JPH08206487A - 触媒により促進される吸熱及び／又は発熱気相反応を実施するための反応器 - Google Patents
触媒により促進される吸熱及び／又は発熱気相反応を実施するための反応器Info
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- JPH08206487A JPH08206487A JP7288454A JP28845495A JPH08206487A JP H08206487 A JPH08206487 A JP H08206487A JP 7288454 A JP7288454 A JP 7288454A JP 28845495 A JP28845495 A JP 28845495A JP H08206487 A JPH08206487 A JP H08206487A
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- B01J2208/00008—Controlling the process
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- B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
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- B01J2208/00212—Plates; Jackets; Cylinders
- B01J2208/00221—Plates; Jackets; Cylinders comprising baffles for guiding the flow of the heat exchange medium
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- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 触媒により促進される吸熱及び／又は発熱気
相反応を実施するための反応器 【解決手段】 次の構成要素： − 側方から材料が流入する、そらせ板１ａを備える管
束熱交換器１； − 触媒堆積層を収容するための、有利に上方に向かっ
て円錐状に広がる、床を備える反応室６； − 側方から材料が流入する、そらせ板２ａを備える管
束熱交換器２； − 触媒堆積層を収容するための、床を備え、ドーム状
空間で上方が閉鎖された反応室４； − 熱交換器１の外室と反応室４上のガス室とを連結す
るための中央管；を共通のジャケット中に上下にもしく
は相互に嵌合して配置しており、加熱用もしくは冷却用
ガス（ｃ）の入口又は出口、及び新鮮ガスもしくは反応
混合物（ａもしくはｂ）の入口及び出口を備える、触媒
により促進される吸熱及び／又は発熱気相反応を実施す
るための反応器。 【効果】 簡単で、コンパクトな装置
相反応を実施するための反応器 【解決手段】 次の構成要素： − 側方から材料が流入する、そらせ板１ａを備える管
束熱交換器１； − 触媒堆積層を収容するための、有利に上方に向かっ
て円錐状に広がる、床を備える反応室６； − 側方から材料が流入する、そらせ板２ａを備える管
束熱交換器２； − 触媒堆積層を収容するための、床を備え、ドーム状
空間で上方が閉鎖された反応室４； − 熱交換器１の外室と反応室４上のガス室とを連結す
るための中央管；を共通のジャケット中に上下にもしく
は相互に嵌合して配置しており、加熱用もしくは冷却用
ガス（ｃ）の入口又は出口、及び新鮮ガスもしくは反応
混合物（ａもしくはｂ）の入口及び出口を備える、触媒
により促進される吸熱及び／又は発熱気相反応を実施す
るための反応器。 【効果】 簡単で、コンパクトな装置
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】不均一触媒気相反応（例えば
ホルムアルデヒド合成、硫黄合成又はスチレン合成）の
工業的実施のためには、一般に固定床反応器（軸方向又
は半径方向床型反応器；棚段反応器；管束反応器）を使
用する。生じるか又は必要とされる反応熱の供給又は放
出は、そのような反応器との関連において多くの場合多
数の熱交換器を必要とする。個別の装置は導管で相互に
連結する。科学技術的構成に関しては、例えばＵｌｌｍ
ａｎｎｓ Ｅｎｃｙｋｌｏｐｏｅｄｉｅ ｄｅｒ ｔｅ
ｃｈｎｉｓｃｈｅｎ Ｃｈｅｍｉｅ、１９７３年出版、
第３巻、第４６５頁以降に記載されている。
ホルムアルデヒド合成、硫黄合成又はスチレン合成）の
工業的実施のためには、一般に固定床反応器（軸方向又
は半径方向床型反応器；棚段反応器；管束反応器）を使
用する。生じるか又は必要とされる反応熱の供給又は放
出は、そのような反応器との関連において多くの場合多
数の熱交換器を必要とする。個別の装置は導管で相互に
連結する。科学技術的構成に関しては、例えばＵｌｌｍ
ａｎｎｓ Ｅｎｃｙｋｌｏｐｏｅｄｉｅ ｄｅｒ ｔｅ
ｃｈｎｉｓｃｈｅｎ Ｃｈｅｍｉｅ、１９７３年出版、
第３巻、第４６５頁以降に記載されている。
【０００２】これによれば、多くの構成群を組み合わせ
た装置を使用することが公知であり、この装置において
は、一般に空間的に隔離して、反応すべきガスを加熱し
触媒床中で反応させ、次いで再び冷却し、この際伴って
きた熱を新鮮なガスを加熱するために使用する。
た装置を使用することが公知であり、この装置において
は、一般に空間的に隔離して、反応すべきガスを加熱し
