DE3019625A1 - Verfahren und reaktor zur durchfuehrung exothermer bzw. endothermer katalytischer reaktionen in der gasphase unter hohem druck - Google Patents

Verfahren und reaktor zur durchfuehrung exothermer bzw. endothermer katalytischer reaktionen in der gasphase unter hohem druck

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DE3019625A1
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John Vincent Albano
George Friedman
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Description

PATENTANWÄLTE 301962b
DIPL. ING. WOLF D. OEDEKOVEN
DIPL. CHEM. DR. O. BERNGRUBER
22. Mai 1980
2/G
The Lummus Company, Bloomfield, New Jersey, USA
Vierfahren und Reaktor zur Durchführung exothermer
bzw. endothermer katalytischer Reaktionen in der
Gasphase unter hohem Druck
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und einen Reaktor zur Durchführung exothermer bzw. endothermer katalytischer Reaktionen in der Gasphase unter hohem Druck. Es ist eine überaus große Reihe von Hochdruckreatoren bzw. -konvertern zur Durchführung der katalytischen Synthese bzw. Erzeugung in der Gasphase von solchen wertvollen Stoffen, wie Ammoniak, Methanol, Methan, Blausäure, Styrol— Monomeren und Wasserstoff,bekannt. Sie müssen so gebaut werden, daß sie den extremen Drücken und Temperaturen widerstehen können, welche mit solchen Synthesen bzw. Eraeugungsverfahren verbunden sind, wobei große Bereiche berücksichtigt werden müssen, beispielsweise Mqnometerdrücke
zwischen 0,844 und 7»03 kg/mm . Um den gewünschten Produktionsleistungen Rechnung zu tragen, beispielsweise 1.000 Tonnen
Ammoniak pro Tag in einem Reaktor erzeugen zu können, müssen
doppelwandige Reaktoren enormer Größe (US-PS 3 567 404) ver-
wendet werden, welche extrem teuer und schwierig herzustellen sind.
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Darüberhinaus bestehen Abmessungsprobleme, weil zur Erzielung von Raum- und Lineargeschwindigkeiten bei vernünftigen Druckabfällen Reaktoren mit im Hinblick auf ihre hohen Betriebsdrücke unzulässig großen Durchmessern, erforderlich sind. Bekanntlich müssen für einen gegebenen Betriebsdruck und eine gegebene Betriebstemperatur die Wandungen des Reaktors um so dicker sein, je größer sein Durchmesser ist. Die Werkstoffe der Gefäßkonstruktion des Reaktors werden auch von der Temperatur und dem Wasserstoffpartialdruck beeinflußt. Somit liegt der Grund für die bisherige Verwendung doppelwandiger Reaktoren auf der Hand.
Man hat auch schon versucht, Reaktoren bzw. Konverter erhöhter Produktionsleistung zu schaffen, indem man die Länge bzw. Höhe statt des Durchmessers vergrößert hat. Dieses hat jedoch auch zu Schwierigkeiten geführt, und zwar deswegen, weil zur Berücksichtigung der erhöhten Anforderungen an die Produktionsleistung Reaktoren bzw. Konverter mit einer Höhe in der Größenordnung von 12 bis 16 m erforderlich sind. Da in solchen Reaktoren bzw. Konvertern ein oder mehrere Betten von katalytischem Kontaktmaterial vertikal angeordnet werden müssen, war es nicht möglich, optimale Raum- und Lineargeschwindigkeiten ohne unzulässige Druckabfälle zu erzielen. Es sind verschiedene Vorschläge bekannt geworden, um diese Schwierigkeiten zu beheben.
So ist ein doppelwandiger Reaktor bekannt (US-PS 3 567 4CW-), bei welchem die gasförmigen Reaktionsteilnehmer in einer zur Längsachse des äußeren Mantels und der inneren Reaktionszone senkrechten Richtung und über ein oder mehrere in Reihe angeordnete Katalysatorbetten strömen können, so daß die Gase von einem Bett zum nächstfolgenden Bett durch einen dazwischen vorgesehenen Durchgang strömen, wobei die Strömungsrichtung der Gase durch den besagten Durchgang im wesentlichen entgegengesetzt der Strömungsrichtung durch die Katalysatorbetten ist. Ein solches Strömungsmuster erleichtert
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die Reaktionsführung und erlaubt verhältnismäßig große Veränderungen der jeweils gewünschten Variablen. Beispielsweise bewirkt ein Strömungsmuster, wobei die gasförmigen Reaktionsteilnehmer durch ein Katalysatorbett nach unten und durch das benachbarte Katalysatorbett nach oben strömen, eine verkürzte Bauweise des Reaktors, da die Durchgänge zwischen den Betten wegfallen können. Jedoch sind solche Strömungsmuster insofern nachteilig, als sie den mit optimalen Ausbeuten und maximaler Unterdrückung konkurrierender Nebenreaktionen verknüpften Temperaturanforderungen nicht genügen können, auch nicht bei Verwendung von geeigneten Wärmeaustauschern. Darüberhinaus sind solche Strömungsmuster erhöhtem Strömungswiderstand unterworfen, was zu erhöhten Druckabfällen führt, ferner zu einer beträchtlich reduzierten Zirkulationsgeschwindigkeit durch den Reaktor für ein gegebenes Katalysatorvolumen.
Man hat daher die bekannten Vorschläge gemacht, das Synthesegas durch die Katalysatorbetten nacheinander in entgegengesetzten radialen Richtungen zu leiten (US-PS 3 372 988) bzw. die gasförmigen Reaktionsteilnehmer durch jede Katalysatorschicht jnehr oder weniger horizontal und umgekehrt wie bei der vorhergehenden Katalysatorschicht sowie um Wärmeaustauscherrohre an Umkehrpunkten im Gegenstrom zu den frischen Reaktionsteilnehmer-Gasen strömen zu lassen (US-PS 3 4-72 631).
