SK287336B6 - Spôsob a zariadenie na vykonávanie reakcií v reaktore so štrbinovými reakčnými priestormi - Google Patents

Spôsob a zariadenie na vykonávanie reakcií v reaktore so štrbinovými reakčnými priestormi Download PDF

Info

Publication number
SK287336B6
SK287336B6 SK223-2003A SK2232003A SK287336B6 SK 287336 B6 SK287336 B6 SK 287336B6 SK 2232003 A SK2232003 A SK 2232003A SK 287336 B6 SK287336 B6 SK 287336B6
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
reaction
elements
reaction spaces
reagents
partition elements
Prior art date
Application number
SK223-2003A
Other languages
English (en)
Other versions
SK2232003A3 (en
Inventor
R�Diger Sch�Tte
Torsten Balduf
Catrin Becker
Ina Hemme
Birgit Bertsch-Frank
Werner Wildner
J�Rgen Rollmann
Georg Markowz
Original Assignee
Degussa Ag
Uhde Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Degussa Ag, Uhde Gmbh filed Critical Degussa Ag
Publication of SK2232003A3 publication Critical patent/SK2232003A3/sk
Publication of SK287336B6 publication Critical patent/SK287336B6/sk

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/12—Elements constructed in the shape of a hollow panel, e.g. with channels
    • 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
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30—Injector mixers
    • B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/56—General build-up of the mixers
    • B01F35/561—General build-up of the mixers the mixer being built-up from a plurality of modules or stacked plates comprising complete or partial elements of the mixer
    • 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
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0093—Microreactors, e.g. miniaturised or microfabricated reactors
    • 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
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/248—Reactors comprising multiple separated flow channels
    • B01J19/249—Plate-type reactors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B15/00—Peroxides; Peroxyhydrates; Peroxyacids or salts thereof; Superoxides; Ozonides
    • C01B15/01—Hydrogen peroxide
    • C01B15/029—Preparation from hydrogen and oxygen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/27—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation
    • C07C45/32—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen
    • C07C45/33—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties
    • C07C45/34—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties in unsaturated compounds
    • C07C45/35—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties in unsaturated compounds in propene or isobutene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/16—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
    • C07C51/21—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen
    • C07C51/25—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of unsaturated compounds containing no six-membered aromatic ring
    • C07C51/252—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of unsaturated compounds containing no six-membered aromatic ring of propene, butenes, acrolein or methacrolein
    • 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
    • C07D301/12—Synthesis of the oxirane ring by oxidation of unsaturated compounds, or of mixtures of unsaturated and saturated compounds with hydrogen peroxide or inorganic peroxides or peracids
    • 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
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0081—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by a single plate-like element ; the conduits for one heat-exchange medium being integrated in one single plate-like element
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2101/00—Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
    • B01F2101/2204—Mixing chemical components in generals in order to improve chemical treatment or reactions, independently from the specific application
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/30—Micromixers
    • 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
    • B01J2208/02—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor with stationary particles
    • B01J2208/021—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor with stationary particles comprising a plurality of beds with flow of reactants in parallel
    • B01J2208/022—Plate-type reactors filled with granular catalyst
    • 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
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00245—Avoiding undesirable reactions or side-effects
    • B01J2219/00259—Preventing runaway of the chemical reaction
    • B01J2219/00265—Preventing flame propagation
    • 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
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00781—Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/00819—Materials of construction
    • B01J2219/00835—Comprising catalytically active material
    • 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
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00781—Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/00851—Additional features
    • B01J2219/00858—Aspects relating to the size of the reactor
    • B01J2219/0086—Dimensions of the flow channels
    • 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
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00781—Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/00889—Mixing
    • 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
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2451—Geometry of the reactor
    • B01J2219/2453—Plates arranged in parallel
    • 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
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2451—Geometry of the reactor
    • B01J2219/2456—Geometry of the plates
    • B01J2219/2458—Flat plates, i.e. plates which are not corrugated or otherwise structured, e.g. plates with cylindrical shape
    • 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
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2461—Heat exchange aspects
    • B01J2219/2462—Heat exchange aspects the reactants being in indirect heat exchange with a non reacting heat exchange medium
    • 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
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2461—Heat exchange aspects
    • B01J2219/2465—Two reactions in indirect heat exchange with each 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
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2461—Heat exchange aspects
    • B01J2219/2467—Additional heat exchange means, e.g. electric resistance heaters, coils
    • 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
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2476—Construction materials
    • B01J2219/2477—Construction materials of the catalysts
    • B01J2219/2479—Catalysts coated on the surface of plates or inserts
    • 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
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2476—Construction materials
    • B01J2219/2477—Construction materials of the catalysts
    • B01J2219/2481—Catalysts in granular from between plates
    • 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
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2476—Construction materials
    • B01J2219/2483—Construction materials of the plates
    • B01J2219/2485—Metals or alloys
    • 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
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2476—Construction materials
    • B01J2219/2483—Construction materials of the plates
    • B01J2219/2487—Ceramics
    • 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
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2491—Other constructional details
    • B01J2219/2492—Assembling means
    • B01J2219/2493—Means for assembling plates together, e.g. sealing means, screws, bolts
    • 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
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2491—Other constructional details
    • B01J2219/2492—Assembling means
    • B01J2219/2493—Means for assembling plates together, e.g. sealing means, screws, bolts
    • B01J2219/2495—Means for assembling plates together, e.g. sealing means, screws, bolts the plates being assembled interchangeably or in a disposable way
    • 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
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2491—Other constructional details
    • B01J2219/2497—Size aspects, i.e. concrete sizes are being mentioned in the classified document
    • 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
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2491—Other constructional details
    • B01J2219/2498—Additional structures inserted in the channels, e.g. plates, catalyst holding meshes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Epoxy Compounds (AREA)

Abstract

Reakcia medzi aspoň dvomi tekutými reakčnými činidlami sa uskutočňuje v reaktore zahrnujúcom priehradkové prvky (1), štrbinové reakčné priestory (3) a dutiny (5) na vedenie tekutého nosiča tepla cez nich. V závislosti od spôsobu výrobnej kapacity sa volí konštrukčné uskutočnenie, keď sa zostaví ľubovoľný počet priehradkových prvkov (1) do pravouhlého rovnobežného bloku (24), reakčné priestory (3) sú vytvorené medzi bočnými povrchmi (2) pravouhlých rovnobežnostenných priehradkových prvkov (1), reakčné činidlá sú privádzané do reakčných priestorov (3) z koncových oblastí jednej strany bloku (24) a sú vedené paralelnými tokmi cez reakčné priestory (3) a tekutý nosič vnútri priehradkových prvkov (1).

