本发明专利技术涉及一种用于在设计为整料(4)的非均相催化剂上借助含氧气流(3)实施含烃气流(2)的自热气相脱氢以获得反应气体混合物的呈圆柱体或棱柱体形式的反应器(1)，其中反应器(1)的内部借助在反应器(1)纵向上设置的圆柱状或棱柱状气密性套壳(G)分成下述部分：具有一个或多个催化活性区(5)的内部区域(A)，在每个催化活性区(5)中提供上下、左右及前后相互堆叠的整料(4)的各填充物且在每个催化活性区(5)之前提供具有固定内件的混合区(6)；以及与内部区域(A)同轴设置的外部区域(B)，所述反应器的特征在于：内部区域(A)借助在高达700℃的温度下具有小于0.05W/m·K热导率(λ)的高性能微孔绝热材料与所述反应器的外部区域(B)绝热。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于实施自热气相脱氢的反应器本专利技术涉及一种用于使用构造为整料的非均相催化剂实施自热气相脱氢的反应器以及使用所述反应器的方法。陶瓷或金属整料已经被确定为用于移动和固定废气净化中贵金属催化剂的催化剂载体。通道提供对流动的低阻力且同时为气相反应介质提供对催化剂外表面的均匀可及性。与其中颗粒周围流动中的许多偏转导致大的压降且催化剂表面不可均匀利用的无序床相比，这是有利的。对于在高温下在绝热反应条件下的具有高体积流动的催化方法，整料的使用通常是有利的。在化学工艺技术中，这些特征尤其适用于在400-700°C的温度范围内进行的脱氢反应。催化剂技术的进步使得脱氢氢气可在烃存在下选择性燃烧，例如如US7，034，195所述。该运行模式被称作自热脱氢且允许直接加热脱氢反应器，从而使得用于间接预热和中间加热反应混合物的复杂装置变得不再是必需的。一种该方法例如描述于US2008/0119673中。然而，该方法具有严重的缺点，即脱氢在呈丸粒形式的非均相催化剂上进行:丸粒床的高流动阻力需要大的反应器横截面和相应的低流速，以限制催化活性层中的压降。该缺点由用于引入并分配氧气的非常复杂的装置弥补，这损害了自热脱氢的优点。非在先公开文献的欧洲专利申请EP09177649.2公开了使用构造为整料的非均相催化剂自热气相脱氢烃的反应器以及方法，这确保了在高的反应温度下，常常在约400-700°C的范围内对可燃性反应介质的安全控制，以及尤其是在装备反应器时以及在更换催化剂时，整料的简单易及性和处理性。EP09177649.2提供了一种用于在构造为整料的非均相催化剂上借助含氧气流实施含烃气流的自热气相脱氢以获得反应气体混合物的呈基本卧式圆柱体形式的反应器，其中:-所述反应器的内部借助在反应器纵向上设置且在周向上为气密性的并且在套壳G两个端面处开口的可拆卸圆柱状或棱柱状套壳G分成下述部分:-具有一个或多个催化活性区的内部区域A，其中提供由上下、左右及前后相互堆叠的整料组成的填充物和在每个催化活性区之前的在每种情况下具有固体内件的混合区，和-与内部区域A同轴设置的外部区域B，-具有一个或多个用于使待脱氢的含烃气流进入外部区域B中的进料管道，待脱氢的烃气流在反应器一端偏转并经由均流器引入内部区域A中，-具有一个或多个可彼此独立调节的进料管道，其中各进料管道提供有一个或多个用于使含氧气流进入各混合区的分配腔，和-在反应器的相同端具有用于自热气相脱氢的反应混合物的出料管道，其作为用于待脱氢的烃气流的进料管道。在设置有用于自热气相脱氢的反应气体混合物的出料管道的反应器一端处，有利地提供壳管式换热器，所述换热器具有使自热气相脱氢的反应气体混合物从中通过的管束，以及使待脱氢的含烃气流与自热气相脱氢的反应混合物逆流地从中通过的管之间的中间空间。