NL1024111C2 - Chemical reaction, e.g. for partial oxidation of alkanes into alkenes, uses regenerative heat exchanger containing bed of catalyst particles for alternate reaction mixtures to flow through - Google Patents

Chemical reaction, e.g. for partial oxidation of alkanes into alkenes, uses regenerative heat exchanger containing bed of catalyst particles for alternate reaction mixtures to flow through Download PDF

Info

Publication number
NL1024111C2
NL1024111C2 NL1024111A NL1024111A NL1024111C2 NL 1024111 C2 NL1024111 C2 NL 1024111C2 NL 1024111 A NL1024111 A NL 1024111A NL 1024111 A NL1024111 A NL 1024111A NL 1024111 C2 NL1024111 C2 NL 1024111C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
bed
heat
particulate material
compartment
heat exchanger
Prior art date
Application number
NL1024111A
Other languages
Dutch (nl)
Inventor
Nicolaas Richardus Bootsveld
Hendrik Visscher
Original Assignee
Tno
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 Tno filed Critical Tno
Priority to NL1024111A priority Critical patent/NL1024111C2/en
Application granted granted Critical
Publication of NL1024111C2 publication Critical patent/NL1024111C2/en

Links

Classifications

    • 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
    • B01J8/08—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles
    • B01J8/087—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
    • B01J8/0242—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 flow within the bed being predominantly vertical
    • 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
    • B01J8/0278—Feeding reactive fluids
    • 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
    • B01J8/08—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles
    • B01J8/085—Feeding reactive fluids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/02—Preparation of sulfur; Purification
    • C01B17/04—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides
    • C01B17/0404—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides by processes comprising a dry catalytic conversion of hydrogen sulfide-containing gases, e.g. the Claus process
    • C01B17/046—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides by processes comprising a dry catalytic conversion of hydrogen sulfide-containing gases, e.g. the Claus process without intermediate formation of sulfur dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/02—Preparation of sulfur; Purification
    • C01B17/04—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides
    • C01B17/0404—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides by processes comprising a dry catalytic conversion of hydrogen sulfide-containing gases, e.g. the Claus process
    • C01B17/046—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides by processes comprising a dry catalytic conversion of hydrogen sulfide-containing gases, e.g. the Claus process without intermediate formation of sulfur dioxide
    • C01B17/0469—Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides by processes comprising a dry catalytic conversion of hydrogen sulfide-containing gases, e.g. the Claus process without intermediate formation of sulfur dioxide at least one catalyst bed operating below the dew-point of sulfur
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/46—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using discontinuously preheated non-moving solid materials, e.g. blast and run
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
    • C01C1/00—Ammonia; Compounds thereof
    • C01C1/02—Preparation, purification or separation of ammonia
    • C01C1/04—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase
    • C01C1/0405—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase from N2 and H2 in presence of a catalyst
    • C01C1/0417—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase from N2 and H2 in presence of a catalyst characterised by the synthesis reactor, e.g. arrangement of catalyst beds and heat exchangers in the reactor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • C07C5/42—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with a hydrogen acceptor
    • 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
    • B01J2208/00265—Part of all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling
    • B01J2208/00274—Part of all of the reactants being heated or cooled outside the reactor while recycling involving reactant vapours
    • 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
    • B01J2208/02—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor with stationary particles
    • B01J2208/023—Details
    • B01J2208/027—Beds
    • B01J2208/028—Beds rotating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0233—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being a steam reforming step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Abstract

The reaction is carried out using a regenerative heat exchanger (1) with at least one compartment (2, 3) containing a bed of catalyst particles (10). A first flow of reaction mixture fluid and a second flow of reaction mixture are passed through or over the bed alternately. The first flow donates heat to the bed and the second flow removes heat from the bed. The first and/or second flow comprises a reaction mixture which gives off heat or absorbs heat during reaction : A method for generating a chemical reaction involves using a regenerative heat exchanger comprising at least one compartment and connection means for placing the heat exchanger in at least two pipe systems (4-7). The compartment contains a bed of particulate material and a first flow of fluid and a second flow of fluid are passed through or over the bed alternately. The first flow donates heat to the bed and the second flow removes heat from the bed. The first and/or second flow comprises a reaction mixture which gives off heat or absorbs heat during the chemical reaction. An independent claim is also included for an apparatus for carrying out the above method, in which at least one compartment contains a catalyst bed of particulate material for catalyzing the chemical reaction.

Description

• ·κ *• · κ *

Titel: Werkwijze voor het bewerkstelligen van een chemische reactie en een apparaat voor het bewerkstelligen van een chemische reactie 5 De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het bewerkstelligen van een chemische reactie en een apparaat voor het bewerkstelligen van een chemische reactie.Title: Method for effecting a chemical reaction and an apparatus for effecting a chemical reaction. The invention relates to a method for effecting a chemical reaction and an apparatus for effecting a chemical reaction.

Chemische reacties vinden op industriële schaal normaal gesproken plaats in een reactor, bijvoorbeeld een reactorvat. Afhankelijk van het type te 10 bewerkstelligen chemische reactie, de mate waarin en de effectiviteit waarmee men de chemische reactie wil doen laten plaatsvinden, zal een bepaald type reactor worden gekozen. Vandaar dat er een grote verscheidenheid aan reactoren bestaat.Chemical reactions normally take place on an industrial scale in a reactor, for example a reactor vessel. Depending on the type of chemical reaction to be effected, the extent to which and the effectiveness with which the chemical reaction is to be effected, a certain type of reactor will be chosen. That is why there is a wide variety of reactors.

Verrassenderwijs is nu gevonden dat een chemische reactie op een bijzonder gunstige wijze kan worden bewerkstelligd wanneer men de chemische 15 reactie laat plaatsvinden in een regeneratieve warmtewisselaar welke tenminste één compartiment omvat dat voorzien is van een bed mét deeltjesvormig materiaal dat alternerend van een eerste fluïdumstroom warmte opneemt en aan een tweede fluïdumstroom warmte afgeeft, waarbij tenminste één van de twee fluïdumstromen een reactiemengsel ie. Op deze manier wordt op een optimale manier gebruik 20 gemaakt van de warmte die wordt afgegeven aan het bed met deeltjesvormig materiaal.It has now surprisingly been found that a chemical reaction can be effected in a particularly favorable manner if the chemical reaction is allowed to take place in a regenerative heat exchanger which comprises at least one compartment which is provided with a bed of particulate material which absorbs heat alternately from a first fluid stream. and delivering heat to a second fluid stream, wherein at least one of the two fluid streams is a reaction mixture. In this way optimum use is made of the heat that is released to the bed of particulate material.

