NL7908072A - Buisvormige reactor voor katalytische werkwijze. - Google Patents

Description

< <

Buisvormige reactor voor katalytische werkwijze

De uitvinding heeft betrekking op een buisvormige reactor voor katalytische werkwijzen, waarvan de reactiezone een het buisvormige volume in hoofdzaak vullende, uit de buis als geheel uittrek-bare of verwijderbare katalysatorvulling bevat.

5 Buisvormige reactoren met katalysatorvulling worden op ruime schaal voor katalytische werkwijzen toegepast. Een speciaal voorbeeld vormt het reformeren van koolwaterstoffen, die in zogenaamde reactie-buizen wordt uigevoerd. Deze zijn in gebruikelijke installaties voorzien van een vulling van gevormde katalysatordragers, gewoonlijk 10 Baschigringen, waardoorheen gas kan stromen. Daar de katalytische werking van een katalysator om verschillende redenen afneemt moet deze van tijd tot tijd worden verwisseld. Deze verwisseling verschaft met het oog op de aanzienlijke lengte van bijv, 10 tot 15 meter bij nauwe reactiebuizen met bijv. d1 -<T 130 mm aanzienlijke moeilijkheden, 15 die door een mogelijk vastklemmen van de afzonderlijke katalysatordragers bij reactie bij hoge temperatuur nog vergroot worden. Om deze reden werd reeds een constructie ontwikkeld waarbij de Raschigringen op stiften zijn geregen, die radiaal naar buiten op afstand staan van een centrale draagbuis. In de praktijk blijkt echter dat bij het 20 uitnemen van deze katalysatorconstructie door vastklemmen vanwege gebroken Baschigringen storingen optreden.

Volgens een andere ontwikkeling worden uit katalysator materiaal gevormde geperforeerde schijven voortdurend op een centrale buis geschoven. Deze schijven tonen echter in vergelijking met de vulling 25 met Baschigringen een gering reactievermogen en bovendien wordt het warmte transport van de met een katalysator gevulde reactiezone naar de centrale buis, welke voor de toevoer en terugvoer van gas dient, in hoofdzaak door de tegen de buis aanliggende schijven bepaald en daarmede aanzienlijk gehinderd.

790 80 72 * · Λ ' 2

De uitvinding "beoogt een "buisvormige reactor voor katalytische werkwijzen te verschaffen, die constructief betrekkelijk eenvxdig is en waarbij de vereiste verwisseling van een katalysator betrekkelijk snel kan worden uitgevoerd, waarbij katalysatorbreuken in 5 sterke mate worden vermeden en bij voorkeur gangbare katalysator-dragers, zoals met name Raschigringen in een gunstige verdeling' kunnen worden aangebracht.

De door de uitvinding verschafte buisvormige reactor van de hierboven beschreven soort is hierin gekenmerkt dat de katalysator-10 vulling wordt omsloten door een gasdoorlaatbaar omhulsel of korf-wand en door een korf- of langsdrager wordt vast gehouden.

Bij voorkeur wordt een katalysatorvulling door een korfwand met aan de voorzijde aangebrachte geperforeerde schijven omsloten en door geperforeerde tussenschijven onderverdeeld.

15 De korfdrager kan in principe door elke willekeurige in de lengte stabide constructie zoals bijv. door een of meer stangen worden gevormd. Bij voorkeur dient evenwel als korfdrager een uit-trekbare centrale buis, welke niet alleen mechanisch maar ook voor de reactiegeleiding bruikbaar kan zijn (en bijv. voor het voorver-20 mrmen van gas dient).

Voor een mechanische verstijving, die het optreden van excentriciteiten tegen gaat, zijn langs de as op afstand op elkaar volgende tussenverstijvingen loodrecht op de as aangebracht, die in het eenvoudigste geval, wanneer slechts geringe thermische en mechanische 25 belastingen optwden, door bij het vullen van de katalysator ingelegde rooster- of perforatie^schijven gevormd kunnen worden, die bij de de voorkeur verdienende uitvoeringsvorm met centrale aangebrachte (gas) - buis hierop bij het vullen van de katalysator (op bepaalde afstand) worden opgeschoven. Onder een per&ratieschijf wordt hier 30 heel algemeen een gas doorlaatbare mechanische dwars verstijving verstaan, die niet alleen door een geperforeerde schijf maar bijv. ook door een overeenkomend verstijvénd roosterwerk gevormd kan worden.

Als korfwand kan elk een samenhouden van de katalysator 35- waarborgend gasdoorlaatbaar omhulsel dienen, evenwel bijzonder 790 80 72 s i 3 doelmatig is een uit een draadnet gevormd omhulsel, dat een bepaalde soepelheid heeft, zodat een vastklemmen van de katalysatorvulling ook in de warme buis wordt vermeden.

