NO317807B1 - Virvelsjiktreaktor for oksyklorering av etylen, oksygen og Hcl - Google Patents

Abstract

For en virvelsjiktreaktor for oksyklorering av etylen, oksygen og Hel med en av flere rørpakker bestående varmeveksler (2) i virvelsjiktet for avleveiing av den på grunn av de eksoterme reaksjoner oppstående varme til en varmebærer i rørpakkene (2), særlig til vann/damp, hvor rørpakkene (2) forsynesmied vann gjennom en ringledning (5) mens damp fjernes gjennom en ringledning (6), skal det tilveiebringes en kostnadsgunstig løsning hvormed man kan unngå de kompliserende boringsgjennomføringer og også. særlig kan lette beregningen av ringledningene (5,6) og unngå et stort antall mantel-. gjennomganger. Dette oppnås ved at ringledningen er utført som en samlekasse eller et kammer (9,10) som er satt direkte på reaktormantelen (4).

Description

Oppfinnelsen vedrører en virvelsjiktreaktor for oksyklorering av etylen, oksygen og HC1 med en av flere rørpakker bestående varmeveksler i virvelsjiktet for avlevering av den på grunn av eksoterm reaksjon oppstående varme til en varmebærer i rørpakkene, særlig til vann/damp, hvorved rørpakkene forsynes med vann gjennom en ringledning mens dampen tas ut gjennom en ringledning, hvorved ringledningen er satt direkte på reaktormantelen som samlere eller kamre.

Ved oksyklorering blir etylen, oksygen og Hel omsatt til 1,2-dikloretan og vann i en virvelsjiktreaktor (oksyreaktor) med en kopperholdig katalysator. Den ved denne omsetning oppstående varme blir fra katalysatoren avgitt til kjelefødevann for dampfremstilling eller til en varmebærer via et i reaktoren forhåndenværende rørsystem (bestående av flere rørpakker). Kjelefødevannet (varmebæreren) fordeles i rørsystemet gjennom en utenfor reaktoren liggende ringledning. Den oppstående damp (den opp-varmede varmebærer) blir samlet og bortført gjennom en likeledes utenfor reaktoren liggende ringledning.

Den kjente utførelsesform har blant annet følgende ulemper:

De to ytre ringledninger har alt etter antall rørpakker i det indre rørsystem et antall forbindelsesledninger som går igjennom mantelen og til rørpakkene. I forbindelses-ledningene for kjølevannet (varmebæreren) blir det innsatt hullskiver i flensforbindelser, for derved via trykktapet å oppnå en jevn fordeling over de enkelte rørpakker. Ringledningene er tilgjengelige og kan vedlikeholdes ved hjelp av en plattform som strekker seg over 360°. En ringledningsmodell som kan benyttes for rørspenningsberegninger, er meget kompleks og krevende. Oksyreaktoren må isoleres meget godt, for å unngå duggpunktunderskridelse. På grunn av de mange mantelstusser for ringlednings-tilknytningene og plattformkonsollene, er dette vanskelig og tidkrevende.

Videre omtaler GB 1391430 en virvelsjiktreaktor med rørformet varmeveksler. Reaktoren har sirkulære tilførsels- og utløpsledninger rett på innsiden av reaktormantelen.

US 2931711 beskriver en fluidisert-sjiktreaktor med innvendige varmevekslerrør. Varmevekslingsmeduim tilføres via ringkammer som kan være halvkuleformet, og som sitter utvendig på reaktormantelen.

US 4197418 beskriver omdanning av lavere alkoholderivater til bensinhydrokarboner i et fluidisert sjikt. Reaktoren har varmevekslerrør. Varmevekslermedium tilføres vi plenumrom som kan ha rektangulær fasong.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe en løsning hvormed man under unngåelse av de foran beskrevne ulemper muliggjør en kompakt, lett fremstillbar, men kostnadsgunstig løsning, hvor man unngår de krevende gjennomføringer, og hvor man særlig letter beregningen av ringledningene og fjerner et antall mantelgjennomganger.

