UA80677C2 - Method and device for carrying out chemical reaction under pseudo-isothermal conditions - Google Patents

Method and device for carrying out chemical reaction under pseudo-isothermal conditions Download PDF

Info

Publication number
UA80677C2
UA80677C2 UA2003098800A UA2003098800A UA80677C2 UA 80677 C2 UA80677 C2 UA 80677C2 UA 2003098800 A UA2003098800 A UA 2003098800A UA 2003098800 A UA2003098800 A UA 2003098800A UA 80677 C2 UA80677 C2 UA 80677C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
heat exchanger
working
temperature
flow
distributor
Prior art date
Application number
UA2003098800A
Other languages
English (en)
Inventor
Ermanno Philippi
Enrico Rizzi
Mirko Tarozzo
Original Assignee
Methanol Casale Sa
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 Methanol Casale Sa filed Critical Methanol Casale Sa
Publication of UA80677C2 publication Critical patent/UA80677C2/uk

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
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
    • F28F9/027—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits in the form of distribution pipes
    • F28F9/0275—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits in the form of distribution pipes with multiple branch pipes
    • 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
    • B01J19/0006—Controlling or regulating processes
    • B01J19/0013—Controlling the temperature of the process
    • 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
    • B01J8/0285—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
    • B01J8/0496—Heating or cooling the reactor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28C—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA COME INTO DIRECT CONTACT WITHOUT CHEMICAL INTERACTION
    • F28C3/00—Other direct-contact heat-exchange apparatus
    • 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
    • F28D9/0031—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 paired plates touching each other
    • 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
    • F28D9/0087—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 with flexible plates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
    • 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
    • B01J2208/00115—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements inside the bed of solid particles
    • B01J2208/0015—Plates; Cylinders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051—Controlling the temperature
    • B01J2219/00074—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
    • B01J2219/00076—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements inside the reactor
    • B01J2219/00085—Plates; Jackets; Cylinders
    • 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
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0077—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for tempering, e.g. with cooling or heating circuits for temperature control of elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F2009/0285—Other particular headers or end plates
    • F28F2009/0297—Side headers, e.g. for radiators having conduits laterally connected to common header

