ES2201610T3 - Reactor para la conversion catalitica de medios de reaccion, especialmente medios de reaccion gaseosos. - Google Patents

Reactor para la conversion catalitica de medios de reaccion, especialmente medios de reaccion gaseosos.

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ES2201610T3 ES99118366T ES99118366T ES2201610T3 ES 2201610 T3 ES2201610 T3 ES 2201610T3 ES 99118366 T ES99118366 T ES 99118366T ES 99118366 T ES99118366 T ES 99118366T ES 2201610 T3 ES2201610 T3 ES 2201610T3
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Abstract

Reactor para la conversión catalítica de medios de reacción, especialmente medios de reacción gaseosos, con un intercambiador de calor de placas para enfriar un catalizador en un recipiente de reactor, en donde están dispuestas en el recipiente del reactor unas placas de intercambiador de calor colocadas una al lado de otra a distancias prefijadas de una a otra y entre las placas del intercambiador de calor está dispuesto, formando un lecho fijo, el catalizador recorrido por el medio de reacción correspondiente, con una entrada del medio de refrigeración en la zona del techo del recipiente y con una salida del medio de refrigeración en la zona del fondo del recipiente, en donde las placas del intercambiador de calor forman un paquete de placas (o paquetes de placas) a base de termochapas recorrido por el medio de refrigeración y el intercambiador de calor de placas está asentado sobre un piso perforado, y también el piso perforado presenta una anchura de malla que es menor que el tamaño degrano de los catalizadores, estando previstas una entrada de medio de reacción en la zona del fondo del recipiente y una salida de medio de reacción en la zona del techo del recipiente y siendo conducido el medio de reacción correspondiente en contracorriente con el medio de refrigeración, caracterizado porque el paquete de placas (15) (o los paquetes de placas) presenta un alojamiento (16) desprovisto de fondo enfrente del piso perforado (10) y porque el paquete de placas (15) (o los paquetes de placas) confinado dentro del alojamiento está instalado en el recipiente (4) del reactor sin adaptación por el lado de su perímetro.

Description

Reactor para la conversión catalítica de medios de reacción, especialmente medios de reacción gaseosos.
La invención concierne a un reactor para la conversión catalítica de medios de reacción, especialmente medios de reacción gaseosos, con un intercambiador de calor de placas para enfriar un catalizador en un recipiente de reactor, en donde están dispuestas en el recipiente del reactor unas placas de intercambiador de calor colocadas una junto a otra con distancias prefijadas de una a otra y entre las placas del intercambiador de calor está dispuesto, formando un lecho sólido, el catalizador recorrido por el medio de reacción correspondiente, con una alimentación de medio refrigerante en la zona del techo del recipiente y una salida de medio refrigerante en la zona del fondo del recipiente, en donde las placas del intercambiador de calor forman uno o varios paquetes de placas de termochapas recorridos por el medio refrigerante y el intercambiador de calor de placas está asentado sobre un piso perforado y, además, el piso perforado presenta una anchura de malla que es menor que el tamaño de grano del catalizador, y en donde están previstas una alimentación de medio de reacción en la zona del fondo del recipiente y una salida de medio de reacción en la zona del techo del recipiente y el respectivo medio de reacción es conducido en contracorriente con el medio refrigerante.
En un reactor de esta clase según un derecho anterior representado por la solicitud de patente 197 54 185.2 se puede trabajar también con un medio de calentamiento, en lugar del medio de refrigeración, cuando en la reacción catalítica no tiene que evacuarse calor, sino que hay que aportarlo. Se consigue siempre un control impecable de la temperatura a lo largo del trayecto de reacción, puesto que las termochapas consisten en al menos dos placas de chapa de acero inoxidable que están soldadas una con otra en puntos prefijados y que, por decirlo así, están conformadas constituyendo un cojín de tal manera que se originan canales de flujo elípticos que, a consecuencia de la configuración en forma de cojín, aumentan la turbulencia del flujo y, por tanto, conducen a excelentes condiciones de transmisión de calor. En estos canales de flujo circula el medio refrigerante o eventualmente también el medio de calentamiento. Tales termochapas son autoportantes y hacen posible la materialización de un intercambiador de calor compacto con gran densidad de superficie de calentamiento sin zonas muertas de flujo. Dado que las termochapas no sólo asumen la función de las placas del intercambiador de calor, sino que también forman los canales de flujo necesarios para el medio de refrigeración (eventualmente el medio de calentamiento), se puede trabajar según el procedimiento de contracorriente, sobre todo porque el lecho de catalizador fijo se encuentra en los espacios intermedios entre las placas del intercambiador de calor o las termochapas.
En esta forma de ejecución anterior el intercambiador de calor de placas constituidas por las termochapas está adaptado a la pared interior del recipiente. Esta adaptación a la envolvente del recipiente es relativamente complicada en el aspecto técnico de fabricación y, como consecuencia, es también costosa, especialmente cuando se trata de un recipiente de reactor con sección transversal circular. La invención pretende poner remedio a esta situación.
La invención se basa en el problema de crear un reactor para la conversión catalítica de medios de reacción, especialmente medios de reacción gaseosos, de la forma de ejecución descrita al principio, el cual se caracteriza por una forma de construcción especialmente sencilla y barata en el aspecto técnico de fabricación.
La invención resuelve este problema con un reactor del género expuesto debido a que el paquete o los paquetes de placas presentan un alojamiento desprovisto de fondo enfrente del piso perforado, y el paquete o los paquetes de placas colocados dentro del alojamiento están instalados en el recipiente del reactor sin adaptación por el lado del perímetro. En el marco de la invención la superficie del piso perforado puede estar adaptada a la superficie del alojamiento desprovisto de fondo. Estas medidas según la invención tienen la consecuencia de que el intercambiador de calor de placas y, por tanto, el paquete o los paquetes de placas a base de termochapas con su alojamiento se pueden incorporar sin dificultad en el recipiente del reactor, independientemente de si este recipiente del reactor presenta una sección transversal circular o poligonal. Entre el paquete o los paquetes de chapas o su alojamiento y la pared interior del recipiente están previstas siempre distancias tales que no sea necesaria una adaptación costosa en el aspecto técnico de fabricación, puesto que la invención ha reconocido que es sencillo y menos costoso en el aspecto técnico de fabricación producir un recipiente de reactor con un perímetro de envolvente o un perímetro de pared mayor a fin de que se pueda instalar un intercambiador de calor de placas con la misma superficie de intercambio de calor o la misma capacidad sin adaptación a la pared interior del recipiente y también se tenga que realizar su adaptación a la pared interior del recipiente teniendo en cuenta una menor sección transversal del recipiente y, como consecuencia, un menor perímetro de la envolvente o un menor perímetro de la pared.
En el marco de la invención el paquete de placas colocado dentro del alojamiento puede estar configurado como un intercambiador de calor de placas poligonal, por ejemplo rectangular o cuadrado, acercándose el intercambiador de calor de placas en la mayor medida con sus esquinas a la pared interior del recipiente y casi pudiendo tocar esta última. Esto se cumple también cuando el intercambiador de calor de placas está constituido por varios paquetes de placas. Además, la invención recomienda que las superficies libres entre el intercambiador de placas o el alojamiento del paquete o los paquetes de placas y la pared interior del recipiente estén cubiertas por medio de chapas de guía en las zona superior e inferior del alojamiento. Un recipiente circular consiste, por decirlo así, en estas superficies secantes entre la envolvente del recipiente y el alojamiento. Esta cubierta es recomendable para que no pueda salir medio de reacción.
Se explica seguidamente la invención con más detalle haciendo referencia a un dibujo que representa únicamente un ejemplo de ejecución; muestran:
la figura 1, un alzado lateral esquemático de un reactor según la invención,
la figura 2, una sección horizontal esquemática del objeto según la figura 1 y
la figura 3, en vista fragmentaria, una termochapa en representación esquemática.
En las figuras se ha representado un reactor 1 para la conversión catalítica de medios de reacción, especialmente medios de reacción gaseosos. Este reactor 1 presenta un intercambiador de calor de placas 2 para refrigerar un catalizador 3 en un recipiente de reactor 4. En el recipiente 4 del reactor están dispuestas placas de intercambiador de calor 5 colocadas una al lado de otra con una distancia prefijada de una a otra. Entre las placas 5 del intercambiador de calor está dispuesto, formando un lecho fijo, el catalizador 3 recorrido por el medio de reacción correspondiente. Asimismo, están previstas una entrada de medio de refrigeración 6 en la zona del techo 7 del recipiente y una salida de medio de refrigeración 8 en la zona del fondo 9 del recipiente.
Las placas del intercambiador de calor están construidas como termochapas 5 recorridas por el medio de refrigeración. El intercambiador de calor de placas 2 constituido por las termochapas 5 está asentado sobre un piso perforado 10. El piso perforado 10 presenta una anchura de malla que es menor que el tamaño de grano del catalizador 3, el cual puede consistir en bolas, cilindros o piezas prensadas similares. En la zona del fondo 9 del recipiente está prevista una entrada de medio de reacción 11 y en la zona del techo 7 del recipiente está prevista una salida de medio de reacción 12. El respectivo medio de reacción es conducido en contracorriente con respecto al medio de refrigeración. Esto está indicado por flechas. Este procedimiento de contracorriente se puede materializar básicamente también cuando el medio de reacción entra por arriba en el recipiente 4 del reactor y, recíprocamente, el medio de refrigeración entra por abajo en el recipiente 4 del reactor y sale por arriba de este recipiente 4.
El fondo 9 del reactor y/o el techo 7 del mismo, el cual consiste preferiblemente en una campana, están unidos de forma soltable con la envolvente del recipiente 4 del reactor. El piso perforado 10 puede ser retirado del recipiente 4 del reactor junto con el intercambiador de calor de placas 2 y el catalizador 3.
Las termochapas 5 están configuradas como chapas sustancialmente de superficie recta, soldadas por puntos, con conformaciones 13 a manera de cojines y canales de flujo elípticos 14, y se hallan dispuestas en línea recta con orientación vertical sobre el piso perforado. De este modo, se optimizan las condiciones de flujo para, por un lado, el medio de reacción y, por otro, el medio de refrigeración, puesto que se prescinde entonces de desviaciones que dificultan el flujo del medio de reacción y del medio de refrigeración. La altura de llenado del catalizador 3 entre las termochapas es de 15 cm a 20 cm por debajo del canto superior del intercambiador de calor de placas 3 o de sus termochapas 5.
En el marco de la invención, la entrada 11 del medio de reacción puede encontrarse también en la zona del techo 7 del recipiente y la salida 12 del medio de reacción puede estar en la zona del fondo 9 del recipiente.
Las termochapas 5 están ensambladas formando un paquete de placas 15. El paquete de placas 15 presenta un alojamiento 16 exento de fondo enfrente del piso perforado 10. El paquete de placas 15 colocado dentro del alojamiento está instalado en el recipiente 4 del reactor sin adaptación por el lado periférico y, como consecuencia, con distancias prefijadas A a la pared interior del recipiente. La superficie del piso perforado está adaptada a la superficie del alojamiento exento de fondo. El paquete de placas 15 confinado dentro del alojamiento está configurado según el ejemplo de ejecución como un intercambiador de calor de placas cuadrado 2, puesto que el recipiente 4 del reactor presenta una sección transversal circular y, como consecuencia, una envolvente de recipiente que rodea al intercambiador de calor de placas cuadrado 2. Como consecuencia, el intercambiador de calor de placas 2 viene a quedar muy cerca de la pared interior del recipiente con sus esquinas 17 y casi puede tocar esta pared.
Las superficies libres entre el intercambiador de calor de placas 2 o su alojamiento 16 y la pared interior del recipiente están cubiertas por medio de chapas de guía 18 en las zonas superior e inferior del alojamiento para evitar allí una salida de medio de
reacción.

