149494. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés katalitikus gázfázis-folyamatok végrehajtására

Megjelent: 1982. április 30. MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG «sr -ÍSSZABADALM ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL 149.494. SZÁM 12. g. OSZTÁLY — LE—346. ALAPSZÁM Eljárás és berendezés katalitikus gázfázis-folyamatok végrehajtására VEB Leuna Werke „Walter Ulbricht" cég, Leuna Krs. Merseburg (Német Demokratikus Köztársaság) Feltalálók: Machemehl Klaus mester, Naumburg (NDK), Müller Fritz oki. mérnök, Leuna (NDK), Brühahn Wilhelm mérnök, Weissenfels (NDK), dr. Adolphi Gernot vegyész, Leuna (NDK) A bejelentés napja: 1961. február 25. Német Demokratikus Köztársaságbeli elsőbbsége: 1960. február 26. Ismeretes, hogy a gázfázisú katalitos folyamatok, mint pl. a kőolaj párlatok hidrái ó raffinálása, a benzinfriakciók reíormálása és izomerizáláea, szénhidrogének dehidrálása, hidrokrakkolása vagy hasítása és a szénmonoxid hidroxigénezése, annál gyorsabban és teljesebben mennek végibe, mennél nagyobb a rendelkezésre álló katalizátor-felület a reakcióban résztvevő átalakítandó anyag menynyiségéhez viszonyítva. Hogy valamely adott katalizátormerunyiség felületét megnöveljék, általában kis katalizátorszemosemóretre törekednek. A katalizátor-szemcseméret szélsőséges osökkentésének azonban határt szab a katalizátor-ágynak a szemcseméret csökkentésével erősen növekedő áramlási ellenállása. Ennek az ellenállásinak csökkentése érdekében olyan reaktorokat javasoltak, amelyekben az áramlés irányában lehetőleg rövid és széles katalizátor-ágyat rendeztek el. A helytálló (fix) katalizátor-ágyakkal működő, korszerű gázfázisú heterogén-katalitos folyamatok céljára ezért a reaktorokban 1,0—0,5 mm-es szemcseméretű katalizátort alkalmaznak, a katalizátor-ágy hosszúság: :szélesség viszonya pedig 0,1 : 1 vagy ennél is kisebb. Ilyen reaktorok szerkezeti kivitelére különféle megoldások ismeretesek. így pl. vannak álló-hengeres reaktorok, amelyek átmérője egyenlő vagy nagyobb mint a magasságuk és bennük függőleges irányban átáramoltatott katalizátor-ágy van elrendezve, melynek magasság-szélesség viszonya 0,2—0,4 : 1. Ennek a szerkezetnek egyik változata a gömb alakú reaktor, amelyben a legnagyobb keresztmetszet környezetében hasonlóan méretezett katalizátor-ágy található, mint a hengeres reaktorokban. Egy további ismert megoldás az úgynevezett radiális áramlású reaktor. Ez szigetelőcsővel bélelt hengeres köpenyből és ebben koaxiálisán elrendezett hengeres, perforált vagy egyéb módon szitaként kiképezett kontaktus-csőből áll, aminek a szigetelőcsőből való távolságát bordák vagy bütykök határozzák meg és ez a távolság úgy van megválasztva, hogy a szigetelőcső és a konrtaktcső között kialakult külső gyűrűs térnek az áramlási ellenállása a reaktor teljes hosszában a katalizátorréteg áramlási ellenállásához viszonyítva kicsiny és az ugyancsak koaxiálisán beszerelt perforált vagy más módon szitaként kiképezett központi csőből, amelynek átmérője úgy van megválasztva, hogy áramlási ellenállása ugyanakkora mint a külső gyűrűs téré. miáltal hengeres szitafelületekkel határolt gyűrű alakú tér. jön létre, amiben a katalizátort helyezik el. A reakcióban résztvevő gáz alakú keverék a központi csövön át, annak egyik végén lép be a reaktorba, a szitaként kialakított központi csőfalon át jut a katalizátor-ágyba, ezen sugárirányban belülről kifelé áramlik és a szitaként kialakított kontaktcsövön keresztül lép a külső gyűrűs térbe, ahonnét a reaktor belépő nyílásával ellenkező végén át áramlik ki. Az ilyen módon kialakított radiális áramlású reaktor a katalizátor-ágynak szerkezetileg közel szélsőséges hosszúság : szélesség viszonyát engedi meg. A gyakorlatban azonban ennek a viszonyszámnak 0,05 : 1 alá történő csökkentésének határt szab az, hogy a reakciókeveréknek a katali-