DD238041A5 - Stehender reaktor zur erzeugung von methanol - Google Patents

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DD238041A5
DD238041A5 DD85282374A DD28237485A DD238041A5 DD 238041 A5 DD238041 A5 DD 238041A5 DD 85282374 A DD85282374 A DD 85282374A DD 28237485 A DD28237485 A DD 28237485A DD 238041 A5 DD238041 A5 DD 238041A5
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Frohmut Vollhardt
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M. A. N. Maschinenfabrik Augsburg-Nuernberg Ag,De
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Abstract

Die Erfindung geht von einem stehenden Reaktor zur Erzeugung von Methanol nach der DD-PS 220 232 aus, die ein durch eine abnehmbare Haube (4) abgeschlossenes, zylindrisches Gehaeuse (G) aufweist, wobei mehrere uebereinander angeordnete, von je einem loesbaren, gasdurchlaessigen Boden oder Netz getragene Katalysatorbetten von einem zylindrischen Mantel (13) aus Flossenrohren (12), in die die Enden der das Katalysatorbett durchsetzenden Austauscherrohre muenden, umgeben sind. Ziel und Aufgabe der Erfindung ist es, einen derartigen stehenden Reaktor dahingehend zu verbessern, dass der Waermeinhalt des Gases mit einfachen Mitteln noch effektiver genutzt wird. Erfindungsgemaess sind unterhalb der gasdurchlaessigen Boeden oder Netze (72, 73, 74) des zweituntersten (78) und der naechst hoeheren Katalysatorbetten (77, 76) auf Hoehe von Einstroem- oder Ausstroemoeffnungen (80, 81, 82) fuer das Gas horizontale, gasundurchlaessige Trennwaende (86, 87, 88) angeordnet.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen stehenden Reaktor zur Erzeugung von Methanol, mit einem durch eine abnehmbare Haube abgeschlossenen, zylindrischen Gehäuse mit im Inneren ein Katalysatorbett durchsetzenden Austauschrohren.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Es sind bereits Reaktoren der eingangs genannten Art bekannt, bei denen mehrere übereinander angeordnete, von je einem lösbaren, gasdurchlässigen Boden oder Netze getragene Katalysatorbetten von einem zylindrischen Mantel aus Flossen rohren, in die die Enden der das Katalysatorbett durchsetzenden Austauscherrohre münden, umgeben sind (DD-PS 220232). Bei einer Ausführungsform dieser bekannten Reaktoren ist das Gehäuse des Reaktors durch eine obere abnehmbare Haube abgeschlossen. Ferner ist hierbei das Katalysatorbett von einem oben offenen, unten durch einen lösbaren Boden oder durch ein Netz verschlossenen zylindrischen Mantel aus Flossenrohren umgeben, wobei mehrere übereinander angeordnete, von je einem lösbaren, gasdurchlässigen Boden oder Netz getragene Katalysatorbetten von einem zylindrischen Mantel aus Flossenrohren umgeben sind.
Ziel der Erfindung
Ziel und Aufgabe der Erfindung ist es, einen derartigen stehenden Reaktor dahingehend zu verbessern, daß der Wärmeinhalt des Gases mit einfachen Mitteln noch effektiver genutzt wird.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Erfindungsgemäß wird diese Ziel- und Aufgabenstellung dadurch erreicht, daß unterhalb der gasdurchlässigen Böden oder Netze des zweituntersten und der nächst höheren Katalysatorbetten auf Höhe von Einström- oder Ausströmöffnungen für das Gas horizontale, gasundurchlässige Trennwände angeordnet sind.
Zweckmäßig sind die Trennwände auf halber Höhe der Einström- oder Ausströmöffnungen angeordnet.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reaktors erstrecken sich die Trennwände über den lichten Querschnitt des zylindrischen Mantels aus Flossenrohren.
Vorzugsweise ist die Anordnung so geschaffen, daß die Trennwände mit sich bis in die Stutzen der Einström- oder Ausströmöffnungen erstreckenden Ansätzen versehen sind.
Zweckmäßig ist in der Nähe des unteren Endes des untersten Katalysatorbettes die Gaseintrittsöffnung für das untere Bett und die Zutrittsleitung für das Wärmetauschmittel in den Austauscherrohren angeordnet.
Die die Katalysatorbetten durchsetzenden Gasströme ober- und unterhalb der Trennwände haben vorzugsweise gleiche Strömungsrichtung in bzw. aus den Öffnungen des Gehäuses.
Der erfindungsgemäße Reaktor bietet den Vorteil, unter Beachtung der Aufgabe und der Vorteile der Anordnung gemäß DD-PS 220232, einen gesteigerten Wärmeübergang von den Gasen und der von ihnen beaufschlagten Katalysatormasse auf das Kühlmittel zu erhalten, so daß eine hohe Leistung des Wärmetauschers erreicht wird.
Ausführungsbeispiel
In der heiligenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Reaktors nach der Erfindung dargestellt.
Das Gehäuse G des Reaktors weist einen äußeren, zylindrischen Druckmantel 1 auf, der sich von dem oberen Abschnitt zum unteren Abschnitt des Reaktors erstreckt und an seinem oberen und unteren Rand je einen Flansch 2,3 trägt. Den Abschluß des Gehäuses G nach oben bildet eine Haube 4, die mittels ihres Flansches 5 mit dem Flansch 2 des zylindrischen Druckmantels 1 verbunden ist, während der Boden 6 des Gehäuses G mit seinem Flansch 7 mit dem Flansch 3 des Druckmantels 1 verbunden