Zum Stande der Technik gehört auch das Prinzip, das Speisegas vor der Berührung mit dem Katalysator durch Kühlrohre im Katalysatorbett strömen zu lassen (US-PS 2 853 371, 3 041 161, 3 050 377 und 3 212 862), ferner die Abschreck- oder Löschkühlung (US-PS 2 495 262, 2 632 692, 2 646 391, 3 366 461, 3 396 685, 3 433 600, 3 443 910, 3 4-58 289, 3 475 136, 3 475 137, 3 498 752 und 3 663 179), wobei das Abschreck- bzw. Löschmittel im allgemeinen dem Hauptstrom gasförmiger Reaktionsteilnehmer zwischen getrennten Betten aus
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festen Katalysatorkörnern, -kugeln oder dergleichen zugesetzt wird. Bei solchen Reaktoren sind insbesondere der relativ hohe Druckabfall, die verhältnismäßig großen Kosten und der relativ verwickelte Aufbau nachteilig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und einen Reaktor zur Durchführung katalytischer Reaktionen in der Gasphase unter hohem Druck zu schaffen, womit sowohl exotherme als auch endotherme Reaktionen durchgeführt werden können, und zwar in einfacherer und verbesserter Weise. Diese Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs bzw. des Anspruchs 15 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den restlichen Ansprüchen gekennzeichnet.
Keiner der bekannten Hochdruckreaktoren bzw. -konverter zur Durchführung von katalytischen Reaktionen in der Gasphase ist sowohl für exotherme als auch für endotherme Reaktionen nutzbar, bei keinem handelt es sich um einen einwandigen
Apparat, welcher JLn .,Verbindung mit integrierten Kreuzstrom- ^ ' radiale ö &
Wärmeaustauschern/Strömungsmuster zustandebringt, und bei keinem solchen Apparat ist es möglich, die maximalen Gastemperaturen im Kern und kleinstmöglichen Druckabfall bei annehmbarem Aufbau und akzeptablem Strömungsmuster der strömenden Gase zu erhalten. Insbesondere kennt der Stand der Technik die Verwendung von Kreuzstrom- bzw. Radialstromwärmeaustauschern nicht, ganz zu schweigen von ihrer Verwendung bei Einwandreaktoren bzw. -konvertern, um dadurch eine solche Strömungsrichtung zu ermöglichen, daß die Gasexpansion bzw. -kontraktion mit der Katalysatorquerschnittsexpansion bzw. -kontraktion übereinstimmt.
Der erfindungsgemäße Hochdruckreaktor bzw. -konverter zur
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Durchführung exothermer bzw. endothermer katalytischer Reaktionen in der Gasphase weist ein einzelnes oder einwandiges Druckgefäß mit mindestens zwei jeweils von einem ununterbrochenen Bett eines aktiven, teilchenförmigen Katalysators gebildeten Reaktionsstufen und einem oder mehreren Kreuzstrom- bzw. Radialstromwärmeaustauschern auf, wobei für exotherme Reaktionen ein Kreuzstromwärme- bzw. Radialstrom-Wärmeaustauscher nach jeder Reaktionsstufe und für endotherme Reaktionen ein solcher Wärmeaustauscher weniger vorgesehen ist und die Reaktionsstufen sowie Wärmeaustauscher so angeordnet sind, daß sich kreuzende Gasströme entlang eines ununterbrochenen, in gleichbleibender Richtung verlaufenden Strömungswegs durch die verschiedenen Reaktionsstufen und Wärmeaustauscher vermittelt werden, wobei dieser "Einbahn-Strömungsweg" für exotherme Reaktionen von außen nach innen und für endotherme Reaktionen von innen nach außen gerichtet ist, wodurch die höchsten Gastemperaturen im Reaktor- bzw. Konverterkern vorliegen und auch jeglicher Druckabfall auf ein Mindestmaß reduziert wird.
Bei vielen Hochdruckreaktoren bzw. -konvertern mit Katalysator und bei allen solchen Reaktoren bzw. Konvertern für die Ammoniak- bzw. Methanolsynthese gibt es Druckgefäßschwierigkeiten, welche unter den üblichen Bedingungen durch druckabfallvergrößernde Strömungsrichtungsänderungen noch verstärkt werden. Diese Schwierigkeiten resultieren großenteils aus der Tatsache, daß die üblichen Ausgangsstoffe in den Reaktor bzw. Konverter verhältnismäßig kühl eintreten und ihn in verhältnismäßig heißem Zustand verlassen. Beispielsweise wird bei der gewöhnlichen Ammoniaksynthese das Synthesegas in den Reaktor bzw. Konverter bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen von etwa 398,9°C eingeführt und verläßt der ammoniakreiche Abflußstrom den Reaktor bzw. Konverter bei verhältnismäßig hohen Temperaturen von etwa 510°C. Erfindungsgemäß brauchen die äußeren oder druckhaltenden Wandungen bzw. die Druckraumwandungen nur die Dicke einer einzelnen Wandung aufzuweisen,
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und zwar wegen der Anwendung von Strömungsmustern mit nur einer Strömungsrichtung und der Verwendung eines Systems von Kreuzstrom- bzw. Eadialstromwärmeaustauschern, welche in das korrespondierende System von Reaktionsstufen integriert sind, um solche Strömungsmuster hervorzurufen, so daß die kühlsten und niedrigstmöglichen Temperaturen im Reaktor bzw. Konverter an den äußeren bzw. druckhaltenden Wandungen vorhanden sind.
In der üblichen industriellen Praxis erreicht die Anzahl von Reaktionsstufen sehr schnell ein wirtschaftliches Optimum, beispielsweise bei etwa zwei oder drei Stufen, und zwar wegen der durch die Katalysatoraktivität und den Druckabfallaufbau, sowie die entsprechende Erhöhung der zum Transport der Gase erforderlichen Leistung gegebenen Grenzen. Weitere Komplikationen ergeben sich mit wachsender Anzahl der Reaktionsstufen im Hinblick auf das Erzielen einer optimalen Strömungsund Temperatursteuerung.
Der erfindungsgemäße Reaktor bzw. Konverter ermöglicht unter Berücksichtigung dieser praktischen Probleme erhöhte Ausbeuten, erhöhte Umwandlungen, erhöhte thermische Wirksamkeit und verminderten Druckabfall zu erzielen.
Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, wenn die Kreuzstrom- bzw. Radialstromrohrwärmeaustauscher und die von Katalysatorringen gebildeten Reaktionsstufen gegenseitig integriert sind, so daß das die Rohre jedes solchen Wärmeaustauschers umströmende Strömungsmittel radial in einer "Einbahnrichtung" strömt, welche im wesentlichen senkrecht zu derjenigen Richtung ist, in welcher das von den Reaktionsteilnehmern gebildete Strömungsmittel strömt. Vorzugsweise werden die gasförmigen Reaktionsteilnehmer radial durch die verschiedenen Katalysatorbetten bzw. Reaktionsstufen und radial durch die Kreuzstrom-bzw. Radialstromwärmeaustauscher hindurch dispergiert und durchströmt das kühlende Strömungsmittel die Wärmeaustauscherrohre im westentlichen normal zur Strö-
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mungsrichtung der gasförmigen Reaktionsteilnehmer.
Die Kreuzstrom- bzw. Radialstromwärmeaustauscher und die Reaktionsstufen können nebeneinander in gestapelter, senkrechter Formation angeordnet werden, wobei die Reaktionsstufen näher an den Druckraumwandungen angeordnet werden.
Dabei kann für ein exothermes System ein kalter Hauptspeisestrom dem unteren Kreuzstrom- bzw. Radialstromwärmeaustauscher zugeführt und auf Reaktionstemperatur erhitzt werden, um dann von außen in mehreren radial gerichteten Strömen nach innen durch die obere Re akt ions stufe und den zugehöri-
und anschließend gen Kreuzstrom- bzw. Radialstromwärmeaustauscher/von außen nach innen durch die untere Reaktionsstufe und den zugehörigen Kreuzstorm- bzw. Radialstromwärmeaustauscher zu strömen.
Die im vorliegenden Zusammenhang verwendeten Begriffe haben die übliche Bedeutung, wie beispielsweise in Section VIII "Rulffis for Construction of Pressure Vessels", Division 2 "Alternative Rules" des "ASME Boiler and Pressure Vessel Code" der American Society of Mechanical Engineers, Ausgabe vom 1. Juli 1977, definiert. Die Metalle zum Bau des erfindungsgemäßen Reaktors bzw. Konverters sind sowohl für exotherme als auch für endotherme Reaktionsbedingungen auf übliche Weise bestimmbar, beispielsweise mit Hilfe der sogenannten "Nelson Chart" von G.A. Nelson, welche in "Steels for Hydrogen Service at Elevated Temperatures and Pressures in Petroleum Refineries and Petrochemical Plants" des American Petroleum Institute, API Publication 94-1, 2. Ausgabe vom Juni 1977, enthalten ist.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, minimalen Druckabfall und geringstmögliche Kompression der Katalysatorteilchen zu gewährleisten, was erhöhten Umwandlungen, Ausbeuten, Katalysatorlebensdauer und thermischer Wirksamkeit zugute kommt.
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Sie ermöglicht eine große Produktionskapazität in einem einzigen Reaktor bzw. Konverter, ohne den Aufbau zu verkomplizieren und ohne neue Techniken für das Schweißen bzw. die Druckgefäßfabrikation zu erfordern.
Nachstehend sind Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben. Darin zeigt:
Hg. 1 ein schematisch.es Fließbild einer ersten Ausführungsform;
Pig. 2 einen senkrechten Längsschnitt eines der ersten Ausführungsform entsprechenden Reaktors;
Pig. 3 einen senkrechten Längsschnitt eines anderen, ebenfalls der ersten Ausführungsform entsprechenden Reaktors;
ELg. 4- ein schematisch.es Fließbild einer zweiten Ausführungsform;
Eig. 5 einen senkrechten Längsschnitt eines der zweiten Ausführungsform entsprechenden Reaktors;
Fig. 6 ein schematisches Fließbild einer dritten Ausführungsform;
Fig. 7 einen senkrechten Längsschnitt eines der dritten Ausführungsform entsprechenden Reaktors;
Fig. 8 bis 10 einen senkrechten Längsschnitt eines zweistufigen Reaktors, insbesondere für die Ammoniaksynthese, bzw. den Querschnitt entlang der Linie A-A bzw. entlang der Linie B-B in Fig. 8; und
Fig. 11 ein schematisches Fließbild des Reaktors nach Fig. bis 10.
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Bei dem zweistufigen Reaktor gemäß Fig. 1 bis 3 zur Durchführung exothermer katalytischer Reaktionen in der Gasphase unter hohem Druck, beispielsweise zur Ammoniak-, Methanol- oder Methensynthese, wird ein kalter Gesamtspeisestrom 1 eines aus gasförmigen Reaktionsteilnehmern bestehenden Strömungsmittels, beispielsweise Ammoniak- bzw. Methanol- bzw. Methansynthesegas, in zwei Hauptspeiseströme 2 und 3 sowie zwei Nebenspeiseströme 4- und 5 aufgeteilt. Die beiden Hauptspeiseströme 2 und 3 werden jeweils durch die Rohre eines Kreuzstromwärmeaustauschers 6 bzw. 7 geleitet, um denselben als aufgeheizter Hauptspeisestrom 8 bzw. 9 zu verlassen. Letztere werden zu einem aufgeheizten Gesamthauptspeisestrom 10 zusammengefaßt, welcher der ersten Reaktionsstufe 11 mit einem ununterbrochenen Bett eines teilchenförmigen, aktiven Katalysators des senkrecht orientierten Reaktors zugeführt und dort unter den erforderlichen, bekannten Reaktionsbedingungen reagieren gelassen wird. Der Abflußstrom 12 der ersten Reaktionsstufe 11 durchströmt radial den derselben zugeordneten Kreuzstromwärmeaustauscher 7i außen an dessen Rohren vorbeistreichend, um seine Reaktionswärme an den kalten Hauptspeisestrom 3 abzugeben und den Kreuzstromwärmeaustauscher 7 als gekühlter Abflußstrom 13 zu verlassen. Dieser geht der zweiten Reakt ions stufe 14-mit einem ununterbrochenen Bett des teilchenförmigen, aktiven Katalysators des Reaktors zu und wird dort weiterhin unter den erforderlichen, bekannten Reaktionsbedingungen reagieren gelassen. Der Abflußstrom I5 der zweiten Reaktionsstufe 14- durchströmt radial den zugehörigen Kreuzstromwärmeaustauscher 6, außen an dessen Rohren vorbeistreichend, um seine Reaktionswärme an den kalten Hauptspeisestrom 2 abzugeben und den Kreuzstromwärmeaustauscher 6 sowie den Reaktor als abgekühlter Abflußstrom 16 zu verlassen, welcher für weitere Behandlungen zur Verfugung steht.
Gemäß Fig. 2 und 3 sind jede Reaktionsstufe 11 bzw. 14 des Reaktors und der zugehörige Kreuzstromwärmeaustauscher 7 bzw. 6 konzentrisch zueinander angeordnet. Während beim Reaktor gemäß Fig. 2 die erste Reaktionsstufe 11 und deren Kreuzstromwärmeaustau-
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scher 7 oberhalb der zweiten Reaktionsstufe 14 und deren Kreuzstromwärmeaustauscher 6 angeordnet ist, ist beim Reaktor gemäß Fig. 3 eine konzentrische Anordnung dergestalt getroffen, daß die äußere, erste Reaktionsstufe 11 und deren Kreuzstromwärmeaustauscher 7 die innere, zweite Reaktionsstufe 14 und deren Kreuzstromwärmeaustauscher 6 umschließt. In jedem Fall sind die beiden Reaktionsstufen 11 und 14- außen vom jeweils zugehörigen Kreuzstromwärmeaustauscher 7 bzw. 6 vorgesehen, um diesen zu umschließen.
Wie die in Fig. 2 und 3 eingezeichneten Pfeile besonders deutlich veranschaulichen, ergibt sich ein Strömungsmuster mit nur einer Strömungsrichtung, nämlich radial von außen nach innen durch die beiden Reaktionsstufen 11 und 14 und den jeweils zugehörigen Kreuzstromwärmeaustauscher 7 bzw. 6, so daß die kältesten Gase in den äußeren Bereichen des Reaktors vorhanden sind. Zur Temperatursteuerung werden der kalte Nebenspeisestrom 4 dem aufgeheizten Gesamthauptspeisestrom 10 vor der ersten Reaktionsstufe 11 und der kalte Nebenspeisestrom 5 dem gekühlten Abflußstrom 13 des Kreuzstromwärmeaustauschers 7 der ersten Reaktionsstufe 11 vor der zweiten Reaktionsstufe 14 zugesetzt.
Der dreistufige Reaktor gemäß Fig. 4 und 5 zur Durchführung endothermer katalytischer Reaktionen in der Gasphase unter hohem Druck, beispielsweise zur Blausäure- oder Styrolmonomersynthese, unterscheidet sich von demjenigen nach Fig. 1 bis 3 im wesentlichen nur dadurch, daß der Abflußstrom 16 des Kreuzstromwärmeaustauschers 6 der zweiten Reaktionsstufe 14 einer dritten Reaktionsstufe 17 mit einem ununterbrochenen Bett des teilchenförmigen, aktiven Katalysators des Reaktors zugeführt und dort weiter unter den erforderlichen, bekannten Reaktionsbedingungen reagieren gelassen wird. Der Abflußstrom 18 der dritten Reaktionsstufe 17 steht nach Verlassen des Reaktors für weitere Behandlungen zur Verfügung.
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Gemäß Fig. 5 sind die drei Reaktionsstufen 11, 14 und 17 analog dem Reaktor gemäß Fig. 2 übereinander angeordnet, allerdings die erste Reaktionsstufe 11 unterhalt) der zweiten Reaktionsstufe 14, jedoch oberhalb der dritten Reaktionsstufe 17· Auch ist wiederum eine konzentrische Reaktionsstufen/Kreuzstromwärmeaustauscher-Anordnung getroffen, allerdings insofern abgewandelt, als der der ersten Reaktionsstufe 11 nachgeschaltete Kreuzstromwärmeaustauscher 7 innerhalb der zweiten Reaktionsstufe 14 angeordnet und der der zweiten Reaktionsstufe 14 nachgeschaltete Kreuzstromwärmeaustauscher 6 von der dritten Reaktionsstufe 17 des Reaktors umschlossen ist. Wie die in Fig. 5 eingezeichneten Pfeile besonders deutlich veranschaulichen, ergibt sich wiederum ein Strömungsmuster mit nur einer Strömungsrichtung durch die drei Reaktionsstufen 11, 14 und 17 des Reaktors und den davon jeweils umschlossenen Kreuzstromwärmeaustauscher 7 bzw. 6, allerdings diesmal von innen nach außen.
Der vierstufige Reaktor gemäß Fig. 6 und 7 zur Durchführung exothermer katalytischer Reaktionen in der Gasphase unter hohem Druck unterscheidet sich von demjenigen nach Fig. 1 bis 3 im wesentlichen nur dadurch, daß der kalte Gesamtspeisestrom 1 zusätzlich zu den beiden Hauptspeiseströmen 2 und 3 noch in zwei weitere HauptSpeiseströme 19 und 20 aufgeteilt wird, und daß der gekühlte Abflußstrom 16 des Kreuzstromwarmeaustauschers 6 der zweiten Reaktionsstufe 14 wiederum einer dritten Reaktionsstufe 17 mit einem ununterbrochenen Bett des teilchenförmigen, aktiven Katalysators zur weiteren Reaktion unter den erforderlichen, bekannten Reaktionsbedingungen zugeführt wird, welcher allerdings ein dritter Kreuzstromwärmeaustauscher 21 nachgeschaltet ist, auf den eine vierte Reaktionsstufe 22 mit einem ununterbrochenen Bett des teilchenförmigen, aktiven Katalysators und mit nachgeschaltetem vierten Kreuzstromwärmeaustauscher 23 folgt. Die Hauptspeiseströme 19 und 20 werden jeweils dem dritten bzw. vierten Kreuzstromwärmeaustauscher 21 bzw. 23 zugeführt, um dessen Rohre
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zu durchströmen und ihn als aufgeheizter Hauptspeisestrom 24 bzw. 25 zu verlassen. Die aufgeheizten Hauptspeiseströme 24 und 25 werden mit den aufgeheizten Hauptspeiseströmen 8 und 9 zum aufgeheizten Gesamthauptspeisestrom 10 zusammengefaßt, welcher der ersten Reaktionsstufe 11 zugeht. Der Abflußstrom 18 der dritten Reaktionsstufe 17 gibt seine Reaktionswärme im radial außerhalb seiner Rohre durchströmten dritten Kreuzstromwärmeaustauscher 21 an den dessen Rohre durchströmenden, kalten Hauptspeisestrom. 19 ab und verläßt den Kreuzstromwärmeaustauscher 21 als gekühlter Abflußstrom 26, welcher der vierten Reaktionsstufe 22 des Reaktors zugeht, um dort unter den erforderlichen, bekannten Reaktionsbedingungen weiter reagieren gelassen zu werden und sie als Abflußstrom 27 zu verlassen. Dieser wird dem vierten Kreuzstromwärmeaustauscher 23 zugeführt, um außen an dessen Rohren mit radialer Strömungsrichtung vorbeizuströmen und seine Reaktionswärme an den kalten Hauptspeisestrom 20 abzugeben, welcher die besagten Rohre durchströmt. Der gekühlte Abflußstrom 28 des vierten Kreuzstromwärmeaustauschers 23 steht nach dem Verlassen des Reaktors für weitere Behandlungen zu Verfügung.