Description

Oblasť techniky
Vynález sa týka spôsobu uskutočňovania reakcií medzi aspoň dvomi kvapalnými reakčnými činidlami s použitím reaktora, v ktorom sú umiestnené priehradkové prvky, štrbinové reakčné priestory a dutiny na vedenie kvapalného nosiča tepla.
Doterajší stav techniky
Z patentovej prihlášky DE 33 42 749 Al je známy reaktor plátového typu na chemické syntézy uskutočňované pod vysokým tlakom, v ktorom majú ploché pláty formu plochých pravouhlých rovnobežnostenov, ktoré sú spojené kovovými platňovými priehradkami, každý z nich tvorí komoru vyplnenú katalyzátorom, pričom dve najväčšie priehradky neprepúšťajú plyny. Tok reakčných plynov cez granulovaný katalyzátor je realizovaný buď horizontálne alebo vertikálne cez dve priestupné alebo perforované úzke priehradky protiľahlých platní. S ohľadom na ohrev alebo ochladzovanie (v závislosti od buď exotermickej alebo endotermickej reakcie) sú komory vybavené chladiacimi kanálikmi na cirkuláciu kvapalného nosiča tepla. Tieto chladiace kanáliky môžu byť tvorené plechovými štruktúrami, ktoré majú formu priečnikov, vlnitými kovovými platňami alebo im podobným, ktoré sú pevne spojené s hladkými priehradkami, napríklad privarením. Obrys množiny komôr je prispôsobený tvaru cylindrického reaktora tak, že komory majú čiastočne rôzne rozmery a sú postupne prenikané reakčnými plynmi, napr. v skupinách. Konštrukčné uskutočnenie je značne prepracované a produktivitu, ktorá je sama osebe nízka, možno prinajlepšom zvýšiť axiálnym predĺžením a/alebo paralelným prepojením niekoľkých reaktorov.
Z patentovej prihlášky EP 0 691 701 Al je známy komínový pretvárajúci generátor, v ktorom sú na účely uskutočňovania endotermických reakcií umiestnené vždy medzi dvomi reakčnými komorami pretvárajúce komory s médiom, ktorý regeneruje teplo. V tomto prípade sú smery tokov plynov v pretvárajúcich komorách a v reakčných komorách opačné, pričom pred tepelne recyklačnými komorami, ktoré sú vždy pripojené za reakčnou komorou, sú usporiadané polopriepustné priehradky. V príkladnom spôsobe tvorí teplo regenerujúce médium guľôčky oxidu hlinitého. Na účely zlepšenia výmeny tepla medzi jednotlivými komorami sú tu usporiadané horizontálne tepelne vodivé platne, ktoré sú vybavené otvormi na priechod paliva v ohrievacej časti. Medzi každou touto trojprvkovou skupinou je zasa umiestnená komora distribujúca palivo. Zariadenie má výnimočne komplikovanú konštrukciu a nie je navyše vhodné na exotermické spôsoby. Toto je zapríčinené tým, že zariadenie neobsahuje chladiace kanáliky, pretože to by odporovalo zmyslu a účelu známeho riešenia. Konštrukčné uskutočnenie, ktoré nie je vhodné na prevádzku pri vysokom tlaku, slúži účelom skrátenia celkovej dĺžky vynechaním špeciálnych ohrievacích zón.
Z dokumentu DE 44 44 364 C2 je známy reaktor na exotermické reakcie medzi plynmi s vertikálnymi pevnými lôžkami, ktorého plášť má obdĺžnikový prierez a pravouhlými krytými krížiacimi sa sekciami, pričom pevné lôžko zostávajúce z katalyzátorov je, na účely tvorby oddelených tokových kanálikov a tepelného výmenníku platového typu, rozdelené vertikálnymi priehradkami. Pod a nad tokovými kanálikmi sa vždy nachádzajú v striedajúcom sa usporiadaní priestory bez katalyzátora. Plyny opúšťajú na hornom konci pevného lôžka niektorý z tokových kanálikov a sú vedené späť bočnými prietokovými kanálikmi pod pevné lôžko, odkiaľ sú vedené inými zodpovedajúcimi tokovými kanálikmi k výpustnej dýze. Pretože zariadenie neobsahuje prostriedky na zásobovanie teplom, nie je vhodné na endotermické procesy. Navyše vďaka obdĺžnikovému prierezu plášťa nie je toto konštrukčné uskutočnenie vhodné na prevádzku pri vysokom tlaku.
Z patentovej prihlášky EP 0 754 492 A2 je známy reaktor platového typu na reakcie kvapalného média, ktorý je konštruovaný ako statický mixér s výmennou tepla. Na tento účel je na sebe vzájomne navrstvené množstvo dosiek, pričom najspodnejšia z nich je uzatvorená smerom von a najvrchnejšia, ktorá má priechody iba smerom von na príjem a odvod média, ktoré pôsobí reakciu alebo spôsobilo reakciu média a nosiča tepla. Zodpovedajúce druhé pláty umiestnené od spodku a od hora majú navyše vybranie, ktoré sú na účely presmerovania reakčných činidiel cez točitý stĺpec na jednej strane otvorené. V medzi situovaných plátov sú umiestnené miešače komory s tvarom X alebo komory s tvarom ďatelinového listu a reakčné komory, ktoré sú vzájomne spojené v smere stĺpca. Tepelný výmenníkový kanálik špirálovitého tvaruje taktiež vedený cez stĺpec dosiek. Pláty sú z materiálu s dobrou tepelnou vodivosťou, výhodné z kovov a zliatin majúcich hrúbku medzi 0,25 a 25 mm, a môžu byť vyrábané mikroobrábaním, leptaním, lisovaním, litografickými spôsobmi atď. Zvonka otvorov sú vzájomne pevné a tesne spojené, tzn. na obvode, napríklad svorkami, skrutkami, nitmi, spájaním, adhezívnym spojením atď., čím vytvára vrstvu. Komplikovanými tokovými cestami vzniká vysoký odpor proti toku kvapalín, čo spôsobuje, že nie sú schopné byť naplnené katalyzátormi. S ohľadom na požadované strojové spracovanie je výrobný proces extrémne zložitý, čo je zapríčinené hlavne tým, že všetky kontaktné povrchy musia byť dokonalé.
Z DE 197 54 185 CI je známy reaktor na katalytickú konverziu kvapalného reakčného média, v ktorom je pevné lôžko zostávajúce z katalytického materiálu, ktorý je nesený na sitovom pláte, rozdelený vertikálnymi termálnymi doskami, z ktorých každá zostáva z dvoch kovových dosiek, ktoré boli opakovane deformované do vankúšikového tvaru a vzájomne zvarené, a obsahuje priestor na vedenie chladiaceho alebo ohrievacieho média cez miesta, ktoré majú formu mriežok. Reakčné médium a médium nosiča tepla sú vedené jednako opačným tokom cez stĺpce pevného lôžka medzi termálnymi doskami a jednak dutiny v termálnych doskách. Zásobník reaktora je konštruovaný vo forme vertikálneho valca a termálne dosky sú valcu prispôsobené tak, že majú rôznu veľkosť. Tiež v tomto prípade možno pri najlepšom zvýšiť produktivitu axiálnym predĺžením a/alebo paralelným spojením niekoľkých reaktorov.
Z DE 198 16 196 Al (od rovnakého prihlasovateľa) je známa výroba vodného roztoku peroxidu vodíka z vody, vodíka a kyslíka v reaktore, ktorý môže obsahovať tak sústavu pevných lôžok zostávajúcich z konkrétnych katalyzátorov, ako aj rovinných monolytických nosičov, ktoré sú vybavené kanálikmi, vytvára formu teplotných výmenníkov a sú vybavené poťahom katalytického materiálu. Čo sa týka katalyzátorov, špecifikované sú prvky 8. a/alebo 1. Podskupiny periodickej tabuľky, ako sú Ru, Rh, Pd, Ir, Pt a Au, pričom zvlášť výhodné sú Pd a Pt. Ako nosičové materiály sú špecifikované aktívny uhlík, vo vode nerozpustné oxidy, zmiešané oxidy, sulfáty, fosfáty a silikáty kovov alkalických zemín, Al, Si, Sn a kovov patriacich do 3. až 6. podskupiny. Ako výhodné sú uvedené oxidy kremíka, hliníka, cínu, titánu, zirkónia, nióbia a tantalu, rovnaké ako síran bámatý. Kovové alebo keramické priehradky, ktoré majú funkciu tepelných výmenníkov, analogicky k platovým typom teplotných výmenníkov sú označované ako materiály pre monolytických nosičov. Špecifikovaný experimentálny reaktor mal vnútorný priemer 18 mm a dĺžku 400 mm. Teploty sa pohybovali v rozmedzí od 0 do 90 °C, výhodne od 20 do 70 °C, tlaky boh medzi atmosférickým tlakom a približne 10 Mpa, výhodne medzi približne 0,5 a 5 Mpa. Aj v prípade tohto reaktora spadajúceho do doterajšieho stavu techniky možno taktiež konštatovať, že možno produktivitu zvýšiť axiálnym predĺžením a/alebo paralelným prepojením niekoľkých reaktorov.
Reaktor opísaný v DE 195 44 985 Cl, rovnako tak ako reaktor opísaný v DE 197 53 720 Al zahrnujú plátom podobné teplotné výmenníky, kde je hlavný kvapalný nosič vedený cez štrbinu vytvorenú medzi dvomi plátmi. Nie je tu žiadna poznámka o funkcii šírky štrbinovito tvorených reakčných priestoroch.
Zariadenie opísané v DE 197 41 645 Al, zahrnuje mikroreaktor s reakčnými a chladiacimi kanálikmi, kde je hĺbka reakčných kanálikov < 1000 pm a najmenšia hrúbka priehradky b medzi reakčnými a chladiacimi kanálikmi je < 1000 pm. Tento dokument nenaznačuje použitie iných reakčných priestorov, akými sú uvedené kanáliky. Mikroreaktor zahrnujúci veľa paralelných drážok ako reakčných priestor je zvažovaný v DE 197 48 481. Výroba reaktora na produkciu vo veľkom meradle je nákladná.
Ďalej sú známe takzvané mikroreaktory, pri ktorých sa rozmery tokových kanálikov pohybujú v oblasti niekoľkých stoviek mikrometrov (ako spravidla < 1000 pm). Toto vedie k vysokým prenosovým hodnotám (parametre prenosu tepla a hmoty).