EP10196216.5描述了就安全角度而言的改良反应器，即用于在构造为整料的非均相催化剂上借助含氧气流实施含烃气流的自热气相脱氢以获得反应气体混合物的呈基本上卧式的圆柱体或棱柱体形式的反应器，其中:-所述反应器的内部借助在反应器纵向上设置的圆柱状或棱柱状可拆卸气密性套壳G分成下述部分:-具有一个或多个催化活性区的内部区域A，其中提供由上下、左右及前后相互堆叠的整料组成的填充物和在每个催化活性区之前的在每种情况下具有固体内件的混合区，和-与内部区域A同轴设置的外部区域B，和-在与套壳G相连的反应器一端处提供换热器，-具有一个或多个用于待脱氢的含烃气流的进料管道，-具有一个或多个用于使含氧气流进入每个混合区的可彼此独立调节的进料管道，其中每个进料管道提供有一个或多个分配腔，和-具有用于自热气相脱氢的反应气体混合物的出料管道，其中:且其中为外部区域B提供在自热气相脱氢反应条件下呈惰性的气体，并将待脱氢的含烃气流经由进料管道引入换热器中，借助逆流的反应气体混合物通过间接热交换而加热，并进一步将其输送至相对于所述换热器的反应器一端，在此偏转，经由均流器引入内部区域A中并在混合区与含氧气流混合，此时在所述反应器的内部区域A中发生自热气相脱氢。因此，提供了一种具有反应器外壁(即不与介质接触、既不与含烃料流接触也不与含氧料流接触的承压壳)的反应器。鉴于上述内容，本专利技术的目的是进一步改善上述反应器，尤其是就能量消耗而言。所述目的通过一种用于在构造为整料的非均相催化剂上借助含氧气流实施含烃气流的自热气相脱氢以获得反应气体混合物的呈基本上卧式的圆柱体或棱柱体形式的反应器，其中:-所述反应器的内部借助在反应器纵向上设置的圆柱状或棱柱状气密性套壳G分成下述部分:-具有一个或多个催化活性区的内部区域A，其中提供由上下、左右及前后相互堆叠的整料组成的填充物和在每个催化活性区之前的在每种情况下具有固体内件的混合区，和-与内部区域A同轴设置的外部区域B，和-在与套壳G连接的反应器一端处提供换热器，-具有一个或多个用于待脱氢的含烃气流的进料管道，-具有一个或多个可彼此独立调节的用于使含氧气流进入每个混合区的进料管道，其中每个进料管道提供有一个或多个分配腔，和-具有用于自热气相脱氢的反应气体混合物的出料管道，其中:-为外部区域B提供在自热气相脱氢反应条件下呈惰性的气体，和-将待脱氢的含烃气流经由进料管道引入换热器中，在所述换热器中借助逆流的反应气体混合物通过间接热交换而加热，并进一步将其输送至相对于所述换热器的反应器一端，在此偏转，经由均流器引入内部区域A中并在混合区中与含氧气流混合，此时在所述反应器的内部区域A中发生自热气相脱氢；其中内部区域A借助在高达700°C的温度下具有小于0.05W/m*K热导率λ的高性能微孔绝热材料与反应器的外部区域B绝热。已发现ΕΡ10196216.5所述反应器的热损失可通过使所述反应器的内部区域A绝热而显著降低，其中向内部区域A中供入进料流，即待脱氢的含烃气流和含氧气流，彼此混合并反应以获得反应气体混合物，其通过与含烃进料气流间接热交换而预热，随后从使用高性能微孔绝热材料的反应器外部区域B离开该反应器。由于自热气相脱氢在反应器的内部区域A中在约400-700°C的高温下发生，该热绝缘比外部区域B中的更为重要。根据本专利技术，将在高达700°C的温度下具有〈0.05ff/m.K热导率λ的高性能微孔材料用于该目的。该类材料作为具有连续结构的超级绝热体描述于VDl- Warmeatlas,2002年第9版，Kf8节中。因此，超级绝热体为总传热率显著低于静态空气的绝热体。在相同的传热系数下，由高性能微孔绝热材料构成的本专利技术绝热体具有与常规纤维绝热体相比显著更低的热容和显著更小的体积。然而，低热容对控制催化剂再生中的燃烧工艺期间的温度而言是不可或缺的；低体积尤其也有利于将所有热应力组件集成至单独的共用外壳中。作为高性能微孔绝热材料，尤其可使用由含硅物质构成的材料。这些尤其由作为主组分的细碎二氧化硅和作为其他组分的用于使红外辐射最小化的遮蔽剂制成。还可使用混合物作为遮蔽剂。所述高性能微孔绝热材料尤其呈具有约20nm平均孔尺寸的微孔颗粒形式。