Der Reaktor gemäß Fig. 7 stellt eine Kombination derjenigen nach Fig. 2 und 3 insofern dar, als die erste Reaktionsstufe 11 und die zweite Reaktionsstufe 14 sowie der jeweils zugehörige Kreuzstromwärmeaustauscher 7 bzw. 6 analog der Anordnung gemäß Fig. 3 konzentrisch zueinander angeordnet sind, ebenso wie die dritte Reaktionsstufe 17 init drittem Kreuzstromwärmeaustauscher 21 und die vierte Reaktionsstufe 22 mit viertem Kreuzstromwärmeaustauscher 23, wobei die beiden Reaktionsstufen 11 und 14 mit den beiden Kreuzstromwärmeaustauschern 6 und 7 oberhalb der beiden Reaktionsstufen 17 und 22 mit den beiden Kreuzstromwärmeaustauschern 21 und 23 angeordnet sind, analog der Anordnung nach Fig. 2. Somit ergibt sich wiederum ein Strömungsmuster mit nur einer Strömungsrichtung durch die Reaktionsstufen 11, 14, 17 und 22 des Reaktors und den jeweils zugehörigen Kreuzstromwärmeaustauscher
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7 bzw. 6 bzw. 21 bzw. 23, nämlich radial von außen nach innen, wie die in Fig. 7 eingezeichneten Pfeile besonders deutlich veranschaulichen.
Der zweistufige Reaktor gemäß Fig. 8 bis 11 ist besonders für die Ammoniaksynthese geeignet. Vie Fig. 11 zeigt, entspricht das Fließbild dem Reaktorfließbild gemäß Fig. 1, und der Aufbau ist dem Reaktoraufbau nach Fig. 2 analog.
Demgemäß wird ein kalter Gesamtspeisestrom 1 eines Strömungsmittels, vorzugsweise Ammoniaksynthesegas, aufgeteilt, so daß sich zwei Hauptspeiseströme 2 und 3 ergeben, welche jeweils durch einen Niederdruckdifferentialdiffusor und dann durch die Rohre eines Kreuzstromwärmeaustauschers 6 bzw. 7 geleitet werden, um letzteren als aufgeheizter HauptSpeisestrom 8 bzw. 9 zu verlassen, wobei die beiden aufgeheizten Hauptspeiseströme 8 und 9 zu einem aufgeheizten Gesamthauptspeisestrom 10 zusammengefaßt werden, welcher der von einem ununterbrochenen Bett eines üblichen, aktiven, teilchenförmigen Katalysators gebildeten ersten Reaktionsstufe 11 des senkrecht orientierten Reaktors zugeführt und unter den erforderlichen, üblichen Reaktionsbedingungen reagieren gelassen wird. Der Abflußstrom 12 der ersten Reaktionsstufe 11 wird dem Kreuzstromwärmeaustauscher 7 derselben zugeführt, um denselben radial zu durchströmen, an dessen. Rohren außen vorbeistreichend, und seine Reaktionswärme an den kalten HauptSpeisestrom 3 abzugeben. Der gekühlte Abflußstrom 13 des Kreuzstromwärmeaustauschers 7 geht der ebenfalls von einem ununterbrochenen Bett des besagten Katalysators gebildeten, zweiten Reaktionsstufe 14 des Reaktors zu, um dort unter den erforderlichen, üblichen Reaktionsbedingungen weiterhin reagieren gelassen zu werden. Der Abflußstrom 15 der zweiten Reaktionsstufe 14 wird dem zweiten Kreuzstromwärmeaustauscher 6 zugeführt, um denselben radial zu durchströmen, dessen Rohre
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außen umspülend, und seine Reaktionswärme an den kalten Hauptspeisestrom 2 abzugeben· Der gekühlte Abflußstrom 16 des zweiten Kreuzstromwärmeaustauschers 6 wird aus dem Reaktor abgezogen und steht für weitere Behandlungen zur Verfügung.
Vorzugsweise sind die Reaktionsstufen 11 und 14 des ReaktoiB jeweils mit perforierten Platten bzw. Gittern 30 versehen, um den teilchenförmigen Katalysator zurückzuhalten, ohne das Strömen der gasförmigen Reaktionsteilnehmer bzw. Reaktionsprodukte in die Katalysatorbetten hinein und durch sie hindurch zu behindern. Weiterhin sind die ringförmigen Katalysatorbehälter 31 vorzugsweise ebenfalls perforiert, um Druckdifferenzen auf ein Mindestmaß zu reduzieren und Strömungsgradienten zu eliminieren.
Der Querschnitt gemäß Pig. 9 zeigt besonders deutlich den ersten Kreuzstromwärmeaustauscher 7» das Katalysatorbett der ersten Reaktionsstufe 11 des Reaktors, deren Abflußstrom 12, den gekühlten Abflußstrom I3 des zugehörigen Kreuzstromwärmeaustauschers 7 und den Zylinder 32 zum Katalysatorzurückhalten. Der Querschnitt gemäß Pig. 10 veranschaulicht besonders deutlich die kreuzende Führung der Strömungsmittelströme zwischen den beiden Reaktionsstufen 11 und 14 des Reaktors, nämlich der aufgeheizten Hauptspeiseströme 8 und gasförmiger Reaktionsteilnehmer zur ersten Reaktionsstufe hin und des abgekühlten Abflußstromes 13 des Kreuzstromwärmeaustauschers 7 der ersten Reaktionsstufe 11 zur zweiten Reaktionsstufe 14 hin.
