TW575462B - Process and apparatus for carrying out heterogeneously catalyzed gas phase reactions involving an exotherm - Google Patents

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Franz Josef Brocker
Mathias Haake
Manfred Stroezel
Otto Worz
Ekkehard Schwab
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Description

575462 A7
_ _ B7 發明説明G ^"" 本發明係關於一種涉及明顯放熱之氣相反應實質上等溫 操作之方法及裝置，尤其是在固態觸媒上之氧化脱氫。 DE-A 42 43 500揭示插入用於廢氣清潔用之特殊觸媒塗佈 之編織金屬線。該編織或不織布金屬線層係以捲繞態熱及/ 或機械固定。其問題爲觸媒插入之構造複雜，且其中之熱 輸送不良。 DE-A 41 09 227揭示之種廢氣過濾器及/或觸媒 (i) 具有飼入物導管，引導到 (11)由構造之金屬材料組成之過濾器或觸媒體，過濾器 或觸媒體之構造材料使用依無規、編織帶、編織或 織布形式，或以粉末、顆粒或片粒形式，壓縮模製 金屬線或纖維，形成充滿孔洞之體，且廢氣經該孔 洞通過，及 (m)具有一藉由過濾器或觸媒體清潔之廢氣用之排出導 管。 過濾器及觸媒體可具有熱交換器管線或導管，廢氣流以 交叉或逆向之方向經由其通過過濾器或觸媒體。 EP-B 201 614敘述進行含有至少部分波浪狀帶狀形式觸媒 體（其波浪係位在主流動軸之傾斜面上，且與相鄰板反向）之 非均相似化化學反應，觸媒體皺紋之間隔低於相鄰皺紋板之 間隔，且觸媒之表面積大於相鄰皺紋板之表面積。觸媒可爲 塗佈催化活化材料體，且可建構成編織帶狀或編織之金屬線 。禝雜 < 板構造有利於旁通之形成，抑制起旋渦，且因此 -4 - 本紙張尺度適用中® s家標準(CNS) M規格(21() x挪公憂) 575462 A7 B7 五、發明説明（2 ) 危及質傳。另外，想像之緊密充填元件並無法提供反應熱 有效之移除。 EP-B 0 305 203敘述非均相催化反應在非絕熱條件下之操 作。因此，具有熱傳壁之反應式中充填觸媒片形式之單塊 觸媒。單塊觸媒具有相對於總流動方向成一角度之渠道， 因此反應流體一銳角之路徑自一反應器壁到另一反應器壁 。施加到反應流體上之剪切硬力在反應器壁附近極高（高壓 降），其他則相當低（質傳不良）。反應器之製造複雜，因爲 壓降實質的一反應器壁及單塊觸媒間之形狀而定。 EP-B 0 149 456係關於一種製備二羥錯酸酯之方法，該方 法係藉由使用包括由至少一種直徑實質上與反應器管相同 ，且含直徑1至10毫米，且由反應管之入口導引到出口處之 渠道，且60至90%塊體之體積係由中空之空間形成之圓柱形 塊體製成之觸媒支撑物之管柱反應器，於氣相中使相對應 之二羥錯酸酯氧基脱氫。該渠道可以與反應器軸形成20至 70 °之角。該測量係由反應流體到反應器壁，且因此促進 反應熱之移除。該方法之缺點與EP-B 0 305 203之已知方法 相同。 DE-A 197 25 378敘述氣相及/或液相中催化反應用之小型 化固定床反應器，其係藉由二物質由一銅像或逆向傳輸。 二物質流之流動渠道係由六角形分離牆形成。該分離牆中 之摺疊形成波浪狀構造，因此形成流體流之連續流動渠道 。波浪形構造當作在分隔牆之相對摺疊間之分隔物，且當 作觸媒支撑物，確保分隔壁之熱傳。波浪形構造爲硬質構 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 575462 A7 B7 五、發明説明（3 ) 造，其尺寸限制分隔壁之摺疊間之最小分隔，以極佳在此 等波浪構造上之觸媒量。波浪構造（亦即觸媒）之表面積對熱 交換體積之比，以工業上最大之摺疊寬度5毫米及90°之摺 疊角爲準，不超過800 m2/m3。