SA02220721B1 - نظام تفاعل طارد للحرارة - Google Patents
نظام تفاعل طارد للحرارة Download PDFInfo
- Publication number
- SA02220721B1 SA02220721B1 SA2220721A SA02220721A SA02220721B1 SA 02220721 B1 SA02220721 B1 SA 02220721B1 SA 2220721 A SA2220721 A SA 2220721A SA 02220721 A SA02220721 A SA 02220721A SA 02220721 B1 SA02220721 B1 SA 02220721B1
- Authority
- SA
- Saudi Arabia
- Prior art keywords
- reactor
- heat exchanger
- reaction
- tubes
- exchanger
- Prior art date
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims description 47
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 15
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 10
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 10
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 6
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 5
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 claims description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 3
- 241001136792 Alle Species 0.000 claims 1
- 241001367053 Autographa gamma Species 0.000 claims 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims 1
- 239000002574 poison Substances 0.000 claims 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 claims 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N Acetaldehyde Chemical compound CC=O IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 2
- 241000405825 Capra walie Species 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- CDCIMUZJPLJFTE-UHFFFAOYSA-N ethene;oxirane Chemical compound C=C.C1CO1 CDCIMUZJPLJFTE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000013529 heat transfer fluid Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000011949 solid catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
- B01J8/04—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds
- B01J8/0446—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical
- B01J8/0476—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical in two or more otherwise shaped beds
- B01J8/048—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical in two or more otherwise shaped beds the beds being superimposed one above the other
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
- B01J8/04—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds
- B01J8/0496—Heating or cooling the reactor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
- B01J8/06—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
- B01J8/067—Heating or cooling the reactor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D301/00—Preparation of oxiranes
- C07D301/02—Synthesis of the oxirane ring
- C07D301/03—Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds
- C07D301/04—Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds with air or molecular oxygen
- C07D301/08—Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds with air or molecular oxygen in the gaseous phase
- C07D301/10—Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds with air or molecular oxygen in the gaseous phase with catalysts containing silver or gold
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/0066—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/0066—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids
- F28D7/0083—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids with units having particular arrangement relative to a supplementary heat exchange medium, e.g. with interleaved units or with adjacent units arranged in common flow of supplementary heat exchange medium
- F28D7/0091—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids with units having particular arrangement relative to a supplementary heat exchange medium, e.g. with interleaved units or with adjacent units arranged in common flow of supplementary heat exchange medium the supplementary medium flowing in series through the units
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
- B01J2208/00168—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles
- B01J2208/00212—Plates; Jackets; Cylinders
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/00522—Controlling the temperature using inert heat absorbing solids outside the bed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/0053—Controlling multiple zones along the direction of flow, e.g. pre-heating and after-cooling