触媒床中で反応させ、次いで再び冷却し、この際伴って
きた熱を新鮮なガスを加熱するために使用する。
【０００３】未開示の提案によれば、上部、中央部及び
下部域からなる反応器中で吸熱反応を実施するために、
熱ガスを先ず触媒を包含する管束反応器を加熱するため
に使用し；熱ガスがこの反応器から出る前に、更にこの
ガスを反応すべき新鮮ガスの前加熱に使用するが、この
ことは反応器上に載置された第２の管束中で行われる。
熱ガス供給は両方の装置を連結する中央管を介して行わ
れる。
下部域からなる反応器中で吸熱反応を実施するために、
熱ガスを先ず触媒を包含する管束反応器を加熱するため
に使用し；熱ガスがこの反応器から出る前に、更にこの
ガスを反応すべき新鮮ガスの前加熱に使用するが、この
ことは反応器上に載置された第２の管束中で行われる。
熱ガス供給は両方の装置を連結する中央管を介して行わ
れる。
【０００４】新鮮ガスは予め、取り出される反応生成物
により向流で第３の管束中で予加熱される。この第３の
管束は反応装置の下部域を形成し；この予加熱された新
鮮ガスは装置の外側を通過する新鮮ガス導管を介して煙
道ガス予加熱器に供給される。
により向流で第３の管束中で予加熱される。この第３の
管束は反応装置の下部域を形成し；この予加熱された新
鮮ガスは装置の外側を通過する新鮮ガス導管を介して煙
道ガス予加熱器に供給される。
【０００５】この装置は欠点を有する；特にコンパクト
に構成することができず、外側管の費用のかかる付加的
な絶縁が必要である。
に構成することができず、外側管の費用のかかる付加的
な絶縁が必要である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、単装
置の分離した配置及び連結に対して著しく僅かな投資費
用を必要とする簡単で、コンパクトな配置を示す装置を
提供することである。
置の分離した配置及び連結に対して著しく僅かな投資費
用を必要とする簡単で、コンパクトな配置を示す装置を
提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明による反応器は図
面に示されており、かつ発熱又は、有利には吸熱反応の
実施のために使用することができる（後に記載される管
束はそれぞれ単に単管としてのみ図示される）。反応す
べき新鮮ガス（ａ）は元来の反応装置の２／５の下方に
設けられている管束熱交換器１のジャケット空間中に半
径方向外側から内側に導入される。この熱交換器１中で
は、管を上から下に流れる反応混合物（ｂ）が冷却され
ることにより新鮮ガスの予加熱が生じ得る。熱交換器１
を通過後、新鮮ガスは反応器の内側で同心的に配置され
た、円筒状の内部空間３中に達し、これを介して反応器
の上方に導かれる。このガスは方向変換の後、必要の場
合前接続された触媒層４を介して反応装置２の触媒充填
管中に達し、この中で更なる加熱及び主反応が行われ
る。
面に示されており、かつ発熱又は、有利には吸熱反応の
実施のために使用することができる（後に記載される管
束はそれぞれ単に単管としてのみ図示される）。反応す
べき新鮮ガス（ａ）は元来の反応装置の２／５の下方に
設けられている管束熱交換器１のジャケット空間中に半
径方向外側から内側に導入される。この熱交換器１中で
は、管を上から下に流れる反応混合物（ｂ）が冷却され
ることにより新鮮ガスの予加熱が生じ得る。熱交換器１
を通過後、新鮮ガスは反応器の内側で同心的に配置され
た、円筒状の内部空間３中に達し、これを介して反応器
の上方に導かれる。このガスは方向変換の後、必要の場
合前接続された触媒層４を介して反応装置２の触媒充填
管中に達し、この中で更なる加熱及び主反応が行われ
る。
【０００８】吸熱反応においては、反応熱は生成物流に
向流で反応装置の管束５の周りのジャケット空間２を通
って導かれる熱ガス（ｃ）により持たらされる；発熱反
応が行われるべき場合、この代わりに冷却剤を導入する
ことができる。管束５を出た後、反応混合物は後接続の
触媒層６を介して迅速な冷却に導かれ、この触媒層中で
は後反応が生じ得る。引き続く熱交換器１中で反応混合
物は新鮮ガスの加熱下に冷却する。発熱的に経過する反
応においては残留熱を導出する更なる熱交換器を備える
ことができる。
向流で反応装置の管束５の周りのジャケット空間２を通
って導かれる熱ガス（ｃ）により持たらされる；発熱反
応が行われるべき場合、この代わりに冷却剤を導入する
ことができる。管束５を出た後、反応混合物は後接続の
触媒層６を介して迅速な冷却に導かれ、この触媒層中で
は後反応が生じ得る。引き続く熱交換器１中で反応混合
物は新鮮ガスの加熱下に冷却する。発熱的に経過する反
応においては残留熱を導出する更なる熱交換器を備える
ことができる。
【０００９】こうして、本発明による反応器は主に５つ
の部分の構成により記載することができる：共通のジャ
ケット中に − 側方から材料が流入する、そらせ板１ａを備える、
多数の単管を有する管束熱交換器１； − 有利に上方に向かって円錐状に広がる、第１の触媒
堆積層を収容するための床を備える反応室６； − 側方から材料が流入する、そらせ板２ａを備える、
触媒で充填可能な多数の単管５を備える管束熱交換器
２； − 第２の触媒堆積層を収容するための床を備え、ドー
ム状空間で上方が閉鎖された反応室４； − 熱交換器１の外室と反応室４上のドーム状空間とを
連結するための中央管；を上下に配置し、加熱用もしく
は冷却用ガス（ｃ）の入口又は出口、及び新鮮ガスもし
くは反応混合物（ａもしくはｂ）の入口及び出口を備え
