154262. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés katalítikus gázreakciók lefolytatására
MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY Bejelentés napja: 1965. X. 11. (MA—1525) Közzététel napja: 1967. VII. 22. Megjelent: 1968. V. 15. 154262 Szabadalmi osztály: 12 g Nemzetközi osztály: B 01 j Decimái osztályozás: Feltalálók: Dr. Blickle Tibor oki. vegyészmérnök Budapest, (50%), Dr. Káldi Pál oki. vegyészmérnök, Veszprém, (25%), Sasvári György oki. vegyészmérnök, Budapest, (25%) Tulajdonos: MTA Műszaki Kémiai Kutató Intézet, Budapest Eljárás és berendezés katalitikus gázreakciók lefolytatására A heterogén kontakt gázreakciókat általában szemcsés katalizátorhordozót tartalmazó reaktorban valósítják meg. A reakcióban résztvevő gázokból álló keverék átáramlik a katalizátor szemcsehalmazának hézagain és behatol minden egyes szemcse igen finom pórusrendszerébe. Tekintve, hogy a szemcse pórusrendszerének felülete a szemcse külső felületének sokszorosa, a gázkeveréknek a szemcse belsejébe való behatolása a katalizátor-felület nagysága szempontjából igen fontos: a gázreakció lényegében az egyes szemcsék belsejében levő pórusrendszerben játszódik le. A gázkeverék behatolása az egyes szemcsék pórusrendszerébe azonban a szemcsén belüli diffúzió hatására történik meg, amely független a gázkeverék nyomásától és csak az abszolút hőmérséklettől függ. A gázreakció sebességét és ezzel a készülékméretet tehát a diffúziósebesség határozza meg, de ezt a hőmérséklettel csak kevéssé lehet befolyásolni, mert a végtermék a kellő kihozatallal általában csak szűk hőmérsékleti határok között állítható elő. Az ismertetett, hagyományos eljárásnak azon kívül, hogy a reakciósebesség gyakorlatilag a pórusdiffúzió révén adott, számos további.hátránya van. A reaktorba gázkeveréket kell bevezetni, amely különösen organikus oxidációt célzó reakciók esetében sok esetben robbanásveszélyes. Az egyik reagáló komponenst — a leggyak-10 15 20 25 30 rabban az Ü2-t —• levegő bevezetésével juttatják a reakciótérbe, a jelenlevő N2 pedig, mint ballaszt, lényegesen csökkenti mindkét reagáló gázkomponens koncentrációját s ezáltal tovább csökkenti a folyamatsebességet. Tiszta O2 alkalmazása a gázkeverékben nemcsak költséges, hanem az iparilag fontos íeakciók nagy részénél a robbanásveszélyt oly mértékben fokozza, hogy a robbanás csaknem elkerülhetetlen. Találmányunk célja olyan eljárás kidolgozása volt, amely lehetővé teszi a reakciósebesség gyakorlatilag tetszőleges mértékű fokozását és emellett teljes biztonságot nyújt a robbanásveszély megelőzéséhez. Találmányunk tárgya eljárás katalitikus gázreakciók lefolytatására, valamint berendezés az eljárás lefolytatására. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy, ha a katalizátort porózus szerkezeti elem pórusrendszerének belső felületén helyezzük el, akkor a reakciósebességet csu-" pán a reakcióelegynek a porózus testen való átáramoltatási sebessége határozza meg s így ez, a nyomáslépcső megfelelő beállításával csaknem tetszés szerint fokozható. További felismerésünk, hogy ilyen szerkezeti megoldás mellett a reakcióban résztvevő gázok egymástól elkülönítve áramoltathatók oly módon, hogy csak a porózus szerkezeti elemben érintkeznek egymással, ahol a reakció az érintkezés pillanatában lejátszódik 154262
