模块催化剂整料制造技术

本发明专利技术涉及具有装置(D)的反应器(R)，所述装置(D)含有气体和/或液体可透过的基底(B)，在其边缘区域中设置有侧向边界(W)，其完全包围基底(B)并形成体积(V)，所述体积包含催化和/或非催化模制体(F)，其中在上游方向与所述基底(B)相对侧具有至少一个由贵金属和/或非贵金属制成的网，并且所述催化和/或非催化模制体(F)选自(i)直棱柱形式的模制体(F1)，其底表面选自三角形、矩形、六边形或这些多边形的碎片，或(ii)模制体(F1)小于所述成型体(F1)的模制体(F1)的组合，其特征在于m至n个(其中m/n为3至30的整数且n>m)模制体(F1)的组以侧面对侧面基本无缝并且其纵轴在垂直方向上对齐的方式结合而形成在上游开放并且在下游方向上由透气基底封闭的金属盒中的模块(M)，使得基本完全覆盖基底的截面，并且模块(M)任选地与接缝填料配合在模制体(F1)的纵轴垂直对齐下以镶嵌状方式基本无缝地彼此连接。

Modular catalyst preparation

The invention relates to a reactor (R) with a device (D) containing a gas and / or liquid permeable substrate (B) with a lateral boundary (W) in its edge region, which completely surrounds the base (B) and forms a volume (V), and the volume contains a catalytic and / or non catalytic mold (F), in which the upstream direction is with the base (B). The relative side has at least one net made of precious metals and / or non precious metals, and the catalytic and / or non catalytic MOULDINGS (F) are selected from (I) direct prism form (F1), whose bottom surface is selected from triangles, rectangles, hexagons or these polygons, or (II) moulded bodies (F1) less than the molded body (F1) (F). (F The combination of 1) is characterized by the formation of a module (M) of a group of m to n (of which m/n is 3 to 30 of the integer and n>m) moulded body (F1) is basically seamless and its longitudinal axis is aligned in a vertical direction to form a module (M) in a metal box that is open upstream and in the downstream direction by a breathable base, so that the basic complete coverage is made. The section of the base, and the module (M) is optionally aligned with the joint filler in the vertical alignment of the longitudinal axis of the mold body (F1) to be seamlessly connected to each other in a mosaic form.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】模块催化剂整料本专利技术涉及具有装置D的反应器R，优选高温反应器，具有装置D的反应器R的用途以及在每种情况下使用具有装置D的反应器R的制备氮氧化物或硝酸的方法(在每种情况下如权利要求中所定义)。将由于结构原因或尤其是强度原因通常由具有良好导热率的材料(例如金属或金属合金如钢)组成的容纳在反应器中的装置，例如篮状形式的装置加热至操作温度或由于反应热而加热，且当反应器冷却时收缩。