Abstract
الملخص: يتعلق هذا الاختراع بتجميعة مفاعل reactor و مبادل حرارى heat exchanger يثبت فيها المبادل بشكل اندماجى مع المفاعل reactor عند رأس الخروج العلوية ، كما يتهيأ فيها المبادل الحراري heat exchanger للعمل فورا على تبريد الغازات الناتجة عن المفاعل reactor .
Description
Y —_— _ نظام تفاعل طارد للحرارة exothermic reaction الوصف الكامل خلفية الاختراع يتعلق الاختراع الحالى بتجميعة مفاعل reactor مبرد + وهى تجميعة يمكن الاستفادة منها فى إجراء التفاعلات الطاردة للحرارة مثل تفاعل الأكسجين الجزيئى molecular oxygen مع الإيثيلين zw ethylene أكسيد الإيثيلين ethylene oxide . © تجرى بشكل تقليدى عملية أكسدة الإيثيلين ethylene لتكوين أكسيد الإيثينين ethylene oxide فى مفاعل reactor الغلاف والأنبوب . ويتم هنا وضع مادة حفازة صلبة مناسبة تتكون من الفضة فى أنابيب طولية بحيث تمر خلالها غازات التفاعل . ويتم أيضاً توفير سائل دوّار عند جانب الغلاف لإزالة الحرارة المتولدة عن التفاعل الطارد للحرارة . ومن الضرورى تبريد خلائط غازات التفاعل بسرعة فور إتمام التفاعل المطلوب وذلك منعا ٠ الاكتمال عملية التأكسد أو حدوث تفاعلات جانبية مثل تلك التى يتكون فيها الفورمالدهيد formaldehyde و/أو الأسيتالدهيد acetaldehyde ؛ وهى المواد Lam al عن تكونها مشكلات تتعلق بعمليات التنقية باعتبارها مواد يصعب فصلها عن أكسيد الإيثيلين ethylene oxide . وقد أدركت الاختراعات السابقة هذه المشكلة ؛ وكان من بين الوسائل المقترحة لحلها استخدام الجزء الأخير من أنابيب المفاعل reactor لإجراء عمليات تبريد غازات المفاعل reactor . وقد ١ اقترحت براءة الاختراع الأمريكية رقم 506171549 توفير منطقة للتبريد مجاورة لمنطقة المفاعل
reactor ؛ على أن Slo منطقة التبريد هذه بجسيمات خاملة تصل مساحتها السطحية إلى نحو ٠ A م7/جرام 0 Jal . وتعرض براءة الاختراع البريطانية رقم ١444691 مفاعل reactor أنبوبى مقسم إلى ¥ مناطق مميزة . وتمر هنا غازات التفاعل خلال الأنابيب حيث تتم تعبئتها فى المنطقة الأولى مع ٠ الجسيمات الخاملة hal بذلك منطقة حرارية أولية . وفى الجزء الثانى من المفاعل reactor يتم تعبئة الأنابيب بالمادة الحفازة لتمثل بذلك منطقة تفاعل ؛ وهذه الأنابيب ذاتها تعبأ فى الجزء الثالث من المفاعل reactor بالمواد الخاملة أو يتم تفريغها منها للحصول على منطقة للتبريد . وتعرض براءة الاختراع الأمريكية رقم 9717781؛ مفاعل reactor 4 أنابيب تتكون عنها منطقة سابقة التسخين ؛ ومنطقة للتفاعل ومنطقة للتبريد . وبالمتل تصف براءة الاختراع الأمريكية ٠ الحديثة رقم 87979504 مفاعل reactor أنبوبى يحتوى على أنابيب مقسمة إلى منطقة سابقة التسخين ومنطقة للتفاعل ومنطقة تبريد معبأة . وصف عام للاخت اع : : وفقاً للاختراع الحالى فإنه يقدم هنا تجميعة مفاعل reactor ومبرد يمكن تصنيعها وتشغيلها بتكلفة Ji بغرض التبريد السريع لغازات التفاعل . ويقدم الاختراع مفاعل reactor أنبوبى من النوع ١ التقليدى بالترافق مع مبادل حرارى heat exchanger يندمج مع فتحة علوية للتصريف فى المفاعل reactor الأنبوبى ويتكيف لتبريد غازات التفاعل . ٠.١
—- ¢ _ شرح مختصر للرسومات : يمثل الشكل المرفق رسماً تخطيطياً لتجميعة المفاعل reactor والمبرد وفق هذا الاختراع . الوصف التفصيلى بالإشارة إلى الرسم فإن المفاعل )١( reactor هو عبارة عن مفاعل :168000 من نوع الغلاف oo والأنبوب ؛ ويستخدم فى إنتاج أكسيد الإيثيلين ethylene oxide . وهناك أنابيب متعددة فى reactor Je lial تبث نهاياتها الطرفية المخصصة للدخول مع اللوحة الأنبوبية tube sheet )¥( Lay تثبت نهاياتها الطرفية المخصصة للخروج مع اللوحة الأنبوبية tube sheet )£( . ويزود المفاعل reactor أيضاً بفتحة دخول علوية (*) Walia يزود بفتحة خروج علوية (6) . ويتم دمج وتثبيت المبادل الحزارى (V) heat exchanger ذو الغلاف والأنبوب مع رأس ٠ الخروج العلوية للمفاعل reactor (1) . وهناك فتحة فى الرأس العلوية (7) متصلة بالمبادل الحرارى heat exchanger 71( الذى يلتحم مع رأس الخرو 23 العلوية ) 7( حول الفتحة ليتكون عن ذلك هيكل مندمج مع المفاعل reactor . ويزود المبادل الحرارى (V) heat exchanger بأنابيب (A) مثنية على اللوحات الأنبوبية (Ve 4 ( tube sheet كما هو مبين + مع توفير رأس الخروج العلوية ) ١١ ( فى المبادل . _ وفى الممارسة العملية يتم إدخال غازات التفاعل Jie الإيثيلين ethylene والأكسجين والغازات الكابحة إلى المفاعل )١( reactor عن طريق الخط (VY) ؛ ثم تمر تلك الغازات تحت ظروف التفاعل إلى أنابيب المفاعل )١( reactor المعبأة بمادة حفازة مناسبة محضرة من الفضة . ويتم إزاحة الرأس المختصة بانتقال الحرارة ودخول تلك السوائل عبر الخط )17( إلى جانب الغلاف من المفاعل )١( reactor ثم إزاحتها عبر الخط )١4( .
ٍ اج - وتمر غازات التفاعل عبر الأنابيب (7) حيث يتم فيها إنتاج أكسيد الإيثيلين ethylene oxide ¢ ie خروج تلك الغازات من الأنابيب )١( فإنها تمر إلى رأس الخروج العلوية )1( ثم إلى الأنابيب (A) فى المبادل (V) ؛ ثم يتم فوراً تبريدها baie لحدوث المزيد من عمليات التأكسد وتكوين النظائر . ويتم هنا إدخال سائل التبريد إلى جانب الغلاف فى المبرد (VY) عن طريق م الخط (V0) ثم تتم إزاحة هذا السائل عبر الخط (V1) ويعتبر الماء من الأوساط الملاتئمة والمناسبة لعملية التبريد . وتخرج غازات التفاعل المبردة من المبرد (7) عبر الخط (VY) حيث تجرى معالجتها بطرق تقليدية لاستعادة المنتج وإعادة تدوير المكونات المختلفة . ومن مزايا تجميعة المفاعل reactor والمبرد فى هذا الاختراع أنه يمكن هنا وبشكل واضح تصميم المبادل الحرارى (V) heat exchanger للحصول منه على أقصى فاعلية ممكنة فيما ٠ يتعلق بتبريد غازات التفاعل دون تلك المعوقات التى ارتبطت بالاختراعات السابقة والتى كانت تستخدم فيها أنابيب المفاعل reactor لأداء وظيفة التبريد . وبالنسبة لمعدلات التدفق ودرجات الحرارة وما شابه ذلك فيتم التحكم Lead بشكل متفصل فى الميبادل الحرزارى heat exchanger دون الارتباط بإزالة الحرارة من المفاعل )١( reactor . ويمكن أن تعبا أنابيب المبادل الحرارى (A) heat exchanger بمادة صلبة خاملة ؛ ولكن يفضل ١ ألا تتم تعبئتها بمواد صلبة . ويؤدى تثبيت المبادل الحرارى heat exchanger مباشرة مع رأس المفاعل reactor إلى تصميم فعال للمبرد وتكامل هيكل مميز ¢ كما تعين Lad على حدوث تبريد فورى لغازات التفاعل نظراً لتجاور المبادل الحرارى heat exchanger مع المفاعل reactor . ويحدث التبريد فى الأنابيب (A) بشكل مستقل عن الظروف التى يتم فيها تشغيل المفاعل reactor ٠ (١)ء ذلك لأن السائل المختص بانتقال الحرارة فى المبادل الحرارى (V) heat exchanger ليس 1.١
ا ا مرتبطاً بظروف المفاعل )١( reactor ؛ وهو ما يحدث عندما تكون هناك منطقة للتبريد تمثل امتداداً للأنابيب (7) الموجودة فى المفاعل )١( reactor . لذلك فإنه يمكن الحفاظ على الحالات : والظروف المثلى فى المبادل الحرارى (V) heat exchanger طوال دورة حياة المادة الحفازة عند تغير cag hall داخل المفاعل )١( reactor . © وإضافة إلى ذلك فإنه عند عمل المبادل الحرارى heat exchanger ض (V) كجزء من المفاعل )١( reactor يقل الوقت الذى تستقر فيه مواد التفاعل عند رأس الخروج من المفاعل reactor (7) ؛ وبالتالى يقل الوقت الذى تتكون فيه المنتجات الثانوية خلافاً لما يحدث فى الممارسات التقليدية التى يتم فيها توفير قناة لنقل غازات التفاعل إلى Jobe حرارى heat exchanger خارجى منفصل . ٠ إن التطور الذى أدخل على تجميعة المفاعل reactor وجهاز التبريد فى المبادل الحراري heat exchanger وفق هذا الاختراع يعد من العوامل المفيدة فى التفاعلات الطاردة للحرارة مثل تفاعلات الأكسدة التى تتم فى المفاعلات الأنبوبية حيث تتلامس فيها المواد المتفاعلة مع المادة الحفازة المعبأة فى أنابيب المفاعل Jabs reactor مفاعلات الغلاف والأنبوب . وتعد أكسدة الإيثيلين ethylene أكسيد الإيثيلين ethylene oxide .من الأمثلة الهامة على ذلك .
