CN120826273A - 管束反应器 - Google Patents

Abstract

一种用于进行催化气相反应的管束反应器(1)，其具有：填充有催化剂的反应管(11)的束(10)；气体入口侧的管基部(12)；气体入口罩(16)，所述气体入口罩(16)横跨所述气体入口侧的管基部(12)；以及，具有节流板(18)，所述节流板(18)布置在所述气体入口侧的管基部(12)的上游并且因此在节流板(18)和气体入口侧的管基部(12)之间形成中间空间(19)，并且具有预定数量的节流阀开口(20)，所述节流阀开口(20)具有极窄的流动横截面并且节流阀开口的数量布置成在正常操作中在节流板(18)处导致亚临界压力比并且在爆炸的情况下在节流板(18)处导致临界压力比，其中由于来自节流板(18)的气体流入流和到反应管(11)的气体流出流的结果，在中间空间(11)中的预定压力没有被超过。

Description

管束反应器

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的管束反应器，以及用于操作和使用这种管束反应器的方法。

背景技术

从EP 3 700 663 A1中已知一种通用管束反应器。它包括用于形成气体混合物的混合腔室，所述气体混合物至少有时可以处于可点燃状态，而不会发生不期望的点燃和随后的爆炸或爆燃或爆震。在所述过程中，第一气体在临界流动状态下通过设有通路的分隔壁进给到混合腔室中，用于第二气体的分布器位于所述混合腔室中。特别是当节流阀开口的最窄流动横截面中的可压缩流体达到声速时，存在临界流动状态。在这种流动状态下，质量流量仅取决于上游压力。这方面的相关技术文献例如在上述EP 3 700 663 B1中有所叙述。在给定上游压力的情况下，特别地可以通过适当选择节流阀开口的数量和直径来调整临界流动状态。

在EP 3 700 663 B1中，通过在即将进入反应管之前混合过程气体，仅反应器的部分必须设计成防爆的。限制壁中的通路优选地实施为具有文丘里或拉瓦尔特性的喷嘴。优选地，使用以限定方式配置的单独喷嘴，其例如被拧入到限制壁中。此外，可以将具有或不具有催化作用的颗粒、填料或静态混合器引入混合腔室。混合腔室优选为防爆设计，并且限制壁用拉杆螺栓相互支撑，以减小限制壁的壁厚度。在临界流动状态下通过限制壁的持久流动导致对应的高压力损失，这导致器械和操作期间的大量成本。当两种过程气体组分具有相同的数量级时，这更加适用。根据所述系统，在这种设计中反应气体组分的混合时间非常短，并且因此混合品质低，这可能导致非限定的反应条件。此外，这些装置需要大量的设计工作。

通用管束反应器是基于相对于反应器设施的尺寸实现尽可能高的生产性能的考虑，因为使具有爆炸临界组分(诸如例如氧气和碳氢化合物)的过程气体的装料尽可能大。然而，这样做会进一步进入爆炸浓度范围，并且爆炸的可能性会增加。

在常规操作期间，过程气体可能具有爆炸性组成，或者它们不是爆炸性的，但是在发生故障的情况下，不能排除形成爆炸性气体组成的可能性。在任何情况下，尽管采取所有预防措施，管束反应器的气体入口区域中仍可能发生爆炸。爆炸可以有不同的特性。当燃烧气体的压力波以亚音速传播时，这被称为爆燃。当压力波达到超音速时，这被称为爆震。在所述过程中发展的压力远远大于由爆燃引起的压力。在某些条件下，爆燃可以合并为爆震。在这里讨论的情况下，一般会形成爆燃。

根据现有技术，已知用于保护经受爆炸压力的气体空间的不同区域的不同结构。由于爆炸性气体爆炸而产生的压力波可能发生在大气条件下的开放系统中，或者可能发生在大气条件下或压力下具有静态或流动介质的闭合系统中。为了抑制这种压力波的影响，已知许多装置。

