させるような、ポンプと;
を具備し、
このようなチューブネスト反応器において、
−前記ポンプ(3)が、インペラ(53)を備え、前記インペラの供給側に、鉛直方向から水平方向への偏向領域(83)が設けられ、前記ポンプの壁が、2つのシリンダ(85,86)の交差によって形成され、一方の壁(85)が、流れ方向に平行に鉛直方向に延在し、他方の壁(86)が、流れ方向に直交して水平方向に延在していることを特徴とするチューブネスト反応器。 - 請求項13記載のチューブネスト反応器において、
前記ポンプ(3)が、加圧サイドに、ディヒューザ(89,70)を備え、前記加圧サイドの拡径が、収束形状のコア(70)によって少なくとも部分的に形成されていることを特徴とするチューブネスト反応器。 - 請求項13または14記載のチューブネスト反応器において、
前記偏向領域(83)に続いて、チャネル(84)における下向き流とされ、
前記チャネル(84)の横断面積が、流れ方向において拡径していることを特徴とするチューブネスト反応器。
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