管束反应器制造技术

本发明专利技术涉及一种管束反应器，其用于催化的气相反应，其带有：成束的反应管，其被柱形的反应器罩包围，反应器罩构造罩腔，在其中反应管被载热体环流，其中，反应管被反应气体流过；此外带有载热体-前行环形通道和载热体-回行环形通道，其相应在柱体的端部区域中包围反应器罩且经由大量罩口与反应器罩处于流动连接，其中，至少回行环形通道没有子通道；并且带有外置的泵，其进口联接到载热体-回行环形通道处而其出口联接到载热体-前行环形通道处并且其使载热体在通过前行环形通道、罩腔和回行环形通道的回路中循环，提出该措施，通过其支持载热体流动通过泵的优化，其使能够提高外置的泵的效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于催化的气相反应的管束反应器(Rohrbuendelreaktor),其带有成束的反应管，其被柱形的反应器罩包围，反应器罩构造罩腔(Mantelraum)，在其中，反应管被载热体环流，其中，反应管被反应气体流过；此外带有载热体-前行环形通道(Vorlaufringkanal)和载热体-回行环形通道(Ruecklaufringkanal)，其相应在柱体的终端区域中包围反应器罩且经由大量罩口(Manteloeffnung)与罩腔处于流动连接,其中，至少回行环形通道没有子通道(Unterkanal);并且带有外置的泵，其进口联接到载热体-回行环形通道而其出口联接到载热体-前行环形通道并且其使载热体在通过前行环形通道、罩腔和回行环形通道的回路(Kreislauf)中循环(umwaelzen)。
技术介绍
管束反应器是固定床反应器，其提供在在固定床中反应的过程混合气或反应气体与分离的载热体之间造成热交换的可能性。在此，还反应原则上既可以是吸热的又可以是放热的。固定床(主要是颗粒催化剂)位于通常竖直布置的反应管束的管(反应管)中，其两端密封地固定在管底(Rohrboden)中并且其在围绕管束的反应器罩内被载热体环绕冲刷(umspuellen)。过程混合气经由跨越相关的管底的反应器帽输送给反应管且同样经由跨越另一管底的反应器帽从反应管导出。载热体(通常是盐浴(Salzbad))利用一个或多个泵来循环并且由一个或多个换热器根据反应过程的类型来加热或冷却。它通常由包围反应器罩的环形通道(其位于管底附近且其经由大量罩口与罩内部(下面也称为罩腔)处于连接中)输送给反应器内部或从其中导出。泵以及换热器通常处于反应器罩之外。为了对于反应器的全部管(一个现代的管束反应器可包含直至30000个管或更多)在统一的反应过程和因此反应产物的高的产出(Ausbeute)和良好的选择性的兴趣下保持尽可能相同的温度曲线，重要的是在每个垂直于反应管的平面中将载热体在温度和流动状态方面的差别保持得尽可能小。对于在反应器内部中的均匀的热传导的前提是在反应器周缘上流入反应器中的和从反应器流出的相同的体积流。这通常由此来达到，即在环形通道与反应器内部之间的罩口对应于相应当地存在的流动压力在反应器周缘上具有不同的通过横截面。为了提供关于通过冷却器的载热体-体积流的恒定的运行条件，文件DE1963394A提出一种反应器系统，在其中在换热器的壳体中设置有可调节的旁路，其根据冷却需求将或多或少的载热体导引至传热面。通过冷却器的总体积流由此被保持恒定。在一实施例中，泵和换热器布置在反应器的相对的侧面处。在该布置中，从换热器导出的载热体被引导至置于上面的载热体-回行环形通道。在那里它划分到两个环形通道半部上且在流动路径的走向中与从反应器的罩口离开的加热的载热体流汇合。在环形通道的端部处，这两个载热体流汇合且被引导至泵。其将载热体总流输送到载热体-前行环形通道中，在那里其又分配到两个环形通道半部上且经由罩口流入反应器中。在环形通道半部的另一下游端处，载热体的一部分又被弓I回到换热器中。未设置有用于混合来自反应器和来自换热器的载热体流的特别的装置。混匀主要通过泵实现，载热体以高的涡流度(也就是说带有众多的和/或伸展的旋涡区)流过泵。然而，高的涡流度降低了泵的效率且要求越来越多的泵功率。对于带有相应大的必需的泵功率的反应器，文件DE 3409159A1提出了将泵功率划分到两个泵上，其在相对的部位处被联接到环形通道处。由此减小最大输送路径(Fdrderweg)且大大减少功率需求。换热器应被对称地布置在两个泵之间且与两个环形通道相连接。换热器的回流可经由控制元件(Stellglied)调整，以便能够调节反应器的两侧的温度。此处也未设置有特别的混合装置。混匀在此也主要通过这两个泵实现。(多个)泵和换热器可被布置到不同类型的反应器上。因此在文件WO2004/052525A1中说明了一种反应器，在其中泵和换热器在周向上位于不同的位置处。实施例显示了带有180°错位和90°错位的布置。