用于催化方法的反应器面板技术

一种用于催化方法的模块式反应器面板（１），包括原料集管（５）、产品集管（７）和相邻的槽道（３），每个槽道（３）均具有从进入端延伸到离开端的长度，并且其中，进入端直接地连接并通向原料集管（５），而离开端直接地连接并通向产品集管（７），并且其中，原料集管（５）具有至少一个到原料线（５１）的连接部（９），并且产品集管（７）具有至少一个到产品线（５５）的连接部，其中，原料集管（５）和产品集管（７）中的至少一个的一部分（２１）是可拆卸的，从而能够进入槽道端部。一种反应器，包括包含一个或多个所述反应器面板（１，２９）的外壳（４７），还包括原料线（５１）和产品线（５５），且面板（２９）连接至原料线（５１）和产品线（５５）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于催化方法的反应器面板、包括这种面板的反 应器和所述反应器用于执行多相催化放热或吸热反应的应用。
技术介绍
Klaus Dieter Henkel 等人在 Ullmann Encyclopedia; Reactor Types第1 - 33页(2005 Wiley VCH Verlag Weinheim )中广泛地描述 了催化反应器的反应器类型和工业应用。多相催化方法在用于生成许多关键产品和中间物的化学技术中扮 演了重要的角色。在这些方法中，流体反应物特别是气体、液体和超 临界流体在存在固体催化剂的情况下起反应，其中固体催化剂可以表 现为颗粒例如小球或粉末，或连续物质例如反应器壁上的涂层。用于 多相催化方法的适当反应器包括例如固定床反应器。具有固定催化剂 的固定床的反应器的特点是大温度梯度的出现，尤其是在高吸热反应 或放热反应与大料床直径结合时。对于吸热反应，还有不稳定操作的 危险。固定床反应器可以由除热或供热的类型进行分类。如果反应方法 对于固定床中的最小或最大温度强加了特殊要求，反应器的设计必须 能够利用热传递面积和固定床体积之间大的比值来进行有效的供热或 除热。这可以通过使固定床直径最小并且通过在反应器容积内部提供 附加的传热面积实现。用于这种反应器的 一种已知设计是频繁地用在 化学工业中的多管式反应器。这些管式反应器对于由供热或除热的温 度控制具有有利情形并且不具有移动的机械部分。然而，它们需要非 常高度的专门化，通常涉及复杂的设计和很高的投资成本。多管式反应器应用于例如甲醇合成、氨水合成、部分氧化反应、基醚类合成和费-托反应。该类反应器提 供了比热交换面积的某些调整量而用于有效地除热或供热，并且该反 应器还包含足够狭窄以限制径向温度梯度的反应槽道。在多管式反应器中，很多管紧固地连接至顶部集管板和底部集管 板中的孔中。管填充有催化剂并且管束置于壳内。加热介质或冷却剂 在管道之间循环。反应物供给顶部集管板或底部集管板并且在管上分 配它们自己。在流经管时，与催化剂接触的反应物反应成最终产品且 最终产品从与原料侧相对的管中流出。反应物和产品流和加热/冷却介 质流必须保持为分开的。多管式反应器显示出了多个缺点。为了限制温度梯度，狭窄的管 是优选的。然而，管越狭窄，就需要越多管来获得期望的反应容积和 生产量。这些管中的每一个均连接至反应器的顶部集管板和底部集管 板，并将连接至反应物分配集管和产品收集集管且将充满催化剂。这 几乎总是导致管的数目和直径之间的非最佳的折衷。而且添加更多的 管使实现期望的加热/冷却流态更加复杂。另外，供给的原料看起来并 没有在各种管中均匀地分布。另一个缺点是到两种集管的刚性连接会由于管的热膨胀而导致机 械应力和多管式反应器的频繁机械故障。这可能会导致反应物流或产 品流与加热/冷却介质流之间不希望的接触并且需要生产停止和修理。 其它缺点是用于从实用流中进行分离工序所需的复杂集管结构和导致 的多管式反应器的高投资成本。另外，原料分布不均导致管的堵塞和 相邻管的自推动堵塞效应。另一个缺点是填充管的冗长过程。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于化学反应的反应器，它具有更廉价 的结构，更易于维修并且停机时间更短。依照本专利技术该目的是通过提供一种反应器面板实现的，该反应器 面板允许以模块方式构建一种包含多个反应槽道的反应器。