DE499653C - Verfahren und Vorrichtung zur Durchfuehrung von Reaktionen zwischen Fluessigkeiten oder Gasen bei hoher Temperatur mit zentralem Reaktionsraum - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Durchfuehrung von Reaktionen zwischen Fluessigkeiten oder Gasen bei hoher Temperatur mit zentralem Reaktionsraum

Info

Publication number
DE499653C
DE499653C DEC39936D DEC0039936D DE499653C DE 499653 C DE499653 C DE 499653C DE C39936 D DEC39936 D DE C39936D DE C0039936 D DEC0039936 D DE C0039936D DE 499653 C DE499653 C DE 499653C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gases
liquids
carrying
high temperature
heat
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired
Application number
DEC39936D
Other languages
English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FRAU DR MARIA CASALE-SACCHI
Original Assignee
FRAU DR MARIA CASALE-SACCHI
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 FRAU DR MARIA CASALE-SACCHI filed Critical FRAU DR MARIA CASALE-SACCHI
Application granted granted Critical
Publication of DE499653C publication Critical patent/DE499653C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/2415Tubular reactors
    • B01J19/243Tubular reactors spirally, concentrically or zigzag wound
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00162Controlling or regulating processes controlling the pressure

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Description

  • Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung von Reaktionen zwischen Flüssigkeiten oder Gasen bei hoher Temperatur mit zentralem Reaktionsraum Bei der Durchführung von chemischen Reaktionen zwischen Flüssigkeiten bzw.
  • Gasen bei erhöhter Temperatur ist die Wiedergewinnung der Wärme der Reaktion erzeugnisse von großer wirtschaftlicher Bedeutung.
  • Fast immer wird diese Wärme dazu a erwendet, die zur Reaktion bestimmten Flüssigkeiten bzw. Gase auf Reaktionstemperatur zu bringen. Zu diesem Zwecke läßt man die Reaktionsprodukte und die zur Reaktion bestimmten Flüssigkeiten bzw. Gase durch eine-Wärmeaustauschvorrichtung hindurchgehen.
  • Auf diese Weise wird die Menge der zu verbrauchenden Außenwärme auf das Mindestmaß gebracht und bei exothermischen Reaktionen ist es sogar möglich, Außenwärme überhaupt zu entbehren.
  • Eine derartige Wärmewiedergewinnung ist in verschiedenen Industrien üblich, beispielsweise bei der Katalyse von Schwefeldioxyd und von Kühleninonoxyd sowie hei der synthetischen Erzeugung von Ammoniak und von Methylalkohol.
  • Die Wärmeaustauschvorrichtungen sind manchmal außerhalb der Reaktionsvorrichtung angeordnet, oder sie können auch einen Teil der Vorrichtung selbst bilden.
  • Mit den bisher bekannten Apparaten wird indessen der heabsichtigte Erfolg nicht immer erreicht. Beispielsweise ist eine Vorrichtung bekannt, in der um den Kontaktraum herum eine Anzahl von Zylindern aus wärmeisolierendem Stoff derartig angeordnet sind, daß dazwischen eine Anzahl hohlräume vorhanden sind, die sich parallel zur Achse des Kontaktraumes erstrecken. Innerhalb dieser Räume befinden sich an den Enden U-förmig gebogene enge Röhren von kleinem Durchmesser, durch die das katalysierte Gas im Gegenstrom zum Frischgas hindurchgeleitet wird. In diesem Apparat haben die Gase beim Durchgang einen großen Reibungswiderstand zu überwinden, der von den Wänden des Raumes, in dem die Gase selbst strömen, herrührt. Dies trifft besonders für die aus der Reaktionskammer austretenden Gase zu, die eine Reihe von Röhren mit sehr kleinem Durchmesser durchströrnen müssen. Infolgedessen ist der Betrieb dieser Vorrichtung umständlich und die Beaufsichtigung der inneren Teile des Apparates schwierig.