Det er således frembrakt en virvelsjiktreaktor for oksyklorering av etylen, oksygen og HC1 med en av flere rørpakker bestående varmeveksler i virvelsjiktet for avlevering av den på grunn av eksoterm reaksjon oppstående varme til en varmebærer i rørpakkene, særlig til vann/damp, hvorved rørpakkene forsynes med vann gjennom en ringledning mens dampen tas ut gjennom en ringledning, hvorved ringledningen er satt direkte på reaktormantelen som samlere eller kamre. Virvelsjiktreaktoren ifølge oppfinnelsen kjennetegnes ved at samlerne eller kamrene har et i hovedsaken sirkelformet tverrsnitt og anordnet så vel innvendig som utvendig på reaktormantelen, idet en halvdel av sirkelformen er tilordnet det indre av reaktoren mens den andre halvdel er tilordnet reaktorens ytterside.

I en foretrukket utførelsesform er boringene for tilslutning av rørledningene utført som strupeboringer for definering av et ønsket trykktap og utjevning av pådraget på de ulike rørpakker.

Dermed kan man påvirke trykkfordelingen i samlekassen og rørledningene ved bare å velge tilsvarende på forhånd beregnede diametre.

Oppfinnelsen muliggjør å erstatte det store antall mantelgjennomganger henholdsvis hullskiver med enkle boringer i en innvendig liggende samlekasse, hvorved isoleringen av reaktoren forenkles betydelig.

Oppfinnelsen skal nå forklares nærmere under henvisning til tegningene, hvor:

Fig. 1 rent skjematisk viser et gjennomføringsområde for rørledninger ifølge teknikkens stand, med utvendige ringmanifolder,

fig. 2 viser i et lignende riss en utførelsesform ifølge oppfinnelsen, og

fig. 3 til 5 samt fig. 7 viser ulike kjente utførelsesvarianter, i form av enkle snittriss i området ved reaktormantelen;

fig 6 og 8 viser ulike utførelsesvarianter av oppfinnelsen, i form av enkle snittriss i området ved reaktormantelen.

I fig. 1 er det vist en kjent løsning. Her har den med 1 betegnede reaktor et antall rørpakker 2 som varmeveksler. Ringledninger 5 og 6, eksempelvis for tilførsel av kjølevann i ringledningen 5 og avtrekk av damp i ringledningen 6, er anordnet på en konstoll 3 utenfor reaktormantelen 4. Såvel tilløps- som avløpsledninger 7,8 må enkeltvis gå gjennom reaktormantelen, med tilhørende beregninger og konstruktive og fremstillingstekniske problemer.

I fig. 2 er det vist et forenklet snitt gjennom den tilsvarende del av en reaktor ifølge oppfinnelsen. Også her er reaktoren betegnet med 1. Rørbuntene 2 ender her i to i det indre, ved veggen anbragte, eksempelvis rettvinklede eller trapesformede ringmanifolder 9 og 10. Varmevekslermedium blir innført via ringmanifolden eller fordeleren 9 mens damp eksempelvis går ut via samlekassen eller mani folden 10. Som vist i fig. 2 er det bare to tverrstusser 11 henholdsvis 12 som går gjennom reaktormantelen 4. Tilløpsledningene 7 henholdsvis returledningene 8 for dampen går bare gjennom innerveggen i samlekassen 9 henholdsvis 10.

I fig. 3-8 er det vist utførelses former med hensyn til utforming og anbringelse av samlekassene 9 og 10. Man ser at det eksempelvis i gjennom gangs veggene henholdsvis også i reaktormantelen er uttatt strupeboringer 13, for på den måten å kunne bygge opp henholdsvis utligne trykkforskjeller. Disse boringer kan man variere alt etter plasseringen relativt tilløp/avløpstussene.

Claims (2)

1. Virvelsjiktreaktor (1) for oksyklorering av etylen, oksygen og HC1 med en av flere rørpakker (2) bestående varmeveksler i virvelsjiktet for avlevering av den på grunn av eksoterm reaksjon oppstående varme til en varmebærer i rørpakkene, særlig til vann/damp, hvorved rørpakkene forsynes med vann gjennom en ringledning mens dampen tas ut gjennom en ringledning, hvorved ringledningen er satt direkte på reaktormantelen (4) som samlere eller kamre (9,10), karakterisert ved at samlerne eller kamrene (9,9b; 10,10b) har et i hovedsaken sirkelformet tverrsnitt og anordnet så vel innvendig som utvendig på reaktormantelen, idet en halvdel av sirkelformen er tilordnet det indre av reaktoren (4) mens den andre halvdel er tilordnet reaktorens ytterside.

2. Virvelsjiktreaktor ifølge krav 1, karakterisert ved at. boringene (13) for tilslutning av rørledningene (7, 8) er utført som strupeboringer for definering av et ønsket trykktap og utjevning av pådraget på de ulike rørpakker.