控制放热化学反应的温度的方法技术

一种基于热交换器(5a)的使用来控制放热反应温度，同时生产蒸汽的方法，所述热交换器(5a)由循环液体沿在循环液体的入口和出口(5f)之间延伸的内部通道穿过，所述循环液体来自用于分离产生的蒸汽的蒸汽锅筒(10)，并且被沿热交换器外部的通道供给到所述入口，所述产生的蒸汽以另外的液体流的形式被补足，所述另外的液体流至少部分地与沿外部通道流动的循环液体混合。

【技术实现步骤摘要】
本申请是国际申请日为2006年12月7日，国际申请号为PCT/EP2006/011761，国家申请号为200680048571.6，专利技术名称为“控制放热化学反应的温度的方法”的申请的分案申请。应用领域在本专利技术的最普通方面中，本专利技术涉及一种在假-等温条件下进行放热化学反应的方法。关于假-等温条件，它是预期的条件，对于该条件，反应温度被控制在预定最佳值周围的值的限制范围之内，或在预定的温度曲线周围的值的限制范围之内。具体地，本专利技术涉及一种通过使用浸没在发生这种反应的催化床中的管束或板式热交换器来控制上述类型的反应温度的方法。再更具体地，本专利技术涉及一种用于放热反应的温度控制并且同时生产蒸汽的以上考虑类型的方法。现有技术如所知的，通常通过在预定的工作流体和催化床之间的热交换实现对意欲在假-等温条件下进行的催化反应的控制，所述预定的工作流体在热交换器中流动，而在所述催化床中，浸没有这样的交换器，并且发生反应。还已知，在放热或高度放热反应的情况下，使用水作为工作流体除所需的热交换和反应温度的控制以外，还实现相当大的蒸汽生产。在此情况下，工作流体是沸水。具体地，穿过热交换器的沸水吸收一定量的热量，从而产生蒸汽。在离开热交换器时，于是在蒸汽锅筒中将蒸汽从沸水中分离并且回收，使得它可以用于其中发生放热反应的设备中的各种应用。通过将相应量的水供给进入到从其移除了蒸汽的同一蒸汽锅筒中，以替代地将工作流体补足(reintegrated)。然后使工作流体作为沸水再循环到热交换器中，以发挥它的热交换工作流体功能。该技术，尽管是有利的并被广泛应用在本领域中，但具有的公认缺点恰恰在于以下事实：进入热交换器中的工作流体的温度是水的沸腾温度。由于此原因，控制反应温度的可能性非常有限，所述反应温度的最低可到达值在任何情况下都高于水的沸腾温度。专利技术概述本专利技术涉及的技术问题在于，提供一种控制放热反应的温度，并且同时生产蒸汽的方法，所述方法具有使得通过参考现有技术而在上面提及的缺点全部得以克服的功能特征。根据本专利技术，通过基于使用热交换器的以上考虑类型的方法，上述技术问题得以解决，所述热交换器由循环液体沿内部通道穿过，所述内部通道在用于循环液体的入口和出口之间延伸，所述循环液体来自用于分离所述产生的蒸汽的蒸汽锅筒，并且沿在所述热交换器的外部的通道供给到所述入口，所述产生的蒸汽以另外的液体流的形式被补足，所述方法的特征在于，将所述另外的液体流的至少一部分与沿所述外部通道流动的所述循环液体混合。关于液体，意欲的是指热交换工作流体，所述的热交换工作流体在它吸收反应热时改变状态(汽化)。优选地，这样的液体是水。在此情形下，由基于所述另外的液体(水)流的整个体积，包含5和20体积％之间，优选10体积％的所述另外的液体(水)流的所述至少一部分，得到特别有利的结果。再优选地，将全部的所述另外的液体流与沿所述外部通道流动的所述循环液体混合。有利地，所述另外的液体流具有比来自所述蒸汽锅筒的所述循环的液体的温度低的温度。优选地，刚好在循环液体的入口的上游发生所述循环液体与所述另外的液体流的混合。还优选地，在比循环液体的压力高的压力下供给上述另外的液体流，以与循环液体混合。便利地，上述放热反应是在催化床中进行的催化反应。有利地，上述热交换器是所谓的板式。从以下通过参考附图而对本方法的一个实施方案的进行的详述，根据本专利技术的用于控制放热反应的温度的方法的其它优点和特征将更加明显，给出的详述是示意的而非限制的。附图简述图1显示了用于进行根据本专利技术的方法的反应器在纵截面上的示意图；图2示意性地显示了图1在沿线I-I的横截面图上的反应器；图3显示根据按照本专利技术的方法的一个备选实施方案，图1的反应器在纵截面上的示意图。详细描述参考上述附图，用1整体表示用于进行根据本专利技术的方法的反应器。反应器1包括具有垂直轴X-X的圆柱形外壳2、配备有反应物入口3a的上端3，以及配备有产物出口4a的下端4。反应器1还包括板式热交换器5a的复数体(plurality)5，其安置在所述反应器1的内部，并且被限定在图1中由A和B表示的相对的平行平面之间的反应空间中。具体地，这样的板式热交换器5a在彼此平行并且与反应器1的圆柱形外壳2的轴X-X平行的平面上排列。然而，不排除提供热交换器相对于上述轴X-X径向排列的可能性。反应器1还包括催化床6，所述催化床6以已知并且因而没有在图中表示的方式被支撑在反应器1中，限定在平行平面A和B之间，在所述催化床6中，浸没有热交换器5a的复数体5。详细地，每一个热交换器5a具有基本上扁平的形状，并且包括一对优选为金属的相对侧壁20。侧壁20沿它们的周边被连接，使得在它们的内部限定了用于通过预定工作冷却流体的室21。更详细地，每一个热交换器5a包括分别在上面和在下面的相对的水平边5b和5c，以及由5d和5e表示的相对的垂直边，它们限定了用于通过工作流体的上述室21。通过布置在下面的水平边5c的分配器管5i，每一个室21都与相应的热交换器5a的工作流体入口5h流体连通。通过放置在相对的在上面的水平边5b上的收集器管5l，室21与相应的热交换器5a的出口5f也是流体连通的。因此，分别通过适当的循环和排放管，8和9，交换器5a与反应器1的外部是流体连通的。如以下将更详细地描述的，管8和9分别连接到所述入口5h和出口5f。具体地，循环管8连接到收集器-分配器18，所述收集器-分配器18又通过分别的连接管28连接到上述入口5h，使得在循环管8和交换器5a的室21之间得到流体连通。类似地，交换器5a的出口5f通过分别的连接管29连接到收集器-分配器19，所述收集器-分配器19又连接到所述排放管9，使得在排放管9和交换器5a的室21之间得到流体连通。循环管8和排放管9又连接到放置在反应器1外部、其整体由10表示的蒸汽锅筒。具体地，循环管8在蒸汽锅筒10的较低位置连接到蒸汽锅筒，而排放管9连接到蒸汽锅筒10的上部。因而，通过循环和排放管8、9，在交换器5a的室21和蒸汽锅筒10之间得到了流体连通。根据本专利技术，安置有另外的进料管7，所述另外的进料管7通过它的连接到所述循环管8的第一部分7a而与热交换器5a的室21流体连通。参考图1的实例，进料管7还通过它的直接连接到蒸汽锅筒10的本文档来自技高网...