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

Даний винахід стосується способу проведення хімічних реакцій у псевдоіїзотермічних умовах, тобто в умовах, у яких шляхом регулювання температуру реакції підтримують на рівні попередньо заданої оптимальної температури з невеликими від неї відхиленнями. Винахід стосується, зокрема, способу вказаного вище типу і регулювання температури каталітичних реакцій, заснованому на використанні теплообмінників, занурених у реакційне середовище, наприклад у шар каталізатора, у якому відбувається певна хімічна реакція. Більш конкретно даний винахід стосується, але не винятково, способу проведення хімічних реакцій, регулювання температури яких здійснюється з використанням пластинчастих занурених у шар каталізатора теплообмінників, через які проходить відповідний рідкий або газоподібний робочий теплоносій.
Даний винахід стосується також теплообмінника відповідної конструкції, призначеного для проведення хімічних реакцій запропонованим у винаході способом.
Відомо, що для повного проведення екзотермічних або ендотермічних хімічних реакцій, таких як реакції синтезу метанолу, формальдегіду або стиролу, середовище, у якому відбувається реакція, необхідно відповідним чином нагрівати або охолоджувати, постійно підтримуючи температуру реакції у вузькому діапазоні на рівні попередньо заданої теоретичної температури.
Відомо також, що в даний час для цього широко використовують занурені в середовище, у якому відбувається реакція (звичайно в шар каталізатора) теплообмінники різного типу, через які проходить відповідний робочий теплоносій.
Ступінь псевдоізотермічності реакції або ступінь розвитку реакції або її завершення залежать від того, яким чином використовуються такі теплообмінники, а також від їх функціональних можливостей і ефективності підведення тепла до середовища або відведення тепла із середовища, у якому відбувається реакція (теплового коефіцієнта корисної дії).
При усіх своїх численних перевагах відомі в даний час способи проведення хімічних реакцій у псевдоіїзотермічних умовах мають, як відомо, певний недолік, який у промислових умовах обмежує ступінь розвитку реакції або її завершення.
При проведенні хімічних реакцій відомими способами температура робочого теплоносія, який проходить через теплообмінник по строго певному шляху від входу до виходу, у результаті теплообміну із середовищем, у якому відбувається реакція, зокрема із шаром каталізатора, у який занурений теплообмінник, істотно змінюється.
Така по суті безперервна зміна температури робочого теплоносія на всьому шляху його проходження через теплообмінник неминуче супроводжується поступовим зниженням від входу до виходу фактичної ефективності теплообмінника.
Через зміну температури робочого теплоносія теплообмін між ним і середовищем, у якому відбувається реакція, відбувається з різною в різних ділянках стінок теплообмінника ефективністю, яка знижується в міру зменшення різниці температур між внутрішньою і зовнішньою поверхнями теплообмінника.
Таким чином, при проведенні хімічних реакцій відомими способами з використанням звичайних теплообмінників температура реакції, яка характеризує ступінь псевдоізотермічності умов, у яких відбувається реакція, завжди змінюється в досить широкому інтервалі відносно теоретичної температури, що відповідає ізотермічним умовам проведення реакції. Така зміна температури реакції в досить широкому інтервалі, як відомо, істотно обмежує ступінь завершення або повноту закінчення відповідної хімічної реакції.
В основу даного винаходу була покладена задача розробити спосіб проведення хімічних реакцій у так званих псевдоізотермічних умовах, заснований на використанні теплообмінників, які працюють у середовищі, у якому відбувається реакція, які дозволяють підтримувати на постійному рівні попередньо задану температуру реакції або якимось іншим шляхом регулювати її в дуже вузькому діапазоні значень з метою істотного збільшення в порівнянні з відомими способами ступеня розвитку реакції або її завершення.
Основна ідея винаходу, що дозволяє вирішити цю проблему, пов'язана з регулюванням і підтриманням на заданому рівні температури робочого теплоносія в міру його проходження через відповідний теплообмінник.
Відповідно до цієї ідеї для вирішення вказаної вище задачі у винаході пропонується спосіб безперервного проведення хімічної реакції в псевдоіїзотермічних умовах у реакційному середовищі, у яке поміщають принаймні один теплообмінник, у який подають перший потік робочого теплоносія з заданою на вході температурою з пронусканням цього потоку від входу до виходу. Пропонований у винаході спосіб відрізняється тим, що принаймні в один теплообмінник через принаймні один розподільник в одній або декількох проміжних точках на шляху руху робочого теплоносія подають другий потік робочого теплоносія для контролю температури у реакційному середовищі.
