[发明专利]带有一种接触管束的反应器组件

说明书

本发明涉及一种带有一种接触管束的反应器组件；由两个或多个靠紧排列的反应器组件制造的反应器；和一种反应器组件或一个反应器用作进行氧化反应的应用。

根据一般反应种类制造的反应器由一个圆柱形容器组成，其中安置一种由大量通常垂直布置的接触管组成的管束。这些接触管，可选择性地载有催化剂，它们的管端在管底密封固定并流向一个在上终端或下终端与容器连接的帽罩。通过这些帽罩输入或输出流过接触管的反应混合物。通过围绕接触管的空间引导热交换剂循环，其目的是均衡热平衡，尤其在具有强烈热效应的反应时。

由于经济原因使用带有尽可能多的接触管的反应器，其中安置接触管的数目常常在10000至40000的范围内(参考专利DE-A-4431949)。

考虑加工过程、运输、安装和反应技术，特别是冷却介质的均匀分布，达到反应器直径和由此决定的管数的技术上限。因为气体状的反应物通常均是处在正压下工作，在反应容器下部以及特别是上部构成反应气室边界的帽盖是半圆形式的。对这种帽盖来说，前提是要求一种圆柱状反应器结构。

但是圆柱状的反应器的缺点是，技术上有利的热交换剂横向通向接触管的气流从接触管外部区域通向反应器的无接触管的内部空间，由于径向向内强烈地减少，不可能把全部的冷却介质输送到接触管束内部。更确切地说必须通过在导向板中的穿孔轴向输出冷却介质，这样才能保证压力损失和泵功率保持在可接受的界限中。

本发明的目的是能使热交换剂恒定地通过反应器断面。

本发明提供一种反应器，它的生产能力能满足个别情况的要求。

本发明的解决方案是带有一个接触管束的反应器组件，用在反应器组件两个末端的输入管或输出管通过围绕接触管的空间引导一种热交换剂循环；藉助一个或多个泵通过输入或输出热交换制的壳口输送横向气流到接触管，必要时通过一个或多个放置在外部的热交换器来输送热交换剂或部分热交换流体，此处热交换剂由下管道输入和由上部管道通向泵或泵群。本方案的特征在于，反应器组件有一个矩形断面。

本发明中限定正压下工作的反应气室的帽盖是半圆柱形的，如同它对带有矩形断面的反应器的两边界定是必要的。

在反应器空间中在两个相对的平行于接触管的反应器侧面上设置无接触管室是有利的，优选它延伸到整个反应器的高度；和设置一个或多个导向板，它在无接触管室的通道断面上交替地隔出空位。通过这种布置方式可以使热交换剂流体均匀地按所希望的方式围绕接触管输送。

优选将无接触管室设置在反应器的两个宽侧面上。

有关反应器组件长度与宽度的比例为1∶1至10∶1是有利的，优选3∶1至6∶1，更优选5∶1。优选反应器的高度为1.5m至7m。

优选规定导向板的数目是奇数的，由此造成输入和输出热交换剂在反应器组件的同一侧。更优选规定导向板数目是1、3或5。

泵或泵群以及必要时放置在外部的热交换器布置在反应器组件同一侧是有利的，优选放置在宽侧面。因此达到特别节省空间。

由于不同的反应过程可以要求有不同的热分布。藉助一个或多个由导向板在无管区域造成的支路，用固定或可调节流量的穿通孔，来满足个别情况下的要求。

一种更优选的实施形式是反应器组件在输入和输出管道中设有隔墙，它在输入管道中构成了一个下外部前室和一个下内部前室和在输出管道中构成了上外部前室和一个上内部前室。热交换剂从下外部前室流出，通过输入管和输出管之间的一个区域流入上内部前室，通过它的穿透孔进入围绕接触管的反应空间，随后通过下内部前室的穿透孔，通过输入管和输出管之间的区域进入上外部前室，最后通过输出管返回到泵或泵群。由此可不改变通常的泵排列形式，它有可能按直流输送方式输送热交换剂和混合反应气。

在反应器用直流输送方式的情况下，为达到与所要求的温度分布的匹配，是通过靠在对应于无接触管空间的反应器宽侧边的一个外室，该外室带有通向围绕接触管束的反应器空间的开口并带有固定或可调节的穿透孔用于外室内的热交换剂。

接触管束的接触管相对位错排列，横向于热交换剂气流方向的管距S_q与纵向于热交换剂气流方向的管距S_l的比例优选大于或等于更优选等于这种管道排列方式使流通的热交换剂造成较小的阻力，相应地在较高的热传导系数下，压力损失较小。