Das dem Reaktor gemäß Eig. 8 bis 10 entsprechende, schematische Fließbild ist in Fig. 11 wiedergegeben. Für einen solchen 1500-MTD-Reaktor ergibt sich bei der üblichen, zweistufigen, exothermen Amoniaksynthese das in der folgenden
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ΊΛ
Tabelle zusammen mit den nach der normierten ACFS-Klassifikation definierten Durchsätzen unter Bezugnahme auf die Strömungsmittelströme gemäß Fig. 11 angegebene Temperaturprofil :
Strom Temperatur Durchsatz
(0G) (ACFS)
1 176,7 46,5
2 Il 20,8
3 It 25,7
8 398,9 31,2
9 ti 38,6
10 ti 69,8
12 512,2 75,5
13 390,6 63,8
, 15 473,9 67,1
16 372,8 58,4
Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.
Beispiel 1
In diesem Beispiel wird der Einfluß der Ströme gasförmiger Reaktionsteilnehmer auf die Katalysatorlebensdauer veranschaulicht und werden die Katalysatorbehältervolumenände-
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rungen bei einer "Einströmausbildung" einerseits und bei einer "Ausströmausbildung" andererseits miteinander verglichen, und zwar für die erfindungsgemäß für die praktische Ammoniaksynthese nach dem Haber-Verfahren vorgeschlagenen Bedingungen, wobei eine Arbeitstemperatur von etwa 51O°C und eine Speisetemperatur von etwa 398,90C bei einem Reaktionsdruck von etwa
ο
2, 11 kg/mm und einem Wasserstoffpartialdruck von etwa 1,62 kg/mm sowie einer typischen molaren und thermischen Volumenexpansion von etwa 5 bis 8 % zur Anwendung kommen.
Die in Fig. 2, 8 und 9 eingezeichneten Innendurchmesser D^, D2 und D-z, nämlich der Kreuzstromwärmeaustauschermantelinnendurchmesser D^, der Katalysatorringinnendurchmesser D~ und der Reakt^or^innendurchmesser D,, liegen jeweils bei etwa 89 cm bzw. 203 cm bzw. 229 cm.
Bei einem ringförmigen, radial durchströmten Katalysatorbett, dem also ein Radialstromwärmeaustauscher zugeordnet ist, expandiert der Katalysatorbehälter schneller als die Katalysatormasse, wenn die Temperatur des Systems erhöht wird. iHir den thermischen Zyklus vom Einfüllen des Katalysators in den Katalysatorbehälter bei Umgebungstemperatur über den Reaktorbetrieb bei Reaktionsbedingungen, wobei das Katalysatorbehältervolumen sich gegenüber dem Katalysatorvolumen vergrößert und der Katalysator sich körperlich setzt, bis zum Abkühlen des Systems auf Umgebungstemperatur, wobei der Katalysatorbehälter sich kontrahiert und die Katalysatormasse komprimiert, wodurch einige Katalysatorteilchen zerdrückt werden und ein gewisser Katalysator abrieb verursacht wird, kann die Katalysatorbehältervolumenänderung folgendermaßen berechnet werden, wobei eine Umgebungstemperatur von 26,7°C und ein rostfreier Stahl vom Typ 304 mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von 18,2 χ 10~6 cm/cm°0\äen Kreuzstromwärmeaustauschermantel mit dem Innendurchmesser D^ bei der "Einströmausbildung" und für
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den Katalysatorring mit dem Innendurchmesser D2 bei der "Ausstromausbildung" sowie ein ferritischer Stahl (2 1/4 Cr, 1 Mo) mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von 13,4 x 10"*6 cm/cm°C für den Katalysatorring mit dem Innendurchmesser D2 bei der "Einströmausbildung" und für den Kreuzstromwärmeaustauschermafx^el mit dem Innendurchmesser D1 bei der "Ausströmausbildung" angenommen sind :
V (Umgebung) « "' (P2 - P1 ) Höhe
4 * UoEe
(2032 - 892) u 26.^7,72 cm3/cm
"Einströmausbildung11:
Δ D1 ο (510 - 26,7) ' 18,2 · 10"6 · 89 - 0,783 cm Δ D2 = (398,9 - 26,7) * 13,4 · 10"6 · 203 = 1,012 cm
. (204,0122 - 89,7832) ,, = 26.361,31 cmVcm
- V(heiß) - V(ümgebung) ^^(Umgebung) " °
"Ausströmausbildung11:
* 10~6 ·
Δ D1 « (398,9 - 26,7) ' 13,4 * 10~6 · 89 - 0,444 cm Δ D2 = (510 - 26,7) ' 18,2 · 10"6 . 203 - 1,786 cm V(heiß) - 11*. (204,786? -
* V ■ V(heiß) " V(Umgebung)
1,950% 0300A8/0893
Beispiel ?.
Für dieses Beispiel wird die übliche Ausbildung eines Reaktors für die katalytisch^ Ammoniaksynthese als Modell gewählt, wobei der Katalysator in einem gesonderten, üblicherweise als "Korb" bezeichneten Behälter untergebracht ist, welcher konzentrisch innerhalb eines für die Ammoniaksynthese üblichen Druckgefäßes angeordnet ist. Der Ringraum zwischen dem Katalysatorbehälter und dem Druckgefäß soll das kalte Speisegas enthalten, so daß der Druckbehälter für einen nicht kritischen Temperaturbereich ausgebildet werden kann.
S1Ur Axialstromreaktoren besteht diese Möglichkeit nicht, weil der Katalysatorbehalter der höchsten Gastemperatur ausgesetzt wäre. Jedoch ist sie für die erfindungsgemäßen Radialstromreaktoren gegeben, wobei an der Katalysatorbehälterwandung wahlweise eine Temperatur von 398,9 C mittels der "Einströmausbildung" oder eine Temperatur von 5^O°C mittels der "Ausströmausbildung" vorgesehen werden kann.
Die folgende, auf der Basis der in Beispiel 1 angegebenen Bedingungen durchgeführte und auf den üblichen Druckbehälterbestimmungen und -regeln beruhende Berechnung zeigt, daß die Gefäß- bzw. Behälterkosten bei der "Ausströmausbildung" etwa 25 % höher als bei der "Einströmausbildung11 sind, und zwar selbst ohne Berücksichtigung des mit dem "Korb" verbundenen, erhöhten Aufwandes:
"Einströmausbildung"
(Gasstromtemperatur von 398,9°C; Innendurchmesser D^ = 203 cm und Innendurchmesser D^ = 229 cm)
Druckgefäßwandung A
aus ferritischem Stahl (2 1A Cr, 1 Mo; A 38? - CR 22 C 62) für Druck P von 2,11 kg/mm und Temperatur von 398,9°C: Starke von 171,4-50 mm.