١ والمفاعلات All تشتمل على جزء من تجميعة هذا الاختراع هى مفاعلات من النوع المستخدم فى تقنيات التفاعل الطارد للحرارة مثل تلك التى يتم بها إنتاج أكسيد الإيثيلين ethylene oxide . وبشكل تقليدى تشتمل مثل تلك المفاعلات على رأس أخرى لخروج منتجات التفاعل . ويتم توفير لوحات أنبوبية tube sheets لدعم الأنابيب العديدة المعبأة بالمادة الحفازة والتى تعبر خلالها الغازات المتفاعلة عند إجراء التفاعل المطلوب . وفى حالة إنتاج أكسيد الإيثيلين ethylene oxide
YS تستخدم مفاعلات يتراوح قطرها ما بين 4,997 - 1,057 متر وتزود بآلاف من أنابيب التفاعل
٠.١ yo أنابيب يتم دعمها بواسطة ayo ألف أنبوب أو أكثر 7٠ التى يصل عددها تحديداً إلى نحو مثر أو ضمن ١,147 وقد يصل طول الأنبوب إلى . reactor للوحات الأنبوبية في المفاعل مدى يتراوح ما بين 6,097 = 17,197 متر -؛ ويتراوح القطر الخارجى لكل منها ما بين سم . ويتم توفير وسط لانتقال الحرارة لإزالة الحرارة المتولدة عن التفاعل ؛ 5,١8 - 64 . وتستخدم لهذا الغرض أنواع مختلفة من السوائل مثل الماء ؛ والدوثرم ؛ وما شابه ذلك oo يندمج heat exchanger ومن الجوانب الجوهرية فى تجميعة هذا الاختراع توفير مبادل حرارى يثبت (TV) الأنبوبى + مع وجود فتحة فى رأس الخروج reactor مع رأس الخروج فى المفاعل (VY) بطريقة اللحام . وفى الرسومات المرفقة يظهر heat exchanger فيها المبادل الحرارى ما بين heat exchanger وضع اندماج متكامل . وبصفة عامة يتراوح قطر المبادل الحرارى
٠ حوالى 1,714 متر إلى حوالى 7,48 متر ويحتوى على أنابيب تدعمها لوحات أنبوبية علوية وسفلية ؛ وهى أنابيب يتراوح عددها ما بين حوالى ©00-805٠0 أنبوب وقطرها الخارجى ما بين 4,سم — 4,440 سم ag. توفير سوائل المبادل الحرارى heat exchanger _لتبريد cd المبادل بغرض خفض درجة حرارة خليط التفاعل إلى المستوى الأدنى لحدوث المزيد من عمليات الأكسدة أو إنتاج المواد الثانوية . ويفضل هنا أن يستخدم الماء كسائل للتبريد .
١ وتجرى تعبئة مواد الفضة الحفازة المدعمة بشكل تقليدى فى أنابيب المفاعل reactor . وبالنسبة للحالات المناسبة لاستخدام المواد الحفازة فقد جاء وصفها فى براءات الاختراع الأمريكية رقم لال كف £.0Y .00 41711 413117 مه وغيرها »؛ وهى البراءات التى استخدمت كمراجع فنية لهذا الاختراع . ويتكون الجزء من التجميعة assembly الذى يمثل المفاعل reactor من مواد معروفة جيداً فى
heat الذى يمثله المبادل الحرارى assembly هذا المجال المحدد . أما الجزء من التجميعة ٠
م - exchanger فيتكون من فولاذ الكربون أو الفولاذ المزدوج ؛ ويفضل أن تكون الأنابيب المحتواة فى تلك الهياكل مكشوفة وغير معبأة ؛ على الرغم من أفضلية استخدام مواد التعبئة الخاملة مثل أكسيد الألومونيوم وما شابه ذلك . وتعتبر المفاعلات الأنبوبية المستخدمة -مثلاً- فى إنتاج أكسيد الإيثيلين ethylene oxide من ٠ الأجهزة المعروفة am فى هذا المجال ¢ ومثل تلك المفاعلات يمكن أن تشتمل على الجزء من المفاعل reactor الذى يمكن تجميعه بشكل فورى . وفى الشكل المرفق نجد وصفاً لمثال محدد لتجميعة الاختراع الحالى التى يمكن فيها أكسدة الإيثيلين ethylene لتكوين أكسيد الإيثيلين ethylene oxide ويستخدم فولاذ الكربون كمادة لصناعة المفاعل )١( reactor والمبرد (7) . ويبلغ قطر المفاعل reactor 0,079 متر ويحتوى على أنابيب تدعمها لوحات أنبوبية ؛)ء ٠ وهى أنابيب يبلغ عددها 8804 وطول كل منها حوالى ALYY متر وقطرها الخارجى TAY سم. وتلتحم رأس الخروج السفلية )1( للمفاعل )١( reactor مع المبادل الحرارى heat