Jemné kanáliky pôsobia ako zábrana plameňom tak, aby sa nemohla rozšíriť žiadna explózia. V prípade toxických reakčných činidiel vedie navyše malý plniaci objem (udržateľný objem) ku celkom bezpečným reaktorom. Z dôvodu malých rozmerov je však plnenie kanálikov katalyzátormi nemožné. Ďalšou zásadnou nevýhodou je realizácia výrobného procesu. Na účely predchádzania upchatia jemných kanálikov je treba zaradiť pred reaktor vhodnú ochranu filtrom. Jediným spôsobom, ako možno dosiahnuť vysokých výkonov, je paralelné prepojenie veľa takých reaktorov. Tieto reaktory môžu navyše pracovať za vysokých tlakov, iba pokiaľ je chladiace médium vystavené rovnakej úrovni tlaku.
Podstata vynálezu
Predmetom tohto vynálezu je špecifikácia spôsobu a zariadenia, s ktorým je možné uskutočňovať, voliteľne, exotermické a endotermické spôsoby, kde niekoľko kvapalných reakčných činidiel reaguje vzájomne a s inými činidlami za prítomnosti alebo absencie katalyzátorov, a kde reakčná oblasť reaktora je konštruovaná ako moduláma tak, že je možné prispôsobiť výrobu požiadavkám.
Predmetom vynálezu je teda spôsob, ktorý je charakteristický tým, že
a) sú vždy medzi bočnými povrchmi dvoch v podstate rovnako veľkých a v podstate pravouhlých rovnobežnostenných priehradkových prvkov vyrobených z pevných plátov vytvorené štrbinové reakčné priestory a priehradkové prvky sú zameniteľné usporiadané v bloku vo virtuálnom pravouhlom rovnobežnostene,
b) reakčné činidlá sú uvádzané do štrbinových reakčných priestorov z krajných oblastí umiestnených na rovnakej strane bloku a vedené cez reakčné priestory ako reakčná zmes paralelnými tokmi v podobných smeroch a
c) tekutý nosič tepla je vedený cez dutiny vedúce vnútri priehradkových prvkov.
Prehľad obrázkov na výkresoch
Obrázok 1 zachytávajúci perspektívne rozloženú reprezentáciu skupiny zostávajúcej z dvoch priehradkových prvkov.
Obrázok 2 zachytávajúci perspektívne schematickú reprezentáciu usporiadanej série počtu priehradkových prvkov podľa obrázku 1.
Obrázok 3 zachytávajúci vertikálny rez sériou usporiadania podľa obrázku 2 nad dnom tlaku odolného reaktora.
Obrázok 4 zachytávajúci detail kružnice A na obrázku 3 vo zväčšenom meradle, doplnený perspektívnym pohľadom.
Obrázok 5 zachytávajúci bočný pohľad na čiastočný vertikálny rez predmetom na obrázku 3 po rotácii pod uhľom 90 stupňov.
Obrázok 6 zachytávajúci predmet na obrázku 2, schematicky doplnený distribujúcim priestorom a zhromažd’ovacím priestorom pre výťažok (y) a produkt.
Obrázok 7 zachytávajúci rez plátom a distribujúcim telom s tokovými kanálikmi na reakčné činidlá a/alebo nosičov tepla.
Obrázok 8 zachytávajúci čiastočný vertikálny rez prvou exemplárnou realizáciou reaktora s tlakovou nádobou.
Obrázok 9 zachytávajúci spodný pohľad na veko tlakovej nádoby podľa obrázku 8.
Obrázok 10 zachytávajúci čiastočný vertikálny rez druhým exemplárnym uskutočnením reaktora s tlakovou nádobou.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Vďaka vynálezu možno dosiahnuť naznačených cieľov v plnom rozsahu, a najmä je možné voliteľne uskutočňovať exotermické a endotermické spôsoby, kde niekoľko kvapalných reakčných činidiel reaguje vzájomne a s inými činidlami za prítomnosti alebo absencie katalyzátorov, a kde je reakčná oblasť reaktora konštruovaná ako moduláma tak, že je možné prispôsobiť výrobný objem požiadavkám. Redukciou šírky reakčných priestor od napr. 5 mm do 0,05 mm sa zvyšuje pomer povrchu ku objemu reakčných priestor. Výsledkom je to, že sa problémy vznikajúce z dôvodu obmedzeného prenosu tepla vnútri plynov znižujú tak, že možno bezpečne uskutočňovať vysoko exotermické a endotermické reakcie.
Objavujú sa však ďalšie výhody:
- kombinácia mikroreakčnej technológie s výhodami jednoduchej výroby podľa klasických výrobných technológií,
- ľahká zámena individuálnych priehradkových prvkov (výraz „v podstate rovnako veľké a v podstate pravouhlo rovnobežnostenné“ znamená, že sú tolerované menšie odchýlky spôsobené pochopiteľnými dôvodmi),
- prakticky ľubovoľná hrúbka priehradkových prvkov bez zhoršenie funkcie,
- zväčšenie špecifickej povrchovej plochy profilovaním/ zvráskavením,
- priame celkové alebo čiastočné potiahnutie bočných povrchov meniacim sa katalytickým materiálom impregnáciou, postrekovaním, tlačou alebo podobne so zmenou hrúbky,
- plnenie reakčných priestorov časticami katalyzátora s rôznou veľkosťou,
- možnosti reakcií plyn/plyn, reakcií plyn/kvapalina, reakcií kvapalina/kvapalina,
- vtláčanie tokových vzorov a tokových kanálikov, napr. na účely drenáže a umožnenia odtoku kvapalných reakčných produktov, jednoduchej separácie,
- umožnenie alternatívnej šírky štrbín,
- miešanie reakčných činidiel iba v reakčných priestoroch, dobrá kontrola reakcie,
- vyhnutie sa spätnému odtoku z reakčných priestorov,
- dobrá schopnosť kontroly z dôvodu vysokých koeficientov prenosu tepla a/alebo v požadovaných teplotných hodnotách stály teplotný profil, a tým dlhšia prevádzková životnosť katalyzátora s vyhnutím sa „horúcich miest“,
- vlastná bezpečnosť v priebehu reakciou inak explozívnych reakčných zmesí,
- malý mŕtvy priestor („zadržovaný objem“),
- možnosť prevádzky za vysokého tlaku, mierne straty tlaku v reakčných priestoroch,
- schopnosť ponárania v tekutých rozpúšťadlách a operatívnosť s odpadovou záchytkou, ktorú možno teplotné regulovať (ohrievať/ochladzovať) zvonka, a ktorá umožňuje nenásilné ukončenie reakcie „uhasením“ a/alebo zaliatím,
- možnosť pridania mhibítorov na účely zabránenia druhotných reakcií, možnosť zníženia objemu plynu/kvapaliny plnením materiálov a/alebo protipiestmi v tlakovej nádobe na opačnej strane odpadovej záchytky, ako na ktorej sa nachádza odtok produktu,
- redukcia počtu spojení a ľahšia kontrola únikov (dôležité v prípade toxických komponentov),
- nízka odolnosť k rozptyľovaní, vysoké priestorové výnosy za jednotku času, najmä vyššia výrobná kapacita, ako v prípade známych mikroreaktorov, jednoduchšie rozšírenie („scale-up“) z laboratórneho meradla na výrobné meradlo násobením („number-up“),
- jednoduché a kompaktné konštrukčné uskutočnenie, zníženie investičných nákladov a prevádzkových nákladov (údržba, spotreba energie),
- možnosť výstavby malých prevádzkami.
V tomto kontexte je zvlášť výhodné, pokiaľ sa v prípade ďalších konfigurácií spôsobu podľa vynálezu, a to buď individuálne alebo v kombinácii:
- dodáva aspoň jedno reakčné činidlo cez priehradkové prvky a privádza do reakčného priestoru, a to podľa potreby cez aspoň jeden z bočných povrchov priehradkových prvkov;
- distribučné médium, z ktorého sú reakčným priestorom poskytované reakčné činidlá, je umiestnené na aspoň jednej strane bloku;
- čo sa týka distribučného média, je zvyčajne vyrobené z pevného tela so skupinou kanálikov, krížiacich sa sekciou, ktoré sú volené také malé, aby v prípade zásobovania reakčnými činidlami tvoriacimi explozívnu zmes nedochádzalo k šíreniu plameňov;
- čo sa týka distribučného média, je zvyčajne vyrobené z obalového materiálu s veľkosťou zrna a medzipriestormi, ktoré sú volené také malé, aby v prípade zásobovania reakčnými činidlami tvoriacimi explozívnu zmes nedochádzalo k šíreniu plameňov;
- šírka štrbiny reakčných priestorov je výhodne volená medzi 0,05 a 5 mm, výhodnejšia je 0,05 až 0,02 mm;
- v prípade explozívnych reakčných zmesí je šírka štrbiny volená taká malá, aby nedochádzalo k šíreniu plameňov;
- reakčné priestory sú plnené granulovaným katalyzátorom;
-bočné povrchy priehradkových prvkov orientované smerom k reakčným priestorom sú kryté aspoň čiastočne katalytickým materiálom,
- bočné povrchy priehradkových prvkov orientované smerom k reakčným priestorom sú na účely zväčšenia povrchovej plochy vybavené profilovanou štruktúrou,
- priehradkové prvky sú aspoň čiastočne ponorené vo vodnom alebo organickom rozpúšťadle alebo zmesi rozpúšťadiel,
- čo sa týka rozpúšťadla, používa sa voda, prípadne s pridaním aspoň inhibítorov, ktoré zabraňujú rozkladu a/alebo degradácii reakčného produktu, a/alebo, keď
- sa spôsob používa na účely výroby peroxidu vodíka z vody (para), vodíka a vzduchu, prípadne obohateného kyslíkom, alebo kyslíka.
Vynález sa taktiež týka zariadenia na uskutočňovanie reakcií medzi aspoň dvomi tekutými reakčnými činidlami s použitím reaktora, v ktorom sú umiestnené priehradkové prvky, štrbinové reakčné priestory a dutiny na vedení tekutého nosiča tepla cez ne.
Na účely rovnakého cieľa je zariadenie podľa vynálezu, charakteristické tým, že
a) sú vždy medzi bočnými povrchmi dvoch v podstate rovnako veľkých a v podstate pravouhlých rovnobežnostenných priehradkových prvkov vyrobených z pevných plátov vytvorené štrbinové reakčné priestory a priehradkové prvky sú zameniteľné usporiadané v bloku vo virtuálnom pravouhlom rovnobežnostenu,
b) zásobovanie reakčnými činidlami do štrbinových reakčných priestor je uskutočňovať z rovnakej strany bloku, reakčná zmes je možná viesť cez reakčné priestory v ľubovoľnom smere a v paralelných tokoch a
