DE2405606A1

DE2405606A1 - Reaktionselement zur umsetzung von kohlenwasserstoffen

Info

Publication number: DE2405606A1
Application number: DE19742405606
Authority: DE
Inventors: Gerhard Martens
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-01-15
Filing date: 1974-02-06
Publication date: 1975-08-07
Also published as: DE2405606B2

Description

patentzusatzanmeldung zur Offenlegungsschrift 1 901 758 Die erfindung bezieht sich auf ein Reaktionselement zur Umsetzung von Kohlenwasserstoffen gemäß Offenlegungsschrift 1 901 7589 bestehend aus einem an seinen unteren Ende geschlossenen Außenrohr und zwei oder mehreren parallel zur Rohrachse angeordneten Innenrohren, die im unteren Teil des Außenrohres in den Innenraum des Außenrohres einmünden.
Die chemische Umsetzung von Kohlenwasserstoffen mittels Wasserdampfes oder und anderen Gasen, zO Bo Luft wird vorzugsweise in sogenannten Röhrenöfen vorgenommen0 Diese Röhrenöfen enthalten nach Bedarf eine Anzahl Reaktionsrohre die mit Katalysator gefüllt sind und durch direktes Beheizen auf hohe Reaktionstemperaturen gebracht werden0 Bei den üblicherweise angewandten Temperaturen von bis ca 1 000 Grad Celsius führen betrieblich bedingte Aufheizungs-und Abkühlungsvorgänge zu großen Materialbeanspruchungen der verwendeten hochlegierten und teuren Werkstoffe, die zu Zerstörung der Reaktionselemente führen.
In der Offenlegungsschrift 1 901 758 sind Konstruktionsmerkmale beschrieben, die extreme Temperaturschwankungen an Reaktionselementen zulassen, Durch die besonderen Konstruktionen gemäß der Offenlegungsschrift 1 901 758 wird als weiterer Vorteil ein verbesserter Wärmeübergang am im inneren Ringspalt angeordneten Katalysator erzielt, was gleichzeitig zu höherer Wirtschaftlichkeit durch verkürzte Baulängen der Reaktionselemente und Senkung der notwendigen Feuerraumtemperaturen in Röhrenöfen führt.
Die vorliegende .rfindung hat sich zu: Aufgabe gestellt, die teaktionselemente hinsichtlich dar Wärmewirtschaftlichkeit, der nwendungsmöglichkeiten und des Materialaufwandes weiter zu verbessern0 Erfindungsgemäß wird die Heizfläche des Innenrohres 9 welches nach Offenlegungsschrift 1 901 758 wellen-, wendel- oder spiralförmig geformt ist, wesentlich durch die Anordnung eines oder mehreren weiteren9 gleichartig ausgebildeten Innenrohren erweitert. Die Anzahl der konstruktiv derartig im Außenrohr angeordneten wellen-, wendel- oder spiralförmigen Innenrohre wird dabei nur von der Korngröße des verwandten Katalysators und dem Außenrohrdurchmesser begrenzte Es ist ffensichtlich, daß zOBo durch anordnung eines weiteren wellen-, wendel- oder spiralförmig geformten Innenrohres die innere Wärmeübertragungsfläche nahezu verdoppelt wird4 Dadurch ergeben sich wesentliche verfahrenstechnische Vorteile hinsichtlich Produktausbeute und T-nergiebilanzenO Ein weiterer Vorteil liegt in der Verkürzung der Baulängen und damit der Ausbildung der zur Beheizung erforderlichen RöhrenöfenO Durch die erfindungsgemäße wesentliche Vergrößerung der Heizfläche des Innenrohres kann das Xteaktionselement als Wärmeüberträger für weitere Piozesse eingesetzt werden, indem wärmefuhrernde Heizmedien durch das Reaktionselement geführt werden und die Wärme über das Außenrohr an die Umgebung abgegeben wird0 Eine zusätzliche Verbesserung der vorliegenden ¾erfindung ist die Möglichkeit derartige Reaktionselemente mit den Ofengehäusen etwa durch Anschweißen der Auflagevorrichtung fest zu verbinden, Somit wird der Ansatz von wiederverwendbaren Wärmeträgern, wie zoBo von hocherhitzten Gasen wie Helium, Kohlendioxid oder Wasserstoff aus nergieprozessen ohne kostspielige Verluste möglich, Kiese Trägergase können zudem wirtschaftlich unter Druck im Heizraum angewandt werden, Anhand der Zeichnung im Platzt 1 wird die rflndung nachstehend näher erläutert.
Fig01 zeigt ein Reaktionselement im Längsschnitt abgebildet.
Das in Fig.1 dargestellte Reaktionselement besteht aus einem an beiden nden geschlossenen Außenrohr 1 und zwei zur Rohrachse parallel angeordneten, über die gesamte Länge wellen-, wendel-oder spiralförmigen Innenrohren 2o Die Innenrohre 2 münden am oberen Ende gemeinsam in den Eintrittsstutzen 3 ein, Die geformten Innenrohre 2 sind in bestimmten Abständen mit den ührungsstuteen 2a versehen, die mit den Innenrohren fest verbunden sind0 Das Reaktionsgemisch gelangt vorzugsweise durch den Stutzen 3 in die Innenrohre 2. ueber die Innenrohrenden 8, die mit den Segmenten 7 und den aus mehreren Ringen bestehenden Katalysatorboden 6 verbunden sind, wird das vorgewärmte Reaktionsgemisch über den im Katalysatorraum 9 befindlichen KatalJsator geleitet und verläßt das Reaktionselement anschließend über den Stutzen 4.
sinne Umkehrung der Strömungsrichtung ist ebenfalls bei Bedarf möglich.
Unterhalb des oberen Rohrendes befindet sich eine Au£1agevorrichtung 5 9 hier dargestellt als eine mit dem Wärmebehandlungsofen durch Anschweißen oder Anflanschen fest verbindbare Platte.
Die Segmente 7 dienen zur Abstützung des Katalysatorbodens 69 welcher das zwischen dem Außendurchmesser der Innenrohre 2 und dem Innenrohrdurchmesser des Außenrohres 1 gebildeten Ringspalt 9 eingebrachte Kat.al satorvolumen stützt.

Claims

Patentansprüche

1o Reaktionselement zur Umsetzung von Kohlenwasserstoffen gemäß Offenlegungsschrift 1 901 758 dadurch gekennzeichnet, daß die Innenrohre 2 aus zwei oder mehreren weiteren, parallel zur Rohrachse verlaufenden, wellen-, wendel- oder spiralförmig gebogenen Rohren bestehen.

2. Reaktionselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagevorrichtung 5 mit dem Ofengehäuse fest durch Flanschverbindungen oder Verschweißen verbunden isto 30 Reaktionselement nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionselement in offene oder geschlossene Räume mit oder ohne innere oder äußere Wärmeisolierung von heissen Gas-oder Flüssigkeitsphasen beheizt wird.

4. Reaktionselement nach Anspruch 12 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Reaktionselement wärmetragende Medien geführt werden oder innerhalb der Reaktionselemente Wärme erzeugt wird, die über das Außenrohr an die Umgeben4 abgegeben wird0