当这种装置包括容易移动的颗粒状装料，例如圆柱形或星形催化活性或催化惰性颗粒的堆积装料时，装置和所述装料之间的热膨胀差异通常导致在装置的边缘区域中形成凹陷-通常是不规则的和漏斗形的，颗粒通常由装置的边缘区域滴入或沉入其中。这是不希望的，因为不均匀的装料通常导致性能变差，例如就其催化特性而言。这是因为例如边缘区域中的凹陷中的气体流速大于不含凹陷的区域中的气体流速；因此，边缘区域中的气体停留时间通常下降，其中反应气体还具有较少的可用催化面积，这通常导致边缘区域和整体的较低催化转化率。除了所述颗粒之外或者代替所述颗粒，上述设备还可以包括例如蜂窝状的整料成型体，其通常由压制、挤压和/或烧结的无机材料组成，所述无机材料通常是脆性、易碎或磨损敏感的。上述装置的上述膨胀和收缩还会导致整料成型体移动，例如彼此摩擦和破裂或翻倒。这引起与如上文对颗粒装料所述相同的问题。此外，将这种整料催化成型体依次更换为新鲜成型体是费力且低效的，并且存在这种成型体在由容纳设备中取出或插入时断裂的风险。还相对常见的现象是反应器通常由于不稳定的操作经受无计划和不希望的故障并且必须修理，为此则还必须将所述整料催化成型体卸载以到达修理地点，并且在完成对反应器的修理时，必须重新安装成型体。例如，在通过氨在催化剂如含贵金属催化剂网存在下的氧化制备氮氧化物和/或硝酸的方法中存在上述缺点。在这种情况下，通常将氨的氧化产物引导通过颗粒状一氧化二氮分解催化剂的床和/或由整料成型体构成的一氧化二氮分解催化剂的床(其通常处于篮状装置内)。例如，在该方法中，该一氧化二氮分解催化剂床中的上述漏斗形凹陷或者整料成型体的破坏或混乱导致催化剂床上的一氧化二氮的分解减少，这又通常导致生产装置的一氧化二氮排放更高，这是不希望的。在WO2006/009453A1(YaraInternational)中已知用于在反应器中分解例如一氧化二氮(N2O)的催化剂成型体(模块结构化固定床反应器，“MOSFIBER”)的规整填料(例如六边形或立方体)。然而，WO2006/009453A1未提及在反应器操作期间催化剂成型体的磨损或破裂问题及其更换为新催化剂成型体。本专利技术的一个目的是提供一种具有装置的反应器，所述装置包括在反应器操作期间基本不损坏或破坏的催化整料成型体，并且该装置可以完全或部分地安装和/或有效和基本而无损坏或破坏地卸载。因此，发现了具有装置D的反应器R，优选高温反应器，具有装置D的反应器R的用途以及各自使用具有装置D的反应器R制备氮氧化物或硝酸的方法(各自如权利要求中所定义)。在本专利技术的一个优选实施方案中，将在每种情况下如下文所述的具有装置D的反应器R用于制备氮氧化物和/或硝酸的方法。该实施方案在下文中也称为“NOx/HNO3实施方案”，并且除非另外明确说明，否则下面的细节尤其清楚地适用于NOx/HNO3实施方案。通常通过用含氧气体(通常为空气)催化氧化氨制备氮氧化物和/或硝酸的方法是已知的，并且描述于例如“NitricAcid,NitrousAcid,andNitrogenOxides”，UllmannsEncyclopediaofIndustrialChemistry,第六完整修订版，第23卷，第1-49页，2003，Wiley-VCHVerlagGmbH&Co.KGaA,Weinheim。通常在制备氮氧化物和/或硝酸的方法中，使氨和含氧气体如空气或纯氧的混合物在通常相对高的温度如800-900℃下催化转化，例如在贵金属如铂或铂/铑合金的网上催化转化且所形成的通常包含作为主要组分的一氧化氮和作为次要组分的一氧化二氮(“笑气”)的反应产物通常流经包含催化和/或非催化，通常陶瓷成型体的床，所述成型体对反应器中的反应条件稳定，其设置在流动方向下游，通常位于催化剂网下方。该床通常对一氧化二氮的分解具有催化活性，通常容纳在篮状装置中，并且通常将一氧化二氮分解为单质氮气(N2)和氧气(O2)。在反应混合物离开典型的篮状装置后，通常将其在热交换器中冷却，其中其与氧气进一步反应而形成二氧化氮。通常使反应混合物借助各种热交换器进一步冷却-在此过程中，硝酸可能以一定程度凝出-并且最终使反应混合物在吸收装置中与水反应而形成硝酸。通常同样将事先在冷却/冷凝中冷凝出的任何稀硝酸供入吸收装置中。下文详细描述本专利技术。用于装置D的材料通常为由金属制成的高温材料，例如Inconel600(材料编号2.4816)，合金602CA，Haynes合金，或者由材料编号为1.4828和1.4835和1.4876的奥氏体钢制成的材料。这些材料在800-900℃的操作温度下的热膨胀系数通常为17×10-6K-1至19×10-6K-1。