c) každý priehradkový prvok má rúrkovité dutiny na vedenie tečúceho nosiča tepla cez priehradkové prvky.
Spôsob a zariadenie sú vhodné, napríklad na nasledujúce procesy:
- selektívne hydrogenácie a oxidácie,
- výroba propenalu katalytickou oxidáciou propénu s plynom obsahujúcim kyslík, ktorý má v zrovnaní so vzduchom zvýšenú koncentráciu kyslíka, sprevádzanou zvýšením selektivity, napríklad v prítomnosti Moobsahujúceho katalyzátora pri teplote v rozmedzí od 350 °C do 500 °C a pri tlaku v rozmedzí od 0,1 MPa do 5 Mpa,
- výroba kyseliny akrylovej katalytickou oxidáciou propénu, napríklad za prítomnosti Mo-obsahujúceho katalyzátora a aktivátora pri teplote od 250 °C do 350 °C a pri tlaku v rozmedzí od 0,1 Mpa do 0,5 Mpa,
- výroba etylénoxidu alebo propylénoxidu z etylénu, resp. propylénu a plynného peroxidu vodíka za prítomnosti oxidového alebo kremičitého katalyzátora, akým je napríklad kremičitan titaničitý, pri teplote od 60 °C do 200 °C a pri tlaku v rozmedzí od 0,1 Mpa do 0,5 Mpa,
- priama syntéza peroxidu vodíka z H2 a O2 alebo O2- obsahujúceho plynu za prítomnosti katalyzátora na báze ušlachtilých kovov a vody alebo vodnej pary - napríklad podľa spôsobu popísaného v DE-A 198 16 296 a podľa postupov opísaných v ďalších tu citovaných dokumentoch. Čo sa týka katalyzátorov v tomto spojení, môžu byť použité katalyzátory vyrobené z prvkov 8. a/alebo 1. Podskupiny periodickej tabuľky, ako sú Ru, Rh, Pd, Ir, Pt a Au, pričom zvlášť výhodné sú Pd a Pt. Katalyzátory možno použiť samotné, napr. ako suspenzné katalyzátory, alebo vo forme nesených katalyzátorov ako výplne v štrbinových reakčných priesto roch, alebo sú prichytené k priehradkovým prvkom, priamo alebo prostredníctvom nosných materiálov tvoriacich vrstvu. Čo sa týka nosných materiálov, môžu byť použité aktívny uhlík, vo vode nerozpustné oxidy, zmesi oxidov, sulfáty, fosfáty a kremičitany kovov alkalických zemín, Al, Si, Sn a kovov patriacich do 3. až
6. podskupiny. Výhodné sú oxidy kremíka, hliníka, cínu, titánu, zirkónia, nióbia a tantalu, rovnako tak ako síran bámatý. V prípade priamej syntézy peroxidu vodíka sa reakčná teplota napríklad pohybuje v rozmedzí od 0 °C do 90 °C, výhodne 20 °C až 70 °C, tlak sa pohybuje medzi atmosférickým tlakom a približne 10 Mpa, výhodne medzi približne 0,5 Mpa a 5 Mpa.
V tomto kontexte je zvlášť výhodné, v rozsahu ďalších konfigurácií zariadenie podľa vynálezu, pokiaľ buď individuálne alebo v kombinácii:
- je v každom prípade v priehradkových prvkoch umiestnený aspoň jeden plniaci kanálik, ktorý vedie do reakčného priestoru cez aspoň jeden bočný povrch priehradkových prvkov,
- aspoň na jednej strane blokuje umiestnené distribučné médium, cez ktoré je možné poskytovať reakčným priestorom reakčné činidlá,
- distribučným médiom je pevné telo so skupinou kanálikov, krížiacich sa sekcií, ktoré sú volené také malé, aby v prípade zásobovania reakčnými činidlami, ktoré tvoria explozívnu zmes, nedochádzalo k šíreniu plameňov,
- distribučným médiom je obalový materiál s veľkosťou zrna a medzipriestormi, ktoré sú volené také malé, aby v prípade zásobovania reakčnými činidlami, ktoré tvoria explozívnu zmes, nedochádzalo k šíreniu plameňov,
- šírka štrbiny reakčných priestorov je výhodne volená medzi 0,05 mm a 5 mm, výhodnejšie je 0,05 mm až 0,02 mm,
- reakčné priestory sú plnené granulovaným katalyzátorom,
- bočné povrchy priehradkových prvkov orientované smerom k reakčným priestorom sú kryté aspoň čiastočne katalytickým materiálom,
- bočné povrchy priehradkových prvkov orientované smerom k reakčným priestorom sú na účely zväčšenia povrchovej plochy vybavené profilovanou štruktúrou,
- priehradkové prvky sú čiastočne alebo celkom umiestnené v nádobe,
- reakčné priestory na úzkych stranách priehradkových prvkov vedúcich paralelne so smerom toku reakčných činidiel sú uzatvorené plátmi, v ktorých sú umiestnené otvory na plnenie nosiča tepla do priehradkových prvkov a jeho odtok z priehradkových prvkov,
- v plátoch sú umiestnené ďalšie otvory na plnenie aspoň jedného reakčného činidla do priehradkových prvkov a každý z priehradkových prvkov je vybavený aspoň jedným plniacim kanálikom, ktorý vedie v každom prípade cez výpustné otvory do jedného z reakčných priestorov,
- v každom z priehradkových prvkov je skupina rúrkovitých dutín, ktoré vedú paralelne s bočnými povrchmi priehradkových prvkov a na svojich koncoch sú uzatvorené pláty, ktoré sú namontované na úzkych stranách, a v ktorých sú umiestnené otvory na nosič tepla v jednom rade s dutinami,
- pláty sú vybavené na svojich vonkajších stranách a pred otvormi tokovými kanálikmi, vedúcimi pravouhlo k priehradkovým prvkom, na aspoň jedno reakčné činidlo a/alebo nosič tepla,
- na vonkajších stranách orientovaných smerom od priehradkových prvkov sú pláty zakryté distribučným telom, v ktorom sú umiestnené tokové kanáliky, ktoré ústia do otvorov v plátoch,
- priehradkové prvky sú tvorené dvomi súčasťami majúcimi napoly valcovité alebo podobne tvarované priehlbne, zatiaľ čo rúrkovité dutiny sú dvomi zodpovedajúcimi vzájomne stlačenými súčasťami,
- priehradkové prvky sú uložené ako blok v tlakovej nádobe,
- tlaková nádoba je schopná byť naplnená aspoň čiastočne rozpúšťadlom,
- na tlakovej nádobe je veko s priečkou a dvomi spojujúcimi nátrubky na plnenie dvoch reakčných činidiel, pričom veko je možné pripevniť na distribučné médium,
- šírku štrbiny reakčných priestorov je možné meniť pozmeňovaním hrúbky rozpierok.
Na obrázku 1 sú ukázané - rozložená prezentácia - dva priehradkové prvky 1 s bočnými povrchmi 2, ktoré medzi sebou obsahujú reakčný priestor 3, cez ktorý tečú reakčné činidlá vo smere šípky 4. V každom priehradkovom prvku sú umiestnené dutiny 5 vo forme vývrtov, ktoré vedú paralelne s bočnými povrchmi 2 a končia v úzkych stranách 6 priehradkových prvkov 1. Ďalšie alternatívne riešenia sú špecifikované neskôr.
Priehradkové prvky 1 majú formu plochých pravouhlých rovnobežnostennov s najväčšími povrchmi, ktorými sú bočné povrchy 2. Tieto bočné povrchy 2 môžu - ako je ukázané - byť vybavené profilovanou štruktúrou, to znamená, že môžu byť zvráskavené, napríklad na účely zväčšenia efektívnej povrchovej plochy. Bočné povrchy 2 môžu byť ďalej celé alebo čiastočne vybavené povrchovými uloženinami zostávajúcimi z katalytického materiálu, toto však tu nie je samostatne prezentované. Ďalšie podrobnosti sú evidentné z obrázku
4.
Taktiež je možné, alternatívne alebo navyše, umiestniť časť katalyzátorov v reakčnom priestore 3, ktorého veľkosť je prispôsobená šírke štrbiny „s“ (obrázok 4).
Obrázok 2 ukazuje kombináciu trinástich takých rovnako veľkých priehradkových prvkov 1, pri ktorej tvoria pravouhlý rovnobežnostenný blok 24; jednako len tento počet je variabilný, pričom jeden z najvýznamnejších účelov vynálezu spočíva konkrétne v možnosti prispôsobenia sa rôznym výrobným objemom a spôsobom. Doprava hmoty v jednosmerných paralelných tokoch - tu smerom zhora dole - je iba naznačená pomocou šípok.
Obrázok 3 ukazuje vertikálny rez sériou usporiadania podľa obrázku 2 nad dnom 7 tlakovo odolného reaktora, ktorého spodný obrubový spoj 8 je tu taktiež ukázaný. Zásobovanie tekutými rozpúšťadlami sa uskutočňuje rúrou 9, odvádzanie zvyškových plynov sa uskutočňuje rúrou 10, odvádzanie koncových produktov sa uskutočňuje rúrou 11a odvádzanie odpadového záchytkového materiálu sa uskutočňuje rúrou 12, voliteľne s myšlienkou čistenia.
Obrázok 4 ukazuje detail z kružnice A na obrázku 3 v zväčšenom meradle a doplnený perspektívnym pohľadom, tzn. detailmi na oboch stranách reakčného priestoru 3. Šírka štrbiny „s“ reakčného priestoru 3 je udržovaná na základe vopred určeného merania rozpierkami 13 a je volená, napríklad medzi 0,05 a 5 mm. Hoci, toto rozmedzie môže byť znížené alebo prekročené. V prípade vysoko exotermických a endotermických reakcii, najmä ak zahrnujú explozívnu plynnú zmes, sa šírka štrbiny znižuje tak, aby sa predchádzalo rozširovaniu plameňov. Optimálna šírka štrbiny závisí od média a typu reakcie a určuje sa experimentálne. Ako možno na obrázkoch 4 a 6 vidieť, je šírka „s“ vynájdeného zariadenia významne menšia ako hrúbka priehradkových prvkov. V rúrovitých priehradkových prvkoch sú umiestnené dutiny 5, ktoré už boli opísané, na vedenie tečúceho nosiča tepla cez ne. V závislosti od kontroly prítomnej teploty môže byť v prípade exotermického procesu teplo odvedené, alebo môže byť v prípade endotermického procesu teplo dodávané. Čo sa týka nosiča tepla, môže byť použitá voda, oleje, plyny a voliteľne tiež vlastný produkt.
