180934. lajstromszámú szabadalom • Reaktor melaminnak karbamidból való előállítására
5 180934 6 Engineering 51, 573—577 (1973.) irodalmi helyen le van írva. Kívánt esetben gázelosztó tagokat helyezhetünk el a fluidizált ágyban a felső zónában. Lehetőség van arra is, hogy olyan reaktort alkalmazzunk, amelyben a felső zóna átmérője eltér az első zóna átmérőjétől. A reakcióban résztvevő anyagoknak az átlagos tartózkodási ideje a felső zónában az ebben a zónában levő fluidizált ágy magasságától és a gázsebességtől függ. Az átlagos tartózkodási idő 0,5—20 másodperc. A legjobb eredményeket általában akkor kapjuk, ha a tartózkodási idő 1— 10 másodperc. A hőmérséklet a felső zónában megegyezik az alsó zónában uralkodó hőmérséklettel vagy annál magasabb, szokásosan azonban nem emelkedik 450 C° fölé, előnyösen 350 C° és 450 C° között van. A találmány szerinti reaktor alkalmazásával előnyösen úgy állítunk elő melamint karbamidból emelt nyomáson és hőmérsékleten, katalitikusán aktív anyagból álló fluidizált ágyban, ammóniát tartalmazó fluidizáló gáz jelenlétében, hogy betápláló eszközök segítségével olvadt karbamidot permetezünk be a fluidizáló gázzal egy, az említett fluidizált ágyat tartalmazó reaktorba, mi mellett a fluidizált ágy legalább egy olyan vertikális válaszfallal van ellátva, amely a betápláló eszközök fölötti szinttől a fluidizált ágy felső felülete alatti szintig terjed és így legalább két olyan zónát létesít, ahol legalább egy zónában a katalizátor-részecskék az olvadt karbamid-részecskékkel együtt felfelé emelkednek, míg legalább egy másik zónában a katalizátor-részecskék lefelé haladnak; a felfelé emelkedő katalizátor-részecskéket tartalmazó zónában pedig hőcserélők vannak elhelyezve, a reakcióhoz szükséges hő közvetítésére. A reakcióközeg nagyon korroziv, különösen azokon a helyeken, ahol átalakulatlan korbamid van jelen. Korábban már javasolták azt, hogy a — korrózió elkerülése érdekében — a karbamidot a hőcserélőket tartalmazó fluidizált ágyba vezessék be. E javaslatoknak azonban az a hátrányuk, hogy még elég nagy mennyiségű katalizátornak kell jelen lennie a betáplált karbamid mellett és ezért nagy reaktort kell használni, továbbá kielégítő átalakulás elérésére a gázsesebességet kis: értéken kell tartani 7 305 960 számú közzétett holland találmányi bejelentés). Ennél a megoldásnál a hőcserélő eszközök korróziója jóval kisebb, mint a vertikális osztóelem nélküli hagyományos reaktorba beépített hőcserélő eszközöknél tapasztalt korrózió. Ezen túlmenően a reaktor más fémrészeinek, különösen a reaktorfalnak és a reaktor alján elhelyezett gázelosztó lapoknak a korróziója is kisebb. Ez lehetővé teszi azt, hogy kevésbé költséges szerkezeti anyagokat alkalmazzunk reaktorfalként és belső részekként. A reaktor a találmány szerinti módon vertikálisan például úgy osztható meg, hogy egy felül nyitott csőalakú osztóelemet vagy egy vagy több — átmérő mentén elhelyezett — lapot építünk be a reaktorba. A reaktort kettőnél több zónára egymást metsző lapokkal vagy több csőalakú osztóelemmel oszthatjuk fel. Ily módon egy vagy több zónát létesítünk a felfelé menő katalizátor-részecskék számára és számos zónát alakítunk ki a lefelé haladó katalizátorrészecskék részére, vagy kívánt esetben egyenlő számú zónát hozunk létre a felfelé emelkedő és a lefelé haladó katalizátor-részecskék részére. Az osztóelemeket — kívánt esetben — úgy is tervezhetjük, hogy azok egyidejűleg a hőcserélő szerepét is betöltsék. A vertikális osztóelem előnyösen egyenlőátméréjű, felső és alsó végén nyitott cső, amely a fluidizált ágyat két koncentrikus zónára osztja. A központi zóna a hő adagolására szükséges elmeket tartalmazza és olyan zónaként működik, amelyben a katalizátor felemelkedik. A központi zóna felszálló zónaként való alkalmazásának az az előnye, hogy könnyen elhelyezhető a benne levő katalizátorágyban a hőcserélő és a reaktor korróziója is lényegesen lecsökken, mivel a felszálló zónát, amelyben a legnagyobb a korróziós veszély, körülfogja a csőalakú osztóelem. A katalizátor-részecskéknek az áramlását a levezetőcsőből a felszálló zónába a karbamid bepermetezésére szolgáló permetező fejekkel segítjük. Mivel az osztóelemeknek, így a csöveknek, nincs tartó szerepük és a két zóna között a nyomáskülönbség kicsi, a szerkezet nagyon könnyű. Az osztóelemet rögzített vagy elmozdítható formában építhetjük be a reaktorba, amennyiben az a katalizátoráramlást túlságosan nem akadályozza. Az osztóelem például a gázelosztó lapra helyezett hordozón állhat vagy a reaktor fedeléhez kapcsolódhat vagy összekötő elemek segítségével a reaktor belső falához is csatlakozhat, de elhelyezhető a falból kiálló tartókon is. Az osztóelemek szerkezeti anyaga például különféle rozsdamentes acélfajta lehet. Az osztóelem alsó fele a karbamid betáplálására szolgáló eszközök feletti szinttől indul ki és a tényleges távolsága a karbamidot a betápláló eszközökbe adagoló permetező fejek típusától függ, de szokásosan 10—100 cm, előnyösen 25—60 cm. Az osztóelem felső fele a fluidizált ágy felső szintje alá ér úgy, hogy a katalizátor-részecskék könnyen átjuthatnak egyik zónából a másikba. Az osztóelem felső fele és a fluidizált ágy felső felülete közötti távolság szokásosan legalább 10 cm. Az osztóelem hossza előnyösen legalább 1 méter. A vertikális osztóelem teljesen az alsó zónában levő fluidizált ágyban van elhelyezve. Ez az osztóelem nem nyúlhat át a katalizátort alsó és felső zónára osztó válaszfalon, mivel ilyen esetben a találmány előnyei nem jelentkeznének. Ennek az lenne a következménye, hogy csökkenne a melaminhozam és a vertikális osztóelem korróziót akadályozó hatása megszűnne. Ezen túlmenően a horizontális és a vertikális 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
