UA48177C2 - Спосіб та реактор для гетерогенного екзотермічного синтезу формальдегіду - Google Patents
Спосіб та реактор для гетерогенного екзотермічного синтезу формальдегіду Download PDFInfo
- Publication number
- UA48177C2 UA48177C2 UA97115412A UA97115412A UA48177C2 UA 48177 C2 UA48177 C2 UA 48177C2 UA 97115412 A UA97115412 A UA 97115412A UA 97115412 A UA97115412 A UA 97115412A UA 48177 C2 UA48177 C2 UA 48177C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- reactor
- catalyst
- layers
- fact
- gas
- Prior art date
Links
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 63
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 13
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 claims abstract description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 120
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 102
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 53
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 28
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 9
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 4
- -1 ammonia or methanol Chemical class 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000010518 undesired secondary reaction Methods 0.000 description 2
- ITFCTBFBEKRKDC-UHFFFAOYSA-N [O].OC Chemical compound [O].OC ITFCTBFBEKRKDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- MEFBJEMVZONFCJ-UHFFFAOYSA-N molybdate Chemical compound [O-][Mo]([O-])(=O)=O MEFBJEMVZONFCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- B01J8/04—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
- B01J8/0403—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 fluid flow within the beds being predominantly horizontal
- B01J8/0407—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 fluid flow within the beds being predominantly horizontal through two or more cylindrical annular shaped beds
- B01J8/0415—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 fluid flow within the beds being predominantly horizontal through two or more cylindrical annular shaped beds the beds being superimposed one above the other
-
- 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
- C07C45/37—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 >C—O—functional groups to >C=O groups
- C07C45/38—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 >C—O—functional groups to >C=O groups being a primary hydroxyl group
-
- 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
- B01J2208/00194—Tubes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49716—Converting
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Abstract
Спосіб для гетерогенного екзотермічного синтезу формальдегіду, зокрема в реакторах (1) такого типу, що включає багато адіабатичних шарів каталізатора (5-9), з'єднаних у групи, забезпечує стадію протікання газоподібних реагентів крізь принаймні один з шарів каталізатора (5-9) здебільшого радіальним потоком.
Description
Опис винаходу
Цей винахід стосується процесу гетерогенного екзотермічного синтезу формальдегіду в надлишку кисню, 2 зокрема в реакторах синтезу такого типу, які включають велику кількість адіабатичних шарів каталізатора, з'єднаних у групи, при цьому в них відбувається процес, що включає такі стадії: -подавання газоподібних реагентів, до яких входять метанол та надлишок кисню на перший з вказаних каталітичних шарів; -протікання вказаних газоподібних реагентів уздовж каталітичних шарів для піддавання метанолу частковому 70 окисленню.
Цей винахід також стосується реактора для гетерогенного екзотермічного синтезу формальдегіду.
В наведеному нижче описі та наступних пунктах формули винаходу поняття "адіабатичний шар каталізатора" означає шар, котрий містить каталізатор, і в якому практично під постійним тиском без відводу тепла відбувається реакція синтезу. 19 В галузі гетерогенного екзотермічного синтезу формальдегіду відчувається зростаюча потреба з одного боку в збільшенні виробничої потужності реакторів синтезу, а з іншого - у скороченні ризику вибуху газоподібних реагентів, що містять метанол і в надлишку кисень, в умовах постійного зменшення використання енергії, капітальних та експлуатаційних витрат.
З метою врахування згаданих потреб все більше пропонують трубчасті реактори з відводом тепла 20 протіканням зовні реакторних труб охолоджуючої рідини.
Цей тип реакторів, що складається з великої кількості труб малого діаметру, заповнених каталізатором, дуже складний для конструювання, до того ж має обмежену виробничу потужність.
В другій половині 80-х років в Інституті каталізу ім. Борескова в Новосибірську, Росія, було започатковано процес синтезу формальдегіду, де газоподібні реагенти, що містять метанол і в надлишку кисень, с 25 вступали до реакції на численних адіабатичних шарах каталізатора, з'єднаних у групи. Ге)
Газоподібні реагенти перетинають шари каталізатора з аксіальним потоком. Між виходом з шару і входом до наступного шару газовий потік відповідним чином охолоджується в придатних теплообмінниках.
Вищезазначений процес дозволяє забезпечити реактори великого розміру та виробничої потужності вище, ніж цього можна досягти в звичайних трубчастих реакторах, оскільки є можливим збільшити реакційну зону та - 30 швидкість потоку газоподібних реагентів і водночас поліпшити селективність реакції окислення метанолу. -
Якщо, з одного боку, цей тип вирішення проблеми доводить перевагу відносно трубчастих реакторів, з іншого - виробнича потужність реактора синтезу залишається обмеженою концентрацією метанолу, що міститься в -- газовій фазі, яка надходить до реактора. с
Як відомо, ця концентрація повинна утримуватись нижче певного значення, яке звичайно не перевищує 6-990 32 за об'ємом в залежності від концентрації кисню, яка може змінюватись в межах 5-21956 за об'ємом для в запобігання утворення вибухо та спалахо-небезпечних сумішей з киснем.