exchanger (V) . ويبلغ قطر هذا المبادل حوالى 1,874 متر وطوله حوالى 048,© متر ويلتحم بفتحة قطرها 1,777 متر فى الرأس )1( . وهناك ١478 أنبوب مدعمة فى المبادل (7) بواسطة لوحات أنبوبية (9 ؛ (Ve وهى أنابيب مكشوفة ولا تحتوى على A مواد صلبة معبأة ؛ ids 5 طول قطرها الخارجى 7,١70 سم . ويتم إدخال سائل تبريد المبادل الحرارى heat exchanger وهو الماء عبر الخط )10( ؛ بينما تتم إزالته عبر الخط (V1) وبصفة عامة تقع غازات التفاعل الخارجة من المفاعل )١( reactor ضمن مدى من درجات الحرارة يتراوح ما بين 715,88 - 18,77 درجة مئوية . ووفقاً لاستخدامات تجميعة الاختراع Jad فإنه يتم تبريد تلك الغازات بشكل فورى وصولاً بها إلى درجة الحرارة القى ٠ تحدث عندها تفاعلات إضافية فى المبادل الحرارى gl (V) heat exchanger عند درجة
ٍ - 9 - قدرها 715,55 م أو أقل . وتدخل غازات التفاعل إلى المبادل (V) heat exchanger is Jal وتخرج منه عند الرأس )1١( من خلال الخط )١7( . ووفقاً لممارسات الاختراع الحالى تتم معالجة خليط غازات التفاعل الخارجة عبر الخط (VY) باتباع الإجراءات المعروفة فى مجال فصل و استعادة وإعادة تدوير المكونات Jie الإيثيلين ethylene غير المتفاعل والأكسجين oxygen © والغازات الكابحة . ال
Claims (1)
- ْ - .و١ - عناصر الحماية ١ ١ - تجميعة من مفاعل reactor ومبرد مبادل حراري heat exchanger cooler تشتمل ¥ على مفاعل أنبوبي tubular reactor به رأس إدخال علوية وأخرى سفلية؛ وأنابيب Y تفاعل معبأة بمحفز داخل المفاعل المذكور المدعم بلوح أنبوبي طرفي للإدخال وآخر ؛ - للإخراج؛ ومبادل > heat exchanger Jl أنبوبي له طرف علوي وآخر (iw © ويشتمل على أنابيب داعمة للألواح الأنبوبية الطرفية السفلية داخل المبادل المذكور ١ حيث لا تنفذ تلك الأنابيب المذكورة داخل المبادل الحراري heat exchanger الأنبوبي Sad إلى المفاعل الأنبوبي المذكورء ويتم تثبيت الطرف العلوي للمبادل المذكور A بشكل متكامل ومتحد المحور حول فتحة رأس الإخراج السفلية للمفاعل وبالتالي يشكل 8 هيكلاً متكاملاً مع المفاعل؛ وتكون الفتحة المذكورة الخاصة برأس الإخراج السفلية ٠ بالمفاعل بغرض تمرير غازات التفاعل من المفاعل reactor إلى المبادل الحراري heat exchanger ١ المذكور وخلال أنابيب في المبادل الحراري heat exchanger المذكور ١" حيث يتم تبريد غازات التفاعل المذكورة بالتبادل الحراري غير المباشر مع مائع التبادل VY الحراري_الداخل إلى المبادل الحراري heat exchanger المذكور. ١ 7 - التجميعة assembly طبقاً لعنصر الحماية (١)؛ حيث يتم توفير وسيلة لتبريد " الأنابيب في كل من المفاعل reactor والمبادل الحراري heat exchanger بالماء. ١ © - التجميعة assembly طبقاً لعنصر الحماية (١)؛ حيث تتم تعبئة المفاعل بمحفز Y فضة محمل .supported silver catalyst heat طبقاً لعنصر الحماية (١)؛ حيث يشتمل المبادل الحراري assembly ؟ - التجميعة ١ exchanger 7 على خط إدخال مائع introduction line 11110. heat طبقاً لعنصر الحماية (١)؛ حيث يشتمل المبادل الحراري assembly التجميعة - ٠5 ١ fluid removal line على خط نزع مائع exchanger ١" ١ ١ = التجميعة assembly طبقاً لعنصر الحماية (١)؛ تشتمل على all ٠١ أنبوب تفاعل " على الأقل؛ Cus يكون cull التفاعل طول يتراوح من 54,877 - Fe ١,157 و وقطر خارجي يتراوح من A - Y,0¢ 0,0 سم . ١ 7 - التجميعة assembly طبقاً لعنصر الحماية (١)؛ حيث يتم لحام المبادل الحراري. reactor حول فتحة رأس الإخراج السفلية للمفاعل 4 exchanger Y heat طبقاً لعنصر الحماية (١)؛ حيث