PL20018B1 - Sposób prowadzenia reakcji chemicznych, zwlaszcza katalitycznych, i aparat do wykonywania tejo sposobu. - Google Patents

Description

Podczas (prowadzenia w przemysle re- akcyj miedzy materjalami gazowemi w ze¬ tknieciu z materjalami istalemi, zwlaszcza z /katalizatorami, (niezbedne jest odpowied¬ nie regulowanie temperatury substancyj reagujacych.Odpowiednie regulowanie temperatury ma szczególnie wielkie znaczenie podczas prowadzenia reakcyj egzotermicznych mie¬ dzy gazami w obecnosci katalizatorów. W reakcjach tych nalezy unikac przegrzewa¬ nia katalizatora, aby zapobiec szybkiemu zniszczeniu jego aktywnosci katalitycznej oraz aby inie wplywac szkodliwie «ia wy¬ dajnosc reakcji uwarunkowana stala rów¬ nowagi, obnizajaca sie w miare wzrostu temperatury.W przypadkach realkcyj egzotermicz¬ nych pod cisnieniem /nastrecza sie inna trudnosc: niezbedne jest mozliwie doklad¬ ne zabezpieczenie zewnetrznej wysoko¬ preznej sciany od wplywów temperatury wywiazanej podczas reakcji, aby aparat mógl zachowac calkowita pozadana wy¬ trzymalosc.Aby zapobiec nadmiernemu wzrostowi temperatury katalizatora, propomowaao juz zastosowac naokolo katalizatora kra¬ zenie gazu przeznaczonego do reakcji lub innych gazów, co jednoczesnie zabezpie-cza do pewinego stopnia scianke zewnetrz¬ na wytrzymala ma cisnienie. Jednakze je¬ sli sredtick rury jtestlzmeczna, to srodek ten jest niedostateczny. Proponowano rów¬ niez krazenie omawianych gazów w kie¬ runku równoleglym w rurach, przenikaja¬ cych przez mase katalizatora, Lecz sposób ten bez specjalnych urzadzen nie pozwala na dostateczna ochrone sciany zewnetrz¬ nej. Proponowano wreszcie regulowanie i ujednostajnianie temperatury przy pomocy przegród wewnatrz katalizatora, lecz sro¬ dek ten nie zawsze jest wystarczajacy, po¬ niewaz duza ilosc ciepla wywiazuje sie na poczatku materjalu katalitycznego.Zgodnie z niniejszym wynalazkiem ob¬ niza isiie, a nawet unika calkowicie opisa¬ nych powyzej niedogodnosci zapomoca wprawienia w krazenie przeciwpradowe gazów przed reakcja oraz gazów reaguja¬ cych na calej zygzakowatej drodze wy¬ tworzonej przez zastosowanie przegród, u- mieszczonych w tym celu na drodze gazów podlegajacych reakcji, przyczem gazy rea¬ gujace oraz gazy przed reakcja (stykaja sie posrednio. W tych warunkach mozna wy¬ tworzyc posredinio, t. j. za posrednictwem gazów przeznaczonych do reakcji, roz¬ maite strefy katalizatora i w ten sposób regulowac panujace w nich temperatury, umieszczajac strefy mniej gorace miedzy najgoretszemi strefami katalizatora a scian¬ ka zewnetrzna, wytrzymala na cisnienie, dzieki czemu scianka ta zostaje dostatecz¬ nie zabezpieczona. Mozna zreszta ochrone te spotegowac, stosujac dodatkowo war¬ stwe gazowa tworzaca pewnego rodzaju oslone.Zalaczony rysunek wyobraza schema¬ tycznie przyklad urzadzenia do wykonania wynalazku w zastosowaniu do reakcji ka¬ talitycznej egzotermicznej pod cisnieniem, np. do syntezy acmonjaku.Komora katalityczna utworzona jest przez czesc cylindryczna 1, otoczona dwie¬ ma czesciami pierscieniowemi, wspólsrod- kowemi 2 i 3. Te trzy strefy oddzielone s4 od siebie piersciemiowemi przegrodami.Przez przegrode oddzielajaca strefe 1 i 2 przeplywaja gazy przed reakcja podzielo¬ ne przy pomocy przegrody wewnetrznej, najlepiej z materjalu sfabo przewodzacego cieplo, na dwa strumienie przeciwpradowe, z których kazdy plynie w kierunku prze¬ ciwnym wzgledem strumienia gazu. kraza¬ cego w katalizatorze* Przegroda, rozdzie¬ laj aca strefe 2 i 3 powinna byc równiez najlepiej z materjalu izolacyjnego.Krazenie gazów jest nastepujace. Ga¬ zy swieze kraza najpierw w strefie pier¬ scieniowej 4, izolowanej 'termicznie mozli¬ wie dokladnie od komory