Відносно низька концентрація метанолу також є бажаною для обмеження амплітуди коливань температури в каталітичній масі. «
Дійсно, при температурах більш 3002С існує ризик пошкодження каталізатора, і результатом цього є З 70 скорочення його ресурсів працездатності з докорінним збільшенням небажаних вторинних реакцій, що с призводять до прямого повного окислення метанолу або синтезованого формальдегіду. "з До того ж, втілення великих реакторів синтезу з великими швидкостями потоку типу, який розроблено в
Інституті каталізу ім. Борескова, супроводжується великими технічними труднощами, капіталовкладеннями та споживанням енергії.
Для екзотермічного синтезу сполук, таких як аміак або метанол, відомі адіабатичні реактори радіального т або аксіально-радіального типу. Див. Наприклад ЗВ-А-7 122 102 чи ОР-А-60 110 328. (ос Короткий опис винаходу -3з Технічна проблема, що є основою даного винаходу, полягає в тому, щоб збільшити виробничу потужність реакторів синтезу формальдегіду при скороченні ризику вибуху газоподібних реагентів, що містять метанол у -І 50 надлишку кисню, з одночасним зниженням рівня витрачання енергії, капіталовкладень та експлуатаційних ще витрат.
Ця проблема вирішується за допомогою процесу згаданого вище типу, який характеризується тим, що він включає стадію протікання газоподібних реагентів через принаймні один з шарів каталізатора в здебільшого радіальному потоці, бажано доцентрового типу. 99 Потік синтез-газу із здебільшого радіальним рухом дає можливість однорідного розподілу газу, який
ГФ) стикається з каталітичним шаром, і це є важливою складовою для забезпечення однорідного розподілу т температури і отже високої селективності конверсії метанолу в формальдегід при оптимальному використанні маси каталізатора.
В такий спосіб є можливим отримати в реакторі значне збільшення виробничої потужності без підвищення 60 вихідної концентрації метанолу в синтез-газі і звісно без ризику вибуху метанольно-кисневої суміші.
Більш того, завдяки радіальному потокові газових реагентів через шари каталізатора є можливість ліпшим чином використовувати внутрішній об'єм реактора, і це допомагає збільшити зону реакції, а з тим і виробничу потужність.
Перевага й у тому, що будова реактора з таким процесом технічно більш проста, і він компактнішій в бо порівнянні з реактором, де реалізовано попередній процес в даній галузі.
Згідно з іншим аспектом даного винаходу, цей процес дозволяє виконувати охолодження принаймні частини гарячого газового потоку, який виходить з принаймні одного шару каталізатора за допомогою теплообміну в теплообміннику, що розташований в центрі реактора та витягнутий вздовж головної вісі останнього.
В такий спосіб є можливим оптимізувати використання внутрішнього об'єму реактора із скороченням до мінімуму простору між послідовними шарами каталізатора. При цьому зона реакції всередині реактора синтезу і, разом з цим, його виробнича потужність надалі зростатимуть, і в той же час будова реактора буде ще компактнішою і простішою.
У прийнятному втіленні цього процесу згідно з даним винаходом, кисень, що подається до реактора синтезу, 7/о розділяється принаймні на дві порції, і кожна подається до окремих шарів каталізатора.
Специфічною рисою даного процесу також є стадія вприскування до газового потоку, що виходить з принаймні одного шару каталізатора, газового або рідинного потоку, що містить кисень.
Проміжний вхід кисню до газового потоку, що прямує реактором, дозволяє досягти подвійної переваги.
З одного боку, є можливість скоротити концентрацію кисню в потоці реакційного газу, що подається до /5 першого шару каталізатора, з одночасним збільшенням вихідної концентрації метанолу, так що суміш цих двох реагентів залишається нижче межі вибухо-небезпечності.
З іншого боку, кисень, таким чином розділений на порції по каталітичних шарах, дозволяє утримувати каталізатор постійно в окисленому стані, захищаючи його від можливих втрат активності. Це явище звичайно спостерігається в кінцевій стадії окислення, коли концентрація кисню сягає нижче певного порога, такого як, 2о наприклад, 3-495 за об'ємом.
До того ж, процес в даному винаході включає переважно стадію вилучення з реактора принаймні частини газового потоку, що виходить з принаймні одного шару каталізатора.
Таким чином, є можливість отримати потік газоподібного формальдегіду на виході з реактора синтезу, який практично не містить метанолу, і придатний для безпосереднього використання за потребою, наприклад, для с виробництва смоли, і один чи більше проміжних газових потоків, що містять формальдегід та метанол, що придатні для безпосереднього приготування водних розчинів формальдегіду, в котрих метанол в концентрації і) 3-1295 діє як інгібітор полімеризації.
