Przedmiotem wynalazku jest reaktor wielorurowy do prowadzenia procesów silnie egzo¬ termicznych przy uzyciu stacjonarnego zloza katalizatora.Znanych jest wiele rozwiazan konstrukcyjnych reaktorów tego typu. W prawie wszystkich przypadkach zloza katalizatora umieszczone se wewnetrz rur, zas przestrzen miedzyrurowa wypelniona jest przeplywajacym przez nia nosnikiem ciepla. Ruch nosnika ciepla w przestrze¬ ni miedzyrurowej odbywa sie w kierunku równoleglym do osi rur w reaktorach z plytami dy¬ strybucyjnymi, lub tez w kierunku prostopadlym do rur w reaktorach wyposazonych w przegro¬ dy segmentowe, podwójne przegrody segmentowe lub przegrody pierscieniowo-tarczowe. We wszystkich znanych rozwiezaniach konstrukcyjnych reaktorów wielorurowych przeplyw nosnika ciepla odbywa sie wspólpradowo lub przeciwpredowo w stosunku do kierunku przeplywu reagen¬ tów, przy czym charakter wzajemnego ruchu nosnika ciepla i reagentów /wspólpred lub prze- ciwpred/ konsekwentnie nie ulega zmianie w calej objetosci przestrzeni miedzyrurowej.W ukladach wspólpredowych wlot nosnika ciepla do przestrzeni miedzyrurowej znajduje sie w strefie wlotu reagentów do rur kontaktowych, zas w ukladach przeciwpradowych w strefie wylotu produktów reakcji z rur. Wade ukladów wspólpredowych jest to, iz swiezy strumien reagentów we wlotowym odcinku rur kontaktuje sie ze stosunkowo zimnym nosnikiem ciepla dostarczonym do przestrzeni miedzyrurowej, co powoduje opóznienie rozwoju reakcji w zlo¬ zach katalizatora. Ponadto reaktory pracujece w ukladzie wspólpradowym charakteryzuje sie wystepowaniem zjawiska podwyzszonej czulosci parametrycznej, to jest obszaru, w którym nieznaczny nawet wzrost temperatury wlotowej nosnika ciepla wywoluje bardzo gwaltowny wzrost temperatury reagentów, prowadzec czesto do zniszczenia katalizatora. Zjawisko pod¬ wyzszonej czulosci parametrycznej w reaktorach wspólpredowych pojawia sie i nasila wraz ze spadkiem natezenia przeplywu nosnika ciepla. W warunkach przemyslowych stwarza to ko¬ niecznosc utrzymywania przeplywu nosnika na odpowiednio wysokim poziomie, co z kolei po- ciega za sobe zwiekszony pobór mocy na przetlaczanie nosnika przez przestrzen miedzyrurowe.W porównaniu z reaktorami wspólpredowymi, reaktory pracujece w ukladzie przeciwpra- dowym charakteryzuje sie bardziej efektywnym wykorzystaniem ciepla transportowanego przez nosnik ciepla w kierunku przeciwnym do kierunku przeplywu reagentów. Wade reagentów prze- ciwpredowych jest to, iz w obszarze niskich natezen przeplywu nosnika ciepla wystepuje 148 3942 148 394 w nich zjawisko tworzenia sie mnogich stanów ustalonych, któremu towarzyszy zwykle nie¬ kontrolowany wzrost temperatury w zlozach katalizatora. Wielkosc petli histerezy ograni- czajecej niekorzystny obszar mnogich stanów ustalonych zwieksza sie wraz ze spadkiem prze¬ plywu nosnika ciepla oraz wzrostem calkowitej drogi pokonywanej przez strumien nosnika w ^ przestrzeni miedzyrurowej. Omawiane zjawisko stwarza zatem koniecznosc utrzymywania na¬ tezenia przeplywu nosnika ciepla na odpowiednio wysokim poziomie /co wieze sie z duzymi nakladami energetycznymi na tloczenie nosnika/ oraz powoduje szereg problemów w przypad¬ kach nieustalonych warunków pracy reaktora, np. w czasie rozruchu badz