Вибравши відповідним чином температуру другого потоку робочого теплоносія на вході в теплообмінник і кількість проміжних точок, у яких другий потік робочого теплоносія змішується з першим потоком робочого теплоносія, можна домогтися того, щоб на всьому шляху робочий теплоносій, який проходить через теплообмінник, мав температуру, якщо не рівну, то принаймні близьку до температури першого потоку робочого теплоносія на вході в теплообмінник. У такий спосіб створюються умови, які дозволяють регулювати температуру робочого теплоносія в межах дуже вузького діапазону заданих значень і навіть підтримувати її на постійному рівні при його проходженні через відповідний теплообмінник.
Даний винахід стосується також теплообмінника, конструктивні і функціональні особливості якого дозволяють використовувати його в запропонованому у винаході способі. Пропонований у винаході теплообмінник містить дві широкі стінки, розташовану між стінками камеру, через яку пропускають робочий теплоносій, вхідний та вихідний патрубки відповідно для підведення та відведення робочого теплоносія з камери, принаймні один розподільник робочого теплоносія, який закріплений принаймні на одній стінці на відстані від патрубків та сполучається з камерою, та, принаймні канал для подачі робочого теплоносія принаймні у один розподільник.
Відмінні риси і переваги даного винаходу більш докладно розглянуті нижче на прикладі одного з варіантів його можливого виконання, що ілюструють, але не обмежують обсяг винаходу, з посиланням на додані креслення.
На доданих до опису кресленнях показано: на фіг! - схематичне зображення в аксонометричній проекції теплообмінника, який можна використовувати при проведенні хімічних реакцій запропонованим у даному винаході способом, на Фіг.2 - поелементне зображення у збільшеному масштабі теплообмінника, показаного на Ффіг.1, на Фіг.3 - збільшене зображення теплообмінника в перерізі площиною ПІПІ за Фіг.1, на Фіг.4 - схематичне зображення в аксонометричній проекції показаного на Фіг.1 теплообмінника, виконаного за іншим варіантом, і на Фіг.5 - переріз теплообмінника площиною МУ-М за Ффіг.4.
На всіх перерахованих вище кресленнях теплообмінник, призначений для проведення хімічних реакцій запропонованим у даному винаході способом, у зборі позначений позицією 1.
Теплообмінник 1, який на схемі зображений і для простоти конструкції виконаний у вигляді плоского паралелепіпеда, має дві по суті плоскі виготовлені переважно з металевих листів широкі стінки 2 і 3, які розташовані на певній відстані одна проти одної і з'єднані між собою по зовнішньому краю невеликими по ширині стінками 4.
Між стінками 2, З і 4 розташована камера 5, яка з однієї сторони через вхідний патрубок 6 з'єднується з джерелом (на кресленнях не показано) робочого теплоносія, а з іншої сторони через вихідний патрубок 7 - з колектором (також не показаним на кресленні), у який потрапляє робочий теплоносій, який пройшов через теплообмінник.
У камері 5 розташовані напрямні перегородки, роздільні стінки або інші, не показані для спрощення на кресленнях аналогічні деталі, які формують шлях, по якому проходить основний потік робочого теплоносія, який проходить через теплообмінник. Робочий теплоносій, який проходить через теплообмінник 1 від вхідного патрубка 6 до вихідного патрубка 7 по утвореному напрямними перегородками або роздільними стінками шляху, омиває і охолоджує, відповідно нагріває усю внутрішню поверхню протилежних стінок 2, З теплообмінника.
До однієї зі стінок теплообмінника, наприклад до стінки З, кріпляться два (або більше) однакових розподільники 8, 9, розташованих у певних проміжних положеннях на шляху руху робочого теплоносія, який проходить через теплообмінник. Розподільники 8, У розташовані паралельно один до одного на певній відстані від вхідного і вихідного патрубків 6 і 7 відповідно.
Розташовані на деякій відстані один від одного розподільники 8 і 9 сполучаються з внутрішньою камерою теплообмінника 1 і одночасно з'єднуються патрубками 11 і 12 із каналом 10, зокрема у вигляді трубки, по якій у них подається робочий теплоносій.
