[發(fā)明專利]具有射流沖擊熱傳遞的管狀反應(yīng)器有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 200910163844.7 | 申請(qǐng)日： | 2009-08-12 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN101648124A | 公開（公告）日： | 2010-02-17 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 何筱毅;R·R·布羅克休斯;D·加格;金波;W·R·利希特;S·C·坦塔雷里 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 氣體產(chǎn)品與化學(xué)公司 |
| 主分類號(hào)： | B01J8/04 | 分類號(hào)： | B01J8/04;B01J19/24;B01J12/00 |
| 代理公司： | 北京市金杜律師事務(wù)所 | 代理人： | 蘇 娟 |
| 地址： | 美國(guó)賓夕*** | 國(guó)省代碼： | 美國(guó);US |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 具有 射流 沖擊 傳遞 管狀 反應(yīng)器 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及用于由反應(yīng)物混合物生產(chǎn)產(chǎn)物混合物的方法和管 狀反應(yīng)器。更具體地說，本發(fā)明涉及改進(jìn)管狀反應(yīng)器中的熱傳遞。
背景技術(shù)
含有具有催化劑的包裝的反應(yīng)器已經(jīng)有所描述，例如，在蒸汽 甲烷轉(zhuǎn)化中使用的管狀反應(yīng)器。包裝可以是諸如催化劑微粒的隨機(jī) 包裝或者所謂的結(jié)構(gòu)化包裝。與隨機(jī)包裝相比，結(jié)構(gòu)化包裝可產(chǎn)生 更低的壓降，不容易液化，并且不易于沉積或粉碎。由于管狀反應(yīng) 器常常從外部加熱或冷卻，這種反應(yīng)器的另一個(gè)重要特征涉及外部 熱源/水槽與反應(yīng)器內(nèi)的處理液之間的熱傳遞。
管狀反應(yīng)器可含有隨機(jī)包裝或者結(jié)構(gòu)化包裝，其中包裝包括用 于期望反應(yīng)的催化劑。與隨機(jī)包裝相比，結(jié)構(gòu)化包裝已經(jīng)被相信具 有更低的壓降。
人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到管狀反應(yīng)器中的熱傳遞很重要。有關(guān)改進(jìn)管狀 反應(yīng)器中的熱傳遞的努力已經(jīng)有所描述。
Davidson在美國(guó)專利No.4340501中描述了反應(yīng)器容器中的結(jié) 構(gòu)，其中流體間歇性但可控制地與容器壁接觸。結(jié)果，Davidson 聲稱這能夠得到具有微粒床的熱傳遞特性的蜂窩結(jié)構(gòu)的平滑流動(dòng) 特性。
在Davidson的發(fā)明中，用于使流體與容器壁接觸的工藝的特 征在于，使流體交替流經(jīng)(a)容器內(nèi)的結(jié)構(gòu)和(b)所述結(jié)構(gòu)與容 器壁之間的空隙。Davidson還描述了用于進(jìn)行該工藝的設(shè)備，包括 容器和容器內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。
Repasky等人的美國(guó)專利公開文獻(xiàn)No.2007/0297956公開了用 于增加具有結(jié)構(gòu)化包裝的管狀反應(yīng)器中的熱傳遞的方法和由該方 法所制備的反應(yīng)器。該方法是在構(gòu)造過程中使結(jié)構(gòu)向著管狀反應(yīng)器 的壁膨脹，從而減小壁與包裝之間的間隙。流體被擠壓在包裝和管 壁之間。減小的間隙增加了流體的速度，從而增加了熱傳遞。
這種方法和熱傳遞依賴于結(jié)構(gòu)與管壁之間的間隙的任何方法 所具有的問題在于，在高溫高壓下的延伸操作之后，管會(huì)經(jīng)歷時(shí)間 依賴性塑性變形，通常稱為“塑性變形(creep)”，導(dǎo)致管直徑增加 以及管壁與結(jié)構(gòu)化包裝之間的間隙相應(yīng)增加。由于熱傳遞的機(jī)制依 賴于該間隙中流體的速度，當(dāng)間隙變大時(shí)速度降低，當(dāng)管塑性變形 時(shí)熱傳遞降低。當(dāng)熱傳遞降低時(shí)反應(yīng)器性能降低。
期望在管狀反應(yīng)器的整個(gè)壽命期內(nèi)，尤其是在管發(fā)生塑性變形 時(shí)都要保持管狀反應(yīng)器中的熱傳遞效率。本發(fā)明解決了在管狀反應(yīng) 器中由管的塑性變形導(dǎo)致的熱傳遞降低的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及用于在管狀反應(yīng)器中生產(chǎn)產(chǎn)物混合物的方法。管狀 反應(yīng)器包括具有管壁的管，和位于管內(nèi)的插入物。管狀反應(yīng)器具有 管狀反應(yīng)器入口和位于管狀反應(yīng)器入口下游的管狀反應(yīng)器出口。插 入物包括催化劑，并且插入物具有用于形成流體射流的多個(gè)孔。所 述多個(gè)孔的特征由水力直徑d和與管壁的間隔h來(lái)描述，其中，對(duì) 于多個(gè)孔來(lái)說，h/d的范圍為從0.5到10或者從1到10。間隔h 的范圍可以從0.5mm到10mm。所述方法包括：
(a)將包括一種或多種反應(yīng)物的反應(yīng)物混合物在第一壓力p1以 入口表觀軸向速度vs引入到管狀反應(yīng)器入口中；
(b)使來(lái)自反應(yīng)物混合物的一種或多種反應(yīng)物與插入物的第一 部分上的催化劑接觸，以使一種或多種反應(yīng)物在對(duì)形成包括一種或 多種反應(yīng)物和一種或多種產(chǎn)物的第一中間體混合物有效的反應(yīng)條件 下進(jìn)行反應(yīng)；
(c)利用第一中間體混合物的至少一部分形成多個(gè)第一流體射 流；
(d)使多個(gè)第一流體射流沖擊在管壁上，從而在管與來(lái)自多個(gè) 第一流體射流的第一中間體混合物之間傳遞熱量；
(e)使來(lái)自多個(gè)第一流體射流的第一中間體混合物的至少一部 分遠(yuǎn)離管壁轉(zhuǎn)向，從而形成包括一種或多種反應(yīng)物和一種或多種產(chǎn) 物的回流；
(f)使來(lái)自回流的一種或多種反應(yīng)物與插入物的第二部分上的 催化劑接觸，以使一種或多種反應(yīng)物在對(duì)形成包括一種或多種反應(yīng) 物和一種或多種產(chǎn)物的第二中間體混合物有效的反應(yīng)條件下進(jìn)行反 應(yīng)；
(g)利用第二中間體混合物的至少一部分形成多個(gè)第二流體射 流，第二多種流體射流位于多個(gè)第一流體射流下游；
(h)使多個(gè)第二流體射流沖擊在管壁上，從而在管與第二中間 體混合物之間傳遞熱量；
(i)使來(lái)自多個(gè)第二流體射流的第二中間體混合物的至少一部 分遠(yuǎn)離管壁轉(zhuǎn)向；和
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于氣體產(chǎn)品與化學(xué)公司，未經(jīng)氣體產(chǎn)品與化學(xué)公司許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購(gòu)買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請(qǐng)聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/200910163844.7/2.html，轉(zhuǎn)載請(qǐng)聲明來(lái)源鉆瓜專利網(wǎng)。