zatrzymania insta¬ lacji, awarii pompy nosnika ciepla itp.Celem wynalazku jest usuniecie wad charakterystycznych dla omówionych uprzednio roz¬ wiazan.Cel ten udalo sie zrealizowac w ten sposób, ze ruch nosnika ciepla w przestrzeni miedzyrurowej w reaktorze wedlug wynalazku ma charakter dwukierunkowy. Istota reaktora, skladajacego sie z glowic, cylindrycznego plaszcza, rur kontaktowych oraz przegród lub plyt dystrybucyjnych, polega na tym, ze jego przestrzen miedzyrurowa ma co najmniej dwa punkty odprowadzania nosnika ciepla, które znajduje sie w górnej i dolnej strefie tej przestrzeni i co najmniej jeden punkt doprowadzenia nosnika ciepla, przy czym ten punkt znajduje sie w strefie srodkowej. Korzystnym ze wzgledu na prostote rozwiezaniem jest, gdy reaktor ma jedno doprowadzenie nosnika ciepla oraz dwa jego odprowadzenia i jest wy¬ posazony w przegrody segmentowe.W innym rozwiezaniu reaktor ma dwa punkty doprowadzenia nosnika ciepla i cztery punkty jego odprowadzenia. W tym przypadku ma podwójne przegrody segmentowe. Korzystnym takze, w pewnych przypadkach rozwlezaniem jest, gdy punkty doprowadzenia nosnika oraz punkty odprowadzenia zrealizowane se za pomoce obwodowych poziomych kanalów. Przy liczbie punktów doprowadzenia i odprowadzenia nosnika wiekszej od 4, miejsca doprowadzenia i od¬ prowadzenia korzystnie znajduje sie na obwodzie rury centralnej lub plaszcza. W tym przy¬ padku przestrzen miedzyrurowa wyposazona jest w przegrody pierscieniowo-tarczowe lub ply¬ ty dystrybucyjne. Korzystnym rozwiezaniem reaktora jest równiez podzial jego przestrzeni miedzyrurowej pelne plyte na dwa obszary, z których kazdy ma niezalezne punkty doprowadze¬ nia i odprowadzenia nosnika, przy czym punkty te se rozmieszczone w ten sposób, ze w jed¬ nym obszarze nosnik ciepla przeplywa wspólpredowo, a w drugim przeciwpredowo do przeplywu reagentów.Reaktor wedlug wynalazku umozliwia efektywne wykorzystanie ciepla transportowanego przez strumien nosnika ciepla dla wstepnego podgrzania reagentów i zainicjowania reakcji.Jednoczesnie reaktor pozwala na istotne zredukowanie niekorzystnych obszarów podwyzszonej czulosci parametrycznej oraz mnogich stanów ustalonych. Umozliwia to bezpieczne i stabil¬ ne prace urzedzenia w zakresie niskich natezen nosnika ciepla, a co za tym idzie, oszczed¬ nosci w zuzyciu energii na przetlaczanie nosnika ciepla przez przestrzen mledzyrurowe.Reaktor wedlug wynalazku zostal rozwiezany w taki sposób, iz ruch nosnika ciepla w przestrzeni miedzyrurowej ma charakter dwukierunkowy. Reagenty w rurach kontaktowych chlodzone se poczetkowo w ukladzie przeciwpredowym, nastepnie - wspólpredowym, przy jedno¬ czesnym skróceniu drogi przeplywu nosnika ciepla w przestrzeni miedzyrurowej oraz zreduko¬ waniu zuzycia energii na Jego przetlaczanie.Wynalazek, w przykladach wykonania, pokazano na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia reaktor majecy jedno doprowadzenie i dwa odprowadzenia nosnika ciepla i wyposazony w prze¬ grody segmentowe^ fig. 2 - reaktor z symetrycznie dublowanymi wlotami i wylotami nosnika oraz podwójnymi przegrodami segmentowymi, fig. 3 - reaktor z obwodowym doprowadzeniem i odprowadzeniem nosnika ciepla oraz z przegrodami pierscieniowo-tarczowymi, fig. 4 - reak¬ tor