另外，反應器之製造成本相 對的較高。 本發明之目的係提供一種涉及明顯放熱之操作非均相催 化氣相反應之反應器，其係使非均相催化反應處之良好熱 移除及供給與觸媒之良好表面與體積比結合。 經發現該目的係藉由涉及明顯放熱之非均相催化氣相反 應之實質上等溫之操作達成，其中 - 反應器空間係侷限在沿著反應氣體之主流動軸線， 以30毫米實質上均勻之距離分隔之熱移除壁中， - 反應器空間裝置塗佈觸媒之膠帶（120，132)， — 該膠帶爲可撓且依所有空間方向通過反應氣體，且 其表面對體積比爲50至5000 m2/m3，且亦具有良好之 導熱性， -- 反應氣體以2 200 m3/m2正面面積/小時之速度通過反 應器空間， — 熱交換器介質流經與反應器空間較遠之反應器壁之 面上。 主要之裝置不僅用於實質放熱之操作，但亦可用於實質 上吸熱之反應，因爲其分別提供快速之熱移除及熱供給。 實質上放熱反應之實例包含氧化脱氫，如3-甲基-3-丁烯-1-醇，但實質放熱之反應實例包含雙鍵或三鍵以及芳香系之 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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575462 A7 B7 五、發明説明（4 ) 氫化，如苯氫化成環己烷。反應.之焓爲例如在3 0至7仟5卡/ 莫耳之間。 主要裝置亦使得在減壓或高溫以及大氣壓下操作成爲可 能，亦即在壓力lxl 0·3至100巴下，尤其是0.5至40巴。主 要裝置因此可在廣泛的壓力範圍下使用。 本發明目的用之反應氣體係指氣態反應物之混合物，且 可選擇性的添加在反應條件下不會與反應物反應之其他氣 態物質。熱交換介質可爲液體、氣體或熔融之鹽槽，依所 需溫度而定。當使用熱交換介質吸收或移除熱時，亦已知 爲冷卻流體。可有效的釋出-20至400°C之溫度。藉由本裝置 提供極精確之熱控制，使得快速之熱移除及熱供給成爲可 能。例如可將溫度設定在370°C±10°C，尤其是±5°C。相較 於傳統之固定床反應器，使用本裝置不會有溫度之受阻。 反應器空間不僅可爲環狀，亦可爲圓形、長方形或正方 形。 本裝置藉由將塗佈觸媒之帶（觸媒帶）裝置在市售熱交換器 之間隙中輕易的了解。因此，反應器管不會與觸媒一致， 但觸媒帶係與反應器空間一致。可使用任一所需之熱交換 器。不僅可使用環狀間隙熱交換器，亦可使用板形熱交換 器或螺旋狀熱交換器。熱交換器之實例包含ISO 15547或W. R.A. Vauck, H. A. MQller, Grundoperationen chemischer Verfahrenstechnik, Verlag Theodor Steinkopff Dresden 1974，第 4 版，第 438-440 頁，或 VDI W^rmeatlas，VDI Verlag第3版，1977之MB1段（以了解CB3段中所述之熱傳）。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
裝- 訂
575462 A7 B7 五、發明説明（5 ) 所用熱交換器之壁分隔及因此之間隙寬度或間隙直徑較好 在0.5至30毫米間，尤其是在1至2〇毫米間，特別是在15至 10毫米或1.8至5毫米間。 當使用環狀間隙熱交換器時，觸媒帶係裝置由二同軸管 形成之反應器空間中，且係經由内管及/或外管之壁冷卻（或 個別加熱）。本發明之裝置亦已知爲環狀間隙熱交換器反應 器。， " 版狀熱交換器具有正方形或長方形反應器空間，其係視 情況以額外之導熱壁再分隔，其將反應氣體以z形路徑推向 反應器空間。本發明之板形熱交換器將觸媒帶裝置在反應 器2間Ψ製得，若可不使用方向改變最大之觸媒帶，則可 避免過大之壓降。 使用螺旋狀熱交換器（”螺旋狀熱交換器反應器之本裝置 具有極均勻的充填觸媒帶之特殊圓柱形反應器空間。 觸媒帶爲片狀、平滑構造，其可行成之物、環狀抽取之 編織、形成環狀之編織、穿孔板或若爲金屬之構造材料， 如肋帶網目。 