Характеристика та переваги даного винаходу більш детально пояснюються в описі та втіленні останнього, що наведені нижче, шляхом викладення прикладу, що не обмежує даний винахід, з посиланням на додані фігури. к. зо Короткий опис фігур
На фігурах: -
Фіг.1 зображує розріз по довжині реактора для гетерогенного екзотермічного синтезу формальдегіду для «- втілення процесу, згідно з даним винаходом.
Фіг.2 зображує розріз по довжині альтернативного втілення реактора на фіг.1. со
Детальний опис прийнятного втілення «г
З посиланням на фіг.1 та фіг.2 позначка 1 означає в цілому реактор для гетерогенного екзотермічного синтезу формальдегіду під низьким тиском (1-3 абс.бар) та при високій температурі (2000-3502).
Реактор 1 включає вертикальний трубчастий кожух 2, оздоблений з кінців отворами З та 4, відповідно для входу попередньо нагрітих газових реагентів і виходу продуктів реакції. «
Реагенти проходять крізь реактор 1 в газовій фазі, що містить метанол та надлишок кисню. шщ с В кожусі 2 закріплені за принципом взаємного просторового зв'язку численні накладені один на один й адіабатичні кільцеподібні за формою шари каталізатора 5-9, та теплообмінник 10, розташований в центрі «» реактора 1 вздовж головної вісі.
Шари каталізатора 5-9 заповнені гранульованим каталізатором типу, в основі якого є Ре-Мо, наприклад, молібдат заліза з можливими добавками елементів, таких як, наприклад, Мп, Ст, Ті або Со. «їз» Шари каталізатора 5-9 включають розташовані навпроти газопроникні бокові стінки 11 та 12, відокремлені знизу й зверху кільцеподібним газонепроникним дном 13 та кільцеподібною газонепроникною кришкою 14 со відповідно. - Згідно з процесом, реалізованим в даному винаході, газові реагенти, що містять метанол в надлишку кисню спрямовуються до принаймні одного шару каталізатора 5-9 здебільшого радіальним потоком.
Ше В такий спосіб, маса каталізатора, що міститься в шарах рівномірно піддається газовому потокові з "І отриманням рівномірного температурного розподілу і внаслідок високої селективності конверсії метанолу в формальдегід та оптимального використання маси каталізатора. При цьому досягається перевага в виробничій потужності реактора синтезу.
В подальшому втіленні даного процесу, яке не зображено, газовий потік, що перетинає шари каталізатора, може бути і аксіально-радіального типу. В такому разі верхня кришка 14 шарів каталізатора 5-9 не іФ) використовується або ж робиться газопроникною. ко Дно 13 простягається одним кінцем до внутрішньої стінки кожуха 2 з яким воно утворює порожнину 15 для входу газів до шарів каталізатора 5-9. во В одних шарах каталізатора 5-8, наприклад, у шарі 6 дно простирається також і до кільцеподібної заслінки 16, розташованої між каталітичним шаром 6 і теплообмінником 10. Таким чином утворюється порожнина 17 для виходу газу з каталітичного шару 6 до магістралі через отвір 18 до теплообмінника 10 і порожнини 15 і до наступного шару каталізатора 7.
На виході з шару каталізатора 9 є камера 19 для збирання продуктів реакції в магістраль до отвору 4 для бБ їх випускання з реактора 1.
Завдяки такій особливій конфігурації реактора в даному винаході є можливим здійснювати процес за даним винаходом із стадією, в якій синтез-газ спрямовується через шари каталізатора 5-9 здебільшого радіальним потоком доцентрового типу від зовнішньої до внутрішньої частини реактора 1.
Синтез-газ подається до реактора 1 через отвір З для впуску газових потоків у першу порожнину 15 і радіально перетинає перший шар каталізатора 5 так, що потім збирається в порожнині 17, з якої він спрямовується через отвір 18 до порожнини 15 для входу до наступного шару каталізатора 6. Синтез-газ протікає таким же чином інші шари каталізатора 6-9, збираючись у камері 19 і виходячи з реактора 1 через отвір 4 для виходу газів.
Реакція окислення метанолу здійснюється в шарах каталізатора 5-9 успішними послідовними стадіями. В 70 кожній з них ступінь конверсії обмежена значеннями переважно не вище 25905 загальної кількості метанолу, поданого до реактора 1.
Такий контроль ступеню конверсії метанолу в кожному окремому шарі каталізатора переважно досягається відповідним скороченням об'єму каталізатора в кожному шарі.
Реакція синтезу в шарах каталізатора 5-9 відбувається в адіабатичних умовах без відводу тепла, що /5 Виділяється під час проходу газових реагентів вздовж маси каталізатора. Тепло реакції потім спрямовується для підвищення температури синтез-газу, що виходить з кожного шару каталізатора 5-9.