る。本発明は触媒充填をも含めて配置に関して、限定さ
れない。
の部分の構成により記載することができる：共通のジャ
ケット中に − 側方から材料が流入する、そらせ板１ａを備える、
多数の単管を有する管束熱交換器１； − 有利に上方に向かって円錐状に広がる、第１の触媒
堆積層を収容するための床を備える反応室６； − 側方から材料が流入する、そらせ板２ａを備える、
触媒で充填可能な多数の単管５を備える管束熱交換器
２； − 第２の触媒堆積層を収容するための床を備え、ドー
ム状空間で上方が閉鎖された反応室４； − 熱交換器１の外室と反応室４上のドーム状空間とを
連結するための中央管；を上下に配置し、加熱用もしく
は冷却用ガス（ｃ）の入口又は出口、及び新鮮ガスもし
くは反応混合物（ａもしくはｂ）の入口及び出口を備え
る。本発明は触媒充填をも含めて配置に関して、限定さ
れない。
【００１０】
【実施例】スチレンの製造のために、前記触媒充填装置
に量比１．２５：１の水蒸気及びエチルベンゼンからな
る混合物を供給する。管部中での総横断面負荷は２４０
ｋモル／ｍ2ｈ（蒸気＋エチルベンゼン）。市販のタイ
プＧ８４Ｃ（製造者：Ｓｕｅｄｃｈｅｍｉｅ）の触媒を
使用する。
に量比１．２５：１の水蒸気及びエチルベンゼンからな
る混合物を供給する。管部中での総横断面負荷は２４０
ｋモル／ｍ2ｈ（蒸気＋エチルベンゼン）。市販のタイ
プＧ８４Ｃ（製造者：Ｓｕｅｄｃｈｅｍｉｅ）の触媒を
使用する。
【００１１】主反応器２の管５は内径７２ｍｍ及び長さ
５５００ｍｍを有する。層６の高さは１２００ｍｍ、層
４は約５００ｍｍである。管束５の範囲の反応器のジャ
ケット直径は６８００ｍｍである。
５５００ｍｍを有する。層６の高さは１２００ｍｍ、層
４は約５００ｍｍである。管束５の範囲の反応器のジャ
ケット直径は６８００ｍｍである。
【００１２】加熱していない触媒層６の下端部で６４％
のエチルベンゼン変換率が達せられる。スチレン選択性
は９５．５モル％である。上部管底での圧力は絶対圧約
１．８バールであり、層６の後では絶対圧約０．５バー
ルである。装置中の触媒及び反応混合物の温度は上部管
底（すなわち、層４の後方）は約４２０℃であり、管束
５の端部では約６２０℃、層６の端部で約５８５度であ
る。熱ガスは入口で温度約７２０℃、出口では温度約５
００℃である。
のエチルベンゼン変換率が達せられる。スチレン選択性
は９５．５モル％である。上部管底での圧力は絶対圧約
１．８バールであり、層６の後では絶対圧約０．５バー
ルである。装置中の触媒及び反応混合物の温度は上部管
底（すなわち、層４の後方）は約４２０℃であり、管束
５の端部では約６２０℃、層６の端部で約５８５度であ
る。熱ガスは入口で温度約７２０℃、出口では温度約５
００℃である。
【図１】本発明による反応器の１実施例を示す装置の断
面図。
面図。
１．管束熱交換器、 １ａ．そらせ板、 ２．管束熱交
換器、 ３．中央管、 ４．反応室、 ５．管束、
６．反応室、 ａ．新鮮ガス、 ｂ．反応混合 物、
ｃ．熱ガス
換器、 ３．中央管、 ４．反応室、 ５．管束、
６．反応室、 ａ．新鮮ガス、 ｂ．反応混合 物、
ｃ．熱ガス
Claims (1)
- 【請求項１】 次の構成要素： − 側方から材料が流入する、そらせ板１ａを備える管
束熱交換器１； − 触媒堆積層を収容するための、有利に上方に向かっ
て円錐状に広がる、床を備える反応室６； − 側方から材料が流入する、そらせ板２ａを備える管
束熱交換器２； − 触媒堆積層を収容するための、床を備え、ドーム状
空間で上方が閉鎖された反応室４； − 熱交換器１の外室と反応室４上のガス室とを連結す
るための中央管；を共通のジャケット中に上下にもしく
は相互に嵌合して配置しており、加熱用もしくは冷却用
ガス（ｃ）の入口又は出口、及び新鮮ガスもしくは反応
混合物（ａもしくはｂ）の入口及び出口を備える、触媒
により促進される吸熱及び／又は発熱気相反応を実施す
るための反応器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4439807A DE4439807A1 (de) | 1994-11-08 | 1994-11-08 | Reaktor zur Durchführung heterogenkatalysierter Gasphasenreaktionen |
| DE4439807.7 | 1994-11-08 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08206487A true JPH08206487A (ja) | 1996-08-13 |
Family
ID=6532740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7288454A Withdrawn JPH08206487A (ja) | 1994-11-08 | 1995-11-07 | 触媒により促進される吸熱及び／又は発熱気相反応を実施するための反応器 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5658538A (ja) |
| EP (1) | EP0711595B1 (ja) |
| JP (1) | JPH08206487A (ja) |
| DE (2) | DE4439807A1 (ja) |
| TW (1) | TW300855B (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2273761A1 (en) * | 1999-06-09 | 2000-12-09 | Polyvalor, S.E.C. | Apparatus and process for catalytic gas involving reactions which are exothermic |
| TW590792B (en) * | 2002-03-26 | 2004-06-11 | Showa Denko Kk | Reaction device with a heat-exchanger |
| CN106693839B (zh) * | 2015-08-04 | 2019-02-22 | 中国石化工程建设有限公司 | 一种甲烷化反应器和甲烷化工艺 |
| WO2020216659A1 (en) * | 2019-04-23 | 2020-10-29 | Haldor Topsøe A/S | High temperature reactor vessel, plant and method |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2042922A (en) * | 1933-08-04 | 1936-06-02 | Calco Chemical Co Inc | Process and apparatus for vapor phase catalyses |
| US2345423A (en) * | 1939-08-02 | 1944-03-28 | Pfannmuller Wilhelm | Apparatus for carrying out catalytic gas reactions |
| US3212862A (en) * | 1963-02-19 | 1965-10-19 | Chemical Construction Corp | Apparatus for exothermic catalytic reactions |
| JPS60150824A (ja) * | 1984-01-18 | 1985-08-08 | Toyo Eng Corp | 改良反応器 |
| IN165082B (ja) * | 1985-05-15 | 1989-08-12 | Ammonia Casale Sa | |
| DE3631642A1 (de) * | 1986-09-17 | 1988-04-07 | Linde Ag | Verfahren zur durchfuehrung katalytischer reaktionen |
| DE3804390A1 (de) * | 1988-02-12 | 1989-08-17 | Uhde Gmbh | Vorrichtung insbesondere zur methanolsynthese |
| DE3813863A1 (de) * | 1988-04-23 | 1989-11-02 | Uhde Gmbh | Einrichtung zur aufnahme von katalysatoren, insbesondere bei der erzeugung von synthesegas |
| US5523061A (en) * | 1988-11-22 | 1996-06-04 | China Petrochemical Corporation (Sinopec) | Equipment for catalytic distillation |
| WO1990006807A1 (de) * | 1988-12-13 | 1990-06-28 | Deggendorfer Werft Und Eisenbau Gmbh | Rohrbündelreaktor |
-
1994
- 1994-11-08 DE DE4439807A patent/DE4439807A1/de not_active Withdrawn
-
1995
- 1995-10-31 EP EP95117117A patent/EP0711595B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-10-31 DE DE59501278T patent/DE59501278D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-10-31 US US08/550,738 patent/US5658538A/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-11-03 TW TW084111640A patent/TW300855B/zh active
- 1995-11-07 JP JP7288454A patent/JPH08206487A/ja not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0711595B1 (de) | 1998-01-14 |
| TW300855B (ja) | 1997-03-21 |
| DE4439807A1 (de) | 1996-05-09 |
| EP0711595A1 (de) | 1996-05-15 |
| DE59501278D1 (de) | 1998-02-19 |
| US5658538A (en) | 1997-08-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030107 |