De onderhavige uitvinding heeft derhalve betrekking op een werkwijze voor het bewerkstelligen van een chemische reactie onder gebruikmaking van een regeneratieve warmtewisselaar die tenminste één compartiment omvat en 25 aansluitmiddelen om de warmtewisselaar in tenminste twee leidingstelsels te kunnen opnemen, waarbij tenminste het ene compartiment is voorzien van een bed met deelljesvormig materiaal, waarbij alternerend een eerste en een tweede fluïdumstroom door of over het bed met deelijesvormig materiaal worden geleid, waarbij de eerste fluïdumstroom warmte aan het deeltjesvormig materiaal afgeeft 30 en de tweede fluïdumstroom warmte van het deeltjesvormig materiaal opneemt, en waarbij de eerste en/of tweede fluïdumstroom een reactiemengsel is dat respectievelijk warmte afgeeft of warmte opneemt terwijl de chemische reactie plaatsvindt.The present invention therefore relates to a method for effecting a chemical reaction using a regenerative heat exchanger comprising at least one compartment and connecting means for accommodating the heat exchanger in at least two pipe systems, wherein at least the one compartment is provided with a bed with particle-shaped material, wherein alternatively a first and a second fluid stream are passed through or over the bed of partial-material, wherein the first fluid stream transfers heat to the particulate material and the second fluid stream absorbs heat from the particulate material, and wherein the first and / or the second fluid stream is a reaction mixture that releases heat or absorbs heat while the chemical reaction is taking place.

102411/ I 2 I Op deze wijze wordt een chemische reactie op een energetisch bijzonder I attractieve manier bewerkstelligd.102411 / I 2 I In this way a chemical reaction is effected in a particularly energetically attractive manner.

I Regeneratieve warmtewisselaars zijn als zodanig bekend en omvatten I doorgaans tenminste één compartiment en aansluitmiddelen om deRegenerative heat exchangers are known per se and generally comprise at least one compartment and connecting means around the

5 warmtewisselaar in tenminste twee leidingstelsels te kunnen opnemen. Dergelijke I5 to be able to accommodate a heat exchanger in at least two pipe systems. Such I

I regeneratieve warmtewisselaars worden in velerlei gebieden toegepast om een rendementsverhoging en energiebesparing te realiseren. Met behulp van een I dergelijke regeneratieve warmtewisselaar is de in een fluïdumstroom bevatte restwarmte of restkoude te benutten om een andere fluïdumstroom (of ander 10 gedeelte van dezelfde fluïdumstroom) te verwarmen respectievelijk af te koelen.I regenerative heat exchangers are used in many areas to achieve efficiency gains and energy savings. With the aid of such a regenerative heat exchanger, the residual heat or residual cold contained in a fluid stream can be utilized to heat or cool another fluid stream (or part of the same fluid stream).

I Eén compartiment wordt hierbij alternerend door één fluïdumstroom opgewarmd I en door een andere fluïdumstroom afgekoeld, waarbij de tussentijds opgeslagen warmte van de ene fluïdumstroom op de andere fluïdumstroom wordt I overgedragen. Dergelijke regeneratieve warmtewisselaars kunnen zowel van het I 15 statische als roterende type zijn.One compartment is herein alternately heated by one fluid stream and cooled by another fluid stream, the heat stored in between being transferred from one fluid stream to the other fluid stream. Such regenerative heat exchangers can be of both the static and rotating type.

I De toepassing van dergelijke regeneratieve warmtewisselaars voor het I bewerkstelligen van een chemische reactie is echter uniek en verrassend. Niet I alleen omdat deze toepassing een energiebesparing bewerkstelligt, maar ook omdat I de chemische reactie beter kan verlopen, en er een verkleining van het I 20 reactorvolume kan worden gerealiseerd.However, the use of such regenerative heat exchangers for effecting a chemical reaction is unique and surprising. Not only because this application achieves an energy saving, but also because the chemical reaction can proceed better and a reduction of the reactor volume can be realized.

I In de werkwijze volgens de onderhavige aanvrage geeft de eerste IIn the method according to the present application, the first I

fluïdumstroom warmte af aan het deeltjesvormig materiaal, terwijl de tweede Ifluid flow transfers heat to the particulate material, while the second I

I fluïdumstroom warmte van het deeltjesvormig materiaal opneemt. Zo kan > II fluid stream absorbs heat from the particulate material. This way> I

I bijvoorbeeld de eerste fluïdumstroom een reactiemengsel omvatten dat in een IFor example, the first fluid stream comprises a reaction mixture that is in an I

25 compartiment van een regeneratieve warmtewisselaar een chemische reactie I25 compartment of a regenerative heat exchanger a chemical reaction I

I ondergaat onder afgifte van warmte aan het in het compartiment aanwezige II undergoes transfer of heat to the I present in the compartment

I deeltjesvormig materiaal, terwijl de tweede fluïdumstroom een medium omvat dat II particulate material, while the second fluid stream comprises a medium that I

I in het compartiment warmte opneemt van het deelijesvormig materiaal. In een II absorbs heat from the sub-material in the compartment. In an I

I andere geschikte uitvoeringsvorm omvat de eerste fluïdumstroom een medium dat IIn another suitable embodiment, the first fluid flow comprises a medium that I

30 in een compartiment van een regeneratieve warmtewisselaar warmte afgeeft aan I30 transfers heat to I in a compartment of a regenerative heat exchanger

I het daarin aanwezige deeltjesvormig materiaal, terwijl de tweede fluïdumstroom IThe particulate material present therein, while the second fluid stream I

I een reactiemengsel omvat dat in het compartiment een chemische reactie II comprises a reaction mixture containing a chemical reaction in the compartment

I 1 n ? 41 ii__II 1 n? 41 ii__I

3 ) r ondergaat onder opneming van warmte van het deeltjesvormig materiaaL Het bovengenoemde medium kan bijvoorbeeld een gas zijn. Voorbeelden van een geschikt medium zijn: lucht, aardgas, biogas, reactiemengsel uit de chemische procesindustrie, afgassen, tussenproducten uit de kolenvergassing en 5 biomassavergassing. In de werkwijze volgens de uitvinding zijn vaak beide fluïdumstromen een reactiemengsel. Zo kan bijvoorbeeld de eerste fluïdumstroom een afgas zijn met organische verbindingen die adsorberen aan een katalysator onder afgifte van warmte, terwijl de tweede fluïdumstroom lucht ie als zuurstofbevattend gas dat met deze organische verbindingen reageert onder 10 opname van warmte.3) undergoes heat absorption of the particulate material. The above-mentioned medium may be, for example, a gas. Examples of a suitable medium are: air, natural gas, biogas, reaction mixture from the chemical process industry, waste gases, intermediates from coal gasification and biomass gasification. In the method according to the invention, often both fluid flows are a reaction mixture. For example, the first fluid stream can be an off-gas with organic compounds that adsorb to a catalyst while releasing heat, while the second fluid stream is air as an oxygen-containing gas that reacts with these organic compounds while absorbing heat.