У переважному варіанті (Фіг.2) кожен розподільник 8, 9 складається з множини виконаних у стінці З отворів 13, рівномірно розташованих на прямій лінії вздовж корпуса 14 розподільника 8, 9. Корпус 14 розподільника має форму коробки, яка кріпиться до стінки З і закриває всю множину отворів 13, утворюючи, про що докладніше сказано нижче, камеру 15 для розподілу другого потоку робочого теплоносія, який подається в теплообмінник.
Для регулювання температури реакції, наприклад високоекзотермічної реакції синтезу метанолу, запропонованим у винаході способом використовують декілька теплообмінників описаного вище типу, відповідним чином розташованих у середовищі, у якому безперервно відбувається реакція синтезу, що представляє собою, зокрема, шар відповідного каталізатора.
Кожен теплообмінник з'єднують через вхідний патрубок 6 із джерелом (на кресленні не показано) робочого теплоносія і через вихідний патрубок 7 - із загальним колектором (на кресленні не показаний), у який потрапляє робочий теплоносій, який пройшов через теплообмінник.
Розподільники 8, 9 кожного теплообмінника з'єднують із джерелом робочого теплоносія трубою 10.
Після виконання цього попереднього етапу можна приступити до проведення самої реакції.
При проведенні реакції теплообмінники 1 використовують для відведення або підведення тепла, яке або виділяється у середовищі, яке оточує теплообмінники, у якому відбувається реакція, або передається в нього в кількості, необхідній для перебігу реакції. Розташовані в середовищі, у якому відбувається реакція, теплообмінники 1 забезпечують необхідний теплообмін між навколишнім середовищем і першим потоком робочого теплоносія, який під час реакції подають у кожен теплообмінник через відповідний вхідний патрубок б.
Витрату першого потоку робочого теплоносія і його температуру обчислюють заздалегідь звичайними способами відповідно до хімічних і кінетичних особливостей конкретної реакції і з урахуванням того, що "вихід, або віддача" теплообмінника (а отже, і ступінь розвитку реакції) залежить від фактичної різниці між температурою навколишнього середовища, у якому відбувається реакція, і температурою робочого теплоносія, який проходить через теплообмінник.
Очевидно, що з максимальним виходом теплообмін відбувається на тих ділянках теплообмінників, які розташовані ближче до вхідних патрубків 6, тобто там, де різниця між температурою навколишнього середовища, у якому відбувається реакція, і температурою робочого теплоносія, який проходить через теплообмінники, досягає свого найбільшого значення. У результаті теплообміну з навколишнім середовищем температура робочого теплоносія, який проходить через теплообмінники, в міру видалення від вхідних патрубків змінюється і поступово наближається до температури навколишнього середовища.
З тією метою, щоб мінлива температура робочого теплоносія "не виходила" із заданого діапазону температур, який повинний бути досить вузьким з невеликими відхиленнями від заздалегідь обчисленого значення температури, у даному винаході пропонується в кожен теплообмінник подавати другий потік робочого теплоносія, використовуючи для цього канал 10 і множину розташованих на теплообмінниках розподільників 8 і 9 відповідно.
Температуру другого потоку робочого теплоносія вибирають таким чином, щоб після перемішування двох потоків робочого теплоносія температура робочого теплоносія всередині теплообмінників у місці розташування розподільників по суті не відрізнялася від температури першого потоку робочого теплоносія на вході в теплообмінник.
Запропонований у винаході спосіб дозволяє при відповідному виборі температури другого потоку теплоносія і кількості і місця розташування розподільників 8, У у кожному теплообміннику підтримувати температуру робочого теплоносія на всьому шляху його проходження через теплообмінник на рівні заданої температури з певними припустимими відхиленнями від неї в ту чи іншу сторону.
Жорстка кореляція між температурою реакційного середовища і температурою робочого теплоносія, який проходить через занурений у це середовище теплообмінник, дозволяє контролювати температуру реакційного середовища у строгій відповідності з температурою реакції.
Ще однією перевагою даного винаходу є можливість регулювати коефіцієнт теплообміну між робочим теплоносієм, який проходить через теплообмінник, і хімічно активною рідиною, яка проходить через середовище, у якому відбувається реакція.
Таким чином, подаючи в теплообмінники робочий теплоносій у вигляді множини окремих потоків і незалежно змінюючи витрату і швидкість робочого теплоносія в кожному потоці, можна відповідним чином регулювати витрату і швидкість робочого теплоносія всередині кожного теплообмінника.