亦可使用毛毯、薄膜或金屬箔，但此等須與織物、環狀 抽取編織、形成環狀之編織、穿孔板或肋帶網目結合，因 此毛毯、薄腹或金屬治需與主要之流動方向平行定向，且 織物、環狀抽取編織、形成環狀之編織、穿孔板或肋帶網 目*作毛毯、薄膜或金屬箔之分隔材。對於毛毯、薄膜或 金屬箔裝置於反應器2間中時，亦可能與織物、環狀抽取 編織、形成環狀之編織、穿孔板或肋帶網目不同之主要流 -8 · 本紙張尺度1用巾® g家料(CNS) A4規格(210 X 297公釐) -- 575462 A7 B7 五 發明説明（6 ) 動方向平行定向。較佳者爲使用織物、環狀抽取編織或形 成環狀之編織。 觸媒f爲可依所有螺旋方向可撓，亦即可彎曲及可延展 。據此，其爲非結構之觸媒物件，其可輕易的與反應器空 間一致，尤其是市售熱交換器之間隙。其應用對於主流動 軸並不需任何的固定或定向。因爲觸媒帶在所有螺旋方向 均爲可撓，因此其可自動的固定。通常，觸媒帶爲單獨、 而不需預先變形（例如由 捲境或以層狀導入反應器空間中 於表面結構之突起，如藉由齒輪滾筒之起皺）。此使得觸媒 帶之較高充填密度與反應器空間之均勻充填結合，且使壓 制不期望之旁通之形成爲最大，其會使質傳增加。觸媒帶 係以手工積層、站立或將其推向熱交換器之間隙裝置。限 制因子爲反應备空間之尺寸即觸媒帶之厚度。不僅可裝罾 -觸媒帶，亦可裝置許多。觸媒帶不僅可配置在熱交換二 之全邵反應器空間上，亦僅配置在熟習本技藝者選擇之段 因此其亦可延展 上。因爲觸媒帶在所有螺旋方向爲可挽 、摺疊或捲繞。
延展意指觸媒帶縱長或縱寬拉伸。但，例如起皺之片無 法延展，觸士某帶可延展達60%，依其構造材料而定。積層意 指使至少二觸媒帶重螢，且摺疊經了解爲將—片且相同之 觸媒帶對特定或選擇之段以180。改變帶之方向。積層：觸 媒帶可視情況進一步摺疊或捲繞。 H 觸媒帶之表面積可藉由觸媒帶更多之擅叠或捲_力 而實質上不會增加此等更實質摺4或捲燒觸媒帶之_ -9- 575462 A7 B7 五、發明説明（7 ) 觸媒帶具有50至5000 m2/m3之高表面對體積之比。該高表面 對體積之比對於觸媒單塊或棄置之觸媒材料並無法達成， 且無法達成該表面對體積比調整之變化之高的範圍。例如 ，該高的變化範圍對於DE-A 197 25 378中所述之構造分隔 材即無法達成。再者，觸媒帶係穿過反應氣體，且一與結 構觸媒物件如單塊或棄置之材料一具有良好之熱傳係數（見 VDI W^rmeatlas，VDI Verlag，3rd edition，1977，CB3段），且 因此具有良好之熱傳，因此反應熱可藉由觸媒帶快速的傳 送到反應壁上等等。另一提昇快速熱傳之因素爲反應器空 間中小的壁分隔，其一般S3 0毫米，較好<20毫米，最好幺10 毫米。反應器空間之體積係以市售熱交換器之間隙體積預 定。 再者，觸媒帶機械及安定，因此即使在反應氣體之高流 速下亦可進行非均相催化氣相反應，而不會明顯的損及觸 媒。主裝置可用在極低之流速下，但對於具有觸媒塊或棄 置觸媒材料之傳統反應器極佳，尤其是在流速 m3 m3 S 200-，尤其是流速δ300- 正面面積[m2]h 正面面積[m2]h m3 ，且最好是在流速s 1000 - 下。 正面面積[m2]h 流速係依製程（在減壓、大氣壓或高壓下操作）選擇，且爲 觸媒帶體積對反應器空間體積之比。氣體流速達到70 m/s對 本發明之裝置在裝置觸媒帶前爲可實現。一般熱交換器中 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)