V priehradkových prvkoch 1 sú ďalej umiestnené napoly valcovité priehlbne 14, ktoré sa vzájomne doplňujú, čím vytvára v podstate valcovitý plniaci kanálik 15 na prvé reakčné činidlo. Ďalej sú v priehradkových prvkoch umiestnené plniace kanáliky 16 na aspoň jedno ďalšie reakčné činidlo. Plniace kanáliky 16 sú spojené s odpovedajúcim reakčným priestorom 3 prostriedky vyprazdňovacích otvorov 17, pričom vyprazdňovacie otvory 17 vedú do bočných povrchov 2 priehradkových prvkov tak, že reakčné činidlá je možné miešať v reakčných priestoroch 3. Dutiny 5, plniace kanáliky 15 a 16 a tiež rad (y) vyprazdňovacích otvorov 17 sú vzájomne paralelné a tiež vybavené s bočnými povrchmi 2 priehradkových prvkov 1 a vedú po celej dĺžke - viditeľné v horizontálnom smere.
Ochladzovacie kanáliky (= rúrkovité dutiny 5) môžu byť spôsobom analógovým k formácii plniacich kanálikov 15 podľa obrázku 4 taktiež konfigurované takým spôsobom, že je každý priehradkový prvok 1 rozdelený paralelne s bočnými povrchmi 2 na dva čiastkové prvky a v povrchoch štrbiny sú usporiadané napoly valcovité alebo inak tvarované priehlbne. Pri stlačení dvoch zodpovedajúcich čiastkových prvkov smerom k sebe sa vytvoria dutiny 5, cez ktoré môže tiecť tekutý nosič tepla. Výraz „rúrkovitý“ taktiež zahrnuje guľaté alebo štvorcové kanáliky alebo rúrky.
Šírka štrbiny „s“ je volená tak, aby v prípade reakčných explozívnych zmesí nedochádzalo k šíreniu plameňov v reakčných priestoroch 3. V špeciálnych prípadoch môže byť povolená miestna formácia explózií v reakčných priestoroch, ktorá musí byť zvažovaná konštrukčne so zaistením toho, aby tieto explózie nezapálili priľahlé reakčné priestory.
V tomto spojení je dôležitá skutočnosť, že plniace kanáliky 15 a 16 vedú v (hornej) okrajovej partii priehradkových prvkov 1 alebo reakčných priestorov 3, čím je v skutočnosti na reakciu dostupná celá (vertikálna) dĺžka reakčných priestorov 3. Ďalšie podrobnosti a alternatívy zásobovania a odstraňovania reakčných činidiel a nosičov tepla budú ešte podrobnejšie osvetlené na základe nasledujúcich obrázkov.
Obrázok 5 ukazuje bočný pohľad na čiastočný vertikálny rez predmetom na obrázku 3 po rotácii pod uhlom 90 stupňov. Do systému sú plniacimi rúrami 18 a 19 dodávané dve reakčné činidlá, v prípade výroby peroxidu vodíka je plniacou rúrkou 18 plnený vzduch a vodík plniacou rúrkou 19. Transport tekutého nosiča tepla cez dutiny 5 bude taktiež vo väčšom detaile osvetlený na základe obrázku 5: úzke strany 6 priehradkových prvkov 1 sú uzatvorené namontovanými plátmi 20, v ktorých sú umiestnené kanáliky 21 tvaru U pre spojení, v každom prípade, dvoch dutín 5. Toto je však prezentované iba na ľavej strane bloku. Nosič tepla je dodávaný prostredníctvom plniacej rúrky 22 a odvádzaný odtokovou rúrkou 23.
Ako priehradkové prvky môžu byť použité tepelne dostatočne vodivé v podstate pravouhlé rovnobežnostenné pláty, výhodné sú kovové. Priehradkové prvky 1, ktoré sú výhodne vyrobené z kovu (napr. nehrdzavejúca oceľ), môže zostávať z pevných plátov s vhodnými vyvŕtanými otvormi (dutiny 5 a plniace kanáliky 16) a priehlbňami 19. Alternatívne môžu byť dutiny 5 spojené, prípadne taktiež v skupinách, v tomto prípade sú vodiace zariadenia, napr. rebrá („ribs“) na vedenie nosičov tepla umiestnené vnútri dutín, ktoré sú potom väčšie. Priehradkové prvky 1 môžu byť taktiež zložené z dvoch plátom podobným čiastkových prvkov, ktoré sú tesným spôsobom vzájomne spojené, napríklad vzájomným zoskrutkovaním. Jedinou dôležitou požiadavkou je, aby odolávali, v určitých prípadoch, značným tlakovým rozdielom (do 10 Mpa alebo 100 bar) medzi nosičom tepla a reakčnými činidlami.
Obrázok 6 ukazuje predmet z obrázku 2, schematicky a hrubými čiarami doplnený (horným) distribučným priestorom 48 so stredným plniacim hrdlom 49 pre extrakt (y), a (spodný) zberný priestor 50 s odvodom 51, pre produkt. Jedno z reakčných činidiel alebo zmesi reakčných činidiel Rl a R2 môže byť plnené prostredníctvom distribučného priestoru 48. V prípade zmesi môžu byť plniace kanáliky 15 a 16 (na obrázku 4) v prípade prerušenia rozpierkami 13 rozdelené. Na doplnenie spôsobu podľa uskutočnenia na obrázku 2 a spôsobu podľa uskutočnenia na obrázku 8 až 10, pre prípad explozívnych reakčných zmesí môže byť spôsob taktiež prevzatý.
Otvorené úzke strany 6 priehradkových prvkov 1 môžu byť kryté kombináciou plátov, zostávajúcich z plátu 41 a distribučného tela 47, ktoré je konštruované ako celistvé po celej šírke a výške všetkých priehradkových prvkov 1, a ktoré je reprezentované - vo veľmi zväčšenej mierke - na obrázku 7.
Obrázok 7 ukazuje vertikálny rez hornou okrajovou partiou takejto kombinácie plátov 41/47 s tokovým kanálikom 45 pre jedno z reakčných činidiel a s tokovým kanálikom 46 pre nosič tepla. Na plnenie a/alebo odvádzanie sú v pláte 41 umiestnené otvory 42 a 43, ktoré sú spojené s tokovými kanálikmi 45 a 46 v distribučnom tele 47.
Tokové kanáliky 45 a 46, ktoré vedú kolmo na rovinu výkresu, sú tvorené, napríklad, drážkami v distribučnom tele 47. Drážky môžu byť vyrobené spracovaním kovu, a to odliatím alebo vykovaním. Toto vedie k veľkej stabilite tvaru, ktorý odoláva požadovaným tlakovým rozdielom. Táto kombinácia plátov 41/47 - s otvormi 42 a 43 súbežnými so začlenenými kanálikmi v priehradkových prvkoch 1 - sa teraz tesne zoskrutkuje s tesnením 54 na celých úzkych stranách 6 priehradkových prvkov 1 bloku 24. Je realizovaných iba niekoľko z počtu skrutkových spojov 52. Týmto spôsobom sú účinne zaistené priehradkové prvky 1, čo je naznačené korešpondujúcimi šípkami 53 na obrázku 6. Pomocou čiarkovaných línií 55 je naznačené, že môže byť kombinovaných niekoľko tokových kanálikov 46 a tým vytvorený bežný tokový kanálik alebo distribučný priestor.
Taktiež môže byť preskupená kombinácia plátov 41/47, čo je vhodné na zaistenie priehradkových prvkov 1 podľa obrázku 4.
Obrázok 8 teraz ukazuje na základe čiastočného vertikálneho rezu schematickú prezentáciu kompletného reaktora, napr. na výrobu peroxidu vodíka. Presne rovnobežne usporiadaný blok 24 zostáva z niekoľkých priehradkových prvkov 1 a podľa obrázkov 1 a 2 je zhora ponorený do tlakovej nádoby 25, ktorá je naplnená rozpúšťadlom 27, napríklad vodou po úroveň hladiny 26. Štrbinové reakčné priestory vedú paralelne s rovinou výkresu.
Na tlakovej nádobe 25 je umiestnené veko 28, ktoré je rozdelené priehradkou 29 na dve komory 30 a 31, pričom táto priehradka 29 je tesne primontovaná na distribučnom médiu 37, ktoré zostáva z pevného tela (výhodne vyrobeného z kovu) s dvomi oddelenými skupinami úzkych kanálikov 39 a 40. Kanáliky 39 vedú v pevnom tele od komory 30 k horným koncom reakčných priestorov 3, kanáliky 40 vedú od komory 31 k horným koncom reakčných priestorov 3. V týchto kanálikoch 39 a 40 sa nedá teda reakčné činidlá miešať, ale v prípade, že by k tomu aj cez to došlo, nie sú plamene schopné sa rozšíriť do kanálikov 39 a 40. Miešanie reakčných činidiel sa realizuje iba v reakčných priestoroch 3, v ktorých, ak by došlo na otázku reakčnej zmesi, ktorá je explozívna, nie sú podobne plamene schopné sa rozšíriť. Explozívne vlastnosti reakčnej zmesi závisia od materiálu a reakcie musia byť pre daný prípad určené.
Plniacim nátrubkom 34 je dodávané prvé reakčné činidlo „Rl“ do komory 30 a ďalším plniacim nátrubkom 35 je dodávané druhé reakčné činidlo „R2“ do komory 31. Nepotrebné odpadové plyny sú odvádzané preč podľa šípky 32, produkt je odoberaný podľa šípky 33, a odpadovú záchytku možno vyprázdňovať pomocou nátrubku 12. Obrázok 8 navyše ukazuje iný plniaci nátrubok 36 pre tretie reakčné činidlo „R3“ a/alebo rozpúšťadlo, ako je voda. Pláty 41, ktoré sú použité na oboch koncoch, sú naznačené iba veľmi schematicky.
Obrázok 9 ukazuje spodný pohľad na veko 28 tlakovej nádoby 25 podľa obrázku 8. Diery 28a slúžia na skrutkový spoj.
Obrázok 10 sa líši od obrázku 8 tým, že ako distribučné médium 38 je tu umiestnené nad blokom 24 priehradkových prvkov 1 výplňový materiál zostávajúci z tepelne vodivých častíc, napríklad piesku, drobného štrku, kovových špôn, kovových vlákien alebo podobných, spočívajúcich na sitovom pláte, ktorý nie je ukázaný. V tomto distribučnom médiu 38 sa reakčné činidlá Rl a R2 miešajú na základe náhodnej distribúcie už pred svojím vstupom do reakčných priestorov 3. Distribučné médium však vytvára také malé medzipriestory, že podobne nie je možné, aby tu dochádzalo k šíreniu plameňov s následkami explózie.
Priestorové umiestnenie priehradkových prvkov 1 je prakticky ľubovoľné: podľa obrázkov môžu byť usporiadané v horizontálnych sériách, ale môžu byť taktiež usporiadané vo vertikálnom stĺpci. Smer paralelných tokov môže byť taktiež prispôsobený praktickým potrebám: ako je ukázané, paralelné toky môžu byť vedené vertikálne zhora dole, ale môžu byť tiež vedené iným spôsobom, zdola hore. Paralelné toky tiež môžu taktiež ísť horizontálne. Výsledkom je to, že blokom 24 s plátmi 41 a spojenie možno „otáčať“ do rôznych priestorových umiestnení.

