[实用新型]用于执行放热或吸热反应的反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及用于用至少部分地填充催化剂的至少两个反应空间转化气体或者液体反应介质的反应器，该反应器形成为在反应器中设置彼此大致平行布置的至少三个热传输空间，这些热传输空间至少部分地将各个反应空间彼此分离，其中热传输空间每一个均由至少一个热板形成，并且其中每一个热板由两块板构成，所述两块板在它们的边缘处被焊接在一起，并且在所述两块板的表面上分配有同样连接这些板的多个点焊。

背景技术

在所谓的固定床反应器中执行许多典型的异相催化气相反应。在该工艺中，催化剂粒子的床(固定床)或者被涂以催化剂的载体每一个均被反应介质横穿。之后，反应流体流经热交换器，以便在反应流体进入下一催化剂床中之前至少部分地耗散所获得的反应热。可替选地，也能够通过引入用于淬火的材料流实现温度降低。通常，典型的反应器具有彼此横向的4至6个固定床。

将使用将甲醇转化为丙烯(MTP工艺)的示例更详细地解释这些固定床反应器的构造。图1示出通常用于将甲醇转化为丙烯的反应器。经由导管13和13₁将甲醇供应至架空的反应器10。从反应器10起，甲醇首先在重力方向上抵达固定床11₁处，在该固定床11₁处，至少部分甲醇被转化为丙烯。随着反应放热地进行，反应热被释放，反应热在热交换器12₁中耗散。可替选地，也能够通过引入用于淬火的材料流实现温度降低。然而，通过添加作为淬火流的对应调节材料流(例如，甲醇)，也能够在进入随后固定床11₂之前实现期望温度。

之后，氧化物(优选为甲醇)、丙烯和其它反应产物的混合物进入固定床11₂中。经由导管13₂，这里的新鲜氧化物通常被再一次供应到实际固定床的上方，由此能够附加地控制每一个固定床中的转化并且因而也控制所获得的热量。之后，在热交换器12₂上引导离析产物混合物。在固定床11₃、11₄、11₅和11₆以及对应的热交换器12₃、12₄、12₅和12₆以及馈送导管13₃、13₄、13₅和13₆中重复该过程。最后，经由导管14抽取产物混合物。

在典型的MTP工厂中，每一个均设置三个这些反应器，每两个反应器都并行操作，并且第三个待机，或者正在对催化剂再生。在DE 10 027 159或还在US 2009/0124841中发现这种工厂和工艺的典型设计。在完成催化剂再生后，反应器通过再生的催化剂再次操作，而包含最长服务寿命的催化剂的反应器现在被供应到再生。因而，在典型生产线中，始终2个反应器在执行反应的操作模式中，但是这2个反应器被填充有具有不同的老化状态的催化剂。

现在的反应构思需要约2000m³(对于约450kta丙烯的工厂生产能力)的较大反应器容积，这是由以下事实引起的：除了绝热催化剂床之外，也必须以热交换器或者淬火段的形式提供已提及的冷却区。而且，必须设置对应空间用于填充和排出催化剂。

通常，六个固定床被布置在彼此之上，这些固定床每一个均具有20至60cm的高度。在每一个反应器中，约150Mt的催化剂被分配在这六个催化剂床上，催化剂的总量随着床增大。这意味着在第一催化剂床中将发现较少催化剂，因而在这里反应故意不能完全进行，而是受催化剂量限制。这应防止由于放热反应而太多局部产生热导致的反应的失控。通过最后的第六固定床包含最大量的催化剂的事实，能够确保甲醇被完全或者近似完全地转化。

通常，在每一个固定床中都存在被分别填充催化剂的近似100个隔间。与本实用新型的构思(仅一个床)相比，这种工艺相对昂贵。当固定床被催化剂横穿时，应小心使得催化剂在所有隔间上都均匀接近，以便避免局部催化剂损伤。另外，也必须避免催化剂与液体接触，因为这能够导致催化剂的永久性损伤。为了调节每一个固定床中的温度，已经被部分转化的反应介质也与新鲜反应介质混合。

此外，在反应器中必须小心使得经由固定床发生尽可能低的压力损失，以便确保对目标产物(短链烯烃，特别是丙烯)的选择性。