149511. lajstromszámú szabadalom • Konverter, exotermikus reakciók lefolytatására intenzív és egyenletes hőfokelosztással történő hőelvonással

Megjelent: 1962. április 30. MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG SZABADALMI LEÍRÁS ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL 149.511. SZÁM 12. g. OSZTÁLY — VE—341. ALAPSZÁM SZOLGALATI TALÁLMÁNY Konverter, exotermikus reakciók lefolytatására intenzív és egyenletes hőfokelosztással történő hőelvonással Vegyiműveket Tervező Vállalat, Budapest Feltaláló: Hausenblasz Endre, gépészmérnök, Budapest A bejelentés napja: 1960. július 11. Az egyes nagyipari méretekben lefolytatott kémiai reakciók megvalósítása ún. konverterekben történik. Ezek olyan vegyipari berendezések, amelyekben rendszerint katalizátorokat helyeznek el a vegyi reakció előmozdítására, illetve annak lehetővé tételére. E reakciók általában hőtermelő (exotermikus) jellegűek. Ennek következtében az így keletkezett hőt a legtöbb esetben a folyamat során el kell vonni. Ez a hőelvonás pl. idegen hőközvetítő anyag felhasználásával történhetik. A hőátadásra vagy a katalizátor térben, vagy a katalizátor téren kívül elhelyezett hőátadó szerveket alkalmazunk. Az eddigi törekvések soi'án megkísérelték a keletkezett hőt a keletkezés mértékének megfelelően elvonni. Ezt azonban csak 'megközelíteni tudták, minthogy a katalizátort ezeknél a szerkezeteknél több rétegben helyezitek el és a hőátadó szerveket a katalizátoron kívül, a katalizátorrétegek között helyezték el. Maguk a hőátadó szervök is, amelyek a katalizátor-ágy közepén elhelyezett központi csőhöz; csatlakozó igen sok kisméretű hegesztett csőnyalábból álltak, igen bonyolultak voltak. Mindezek nagy szerelési nehézségeket okoztak mind a készülék összeállítása, mind annak a szükségképpen felmerülő javítása 'során. Ezekben a szervekben idegen anyagot, pl. vizet keringettettek. E berendezések a kitűzött feladatot megoldották ugyan, de azzal a hátránnyal, hogy a katalizátor-ágyakban bekövetkezett exotermikus rea'kció következtében a gáz tovább, vagy túlmelegedett és a reakció lefolytatásáról legkedvezőbb paraméterek kedvezőtlenül változtak meg, a katalizátor-ágyak után elhelyezett hőátadó szervek a keletkezett többlet hőmennyiséget nagy» hőfokgradiens mentén vonták el. Annak érdekében, hogy ezeket az exotermikus reakciókat —• a reakciók kinetikáját figyelembe véve — az eddiginél kedvezőbb körülmények mellett valósítsuk meg, a keletkezett hőt minél inkább a keletkezési helyén kell elvonni, mégpedig oly mértékben, hogy a hőelvonás a keletkezett hő mennyiségével közel azonos legyen. Ennek elérése esetén ugyanis az exotermikus reakció a reakció megindulásának hőfokán, illetve ahhoz közeleső hőfokon játszódik le, miáltal az exotermikus reakció igen jó közelítéssel izotermikusan folyik le, minélfogva azt „quasi izotermikus"-nak tekinthetjük és nevezhetjük. Hiánypótló tehát oly eljárás kidolgozása, illetve ennek alkalmazására szolgáló készülék és berendezés kialakítása, amely az eddigiektől eltérő, közvetlenül a katalizátorból történő intenzív hőelvonást alkalmaz. Ez esetben ugyanis a reakció alacsonyabb hőmérsékleten játszódik le, az átalakulás nagyobb százalékban történik meg, a reakció kisebb nyomáson folyik le, kevesebb gázt kell cirkuláltatni, minélfogva ehhez kevesebb energia elegendő, az egyéb folyamatok (hűtés, előmelegítés, kondenzáció) elvégzéséhez; kisebb készülékek szükségesek, a katalizátor élettartama megnő és az elvont melegmennyiséget egyéb célokra lehet felhasználni. A találmány lényege, hogy a katalizátor oly nagynyomásra méretezett csőiben (továbbiakban: nagynyomású cső) van elhelyezve, amely egyik vagy mindkét végén nagynyomású csőkötegfalba van erősítve, gázvezető csővel van ellátva és a csövek vagy intenzív hőelvonásra alkalmas szer-