【技术保护点】
通过热交换器(5a)的使用在产生蒸汽的同时控制放热反应的温度的方法，所述热交换器(5a)由循环液体沿在用于循环液体的入口(5h)和出口(5f)之间延伸的内部通道穿过，所述循环液体来自用于分离所述产生的蒸汽的蒸汽锅筒(10)，并且被沿在所述热交换器(5a)外部的通道(8、18、28)供给到所述入口(5h)，所述产生的蒸汽以另外的液体流的形式被补足，将所述另外的液体流的至少一部分与沿所述外部通道(8、18、28)流动的所述循环液体混合，其特征在于，所述另外的液体流具有比来自所述蒸汽锅筒(10)的所述循环液体的温度低的温度，并且在比所述循环液体的压力高的压力下供给所述另外的液体流。

【技术特征摘要】
2005.12.23 EP 05028314.21.通过热交换器(5a)的使用在产生蒸汽的同时控制放热反应的温度的
方法，所述热交换器(5a)由循环液体沿在用于循环液体的入口(5h)和出口
(5f)之间延伸的内部通道穿过，所述循环液体来自用于分离所述产生的蒸
汽的蒸汽锅筒(10)，并且被沿在所述热交换器(5a)外部的通道(8、18、28)
供给到所述入口(5h)，所述产生的蒸汽以另外的液体流的形式被补足，将
所述另外的液体流的至少一部分与沿所述外部通道(8、18、28)流动的所述
循环液体混合，其特征在于，所述另外的液体流具有比来自所述蒸汽锅筒
(10)的所述循环液体的温度低的温度，...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃尔曼诺·菲利皮，恩里科·里齐，米尔科·塔罗齐，马尔科·巴达诺，
申请(专利权)人：卡萨尔公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH