DE708500C - Verfahren zur Gasfuehrung bei katalytischen Reaktionen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Gasführung bei katalytischen Reaktionen Bei der Durchführung katalytischer Gasreaktionen muß zumeist auf sehr genaue Ein haltung der Reaktionstemperatur geachtet werden. Man bemüht sich im allgemeinen, dies dadurch zu erreichen, daß der Kontakt in verhältnismäßig engen Räumen angeordnet wird, die zwecks Wärmeabführung durch von Wasser oder öl durch- bzw. umflossene Rohre oder Taschen begrenzt sind. Auch hat man vorgeschlagen, den Katalysator in verhältnismäßig enge Rohre oder Taschen zu füllen, welche z. B. von heißem Öl oder überhitztem Wasser umströmt werden. Soll im Falle exothermer Realitio,nen die Wärmeableitung eine gute sein, dann darf der maximale Abstand eines Kontaktteilchens von der gekühlten Wand einen gewissen Abstand, beispielsweise 5 oder Iomm, nicht überschreiten.
• Das am Kontakt zur Reaktion zu bringende Gas, z. B. bei der Benzinsynthese ein Kohler oxydwasserstoffgemisch, durchstreicht im allgemeinen die Kontakträume von oben nach unten. Dies bewirkt, daß in den oft mehrere Meter hohen Kontakträumen die Konzentra tion der reagierenden Gase in den obersten Kontaktschichten bei weitem größer ist als in den unteren Schichten. Hierbei entsteht der Nachteil, daß in den obersten Kontaktschichten Umsatz und Wärmeentwicklung weit größer sind als in den unteren. Als Folge biervon treten in den obersten Schichten trotz aller bekannten Vorrichtungen leicht Überhitzungen ein, welche die Reaktionen in unerwünschte Richtung lenken. Bei der Benzinsynthese ergibt sich z. B. Methanbildung oder gar Kohlenstoffabscheidung an Stelle einer Bildung von höheren Kohlenwasserstoffen.
• Es wurde gefunden, daß diese Nachteile nicht auftreten, wenn aus den Kontakträumen in Richtung des Gasstromes mit Hilfe von Sieben, Drahtnetzen oder gelochten Blechen vom Kontakt nicht erfüllte Räume ausgespart werden, durch welche das Gas ohne Reaktion zu strömen vermag. Während des Durchgangs durch die von perforierten Blechen 0. dgl. begrenzten Räume diffundiert das Gas durch die Öffnungen der Begrenzungswände allmählich in den sie umgebenden Kontakt. Hierbei ergibt sich der Vor teil, daß einerseits das Gas nichtdurchdengesamten Kontakt zu strömen braucht, und andererseits, daß in den oberen Schichten eine gefährliche Überlastung des Katalysators vermieden wird. Auf diese Weise wird des weiteren der im Kontaktapparat entstehende Druckabfall wesentlich vermindert.
• Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich besonders große Vorteile bei der Umsetzung von Kohlenoxyd und Wasserstoff zum Zwecke der Herstellung von Kohlenwasserstoffen. Sowohl bei der unter gewöhnlichem Druck durchgeführten Benzinsynthese als auch bei der unter erhöhtem Druck vorgenommenen Praffinsynthese ergeben stich wesentlich verbesserte Ausbeuten an flüssigen bzw. bei Zimmertemperatur festen Kohlenwasserstoffen.
• An Hand der nachstehenden Ausführungsbeispiele soll das neue Verfahren näher beschrieben werden.
• Beispiele 1. Entsprechend Abb. 1a ruhen rechteckige, mit Kontakt erfüllte, -flüssigkeitsdichte Taschen K in einem mit Wasser oder Öl bestimmter Temperatur durchflossenen Raum.
• Im Kontakt liegen die perforierten Rohre R1 bis R6, durcll die das Gas strömt und aus denen es allmählich in den Kontakt diffundiert. Ein solcher Apparat kantl für das Arbeiten bei beliebigen Drucken gebraucht werden. Einen senkrechten Schnitt durch den Kontaktraum K zeigt Abb. ib. Silan erkennt den von einer Kühlflüssigkeit durchströmten Raum W, in welchem die Kontakträume K und die Gasdurchleitungsrohre R1, R2 R3 usw. liegen. Das Gas strömt von oben nach unten. Die am Kontakt gebildeten Reaktionsprodukte werden unten abgezogen.
• 2. Der Kontaktraum K (vgl. Abb. 2) ist in einen Behälter II eingebaut, der von eitler geeigneten Kühlflüssigkeit durchspült wird.
• Er hat die Form einer aus parallelen Blechen gebildeten Tasche. In dieser Tasche wird der Gasraum G von zwei parallelen durchlochten Blechen begrenzt. -3. Entsprechend Abb. 3 werden die Gasräume vott durchlochten Blechen oder Drahtnetzen gebildet. Die Räume sind hier nicht parallel, sondern senkrecht zur Längsfläche der Tasche angeordnet.
• 4. Der Kontaktraum kann auch aus einem Rohr bestehen. In diesem Fall wird im Innern des Rohres ein zweites perforiertes Rohr angeordnet. Zwischen dem perforierten und dem äußeren Rohr wird der Kontakt eiligefüllt. Das Reaktionsgas strömt durch das innere, zweckmäßig koaxial zum äußeren angeordnete perforierte Rohr. Derartige Reaktionsräume können waagerecht oder senkrecht angeordnet werdeti.
• 5. Entsprechend Abb. 4 sind über die Kühlrohre a1 bis a4 Wärmeableitungsbleche b1 bis b5 und perforierte Bleche bis c8 eng passend geschoben. Es entstehen parallele, von den Blechen umschlossene Räume. In den Räumen K befindet sich der Kontakt. Durch die Räume G streicht das Reaktionsgas. Es kann nach rechts und links in den Kontakt eintreten, und die Umsetzungsprodukte können in den Gasraum zurückdiffundieren.
• 6. Entsprechend Abb. 5 sind über die Kühlrohre a1 bis a4 Wärmeableitungsbleche b1 bis b4 und durchlocllte Bleche c1 bis c4 geschoben. Die Bleche bilden parallele Räume. In den Räumen K befindet sich der Kontakt.
• Durch die Räume G strömt das Gas. In die sem Fall kann das Gas nur nach der einen Seite, nämlich durch die durchlochten Bleche in den Kontakt eintreten.
• Außer den durch die Abbildungen veranschaulichten Ausführungsformen kann das erfindungsgemäße Verfahren auch noch mit vielen anderen Anordnungen durchgeführt werden. Wesentlich ist dabei, daß die Reaktionsgase an gasdurchlässigen Flächen belie biger Form entlangstreichen und durch diese mit dem körnigen Kontakt in Berührung kommen.
• Die gasdurchlässigen Flächen können aus beliebigem Material hergestellt werden, vorteilhafterweise aus solchem von gutem Wärmeleitungsvermögen und aus solchem, weiches weder eine störende Einwirkung auf die gewünschte Reaktion verursacht, noch durch die Gase oder die Reaktionsprodukte korrodiert wird. Es ist selbstverständlich, daß der Erfindungsgedanke sowohl beim Arbeiten bei Atmosphärendruck als auch unter demselben und über demselben bis zu den höchsten Drucken verwendet werden kann.

Claims (1)

1. P A T E N T A N S P R U C H: Verfahren zur Gasführung bei katalytischen Reaktionen, insbesondere bei langen Kontaktschichten und temperaturempfindlichen exothermen Reaktionen, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührung des Gases mit dem körnigen Katalysator in der Weise geschieht, daß die Gase an gasdurchlässigen Wänden entlangstreichen, auf deren anderer Seite sich der Katalysator befindet, so daß die Berührung des Gases mit dem Katalysator und die Ableitung der Gase bzw. der Reaktionsprodukte aus der Kontaktmasse durch Strömung oder Diffusion durch die gasdurchlässigen Stellen dieser Wände zustande kommen.