De volgens de uitvinding te gebruiken regeneratieve warmtewisselaar heeft goede warmte-overdrachtseigenschappen, waarbij warmte aan de ene fluïdumstroom kan worden onttrokken en aan de andere fluïdumstroom kan worden overgedragen.The regenerative heat exchanger to be used according to the invention has good heat transfer properties, whereby heat can be extracted from one fluid stream and transferred to the other fluid stream.

15 Het is volgens de uitvinding bijzonder gunstig wanneer de verhouding (e) van het volume aan deeltjesvormige materiaal tot het door het bed ingenomen volume tussen 0,2 en 0,8 ligt.According to the invention, it is particularly advantageous if the ratio (e) of the volume of particulate material to the volume occupied by the bed is between 0.2 and 0.8.

Bij een dergelijke verhouding is een goede doorstroming van het bed en tegelijk een goede uitwisseling van warmte en damp te realiseren.With such a ratio, a good flow of the bed and at the same time a good exchange of heat and vapor can be achieved.

20 Bij voorkeur ligt de equivalente diameter (D) van de deeltjes van het deeltjesvormige materiaal tussen 1 en 25 mm, waarbij de equivalente diameter D is hierbij gedefinieerd als 25 waarin V het volume aan vast materiaal van een deeltje is of de som van het volume aan vast materiaal van het deeltje en het volume van het daarin ingesloten vloeibaar materiaal.Preferably, the equivalent diameter (D) of the particles of the particulate material is between 1 and 25 mm, the equivalent diameter D being herein defined as wherein V is the volume of solid material of a particle or the sum of the volume to solid material of the particle and the volume of the liquid material contained therein.

Dergelijk deeltjesvormig materiaal kan een bijzonder gunstig warmte-uitwisseling bewerkstelligen.Such particulate material can bring about a particularly favorable heat exchange.

1024111 > * 4 •1024111> * 4 •

In een bijzonder geschikte regeneratieve warmtewisselaar die in de werkwijze volgens de uitvinding kan worden toegepast, voldoen de fysische eigenschappen van het deeltjesvormige materiaal, de equivalente diameter van het deeltjesvormige materiaal, en de dimensies van de warmtewisselaar aan de 5 volgende relatie:In a particularly suitable regenerative heat exchanger that can be used in the method according to the invention, the physical properties of the particulate material, the equivalent diameter of the particulate material, and the dimensions of the heat exchanger satisfy the following relationship:

ADXADX

6 =-------------------------------- <0.16 = -------------------------------- <0.1

10 2miucfatCpL2 I10 2 miucfatCpL 2 I

waarinin which

A = totaal warmtewisselend oppervlak van de deeltjes in één compartiment, in m* IA = total heat exchanging surface of the particles in one compartment, in m * I

D ~ gemiddelde equivalente diameter van de deeltjes in m 15 λ = warmtegeleidingscoëffidënt deeltjes in W/mKD ~ average equivalent diameter of the particles in m 15 λ = thermal conductivity particles in W / mK

mlucht= massaetroom lucht in kg/s Imlucht = mass flow of air in kg / s I

Cp = soortelijke warmte lucht in J/KgK ICp = specific heat air in J / KgK I

I L = lengte bed in m. II L = bed length in meters. I

I Op basis van de voorgaande formule zijn vele soorten materiaal als II On the basis of the preceding formula, many types of material are like I

20 deeltjesvormig materiaal bruikbaar. Het deeltjesvormig materiaal kan één of meer IParticulate material useful. The particulate material can be one or more I

I van de volgende materialen omvatten: keramisch materiaal, glas, en/of II of the following materials include: ceramic, glass, and / or I

I hygroscopisch materiaal. De deeltjes kunnen hierbij op zich uit één of meer van II hygroscopic material. The particles can in this case be taken from one or more of I

I deze materialen zijn samengesteld, maar ook is het denkbaar, het bed op te bouwen II these materials have been assembled, but it is also conceivable to build the bed I

I uit verschillende deeltjes, bijvoorbeeld een mengsel van glasdeeltjes en keramische II from different particles, for example a mixture of glass particles and ceramic I

25 deeltjes. De deeltjes van het deeltjesvormig materiaal kunnen kunnen I25 particles. The particles of the particulate material can be I

I verschillende vormen hebben. Zo kunnen de deeltjes bijvoorbeeld bol·, ring* of II have different forms. For example, the particles may be convex, ring * or I

I etaafvormig zijn. In het bijzonder zijn met bolvormige deeltjes goede resultaten te II are tiered. Good results can be achieved with spherical particles in particular

I verkrijgen. II obtain. I

I In een bijzonder gunstige uitvoeringsvorm omvat het deeltjesvormig IIn a particularly favorable embodiment, it comprises particulate I

I 30 materiaal een materiaal met katalytische activiteit. Het bed met deeltjesvormig IMaterial is a material with catalytic activity. The bed with particulate I

materiaal kan dan bijvoorbeeld een katalysatorbed zijn. Het deeltjesvormig Imaterial can then for example be a catalyst bed. The particulate I

I materiaal kan bijvoorbeeld katalysatordeeltjes omvatten waarbij het katalytisch IFor example, the material may comprise catalyst particles in which the catalytic I

I 10241 11 __ > « 5 actieve materiaal op een dragermateriaal is aangebracht. Het dragermateriaal kan dan bijvoorbeeld een keramisch materiaal of glas zijn, zoals bijvoorbeeld drager materialen als silica, alumina en titania. In het bijzonder zijn met bolvormige katalysator deeltjes goede resultaten te bereiken.The active material is applied to a carrier material. The carrier material can then for example be a ceramic material or glass, such as for example carrier materials such as silica, alumina and titania. Particularly good results can be achieved with spherical catalyst particles.

5 In een andere uitvoeringsvorm kan het bed met deeltjesvormig materiaal een biofilter zijn dat bijvoorbeeld een compost omvat. Een dergelijk biofilter kan bijvoorbeeld worden toegepast in het afbreken van organische componenten in een afgasetroom.In another embodiment, the bed of particulate material can be a biofilter that comprises, for example, a compost. Such a biofilter can be used, for example, in breaking down organic components in an off-gas stream.

Bij voorkeur wordt de werkwijze volgens de uitvinding uitgevoerd onder 10 gebruikmaking van een regeneratieve warmtewisselaar die twee compartimenten omvat, alsmede wisselmiddelen waarmee het ene en het andere compartiment gelijktijdig worden opgenomen in het ene of andere leidingstelsel. Op deze wijze kan er tussen de twee compartimenten op een gunstige wijze warmteuitwisseling plaatsvinden. Zo kan bijvoorbeeld de eerste fluïdumstroom een reactiemengsel 15 omvatten dat in het eerste compartiment van een regeneratieve warmtewisselaar een chemische reactie ondergaat onder afgifte van warmte aan het in compartiment aanwezige deeltjesvormig materiaal, terwijl de tweede fluïdumstroom een medium omvat dat in het tweede compartiment van de regeneratieve warmtewisselaar warmte opneemt van het deeltjesvormig 20 materiaal. In een andere geschikte uitvoeringsvorm omvat de eerste fluïdumstroom een medium dat in het eerste compartiment van een regeneratieve warmtewisselaar warmte afgeeft aan het daarin aanwezige deeltjesvormig materiaal, terwijl de tweede fluïdumetroom een reactiemengsel omvat dat in het tweede compartiment een chemische reactie ondergaat onder opneming van 25 warmte van het deeltjesvormig materiaal. De reeds hierboven genoemde media kunnen geschikt als medium worden toegepast.The method according to the invention is preferably carried out using a regenerative heat exchanger comprising two compartments, as well as changing means with which the one and the other compartment are simultaneously included in the one or other pipe system. In this way heat exchange can take place advantageously between the two compartments. For example, the first fluid stream may comprise a reaction mixture which undergoes a chemical reaction in the first compartment of a regenerative heat exchanger while delivering heat to the particulate material present in the compartment, while the second fluid stream comprises a medium contained in the second compartment of the regenerative heat exchanger absorbs heat from the particulate material. In another suitable embodiment, the first fluid stream comprises a medium that in the first compartment of a regenerative heat exchanger transfers heat to the particulate material present therein, while the second fluid stream comprises a reaction mixture that undergoes a chemical reaction in the second compartment while taking up heat of the particulate material. The media already mentioned above can suitably be used as a medium.

Bij voorkeur wordt de met de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding te bewerkstelligen chemische reactie gekozen uit de groep van ammonolyse, partiële oxidatie van zwavelwaterstof tot zwavel, partiële oxidatie 30 van alkanen of een mengeel van alkanën en alkenen tot alkenen en dialkenen, productie van dimethyltereftalaat en stoom reforming. Bij nog meer voorkeur wordt de chemische reactie gekozen uit de groep van de productie van aniline uit 1024111Preferably, the chemical reaction to be effected by the process of the present invention is selected from the group of ammonolysis, partial oxidation of hydrogen sulphide to sulfur, partial oxidation of alkanes or a mixture of alkanes and olefins to olefins and diolefins, production of dimethyl terephthalate and steam reforming. Even more preferably, the chemical reaction is selected from the group of aniline production from 1024111

ι II

I 6 II 6 I

I ammoniak en phenol, partiële oxidatie van butaan of een mengeel van II ammonia and phenol, partial oxidation of butane or a mixture of I

I butaan/buteen tot buteen of butadieen, partiële oxidatie van zwavelwaterstof tot II butane / butene to butene or butadiene, partial oxidation of hydrogen sulphide to I

I zwavel, partiële oxidatie van isopentaan tot ieopenteen, en de productie van ISulfur, partial oxidation of isopentane to ieopentene, and the production of I

I ammoniak uit synthesegas. Het zal duidelijk zijn dat het reactiemengsel de II ammonia from synthesis gas. It will be appreciated that the reaction mixture is the I

I 5 benodigde componenten moet omvatten om de beoogde chemische reactie te doen II 5 must include the components required to perform the intended chemical reaction

I plaatsvinden. II take place. I

I In dergelijke chemische reacties kunnen bekende katalysatorsystemen IKnown catalyst systems can be used in such chemical reactions

I worden gebruikt. II are used. I

I Bij voorkeur wordt in de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding de IPreferably, in the method according to the present invention, the I

I 10 eerste fluïdum stroom binnen comp re ssie middelen gecomprimeerd, waarbij de IThe first fluid stream is compressed within compression means, the I

I temperatuur en de druk van de fluïdumstroom toenemen, en vervolgens wordt de II temperature and pressure of the fluid flow increase, and then the I

I gecomprimeerde fluïdumstroom door of over het bed met deeltjesvormig materiaal II compressed fluid flow through or over the bed of particulate material I

I geleid, waarna de aldus verkregen fluïdumstroom binnen expansiemiddelen wordt II, after which the fluid flow thus obtained is expanded within expansion means

I geëxpandeerd waarbij de temperatuur en de druk van de fluïdumstroom afnemen. II expanded whereby the temperature and pressure of the fluid flow decrease. I

I 15 Bij voorkeur omvatten de compressiemiddelen en de expansiemiddelen IPreferably, the compression means and the expansion means comprise I

I elk een rotor die door middel van elektrische variabele transmissie worden II each a rotor which is made by means of electrically variable transmission

I aangedreven. II powered. I

I De temperatuur en de druk van het reactiemengsel laten zich wanneer de IThe temperature and the pressure of the reaction mixture occur when the I

I compressiemiddelen een rotor omvatten op voordelige wijze regelen door het ICompression means comprise a rotor advantageously controlled by the I

I 20 toerental van de rotor te regelen. II 20 rotor speed control. I

In een geschikte uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de IIn a suitable embodiment of the method according to I

I onderhavige uitvinding omvat de regeneratieve warmtewieselaar twee IIn the present invention, the regenerative heat exchanger comprises two

I compartimenten die beide zijn voorzien van een katalyeatorbed van deeltjesvormig II compartments, both of which are provided with a catalyst bed of particulate I

I materiaal, en vindt de chemische reactie in het eerste compartiment plaats, terwijl II material, and the chemical reaction takes place in the first compartment, while I

I 25 in het tweede compartiment gedeactiveerde katalysator deeltjes worden ICatalyst particles deactivated in the second compartment become I

I geregenereerd. In een andere geschikte uitvoeringsvorm vindt de regeneratie van II regenerated. In another suitable embodiment, the regeneration of I

I de katalystordeeltjes plaats in het eerste compartiment, terwijl de chemische II place the catalyst particles in the first compartment, while the chemical I

I reactie plaatsvindt in het tweede compartiment. II reaction takes place in the second compartment. I

I De uitvinding heeft voorts betrekking op een apparaat voor het IThe invention further relates to an apparatus for the I

I 30 bewerkstelligen van een chemische reactie omvattende een regeneratieve II cause a chemical reaction comprising a regenerative I

I warmtewieselaar (1) die tenminste één compartiment (2,3) omvat alsmede IHeat exchanger (1) comprising at least one compartment (2,3) and I

I aansluitmiddelen om de warmtewisselaar in tenminste twee leidingstelsels (4,5 en IConnecting means to the heat exchanger in at least two pipe systems (4,5 and I

I 10241 11 __II 10241 11

I * 7 6,7) te kunnen opnemen, waarbij tenminste het ene compartiment ie voorzien van een katalysatorbed met deeltjesvormig materiaal (10) waarmee de chemische reactie kan worden gekatalyseerd.6,7), wherein at least one compartment is provided with a catalyst bed with particulate material (10) with which the chemical reaction can be catalyzed.

Bij voorkeur ie in een dergelijk apparaat de verhouding (e) van het 5 volume van het deeltjesvormige materiaal tot het door het bed ingenomen volume tussen 0,2 en 0,8 ligt.Preferably in such an apparatus the ratio (e) of the volume of the particulate material to the volume occupied by the bed is between 0.2 and 0.8.

In het apparaat volgens de uitvinding is de equivalente diameter (D) van de deeltjes van het deeltjesvormige materiaal bij voorkeur tussen 1 en 25 mm ligt, waarbij de equivalente diameter D wordt bepaald volgens 10 waarin V het volume aan vast materiaal van een deeltje is of de som van het volume aan vast materiaal van het deeltje en het daarin ingesloten vloeibaar materiaal.In the apparatus according to the invention, the equivalent diameter (D) of the particles of the particulate material is preferably between 1 and 25 mm, the equivalent diameter D being determined according to 10 where V is the volume of solid material of a particle or the sum of the solid material volume of the particle and the liquid material contained therein.

In een geschikte uitvoeringsvorm zijn de fysische eigenschappen van het 15 deeltjesvormige materiaal binnen het apparaat zodanig dat, de equivalente diameter van het deeltjesvormige materiaal, en de dimensies van de warmtewisselaar voldoen aan de volgende relatie: A 0 λ 2 * mm 5» 1·* waarin 20 A = totaal warmtewisselend oppervlak van de deeltjes in één com partiment, in m* D = gemiddelde equivalente diameter van de deeltjes in m λ = warmtegeleidingscoêffidënt deeltjes in W/mK miucht - massastroom lucht in kg/s 25 Cp = soortelijke warmte lucht in J/KgK L = lengte bed in m.In a suitable embodiment, the physical properties of the particulate material within the device are such that, the equivalent diameter of the particulate material, and the dimensions of the heat exchanger satisfy the following relationship: A 0 λ 2 * mm 5 »1 · * in which 20 A = total heat-exchanging surface of the particles in one compartment, in m * D = average equivalent diameter of the particles in m λ = thermal conductivity particles in W / mK miucht - mass flow of air in kg / s 25 Cp = specific heat air in J / KgK L = bed length in m.

10241111024111

Bij voorkeur omvat het apparaat volgens de uitvinding een regeneratieve IThe device according to the invention preferably comprises a regenerative I

warmtewisselaar die tenminste twee compartimenten (2,3) omvat die voorzien zgn Iheat exchanger comprising at least two compartments (2,3) which are provided with so-called I

van katalysatorbed waarmee de chemische reactie kan worden gekatalyseerd, Iof catalyst bed with which the chemical reaction can be catalyzed, I

alsmede wisselmiddelen (8,9) om de compartimenten alternerend op te kunnen Iand changing means (8,9) for alternatively being able to use up the compartments I

5 nemen in het ene (4,5 of 6,7) of het andere leidingstelsel (6,7 of 4,5). Bij voorkeur I5 in one (4.5 or 6.7) or the other pipe system (6.7 or 4.5). Preferably I

zijn de twee compartimenten gelijktijdig zijn op te nemen in het ene respectievelijk Ithe two compartments can be accommodated simultaneously in the one and I respectively

het andere leidingstelsel. Een dergelijke regeneratieve warmtewisselaar kan Ithe other pipeline system. Such a regenerative heat exchanger can I

continu bedreven worden, waarbij het katalysatorbed in het ene compartiment Ioperated continuously, with the catalyst bed in one compartment I

warmte van de passerende fluïdumstroom opneemt, terwijl in het andere Iabsorbs heat from the passing fluid stream, while in the other I

10 compartiment door het katalysatorbed warmte aan de daar passerende I10 compartment heat through the catalyst bed to the passing I

fluïdumstroom wordt afgegeven. Zodra het katalysatorbed in het ene compartiment Ifluid flow is delivered. As soon as the catalyst bed in one compartment I

voldoende warmte heeft opgenomen en het katalysatorbed in het andere Ihas absorbed sufficient heat and the catalyst bed in the other I

compartiment zijn warmte heeft afgegeven, kunnen de twee fluïdumstromen en de Icompartment has released its heat, the two fluid streams and the I

twee compartimenten ten opzicht van elkaar worden verwisseld. Dit alternerendetwo compartments are exchanged in relation to each other. This alternating

15 proces kan vervolgens steeds opnieuw herhaald worden. Wanneer het ene IThe process can then be repeated again and again. When the one I

katalystorbed geregenereerd dient te worden, kan op het andere katalysatorbed Icatalyst bed needs to be regenerated, can be applied to the other catalyst bed I

worden over egaan. Ibe about egaan. I

De uitvinding zal nu aan de hand van Figuur 1 nader worden toegelicht. IThe invention will now be explained in more detail with reference to Figure 1. I

In Figuur 1 is op schematische wijze een apparaat volgens de IFigure 1 schematically shows an apparatus according to I

20 onderhavige uitvinding weergegeven. Het betreft hier een regeneratieve IThe present invention. This is a regenerative I

warmtewisselaar (1) van het zogenaamde statische type die twee compartimenten Iheat exchanger (1) of the so-called static type comprising two compartments I

(2) en (3) omvat, die elk zijn voorzien van een katalystorbed (10) van deeltjesvormig I(2) and (3), each of which is provided with a catalyst bed (10) of particulate I

materiaal. Zoals weergegeven zijn de katalystordeeltjes (11) hiervan in hoofdzaak Imaterial. As shown, the catalyst particles (11) thereof are substantially I

bolvormig, maar zoals eerder aangegeven ook andersvormige deeltjes zijn zeer wel Ispherical, but as stated earlier also other-shaped particles are very well I

25 denkbaar. I25 conceivable. I

De werking van de regeneratieve warmtewisselaar (1) kan als volgt IThe operation of the regenerative heat exchanger (1) can be as follows I

worden omschreven: Iare described: I

Via leiding (6) wordt door middel van klep (9) een reactiemengsel naar IA reaction mixture is sent to I via line (6) via valve (9)

compartiment (3) geleid, door het zich hierin bevindende katalysatorbed geleid en Icompartment (3), passed through the catalyst bed contained therein and I

30 via klep (8) en leiding (7) afgevoerd. In dit compartiment vindt een chemische I30 discharged via valve (8) and line (7). A chemical I is found in this compartment

reactie plaats waarbij warmte aan het katalystorbed wordt afgegeven. Via leiding Ireaction takes place whereby heat is delivered to the catalyst bed. Via line I

(4) en klep (8) wordt een zuurstofbevattend gas in het rechter compartiment (2) I(4) and valve (8) becomes an oxygen-containing gas in the right-hand compartment (2) I