z doprowadzeniem i odprowadzeniem nosnika jak uprzednio i posiadajecy w miejsce prze¬ gród plyty dystrybucyjne, natomiast fig. 5 przedstawia reaktor, w którym przestrzen miedzy¬ rurowa podzielona jest na dwa obszary za pomoce pelnej plyty.Reaktor sklada sie z glowic 1 oraz cylindrycznego plaszcza 2 mieszczecego rury kontak¬ towe 3, zamocowane w dnach sitowych 4. Przestrzen miedzyrurowa jest wyposazone w rure centralne 5. Nosnik ciepla doprowadzany jest nie pokazane na rysunku pompe przez króciec148 394 wlotowy 6, zas odprowadzany króccami wylotowymi 7 i 8. W przestrzeni miedzyrurowej wyposa- zonei w przegrody segmentowe 9 nosnik ciepla rozdziela sie na dwa strumienie: strumien plynacy przeciwpradowo w stosunku do reagentów, odbierany króccem 7 oraz strumien wspól- pradowy, odbierany króccem 8. Natezenia przeplywu obu skladowych strumieni nosnika ciepla regulowane sa na wylocie za pomoce zaworów regulacyjnych 10. Reagenty doprowadzane sa do glowicy reaktora króccem 11, zas odprowadzane króccem 12.Reaktor moze miec zdublowane wloty i wyloty nosnika ciepla /fig. 2/ i podwójne prze¬ grody segmentowe 13 lub przegrody pierscieniowo-tarczowe 14 /fig. 3/, albo plyty dystry¬ bucyjne 15 /fig. 4/. Przestrzen miedzyrurowa moze byc podzielona za pomoce pelnej plyty 16 na dwa obszary /fig. 5/ wyposazone w niezalezne punkty doprowadzenia i odprowadzenia nosnika ciepla.Zastrzezenia patentowe 1. Reaktor wielorurowy do prowadzenia procesów silnie egzotermicznych, skladajecy sie z glowic, cylindrycznego plaszcza, rur kontaktowych zamocowanych w dnach sitowych oraz przegród lub plyt dystrybucyjnych dla nadania nosnikowi ciepla kierunku przeplywu oraz ewentualnie z rury centralnej, znamienny tym, ze przestrzen miedzyru¬ rowa reaktora wyposazona jest w co najmniej dwa punkty /7 i 8/ odprowadzenia nosnika ciepla, które znajduje sie w górnej i dolnej strefie tej przestrzeni oraz w co najmniej jeden punkt /6/ doprowadzenia nosnika ciepla, który znajduje sie w strefie srodkowej. 2. Reaktor wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze ma jedno doprowadzenie nosnika ciepla oraz dwa jego odprowadzenia, a takze wyposazony jest w przegrody segmen¬ towe /13/. 3. Reaktor wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze ma dwa doprowadzenia nosnika ciepla oraz cztery jego odprowadzenia i wyposazony jest w podwójne przegrody segmentowe /13/. 4. Reaktor wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zarówno doprowadzenie nosnika jak i tez odprowadzenia zrealizowane sa za pomoca obwodowych poziomych kanalów. 5. Reaktor wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze przy ilosci punktów doprowadzenia i odprowadzenia nosnika wiekszej od 4,miejsca doprowadzen i odprowadzen nosnika usytuowane sa na obwodzie rury centralnej lub plaszcza, zas przestrzen miedzyru¬ rowa wyposazona jest w przegrody pierscieniowo-tarczowe lub plyty dystrybucyjne /15/. 6. Reaktor wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jego przestrzen miedzy¬ rurowa przedzielona jest pelna plyte /16/ na dwa obszary wyposazone w niezalezne punkty doprowadzenia i odprowadzenia nosnika, przy czym w jednym obszarze nosnik przeplywa wspól- predowo do reagentów,natomiast w drugim przeciwpradowo.148 394 Fig 1148 394 Fig. 5 PL