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575462 A7 B7 五、發明説明（8 ) 之氣體流速値爲40 m/s。當本發明之裝置充填觸媒帶時，可 m3 在流速200至15000- ，尤其是在流速 正面面積[m2]h m3 3 00至15000 -=-，且最好是在流速 正面面積[m2]h m3 1000至15000 -下操作。所列之速度爲使用 正面面積[m2]h 氣體計測定之表面速度。 該高流動速度對於可棄置之觸媒並無法執行，不只是由 於損耗，而且是因爲伴隨之高壓降。因爲，本發明之裝置 中，可藉由選擇適當之流體速度避免明顯的壓降，此時並 不需壓縮機以補償壓降，因此使用本裝置可以比傳統反應 器更節省成本。 由於其機械安定性，觸媒帶可自反應器空間輕易的移開 且交換，而沒有移除伴隨可棄置觸媒物質之細微觸媒損耗。 令人驚訝的是當使用該非結構觸媒帶時，氣相中非均性 觸媒反應之選擇性係藉由快速熱傳維持或甚至是改善。 再者，本裝置係設計對反應氣體維持高但均勾之剪切應 力。首先，如上述，其需承受高截面流速而不損及觸媒。 第二，反應氣體暴露於裝置觸媒帶之反應器空間中之均勻 高剪切應力下。此可提供反應氣體均勻之混合，且在反應 氣體通過反應器空間時會產生一定程度之分散。反應氣體 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 裝 訂
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之高流動速度及有效之混合意指本發明之裝置可提供與傳 統反應器類似之轉化，即使_與傳統反應器中之反應操作 比較一本發明t裝置中之反應操作之觸媒需求較低。本裝 置之另一優點爲並不需耗成本建構觸媒或觸媒支撑物，因 此可再節省成本。 觸媒帶一般具有細微之結構。在織布及環狀抽取編織之 例中，細微構造屬於由相互共用側面之金屬線或線形成之 矩形。事實上，較好對於間隔之角度（由舉行兩面之一面與 反應氣體之主流動軸形成）爲無規的分佈。間隔之無規分佈 角意指觸媒帶係以理想上所有可能之間隔角均實現且理想 上形成無序網路之方式導入反應器空間中。依該無序網路 ’反應4 it間中之it隙、金屬線及線係以觸媒帶之無規定 向結果定序。亂流區中會造成反應器中形成之最小旁通及 最大之熱及質傳。 支撑物用之結構材料係選自包含與製造、在成型及應用 過程中產生之變形一致之構造金屬、陶瓷及塑料。使用結 構金屬、陶瓷及塑料一般形成纖維結構。該結構金屬物質 之實例爲紫紅金屬如鐵、銅、鎳、銀、鋁及鈦或合金如鋼 ，例如鎳、絡及/或翻鋼、黃銅、磷、青銅、蒙耐合金及/或 鎳銀。構造之陶瓷物質之實例爲氧化鋁、氧化硬（玻纖）、氧 化錘及/或碳。塑料之實例爲聚醯胺、聚醚、聚乙缔基、聚 乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚酮、聚醚颯、環氧樹脂、 备樹脂、尿素及/或二I氫胺樹脂。較佳者爲金屬、石綿取 代物、玻纖、碳纖及/或塑膠’尤其是金屬，亦即純金屬及 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）
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王因爲此等均具有極佳之熱傳係數 不銹鋼，其可提供適當之觸媒塗佈。 最佳者爲便宜之 *月2佈觸媒ϋ其爲織布或抽取環編織金屬織物 屋㈣本發明之㈣，抽取環編織金屬織物爲由依連續金 二泉形成〈金屬織物。相對的，織布金屬織物爲由至少二 泉，成之織物。金屬線直徑在織布或抽取環編織金屬 乡曰物之例中，一般爲〇.01至5.0毫米，較好爲0.04至1.0毫米 、、罔目大小可在廣泛之限度中變化。 觸媒帶可藉由US-A 4 686 202及ΕΡ-Β 0 965 384中所述之 方法製備。 包含不織布金屬織物之觸媒帶可以以Ερ_Β 〇兄4 83〇中所 述乏万法進一步塗佈。Ερ_Β 〇 564 83〇並未明確的敘述以觸 媒塗佈抽取環編織金屬織物，但其可以以如不織布金屬織 物相同之方式處理。以觸媒塗佈之不織布或抽取環編織金 屬織物亦可以以一般之浸潰法進行，例如依據ΕΡ_α 〇 〇56 435中所述之方法。 US-A 4 686 202, ΕΡ-Β 0 965 384, ΕΡ-Β 0 564 830及ΕΡ-Α 0 〇56 43 5均在此提出供參考。 當形成織布或抽取環編織金屬織物之金屬本身及爲催化 活性時（可能在處理後），則可完全免去塗佈。 本發明將參照圖1至圖3更進一步的説明。 圖1顯示本發明板狀熱交換器反應器之簡圖， 圖2顯示螺旋狀熱交換器反應器之内部侧面圖， 圖3顯示螺旋狀熱交換器反應器另一側面圖。 -13- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X 297公釐)