Bij de practische toepassing van de buisvormige reactor 5 volgens de uitvinding dient erop te worden gelet dat een bepaalde beweeglijkheid van de katalysatorconstructie, zelfs in de warmte, bewaard blijft, zonder dat echter tussenruimten (binnen de constructie en in de richting van de buis) ontstaan, die het zpjgelijk-matig mogelijke contact van het door de buisvormige reactorstromende 10 gas met de katalysator nadelig zou kunnen beïnvloeden.

Bij voorkeur wordt de korfconstructie door een aantal afzonderlijke korven gevormd, die op een centrale draagbuis zijn geschoven en afzonderlijk door draadnetcilinders met paforatie-schijven aan de voorzijden worden gevormd. Gebleken is dat de 15 verdeling in afzonderlijke korven aanzienlijke voordelen heeft daarop deze wijze zowel het vullen an de korven met een katalysator wordt vergemakkelijkt als mechanische problemen, die bij grotere lengten zouden kunnen optreden, wegvallen. De op het ogenblik optimaal beschouwde lengte ligt in de omgeving van 1m, echter zijn 20 vanzelfsprekend afzonderlijke korven met grotere lengte te verwezenlijken, die in overeenstemming is met het thermische en mechanische gedrag van de korven onder de gekozen reactievoorwaarden. De afstand van de afzonderlijke korven wordt zo klein mogelijk gehouden, waarbij evenwel axiale spleten tussen de korven voor het opnemen van ver-25 schillen in warmte uitzetting dienen te zorgen.

De montage van een de voorkeur verdienende constructie met op een centrale draagbuis geschoven afzonderlijke korven van draadnetcilinders met aan de voorzijde geplaatste perforatieschijven kóm betrekkelijk eenvoudig worden uit gevoerd, waarbij de korven af-30 zonderlijk telkens over de van êen serie van (in het bijzonder onder elkaar verzette) draagnokken voorziene centrale buis worden geschoven.

Met dit doel zijn vanwege de eenvoud bij voorkeur vast met het draadnet verbonden perforatieschijven van overeenkomende sleuven voorzien.

ITa het bereiken van de of met name de onderste vrije draagnokken 35 van de centrale buis wordt de afzonderlijke korf tot aan een 7908072 • . * Μ k steunen van de nokken op overeenkomende uitgefreesde delen van de "bovenste perforatieschijf gedraaid. Vervolgens wordt de korf over de perforaties van de "bovenste perforatieschijf met gevormde katalysatordragers gevuld.

5 Terwijl de benedenste perforatieschijf in het bijzonder als zeefbodem voor de katalysatorvulling werkt, dient de bovenste perforatieschijf enerzijds voor het ophangen van de afzonderlijke korf en anderzijds voor het mechanisch verstijven van de netmantel.

De voor het vullen van de gevormde katalysatordragers dienende 10 perforaties van de bovenste schijf moeten aldus enerzijds zo groot mogelijk zijn, teneinde deze werkwijze te vergemakkelijken en de gasbeweging zo wéinig mogelijk te hinderen, en anderzijds moet evenwel voldoende materiaal voor het overwinnen van de hierboven aangegeven mechanische problemen overblijven.

15 De draagnokken zijn zeer gelijkmatig langs de omtrek van de centrale buis verdeeld en zijn zodanig gedimensioneerd dat zij voldoende draagvermogen hebben, echter gelijktijdig in de omtreks-richting zo smal zijn dat de bijbehorende sleuven de zeefbodemwerking van de onderste schijven niet nadeling beïnvloeden. Het is doel-20 matig dat drie betrekkelijk hoge, in de omtreksrichting smalle, radiaal tot ongeveer 1/3 van de radiale afmeting van de korven uitstekende nokken zijn aangebracht. Het aantal draagnokken zou echter ook groter of eventueel kleiner gekozen kunnen worden.

De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand 25 van de tekening.

Fig. 1 toont een zijaanzicht van een katalysatorkorf volgens de uitvinding.

Dé. figuren 2 en 3 tonen de onderste resp. bovenste voorwand van de korf.

30 Fig. ^ toont op een centrale buis geschoven korven volgens de uitvinding.

De constructie van de korven volgt zonder meer uit de getoonde uitvoeringsvorm: de op een centrale buis 1 opgeregen korven 2 worden door draadnetcilinders 3 gevormd, waarvan de voor-35 zijden door perforatieschijven ^ en 5 worden afgesloten en die glij- 7908072 Λ 5 dend (met ongeveer 1 mm speling) in de reactietuis passen.

De "benedenste schijf U werkt als zeefbodem voor de katalysator, waardoorheen van boven naar beneden een reactiegas stroomt.