为了保护管束反应器和连接的设施构件免受由于这种压力激波的后果的损害或甚至破坏，根据应用情况存在不同的措施。作为第一措施，基本上尝试排除点燃源。当存在爆炸性气体组成且不能排除爆炸时，有必要采取进一步措施。爆炸压力可以通过爆炸泄放来减小。这主要涉及响的压力波。当在过程中时，危险或有毒物质附加地逸出，或用于给定响应压力的对应压力泄放装置不可用时，所述途径不适用。此外，所述设施必须停止使用，以替换大部分毁坏的压力泄放装置。进一步的可能性包括以压力封装的方式实施承受爆炸压力的设备构件，即所述设备在强度方面实施得如此坚固，以至于它能承受爆炸压力。

当压力波与诱因性火焰前锋密切相关时，在火焰前锋通过期间，火焰前锋可以通过热提取手段有效地抑制，或者完全停止。当仅压力波的抑制是首要重要性时，为此目的发展了非常不同类型的多孔介质。例如，已知具有亚临界或超临界流动的不同织物、网状物、多孔整体主体或穿孔板、其它安装件及其组合。

因此，总是布置以不同方式吸收压力或热能的流动障碍物。所有已知装置的共同点是，流动通路或孔隙率越小，这些装置越有效。吸收的能量必须被直接吸收或者转向到流动通道的壁。

从WO 2004/067164 A1已知的管束反应器包含气体入口空间，所述气体入口空间由气体入口罩的体积、邻接的气体入口管线和止回阀布置的部分形成，其中其上布置有止回阀的止回阀布置的阀板形成气体入口空间的上游限制器。在强度方面，该气体入口空间的所有限制器都是针对过程气体的爆炸或爆震期间出现的最大压力而设计的。这是通过在气体侧上以及在管束区域中的热传递介质侧上的合适的壁厚度和支承结构来实现的。此外，通过最小化具有较差流动的气体入口罩的区域中的体积，降低了爆炸发生的概率。

为了拦截由爆炸引起的压力激波以保护上游设施构件，从DE 10 2004 052 827A1中附加地已知一种具有穿孔筛篮的蒸发器，所述蒸发器在此主要用于液体物质的定量给料设备之前。

DE 20 2005 012 725 U1涉及一种类似的蒸发器。反应气体组分的混合通过横截面收缩得到改进，并且任何爆炸压力激波都通过多个筛篮得到抑制。

根据DE 198 06 810 A1，气体入口侧的管基部的温度可以通过施加到其的热绝缘层来降低，以便防止有害的副反应，包括点燃和爆燃。

以类似的方式，WO 2000/51962 A1使用惰性材料的过滤器和分布床来过滤出液体成分部分并将其均匀地分布到反应管之上。

在WO 2005/016509 A1的情况下，在管束反应器的反应管的入口之前布置填料材料的短床，其从热交换介质中排出污染物，从而防止可燃烧气体混合物的形成。

EP 2 106 848 A2描述一种用于缓和爆燃压力的方法，其中邻接管基部的气体空间的至少20％填充有微粒缓和材料。气体入口空间也可以完全填充有缓和材料。所述方法包括实验确定描述峰值爆燃压力对平均颗粒直径的相关性的函数。基于这种确定的相关性，在管束反应器中使用具有小于容许爆燃压力的颗粒直径的颗粒直径的缓和材料。

从EP 3 381 519 A1和EP 3 381 520 A1中，附加地已知一种用于测试燃烧屏障的方法或系统，其中待测试的燃烧屏障位于具有静态气体的两个气体空间之间。

用于抑制或熄灭爆炸压力波的另一个功能原理在于从火焰前锋提取热能，从而使火焰熄灭。从DE 2 225 552 A1中已知这种火焰屏障。所述公开文献涉及一种用于安装在输送可点燃气体或气体混合物的管线中的安全装置，用于防止再点燃、火焰撞击、爆燃等的波传播。所述安全装置包括具有流动元件的外壳，流动元件由大量具有分部的平行板构成，这些分部将中间空间细分成横截面尺寸大约为1mm的通道。