因此本专利技术提供了 一种用于催化方法的模块反应器面板，它包括6原料集管、产品集管和基本上平行的相邻槽道，每个槽道均具有从进入端延伸到离开端的长度，并且其中，进入端直接地连接并连通原料集管而离开端直接地连接并连通产品集管，并且其中，原料集管具有 至少一个到原料线的连接部，而产品集管具有至少一个向产品线的连接部，并且其中，原料集管和产品集管中的至少一个的一部分是可拆 卸的，从而能够进入槽道端部。每个面板均是自支撑模块，并且由这些作为模块的面板可以建造 具有期望尺寸和容积的反应器，特别是用于进行多相催化方法的反应 器。在这些反应器中，在至少一个集管的可拆卸部分已经拆卸之后， 可以很容易地接近所述槽道以进行清空、净化和(重新)充装催化剂， 其中，面板可以单独和很容易地在反应器中更换，面板在尺寸上允许 很大的通用性并且在应用冷却/加热介质以获得沿着槽道的期望温度 分布图方面给予了很大的灵活性。代替已知的多管式反应器中的单个巨型管道束，所需的反应容积 可以由多个反应器面板形成，每一个反应器面板均比单个管道束更轻 并且更易于处理、维护和置换催化剂。在维护期间，不必从反应器升 起重而庞大的管道束。增大反应容积并不需要将越来越多的单个管连 接到相同的底板和顶板上，而是可以通过添加更多或其它类型的面板 而很容易地实现。由US3，453，087已知一种模块式转化炉，它包含一行连接到原料 集管和产品集管上的反应管或槽道("竖琴式")。然而，这些基本部分并没有形成独立的模块面板而是需要炉的结构支撑并且集成到炉中， 所述集管之一甚至置于炉外部。另外，所述槽道并未直接地连接到原料集管上而是每个均单独地 通过猪尾管式膨胀圏。这导致槽道、原料和产品集管的组合不能是自 支撑的，这与依照本专利技术的面板即由槽道到集管的直接连接的自支撑 元件相反。这允许面板悬挂在反应器中而它们的下端是自由的，从而 允许面板的热膨胀而不需要用于每个单个槽道的膨胀圏。作为已知结 构的另一个缺点，如参考文献中第8栏第16至20行所述的那样，只有从槽道和原料集管单独地、 一个接一个地移除膨胀圏的两端才可能 进入槽道。在依照本专利技术的面板中，仅仅移除集管的可拆卸部即可一 次直接进入所有槽道。反应器面板包括原料集管、产品集管和连接原料集管与产品集管 的基本上平行的相邻槽道。因此供给原料集管的原料反应物将从槽道 的进入端向其离开端流经所述槽道而进入产品集管。在操作中，槽道 将充满适当的催化剂，并且反应物将在流经槽道时与催化剂接触而转 化为期望的产品。然后所形成的产品将从产品集管离开面板。应当指出，反应器面板还适于用于气体催化剂或起爆剂。在该情 形中，在原料流进入原料集管之前，气体或液体形式的催化剂添加到 反应物中。在与加热的反应物接触时，液体将蒸发为气体。当面板用 于均一催化反应时，可以省略后面描述的用来防止固体催化剂从反应 槽道中掉出来的结构元件。依照本专利技术的面板的优点还适用于使用气体催化剂的反应，如果 它是用于焦炭移除而非用于更换催化剂的话。槽道的进入端直接地连接并直接地通向原料集管，这理解为具有 开口连接，来自原料集管的反应物可以通过该开口连接进入所述槽道 中，该集管内可以看到槽道的进入端。因此"直接地，，可以理解成不包 含中间结构元件如猪尾管、波紋管、管道等而仅仅采用直接连接方式 如栓结法兰和焊接。以相似的方式，离开槽道的产品可以进入产品集管中。原料集管和产品集管具有连接至原料线和产品线的装置而分别地 用于向面板供给反应物并且从面板移除所形成的产品。这些装置例如 可以包括螺紋端部、法兰或用于在流体运输设备中形成连接的其它已 知设备。在它们的端部之一连接到原料集管并且在另一个端部连接到产品 集管的槽道的组合形成了一个稳定的结构，该结构允许面板悬挂在反 应器外壳内部且仅仅在其顶侧进行支撑。这允许面板的热膨胀，与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于催化方法的模块式反应器面板（１），包括原料集管（５）、产品集管（７）和相邻的槽道（３），每个槽道（３）均具有从进入端延伸到离开端的长度，并且其中，所述进入端直接地连接并通向原料集管（５），而所述离开端直接地连接并通向所述产品集管（７），其中，原料集管（５）具有至少一个通向原料线（５１）的连接部并且产品集管（７）具有至少一个通向产品线（５５）的连接部，并且其中，原料集管（５）和产品集管（７）中的至少一个的一部分（２１）是可拆卸的，从而能够进入槽道端部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：PH克斯特斯，
申请(专利权)人：沙特基础工业公司，
类型：发明
国别省市：SA[沙特阿拉伯]