Зростання температури газової суміші в шарі каталізатора є пропорційним кількості окисленого метанолу, тому він утримується в межах її таких значень, щоб не викликати зайвого підвищення температури каталізатора, наприклад, 330-350", що перешкоджає поступовому зростанню ступеня конверсії метанолу в формальдегід і 20 бкорочує ефективний час життя каталізатора.
Між шаром каталізатора 5-8 і наступним 6-9 газові реагенти спрямовуються та проходять крізь теплообмінник на кожусі, охолоджуючись за допомогою теплообміну до такої температури, при якій реакція окислення може відновитись спонтанно, коли газ, що містить метанол та кисень, входить у контакт з каталізатором наступного шару 6-9. Ця температура звичайно дорівнює 200-25020. сч
Теплообмінник 10 є переважно трубчастим гніздового типу, що включає багато труб 20, які утримуються в фіксованому положенні двома пластинами 21, розташованими на кінцях теплообмінника 10. о
Охолоджуюча рідина, що видаляє тепло реакції, подається до реактора 1 крізь вхідний трубопровід 23 у магістраль з нижньою трубчастою пластиною 21, а звідти проходить всередині у труби 20, щоб вийти потім з реактора 1 відповідно нагрітою крізь вихідний трубопровід 22 у магістраль з верхньою трубчастою пластиною 21. ча
Взагалі, охолоджуюча рідина складається з діатермічного мінерального або синтетичного масла, або суміші розтоплених солей, або леткої рідини, такої як Даутерм, або газу. Для вироблення пари, що застосовується на - промислових підприємствах здебільшого використовують перегріту воду або водяну пару. «-
Забезпечуючи трубчасте гніздо трубами 20, так званого малоребристого типу, можна значно скоротити розміри теплообмінника 10, що забезпечить зростання зони реакції і, відповідно, зростання виробничої со
Зз5 потужності реактора синтезу. «
Газовий потік, що виходить з останнього шару каталізатора 9, не охолоджується, проте він є доступним при його максимальній температурі для цілей попереднього розігріву нового газу, який надходить до першого шару каталізатора 5. Теплообмін між гарячим газовим потоком та холодними газовими реагентами може відбуватись у теплообміннику або попередньому нагрівачі відомого типу і тому не показаному, який розташований зовні кожуху « 2 або всередині його. шщ с Як альтернатива, всередині реактора згідно з даним винаходом може бути розташовано один теплообмінник й 10, що простягається по центру вздовж всіх шарів каталізатора 5-9, для охолодження гарячого газового потоку, "» що надходить звідти.
В іншому альтернативному втіленні, що не показане, теплообмінник розташовано зовні кожуха 2. В такому разі потік синтез газу вздовж шарів каталізатора буде переважно радіального типу з віддентровим пересуванням «їз» реагентів.
Переважно, реактор 1 в цьому винаході включає розподільник (не показаний) газового або рідинного потоку, бо що містить кисень, розташований в кожусі 2 між принаймні двома послідовними шарами каталізатора 5-9. - Ці розподільники розміщуються між послідовними шарами каталізатора поблизу порожнини 15 для входу 5о газів. і В такий спосіб є можливим реалізувати процес за даним винаходом з подальшою стадією збагачення "З газового потоку, що проходить крізь реактор 1, парою, що містить кисень, наприклад, повітрям. При цьому можливо здійснити оптимальне подавання кисню до газового потоку, що проходить крізь реактор 1, і так зробити можливим збільшення як загальної кількості метанолу, що подається до реактора та вихідної концентрації метанолу в синтез-газі, що подається до першого шару каталізатора. До того ж, отримують постійний ступінь окислення каталізатора, що міститься в шарах 5-9. іФ) Кисень, що подається до складу синтез-газу в газовому стані, переважно має температуру від 0 до 25096. іме) Переважно, кисень подається до складу синтез-газу в рідкому стані, так що здійснюється додаткова функція видалення тепла з гарячого газового потоку, що виходить з шару каталізатора, охолоджуючи його. во Запровадження такого охолодження дозволить зменшити або навіть не використовувати теплообмінник 10.
Бажано, щоб рідина, до складу якої входить кисень, подавалася до входу передостаннього шару каталізатора 8, і/або до входу останнього шару каталізатора 9.
Кількість та розміщення розподільників в кожусі 2 в кожному випадку можна вільно змінювати в залежності від специфічних потреб реактора синтезу. 65 Фіг.2 показує прийнятне втілення реактора, показаного на фіг.1.
Згідно з даним втіленням, принаймні між двома послідовними шарами каталізатора забезпечено засоби для вилучення з реактора 1 частини газового потоку, що прямує крізь шари каталізатора та містить формальдегід і метанол.