Der Druckmantel 1 ist vorzugsweise mit einer Isolierlage ausgekleidet, die von der Trennfuge zwischen den Flanschen 2,5 zur Trennung der Flanschen 3,7 reicht. Die Haube 4 und der Boden 6 sind ihrerseits mit Isolierlagen ausgekleidet. Die Ausbildung des Druckmantels 1 und der Haube 4 bzw. des Bodens 6 mit ihren Auskleidungen ist so getroffen, daß die Haube 4 von dem Druckmantel 1 ohne Schwierigkeiten entfernt werden kann. Das gleiche gilt, falls dies notwendig ist, für den Boden 6.
Die Isolierlage, die den zylindrischen Druckmantel 1 auskleidet, umgibt einen zylindrischen Wärmetauscher 11. Dieser besteht aus einem, an seinem Umfang geschlossenen, aus Flossenrohren 12 gebildeten zylindrischen Mantel 13. Das obere und untere Ende der Flossenrohre 12 des Mantels 13 mündet in einen verstärkten Rohrabschnitt 14,15, wobei diese Rohrabschnitte in eine untere Verteilerringleitung 16 und eine obere Sammelringleitung 17 münden. Das Kühlmedium für den Wärmetauscher 11 wird über eine oder mehrere, den Boden 6 und dessen Auskleidung durchsetzende Rohre 70 der Ringleitung 16 zugeführt, während das erwärmte Kühlmedium aus der Sammelringleitung 17 über ein oder mehrere Rohre 71 abgezogen wird, die durch die Haube 4 hindurchgeführt sind.
In die verstärkten Rohrabschnitte 14,15 der Flossenrohre 12 des zylindrischen Wärmetauschermantels 13 münden die in horizontale Ebenen abgebogenen Enden 20,21 der senkrechten und parallel zur Längsachse des Reaktors verlaufenden Tauscherrohre 22 des Wärmetauschers 11, so daß ein einheitlicher Tauscherkörper aus einem Flossenrohrmantel und einem inneren Tauscherrohrbündel gebildet ist.
Der Innenraum des Reaktors ist in dargestelltem Beispiel in vier übereinander gelegene Räume I, II, III, IV unterteilt, die gemeinsam von dem Flossenrohrmantel 13 umschlossen und von den Tauscherrohren 22 durchsetzt sind. Das untere Ende jedes dieser vier Räume weist einen sich über den ganzen lichten Querschnitt des Flossenrohrmantels 13 erstreckendes, horizontales Netz 72,73,74,75 auf, das aus seiner Befestigung leicht lösbar und gasdurchlässig ist, gleichwohl aber das Katalysatorbett 76,77,78,79 zu tragen vermag. Oberhalb jedes der drei untersten Räume II, III, IV sind Öffnungen 80,81,82 in dem Flossenrohrmantel 13 und dem Druckmantel 1 des Gehäuses G vorgesehen, an die sich auswärts gerichtete Rohrstutzen 83, 84, 85 anschließen.
Auf Höhe jeder der Öffnungen 80,81,82 ist eine gasundurchlässige, horizontale Trennwand 86,87,88 angeordnet, die auf halber Höhe des lichten Querschnitts der Öffnungen 80,81,82 gelegen ist, sich ebenfalls über den Querschnitt des Flossenrohrmantels erstreckt und vorzugsweise mit in die Rohrstutzen ragenden Ansätzen 89 versehen ist.
Der Boden 6 weist eine zentrale Gaszuführungsleitung 24 mit einem konischen Verteiler 90 auf. Das abgekühlte Gas des Raumes IVtrifftvon unten auf die Trennwand 88, die ebenso wie das darüber angeordnete Katalysatornetz 74 von den Tauscherrohren 22 durchsetzt wird. Das Gas des Raumes IV wird in Richtung der Pfeile S durch die Öffnungen 82 zu den Stutzen 85 geleitet.
Demselben Stutzen 85 wird das gekühlte Gas aus dem Raum III zugeführt, das auf die Oberseite der Trennwand 88 auftrifft und auswärts umgelenkt wird. Dieser Teilgasstrom gelangt über die Stutzen 84 in den Raum III ebenso wie der Teilgasstrom für den Raum II, wobei beide Räume II, III durch die von den Rohren 22 durchsetzte Trennwand 87 voneinander getrennt sind. Das Katalysatorbett des Raumes Il umgibt gleichfalls die Rohre 22, die durch das Netz 73 dieses Raumes hindurchragen.
Die Strömungsverhältnisse der Trennwand 88 entsprechen denen der Trennwand 86 unterhalb des Raumes I, dem das Gas durch die zentrale Zuleitung 72 über den konischen Verteiler 73 zugeführt wird.
Die Strömungsrichtung des Gases ist in der Zeichnung durch Pfeile in ausgezogener Linie verdeutlicht. So tritt das Gas in Richtung des Pfeiles 100 durch die Leitung 24 in den Reaktor ein, um im Gleichstrom zu dem Kühlmittel in den Rohren 12 und 22 durch den mit Katalysatormasse bestückten Raum IV zu strömen und in Richtung der Pfeile 101 diesen Raum zu verlassen.
Entsprechendes gilt für den Raum I, in den das Gas in Richtung des Pfeiles 102 eingeleitet wird, das im Gegenstrom zu dem Kühlmittel in den Rohren 12 und 22 diesen Raum durchsetzt und in Richtung der Pfeile 103 den Reaktor verläßt. Für die Räume Il und III gelten gleiche Strömungsverhältnisse. — Diese können auch umgekehrt werden, wie dies die in gestrichelter Linie dargestellten Pfeile besagen. Dann tritt in den Räumen Il und IV statt eines Gleichstromes von Gas und Kühlmittel ein Gegenstrom und in den Räumen I und III statt eines Gegenstromes dieser Medien ein Gleichstrom auf. —Auch andere Strömungskombinationen sind möglich.
Die vielflutige Einrichtung zeitigt Vorteile des Reaktors nach der DD-PS 22O232.und läßt darüber hinaus einen gesteigerten Wirkungsgrad seiner Wärmetauscherelemente erkennen.