在此通过弯曲的导向板支持载热体从入口通道均匀地流入载热体-前行环形通道中且从那里到反应器内部中。此外为了补充在(多个)泵中的混匀，提出将混合器布置在到前行环形通道中的进口之前或在该通道内。混合器实施为格栅或混合室。在带有泵与换热器的180°的错位的布置中的流动引导与如在文件DE 1963394A中所说明的相同。在带有90°错位的布置中，在载热体-前行环形通道中此外存在用于控制载热体流到反应器内部中和到换热器中的隔板(Trennblech)。文件DE 10137768A1对于这样的反应器确定，在反应器中载热体的混合在其流动横截面上仅以非常受限的程度发生。如果追求带有高效率的循环泵，泵的混合效果还是不足。将来自反应器和来自换热器的不一样调温的载热体流还在进入泵中之前很大程度上混合被视为必需。提出将从反应器中通过罩口导出的载热体就在其进入载热体-回行环形通道中之后与来自外置的换热器的载热体一起在安装到载热体-回行环形通道中的混合通道中混合。借助于同样安装到载热体-回行环形通道中的分配器通道将来自换热器的载热体划分成大量细的单射流(Einzelstrahl),其被均勻地分配和混合到通过罩口而来的载热体-部分流(Teilstrom)中。应用于使载热体循环的泵具有在相对小的扬程下使大的体积流循环的任务。只要不存在特别的要求，尽可能简单地来实施泵，也就是说它由柱形的泵壳体构成且相应于任务被装备有轴向转动轮(Axiallaufrad)。如在文件DE 10137768A1的图4中所示，泵通常被布置在上环形通道与下环形通道之间。然而由于载热体的高温，追求将泵的尽可能多的部分和驱动马达布置在载热体系统之外。如果仅转动轮与载热体接触，则因此是理想的。然而这引起驱动马达与泵的转动轮之间的长的连接轴。为了确保少振动的运行，轴必须被合适地支承，优选地不与载热体接触。因此转动轮的活动的支承是必需的。为了保持与关键的转速的足够的距离，轴必须相应刚性地来实施。连接轴的活动部分由于费用和结构空间原因因此应尽可能短。然而对此需要特别的结构措施。从文件JP 59138794A已知一种在该方面的结构,根据其,待输送的液体经历一种简单的流动返回(Stroemungsumkehr)。该结构具有带有泵导管和壳体(其包围泵导管)的泵。液体经由在壳体的下部中的开口流入壳体中，然后在壳体的内壁与泵导管的外壁之间的区域中向上、经由在泵导管的上部区域中的开口流入泵导管的内腔中，从上向下流过它并经由在泵导管的下部区域中的开口流出。因此可实现短的活动轴，因为可独立于环形通道的几何形状来选择转动轮的位置。文件DE 10127365A1是带有双重的流动返回的文件JP 59138794A的一改进方案。此处载热体在另一流动通道中转向之后被向上引导到反应器的上环形通道中。由此可实现在反应器管束中从上向下的流动返回。在文件WO 2004/052526A1中公开了一种带有泵且带有至换热器的旁路的反应器。在一实施方案(在其中换热器布置在至反应器的支路中)中，来自换热器的载热体首先在外部的混合器中被与来自反应器的罩腔的加热的载热体混合且接下来被供本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于催化的气相反应的管束反应器，其带有：?成束的反应管，其被柱形的反应器罩包围，所述反应器罩构造罩腔，在其中所述反应管被载热体环流，其中，所述反应管被反应气体流过；?载热体?前行环形通道和载热体?回行环形通道，其相应在柱体的端部区域中包围所述反应器罩且经由大量罩口与所述罩腔处于流动连接，其中，至少所述回行环形通道没有子通道；?刚好一个外置的泵，其进口联接到所述载热体?回行环形通道处而其出口联接到所述载热体?前行环形通道处并且其使所述载热体在通过所述前行环形通道、所述罩腔和所述回行环形通道的回路中循环；?接到所述回路中的外置的主换热器，其出口联接到所述载热体?回行环形通道处且经由其将载热体流的一部分作为换热器?回流导入所述载热体?回行环形通道中，?其中，所述泵和所述主换热器到所述载热体?回行环形通道处的联接部位在其纵向上彼此错置，并且?其中，所述载热体?回行环形通道在所述主换热器的联接部位处由横向于环形通道纵轴线伸延的间隔壁分成两个环形通道区段，其相应具有用于所述主换热器的区段?联接部位，以便将所述换热器?回流划分到所述两个环形通道区段上，其特征在于，?从所述主换热器(4)导入所述环形通道区段(35，36)中的区段?载热体流(38，39)彼此间的量比相应于所述两个环形通道区段(35，36)彼此间的长度比，?每个环形通道区段(35，36)具有用于产生回行流(45，46)围绕所述环形通道区段(35，36)的纵轴线的旋转的至少两个装置(44)并且?所述装置(44)沿着所述环形通道区段(35，36)分布地来布置。...