Claims (4)

1. Reactor para la conversión catalítica de medios de reacción, especialmente medios de reacción gaseosos, con un intercambiador de calor de placas para enfriar un catalizador en un recipiente de reactor, en donde están dispuestas en el recipiente del reactor unas placas de intercambiador de calor colocadas una al lado de otra a distancias prefijadas de una a otra y entre las placas del intercambiador de calor está dispuesto, formando un lecho fijo, el catalizador recorrido por el medio de reacción correspondiente, con una entrada del medio de refrigeración en la zona del techo del recipiente y con una salida del medio de refrigeración en la zona del fondo del recipiente, en donde las placas del intercambiador de calor forman un paquete de placas (o paquetes de placas) a base de termochapas recorrido por el medio de refrigeración y el intercambiador de calor de placas está asentado sobre un piso perforado, y también el piso perforado presenta una anchura de malla que es menor que el tamaño de grano de los catalizadores, estando previstas una entrada de medio de reacción en la zona del fondo del recipiente y una salida de medio de reacción en la zona del techo del recipiente y siendo conducido el medio de reacción correspondiente en contracorriente con el medio de refrigeración, caracterizado porque el paquete de placas (15) (o los paquetes de placas) presenta un alojamiento (16) desprovisto de fondo enfrente del piso perforado (10) y porque el paquete de placas (15) (o los paquetes de placas) confinado dentro del alojamiento está instalado en el recipiente (4) del reactor sin adaptación por el lado de su perímetro.
2. Reactor según la reivindicación 1, caracterizado porque la superficie del piso perforado está adaptada a la superficie del alojamiento desprovisto de fondo.
3. Reactor según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el paquete de placas (15) confinado dentro del alojamiento está configurado como un intercambiador de calor de placas (2) poligonal, por ejemplo rectangular o cuadrado, y el intercambiador de calor de placas (2) se aproxima al máximo con sus esquinas (17) a la pared interior del recipiente.
4. Reactor según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque las superficies libres entre el intercambiador de calor de placas (2) o el alojamiento (16) y la pared interior del recipiente están cubiertas por medio de chapas de guía (18) en las zonas superior e inferior del alojamiento (16).
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