1024111 | r 9 geleid, door het katalysatorbed (10) geleid, en via klep (9) en leiding (5) afgevoerd. In dit compartiment worden gedeactiveerde katalysatordeeltjes (11) door middel van het zuurstofbevattende gas geregenereerd waarbij warmte van het katalysatorbed wordt opgenomen. Door de standen van de kleppen (8) en (9) 5 gelijktijdig over 90° te verdraaien naar dè met streeplijnen weergegeven standen, wordt bewerkstelligd dat het zuurstofhoudende gas door het rechter compartiment (2) (in plaats van door het linker compartiment) wordt geleid, en dat het reactiemengsel door het linker compartiment (3) (in plaats van door het rechter compartiment) wordt geleid. Door dit verdraaien van de kleppen (8) en (9), volgens 10 een nader te bepalen regelmaat (die afhankelijk zal zijn van onder meer de procesomstandigheden, de fysische eigenschappen van het reactiemengsel, de katalysatordeeltjes, etc.) te laten plaatsvinden, wordt bewerkstelligd dat alternerend steeds het katalysatorbed in het ene compartiment warmte opneemt, terwijl het katalystorbed in het andere compartiment warmte afgeeft.1024111 | 9, passed through the catalyst bed (10), and discharged via valve (9) and line (5). In this compartment, deactivated catalyst particles (11) are regenerated by means of the oxygen-containing gas, whereby heat is absorbed from the catalyst bed. By rotating the positions of the valves (8) and (9) 5 simultaneously by 90 ° to the positions indicated by dashed lines, it is achieved that the oxygen-containing gas is passed through the right-hand compartment (2) (instead of the left-hand compartment) and that the reaction mixture is passed through the left compartment (3) (instead of the right compartment). By turning these valves (8) and (9), according to a regularity to be determined later (which will depend on, inter alia, the process conditions, the physical properties of the reaction mixture, the catalyst particles, etc.), provided that alternately the catalyst bed in one compartment absorbs heat while the catalyst bed in the other compartment releases heat.

15 Het zal duidelijk zijn dat op de in Figuur 1 schematisch weergegeven regeneratieve warmtewisselaar vele varianten denkbaar zijn. Zo kan bijvoorbeeld toevoerleiding 6 een afvoerleiding zijn, waarbij dan afvoerleiding 7 een toevoerleiding wordt. Op overeenkomstige wijze is het mogelijk de stromingerichting in de leidingen 4 en 5 om te draaien. In plaats van de kleppen 8, 20 9 zijn ook vele andere wisselmiddelen voor het bewerkstelligen van het alternerend met de ene of andere fluïdestroom doorstromen van de respectievelijke compartimenten denkbaar. Ook is een variant denkbaar, waarbij de regeneratieve warmtewisselaar één, bij voorkeur cilindrisch compartiment omvat, dat rond zijn as roteert. Het deeltjesvormig materiaal in dit compartiment wordt dan beurtelings 25 blootgesteld aan de ene of de andere fluïdestroom.It will be clear that on the regenerative heat exchanger schematically shown in Figure 1 many variants are conceivable. For example, supply line 6 can be a discharge line, wherein discharge line 7 then becomes a supply line. In a corresponding manner, it is possible to reverse the flow direction in the pipes 4 and 5. Instead of the valves 8, 9, many other interchanging means are also conceivable for effecting the flow of the respective compartments alternately with the one or other fluid flow. A variant is also conceivable in which the regenerative heat exchanger comprises one, preferably cylindrical, compartment that rotates about its axis. The particulate material in this compartment is then alternately exposed to one or the other fluid flow.

10241111024111

Claims (18)