裝 訂
575462 A7 B7 五、發明説明（W ) 圖1顯示本發明板狀熱交換器反應器（丨〇1)。觸媒塗佈帶之 參考編號120。13 1代表反應氣體進入反應器空間之飼入， 且143爲輸出管線。冷卻流體之飼入及輸出管線參考編號分 別爲144及142。 圖2顯示本發明螺旋狀熱交換器反應器之側面圖。1 3 1代 表反應氣體飼入反應器空間之飼入（反應器入口）。132係指 接收觸媒塗佈帶之反應器通道，其將以更密集或較不密集 之充填展聚所有空間。133係指冷卻通道，用於接收冷卻流 體。 圖3爲螺旋狀熱交換器反應器之側面圖，且代表飼入及排 放端之排列。141 :反應氣體飼入（反應器入口），142 :冷卻 流體排出，143 :反應氣體排出（反應器出口），144 :冷卻流 體飼入。反應氣體及冷卻流體在此處均依逆向排列，使熱 傳爲最大。若反應器入口處釋出之熱量由其受限於選擇性 以及觸媒之安定性，則可使用同向流排列。 下列實例説明本發明。 發明實例
氣相中3-甲基-3-丁烯-1-純氧化成3-甲基-2-丁烯醛之氧化 ，如式I
反應係在銀觸媒上進行。本發明之觸媒係藉由電子束蒸 氣沉積單元，將銀塗佈於耐熱不銹鋼（材料編號1 4764 (如 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公 575462 A7 B7 五、發明説明（12 )
Stahl-Eisenliste ， 第 8 版， 由 Verein Deutscher Eisenhiittenleute發行））之織布帶上製備。該塗佈技術係用於 將300耐米之銀兩面塗佈在織物金屬帶上。將50cm2之該織 布觸媒帶以雙層一沒有變形一加於寬度2毫米之環狀間隙熱 交換器反應器中。活化成分之量爲34毫克銀。爲氧化脱氫 3 -曱基-3 -丁烯-1-醇（MB E)，因此在150 °C下蒸發85 wt%之 MBE及15 wt%之水，且與以預加熱器過度加熱之預熱空氣 混合，使入口溫度爲370°C。 離開環狀間隙後，氣體反應產物以冷卻食鹽水冷卻至0°C ，且將冷卻液收集於冷卻之分離器中。反應產物之氣體餾 份通過乾冰（冷凝低沸點餾份），到達氣相層析分析儀，隨後 以氣體計成爲廢氣。合併量之冷凝液分離成有機及水相。 二相均經分析。所得結果爲選擇性83%，轉化率54%。 比較例 以DE-A 27 15 209中之30毫米深之銀粒層固定床反應器取 代發明實例中之環狀間隙熱交換器反應器，裝置於相同設 備中，且如本發明之實例般進行MBE之轉化。結果列於下 表中： 觸媒 反應器 表面MBE流 速[g/cm2h] 表面空氣流 速[g/cm2h] 轉化[%] 選擇性[%] 塗佈300耐米銀 層之織布帶(總 量34毫克之銀） 環狀熱交 換器反應 器，通道 寬度2 mm 279 94 54 83 銀粒，17克銀 ，約4.5 cm3 固定床反 應器，床高 30毫米 69 27 54 73 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 575462 A7 B7 五、發明説明（13 ) 可明顯的看出，針對相同之轉化率，比較例之選擇性約 比本發明之實例差10%。 另外發明實例更經濟，因爲僅使用0.034克之銀，而非17 克之銀。另一經濟性爲可使用較高流速，使其每小時可得 到較高之轉化。 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）

Claims (1)

  1. 575462 第090112515號專利申請案 A8 中文申請專利範圍替換本(92年10月)C8 ""^***^*^_ .....