يكون للمبادل الحراري assembly التجميعة - + ١ exchanger Y قطر يتراوح من VEYA - ١,79 متر ويحتوي على أنابيب بأعداد تتراوح 7 من ٠ إلى حوالي Yee وبقطر من حوالي 5 سم - 2 سم . ١ 4 - طريقة لأكسدة الإيثيلين oxidntion of ethylene لتكوين أكسيد إيثيلين ethylene oxide VY تشتمل على: 7 توفير تجميعة من مفاعل reactor ومبرد مبادل حراري heat exchanger cooler ¢ تشتمل على مفاعل أنبوبي tubular reactor به رأس إدخال علوية وأخرى سفلية؛ 0 وأنابيب تفاعل معبأة بمحفز داخل المفاعل المذكور الذي يمتد من رأس الإدخال 1 العلوي إلى رأس الإخراج السفلي؛ ويتم دعم أنابيب التفاعل المذكورة بلوح أنبوبي Yor v- ١١7 - ال طرفي للإدخال وآخر للإخراج؛ و مبادل حراري أنبوبي له طرف علوي وآخر A سفلي؛ ويشتمل على أنابيب داعمة للألواح الأنبوبية الطرفية السفلية داخل المبادل q المذكور؛ ويتم تثبيت الطرف العلوي للمبادل المذكور بشكل متكامل حول فتحة رأس > الإخراج السفلية للمفاعل وبالتالي يشكل هيكلاً متكاملاً مع المفاعل؛ وتكون الفتحة ١ المذكورة الخاصة برأس الإخراج السفلية بالمفاعل بغرض تمرير غازات التفاعل VY من المفاعل إلى المبادل الحراري المذكور وخلال أنابيب في المبادل الحراري VY المذكور حيث يتم تبريد غازات التفاعل المذكور بالتبادل الحراري غير المباشر مع ١ مائع التبادل الحراري الداخل إلى المبادل الحراري المذكور . \o إدخال إيثيلين ethylene وأكسجين oxygen في أنابيب التفاعل والعمل على إجراء Jeli ht بين الإيثيلين ethylene والأكسجين Jala oxygen أنابيب التفاعل لتكوين لال غاز تفاعل يشتمل على أكسيد إيثيلين ethylene oxide « و YA تبريد غاز التفاعل. ٠١١ - الطريقة lk لعنصر الحماية (9)؛ حيث يتم إدخال غاز توازن بشكل إضافي إلى أنابيب التفاعل. ١١ ١ - الطريقة طبقاً لعنصر الحماية )8( حيث يشتمل المحفز على فضة محملة. ١١ ١ - الطريقة la لعنصر الحماية (9)؛ حيث تشتمل أنابيب التفاعل على مبرد. ١“ ١ - الطريقة طبقاً لعنصر الحماية (9)؛ حيث يتم تبريد أنابيب التفاعل بالماء.ا© -١4١ - الطريقة طبقاً لعنصر الحماية (9)؛ حيث Jad مائع التبادل الحراري heat exchanger 7 على الماء.Yo ١ - الطريقة طبقاً لعنصر الحماية (4)؛ حيث أن غازات التفاعل reaction gases التي " تمر من المفاعل إلى المبادل الحراري heat exchanger تكون عند da حرارة YF تتراوح من 7١9,871 درجة مئوية إلى YAYYY درجة مئوية .reaction يتم تبريد غازات. التفاعل Cus ( 1) الطريقة طبقاً لعنصر الحماية - ١ ١ إلى درجة حرارة تبلغ 719,95 درجة heat exchanger في المبادل الحراري gases ¥ مثوية أو أقل.reaction يتم إجراء تبريد غاز التفاعل dus (1) الطريقة طبقاً لعنصر الحماية - ١7 ١ heat exchanger باستخدام مائع تبادل حراري يتم إدخاله إلى المبادل الحراري gases ¥ التبادل الحراري alle المائع؛ وحيث يتم نزع Jay خط Gok عن USMY fluid removal line لاحقاً عن طريق خط نزع المائع heat exchanger٠8١ - الطريقة طبقاً لعنصر الحماية (7١)؛ حيث يشتمل مائع التبادل الحراري على 5١ ماء.١١ ١ - الطريقة Gd لعنصر الحماية (9)؛ aly تشتمل على Yo ألف أنبوب تفاعل "على الأقل؛ حيث يكون لأنابيب التفاعل طول يتراوح من 4,577 متر الى ١7,157 YF متر وقطر خارجي يتراوح من 7,94 - 89,006 سم ؛ وحيث يكون للمبادل الحراري ؛ قطر يتراوح من ٠,75 متر الى VEYA متر ويحتوي على أنابيب del تتراوح منJA 0 حوالي Yeon وبقطر من حوالي 08,¥ سم إلى حوالي 4,449 سم . Ye) - الطريقة Gb لعنصر الحماية )4 حيث يتم ddl Sal الحراري heat exchanger Y بالمفاعل reactor .