katalitycznej, i oslaniaja scianke zewnetrzna. Przy wylo¬ cie dziela sie one oa dwie czesci: jedna z nich przechodzi najpierw do wymieniacza K w zerknieciu posredniem z gazami ucho- dzacemi z aparatu, a nastepnie przeplywa do/strefy pierscieniowej 5. Druga czesc do¬ staje sie bezposrednio do aparatu i miesza sie z gazami, które opuscily sitrefe 5. Mie¬ szanina przechodzi nastepnie przez strefy 6 i 7, ppczem w M napotyka grzejnik elek¬ tryczny oporowy sluzacy do izapoczatko- wania reakcji. Nastepnie gazy wnikaja do masy katalizatora, przechodza przez strefe 1, potem przez strefy 2 i 3 zanim opuszcza komore reakcyjna.Regulowanie temperatury uskutecznia sie podczas ruchu przez zmiane. stosunko¬ wych ilosci gazów wchodzacych przez dwa wloty.Przestrzenie pierscieniowe 5, 6 i 7 moz¬ na zaopatrzyc w siatke metalowa, co sprzy¬ ja wymianie ciepla i wzmaga wytrzyma¬ losc mechaniczna calosci.Mozna równiez, np. w celu polepszenia wymiany ciepla przez zwiekszenie po¬ wierzchni stykowej, zastapic Iniektóre stre¬ fy pierscieniowe równoleglemi wiazkami rur, pod warunkiem zastosowania w nich takiego samego krazenia gazów.Widocznem jefet, ze wszelkie zmiany — 2 —Spowociowsmfc przez rozszerzalnosc cieplna odbywaja sie w takiem urzadzeniu swobod¬ nie.Widocznem jest równiez, ze najgoret¬ sza strefa 1 oddzielona jes*t od scianki od¬ pornej na cisnienie warstwami katalizato¬ ra 2 i 3 oraz warstwami gazowemi 4, 5, 6 i 7. A zatem zabezpieczenie sciany ze¬ wnetrznej jest dostateczne. Z drugiej stro¬ ny zachowane jest scisle we wszystkich strefach aparatu krazenie przeciwpradowe, jedynie racjonalne ze wzgledów termicz¬ nych. Wreszcie pomimo, ze katalizator jest umieszczony cienka warstwa, aparat jest zwarty i zajmuje malo miejisca w stosunku do dlugosci przeplywu gazów.Przy . pomocy tego rodzaju aparatu rniozttia z latwoscia uskuteczniac mietylke syntezy wysoce egzotermiczne, jak synte¬ za amonjaku, lecz takze reakcje slabo egzo¬ termiczne, jak uwodornianie malych ilosci tlenku wegla CO oraz C2 w gazach prze¬ znaczonych do syntezy amonjaku. Przy pomocy analogicznego aparatu mozna rów¬ niez prowadzic reakcje endotermiczne z ta sama latwoscia regulowania temperatury. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób prowadzenia reakcyj che¬ micznych miedzy gazami w zetknieciu z materjalami stalemi, a zwlaszcza z katali¬ zatorami, znamienny tern, ze gazy przezna¬ czone do reakcji oraz gazy reagujace kra¬ za w zetknieciu posredniem i w przeciw- pradzie w ciagu calego przeplywu po zyg¬ zakowatej drodze, wytworzonej przez prze¬ grody, umieszczone w tym celu na dro¬ dze reagujacych gazów* 2. Odmiana sposobu wedlug zastrz. 1, znamienna tern, ze gazy reagujace na cze¬ sci swojej drogi stykaja sie posrednio z czescia gazów przeznaczonych do reakcji, a na (pozostalej czesci drogi z cala iloscia gazów przeznaczonych do reakcji, 3. Aparat do wykonania sposobu we¬ dlug zastrz. 1, znamienny tern, ze prze¬ grody, umieszczone wewnatnz katalizatora, sa równolegle do najwiekszego 'wymiaru komory reakcyjnej i zrobione z materjalu slabo izolujacego cieplo. 4. Aparat wedlug 'zastrz. 3, znamienny tern, ze gazy przeznaczone do reakcji, kra¬ zac w zetknieciu bezposredniem z katali¬ zatorem, kraza jednoczesnie wzdluz nie¬ których przegród izolujacych. - 5. Aparat do wykonania sposobu we¬ dlug zastrz, 1, znamienny tern, ze krazenie gazów przeznaczonych do reakcji odbywa sie od zewnatrz az do srodkowej czesci ko¬ mory reakcyjnej. L'A i r L i q u i d e Societe Anonyme pour 1'Etude e t TE x p 1 o i t a t i o n des Procedes G e o r g e s C 1 a u d e. Zastepca: M. Skrzypkowski, rzecznik patentowy.t)o opisu patentowego Nr 20018. bruk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa. PL