公开文献WO 2000/56406 A1涉及一种类似的爆震火焰屏障，其中流动元件的火焰屏障被细分成两个更薄的间隔开的元件。

在WO 1994/000197 A1的情况下，流动元件由多个盘形元件组成，每个盘形元件具有大量轴向平行的流动通道，其中涡流发生器位于这些元件之间。

公开文献EP 0 568 326 A1公开了一种爆震屏障，其具有多个在轴向方向上平行的流动元件，这些流动元件具有升高的热耗散容量并因此具有更长的耐受能力。除此之外，具有小于流动元件的直径的中心挡板布置在流动元件之前，以便缓和压力波的中心。

例如，从WO 2021/253828 A1、DE 195 36 292 A1和DE 298 23 686 U1已知通过挡板或偏转元件缓和压力波中心的另外的结构。

根据DE 24 36 206 A1的流动元件可以由加强元件保护免受爆炸压力波的力。

可以通过串联连接多个圆形板状流动元件来增大火焰和爆震屏障的有效性，诸如例如在DE 44 38 797 C1、WO 2001/37933 A2、WO 2001/41876 A2、KR 101363444 B1或在WO2018/078814 A1中所示。

为了扑灭火焰前锋，从WO 2016/081559 A1还已知一种从壳体侧冷却的管束。

EP 1 044 703 A2中的火焰屏障的流动元件由大量平行的板条组成，这些板条被布置成堆叠，这些板条通过突起彼此间隔开。在根据WO 2018/053331 A1的火焰屏障中，流动元件由多层金属丝网形成。在US 2018/0056100 A1和US 2018/0056101的情况下，流动元件由被不同形状的直的或弯曲的通道穿过的整体主体组成。类似地，CN110575635A示出一种火焰屏障，其由至少两个由3D打印生产的平行且间隔开的板组成，其中这些板被蛇形流动通道穿过。

从US2004/0074537A1，公开了一种用于限制来自飞行器的发动机的分支空气流动以用于在飞行器的子系统中使用的装置。为了限制能量消耗，这种装置优选地具有低压损失。典型地在这种应用中使用的具有会聚部段、颈部和发散部段以及对应的大长度的单件式文丘里装置被具有相同横截面的、具有大量有更小流动横截面的更小平行文丘里喷嘴和对应的显著更短长度的装置替换。每个流动路径包括文丘里装置，所述文丘里装置具有颈部和相关联的发散部段，优选地还具有会聚部段。

DE 24 43 923 A1描述一种用于安装在管道中的具有单个节流阀的装置，其中可压缩流动的最窄流动横截面(“缩流部(vena contracta)”)与几何上最窄流动横截面一致。因此，减少了压力损失计算中的不确定性。最窄流动横截面之前的锥角在4°和40°之间的范围内。此外，锥形部段可以布置在该功能锥之前和之后。节流阀可以作为用于流量限制的装置操作，因为在正常操作期间，它在临界流动状态下操作，并且因此只允许某一最大流率。因此，节流阀的下游管线的任何断裂都不会导致流率的任何增大。

US005413145A描述一种在临界流动状态下正常操作的文丘里喷嘴。通过具有圆形轮廓且没有圆柱形过渡的入口和出口的镜像配置，制造有成本效益。通过方向独立性，简化了安装。

根据DE 10 2012 014 100 A1的膨胀系统在紧急情况下用于加压压力系统的快速或紧急膨胀，并且一般包括在无压力的情况下操作的扩张系统。在紧急情况下，膨胀系统导致压力系统在15分钟内压力减小至50％。它由通过控制系统互连的两个连续阀组成。在不同的操作状态下，两个阀都可以在超临界流动状态下操作。所述系统设计用于缓慢的压力控制。

在公开文献DE 33 20 753 A1中，穿孔板用于平衡流动通道中的速度分布。均匀或旋转对称布置的多个平行流动孔形成为单级或多级激波扩散器，或者它们实施为流动横截面的连续膨胀。

FR 2 143 866 A1涉及一种用于管道的节流装置，所述节流装置具有布置在节流板中的多个平行喷嘴，所述节流装置在额定流量下导致最小的压力损失，并且当通过节流阀的压降接近临界压力时限制流量。优选地，喷嘴具有带由会聚入口区和发散出口区的文丘里特性。它们优选地插入节流板的孔中，并通过周向焊缝连接到节流板。