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/779,030 US7294317B2 (en) | 2001-02-08 | 2001-02-08 | Exothermic reaction system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SA02220721B1 true SA02220721B1 (ar) | 2008-05-21 |
Family
ID=34435896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SA2220721A SA02220721B1 (ar) | 2001-02-08 | 2002-03-13 | نظام تفاعل طارد للحرارة |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7700791B2 (ar) |
| AT (1) | ATE374073T1 (ar) |
| AU (1) | AU2002241969B2 (ar) |
| DE (1) | DE60222630T3 (ar) |
| DK (1) | DK1358441T4 (ar) |
| ES (1) | ES2294111T5 (ar) |
| MX (1) | MX246250B (ar) |
| PT (1) | PT1358441E (ar) |
| RU (1) | RU2292946C2 (ar) |
| SA (1) | SA02220721B1 (ar) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2547434B1 (en) | 2010-03-17 | 2020-01-08 | Dow Technology Investments LLC | Catalytic fixed bed reactor and method for producing ethylene oxide by partial oxidation of ethylene |
| SE535331C2 (sv) * | 2010-06-01 | 2012-07-03 | Skellefteaa Kraftaktiebolag | Värmeväxlingssystem och metod för värmning av ett kollektormedium samt tork och bioenergikombinat innefattande värmeväxlingssystemet |
| CN107401674A (zh) * | 2017-08-17 | 2017-11-28 | 武健 | 列管式汽化装置 |
| TW202237260A (zh) * | 2021-01-19 | 2022-10-01 | 美商科學設計有限公司 | 用於製造管間距減小的立式沸騰反應器的管與管板焊接 |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB898374A (en) | 1959-12-22 | 1962-06-06 | Universal Oil Prod Co | Method and apparatus for effecting reactions of flowing reactants |
| BE629243A (ar) | 1962-03-08 | |||
| US3147084A (en) | 1962-03-08 | 1964-09-01 | Shell Oil Co | Tubular catalytic reactor with cooler |
| GB1107319A (en) | 1964-10-20 | 1968-03-27 | Richard James Brooks | Gas absorption process |
| IT986732B (it) | 1973-04-30 | 1975-01-30 | Snam Progetti | Procedimento per condurre reazioni di ossidazione parzialecon ossi geno di composti organici in fase vapore ed apparecchiatura atta a realizzare detto procedimento |
| US4061659A (en) | 1976-06-28 | 1977-12-06 | Shell Oil Company | Process for the production of ethylene oxide |
| US4101287A (en) | 1977-01-21 | 1978-07-18 | Exxon Research & Engineering Co. | Combined heat exchanger reactor |
| DE3275066D1 (en) | 1981-12-14 | 1987-02-19 | Ici Plc | Chemical reactor and process |
| US5114685A (en) | 1983-07-15 | 1992-05-19 | Catalyst Technology, Inc. | Catalyst recovery trough for unloading multi-tube reactors with maximum dust containment |
| JPH0629198B2 (ja) | 1984-10-19 | 1994-04-20 | 武田薬品工業株式会社 | 化学的脱水反応方法 |
| US4973777A (en) | 1985-11-08 | 1990-11-27 | Institut Francais Du Petrole | Process for thermally converting methane into hydrocarbons with higher molecular weights, reactor for implementing the process and process for realizing the reactor |
| DE3768372D1 (de) * | 1986-08-29 | 1991-04-11 | Ici Plc | Verfahren zur herstellung von aethylenoxid. |
| US4921681A (en) * | 1987-07-17 | 1990-05-01 | Scientific Design Company, Inc. | Ethylene oxide reactor |
| JP2778878B2 (ja) * | 1991-09-12 | 1998-07-23 | 株式会社日本触媒 | エチレンオキシドの製造方法 |
| US5525740A (en) | 1993-03-01 | 1996-06-11 | Scientific Design Company, Inc. | Process for preparing silver catalyst and process of using same to produce ethylene oxide |