该类材料例如由Porextherm的WDS? Ultra已知:WDS? Ultra包含约80%的二氧化硅作为主组分以及约15%的碳化硅，且尤其确保通过热传导、通过对流和通过热辐射的低传热率本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于在构造为整料(4)的非均相催化剂上借助含氧气流(3)实施含烃气流(2)的自热气相脱氢以获得反应气体混合物的呈圆柱体或棱柱体形式的反应器(1)，其中：‑反应器(1)的内部借助在反应器(1)纵向上设置的圆柱状或棱柱状气密性套壳G分成下述部分：‑具有一个或多个催化活性区(5)的内部区域A，其中提供由上下、左右及前后相互堆叠的整料(4)组成的填充物和在每个催化活性区(5)之前的在每种情况下具有固体内件的混合区(6)，和‑与内部区域A同轴设置的外部区域B，和‑在套壳G之后的反应器一端处提供换热器(12)，‑具有一个或多个用于待脱氢的含烃气流(2)的进料管道(7)，‑具有一个或多个可彼此独立调节的用于使含氧气流(3)进入每个混合区(6)的进料管道(9)，其中每个进料管道(9)提供有一个或多个分配腔(10)，和‑具有用于自热气相脱氢的反应气体混合物的出料管道(11)，其中：‑为外部区域B提供在自热气相脱氢反应条件下呈惰性的气体，‑将待脱氢的含烃气流(2)经由进料管道(7)引入换热器(12)中，在换热器(12)中借助逆流的反应气体混合物通过间接热交换而加热，并进一步将其输送至相对于换热器(12)的反应器一端，在此偏转，经由均流器(8)引入内部区域A中并在混合区(6)中与含氧气流(3)混合，此时在反应器(1)的内部区域A中发生自热气相脱氢；其中内部区域A借助在高达700℃的温度下具有小于0.05W/m·K热导率λ的高性能微孔绝热材料(16)与所述反应器的外部区域B绝热。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.08.02 EP 11176343.91.一种用于在构造为整料(4)的非均相催化剂上借助含氧气流(3)实施含烃气流(2)的自热气相脱氢以获得反应气体混合物的呈圆柱体或棱柱体形式的反应器(1)，其中: -反应器(I)的内部借助在反应器(I)纵向上设置的圆柱状或棱柱状气密性套壳G分成下述部分: -具有一个或多个催化活性区(5)的内部区域A，其中提供由上下、左右及前后相互堆叠的整料(4)组成的填充物和在每个催化活性区(5)之前的在每种情况下具有固体内件的混合区(6)，和 -与内部区域A同轴设置的外部区域B，和 -在套壳G之后的反应器一端处提供换热器(12)， -具有一个或多个用于待脱氢的含烃气流(2)的进料管道(7)， -具有一个或多个可彼此独立调节的用于使含氧气流(3)进入每个混合区(6)的进料管道(9)，其中每个进料管道(9)提供有一个或多个分配腔(10)，和-具有用于自热气相脱氢的反应气体混合物的出料管道(11)，其中: -为外部区域B提供在自热气相脱氢反应条件下呈惰性的气体， -将待脱氢的含烃气流⑵经由进料管道(7)引入换热器(12)中，在换热器(12)中借助逆流的反应气体混合物通过间接热交换而加热，并进一步将其输送至相对于换热器(12)的反应器一端，在此偏转，经由均流器(8)引入内部区域A中并在混合区(6)中与含氧气流(3)混合，此时在反应器( I)的内部区域A中发生自热气相脱氢； 其中内部区域A借助在高达700°C的温度下具有小于0.05W/m*K热导率λ的高性能...
【专利技术属性】
技术研发人员：G·奥尔贝特，U·韦格勒，G·科利欧斯，C·特莱切赫兰斯，R·赫斯特，A·京格尔，R·鲍尔，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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