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BAD ORIGINAL
Wandung B
aus demselben Material: Stärke von mindestens 9,525
"Ausströmausbildung"
(Gasstromtemperatur von 510 G; Innendurchmesser D^ = 203 cm, Innendurchmesser Dp = 229 cm und Innendurchmesser J)7, = 254- cm)
Druckgefäßwandung G
aus Kohlenstoffstahl (A 516 - 70) für Druck P von 2,1311 kg/ mm2 und Temperatur von 176,7°C: Stärke von 184,150 mm.
"Korb"-Wandung D
aus rostfreiem Stahl vom Typ 304- für Außendruck von 0,0211 kg/mm und Temperatur von 5100G: Stärke von 25,4- mm.
Wandung E
aus demselben Material wie "Korb"-Wandung D: Stärke von mindestens 9,525 mm.
Mit den relativen Preisen je Pfund für Kohlenstoffstahl =1,0 und für ferritischen Stahl (2 1/4- Gr, 1 Mo) = 1,5 sowie für rostfreien Stahl vom Typ 304- = 4-,O ergeben sich die folgenden Kosten:
Wandung A = 7,5 · 6,75" (= 171,4-50 mm) · 1,5 = 238,6 Wandung B = 6,7 · O,375"(= 9,525 mm) . 1,5 = 11,8
250,4-
Wandung C = 8,3 · 7,25" (= 184-,15O mm) · 1,0 = 189,0 Wandung D = 7,5 * 1,00" (= 25,4- mm) · 4-,O = 94·,2 Wandung E = 6,7 · O,375"(= 9,525 mm) . 4-,O = 31,6
314-,8
Es stellt sich also ein Kostenverhältnis von 314,8/250,4- =1,25 heraus.
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Bei einem doppelwandigen Reaktor mit einem Druckgefäß, welches einen Reaktorkorb enthält, sind die Kosten, ebenso wie die Konstraktionsschwierigkeiten, häufig auch beispielsweise deswegen hoch, weil ein sich über den vollen uurchmesser erstreckender Verschlußdeckel für das Druckgefäß erforderlich oder wünschenswert ist, um die Montage des "Korbes" bzw. den direkten Zugang für periodische Inspektionen des Druckgefäßes zu ermöglichen oder zu erleichtern. Ein solcher Verschluß ist sehr teuer und umso schwieriger zu bewerkstelligen, je größer der Durchmesser ist. Ferner können wegen der beträchtlich unterschiedlichen Wärmeausdehnungen des Druckgefäßes einerseits und des "Korbes" andererseits seitliche Anschlüsse am Reaktor nicht ohne weiteres vorgesehen werden, sondern müssen alle Anschlüsse für Instrumente und Bypassleitungen durch das Dach des "Korbes" hindurch eintreten und durch Rohre mit den erforderlichen Stellen im Reaktor verbunden werden.
Derartige schwierig zu erfüllende Bedingungen sind bei einwandigen Reaktoren nicht gegeben. Mir die durch einen Deckel oder dergl. zu verschließende Zugangsöffnung ist es lediglich erforderlich, daß sie groß genug ist, um die Kreuzstromwärmeaustauscherrohrbündel durchzulassen. Auch sind einfache und direkte seitliche Leitungseinführungen in einem einwandigen Reaktor möglich.
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2}
L e e ι s e
it e

Claims (1)

  1. PATENTANWÄLTE j ^
    DIPL. ING. WOLFD. OEDEKOVEN V '■ ■
    DIPL. CHEM. I)R. 0. BERNGRUBER η 1 Q R 9 R
    P 30 19 625.9 28. Mai 1980
    vom 22. 5. 1980 2/G
    Ansprüche
    1. Verfahren zur Durchführung exothermer katalytischer Reaktionen in der Gasphase, dadurch gekennzeichnet, daß
    a) das jeweilige Synthesegas in eine im wesentlichen zylindrische Seaktionszone mit wenigstens zwei Reaktionsstufen ( 11; 1A-; ...), in denen jeweils ein senkrecht sich erstreckend angeordnetes Bett eines teilchenförmigen Katalysators vorgesehen ist, eingeführt und
    b) durch das Katalysatorbett jeder Reaktionsstufe (11 bzw. 14- bzw. ...) in radialer Richtung hindurchgeführt wird, wobei
    c) der Abflußstrom (12 bzw. 15 bzw. ...) jeder Reaktionsstufe (11 bzw. 14- bzw. ...) durch einen derselben be- triebsmäßig zugeordneten Kreuzstromwärmeaustauscher (7 bzw. 6 bzw. ...) hindurchgeführt wird, so daß
    d) ein Speisestrom/Abflußstrom-Wärmeaustausch stattfindet und das Synthesegas kontinuierlich in einer Richtung durch die Reaktionsstufen (11; 14; ...) und Kreuz-Stromwärmeaustauscher (7; 6; ...) im wesentlichen nach innen vom Druckmantel der Reaktionszone weg strömt.
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    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß es sich beim Sythesegas um Ammoniak-, Methanol-, Hethan- oder Wasserstoffsynthesegas handelt.
    3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η zeichnet, daß das Synthesegas aus Stickstoff und Wasserstoff besteht.
    4-. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Synthesegas aus Kohlenmonoxyd und Wasserstoff besteht.
    5· Reaktor zur Durchführung exothermer katalytischer Reaktionen in der Gasphase, gekennzeichnet durch
    a) einen mit dem jeweiligen Synthesegas beschickbaren Druckmantel mit einem Bett eines teilchenförmigen Katalysators, welches in wenigstens zwei Re akt ions stufen (11; 14·; «··) angeordnet ist, wobei
    b) das Katalysatorbett in den Re akt ions stufen (11; 14-; ...) vom Synthesegas nacheinander in radialer Richtung durchströmbar ist, und
    c) mehrere Wärmeaustauscher (7; 6; ...), welche jeweils einer Reakt ions stufe (11 bzw. 14· bzw. ...) betriebsmäßig zugeordnet sind, so daß
    d) ein Speisestrom/Abflußstrom-Wärmeaustausch stattfindet und das Synthesegas in einer Richtung durch die Reaktionsstufen (11; 14-; ...) und Wärmeaustauscher (7; 6; ...) im wesentlichen nach innen vom Druckmantel weg strömt.