    \ ^ — ------------------------------------ 種包括至少一具有入口（131，141)及出口（143)之反應 為空間（101)之涉及明確放熱之非均相催化氣相反應之實 質上等溫操作之裝置，其中 反應器空間係侷限在沿著反應氣體之主流動軸線 ，以3〇亳米實質上均勻之距離分隔之熱移除壁中， 反應器空間裝置塗佈觸媒之帶（12〇, 132)， 該帶為可撓且依所有空間方向通過反應氣體，且 其表面對體積比為50至5000 m2/m3，且亦具有良好 之導熱性， -反應氣體以-200 m3/m2正面面積/小時之速度通過 反應器空間， -熱父換器介質流經離反應器空間距離較遠之反應 器壁之面上。 2·如申凊專利範圍第1項之裝置，其中之反應器空間係以熱 交換器之間隙形成。 3· t申请專利範圍第1或2項之裝置，其中之反應器空間係 藉由螺旋狀、版狀或環狀熱交換器之間隙形成。 4.如申明專利範圍第1或2項之裝置，其中之帶係由金屬、 石綿取代物、玻纖、碳纖及/或塑料形成。 5·如中§青專利範圍第4項之裝置，其中之帶（120，132)係由 依非織造金屬纖維或抽取環編織金屬織物形成。 6·如申凊專利範圍第1或2項之裝置，其中反應器空間中之 二隙、金屬線或線之次序並沒有規則，因此帶（12〇， 132)之無規定向係與反應氣體之主流動軸有關。 O:\71\71418-921015.DOC5 本紙張尺纽财is家 575462
    申请專利範圍
    士申％專利範圍第1或2 An < 、之衣置，其中反應器空間中之 土刀隔為0.5至30毫米， r ^ 至1〇毫米。 軏好為1至20毫米’且最好為^ 8. 9. 2 =利範圍第1或2項之裝置，其制於以氣相將醇 乳化成醛之氧化方法。 畔 ，申請專利範圍第！或2項之裝置，其係用於在如式】般以 將3_甲基_3_ 丁稀小醇氧化成3-曱基-2-丁烯搭之氧化 方法
    (I) O:\71\71418-921015.DOC 5 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐）
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10139046C2 (de) * 2001-08-08 2003-10-02 Ballard Power Systems Vorrichtung zur selektiven Oxidation von Bestandteilen eines Stoffstroms
CN112717684A (zh) * 2020-12-17 2021-04-30 安徽燃博智能科技有限公司 一种卷板式自热催化氧化器
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT955185B (it) * 1972-04-29 1973-09-29 Saes Getter Spa Cartuccia catalitica
DE3402713A1 (de) * 1984-01-26 1985-08-08 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Verfahren und reaktor zur durchfuehrung einer endothermen reaktion
DK169060B1 (da) * 1990-10-29 1994-08-08 Topsoe Haldor As Reaktor til dampreforming af carbonhydrider under varmeveksling
DE4207905A1 (de) * 1992-03-12 1993-09-16 Bayer Ag Festbettreaktoren mit kurzem katalysatorbett in stroemungsrichtung
JP3313766B2 (ja) * 1992-07-15 2002-08-12 財団法人石油産業活性化センター 水蒸気改質用薄膜状触媒
DE19725378A1 (de) * 1997-06-16 1998-12-17 Gerhard Friedrich Kompakter Festbettreaktor für katalytische Reaktionen mit integriertem Wärmeaustausch
DE19827385A1 (de) * 1998-06-19 1999-12-23 Basf Ag Tränkverfahren zur Aufbringung von Aktivmasse auf strukturierte Träger oder Monolithe
DE19936276A1 (de) * 1999-08-02 2001-02-08 Basf Ag Vorrichtung und Verfahren zur isothermen Durchführung von heterogen katalysierten Dreiphasenreaktionen

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