Враховуючи те, що коефіцієнт теплообміну прямо залежить від витрати і швидкості робочого теплоносія і зростає або зменшується відповідно із збільшенням або зменшенням витрати і швидкості робочого теплоносія, запропоноване в даному винаході рішення, яке забезпечує можливість створення теплообмінника з необхідним на всій поверхні теплообміном, дозволяє оптимальним чином контролювати весь процес розвитку реакції.
У показаному на Фіг.4 теплообміннику, який виконаний відповідно до кращого варіанту, і який має найбільші переваги, для подачі другого потоку робочого теплоносія в розподільники використовують не окрему зовнішню трубу, а внутрішній канал, утворений стінками самого теплообмінника.
Запропонований у цьому варіанті теплообмінник 20 виготовлений із двох металевих листів 21, 22 зменшеної товщини, які можна пластично деформувати і потім з'єднати по периметрі укладені один на одного їх краї зварними швами 23.
Зварювання протилежних сторін 20а, 20Ь листів виконують з урахуванням наявності розташованих на них вхідного і вихідного патрубка 24 і 25, призначених відповідно для підведення і відведення робочого теплоносія.
Листи 21, 22 з'єднані між собою також по суті Г-подібним зварним швом 27, який проходить на невеликій відстані від паралельної сторони 20с теплообмінника 20, яка не має вхідного або вихідного патрубка. На стороні 20а теплообмінника 20, яка має два патрубки, розташований канал 28 у формі третього, привареного до листів зварним швом 27 патрубка, через який, про що більш докладно сказано нижче, всередину теплообмінника подають другий потік робочого теплоносія.
Запропонований у цьому варіанті теплообмінник має внутрішню камеру 26, через яку проходить робочий теплоносій, і канал 29 у формі внутрішнього каналу для проходу другого потоку робочого теплоносія, які утворюються при пружній деформації листів 21, 22, наприклад за допомогою стиснутого газу, який вдувається між ними. Канал 29 для проходу другого потоку робочого теплоносія розташований на ділянці між Г-подібним зварним швом 27 і однією із сторін 20с самого теплообмінника.
Слід зазначити, що канал 29 для проходу другого потоку робочого теплоносія, утворений деформованими стінками 21, 22 теплообмінника 20, повністю і герметично ізольований зварним швом 27 від внутрішньої камери 26 теплообмінника, через яку проходить основний потік робочого теплоносія.
На одному з листів, з яких виготовлений теплообмінник 20, зокрема на листі 22, розташовано декілька розподільників 30, 31, які і конструктивно і функціонально аналогічні до розподільників, показаних на Фіг.1-3.
Розподільники 30, 31 сполучаються з внутрішньою камерою 26 теплообмінника через множину отворів 32, виконаних у відповідному листі, і з зазначеним каналом 29, у якому для цього у певних місцях виконані відповідні отвори 33.
Даний винахід допускає можливість зміни й удосконалення розглянутих вище варіантів, які, однак, не повинні виходити за обсяг наведеної нижче формули винаходу.
Так, наприклад, розподільники 8-9 і 30-31 можна симетрично закріпити на обох стінках 2, З і 21, 22 теплообмінника (цей варіант виконання запропонованого у винаході теплообмінника на кресленнях не показаний).
Таке виконання теплообмінника дозволяє зменшити втрати тиску другого потоку робочого теплоносія, який подається в нього. При цьому одночасно можна знизити в порівнянні з описаним вище варіантом і швидкість другого потоку робочого теплоносія, полегшивши тим самим його потрапляння в теплообмінник.
Зниження втрат тиску другого потоку робочого теплоносія знижує і загальні втрати тиску робочого теплоносія, який проходить через теплообмінник.
Запропоноване в цьому варіанті збільшення кількості розподільників дозволяє також зменшити товщину розподільника. Зменшення товщини розподільників сприяє у свою чергу більш рівномірному ущільненню каталізатора в зоні реакції, у якій розташований теплообмінник, і спрощує процес завантаження і вивантаження каталізатора з зони реакції.
УЗ жо : ше
С х ще й й Й ; | й ий пре й дин, но ря | пт а що пня б нт, -ї дян ноя
Ма) ті і, ар й і і ві рай п т ' Я р. ові ра Що | Ша Й ; Й я ре -
Я Фів й в ; ! «---З ; 22 29 2 ше я-4 зас лу у ан А тай пай -
Я т ра кан їй х , и
Фі, 2 й оофайня в-Я 1 2: шк же п-і.
Шут я ом : 43 о І п- пошив 54 - педа ак і і- Ї в т Ї ру
Фе. З
І я т.
ЩЕ Ї ту
З з» ка шк е и:
РУШ я ВІ шия ' ри ШУ Я вини НИ О ди и МИ зви Ша щи бі у ЗІ шлю ит Ж
ТИ Кен ЕЕ Дт о
МТВ сажа де |.
Пр ти з? ДА мае ВН с ан аю
А-фІШоитя Я д ж в ай воля Газ ре щі й . ще ан ши я й х Ен В хе
КІ ошли А М і
Б о ! косзв й У кА й 705 гени НІШ НИ
ВИ с а Фу. 4 21 оо. й І 25 . З й З Н стос сссіссту, сна Й л32 у32 ше яке . ї З Й Й дисостві ості нн о п п Б зв і ш 25 32 . Фк В