Claims (33)

1. Spôsob na uskutočňovanie reakcií medzi aspoň dvomi tekutými reakčnými činidlami (Rl, R2) používajúci reaktor, v ktorom sú umiestnené priehradkové prvky (1), štrbinové reakčné priestory (3) a dutiny (5) na vedenie tekutého nosiča tepla cez nich, vyznačujúci sa tým, že
a) reakčné priestory (3) majú tvar štrbín vytvorených medzi bočnými povrchmi (2), v každom prípade dva v podstate rovnako veľké a v podstate presne rovnobežné priehradkové prvky (1) vyrobené z pevných plátov a priehradkové prvky (1) sú zameniteľné usporiadané do bloku (24) vo virtuálnom pravouhlom rovnobežnostene;
b) reakčné činidlá (Rl, R2) sú plnené do štrbinových reakčných priestorov (3) z koncových oblastí situovaných na rovnakej strane bloku (24) a sú vedené paralelnými tokmi v podobných smeroch cez reakčné priestory (3) ako reakčná zmes;
c) tekutý nosič tepla je vedený cez rúrkovité dutiny (5) vedúce vnútri priehradkových prvkov (1); pričom šírka štrbiny („s“) reakčných priestorov (3) sa pohybuje medzi 0,05 a 5 mm, zatiaľ čo v prípade explozívnych reakčných zmesí je šírka štrbiny („s“) reakčných priestorov na účely predchádzania šírenia plameňov volená malá.
2. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa tým, že aspoň jedno reakčné činidlo je dodávané cez priehradkové prvky (1) a je uvádzané do reakčného priestoru (3) podľa požiadaviek aspoň jedným z bočných povrchov (2) priehradkových prvkov (1).
3. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že aspoň na jednej strane bloku (24) je umiestnené distribučné médium (37, 38), z ktorého sú reakčným priestorom (3) poskytované reakčné činidlá (R1.R2).
4. Spôsob podľa nároku 3, vyznačujúci sa tým, že sa ako distribučné médium (37) použije pevné telo so skupinou kanálikov (39, 40), ktorých prierezy sú volené také malé, aby v prípade zásobovania reakčnými činidlami (Rl, R2), tvoriacimi explozívnu zmes nedochádzalo k šíreniu plameňov.
5. Spôsob podľa nároku 3,vyznačujúci sa tým, že sa ako distribučné médium (38) použije výplňový materiál s veľkosťou zrna a medzipriestormi, ktoré sú volené také malé, aby v prípade zásobovania reakčnými činidlami (Rl, R2), tvoriacimi explozívnu zmes nedochádzalo k šíreniu plameňov.
6. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa tým, že šírka štrbiny reakčných priestorov (3) sa pohybuje medzi 0,05 mm a 5 mm, zatiaľ čo v prípade explozívnych reakčných zmesí je šírka štrbiny („s“) reakčných priestorov volená taká malá, aby sa predišlo šíreniu plameňov.
7. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa tým, že reakčné priestory (3) sú naplnené granulovaným katalyzátorom.
8. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa tým, že bočné povrchy (2) priehradkových prvkov (1) orientované smerom k reakčným priestorom (3) sú kryté aspoň čiastočne katalytickým materiálom.
9. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa tým, že bočné povrchy (2) priehradkových prvkov (1) orientované smerom k reakčným priestorom (3) sú vybavené profilovanou štruktúrou zväčšujúcou povrchovú plochu.
10.Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že priehradkové prvky (1) sú aspoň čiastočne ponorené v rozpúšťadle (27).
11. Spôsob podľa nároku 10, vyznačujúci sa tým, že sa ako rozpúšťadlo (27) použije voda.
12. Spôsob podľa nároku 10, vyznačujúci sa tým, že do rozpúšťadla (27) sa pridáva aspoň jedna stabilizujúca prísada zabraňujúca rozkladu alebo degradácii reakčného produktu.
13. Spôsob podľa aspoň jedného z nárokov 1 až 12, vyznačujúci sa tým, že sa používa na priamu syntézu peroxidu vodíka z vodíka a kyslíka alebo 02-obsahujúceho plynu za prítomnosti katalyzátora obsahujúceho aspoň jeden prvok z 8. a/alebo 1. podskupiny periodickej tabuľky a vody alebo vodnej pary.
14. Spôsob podľa aspoň jedného z nárokov 1 až 12, vyznačujúci sa tým, že sa používa na výrobu propenalu z propénu a O2-obsahujúceho plynu za prítomnosti katalyzátora.
15. Spôsob podľa aspoň jedného z nárokov 1 až 12, vyznačujúci sa tým, že sa používa na výrobu kyseliny akrylovej z propénu a O2-obsahujúceho plynu za prítomnosti katalyzátora a promótora.
16. Spôsob na uskutočňovanie reakcií podľa aspoň jedného z nárokov 1 až 12, vyznačujúci sa t ý m , že sa používa na výrobu etylénoxidu alebo propylénoxidu z etylénu, resp. propylénu a plynného peroxidu vodíka za prítomnosti oxidového alebo kremičitého katalyzátora.
17. Zariadenie na uskutočnenie reakcií medzi aspoň dvomi tekutými reakčnými činidlami (Rl, R2) používajúce reaktor, v ktorom sú umiestené priehradkové prvky (1), štrbinové reakčné priestory (3) a dutiny (5) na vedenie tekutého nosiča tepla cez nich, vyznačujúce sa tým, že
a) reakčné priestory (3) majú tvar štrbín vytvorených medzi bočnými povrchmi (2), v každom prípade dva v podstate rovnako veľké a v podstate pravouhlé rovnobežnostenné priehradkové prvky (1) vyrobené z pevných plátov a priehradkové prvky (1) sú zameniteľné usporiadané do bloku (24) virtuálnom pravouhlom rovnobežnostene;
b) zásobovanie reakčnými činidlami do štrbinových reakčných priestorov (3) je možné uskutočniť za rovnaké strany bloku (24), reakčnú zmes je možné viesť paralelnými tokmi v podobných smeroch cez reakčné priestory (3);
c) v priehradkových prvkoch (1) sú umiestnené dutiny (5) na vedenie tekutého nosiča cez priehradkové prvky (1); pričom šírka štrbiny („s“) reakčných priestorov sa pohybuje medzi 0,05 a 5 mm, zatiaľ čo v prípade explozívnych reakčných zmesí je šírka štrbiny („s“) reakčných priestorov na účely predchádzania šírenia plameňov volená malá.
18. Zariadenie podľa nároku 17, vyznačujúce sa tým, že v každom prípade je v priehradkových prvkoch (1) umiestnený aspoň jeden plniaci kanálik (16) na jedno reakčné činidlo, ktorý vedie do reakčného priestoru (3) cez aspoň jeden z bočných povrchov (2) priehradkových prvkov (1).
19. Zariadenie podľa nároku 17, vyznačujúce sa tým, že aspoň na jednej strane bloku (24) je umiestnené distribučné médium (37, 38), pomocou ktorého je možno plniť reakčné priestory (3) reakčnými činidlami (Rl, R2).
20. Zariadenie podľa nároku 19, vyznačujúce sa tým, že distribučným médiom (37) je pevné telo so skupinami kanálikov (39, 40), ktorých priemery sú volené také malé, aby v prípade zásobovania reakčnými činidlami (Rl, R2) tvoriacimi explozívnu zmes nedochádzalo k šíreniu plameňov.
21. Zariadenie podľa nároku 19, vyznačujúce sa tým, že distribučným médiom (38) je zvyčajne výplňový materiál s veľkosťou zrna a medzipriestormi, ktoré sú volené také malé, aby v prípade zásobovania reakčnými činidlami (Rl, R2) tvoriacimi explozívnu zmes nedochádzalo k šíreniu plameňov.
22. Zariadenie podľa nároku 17, vyznačujúce sa tým, že šírka štrbiny reakčných priestorov (3) sa pohybuje medzi 0,05 a 5 mm, pričom v prípade explozívnych reakčných zmesí je šírka štrbiny („s“) reakčných priestorov volená taká malá, aby sa predišlo šíreniu plameňov.
23. Zariadenie podľa nároku 17, vyznačujúce sa tým, že reakčné priestory (3) sú plnené granulovaným katalyzátorom.
24. Zariadenie podľa nároku 17, vyznačujúce sa tým, že bočné povrchy (2) priehradkových prvkov (1) orientované smerom k reakčným priestorom (3) sú kryté aspoň čiastočne katalytickým materiálom.
25. Zariadenie podľa nároku 17, vyznačujúce sa tým, že bočné povrchy (2) priehradkových prvkov (1) orientované smerom k reakčným priestorom (3) majú na účely zväčšenia povrchovej plochy profilovanú štruktúru.
26. Zariadenie podľa nároku 17, vyznačujúce sa tým, že reakčné priestory (3) sú na úzkych stranách (6) priehradkových prvkov (1), ktoré vedú paralelne so smerom toku reakčných činidiel (Rl, R2) uzatvorené plátmi (41), v ktorých sú umiestnené otvory (43) na plnenie nosiča tepla do priehradkových prvkov (1) a jeho odtok z priehradkových prvkov (1).
27. Zariadenie podľa nároku 26, vyznačujúce sa tým, že v plátoch (41) sú umiestnené ďalšie otvory na plnenie aspoň jedného reakčného činidlá (Rl, R2) do priehradkových prvkov (1) a tým, že každý z priehradkových prvkov (1) je vybavený aspoň jedným plniacim kanálikom (16), ktorý vedie v každom prípade cez vyprázdňovacie otvory (17) do jedného z reakčných priestorov (3).
28. Zariadenie podľa nároku 26, vyznačujúce sa tým, že v každom z priehradkových prvkov (1) je skupina dutín, ktoré vedú paralelne s bočnými povrchmi priehradkových prvkov (1) a na svojich koncoch sú uzatvorené pláty (41), ktoré sú namontované na úzkych stranách (6) priehradkových prvkov (1), a v ktorých sú umiestené otvory (43) na nosič tepla v jednom rade s dutinami (5).
29. Zariadenie podľa nárokov 26 a 27, vyznačujúce sa tým, že pláty (41) majú na svojom vonkajšom povrchu (44) pred otvormi (42, 43) tokové kanáliky (45, 46) vedúce kolmo na priehradkové prvky (1) pre aspoň jedno z reakčných činidiel (Rl, R2) a/alebo nosič tepla.
30. Zariadenie podľa nároku 29, vyznačujúce sa tým, že pláty (41) sú na svojom vonkajšom povrchu (44) smerom od priehradkových prvkov (1) kryté distribučným telom (47), v ktorom sú umiestnené tokové kanáliky (45, 46), do ktorých vedú otvory (42, 43) v plátoch (41).
31. Zariadenie podľa nároku 17, vyznačujúce sa tým, že priehradkové prvky (1) sú usporiadané do bloku (24) v tlakovej nádobe (25).
32. Zariadenie podľa nárokov 19 a31,vyznačujúce sa tým, že na tlakovej nádobe (25) je umiestnené veko (28) s priehradkou (29) a dva plniace nátrubky (34, 35) na plnenie reakčnými činidlami (Rl, R2), pričom uvedenú priehradku (29) je možno pripevniť na distribučné médium (37, 38).
33. Zariadenie podľa nároku 17, vyznačujúce sa tým, že šírku štrbiny („s“) reakčných priestorov (3) je možné meniť pozmeňovaním hrúbky rozpierok (13).
SK223-2003A 2000-08-31 2001-08-02 Spôsob a zariadenie na vykonávanie reakcií v reaktore so štrbinovými reakčnými priestormi SK287336B6 (sk)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10042746A DE10042746A1 (de) 2000-08-31 2000-08-31 Verfahren und Vorrichtung zum Durchführen von Reaktionen in einem Reaktor mit spaltförmigen Reaktionsräumen
PCT/EP2001/008937 WO2002018042A1 (en) 2000-08-31 2001-08-02 Process and device for carrying out reactions in a reactor with slot-shaped reaction spaces