  • Bei der Vorrichtung gemäß vorliegender Erfindung, die dazu dient, Flüssigkeiten bzw.
  • Gase bei erhöhter Temperatur umzusetzen, wird die Wärme der Reaktionsprodukte fast gänzlich wiedergewonnen und zur Erwärmung der reagierenden Flüssigkeiten bzw.
  • Gase, gegebenenfalls aber auch zu anderen Zwecken verwendet.
  • Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionsraum in der Mitte der Vorrichtung angeordnet ist und daß der frei gelassene Raum in zwei Reihen von Ringräumen durch eine Wärmeaustauschfläche und durch eine Doppeireibe von Wänden aus wärmeleitendem oder nichtwärmeleitendem Stoff geteilt ist. In der einen Reihe der Ringräume strömen die Flüssigkeiten bzw. Gase und in der anderen die heißen Reaktionsprodukte. Diese geben ihre Wärme an die Flüssigkeiten oder Gase ab, wobei der Wärmeaustausch sich im Gegenstrom vollzieht. Die verschiedenen Teile sind voneinander unabhängig, können leicht voneinander getrennt werden und vermögen sich bei Erwärmung auszudehnen, ohne daß die Ausdehnung auf die anderen unter dem Einfluß der Wärme stehenden Teile einwirkt.
  • Die Vorrichtung ist iii einer beispielsweisen Ausführungsform in den beiliegenden Zeichnungen erläutert, in denen Abb. I einen senkrechten Schnitt, Abb. 2 einen Grundriß desselben darstellt, während Abb. 3 und 4 senkrechte Schnitte einer baulich etwas abweichenden Vorrichtung sind.
  • Natürlich ist durch diese Zeichnung die Vorrichtung nicht beschränkt, sondern kann auch anders ausgebaut werden.
  • So zeigen beispielsweise die Abb. I und 2 die Vorrichtung in zylindrischer Ausgestaltung, diese ist aber nicht für den Erfindungsgegenstand notwendig.
  • In diesen Abbildungen ist A die Außenwand der Vorrichtung, B der Raum, in dem sich die Reaktion vollzieht, und C und D zwei Deckel zum dichten Verschluß der Vorrichtung. Der obere Deckel C trägt die beiden zylindrischen Wände F, G, die bis nahe an den unteren Deckel D reichen, der seinerseits die beiden an C heranreichenden, E on den Wänden P3 G abstehenden, zylindrischen Wände H und Q trägt. Offenbar können auch mehr als zwei Wände von jedem Deckel getragen werden.
  • Zwischen diesen Wänden ist die Fläche E angeordnet, durch die der Wärmeaustausch stattfindet. Sie ist aus Metall und kann ganz oder teilweise mit Plättchen oder Rillen oder ähnlichen Vorrichtungen zur Erhöhung der Wirksamkeit des Wärmeaustausches versehen sein. In der dargestellten Ausführung besteht diese Fläche aus fünf konzentrischen Wänden J, K, L, M, 1\T, deren jede mit der vorangehenden und nachfolgenden durch zwei kreisrunde Kränze 0, P, Z, R (Abb. I), einen-am oberen und einen am unteren Rande, verbunden sind.
  • Die kalten reagierenden Flüssigkeiten bzw.
  • Gase können z. B. bei I eintreten und durch die Räume zwischen den Wänden A und J, K und H, H und L, M und' Q, Q und N hindurchströmen und so in den Raum B treten, wo sich die Reaktion vollzieht und dann durch die Ritume zwischen den Wänden G und M, G und L, K und F, F und J hindurch bei 2 austreten. Natürlich können die Flüssigkeiten bzw. Gase auch bei 2 eintreten und die Reaktionsprodukte bei I austreten.
  • Wenn die sich in B vollziehende Reaktion endothermisch oder nur schwach exothermisch ist, so kann z. B. der Raum zwischen Q und N mit einer elektrischen Eeizvorrichtung, z. B. einer Spule (wie in Abb. 3) versehen sein, wobei dann die kalten Flüssigkeiten bzw. Gase bei I eintreten. Diese Heizvorrichtung kann im Innern der Anlage angeordnet sein, wie z. B. in Abb. 4 dargestellt.
  • Abb. 5 gibt eine praktisch sehr vorteilhafte Ausgestaltung der in ihren Hauptzügen in Abb. I dargestellten Vorrichtung wieder.
  • Abb. 6 stellt einen senkrechten Schnitt des unteren Teiles eines Bestandteiles dieser Vorrichtung dar. Abb. 7 gibt den Grundriß desselben Bestandteiles wieder.
  • Bei der Vorrichtung nach Abb. 5 ist der mittlere Teil W durch Flanschen V mit dem zweiten von den beiden zylindrischen Flächen S und T gebildeten Teil der Vorrichtung verbunden.
  • Diese zylindrischen Oberflächen sind durch einen kreisförmigen Kranz U miteinander verbunden, der daran in an sich bekannter Weise, z. B. durch Schweißen, befestigt ist; In analoger Weise ist auch ein dritter Teil der Vorrichtung mit dem zweiten durch Flanschen V' verbunden.
  • Die Dichtung der Flanschen gegen Flüssigkeiten oder Gase kann durch eine Packung erzielt werden, die jeweils den in der Vorrichtung sich abspielenden Reaktionen entsprechend gewählt wird. Diese Packung ist am kälteren Teil der Vorrichtung angeordnet.
  • Aus dem Bau der Anlage geht klar hervor, daß man nur die Zahl und Abmessungen der Wärmeaustauschflächen zu ändern braucht, um die in den heißen Reaktionserzeugnissen enthaltene Wärme zum größten Teil wiederzugewinnen.
  • Ein anderer Vorteil besteht darin, daß die Temperatur in der Vorrichtung regelmäßig von innen nach außen abnimmt. Dies ist besonders dann sehr wichtig, wenn die Vorrichtung unter Druck steht, denn in diesem Falle hat die dem Druck ausgesetzte Wand A eine sehr niedrige Temperatur. Sie ist somit mechanisch besser widerstandsfähig und u. auch gegen chemischen Angriff geschützt, dem sie durch Berührung mit den Flüssigkeiten bzw. Gasen bei höheren Temperaturen ausgesetzt sein kann. Die Flüssigkeiten bzw.
  • Gase, zwischen denen der Wärmeaustausch stattfindet, fließen im Gegenstrom, so daß ein schneller und vollständiger Wärmeaustausch erzielt wird.
  • Die Wände F, G, H, Q brauchen nicht aus nichtleitenden Stoffen zu bestehen, denn der Wärmeunterschied zwischen den Flüssigkeiten bzw. Gasen an den beiden Seiten jeder Wand ist verhältnismäßig so gering, daß die etwa hindurchgehende Wärmemenge belanglos ist. Die Vorrichtung kann also ganz aus Metall bestehen.
  • Wie aus den Zeichnungen zu entnehmen ist, werden die durch Temperatursdnvankungen in der Vorrichtung hervorgerufenen Ausdehnungen in keiner Weise behindert.
  • Eine Beschädigung der Anlage oder eine Beeinträchtigung des Arbeitsganges der Vorrichtung kann nicht auftreten. Dieses Ergebnis wird ohne Zuhilfenahme von Stopfbüchsen oder Ausdehnungskupplungen erreicht. Hierdurch ist der Bau der Vorrichtung sehr vereinfacht und ein etwaiger Ein-und Abbau erleichtert.
  • Wenn einer der reagierenden Körper aus Dämpfen eines unter gewöhnlichen Temperaturverhältnissen flüssigen oder festen Stoffes besteht oder aber aus einer Flüssigkeit, die durch Schmelzen eines bei gewöhnlicher Temperatur festen Stoffes gewonnen ist, so ist es möglich, wenn die heißen Reaktionserzeugnisse eine für den Zweck ausreichende Wärmemenge besitzen, diesen Stoff an einem gegebenen Punkte in den Lauf der reagierenden Flüssigkeiten bzw. Gase einzuführen, so daß die Verdampfung bzw.
  • Verflüssigung dieses Stoffes durch die von den Reaktionserzeugnissen gewonnene Wärme bewirkt wird.
  • Die Vorrichtung ist für katalytische Reaktionen ebenso gut geeignet, wie für nicht katalytische Reaktionen. Wenn mit Katalysatoren gearbeitet wird, so können diese durch Öffnungen in den Deckeln C und D ein-und ausgeführt werden. Man kann also die Vorrichtung beschicken und entladen, ohne die Deckel abnehmen zu miissen.