В цьому прикладі на фіг.2 вони включають трубопровід 24 для виходу газу, змонтований в кожусі 2 між шарами каталізатора 8 та 9.
В такий спосіб є можливим втілення процесу за даним винаходом з додатковою стадією вилучення формальдегіду поступово по мірі його утворення в шарах каталізатора 5-9.
Завдяки цій стадії процесу за даним винаходом є можливість отримати газовий потік, що виходить з реактора синтезу, практично вільним від метанолу, і газовий потік що виходить з проміжних зон реактора, котрий 7/0 Включає формальдегід та метанол, застосовуваний для безпосереднього приготування стабілізованих водних розчинів формальдегіду.
Переважно, стадія додавання потоку, що містить кисень і стадія проміжного вилучення потоку, що містить формальдегід, здійснюються в межах того ж самого реактора синтезу вниз за потоком з одного або кількох шарів каталізатора.
Згідно з іншим втіленням реактора в даному винаході, частина газового потоку, що виходить з шарів каталізатора 5-8 транспортується крізь пропускний трубопровід (не показаний) прямо до наступного шару каталізатора 6-9 без проходження крізь теплообмінник 10.
В такий спосіб є можливим впливати на процес, контролюючи температуру газового потоку, що надходить до наступних шарів каталізатора 6-9.
Переважно, реактор, представлений в вигляді зразків на фіг.1 та 2 з численними радіальними шарами каталізатора і одним центральним теплообмінником, дозволяє одночасно отримати дуже компактну і технічно просту конструкцію, котра буде вельми економічною, з оптимальним використанням внутрішнього об'єму реактора, з перевагою збільшення зони реакції і, внаслідок того, виробничої потужності.
До того ж, факт розділення зони реакції на численні адіабатичні шари каталізатора, з'єднані в групи, сч об ДОЗВОЛЯЄ здійснювати оптимальний контроль протікання реакції окислення метанолу з мінімізацією небажаних вторинних реакцій та збільшенням ефективного часу життя каталізатора. і)
Змінюючи кількість шарів каталізатора, розташованих в реакторі на фіг.2 та об'єм каталізатора в них, є можливим контролювати реакцію по мірі її протікання, збільшуючи ступінь конверсії метанолу навіть у тих зонах, де спостерігається тенденція її зменшення внаслідок уповільнення реакції. М зо Переважно, кількість шарів каталізатора є звичайно між 4 та 10. Зокрема, задовільні результати можна отримати у реакторах, які мають 5-6 шарів каталізатора. -
Зокрема було виявлено, що реактор з 5 шарами каталізатора типу, зразки якого наведено на фіг.1-2 дає «- можливість обмежити ступінь конверсії метанолу в кожному шарі каталізатора приблизно до 2095 загальної кількості метанолу, що подається до реактора синтезу. В такий спосіб можна отримати в шарах оптимальну со зв температуру реакції між 2202 та 3102, що нижче в порівнянні із зразком реактора з 4 шарами каталізатора, де «Е ступінь конверсії в кожному шарі є приблизно 2595. Це призводить до збільшення селективності і відтак виробничої потужності реактора.
Нарешті, завдяки особливо простій та компактній будові реактора в даному винаході, операції експлуатації та перезавантаження маси каталізатора будуть значно простішими та швидкими в порівнянні з аналогами в « даній галузі. шщ с В наступних прикладах для ілюстрації зроблено порівняння, що не обмежує даний винахід, виробничої й потужності, отриманої в деяких втіленнях реактора за даним винаходом і реактора попереднього рівня техніки. и? Приклад 1
Виробнича потужність реактора за даним винаходом з радіальними шарами каталізатора порівнюється з виробничою потужністю реактора звичайного типу з аксіальними шарами каталізатора. «їз» В середині двох випробуваних реакторів було розташовано за принципом взаємного просторового зв'язку чотири адіабатичні шари каталізатора. бо Шари каталізатора таких розмірів: -
Об'єм каталізатора в 1-му шарі 1300л - Об'єм каталізатора в 2-му шарі 1400л "І Об'єм каталізатора в З-му шарі 1600л
Об'єм каталізатора в 4-му шарі 2800л 5 Експлуатаційні умови реакторів такі:
ГФ) Середній тиск 1,3 атм з Температура на вході до шару каталізатора 2302С
Температура на виході з шару каталізатора 3302 во Концентрація метанолу 6,506.95
Концентрація кисню 8,0о06.95
Загальна кількість метанолу, що подається до двох реакторів еквівалентна кількості метанолу, що подається до першого шару каталізатора, і дорівнює 3130 кг/год.
Метанол подається до реакторів в газовому стані і перетинає шари каталізатора аксіальним потоком в 65 випадку звичайного реактора та радіальним потоком в випадку реактора згідно з даним винаходом.
Кількість формальдегіду, що утворюється в цих двох реакторах наведена нижче.