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SK2232003A3 SK2232003A3 (en) 2003-10-07
SK287336B6 true SK287336B6 (sk) 2010-07-07

Family

ID=7654406

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK223-2003A SK287336B6 (sk) 2000-08-31 2001-08-02 Spôsob a zariadenie na vykonávanie reakcií v reaktore so štrbinovými reakčnými priestormi

Country Status (29)

Country Link
US (1) US7332139B2 (sk)
EP (1) EP1313554B1 (sk)
JP (1) JP2004507346A (sk)
KR (1) KR100822229B1 (sk)
CN (1) CN1214858C (sk)
AT (1) ATE261770T1 (sk)
AU (2) AU2001279798B2 (sk)
BR (1) BR0113545B1 (sk)
CA (1) CA2420622C (sk)
CZ (1) CZ2003499A3 (sk)
DE (2) DE10042746A1 (sk)
DK (1) DK1313554T3 (sk)
EA (1) EA004758B1 (sk)
EG (1) EG23059A (sk)
ES (1) ES2213709T3 (sk)
GC (1) GC0000236A (sk)
HK (1) HK1059593A1 (sk)
HU (1) HUP0300858A3 (sk)
IL (2) IL154362A0 (sk)
MX (1) MXPA03001683A (sk)
NO (1) NO20030907L (sk)
NZ (1) NZ524911A (sk)
PL (1) PL209104B1 (sk)
PT (1) PT1313554E (sk)
SK (1) SK287336B6 (sk)
TR (1) TR200400906T4 (sk)
TW (1) TWI229014B (sk)
WO (1) WO2002018042A1 (sk)
ZA (1) ZA200301646B (sk)

Families Citing this family (70)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2002349143A1 (en) * 2001-12-05 2003-06-17 GTL Mircosystems AG Process an apparatus for steam-methane reforming
US7967878B2 (en) * 2002-01-04 2011-06-28 Meggitt (Uk) Limited Reformer apparatus and method
GB0210809D0 (en) * 2002-05-11 2002-06-19 Univ Durham Reactor
US7402719B2 (en) * 2002-06-13 2008-07-22 Velocys Catalytic oxidative dehydrogenation, and microchannel reactors for catalytic oxidative dehydrogenation
EP1400280A1 (en) * 2002-09-18 2004-03-24 Corning Incorporated Apparatus and method for operating a microreactor at high pressure
DE10248599A1 (de) 2002-10-17 2004-04-29 Degussa Ag Verfahren zur Gewinnung einer gasförmigen Phase aus einem flüssigen Medium und Vorrichtung zu seiner Durchführung
US7067103B2 (en) * 2003-03-28 2006-06-27 Headwaters Nanokinetix, Inc. Direct hydrogen peroxide production using staged hydrogen addition
DE10317451A1 (de) 2003-04-16 2004-11-18 Degussa Ag Reaktor für heterogen katalysierte Reaktionen
US7294734B2 (en) * 2003-05-02 2007-11-13 Velocys, Inc. Process for converting a hydrocarbon to an oxygenate or a nitrile
US7144565B2 (en) * 2003-07-29 2006-12-05 Headwaters Nanokinetix, Inc. Process for direct catalytic hydrogen peroxide production
US7168775B2 (en) * 2003-09-03 2007-01-30 Canon Kabushiki Kaisha Recording apparatus
US7029647B2 (en) 2004-01-27 2006-04-18 Velocys, Inc. Process for producing hydrogen peroxide using microchannel technology
US20050175519A1 (en) * 2004-02-06 2005-08-11 Rogers William A.Jr. Microchannel compression reactor
US7442360B2 (en) 2004-04-27 2008-10-28 Velocys, Inc. Hydrogen peroxide production in microchannel reactors
US7304198B2 (en) * 2004-05-14 2007-12-04 Battelle Memorial Institute Staged alkylation in microchannels
US8703984B2 (en) * 2004-08-12 2014-04-22 Velocys, Inc. Process for converting ethylene to ethylene oxide using microchannel process technology
WO2006030952A1 (ja) * 2004-09-17 2006-03-23 Ebara Corporation 流体混合器
JP5643474B2 (ja) 2004-10-01 2014-12-17 ヴェロシス，インク． マイクロチャネルプロセス技術を用いる多相混合プロセス
DE102004050585A1 (de) * 2004-10-15 2006-04-20 Degussa Ag Mikroreaktor und Verfahren zur Synthese von Vinylacetat-Monomer (VAM) in der Gasphase
DE102004050506A1 (de) * 2004-10-15 2006-04-20 Degussa Ag Verfahren zur Herstellung von Olefinoxiden und Peroxiden, Reaktor und dessen Verwendung
DE102004054334B4 (de) * 2004-11-10 2007-06-21 Man Dwe Gmbh Mikrostrukturreaktor
WO2006053345A1 (en) * 2004-11-12 2006-05-18 Velocys Inc. Process using microchannel technology for conducting alkylation or acylation reaction
CN102258968A (zh) 2004-11-16 2011-11-30 万罗赛斯公司 使用微通道技术的多相反应方法
WO2006057895A2 (en) * 2004-11-17 2006-06-01 Velocys Inc. Process for making or treating an emulsion using microchannel technology
US7604783B2 (en) * 2004-12-22 2009-10-20 Placer Dome Technical Services Limited Reduction of lime consumption when treating refractor gold ores or concentrates
WO2006094190A2 (en) * 2005-03-02 2006-09-08 Velocys Inc. Separation process using microchannel technology
KR20080009267A (ko) * 2005-03-17 2008-01-28 사솔 테크놀로지(프로프라이어터리) 리미티드 플레이트형 유동층 반응기
DE102005019000A1 (de) 2005-04-22 2006-10-26 Degussa Ag Katalytisch beschichteter Träger, Verfahren zu dessen Herstellung und damit ausgestatteter Reaktor sowie dessen Verwendung
DE102005022958B3 (de) * 2005-05-19 2006-07-20 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Mikrostrukturreaktor und Verwendung desselben
WO2006127889A2 (en) * 2005-05-25 2006-11-30 Velocys Inc. Support for use in microchannel processing
GB0512120D0 (en) * 2005-06-15 2005-07-20 Johnson Matthey Plc Multi-phase reactions
US20070004810A1 (en) * 2005-06-30 2007-01-04 Yong Wang Novel catalyst and fischer-tropsch synthesis process using same
JP5551871B2 (ja) * 2005-07-08 2014-07-16 ヴェロシス，インク． マイクロチャネル技術を用いる触媒反応プロセス
US7750170B2 (en) 2005-12-22 2010-07-06 Shell Oil Company Process for mixing an oxidant having explosive potential with a hydrocarbon
GB2433706A (en) * 2005-12-22 2007-07-04 Shell Int Research Epoxidation catalyst
EP1813347A1 (de) * 2006-01-25 2007-08-01 Sulzer Chemtech AG Verteiler zur paarweisen Abgabe zweier Flüssigkeiten auf eine Vielzahl von Einspeisestellen in einem Reaktor oder einer Kolonne
US8061888B2 (en) * 2006-03-17 2011-11-22 Barrick Gold Corporation Autoclave with underflow dividers
TW200738328A (en) 2006-03-31 2007-10-16 Lonza Ag Micro-reactor system assembly
DE102006015268A1 (de) * 2006-04-01 2007-10-25 Cognis Ip Management Gmbh Verfahren zur Herstellung von Alkylenoxiden
EP1852418A1 (en) * 2006-04-27 2007-11-07 Arkema France Process for synthesizing selected organic peroxides
EP1849804A1 (en) * 2006-04-27 2007-10-31 Arkema France Process of free-radical polymerization or crosslinking in the presence of an organic peroxide by an ex situ process
US8252254B2 (en) * 2006-06-15 2012-08-28 Barrick Gold Corporation Process for reduced alkali consumption in the recovery of silver
DE102006045807A1 (de) * 2006-09-26 2008-04-03 Grenzebach Bsh Gmbh Wärmetauscher
JP5050241B2 (ja) * 2007-01-29 2012-10-17 株式会社Ｋｅｌｋ 流体温調装置
JP6009732B2 (ja) 2007-07-05 2016-10-19 サウディ ベーシック インダストリーズ コーポレイション 吸熱反応を行うプロセス
BRPI0813997B1 (pt) * 2007-07-05 2017-07-04 Saudi Basic Industries Corporation Reactor panel for catalytic processes
JP5500775B2 (ja) * 2008-02-06 2014-05-21 三菱レイヨン株式会社 固定床反応器
DE102008011767B4 (de) 2008-02-28 2012-07-26 Basf Se Verfahren zur Herstellung von olefinisch ungesättigten Carbonylverbindungen durch oxidative Dehydrierung von Alkoholen
DE102008014910A1 (de) 2008-03-19 2009-09-24 Basf Se Verwendung eines geträgerten edelmetallhaltigen Katalysators zur oxidativen Dehydrierung
US9908093B2 (en) * 2008-04-09 2018-03-06 Velocys, Inc. Process for converting a carbonaceous material to methane, methanol and/or dimethyl ether using microchannel process technology
US8100996B2 (en) * 2008-04-09 2012-01-24 Velocys, Inc. Process for upgrading a carbonaceous material using microchannel process technology
CN102099345A (zh) * 2008-07-14 2011-06-15 万罗赛斯公司 使用微通道工艺技术制造环氧乙烷的方法
CN102099346A (zh) 2008-07-14 2011-06-15 巴斯夫欧洲公司 制备环氧乙烷的方法
US8747656B2 (en) 2008-10-10 2014-06-10 Velocys, Inc. Process and apparatus employing microchannel process technology
KR101008402B1 (ko) * 2008-12-19 2011-01-14 삼성에스디아이 주식회사 개질장치
EP2206551B1 (en) * 2008-12-23 2019-08-07 Corning Incorporated Microchannel reactors
EP2223741A1 (en) 2009-02-13 2010-09-01 Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Micro fluidic system, including a stack of process modules and heat exchange modules
DE202009017416U1 (de) 2009-05-12 2010-04-15 Lonza Ag Reaktor und Satz aus Reaktoren
DE202010000262U1 (de) 2009-05-12 2010-05-20 Lonza Ag Strömungsreaktor mit Mikrokanalsystem
US8524927B2 (en) 2009-07-13 2013-09-03 Velocys, Inc. Process for making ethylene oxide using microchannel process technology
WO2011044549A1 (en) * 2009-10-09 2011-04-14 Velocys Inc. Process for treating heavy oil
US20130005958A1 (en) * 2011-06-30 2013-01-03 General Electric Company Devices and methods for reducing radiolysis of radioisotopes
US20130004414A1 (en) * 2011-06-30 2013-01-03 General Electric Company Devices and methods for reducing radiolysis of radioisotopes
US9663365B2 (en) 2012-11-06 2017-05-30 Solvay Sa Method for the direct synthesis of hydrogen peroxide
US9676623B2 (en) 2013-03-14 2017-06-13 Velocys, Inc. Process and apparatus for conducting simultaneous endothermic and exothermic reactions
BR112016002948B1 (pt) 2013-08-15 2020-12-01 Hatch Ltd método para controlar o tempo de retenção de uma mistura de reação aquosa em um reator e reator com controle de tempo de retenção
DE102018007737A1 (de) * 2018-10-01 2020-04-02 Hitachi Zosen Inova Etogas Gmbh Festbettanordnung
CN112500373A (zh) * 2019-09-14 2021-03-16 南京延长反应技术研究院有限公司 一种乙烯制备环氧乙烷的微界面强化系统及工艺
CN111156850B (zh) * 2020-01-17 2021-07-20 陕西秦科世博航空科技有限公司 一种换热器及其换热方法
CN114471378A (zh) * 2020-10-28 2022-05-13 中国石油化工股份有限公司 一种烯烃水合反应器及烯烃水合方法