在FR 2710392A1中使用类似的构造。在此，管道中的单个空化文丘里喷嘴被多个较小的文丘里喷嘴的布置替换，这些较小的文丘里喷嘴具有在操作范围之外的固有频率。

为了测试这种保护安装件，已知大量测试装置，即所谓的激波管。在这些多为细长的测试装置中，点燃爆炸性气体，并且检查对测试主体的影响。

使用Langdon的激波管测试，2008，https：//www.researchgate.net/ publication/267683072Perforated Plates as Passive Mitigation System，示出一个接一个布置的两个穿孔板，表现出基本上比单独的穿孔板更显著的压力缓和。

从现有技术中已知的免受爆炸压力的保护安装件具有不同的作用机制。从热气体中提取热能的火焰屏障，无论它们的构造类型如何，都具有一定的最小长度。功能构件仅针对压力载荷进行有条件的设计，并且需要附加的支承。

具有亚临界流动的多孔介质(诸如例如穿孔板)基本上适合于缓和爆炸压力。然而，效率是有限的，并且压力缓和的预先计算仍然受限于较大的不确定性。调查主要用于在管道中使用。由此获得的认识只能有条件地紧密应用于管束反应器的管基部之前的大面积使用。这种管基部可具有高达9m或更大的直径。

多孔颗粒介质需要非常大的体积，但是仅具有有限效果，并且需要昂贵的装料和卸料程序。

一些扁平装置没有爆炸保护效果，并且仅用于分布过程气体。

具有临界流动的喷嘴可以以高度限定的方式限制流动。它们主要实施为在管道中具有一个或多个平行节流阀的安全装置。

在临界流动状态下在正常操作期间被供应过程气体组分的管束反应器在压缩机方面和操作期间带来高成本。此外，混合品质有限。

在具有若干米直径的管束反应器中，必须考虑到管基部具有对应于在管束的壳体空间中循环的热传递介质的温度。在许多情况下，此温度在大约300℃至500℃的范围内。相比之下，诸如具有通用管束反应器的限制壁具有通过它的第一气体的温度，所述温度通常在100℃和200℃之间的范围。结果是管基部和限制壁在操作期间径向地膨胀不同。当支撑件刚性附接到径向边缘时，存在这些支撑件因过载而断裂的风险。因为对于这种构造，必须附加地考虑即使在正常操作期间，限制壁也是在临界流动状态下操作，并且即使在这种操作状态下也会导致较大压力损失，从而导致高投资和操作成本。

在具有从大约8至9m范围的直径的壳体的大型管束反应器中，气体入口区域的体积不成比例地增加。当这种管束反应器附加地用爆炸性过程气体操作并且附加地在大约2至5巴绝对压力范围内的升高初始压力下操作时，最大预期爆炸压力对应于过程气体的压力增加因子急剧增加。通过由此导致的更大的壁厚度和结构加强，这接近技术和经济极限。当过程气体的入口温度要增加到大约150℃到200℃时，这一点尤其正确。这构成由反应管和连接的管基部组成的管束的尺寸方面的特别挑战。尽管有各种已知的装置用于限制管道或其它连接容器中爆炸结果，但是当在操作中使用具有超过2巴绝对压力和具有高操作温度的爆炸性过程气体时，这些装置都不适于在气体入口区域中的爆炸压力波期间在技术和经济上可接受的极限内保护管束反应器的反应管束。

发明内容

现在，本发明就是为了补救这一点。因此，本发明所基于的目的是改进通用管束反应器，使得即使在高操作压力和温度下，其反应管束也可以可靠地和成本有效地被保护，免受管束反应器的气体入口区域中的爆炸压力波，从而尽可能少地损害正常操作。

利用开头提到的类型的管束反应器，该目的通过权利要求1的表征特征来实现。

此外，从属权利要求描述了有利的配置选项。

通过根据本发明的措施，即使在高操作压力和温度下，反应管束也可以在气体入口区域的爆炸期间以功能安全的方式和相对低的成本地被保护。

本发明利用了这样的物理效应，即当可压缩流体流动穿过节流阀时，在某些条件下初级压力增加，出现临界压力比。在这种流动状态下，质量流量仅线性依赖于初级压力，而不再附加地依赖于流出函数。因此，存在自动附加节流。例如，根据AD2000信息表A1计算对应的亚临界和临界流动状态的质量流量。