Звичайний реактор 2720кг/год
Реактор за даним винаходом 2780кг/год
Розміри реакторів такі:
Звичайний реактор: внутрішній діаметр кожуху З,Ом загальна висота реактора 20,Ом
Реактор за даним винаходом: внутрішній діаметр кожуху 2,бм загальна висота реактора 8,Ом
Зростання на бОкг/год синтезованого формальдегіду в реакторі за даним винаходом відповідає зростанню виробничої потужності на 295, що є значним досягненням, якщо взяти до уваги суттєве зменшення розмірів реактора.
Claims (1)
- Формула винаходу1. Спосіб гетерогенного екзотермічного синтезу формальдегіду, що здійснюють в реакторах, які відносять до сч ов типу, який включає, принаймні, два з'єднаних у групу адіабатичні шари каталізатора, при цьому подають газоподібні реагенти, що містять метанол і надлишок кисню, до першого із шарів каталізатора, спрямовують і) газоподібні реагенти потоком крізь адіабатичні шари каталізатора для піддавання метанолу частковому окисленню, який відрізняється тим, що спрямовують газоподібні реагенти крізь, принаймні, один з шарів каталізатора, здебільшого радіальним потоком. М зо 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що газоподібні реагенти спрямовуються крізь, принаймні, один з шарів каталізатора аксіально-радіальним потоком. -З. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що здебільшого радіальний потік є потоком доцентрового типу. «-4. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що охолоджують, принаймні, частину гарячого газового потоку, який виходить із, принаймні, одного з шарів каталізатора за допомогою теплообміну в теплообміннику, со Зз5 розташованому в центрі реактора і який простягається вздовж його подовжньої осі. «Е5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що розподіляють кисень, який подають до реактора синтезу, принаймні, на дві частини, кожну із яких подають відповідно до різних шарів каталізатора.6. Спосіб за п. 5, який відрізняється тим, що вприскують до газового потоку, який виходить з, принаймні, одного шару каталізатора, газоподібний або рідинний потік із киснем. «7. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що із реактора вилучають, принаймні, частину газового потоку, пт) с який виходить з, принаймні, одного з шарів каталізатора. . 8. Використання реактора, який містить вертикальний зовнішній кожух, здебільшого циліндричної форми, а принаймні, два адіабатичні шари каталізатора, накладених один на одний і змонтованих у кожусі за принципом взаємного просторового зв'язку, а, принаймні, в одному з шарів каталізатора для входу і виходу газу виповнені протилежні газопроникні бокові стінки та газонепроникне дно, для гетерогенного екзотермічного синтезу їх формальдегіду.9. Використання реактора за п. 8, яке відрізняється тим, що реактор включає засоби охолодження, со принаймні, частини газового потоку, який виходить з, принаймні, одного з шарів каталізатора. - 10. Використання реактора за п. 9, яке відрізняється тим, що засоби охолодження виповнені із 5р теплообмінником, розташованим у центрі реактора синтезу і який простягається вздовж подовжньої осі ш- останнього. "М 11. Використання реактора за п. 10, яке відрізняється тим, що як теплообмінник використаний теплообмінник трубчасто-гніздового або байонетного типу.12. Використання реактора за п. 11, яке відрізняється тим, що теплообмінник трубчасто-гніздового типу ВИиКОНаний з ребристими трубами.13. Використання реактора за п. 8, яке відрізняється тим, що у кожусі реактора між, принаймні, двома (Ф, послідовними шарами каталізатора змонтований розподільник газового або рідинного потоку, який містить ка кисень.14. Використання реактора за п. 8, яке відрізняється тим, що у реактор включені засоби для вилучення із бор Нього, принаймні, частини газового потоку, який виходить з, принаймні, одного з шарів каталізатора.15. Використання реактора за п. 14, яке відрізняється тим, що у засоби включений вихідний газовий трубопровід, змонтований у кожусі реактора між двома послідовними шарами каталізатора. б5
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH104295 | 1995-04-11 | ||