Claims (6)

  1. Patentansprüche:
    1. Stehender Reaktor zur Erzeugung von Methanol, mit einem durch eine abnehmbare Haube abgeschlossenen, zylindrischen Gehäuse mit im Inneren ein Katalysatorbett durchsetzenden Austauscherrohren, wobei mehrere übereinander angeordnete, von je einem lösbaren, gasdurchlässigen Boden oder Netz getragene, Katalysatorbetten von einem zylindrischen Mantel aus Flossenrohren, in die die Enden der das Katalysatorbett durchsetzenden Austauscherrohre münden, umgeben sind, gekennzeichnet dadurch, daß unterhalb der gasdurchlässigen Böden oder Netze (72,73,74) des zweituntersten (78) und der nächst höheren Katalysatorbetten (77,76) auf Höhe von Einström- oder Ausströmöffnungen (80,81,82) für das Gas horizontale, gasundurchlässige Trennwände (86,87,88) angeordnet sind.
  2. 2. Reaktor nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Trennwände (86,87,88) auf halber Höhe der Einström- oder Ausströmöffnungen (80,81,82) angeordnet sind.
  3. 3. Reaktor nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Trennwände (80,81,82) sich über den lichten Querschnitt des zylindrischen Mantels (13) aus Flossenrohren (12) erstrecken.
  4. 4. Reaktor nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 oder 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Trennwände (80,81,82) mit sich bis in die Stutzen (89,84,85) der Einström-oder Ausströmöffnungen (80,81,82) erstreckenden Ansätzen (89) versehen sind.
  5. 5. Reaktor nach Anspruch 1-und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß in der Nähe des unteren Endes des untersten Katalysatorbettes (79) die Gaseintrittsöffnung (24) für das untere Bett (79) und die Zutrittsleitung (70) für das Wärmetauschmittel in den Austauscherrohren (12,22) angeordnet ist.
  6. 6. Reaktor nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß die die Katalysatorbetten (76,77,78,79) durchsetzenden Gasströme oberhalb und unterhalb der Trennwände (86,87,88) gleiche Strömungsrichtung in bzw. aus den Öffnungen (80,81,82) des Gehäuses (G) haben.
DD85282374A 1984-11-16 1985-11-01 Stehender reaktor zur erzeugung von methanol DD238041A5 (de)

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