Claims (5)

  1. PATENTANSPRÜCHE : I. Vorrichtung zur Durchführung von Reaktionen zwischen Flüssigkeiten oder Gasen bei hoher Temperatur mit zentralem Reaktionsraum, dadurch gekennzeichnet, daß um den Reaktionsraum herum zwei Reihen von Ringräumen angeordnet sind, welche gebildet werden durch am Boden bzw. am Deckel des Apparates befestigte Zwischenwände aus wärmeleitenden oder nichtleitenden Stoffen (F, G bzw. H, Q) und durch eine Reihe dazwischen angeordneter miteinander verbundener Wärmeaustauschflächen (J, X, L, 1iI, H), wobei die einzelnen Teile voneinander unabhängig und leicht trennbar sind, und die Möglichkeit besitzen, sich bei Erwärmung ohne gegenseitige Behinderung auszudehnen.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß in dem letzten von den umzusetzenden Gasen oder Flüssigkeiten durchströmten Ringraum eine elektrische Heizvorrichtung angeordnet ist.
  3. 3. Verfahren zur Durchführung von Flüssigkeits- oder Gasreaktionen bei hoher Temperatur, dadurch gekennzeichnet, daß die Frisch- und Abgase bzw. die zum und abströmenden Flüssigkeiten unter Verwendung des in den Ansprüchen I und 2 gekennzeichneten Apparates ihre Wärme im Gegenstrom gegeneinander austauschen, wobei die Frischgase oder die umzusetzenden Flüssigkeiten durch die eine, die Abgase oder die umgesetzten Flüssigkeiten durch die andere Reihe von Ringräumen strömen.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein unter gewöhnlichen Temperaturverhältnissen flüssiger oder fester Stoff durch eine Pumpe oder einen Trichter oder eine andere gewöhnliche Vorrichtung an einem beliebigen Punkt in den Lauf der Gase eingeführt und dort auf Kosten der wiedergewonnenen Wärme verflüssigt oder verdampft wird.
  5. 5. Verfahren nach Ansprüchen 3 und. dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion bei Gegenwart eines Katalysators unter Druck stattfindet.
DEC39936D 1926-06-22 1927-06-09 Verfahren und Vorrichtung zur Durchfuehrung von Reaktionen zwischen Fluessigkeiten oder Gasen bei hoher Temperatur mit zentralem Reaktionsraum Expired DE499653C (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT499653X 1926-06-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE499653C true DE499653C (de) 1930-06-12

Family

ID=11271964

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEC39936D Expired DE499653C (de) 1926-06-22 1927-06-09 Verfahren und Vorrichtung zur Durchfuehrung von Reaktionen zwischen Fluessigkeiten oder Gasen bei hoher Temperatur mit zentralem Reaktionsraum

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE499653C (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1028539B (de) * 1955-12-09 1958-04-24 Basf Ag Vorrichtung zur kontinuierlichen Durchfuehrung chemischer und physikalischer Verfahren
DE1091568B (de) * 1957-08-02 1960-10-27 Bergwerksgesellschaft Hibernia Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Durchfuehrung von Reaktionen zwischen Gasen und Fluessigkeiten
DE1112237B (de) * 1956-08-24 1961-08-03 Unilever Nv Vorrichtung zum Behandeln von OElen und Fetten mit einem Gas oder mit Dampf, insbesondere zur Desodorisierung von OElen und Fetten durch Einleiten von Dampf
DE1293723B (de) * 1966-03-07 1969-04-30 Wolkenhauer Carl Absetzbehaelter fuer fluessige Medien, insbesondere fuer Wasser, Waschlaugen oder Schmieroel
EP0107215A1 (de) * 1982-10-07 1984-05-02 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Reaktor für exothermische oder endothermische chemische Verfahren