| US5504052A (en) | 1994-12-02 | 1996-04-02 | Scientific Design Company, Inc. | Silver catalyst preparation |
| US5854167A (en) | 1997-09-02 | 1998-12-29 | Scientific Design Company, Inc. | Ethylene oxide catalyst |
-
2002
- 2002-01-24 MX MXPA03007109 patent/MX246250B/es active IP Right Grant
- 2002-01-24 PT PT02707569T patent/PT1358441E/pt unknown
- 2002-01-24 AT AT02707569T patent/ATE374073T1/de active
- 2002-01-24 RU RU2003124506/15A patent/RU2292946C2/ru active
- 2002-01-24 DE DE60222630.9T patent/DE60222630T3/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-01-24 ES ES02707569.6T patent/ES2294111T5/es not_active Expired - Lifetime
- 2002-01-24 AU AU2002241969A patent/AU2002241969B2/en not_active Ceased
- 2002-01-24 DK DK02707569.6T patent/DK1358441T4/da active
- 2002-03-13 SA SA2220721A patent/SA02220721B1/ar unknown
-
2007
- 2007-10-02 US US11/865,905 patent/US7700791B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DK1358441T3 (da) | 2008-02-04 |
| DK1358441T4 (da) | 2014-11-03 |
| MX246250B (es) | 2007-06-07 |
| ES2294111T5 (es) | 2014-12-09 |
| RU2292946C2 (ru) | 2007-02-10 |
| DE60222630D1 (de) | 2007-11-08 |
| US20080071100A1 (en) | 2008-03-20 |
| US7700791B2 (en) | 2010-04-20 |
| MXPA03007109A (es) | 2003-12-04 |
| AU2002241969B2 (en) | 2006-06-15 |
| DE60222630T2 (de) | 2008-07-17 |
| PT1358441E (pt) | 2008-01-02 |
| DE60222630T3 (de) | 2015-02-19 |
| ATE374073T1 (de) | 2007-10-15 |
| RU2003124506A (ru) | 2005-02-27 |
| ES2294111T3 (es) | 2008-04-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4921681A (en) | Ethylene oxide reactor | |
| US7067695B2 (en) | Method of vapor phase catalytic oxidation using multitubular reactor | |
| KR100821417B1 (ko) | 발열 반응 시스템 | |
| US7226567B1 (en) | Multi-tube fixed-bed reactor, especially for catalytic gas phase reactions | |
| RU2126799C1 (ru) | Непрерывный способ проведения экзотермической реакции и каталитический конвертер | |
| KR100285828B1 (ko) | 프로펜에서 아크롤레인으로의 기체상 촉매산화방법 | |
| JP4323950B2 (ja) | 不均質触媒を有する化学変換用フローリアクター | |
| CA2157632A1 (en) | Catalytic gas-phase oxidation of acrolein to acrylic acid | |
| JP3732080B2 (ja) | 接触気相酸化反応器 | |
| EP1484299B1 (en) | Process for catalytic vapor phase oxidation | |
| JP4762899B2 (ja) | 固定層触媒部分酸化反応器における改善された熱制御システムによる不飽和アルデヒド及び不飽和酸の製造方法 | |
| JPH05261272A (ja) | 不均一触媒による気相反応を実施する方法 | |
| WO2005058785A1 (ja) | （メタ）アクリル酸または（メタ）アクロレインの製造方法 | |
| SA02220721B1 (ar) | نظام تفاعل طارد للحرارة | |
| JP2005336142A (ja) | （メタ）アクリル酸の製造装置及び（メタ）アクリル酸の製造方法 | |
| EP0130807B1 (en) | Process for production of ethylene oxide and reactor suitable therefor | |
| RU2001128725A (ru) | Устройство и способ теплообмена с псевдоожиженными слоями | |
| RU2205794C2 (ru) | Способ и конвертор для получения аммиака | |
| US3385673A (en) | Apparatus for suppressing side reactions in the oxidation of hydrocarbons | |
| US3271116A (en) | Apparatus for continuous pyrolysis of liquid materials | |
| EP1752437A1 (en) | Process for producing (meth)acrylic acid or (meth)acrolein | |
| RU2309794C2 (ru) | Многотрубный реактор, способ каталитического окисления в паровой фазе с использованием многотрубного реактора и способ пуска многотрубного реактора | |
| AU2002241969A1 (en) | Exothermic reaction system | |
| JP4553440B2 (ja) | メタクリル酸の製造方法 |