PCT/EP1996/001516 WO1996032189A1 (en) | 1995-04-11 | 1996-04-09 | Process and reactor for heterogeneous exothermic synthesis of formaldehyde |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA48177C2 true UA48177C2 (uk) | 2002-08-15 |
Family
ID=4201108
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UA97115412A UA48177C2 (uk) | 1995-04-11 | 1996-09-04 | Спосіб та реактор для гетерогенного екзотермічного синтезу формальдегіду |
Country Status (21)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5959154A (uk) |
EP (1) | EP0823863B1 (uk) |
CN (1) | CN1101256C (uk) |
AR (1) | AR001604A1 (uk) |
AT (1) | ATE177023T1 (uk) |
AU (1) | AU712231B2 (uk) |
BR (1) | BR9604919A (uk) |
CA (1) | CA2217347C (uk) |
DE (1) | DE69601625T2 (uk) |
DK (1) | DK0823863T3 (uk) |
EG (2) | EG20743A (uk) |
ES (1) | ES2131942T3 (uk) |
GR (1) | GR3030414T3 (uk) |
HU (1) | HUP9802256A3 (uk) |
PL (1) | PL322720A1 (uk) |
RO (1) | RO117676B1 (uk) |
RU (1) | RU2150995C1 (uk) |
TR (1) | TR199600305A1 (uk) |
UA (1) | UA48177C2 (uk) |
WO (1) | WO1996032189A1 (uk) |
ZA (1) | ZA962804B (uk) |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8652546B2 (en) | 2007-09-06 | 2014-02-18 | Tahitian Noni International, Inc. | Morinda citrifolia based formulations for regulating T cell immunomodulation in neonatal stock animals |
US8574642B2 (en) | 2000-12-05 | 2013-11-05 | Tahitian Noni International, Inc. | Antiviral Morinda citrifolia L. based formulations and methods of administration |
US8790727B2 (en) | 2000-12-05 | 2014-07-29 | Tahitian Noni International, Inc. | Morinda citrifolia and iridoid based formulations |
US8025910B2 (en) | 2006-05-12 | 2011-09-27 | Tahitian Noni International, Inc. | Method and composition for administering bioactive compounds derived from Morinda citrifolia |
US8535741B2 (en) | 2006-05-12 | 2013-09-17 | Morinda, Inc. | Method and composition for administering bioactive compounds derived from Morinda citrifolia |
CN101239893B (zh) * | 2007-02-05 | 2010-12-22 | 永港伟方(北京)科技股份有限公司 | 甲醛氧化反应器 |
US8487487B2 (en) * | 2008-07-15 | 2013-07-16 | Ethicon Endo-Surgery, Inc. | Magnetostrictive actuator of a medical ultrasound transducer assembly, and a medical ultrasound handpiece and a medical ultrasound system having such actuator |
CN101813435A (zh) * | 2010-05-06 | 2010-08-25 | 甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司 | 板壳式换热器用液体进料分布器 |
PL3374074T3 (pl) * | 2015-11-13 | 2021-06-14 | Johnson Matthey Public Limited Company | Urządzenie i sposób wytwarzania formaldehydu |
US11240961B2 (en) | 2018-10-26 | 2022-02-08 | Deere & Company | Controlling a harvesting machine based on a geo-spatial representation indicating where the harvesting machine is likely to reach capacity |
CN111468043B (zh) * | 2020-03-13 | 2022-04-08 | 宁波巨化化工科技有限公司 | 一种床层温度均匀分布的固定床反应器 |
BR112022024235A2 (pt) * | 2020-06-25 | 2023-01-03 | Casale Sa | Conversor de amônia de múltiplos leitos |
GB202016230D0 (en) | 2020-10-13 | 2020-11-25 | Johnson Matthey Plc | Process for formaldehyde manufacture |
GB202302065D0 (en) | 2023-02-14 | 2023-03-29 | Johnson Matthey Plc | Methanol oxidation catalyst |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2504402A (en) * | 1945-10-27 | 1950-04-18 | Du Pont | Formaldehyde synthesis |
US2512562A (en) * | 1947-10-13 | 1950-06-20 | Sun Oil Co | Catalytic reaction apparatus |
FR2460707B1 (fr) * | 1979-07-13 | 1986-09-05 | Ammonia Casale Sa | Reacteur de synthese, notamment pour la synthese catalytique d'ammoniac et de methanol |
CH646618A5 (it) * | 1981-03-26 | 1984-12-14 | Ammonia Casale Sa | Reattore per sintesi eterogenee catalitiche. |
DE3318098A1 (de) * | 1983-05-18 | 1984-11-22 | Linde Ag, 6200 Wiesbaden | Verfahren und reaktor zur durchfuehrung einer endo- oder exothermen reaktion |
JPS60110328A (ja) * | 1983-11-17 | 1985-06-15 | Toyo Eng Corp | 接触反応装置 |
IN165082B (uk) * | 1985-05-15 | 1989-08-12 | Ammonia Casale Sa |
-
1996
- 1996-04-09 EP EP96914887A patent/EP0823863B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-04-09 ZA ZA962804A patent/ZA962804B/xx unknown
- 1996-04-09 CN CN96193905A patent/CN1101256C/zh not_active Expired - Lifetime
- 1996-04-09 CA CA002217347A patent/CA2217347C/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-04-09 HU HU9802256A patent/HUP9802256A3/hu unknown