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1028539B (de) * 1955-12-09 1958-04-24 Basf Ag Vorrichtung zur kontinuierlichen Durchfuehrung chemischer und physikalischer Verfahren
DE1112237B (de) * 1956-08-24 1961-08-03 Unilever Nv Vorrichtung zum Behandeln von OElen und Fetten mit einem Gas oder mit Dampf, insbesondere zur Desodorisierung von OElen und Fetten durch Einleiten von Dampf
DE1091568B (de) * 1957-08-02 1960-10-27 Bergwerksgesellschaft Hibernia Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Durchfuehrung von Reaktionen zwischen Gasen und Fluessigkeiten
DE1293723B (de) * 1966-03-07 1969-04-30 Wolkenhauer Carl Absetzbehaelter fuer fluessige Medien, insbesondere fuer Wasser, Waschlaugen oder Schmieroel
EP0107215A1 (de) * 1982-10-07 1984-05-02 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Reaktor für exothermische oder endothermische chemische Verfahren
US4590044A (en) * 1982-10-07 1986-05-20 Shell Oil Company Multistage reactor for exothermic or endothermic chemical processes

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0433222A1 (de) Reaktor für heterogene Reaktionsführung mit Katalysatorkörper
DE602004000055T2 (de) Horizontaler Reaktor, insbesondere für die Herstellung von Methanol
EP1147807A2 (de) Reaktor für die katalytische Umsetzung von Reaktionsmedien, insbesondere von gasförmigen Reaktionsmedien
EP0160161B1 (de) Wärmetauscher zum Kühlen von Gasen
DE499653C (de) Verfahren und Vorrichtung zur Durchfuehrung von Reaktionen zwischen Fluessigkeiten oder Gasen bei hoher Temperatur mit zentralem Reaktionsraum
EP3380222A1 (de) Modulare katalysatormonolithe
DE2952178C2 (de) Wärmespeicheranlage zum Einspeichern von Sonnen- oder Abwärme in mehrere Speichertanks
DE60116459T2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Wasserstoff und Kohlenmonoxid enthaltenden Gemisches
DE2126248A1 (de) Anlage und Verfahren für den Wärme austausch von Flüssigkeiten
DE3643303A1 (de) Vorrichtung zum waermetausch, insbesondere zwischen synthesegas- und kesselspeisewasser
DE60224068T2 (de) Verfahren und reaktor zur durchführung chemischer reaktionen unter pseudoisothermen bedingungen
DE2410495A1 (de) Waermeaustauscher
DE892456C (de) Vorrichtung zur Ausfuehrung exothermer Reaktionen
DE1768776B2 (de) Verfahren zur herstellung einer waessrigen harnstoffloesung
DE1601228A1 (de) Waermetauscher
DE586685C (de) Dampfkessel fuer Zentralheizungsanlagen
DE816995C (de) Waermeaustauscher
DE319560C (de) Vorwaermer
DE675182C (de) Waermeaustauschvorrichtung fuer die Durchfuehrung katalytischer Gasreaktionen
DE3705476A1 (de) Nichtmetallische kolonnenpackung zur kontaktierung fluider phasen und verfahren zu ihrer herstellung
EP0412593A2 (de) Vorrichtung zum katalytischen Umsetzen eines H2S und SO2 enthaltenden Gasgemisches nach dem Clausverfahren
DE1072965B (de) Vorrichtung für die Abscheidung von Sublimations- und Kondensationsprodukten aus als Trägergas dienenden Dampf-Gas-Gemischen, insbesondere von Phthalsäureanhydrid
DE3934032A1 (de) Waermeuebertragungs- oder fuellkoerperelement
DE1551055C (de) Abhitzekessel zur Beheizung durch bei der Druckolvergasung anfallenden korrosi ven Gasen hohen Druckes und hoher Tempera tür
DE2423480A1 (de) Regenerativwaermeaustauscher