1. Werkwijze voor het bewerkstelligen van een chemische reactie onder I gebruikmaking van een regeneratieve warmtewisselaar die tenminste één I 5 compartiment omvat en aansluitmiddelen om de warmtewisselaar in tenminste I twee leidingstelsels te kunnen opnemen, waarbij tenminste het ene compartiment I is voorzien van een bed met deeltjesvormig materiaal, waarbij alternerend een I eerste en een tweede fluïdumstroom door of over het bed met deeltjesvormig I materiaal worden geleid, waarbij de eerste fluïdumstroom warmte aan het I 10 deeltjesvormig materiaal afgeeft en de tweede fluïdumstroom warmte van het deeltjesvormig materiaal opneemt, en waarbij de eerste en/of tweede fluïdumstroom een reactiemengsel is dat respectievelijk warmte afgeeft of warmte I opneemt terwijl de chemische reactie plaatsvindt. IMethod for effecting a chemical reaction using a regenerative heat exchanger comprising at least one compartment and connecting means for accommodating the heat exchanger in at least two pipe systems, wherein at least one compartment is provided with a bed with particulate material, wherein alternatively a first and a second fluid stream are passed through or over the bed of particulate material, wherein the first fluid stream transfers heat to the particulate material and the second fluid stream absorbs heat from the particulate material, and wherein the first and / or second fluid stream is a reaction mixture that releases heat or absorbs heat I, respectively, while the chemical reaction takes place. I 2. Iwchl C* b* waarin2. Iwch1 C * b * wherein 2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarin de tweede fluïdumstroom het reactiemengsel is. IThe method of claim 1, wherein the second fluid stream is the reaction mixture. I 3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarin de verhouding (e) van het I volume van het deeltjesvormige materiaal tot het door het bed ingenomen volume I 20 tussen 0,2 en 0,8 ligt. I3. Method as claimed in claim 1 or 2, wherein the ratio (e) of the volume of the particulate material to volume I occupied by the bed is between 0.2 and 0.8. I 4. Werkwijze volgens één der conclusie 3, waarin de equivalente diameter (D) I van de deeltjes van het deeltjesvormige materiaal tussen 1 en 25 mm ligt, en de I equivalente diameter D wordt bepaald volgens I •‘tëa IA method according to any one of claim 3, wherein the equivalent diameter (D) of the particles of the particulate material is between 1 and 25 mm, and the I equivalent diameter D is determined according to I 25 I waarin V het volume aan vast materiaal van een deeltje is of de som van het I volume aan vast materiaal van het deeltje en het daarin ingesloten vloeibaar I materiaal. I 10241 11 _IWherein V is the volume of solid material of a particle or the sum of the volume of solid material of the particle and the liquid I material contained therein. I 10241 11 5. Werkwijze volgens conclusie 3 of 4, waarin de fysische eigenschappen van het deeltjesvormige materiaal, de equivalente diameter van het deeltjesvormige materiaal, en de dimensies van de warmtewisselaar voldoen aan de volgende 5 relatie: A D X B » ~-.«·.·*········»······· < 0,1 < 2 · !««M C* h* waarin A = totaal warmte wisselend oppervlak van de deeltjes in één com partiment, in ms5. A method according to claim 3 or 4, wherein the physical properties of the particulate material, the equivalent diameter of the particulate material, and the dimensions of the heat exchanger satisfy the following relationship: ADXB »~ -. ······· »······· <0.1 <2 ·!« «MC * h * where A = total heat-exchanging surface of the particles in one compartment, in ms 6. Werkwijze volgens één der conclusies 1-5, waarin de regeneratieve warmtewisselaar twee compartimenten omvat, alsmede wisselmiddelen waarmee het ene en het andere compartiment gelijktijdig worden opgenomen in het ene of andere leidingstelsel 206. Method as claimed in any of the claims 1-5, wherein the regenerative heat exchanger comprises two compartments, as well as changing means with which the one and the other compartment are simultaneously accommodated in the one or other pipe system 7. Werkwijze volgens één der conclusies 1*6, waarin de chemische reactie wordt gekozen uit de groep van ammonolyse, partiële oxidatie van zwavelwaterstof partiële oxidatie van alkanen of een mengsel van alkanen en alkenen tot alkenen en dialkenen, productie van dimethyltereftalaat en stoom reforming. 25The method of any one of claims 1 to 6, wherein the chemical reaction is selected from the group of ammonolysis, partial hydrogenation of hydrogen sulfide, partial oxidation of alkanes or a mixture of alkanes and olefins to olefins and diolefins, production of dimethyl terephthalate and steam reforming. 25 8. Werkwijze volgens conclusie 7, waarin de chemische reactie is gekozen uit de groep van de productie van aniline uit ammoniak en phenol, de partiële oxidatie van butaan of een mengsel van butaan en buteen mengsel tot buteen of butadieen, de partiële oxidatie van zwavelwaterstof tot zwavel, de partiële oxidatie van 30 isopentaan tot isopenteen, en de productie van ammmoniak uit synthesegas. 10241 1,1__ _ Η I I 12 IThe method of claim 7, wherein the chemical reaction is selected from the group consisting of the production of aniline from ammonia and phenol, the partial oxidation of butane or a mixture of butane and butene mixture into butene or butadiene, the partial oxidation of hydrogen sulphide into sulfur, the partial oxidation of isopentane to isopentene, and the production of ammonia from synthesis gas. 10241 1.1 9. Werkwijze volgens één der conclusies 1-8, waarin het deeltjesvormig I I materiaal katalytisch actief materiaal omvat. I I 5 10. Werkwijze volgens één der conclusies 6-9, waarbij warmteuitwisseling I I tussen de twee compartimenten plaatsvindt. IThe method of any one of claims 1-8, wherein the particulate I material comprises catalytically active material. 10. A method according to any one of claims 6-9, wherein heat exchange takes place between the two compartments. I 10 D = gemiddelde equivalente diameter van de deeltjes in m λ = warmtegeleidingscoëffidënt deeltjes in W/mK miucht = massastroom lucht in kg/s Cf = soortelijke warmte lucht in J/KgK L = lengte bed in m. 1510 D = average equivalent diameter of the particles in m λ = heat conduction coefficient particles in W / mK miucht = mass flow air in kg / s Cf = specific heat air in J / KgK L = bed length in m. 15 10 I CONCLUSIES I10 I CONCLUSIONS I 11. Werkwijze volgens één der conclusies 1-10, waarin de eerste I I fluïdumstroom binnen compressiemiddelen wordt gecomprimeerd, waarbij de I I 10 temperatuur en de druk van de fluïdumstroom toenemen, en vervolgens de I I gecomprimeerde fluïdumstroom door of over het bed met deeltjesvormig materiaal I I wordt geleid, waarna de aldus verkregen fluïdumstroom binnen expansiemiddelen I I wordt geëxpandeerd waarbij de temperatuur en de druk van de fluïdumstroom I I afnemen. I I 15 I11. Method as claimed in any of the claims 1-10, wherein the first II fluid flow is compressed within compression means, wherein the II temperature and the pressure of the fluid flow increase, and subsequently the II compressed fluid flow through or over the bed of particulate material II after which the fluid flow thus obtained is expanded within expansion means II, the temperature and pressure of the fluid flow II decreasing. I I 15 I 12. Werkwijze volgens conclusie 11, waarin de compressiemiddelen en de I I expansiemiddelen elk een rotor omvatten die door middel van elektrische variabele I I transmissie worden aangedreven. I I 20A method according to claim 11, wherein the compression means and the expansion means each comprise a rotor driven by means of electrically variable I-transmission. I 20 13. Apparaat voor het bewerkstelligen van een chemische reactie omvattende I I een regeneratieve warmtewisselaar (1) die tenminste één compartiment (2,3) I I omvat alsmede aansluitmiddelen om de warmtewisselaar in tenminste twee I I leidingstelsels (4,5 en 6,7) te kunnen opnemen, waarbij tenminste het ene I I compartiment is voorzien van een katalysatorbed (10) met deeltjesvormig I I 25 materiaal waarmee de chemische reactie kan worden gekatalyseerd. IApparatus for effecting a chemical reaction comprising II a regenerative heat exchanger (1) comprising at least one compartment (2,3) II and connecting means to enable the heat exchanger to be placed in at least two II piping systems (4,5 and 6,7) at least one II compartment is provided with a catalyst bed (10) with particulate II material with which the chemical reaction can be catalyzed. I 14. Apparaat volgens conclusie 13, waarin het katalysatorbed een bed is van I I deeltjesvormig materiaal met katalytische activiteit, en de verhouding (e) van het I I volume van het deeltjesvormige materiaal tot het door het bed ingenomen volume I I 30 tussen 0,2 en 0,8 ligt. I I 1 n 2 41 11 I ι I14. Device as claimed in claim 13, wherein the catalyst bed is a bed of II particulate material with catalytic activity, and the ratio (e) of the II volume of the particulate material to the volume II occupied by the bed between 0.2 and 0 , 8 lies. I I 1 n 2 41 11 I 15 A = totaal warmte wisselend oppervlak van de deeltjes in één com partiment, in m3 D = gemiddelde equivalente diameter van de deeltjes in m λ = warmtegeleidingscoëffidënt deeltjes in W/mK miucht = massastroom lucht in kg/s 20 Cp = soortelijke warmte lucht in J/KgK L = lengte bed in m.15 A = total heat exchanging surface of the particles in one compartment, in m3 D = average equivalent diameter of the particles in m λ = heat conductivity particles in W / mK miucht = mass flow of air in kg / s 20 Cp = specific heat air in J / KgK L = bed length in m. 15. Apparaat volgens conclusie 14 waarin de equivalente diameter (D) van de deeltjes van het deeltjesvormige materiaal tussen 1 en 25 mm ligt, en de equivalente diameter D wordt bepaald volgens "!?) 5 waarin V het volume aan vast materiaal van een deeltje is of de som van het volume aan vast materiaal van het deeltje en het daarin ingesloten vloeibaar materiaal.An apparatus according to claim 14, wherein the equivalent diameter (D) of the particles of the particulate material is between 1 and 25 mm, and the equivalent diameter D is determined according to "!") Wherein V is the volume of solid material of a particle is the sum of the solid material volume of the particle and the liquid material contained therein. 16. Apparaat volgens conclusie 14 of 15, waarin de fysische eigenschappen 10 van het deeltjesvormige materiaal, de equivalente diameter van het deeltjesvormige materiaal, en de dimensies van de warmtewisselaar voldoen aan de volgende relatie: A D λApparatus according to claim 14 or 15, wherein the physical properties of the particulate material, the equivalent diameter of the particulate material, and the dimensions of the heat exchanger satisfy the following relationship: A D λ 17. Apparaat volgens één der conclusies 13-16, waarin de regeneratieve warmtewisselaar tenminste twee compartimenten (2,3) omvat die voorzien zijn van 25 een katalysatorbed waarmee de chemische reactie kan worden gekatalyseerd, alsmede wisselmiddelen (8,9) om de compartimenten alternerend op te kunnen nemen in het ene (4,5 of 6,7) of het andere leidingstelsel (6,7 of 4,5). 1024111__ __ l i I I 14 I17. Device as claimed in any of the claims 13-16, wherein the regenerative heat exchanger comprises at least two compartments (2,3) which are provided with a catalyst bed with which the chemical reaction can be catalyzed, and exchange means (8,9) for alternating the compartments to be included in one (4.5 or 6.7) or the other piping system (6.7 or 4.5). 1024111__ I I I14 I 18. Apparaat volgens conclusie 17, waarin de twee compartimenten I I gelijktijdig zijn op te nemen in het ene respectievelijk het andere leidingstelsel. I I 5 I I 10241 11 _____|Device according to claim 17, wherein the two compartments II can be accommodated simultaneously in the one and the other pipe system, respectively. I I 5 I I 10241 11 _____ |
NL1024111A 2003-08-14 2003-08-14 Chemical reaction, e.g. for partial oxidation of alkanes into alkenes, uses regenerative heat exchanger containing bed of catalyst particles for alternate reaction mixtures to flow through NL1024111C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1024111A NL1024111C2 (en) 2003-08-14 2003-08-14 Chemical reaction, e.g. for partial oxidation of alkanes into alkenes, uses regenerative heat exchanger containing bed of catalyst particles for alternate reaction mixtures to flow through

