[發明專利]具有壓力液體冷卻的管束反應器

有效

• 申請號: 200810098481.9
• 申請日: 2008-05-28
• 公開（公告）號: CN101314119A
• 公開（公告）日: 2008-12-03
• 發明（設計）人: M·萊爾
• 申請（專利權）人: 曼德韋有限公司
• 主分類號: B01J8/06
• 分類號: B01J8/06
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 吳鵬;馬江立

技術領域

本發明涉及一種預制的管束反應器結構組件的套組(Satz)，所述結構組件可在工地或者在最終的建造地點組裝成用于執行催化的氣相和/或液相反應的管束反應器。本發明還涉及一種由前述管束反應器結構組件套組形成的管束反應器和所述的管束反應器的布置結構。

背景技術

管束反應器具有多個平行的、布置成一管束的反應管，在該反應器中填充有多數為顆粒的催化劑和必要時惰性材料或者催化劑和惰性材料在布置形式和組分上不同的組合物。管束由大多為圓柱形的反應器外殼包圍。反應管的端部是敞開的并且在管外壁上密封地固定在管底部中。反應氣體混合物(原料氣(Feedgas))通過一個覆蓋在相關管底部上的反應罩輸送給反應管并且通過另一個覆蓋另一個管底部的反應罩排出產物氣體混合物。

在一個廣泛使用的用于導出放熱反應時管束反應器中的反應熱的系統中通過循環裝置圍繞反應管外側以與反應氣體混合物順流或逆流的流動引導液態的載熱介質、例如載熱油或由硝酸和硝酸鹽組成的混合物通過反應器。這種系統具有幾乎無壓力運行的優點，由此對于較大的反應器也可以使壁厚保持相對較薄。通過適合的用于引導流體的裝置可以在反應器橫截面上實現良好且均勻的散熱。

另一種用于排出反應熱的系統是壓力液體冷卻，通常是蒸發冷卻器、例如沸水冷卻器的形式。在此載熱介質系統在壓力下通過部分、完全或不蒸發的流體在強制或自然循環中運行。優選的流體是水。下面“沸水冷卻器”或“沸水反應器”的概念僅示例性地用于“蒸發冷卻器”或“具有蒸發冷卻器的管束反應器”并且并不意味任何限制。

在蒸發冷卻器中通過利用反應熱使一部分載熱介質蒸發而導出反應熱。產生的液體-蒸汽混合物由于其較小的密度向上升，從反應器中導出并且在分離器中分成液相和蒸汽相。液相回輸到反應器，而蒸汽相可以直接不需要其它載熱介質循環地用作有效蒸汽。這種系統的一個主要優點是，只要還存在液體的載熱介質并且反應管的壁與載熱介質相接觸，在保持規定的恒定壓力的情況下，在載熱介質系統中到處都存在相同的溫度。在管外壁上還存在非常好的熱傳遞，由此使用于均勻分配載熱介質的改善流動的內置件的費用較少。通過只部分地蒸發載熱介質，使反應管壁始終與液態載熱介質接觸并且防止局部過熱。例如在US?3?518?284、DE?2?013?297、DE?2?123?950、DE?2?420?949、DE?3028?646或EP?0532?325中描述了這種結構形式的不同實施形式。

在這種管束反應器中出于經濟上的原因希望有盡可能大的容量，即，盡可能大的管數量或者說盡可能大的可用于催化劑填料的管容積。在一些反應器類型中還需要具有10至15m數量級的長度的管。但是所希望的容量加大受到可運輸性的限制。盡管目前已經可以在陸路上運輸相對較輕的具有10至11m直徑的設備，但是通常不能或只能以不成比例高的費用實現具有4至5m直徑的已安裝管的反應器在鐵路或公路上的較長距離的運輸。這一點一方面是由于橋或類似建筑的有限通過高度和/或寬度或者重量限制，另一方面還是由于在轉運和/或建造地點也沒有足夠的升降工具。

因此期望，將非常大的或非常重的反應器分開成部件輸送到工地或建造地點并且在那里組裝，但是也希望建造盡可能緊湊的管束反應器，這種反應器作為裝配的管束反應器仍能夠運輸。在第一種情況下由于在工地上的制造技術的限制，希望使單個的反應器元件在重量和尺寸上設計成如同正好對于運輸限制所允許的限制那樣。由此保持接合位置的數量盡可能地少。

在這個意義上，例如給反應器安裝管，即將反應管穿入管底部和反應管與管底部的密封連接只有在工地非常不經濟地、耗費時間地進行，并且在大多數情況下由于制造技術和質量可靠性上的原因不能進行，其中由此仍然還不能解決尺寸技術上的困難。

在下面的實施例中說明組裝反應器所涉及的結構。這尤其是指用于在工地安裝而設計的反應器或者在這些反應器結構中反應器是由鄰接的結構組件組裝而成的。此外還描述了特別緊湊的反應器以及將多個較小的反應器組裝連結成一個反應器單元。

例如在DE?25?43?758?C3中記載了一中可以在工地組裝的管束反應器。它具有至少兩個獨立的扇區段，所述扇形段具有相配的管底部扇形段、外部的外殼段和內部的壁段以及設置在其中的反應管，其中各扇形段的壁通過間距保持件相互支承。

這種管束反應器的各個扇形段還可以在制造地點在運輸前檢驗其運行能力，因為反應管已經安裝并且因為包圍反應管的壁已經形成一個在各個側面密封封閉的空間。只有在建造地點才將各扇形段以及罩、管連接部和接管相互連接成管束反應器，主要通過焊接。