De schijf k heeft daarmede overeenkomend gedimensioneerde perforaties 5 6, die een zo ongehinderd mogelijke afvoer van gas mogelijk maken.

De perforaties 7 en van de bovenste schijf 5 zijn voor het vergemakkelijken van het inbrengen van de katalysatordragers zo groot mogelijk en zij worden door tussenperforaties 8 naast de sleuven 9 aangevuld, zodat de gasafvoer in hoofdzaak via alle vlakken kan 10 plaats hebben. Van de centrale boring 10 radiaal naar buiten lopende sleuven 9 dienen voor het ongehinderd oprijgen van de korven 2 op de van daarmede overeenkomende nokken voorziene centrale buis 1.

Door een korte draaiing worden deze nokken in overeenkomende uitgefreesde delen 11 van de schijf 5 voor het laten steunen gebracht.

15 De de draadnetcilinder verstijvende perforatieschijven 4 en 5 zijn met de cilinder vast verbonden, met name vastgelast.

De axiale afstand 12 van de afzonderlijke korven 2 roet zo klein mogelijk zijn opdat het volume van de buis in overeenstemming daarmede in ruime mate door de katalysator kan worden in- t 20 genomen. Echter moet de afstand daarvoor voldoende groot zijn ten einde verschillende warmte uitzettingen toe te laten.

De als draagelementen «erkende nokken van de centrale-buis 1 zijn hiermede vast verbonden, met name vast gelast. Bij de getoonde constructie heeft de centrale buis 1 met een breedte van 25 30 mm per afzonderlijke korf 3 gelijkmatig langs de omtrek verdeelde nokken van ongeveer 5 mm breedte, 20 mm hoogte en ongeveer 8 tot 10 mm radiale afmeting, waarmede telkens drie "nokkensleuven" 9 overeenkomen.

Met behulp van de onderhavige constructie kan een betrekkelijk 30 snel wegnemen van de katalysator bij lange smalle buisreactoren verkregen worden. De katelysator verdeling komt in hoofdzaak overeen met de gebruikelijke katalysatorvulling en de verkleining van het katalysatorvnlume door netcilinders, de perforatieschijven en de tussenspleten heeft practisch geen invloed. Men verkrijgt 790 80 72 3 l· 6 daarmede met deze constructie gunstige reactierendementen bij een gelijktijdige doelmatige warmtegeleiding door toe-of afvoer van het reactiegas via de centrale buis. Voorts worden voor de reactie schadelijke breuken in de katalysa-5 tordragers (die tot een verplaatsen van katalysatormateriaal in gebieden buiten de eigenlijke reactie zone leiden en daar tot reacties in omgekeerde richting aanleiding kunnen geven) in sterke mate vermeden.

790 8 0 72

Claims (7)

1. Buisvormige reactor voor katalytische werkwijzen, waarvan de reactiezone een het vrije buisvolume in hoofdzaak vullende, uit de buis als geheel uittrekbare katalysatorvulling bevat met het kenmerk dat de katalysa- 5 torvulling door een gas doorlaatbaar omhulsel wordt omsloten en door een langsdrager wordt vastgehouden.

2. Buisvormige reactor volgens conclusie 1 met het kenmerk dat de langsdrager door een centrale buis (1) wordt gevormd, welke kan dienen voor de toevoer of afvoer van gas.

3. Buisvormige reactor volgens conclusie 2 met het kenmerk dat het gas doorlaatbare omhulsel gevormd wordt door een korfwand met aan de voorzijde geplaatste perforatie-schijven, waarin een katalysatorvulling door gas doorlaatbare tussenschijven wordt onderverdeeld.

15 Buisvormige reactor volgens conclusie 3» met het kenmerk dat de korfwand gevormd wordt door een draadnet (3).

5, Buisvormige generator volgens een der voorgaande conclusies gekenmerkt door een op de centrale buis (1) geschoven aantal afzonderlijke korven (2) met aan de voor- 20 zij de aangebrachte perforatieschij ven ('l·, 5).

6. Buisvormige reactor volgens conclusie 5 gekenmerkt door een voor het opnemen van verschillen in warmte-uitzetting toereikende, zo klein mogelijke afstand (12) van de afzonderlijke korven. 25 7· Buisvormige reactor volgens de conclusies 5 of 6 gekenmerkt door een reeks van ten opzichte van elkaar verzette nokken op de centrale buis (1) voor het fixeren van de afzonderlijke korven (2), waarvan de perforatieschijven {h9 5) overeenkomende sleuven (9) en rustplaatsen (11) aan 30de bovenste perforatieschijven (5) bevatten.

8. Buisvormige reactor in hoofdzaak zoals aangegeven in de beschrijving en/of afgebeeld in de tekening. 790 8072