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    6. Reaktor nach. Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß ein einwandiger Druckmantel vorgesehen ist.
    7. Reaktor nach Anspruch 5 oder 6, dadurch g e -
    kennzeichnet, daß die Wärmeaustauscher (7; 6; ...) sämtlich oder zum größten Teil jeweils als Kreuzstromwärmeaustauscher ausgebildet sind.
    8. Reaktor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreuzstromwärmeaustauscher (7; 6; ...) jeweils eine Mantelseite und eine Rohrseite neben einem Ende des Katalysatorbettes aufweisen.
    9. Reaktor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das mantelseitige Strömungsmittel im jeweiligen Kreuzstromwärmeaustauscher (7 bzw. 6 bzw. ...) radial in ei-ηΘΙ> Ζλ1Γ Strömungsrichtung der Reaktionsteilnehmer im wesentlichen senkrechten Richtung strömt.
    10. Reaktor nach einem der Ansprüche 5 ^>is 9> dadurch gekennzeichnet , daß die Reaktionsstufen (11; 14; ...) konzentrisch in einer senkrechten Reihe angeordnet sind.
    11. Reaktor nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Reaktionsstufen (11; 14; ...) und Wärmeaustauscher (7; 6; ...) nebeneinanderliegend senkrecht gestapelt angeordnet sind, wobei die Reaktionsstufen (11; 14; ...) dem Druckmantel näher als die Wärmeaustauscher (7; 6; ...) liegen.
    12. Reaktor nach einem der Ansprüche 5 Ms 11, dadurch gekennzeichnet , daß es sich beim Synthesegas um Ammoniak-, Methanol-, Methan- oder Wasserstoffsynthesegas handelt.
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    3Q19625
    13. Reaktor nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß das Synthesegas aus Stickstoff und Wasserstoff besteht.
    14-, Reaktor nach einem der Ansprüche 5 his 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Synthesegas aus Kohlenmonoxyd und Wasserstoff besteht.
    15. Verfahren zur Durchführung endothermer katalytischer Reaktionen in der Gasphase, dadurch gekennzeichnet, daß
    ΊΟ a) das jeweilige Synthesegas durch einen Wärmeaustauscher hindurchgeführt und dann
    b) in eine im wesentlichen zylindrische Reaktionszone mit wenigstens zwei Reaktionsstufen (11; 14; ...), in denen jeweils ein senkrecht sich erstreckend angeordnetes Bett eines teilchenförmigen Katalysators vorgesehen ist, eingeführt und
    c) durch das Katalysatorbett jeder Reaktionsstufe (11 bzw. 14 bzw. ...) in radialer Richtung hindurchgeführt wird, wobei
    <i) der Abflußstrom (12 bzw. ...) der ersten bis vorletzten Reaktionsstufe (11; ...) durch einen jeder der auf die erste Reaktionsstufe (11) folgenden Reaktionsstufen (14; ...) betriebsmäßig zugeordneten Kreuzstromwärmeaustauscher (7 bzw. ...) hindurchgeführt wird, so daß
    e) ein Speisestrom/Abflußstrom-Wärmeaustausch stattfindet und das Synthesegas kontinuierlich in einer Richtung
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    durch, die Kreuzstromwärmeaustauscher (7; ...) und Reaktionsstufen (14; ...) im wesentlichen nach außen auf den Druckmantel der Heaktionszone zu strömt.
    16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch g e k e η η -
    zeichnet, daß es sich beim Synthesegas um Blausäureoder Styrolmonomersynthesegas handelt.
    17. Reaktor zur Durchführung endothermer katalytischer Reaktionen in der Gasphase, gekennzeichnet , durch
    a) einen mit dem jeweiligen durch einen Wärmeaustauscher hindurchgeführten Synthesegas beschickbaren Druckmantel mit einem Bett eines teilchenförmigen Katalysators, welches in wenigstens zwei Reaktionsstufen (11; 14; ...) angeordnet ist, wobei
    b) das Katalysatorbett in den Reaktionsstufen (11; 14; ...) vom Synthesegas nacheinander in radialer Richtung durchströmbar ist, und
    c) mehrere Wärmeaustauscher (7; ...) welche jeweils einer der auf die erste Reaktionsstufe (11) folgenden Reationsstufen (14; ...) betriebsmäßig zugeordnet sind, so daß
    d) ein Speisestrom/Abflußstrom-Wärmeaustausch stattfindet und das Synthesegas in einer Richtung durch die Wärmeaustauscher (7; ···) und zugehörigen Reaktionsstufen (14; ...) im wesentlichen nach außen auf den Druckmantel zu strömt.
    18. Reaktor nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet, daß ein einwandiger Druckmantel vorgesehen ist.
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    19. Reaktor nach. Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet , daß die Kreuzstromwärmeaustauscher (7; ·..) jeweils eine Mantelseite und eine Rohrseite neben einem Ende des Katalysatorbettes aufweisen.
    20. Reaktor nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet , daß das mantelseitige Strömungsmittel im jeweiligen Kreuzstromwärmeaustauscher (7 bzw. ...) radial in einer zur Strömungsrichtung der Reaktionsteilnehmer im wesentlichen senkrechten Richtung strömt.
    21. Reaktor nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet , daß die Reaktionsstufen (11; 1A-; ...) konzentrisch in einer senkrechten Reiche angeordnet sind.
    22. Reaktor nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet , daß die Reaktionsstufen (14; ...) und Wärmeaustauscher (7; ···) nebeneinanderliegend senkrecht gestapelt angeordnet sind, wobei die Reaktionsstufen (14; ...) dem Druckmantel näher als die Wärmeaustauscher (7; ...) liegen.
    25. Reaktor nach einem der Ansprüche I7 bis 22, dadurch g e kennzeichnet, daß es sich beim Synthesegas um Blausäure- oder Styrolmonomersynthesegas handelt.
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DE19803019625 1979-05-22 1980-05-22 Verfahren und reaktor zur durchfuehrung exothermer bzw. endothermer katalytischer reaktionen in der gasphase unter hohem druck Withdrawn DE3019625A1 (de)

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