【技术特征摘要】
2011.10.13 DE 102011084476.71.一种用于催化的气相反应的管束反应器，其带有: -成束的反应管，其被柱形的反应器罩包围，所述反应器罩构造罩腔，在其中所述反应管被载热体环流，其中，所述反应管被反应气体流过； -载热体-前行环形通道和载热体-回行环形通道，其相应在柱体的端部区域中包围所述反应器罩且经由大量罩口与所述罩腔处于流动连接，其中，至少所述回行环形通道没有子通道； -刚好一个外置的泵，其进口联接到所述载热体-回行环形通道处而其出口联接到所述载热体-前行环形通道处并且其使所述载热体在通过所述前行环形通道、所述罩腔和所述回行环形通道的回路中循环； -接到所述回路中的外置的主换热器，其出口联接到所述载热体-回行环形通道处且经由其将载热体流的一部分作为换热器-回流导入所述载热体-回行环形通道中， -其中，所述泵和所述主换热器到所述载热体-回行环形通道处的联接部位在其纵向上彼此错置，并且 -其中，所述载热体-回行环形通道在所述主换热器的联接部位处由横向于环形通道纵轴线伸延的间隔壁分成两个环形通道区段，其相应具有用于所述主换热器的区段-联接部位，以便将所述换热器-回流划分到所述两个环形通道区段上， 其特征在于， -从所述主换热器(4)导入所述环形通道区段(35，36)中的区段-载热体流(38，39)彼此间的量比相应于所述两个环形通道区段(35，36)彼此间的长度比， -每个环形通道区段( 35，36)具有用于产生回行流(45，46)围绕所述环形通道区段(35，36)的纵轴线的旋转的至少两个装置(44)并且 -所述装置(44)沿着所述环形通道区段(35，36)分布地来布置。2.根据权利要求1所述的管束反应器，其特征在于，所述主换热器(4)的出口(27)通过联接通道(25)联接到所述载热体-回行环形通道(17)处并且在所述联接通道(25)中布置有用于将所述换热器-回流按比例地划分到所述两个环形通道区段(35，36)上的装置(37)。3.根据权利要求2所述的管束反应器，其特征在于，从所述主换热器(4)的出口(27)至到所述两个环形通道区段(35，36)处的所述联接部位(34)的流动路径的长度彼此相偏差而所述划分装置(37)在所述联接通道(25)中的构造和/或布置也平衡这些偏差。4.根据权利要求2或3所述的管束反应器，其特征在于，至少一个副换热器(5)联接到所述主换热器(4)处并且每个副换热器(5)的回流(32)同样经由所述划分装置(37)来引导。5.根据前述权利要求中任一项所述的管束反应器，其特征在于，所述主换热器(4)的联接部位(34)与所述外置的泵(3)的联接部位(33)彼此错置90°至180°来布置。6.根据前述权利要求中任一项所述的管束反应器，其特征在于，用于产生旋转的所述至少两个装置(44)相应是导向板(50)，其安装在通道壁(6，49，51a，51b)中的至少一个通道壁(49)处且构造成垂直于所述环形通道纵轴线在所述回行流(45，46)中产生切向的速度分量。7.根据权利要求6所述的管束反应器，其特征在于，在从所述罩口(19)离开的载热体-部分流(47)的流动方向上相应布置有用于产生旋转的装置(52)，其通过转向给相应的所述部分流(47)施加切向的速度分量。8.根据前述权利要求中任一项所述的管束反应器，其特征在于，在所述泵(3)之前在所述两个环形通道区段(35，36)的汇合处安装有用于消...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·莱尔，
申请(专利权)人：曼柴油机和涡轮机欧洲股份公司，
类型：发明
国别省市：