Claims (6)

1. Спосіб безперервного проведення хімічної реакції в псевдоїзотермічних умовах у реакційному середовищі, наприклад у шарі каталізатора, в яке поміщають принаймні один теплообмінник, в який подають перший потік робочого теплоносія з заданою температурою на вході з пропусканням цього потоку від входу до виходу, який відрізняється тим, що принаймні в один теплообмінник через принаймні один розподільник в одній або декількох проміжних точках на шляху руху робочого теплоносія подають другий потік робочого теплоносія для контролю температури в реакційному середовищі.
2. Теплообмінник для проведення хімічної реакції способом за п. 1, який містить дві широкі стінки (2, 3; 21, 22), камеру (5, 26), розташовану між стінками (2, 3; 21, 22), через яку пропускають робочий теплоносій, вхідний (б, 24) 1 вихідний (7, 25) патрубки відповідно для підведення і відведення робочого теплоносія з камери (5, 26), принаймні один розподільник (8, 9; 30, 31) робочого теплоносія, закріплений принаймні на одній стінці (2, 3; 21, 22) на відстані від патрубків (6, 7; 24, 25) 1 сполучений з камерою (5, 26), і принаймні канал (10; 28-29) для подачі робочого теплоносія принаймні в один розподільник (8, 9; 30, 31).
3. Теплообмінник за п. 2, який відрізняється тим, що розподільник (8, 9; 30, 31) має множину виконаних у стінці (3, 22) наскрізних отворів (13, 32) 1 закріплений зовні на цій стінці (3, 22) корпус (14), який закриває отвори (13, 32) 1 утворює розподільну камеру (15).
4. Теплообмінник за п. 3, який відрізняється тим, що наскрізні отвори (13, 32) розташовані принаймні на одній прямій лінії.
5. Теплообмінник за п. 2, який відрізняється тим, що канал (10) розташований поза теплообмінником і сполучений принаймні з одним розподільником (8, 9) через відповідний патрубок (11, 12).
6. Теплообмінник за п. 2, який відрізняється тим, що канал (29) утворений ділянками деформованих стінок (21, 22) теплообмінника, герметично відділений від камери (26) і сполучений принаймні з одним розподільником (30, 31) принаймні через один виконаний в ньому отвір (33).
UA2003098800A 2001-02-27 2002-02-25 Method and device for carrying out chemical reaction under pseudo-isothermal conditions UA80677C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP01104757A EP1236505A1 (en) 2001-02-27 2001-02-27 Method for carrying out chemical reactions in pseudo-isothermal conditions
PCT/EP2002/001975 WO2002068110A1 (en) 2001-02-27 2002-02-25 Method for carrying out chemical reactions in pseudo-isothermal conditions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA80677C2 true UA80677C2 (en) 2007-10-25

Family

ID=8176613

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UA2003098800A UA80677C2 (en) 2001-02-27 2002-02-25 Method and device for carrying out chemical reaction under pseudo-isothermal conditions

Country Status (16)

Country Link
US (1) US7087205B2 (uk)
EP (2) EP1236505A1 (uk)
CN (1) CN1247296C (uk)
AR (1) AR032852A1 (uk)
AT (1) ATE365583T1 (uk)
AU (1) AU2002251007B2 (uk)
BR (1) BR0207668B1 (uk)
CA (1) CA2438662C (uk)
DE (1) DE60220886T2 (uk)
DK (1) DK1363729T3 (uk)
EG (1) EG23655A (uk)
MX (1) MXPA03007543A (uk)
MY (1) MY141865A (uk)
RU (1) RU2310502C2 (uk)
UA (1) UA80677C2 (uk)
WO (1) WO2002068110A1 (uk)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1153653A1 (en) * 2000-05-11 2001-11-14 Methanol Casale S.A. Reactor for exothermic or endothermic heterogeneous reactions
EP1221339A1 (en) * 2001-01-05 2002-07-10 Methanol Casale S.A. Catalytic reactor with heat exchanger for exothermic and endothermic heterogeneous chemical reactions
ATE469696T1 (de) 2002-08-27 2010-06-15 Methanol Casale Sa Verfahren zur durchführung von chemischen reaktionen unter pseudo-isothermischen bedingungen
EP1410842A1 (en) * 2002-10-17 2004-04-21 Ammonia Casale S.A. Method to carry out strongly exothermic oxidizing reactions in pseudo-isothermal conditions
EP1514594A1 (en) * 2003-09-10 2005-03-16 Methanol Casale S.A. Pseudo-isothermal catalytic reactor
DE60328102D1 (de) * 2003-11-04 2009-08-06 Methanol Casale Sa Wärmeaustauscher und Verfahren zur Durchführung chemischer Reaktionen unter pseudo-isothermen Bedingungen
DE10361517A1 (de) * 2003-12-23 2005-07-28 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Formaldehyd
MX2007001173A (es) * 2004-01-15 2007-09-25 Methanol Casale Sa Reactor catalitico de lecho fijo.
EP1611945A1 (en) * 2004-06-28 2006-01-04 Methanol Casale S.A. Method for controlling the temperature in exothermic catalytic reactions
EP1787715A1 (en) 2005-11-18 2007-05-23 Methanol Casale S.A. Plate type heat exchanger for a isothermal chemical reactor
ES2319484B1 (es) * 2006-09-19 2009-12-03 Valeo Termico S.A. Intercambiador de calor de placas apiladas.
CA2826962C (en) * 2012-10-11 2021-01-05 Yves De Vos Combined heat exchanging and fluid mixing apparatus
US10955202B2 (en) * 2016-06-30 2021-03-23 Advanced Thermal Solutions, Inc. Cold plate heat exchanger

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE606001A (uk) * 1951-12-04
GB1088009A (en) * 1964-11-03 1967-10-18 Halcon International Inc Process and apparatus for the vapour phase oxidation of organic compounds
US3666423A (en) * 1969-11-26 1972-05-30 Texaco Inc Heat exchange apparatus
FR2625692B1 (fr) * 1988-01-13 1990-06-22 Inst Francais Du Petrole Reacteur a controle thermique interne par plaques creuses echangeuses de chaleur
US5270127A (en) * 1991-08-09 1993-12-14 Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. Plate shift converter
TW216453B (en) * 1992-07-08 1993-11-21 Air Prod & Chem Integrated plate-fin heat exchange reformation
US5681538A (en) * 1995-02-01 1997-10-28 Engelhard Corporation Metallic monolith and plates for the assembly thereof
US5755279A (en) * 1996-03-29 1998-05-26 The Boc Group, Inc. Heat exchanger
DE60007811T2 (de) * 1999-08-23 2004-11-25 Nippon Shokubai Co., Ltd. Verfahren zur Verhinderung von Verstopfungen in einem Plattenwärmetauscher
DE19948222C2 (de) * 1999-10-07 2002-11-07 Xcellsis Gmbh Plattenwärmetauscher
EP1221339A1 (en) * 2001-01-05 2002-07-10 Methanol Casale S.A. Catalytic reactor with heat exchanger for exothermic and endothermic heterogeneous chemical reactions
EP1300190A1 (en) * 2001-10-04 2003-04-09 Methanol Casale S.A. Heterogeneous catalytic reactor with modular catalytic cartridge
EP1306126A1 (en) * 2001-10-19 2003-05-02 Methanol Casale S.A. Heat exchange unit for isothermal chemical reactors
EP1310475A1 (en) * 2001-11-11 2003-05-14 Methanol Casale S.A. Process and plant for the heterogeneous synthesis of chemical compounds

Also Published As

Publication number Publication date
CA2438662A1 (en) 2002-09-06
DE60220886T2 (de) 2008-02-28
CN1492778A (zh) 2004-04-28
DE60220886D1 (de) 2007-08-09
US20020117294A1 (en) 2002-08-29
WO2002068110A1 (en) 2002-09-06
ATE365583T1 (de) 2007-07-15
RU2310502C2 (ru) 2007-11-20
RU2003127382A (ru) 2005-03-20
CN1247296C (zh) 2006-03-29
AR032852A1 (es) 2003-11-26
US7087205B2 (en) 2006-08-08
MY141865A (en) 2010-07-16
CA2438662C (en) 2009-12-22
BR0207668A (pt) 2004-02-25
BR0207668B1 (pt) 2012-06-26
EP1236505A1 (en) 2002-09-04
EP1363729A1 (en) 2003-11-26
EG23655A (en) 2007-03-25
MXPA03007543A (es) 2003-12-11
EP1363729B1 (en) 2007-06-27
DK1363729T3 (da) 2007-10-29
AU2002251007B2 (en) 2007-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
UA80677C2 (en) Method and device for carrying out chemical reaction under pseudo-isothermal conditions
EP1492616B8 (en) Plate-type heat exchange unit for catalytic bed reactors
US6190624B1 (en) Simplified plate channel reactor arrangement
KR101168777B1 (ko) 복수의 관형 어레이를 구비한 열교환기
RU2011942C1 (ru) Трубчатый теплообменник
JP4507711B2 (ja) 触媒反応器
US20010020444A1 (en) Chemical reactor
KR100807164B1 (ko) 간소화된 플레이트 채널 반응기 배열
KR20190092500A (ko) 합성가스 생성을 위한 확장 가능한 열 교환기 개질기
EA005001B1 (ru) Способ и устройство с использованием пластинчатой системы для нагревания и предварительного нагревания реагентов
AU2002251007A1 (en) Method for carrying out chemical reactions in pseudo-isothermal conditions
RU2306173C2 (ru) Способ и реактор для проведения химических реакций в псевдоизотермических условиях
KR20110110156A (ko) 화학 반응기 작동
US8302672B2 (en) Plate type heat exchanger for a isothermal chemical reactor
US6631757B2 (en) Combined heat exchanger and reactor component
RU2380149C2 (ru) Способ регулирования температуры экзотермических каталитических реакций
WO2019221238A1 (ja) 反応装置
EP1529564B1 (en) Heat-exchanger and method for carrying out chemical reactions in pseudo-isothermal conditions
GB2372948A (en) A bonded stack of plates forming a heat exchanger and/or fluid mixing apparatus
JP2833474B2 (ja) 鋼板の冷却方法および装置
JP4999248B2 (ja) 熱交換器付き化学反応器
CN100548942C (zh) 催化反应器和方法
JP2010158676A (ja) 触媒反応器
JPH0740746U (ja) プレート形改質装置