非常适用于装置D的材料为Inconel600或具有材料编号1.4835的钢或合金602CA或Haynes合金。装置D的优选材料为Inconel600、材料编号为1.4835的钢或合金602CA。装置D的盘架B通常为多孔的，其中穿孔的性质和几何形状是不重要的，并且尤其可透过气体和/或液体，优选气体。盘架B通常是多孔的，使得它通常具有的颗粒不能穿过穿孔。在一个实施方案中，盘架B包括支撑部件，例如包含框架或蜂窝结构的网格，在其上通常可以放置一个金属基底网或多个，例如2-3个通常具有不同网尺寸和/或不同的网线厚度的金属基底网。支撑部件如包含框架或蜂窝结构的网格可以由一个部件构成，但是也可以将多个部件，优选2-8个部件，更优选4-6个部件置于一起，其中这些可容易地彼此固定，在这种情况下，这些部分可以具有各种几何形状，例如四分之一圆形部分、六分之一圆形部分、八分之一圆形部分，即“蛋糕块几何形状”。上述盘架网的开口可以具有任何截面几何形状，例如矩形、六边形、圆形。通常，盘架B由材料1.4835、合金602CA和Inconel600，优选Inconel600或合金602CA制成。盘架B的截面几何结构原则上通常由通常容纳其的反应器R的截面几何形状决定。优选地，盘架B的截面几何形状与其中容纳盘架B的反应器R的截面几何形状相同。盘架B和/或容纳其的反应器R的可用截面几何形状包括角形，优选四边形或六边形，更优选矩形或规则六边形截面。此外，盘架B和/或容纳其的反应器R的可用截面几何形状为基本圆形或椭圆形截面，优选对盘架B和/或容纳其的反应器R而言为基本圆形或圆形截面。更优选地，盘架B的截面和/或容纳其的反应器的截面为基本圆形或圆形的。盘架B可例如直接或经由设置在盘架B下方下游的冷却器或热交换器上的陶瓷或金属垫片安装在反应器R中。盘架B还可借助用作支撑件的中间内部支柱和侧带支撑。装置D的侧向边界W的材料通常与盘架B相同。将侧向边界W设置在盘架B的边缘区域中，使得其完全围绕盘架B并形成具有体积V的空间，该空间部分地或完全地填充有催本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有装置D的反应器R，所述装置包含气体和/或液体可透过的盘架B，在盘架B边缘区域中设置有侧向边界W，侧向边界W完全包围盘架B并形成包含催化和/或非催化成型体(F)的体积V，其中在与所述盘架B相对的上游侧具有至少一个由贵金属和/或贱金属制成的编织物，并且所述催化和/或非催化成型体(F)选自(i)直棱柱形式的成型体(F1)，其覆盖区选自三角形、矩形、六边形或这些多边形的碎片，以及(ii)成型体(F1)与小于成型体(F1)的成型体(F2)的组合，其中在上游方向开放且在下游方向由透气盘架封闭的金属盒中以基本无缝方式以侧面对侧面并且其纵轴在垂直方向上对齐的方式装配有m至n个成型体(F1)的组，其中m和n为3‑30的整数，其中n>m，其基本完全覆盖盘架截面而形成模块(M)，并且模块(M)，任选地与接缝填充材料配合在成型体(F1)的纵轴垂直对齐下基本无缝地以镶嵌状方式彼此连接，使得它们基本完全覆盖盘架B的截面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.27 EP 15196794.01.一种具有装置D的反应器R，所述装置包含气体和/或液体可透过的盘架B，在盘架B边缘区域中设置有侧向边界W，侧向边界W完全包围盘架B并形成包含催化和/或非催化成型体(F)的体积V，其中在与所述盘架B相对的上游侧具有至少一个由贵金属和/或贱金属制成的编织物，并且所述催化和/或非催化成型体(F)选自(i)直棱柱形式的成型体(F1)，其覆盖区选自三角形、矩形、六边形或这些多边形的碎片，以及(ii)成型体(F1)与小于成型体(F1)的成型体(F2)的组合，其中在上游方向开放且在下游方向由透气盘架封闭的金属盒中以基本无缝方式以侧面对侧面并且其纵轴在垂直方向上对齐的方式装配有m至n个成型体(F1)的组，其中m和n为3-30的整数，其中n>m，其基本完全覆盖盘架截面而形成模块(M)，并且模块(M)，任选地与接缝填充材料配合在成型体(F1)的纵轴垂直对齐下基本无缝地以镶嵌状方式彼此连接，使得它们基本完全覆盖盘架B的截面。2.根据权利要求1的具有装置D的反应器R，其中至少在所述装置D的侧向边界W的内侧区...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·奥尔贝特，J·高尔，H·弗里德里希，A·斯皮格尔，A·韦尔弗特，W·格美内尔，M·洛伦兹，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE