PL109474B1 - Reactor for catalytic oxida tion of ethylene - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest reaktor do kata¬ litycznego utleniania etylenu tlenem zawartym w powietrzu lub samym tlenem w celu otrzymywa¬ nia tlenku etylenu, majacy zastosowanie zwlasz¬ cza, w procesach wielkoprzemyslowych.Podczas katalitycznego utleniania etylenu, któ¬ ra to reakcja przebiega na powierzchni kataliza¬ tora srebrowego, czesc etylenu utlenia sie do C02 i H2C Towarzyszy temu wydzielanie sie ciepla, które musi byc odprowadzone ze srodowiska re¬ akcji. Dla spelnienia tego warunku, reaktory do prowadzenia tej reakcji spelniaja jednoczesnie role wymienników ciqpla. Maja one budowe po¬ dobna do wymienników plaszczowo-rurowych, w których dwa media, oddzielone od siebde przegro¬ da jaka stanowia scianki rur, wymieniaja miedzy soba cieplo. Katalizator srebrowy w postaci ziarn o wymiarach od 0,5 cm do 1,4 cm zajmuje prze¬ strzen wewnatrzrurowa, przez która przetlaczana jest mieszanina etylenu z powietrzem lub tle¬ nem. Przestrzen miedzyrurowa wypelniona jest nosnikiem ciepla — dowthermem, majacym za zadanie odprowadzanie z reaktora ciepla powsta¬ jacego w czasie reakcji.Warunki w jakich odbywa sie przeplyw me¬ diów sprawiaja, ze wspólczynnik wnikania ciepla -od strony przestrzeni wewnatrzrurowej jest znacznie nizszy od wspólczynnika wnikania ciep¬ la od strony dowthermu. Powoduje to koniecz¬ nosc budowy duzych jednostek lub ich powiela¬ lo 15 20 nia. Znaczne opory przeplywu w rurkach wypel¬ nionych ziarnami katalizatora, wplywaja na zwiekszenie kosztów energetycznych procesu. Tak wiec niezadowalajaca skutecznosc odbioru ciepla z przestrzeni reakcyjnej oraz opory przeplywu ja¬ kie mediom reagujacym stawia zloze katalizato¬ ra^ warunkuja w duzej mierze sprawnosc urza¬ dzenia oraz oplacalnosc procesu.Celem wynalazku jest ograniczenie tych nie¬ dogodnosci poprzez zwiekszenie skutecznosci od¬ bioru ciepla oraz zmniejszenie oporów przeplywu.Zadaniem, jakie nalezalo wykonac dla osiagnie¬ cia zamierzonego celu, bylo wprowadzenie zmian konstrukcyjnych reaktora, zapewniajacych popra¬ we wspólczynnika wnikania ciepla od strony wewnatrzrurowej, przy równoczesnym poprawie¬ niu warunków przeplywu mediów w rurach. Roz¬ patrujac rózne mozliwosci wykonania tego zada¬ nia, postanowiono zwiekszyc burzliwosc przeply¬ wu wewnatrz rur, aby dzieki temu zintensyfiko¬ wac wymiane ciepla, w tym przypadku chlodze¬ nie. Poniewaz utlenianie etylenu przebiega na powierzchni katalizatora srebrowego majacego postac ziaren, które na skutek zróznicowanych wymiarów scisle wypelniaja przestrzen wewnatrz rurek i powoduja znaczne opory przeplywu przez te rurki,, zalozono rozluznienie zloza katalizatora.Okazalo sie;, ze wytyczony cel mozna osiagnac, bez uciekania sie do zmian konstrukcyjnych, dzieki umieszczeniu w przestrzeni wewnatrzruro- 109 474109' 3 wej reaktora, zloza katalizatora srebrowego u- formowanego w postaci pierscieniowych elemen- lÓHfci^wypelniajaeych, azurowych z rozwinieta po- w&:rzchnia. Srednica poszczególnych elementów wypelniajacych, tworzacych