151080. lajstromszámú szabadalom • Folytonos üzemű mozgóágyas eljárás gázok közitti exoterm reakciók megvalósítására szemcsés vagy hordós katalizátorok közreműködésével

3 részét alkotják, a reakcióban nincsenek kihasználva. A reakció szabályozása nehéz, mert a katalizátor pneumatikus továbbítása és körforgalma csak nagy lineáris sebességű gázárammal, tehát csak aránylag szűk sebességhatárok között valósítható meg. A nagy lineáris sebességek miat pedig jelentős a katalizátor porlódása és a reaktor szerkezeti anyagainak kopása is. Találmányunk kiküszöböli az ismert mozgóágyas reaktorok fent felsorolt hátrányait, megtartva azok előnyös tulajdonságait. Találmányunk az exoterm reakciókat a szilárd katalizátor sűrűfázisú pneumatikus továbbítása közben valósítja meg olyképpen, hogy a reagáltatandó gázeleggyel azonos irányban mozgó ágyban a szilárd anyagnak egymással szomszédos szemcséi egyidejűleg állandóan érintkeznek. Megjegyzendő, hogy szemcsés • anyagnak sűrű fázisú pneumatikus szállítása külön szállítógázzal anélkül, hogy közben a szállítógázban kémiai reakció játszódna le, „hyperflow" néven már ismeretes. Találmányunk a szemcsés katalizátornak folytonos körforgását valósítja meg sűrű fázisban, továbbító gázáramként magát a reagáltatandó gázelegyet használva. A rendszer hőmérsékletét, valamint a cirkuláló katalizátor mennyiségét az adott reakciónak megfelelően megválasztva, a kémiai reakciót a kívánt módon és mértékben hajthatjuk végre. A gázelegy bevezetési és elvezetési pontja közé természetesen gázzáró, szilárd anyagot adagoló készülék (pl. cellás adagoló) iktatandó, hogy megakadályozza a termékgáznak a kiindulási gázelegyhez való visszakeveredését és ugyanakkor biztosítsa a szilárd, szemcsés katalizátor állandó körforgását azzal, hogy azt a kisebb nyomású gázelvezetési pontról a nagyobb nyomású bevezetési pontra táplálja vissza. A találmány szerinti sűrúfázisú pneumatikus továbbítás esetén nagy tömegű és nagy hőkapacitású szilárd katalizátor áramlik a viszonylag kis tömegű és kis hőkapacitású reakcióeleggyel egyirányban. Így a reakcióhő a teljes gáz-szilárd anyagrendszert csak kis mértékben melegíti fel. A rendszerben egyúttal hőhordozóként cirkulaltatott szemcsés katalizátornak a reaktor adott keresztmetszetén időegység alatt áthaladó maximális mennyiségét a vele együtt haladó gáz mennyisége határozza meg. Eljárásunk további előnye, hogy a körforgásba iktatott adagoló segíségével a katalizátor áramát a rajta átáramló gáz sebességétől függetlenül a maximális értékig tetszés szerint állíthatjuk be, tehát a reaktor szabályozására és méretezésére több lehetőség nyílik, mint a hígfázisú pneumatikus továbbításnál, ahol a részecskék sebességét a gázsebesség és a szemcseméret egyértelműen meghatározza. Abból, hogy eljárásunkban a reaktor egyégnyi térfogatára jutó katalizátor mennyisége lényegesen nagyobb, mint a hígfázisú pneumatikus továbbítás esetén, az a további előny 4 származik, hogy a nagyobb katalizátorkoncentráció következtében az egységnyi reaktortérfogatra számított reakciósebesség nagyobb és így azonos teljesítményű reaktor kisebbre mé-5 retezhető, mint hígfázisú pneumatikus továbbítás esetén. A reakcióhő külön hőcserélő nélkül is felhasználható a reagáltatandó gázelegy előmelegítésére; a katalizátor nagy hőkapacitása ui. 10 lehetővé teszi, hogy a reakció befagyasztásának veszélye nélkül a reagáltatandó gázelegyet, hideg állapotban vezessük a cirkuláló katalizátorhoz, amikor is a katalizátor hőmérséklete csak kis mértékben csökken, a gáz-15 elegy pedig a nagy tömegű katalizátortól pillanatszerűen felmelegszik az egyensúlyi hőmérsékletre. Ha a gázok ennél magasabb hőmérsékletet vennének fel, a fölös reakcióhőt a katalizátorcirkuláció tetszőleges helyén beikta-20 tot hőcserélőben vonjuk el. Az előírt hőmérséklet beállítható a fenti módokon kívül, vagy velük egyidejűleg, a reakció körülményei között elpárolgó folyadék bepermetézésével is. Az eljárás részleteit a mellékelt ábrák kap-25 csán ismertetjük. Az 1. ábra szerint az 1 csövön előmelegítés nélkül bevezetett kiindulási gázelegy a szemcsés katalizátor hozzákeverése végett a 2 keverőbe jut. Innen a sűrűfázisú gáz-katalizátor 30 keverék a 3 reaktorcsőbe áramlik, amelyben a kívánt reakció lejátszódik, miközben a fölös reakcióhőt a 3 reaktorcsőbe iktatott 4 hűtőben vonjuk el. A reakció termékgáza az 5 elválasztóban elkülönül a katalizátortól és a 35 6 vezetéken távozik további feldolgozásra. A katalizátor a 7 surrantón keresztül a 8 adagolóba jut, ahonnan a 9 surrantón át visszakerül a 2 keverőbe. A katalizátor áramlási sebességét a 8 adagoló szabályozza. 40 Technológiai szempontból, elsősorban a hőátadás megjavítása végett kívánatos lehet, hogy a hőcserélőn át a katalizátor ne sűrűfázisú, hanem hígl'ázisú pneumatikus továbbítással áramoljon. Ez úgy valósitható meg, hogy 45 a hőcserélőt a 3 reaktorcső elülső (beömlési) részébe iktatjuk be és a rendszerbe betöltött katalizátor mennyiségét úgy választjuk meg, hogy sűrűfázisban csak a 2. ábra szerinti 3, 5, 7, 9 szakaszt töltse ki. Így a 8 adagolóból 50 a 2 keverőbe átengedett katalizátormennyiséget a gázelegy hígfázisú pneumatikus továbbítással viszi a 10 csőszakaszon és a 4 hőcserélőn át, míg az a sűrűfázis határfelületébe nem ütközik, amelyet az ábrán szaggatott vo-55 nallal jeleztünk. Számszerűen a reaktorba töltött katalizátor teljes mennyiségének legfeljebb 20, célszerűen 0,5—5 s%-a

áramlik a hígfázisú 10 csőszakaszban. 60 Kiviteli példa: Etilénoxid előállítására a 2. ábra szerinti reaktorban 3,6 tf% etilént tartalmazó levegőetilén gázelegyet reagáltatunk 0,8—1,3 mm 65 szemcsenagyságú szivacsos fémezüst katali-2