本发明基于这样的认识，即在节流板上布置多个这样的节流阀时，在管基部的上游的这些节流阀在正常操作期间生成低压力损失，但是-当在上游爆炸的情况下，压力损失急剧增加-将穿过节流板的流出流节流，从达到临界压力比到临界质量流量。因此，根据本发明设计的节流板产生两种效果。在一方面，在爆炸期间气体流动穿过节流板流出。在气体入口空间中，与此相关的压力泄放导致低于最大静态爆炸压力的最大爆炸压力，并且在本发明的范围内被称为“第一减小的爆炸压力”。当封闭容器中的爆炸性气体混合物因点燃而导致爆炸时，形成最大静态爆炸压力。该值可以基于在一定压力和一定温度下的气体组成来计算。例如，在DIN EN 15967：2022-03中描述实验测定方法。

第二个决定性影响在于，通过节流在节流板和相对的气体入口侧的管底部之间的中间空间的流入流，在此的压力增加被极大地抑制。在正常操作期间，流动穿过节流板到中间空间的气体流率与流出到反应管中的相同。在气体入口空间中的爆炸期间，中间空间中的节流板的部分上的流入流增加到比进入反应管中的流出流更大的程度，使得在中间空间中的压力增加。在不利的情况下，火焰前锋可以击穿到中间空间中并点燃位于此处的预压缩爆炸性气体，使得爆炸在此处继续。在爆炸期间，气体流动也在这种情况下通过反应管流出。来自节流板的流入流从刚好存在于节流板的两侧上的压力的数值获得，其中在爆炸的情况下，质量流量被限制到临界质量流量。在某些条件下，甚至可以设想到从节流板到气体入口空间的暂时回流。在任何情况下，由于导致气体流出，中间空间中的最大爆炸压力也低于最大静态爆炸压力。在本发明的范围内，这种在中间空间中产生的较低爆炸压力也被称为“第二减小的爆炸压力”。该第二减小的爆炸压力越低，中间空间的体积越小。这种影响实际上将非常小，因为相对于中间空间体积，到反应管的流出面积非常大。此外，击穿到中间空间中的爆炸将很可能以点状形式发生，而非在整体面积上突然发生。由于盘形体积，爆炸压力将在一点处生成，并通过气体流出到相对的反应管中而直接泄放，同时中间空间的其它区域不会被爆炸波影响。

为此，只需将所有经受第一减小的爆炸压力的设备部件(即气体入口空间的设备部件)设计成在强度方面针对此减小的爆炸压力即可，并且将所有经受第二减小的爆炸压力的设备部件(即中间空间的设备部件)设计成在强度方面针对这些部件的第二减小的爆炸压力即可。

因为根据本发明，节流阀开口具有最窄流动横截面，并且以一定数量布置，由此在爆炸的情况下，气体入口空间中的最大与过程气体的最大静态爆炸压力一样高并且高于正常操作期间的操作压力的压力，以及在这些条件下在节流板和气体入口侧的管基部之间的中间空间中实现的压力，在节流板上出现临界压力比，使得由于气体从节流板流入和气体流出到反应器管中，在节流板和管基部之间的中间空间中的预定压力不会被超过，中间空间可预先确定期望的第二减小的爆炸压力，在所述第二减小的爆炸压力下，中间空间的设备部件在强度方面的设计(诸如凸缘连接部或管基部)导致期望的数量级。例如，用于保护反应管束所需的气体入口侧的管基部的厚度可以保持相对小，或者提高管束反应器的效率，例如，更大数量的反应管(即，反应管束的更大直径，例如，8m或更大)或更高的爆炸压力。

根据用于中间空间的预定的第二减小的爆炸压力和由根据本发明的节流阀开口的最窄流动横截面的设计导致的气体入口空间中的气体压力的临界压力比，在爆炸的情况下，由此实现气体入口空间的设备部件的设计在强度方面所基于的第一减小的爆炸压力。