zloze katalizujace, ma 5 sie do srednicy wewnetrznej rurek jak w przy¬ blizeniu 1:2+1.Okazalo sie talfee, ze równie dobry skutek moz¬ na osiagnac umieszczajac w przestrzeni we- winatrzrurowej srebrne azurowe pierscieniowe e- 10 lementy wypelniajace przemieszane z katalizato¬ rem srebrowym w tradycyjnej postaci ziarnistej, dzieki czemu uzyskuje sie mieszane zloze katali¬ zujace.Zastapienie zwartego zloza katalizatora ziarni- 15 stego zlozem luznym utworzonym z azurowych elementów wypelniajacych lub zlozem mieszanym sprawilo, ze opory przeplywu mieszaniny etylenu z powietrzem lub tlenem obntizyly sie pokaznie.Predkosc przeplywu wzrosla, zwiekszyla sie rów- 20 niez jego burzliwosc. Poprawila sie wymiana ciepla w kierunku od wnetrza rury do przestrze¬ ni imiedzyrurowej.Pomimo zmniejszenia masy i powierzchni ka¬ talizatora umieszczonego w reaktorze, zmniejsze- 25 nia bedacego wynikiem zastapienia zloza ziarni¬ stego zlozem luznym, w postaci elementów wy- 4 petniajacych, wydajnosc procesowa nie zmalala.Zmalaly natomiast opory przeplywu przez rurki, dzieki czemu zmniejszyly sie koszty energetyczne procesu, majace bezposredni wplyw na jego eko¬ nomike.Zastrzezenia patentowe 1. Reaktor do katalitycznego utleniania etyle¬ nu tlenem zawartym w powietrzu, lub samym tlenem w celu otrzymania tlenku etylenu, maja¬ cy postac przeponowego wymiennika ciepla typu plaszczowo-rurowego, który w przestrzeni we- wnatrzrurowej ma katalizator srebrowy, a prze¬ strzen miedzyrurowa jest czescia zamknietego obie¬ gu cieczy odbierajacej cieplo reakcji, znamienny tym, ze katalizator uformowany jest w po¬ staci azurowych pierscieniowych elementów wy¬ pelniajacych, przy czym srednica tych elementów ma sie do srednicy wewnetrznej rurek jak w przyblizeniu 1:2+1. 2. Reaktor wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze umieszczone w przestrzeni wewnatrzrurowej srebrne, azurowe, pierscieniowe elementy wypel¬ niajace przemieszane sa z katalizatorem srebro¬ wym w . postaci ziaren, tworzac mieszane zlcze katalizujace.RSW Zakl. Graf. W-wa, Srebrna 16, z. 568-80/O — 120 + 20 egz.Cena 45 zl PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Reaktor do katalitycznego utleniania etyle¬ nu tlenem zawartym w powietrzu, lub samym tlenem w celu otrzymania tlenku etylenu, maja¬ cy postac przeponowego wymiennika ciepla typu plaszczowo-rurowego, który w przestrzeni we- wnatrzrurowej ma katalizator srebrowy, a prze¬ strzen miedzyrurowa jest czescia zamknietego obie¬ gu cieczy odbierajacej cieplo reakcji, znamienny tym, ze katalizator uformowany jest w po¬ staci azurowych pierscieniowych elementów wy¬ pelniajacych, przy czym srednica tych elementów ma sie do srednicy wewnetrznej rurek jak w przyblizeniu 1:2+1.
2. 2. Reaktor wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze umieszczone w przestrzeni wewnatrzrurowej srebrne, azurowe, pierscieniowe elementy wypel¬ niajace przemieszane sa z katalizatorem srebro¬ wym w . postaci ziaren, tworzac mieszane zlcze katalizujace. RSW Zakl. Graf. W-wa, Srebrna 16, z. 568-80/O — 120 + 20 egz. Cena 45 zl PL