- 1996-04-09 US US08/930,628 patent/US5959154A/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-04-09 DE DE69601625T patent/DE69601625T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-04-09 BR BR9604919-7A patent/BR9604919A/pt not_active IP Right Cessation
- 1996-04-09 AT AT96914887T patent/ATE177023T1/de active
- 1996-04-09 AU AU56866/96A patent/AU712231B2/en not_active Expired
- 1996-04-09 RO RO97-01864A patent/RO117676B1/ro unknown
- 1996-04-09 PL PL96322720A patent/PL322720A1/xx unknown
- 1996-04-09 RU RU97118856/04A patent/RU2150995C1/ru active
- 1996-04-09 DK DK96914887T patent/DK0823863T3/da active
- 1996-04-09 WO PCT/EP1996/001516 patent/WO1996032189A1/en active IP Right Grant
- 1996-04-09 ES ES96914887T patent/ES2131942T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1996-04-11 EG EG431696A patent/EG20743A/xx active
- 1996-04-11 EG EG31896A patent/EG20942A/xx active
- 1996-04-11 AR AR33613496A patent/AR001604A1/es unknown
- 1996-04-11 TR TR96/00305A patent/TR199600305A1/xx unknown
- 1996-09-04 UA UA97115412A patent/UA48177C2/uk unknown
-
1999
- 1999-06-03 GR GR990401498T patent/GR3030414T3/el unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TR199600305A1 (tr) | 1997-02-21 |
BR9604919A (pt) | 2000-04-25 |
PL322720A1 (en) | 1998-02-16 |
DE69601625T2 (de) | 1999-10-14 |
EG20942A (en) | 2000-07-30 |
CN1101256C (zh) | 2003-02-12 |
EP0823863B1 (en) | 1999-03-03 |
US5959154A (en) | 1999-09-28 |
MX9707817A (es) | 1998-08-30 |
ATE177023T1 (de) | 1999-03-15 |
WO1996032189A1 (en) | 1996-10-17 |
EP0823863A1 (en) | 1998-02-18 |
AU712231B2 (en) | 1999-11-04 |
ES2131942T3 (es) | 1999-08-01 |
CA2217347C (en) | 2007-10-16 |
ZA962804B (en) | 1996-07-29 |
AU5686696A (en) | 1996-10-30 |
CA2217347A1 (en) | 1996-10-17 |
GR3030414T3 (en) | 1999-09-30 |
HUP9802256A3 (en) | 1999-03-01 |
EG20743A (en) | 2000-01-31 |
CN1184436A (zh) | 1998-06-10 |
RU2150995C1 (ru) | 2000-06-20 |
RO117676B1 (ro) | 2002-06-28 |
DE69601625D1 (de) | 1999-04-08 |
DK0823863T3 (da) | 1999-10-04 |
HUP9802256A2 (hu) | 1999-01-28 |
AR001604A1 (es) | 1997-11-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2234975C2 (ru) | Проточный реактор с радиальным потоком и способ обработки жидкого потока реагентов | |
UA48177C2 (uk) | Спосіб та реактор для гетерогенного екзотермічного синтезу формальдегіду | |
US4180543A (en) | Ammonia synthesis reactor having parallel feed to plural catalyst beds | |
EP0202454A2 (en) | Method for retrofitting a bottleneck-shaped heterogeneous synthesis reactor | |
KR840006444A (ko) | 반응 방법 및 반응기 | |
JP2007503463A (ja) | ガスクーラーを有する流動床反応器 | |
CN112204120B (zh) | 用于进行催化气相反应的方法、管束反应器和反应器系统 | |
US3516800A (en) | Synthesis reaction apparatus equipped with means for temperature control of catalyst bed | |
MX2007001173A (es) | Reactor catalitico de lecho fijo. | |
IL28758A (en) | Reactor for the continuous performance of exothermic catalyzed reactions in the gas phase under high pressure | |
US3372988A (en) | Process and apparatus for performing reactions in the gaseous phase | |
UA55386C2 (uk) | Спосіб та реактор (варіанти) для гетерогенного екзотермічного синтезу формальдегіду | |
CA2011886C (en) | Process and reactor for exothermic heterogeneous synthesis with several catalytic beds and heat exchange | |
EP0841317B1 (en) | Process for dehydrogenation of ethylbenzene to styrene | |
EP0550539A1 (en) | AMMONIA GAS SYNTHESIS APPARATUS. | |
US3466152A (en) | Synthetizing reactor equipped with temperature control device for catalyst layer | |
US20230219049A1 (en) | Multi-bed catalytic reactor | |
RU2321456C2 (ru) | Способ проведения высокоэкзотермических окислительных реакций в псевдоизотермических условиях | |
RU2340391C2 (ru) | Псевдоизотермический радиальный реактор | |
US3998932A (en) | Process for the catalytic synthesis of ammonia | |
US3492099A (en) | Parallel gas flow reactor | |
US3472631A (en) | Apparatus for carrying out exothermic catalytic gas reactions | |
CA1200073A (en) | Ammonia synthesis process | |
MXPA97007821A (en) | Process and reactor for formaldeh heterogene exotermic synthesis | |
MXPA97007817A (en) | Process and reactor for formaldeh exotermal and heterogenic synthesis |