因此，通过合适地设定节流阀开口的最窄流动横截面的尺寸，减小的爆炸压力在节流板的上游和下游的空间上的划分可以以限定的方式调整。气体入口空间和中间空间中的减小的爆炸压力彼此相互影响。当节流阻力增加时，中间空间中的第二减小的爆炸压力下降，同时气体入口空间中第一减小的爆炸压力上升，并且反之亦然。例如，以这种方式可以实现可省略管束的壳体空间内的支承支撑件，同时可以较少的消耗实现在气体入口空间中的对应加强措施。

特别地，通过改变最窄流动横截面(即临界压力比)和第二减小的爆炸压力，减小的爆炸压力在气体入口空间和中间空间上的分布可以反复地改变，以便基于此在强度方面优化气体空间的设计，并且最小化管束反应器的总制造成本。

最窄流动横截面和节流阀开口的数量被设计成使得在正常操作期间，在中间空间和气体入口空间之间的节流板上实现亚临界压力比。利用根据本发明设计的节流板，正常操作期间的压力损失优选地在0.05巴至0.5巴的范围内，并且特别优选地在从0.1巴至0.3巴的范围内。因此，它与整个系统的其它流动阻力相比较小；通过催化剂床的主要压力损失自身在从0.4巴至1.0巴的范围内。

此外，由于根据本发明的节流板的设计，在管基部区域上实现了非常好的流量分布；每个反应管实际上接收相同的气体体积流率。

除此之外，整个气体入口空间可用作混合部段，使得在过程气体进入反应管之前，获得均匀的混合物。

通常，气体入口管线在其上游端部处由压缩机端接，所述压缩机将过程气体的主要部分递送通过反应器系统。为了保护上游设施构件，常常会提供诸如火焰屏障、多孔介质或压力激波锥等安装件。这些安装件优选地靠近爆炸性气体存在的地方布置，即大体靠近混合器的上游，在所述混合器中过程气体的组分相互混合。这种安装件常常能够熄灭火焰前锋。然而，它们只能在有限的程度上缓和或阻止爆炸压力波。气体入口管线的横截面越大，操作压力越高，这一点就越适用。

优先地，气体入口空间包括上游限制器，所述上游限制器特别优选地是止回阀布置。所述止回阀布置有利地耐受下游爆炸压力波，并且能够至少缓和所述爆炸压力波，从而保护上游设施构件免受损坏。

在本发明的有利实施例中，为了最小化其气体传导体积，气体入口罩包括至少一个移位器或对应配置的轮廓。通过体积最小化，减少了停留时间，并且从而降低了自燃的风险。然而，如果发生爆炸，尽管在该爆炸期间穿过节流板流出的气体的部分增加，其结果是最大爆炸压力下降。

优先地，移位器或气体入口罩的壁通过锚固件连接到节流板。移位器通过锚固件至少被夹紧到节流板，以避免板弯曲导致的大的壁厚度。因此，在移位器和节流板之间的空间中存在的压力很大程度上被这些锚固件吸收，而不再仅被节流板和移位器吸收。因此，最后提到的部件可以实施得明显更薄，或者使得实施更大的管束反应器成为可能。有利地，锚固件又将自身抵靠气体入口罩支撑。锚固件的类型没有特别的限制。具有圆形横截面的圆棒占据了特别小的体积，但是也可能是其它横截面形状，诸如例如椭圆形或矩形以及对应的中空轮廓。此外，具有对应气体通路的与反应器轴同心的圆柱体也是可能的。由于所有这些部件基本上具有相同的温度，因此不存在通过不同热膨胀而产生的附加载荷。

相比之下，中间空间没有锚固件，使得气体入口侧的管基部和节流板可以不同地径向膨胀，而不会相互干扰。

在本发明的有利的进一步发展中，气体入口罩包括用于连接气体入口管线的气体入口连接器，并且气体入口连接器延伸直到节流板并连接到节流板。以这种方式，节流板的厚度甚至可以进一步减小，因为气体入口连接器用作另外的压力泄放锚固件。气体入口连接器在移位器和节流板之间的区域中穿孔，以使气体可通过。