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1024111 2003-08-14
NL1024111A NL1024111C2 (en) 2003-08-14 2003-08-14 Chemical reaction, e.g. for partial oxidation of alkanes into alkenes, uses regenerative heat exchanger containing bed of catalyst particles for alternate reaction mixtures to flow through

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1024111C2 true NL1024111C2 (en) 2005-02-15

Family

ID=34374387

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1024111A NL1024111C2 (en) 2003-08-14 2003-08-14 Chemical reaction, e.g. for partial oxidation of alkanes into alkenes, uses regenerative heat exchanger containing bed of catalyst particles for alternate reaction mixtures to flow through

Country Status (1)

Country Link
NL (1) NL1024111C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2289922A (en) * 1939-10-30 1942-07-14 Universal Oil Prod Co Control of endothermic and exothermic reactions
US3380800A (en) * 1963-07-12 1968-04-30 Chemical Construction Corp Removal of carbon monoxide from gas mixtures
US4293315A (en) * 1979-03-16 1981-10-06 United Technologies Corporation Reaction apparatus for producing a hydrogen containing gas
US5955214A (en) * 1997-07-24 1999-09-21 Exxon Research And Engineering Co Carbon monoxide removal method based on a regenerable CO scavenger
US6126913A (en) * 1996-06-06 2000-10-03 Thermatrix, Inc. Thermal oxidizers with improved preheating means and processes for operating same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2289922A (en) * 1939-10-30 1942-07-14 Universal Oil Prod Co Control of endothermic and exothermic reactions
US3380800A (en) * 1963-07-12 1968-04-30 Chemical Construction Corp Removal of carbon monoxide from gas mixtures
US4293315A (en) * 1979-03-16 1981-10-06 United Technologies Corporation Reaction apparatus for producing a hydrogen containing gas
US6126913A (en) * 1996-06-06 2000-10-03 Thermatrix, Inc. Thermal oxidizers with improved preheating means and processes for operating same
US5955214A (en) * 1997-07-24 1999-09-21 Exxon Research And Engineering Co Carbon monoxide removal method based on a regenerable CO scavenger

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Agar Multifunctional reactors: old preconceptions and new dimensions
AU779240B2 (en) Regenerative type carbon dioxide separator and carbon dioxide separating system
US4834962A (en) Process and apparatus for the catalytic reaction of gases
CN101605718B (en) Process and apparatus for thermally integrated hydrogen generation system
WO1996029141A1 (en) Method and apparatus for treatment of exhaust streams
KR101249299B1 (en) System and methods for removing materials from flue gas via regenerative selective catalytic reduction
US5364259A (en) Process and apparatus for gas phase reaction in a regenerative incinerator
JP2011521783A (en) System and method for removing material from combustion exhaust by regenerative selective catalytic reduction
JP2009034682A (en) Catalytic combustion reactor including tube bundle of heat exchanger and catalytic structure
DK164729B (en) PROCEDURE FOR CLEANING OF SMOKE AND WASTE GAS
Zagoruiko The reverse-flow operation of catalytic reactors: history and prospects
US5262130A (en) Fixed bed chemical reactor
JP2001517292A (en) Rotary regenerative oxidizer
NL1024111C2 (en) Chemical reaction, e.g. for partial oxidation of alkanes into alkenes, uses regenerative heat exchanger containing bed of catalyst particles for alternate reaction mixtures to flow through
US6193504B1 (en) Portable rotary catalytic oxidizer systems
Emig et al. New reaction engineering concepts for selective oxidation reactions
KR101910205B1 (en) A process for removing nitrous oxide from a gas stream
Schildhauer et al. Reactor concept for improved heat integration in autothermal methanol reforming
EP1817099B1 (en) Process for employing reverse flow reactor
Luzi et al. Rotary reverse flow reactor vs. adiabatic reactor with regenerative preheating-Design and comparison
Miranda et al. Stability of a Feed-Effluent Heat Exchanger/Reactor system for catalytic combustion of VOCs: Influence of variable emission patterns
WO2003008091A1 (en) Regenerative devices and methods
JP2004195412A (en) Gas purifying apparatus and gas purifying method
Agar Multifunctional Reactors: Integration of Reaction and Heat Transfer
RU2342988C2 (en) Tubular type membrane split-flow reactor

Legal Events

Date Code Title Description
PD2B A search report has been drawn up
VD1 Lapsed due to non-payment of the annual fee

Effective date: 20080301