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1662870A (en) * 1924-10-09 1928-03-20 Stancliffe Engineering Corp Grooved-plate heat interchanger
GB1116345A (en) * 1964-06-16 1968-06-06 Marston Excelsior Ltd Improvements in or relating to chemical catalytic reactors and like process vessels in which fluids are contacted with solid materials
DE2606612A1 (de) * 1976-02-19 1977-08-25 Basf Ag Verfahren und vorrichtung zur entfernung von verdampfbaren anteilen aus hochviskosen loesungen oder schmelzen thermoplastischer kunststoffe
FR2536676B1 (fr) * 1982-11-26 1993-01-22 Inst Francais Du Petrole Reacteurs a plaques pour syntheses chimiques effectuees sous haute pression en phase gazeuse et en catalyse heterogene
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
FR2592320B1 (fr) * 1985-12-30 1988-04-08 Inst Francais Du Petrole Nouveau procede d'oxydation d'une charge oxydable en phase gazeuse et reacteur pour la mise en oeuvre de ce procede.
JPH0422827Y2 (sk) * 1987-09-25 1992-05-26
JP3149453B2 (ja) * 1991-04-08 2001-03-26 石川島播磨重工業株式会社 プレート形改質装置
JPH06111838A (ja) * 1992-09-30 1994-04-22 Toshiba Corp 改質器、改質システム、及び燃料電池システム
US5316747A (en) * 1992-10-09 1994-05-31 Ballard Power Systems Inc. Method and apparatus for the selective oxidation of carbon monoxide in a hydrogen-containing gas mixture
JP3512186B2 (ja) * 1993-03-19 2004-03-29 イー・アイ・デユポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー 化学処理及び製造のための一体構造及び方法、並びにその使用方法及び製造方法
DE4416343C2 (de) * 1994-05-09 1996-10-17 Karlsruhe Forschzent Statischer Mikro-Vermischer
JPH0812303A (ja) 1994-07-05 1996-01-16 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd プレートリフォーマ
DE4444364C2 (de) 1994-12-14 1998-03-26 Chemtec Leuna Ges Fuer Chemie Festbettreaktor zur kontinuierlichen Durchführung exothermer Reaktionen
US5638900A (en) * 1995-01-27 1997-06-17 Ail Research, Inc. Heat exchange assembly
US5658537A (en) 1995-07-18 1997-08-19 Basf Corporation Plate-type chemical reactor
DE19544895C1 (de) * 1995-12-01 1997-02-27 Daimler Benz Ag Verfahren und Vorrichtung zur selektiven katalytischen Oxidation von Kohlenmonoxid
GB9702114D0 (en) * 1997-02-01 1997-03-26 British Gas Plc A method of providing heat
US5961932A (en) 1997-06-20 1999-10-05 Eastman Kodak Company Reaction chamber for an integrated micro-ceramic chemical plant
DE19748481C2 (de) * 1997-11-03 2003-09-25 Inst Mikrotechnik Mainz Gmbh Statischer Mikrovermischer
DE19753720C2 (de) * 1997-12-04 1999-11-25 Dbb Fuel Cell Engines Gmbh Vorrichtung zur selektiven katalytischen Oxidation von Kohlenmonoxid
DE19754185C1 (de) 1997-12-06 1999-02-04 Deg Engineering Gmbh Reaktor für die katalytische Umsetzung von Reaktionsmedien, insbesondere von gasförmigen Reaktionsmedien
DE19816296A1 (de) 1998-04-11 1999-10-14 Degussa Verfahren zur Herstellung von Wasserstoffperoxid durch Direktsynthese
US6238815B1 (en) * 1998-07-29 2001-05-29 General Motors Corporation Thermally integrated staged methanol reformer and method
DE19841302C2 (de) * 1998-09-10 2002-12-19 Inst Mikrotechnik Mainz Gmbh Reaktor sowie Verfahren zur Durchführung elektrochemischer Umsetzungen
EP1123256B1 (de) * 1998-09-12 2003-05-02 Degussa AG Verfahren zur durchführung von gas-flüssig-reaktionen und durchflussreaktor hierfür
US6132689A (en) * 1998-09-22 2000-10-17 General Motors Corporation Multi-stage, isothermal CO preferential oxidation reactor

Also Published As

Publication number Publication date
HUP0300858A3 (en) 2010-01-28
NO20030907D0 (no) 2003-02-26
US20020028164A1 (en) 2002-03-07
AU7979801A (en) 2002-03-13
EP1313554B1 (en) 2004-03-17
BR0113545A (pt) 2003-07-15
US7332139B2 (en) 2008-02-19
EG23059A (en) 2004-02-29
EP1313554A1 (en) 2003-05-28
DK1313554T3 (da) 2004-06-28
BR0113545B1 (pt) 2011-02-22
CN1449304A (zh) 2003-10-15
PT1313554E (pt) 2004-08-31
DE10042746A1 (de) 2002-03-28
CA2420622C (en) 2009-10-20
JP2004507346A (ja) 2004-03-11
AU2001279798B2 (en) 2005-07-28
WO2002018042A1 (en) 2002-03-07
CA2420622A1 (en) 2002-03-07
CZ2003499A3 (cs) 2003-10-15
HK1059593A1 (en) 2004-07-09
TWI229014B (en) 2005-03-11
MX232741B (sk) 2005-12-08
ZA200301646B (en) 2004-02-03
DE60102391D1 (de) 2004-04-22
PL209104B1 (pl) 2011-07-29
ES2213709T3 (es) 2004-09-01
IL154362A0 (en) 2003-09-17
TR200400906T4 (tr) 2004-07-21
EA200300225A1 (ru) 2003-10-30
DE60102391T2 (de) 2005-02-24
KR100822229B1 (ko) 2008-04-16
EA004758B1 (ru) 2004-08-26
KR20030065470A (ko) 2003-08-06
CN1214858C (zh) 2005-08-17
ATE261770T1 (de) 2004-04-15
PL360086A1 (en) 2004-09-06
SK2232003A3 (en) 2003-10-07
NZ524911A (en) 2004-02-27
IL154362A (en) 2006-07-05
HUP0300858A2 (hu) 2003-09-29
NO20030907L (no) 2003-04-15
MXPA03001683A (es) 2004-11-01
GC0000236A (en) 2006-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SK287336B6 (sk) Spôsob a zariadenie na vykonávanie reakcií v reaktore so štrbinovými reakčnými priestormi
AU2001279798A1 (en) Process and device for carrying out reactions in a reactor with slot-shaped reaction spaces
CA2641757A1 (en) Chemical reactor and method for catalytic gas phase reactions
JP5819884B2 (ja) 触媒プロセスのための反応装置パネル
CA2789445A1 (en) Monolithic reactor
CA2502716C (en) Method for obtaining a gaseous phase from a liquid medium and device for carrying out the same
US5262130A (en) Fixed bed chemical reactor
JP5239667B2 (ja) プレート式反応器及びそれを用いる反応生成物の製造方法
CA2340232C (en) Process for carrying out gas-liquid reactions and continuous flow reactor for this purpose
JPH05501379A (ja) 粒状ベッド中で触媒作用を行うための装置
US11484862B2 (en) Network heat exchanger device, method and uses thereof
CN205235936U (zh) 一种组合式固定床反应器及由其形成的装置
US20090285729A1 (en) Enhanced bed separation in a styrene monomer reactor using milled plates
CN112827463A (zh) 连续流反应系统
CN215540709U (zh) 连续流反应设备和反应系统
CN215540739U (zh) 连续流反应设备和反应系统
RU2195364C1 (ru) Насадка вертикального прямоточного реактора
EP3889536A1 (en) Reaction device
ZA200100949B (en) Method for carrying out gas-liquid reactions and corresponding flow reactor.

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of maintenance fees

Effective date: 20120802