优选地，气体入口罩通过凸缘连接部可拆离地连接到气体入口侧的管基部。这使得两个部件相对于彼此的自由移动成为可能，使得不会发生来自它们之间可能的温差的应力。它可以有利地由根据DE 20 2020 103 617 U1的防旋转装置补充。在管束反应器的操作期间，过程气体流动穿过气体入口管线、气体入口罩以及在节流板和进气侧的管基部之间的中间空间，具有大体在从100℃至300℃之间的范围的温度。与过程气体接触的所有部件几乎都处于气体温度。当热传递介质侧上的过程在从300℃至600℃范围内的较高温度下驱动时，与热传递介质接触的所有设备部件也处于热传递介质的温度下。在操作期间，不同温度区的设备部件膨胀到不同程度。在较大的反应器直径的情况下(例如在6m和8m之间的范围内)，在气体入口罩和气体入口侧的管基部之间的膨胀差异在操作期间变得如此之大，以至于在两个温度区的过渡处的简单焊接构造的情况下，可能发生材料过载。

由于节流板的存在，在发生爆炸的情况下，直接位于管基部之前的中间空间中的压力显著降低，因此不仅可将气体入口侧的管基部设计地更薄，而且凸缘也可以变得显著更小。

优选地，凸缘连接部用焊接唇形密封件密封。根据DE 10 2020 127 779 B3的实施例是有利的。通过这种焊接唇形密封件的低高度，获得特别小体积的中间空间。

在本发明的有利的进一步发展中，节流板平行于气体入口侧的管基部布置，并且在节流板和管基部之间的距离在从5mm至500mm的范围内，优选在从10mm至200mm的范围内，并且特别优选地在从20mm至70mm的范围内。不能排除气体入口空间中的爆炸移动通过节流板中的节流阀并点燃在节流板和气体入口侧的管基部之间的中间空间中的爆炸性过程气体。优选地，在节流板和管基部之间的中间空间实施为具有减小的体积，以便在可能的爆炸期间保持压力波尽可能小。该中间空间越小，随着爆炸传播的气体流出到反应管中越快，使得最大爆炸压力显著抑制。流出到反应管中的气体在那里被迅速冷却，从而熄灭火焰前锋。

以有利的方式，节流板的节流阀布置在与气体入口侧的管基部的有管区域基本一致的区域中。这导致短的流动路径。节流阀优选相同地实施。

此外，在与管基部的有管区域基本一致的区域中的节流板的节流阀的数量优选地小于反应管的数量。因此，降低了生产消耗。相应地设定节流阀开口的尺寸。更少的节流阀需要更大的节流阀开口，在这种情况下，可以更容易地维持制造公差，并且降低了由于过程气体中的污染而堵塞的风险。

当节流阀的数量与反应管的数量之比在1：6至1：1.5的范围内时是有利的。所述比例优选地在1：4和1：2之间的范围内，特别优选地为1：3。通过更少数量的节流阀，降低了制造消耗，并且获得了更大的节流阀开口，其制造公差更容易维持，并且在这种情况下，加工工具的使用寿命更长。

节流阀和反应管的轴线优选地相对于彼此偏移，即节流阀的气体射流不直接引导到反应管中，而是撞击其附近的区域，气体从所述区域分布在邻近的反应管上。因此，确保过程气体尽可能均匀地从节流阀分布到反应管。

进一步优选地，在操作状态下，节流阀和反应管的轴线相对于彼此偏移，即考虑到节流板和管基部的不同轴向正常长度膨胀。节流板和管基部的这些轴向正常长度膨胀取决于所使用的材料和预期的工作温度，并用作确定管图案或节流阀图案的基础。为了制造，节流阀图案随后在室温下或在产生节流图案的温度下使用。

有利地，节流阀和反应管各自以均匀的图案布置，每个图案具有恒定的划分。这导致过程气体从节流阀到反应管的均匀分布。

在本发明的有利配置中，在节流板中的在与管基部的无管区域相对定位的区域中提供了另外的节流阀，其中在这些区域中单位面积上的节流阀数量(分布密度)合计为在与管基部的有管区域相对定位的区域中的节流阀分布密度的2％到20％之间。除了管基部的有管区域之外，还存在无管区域。为了避免这些区域中的在节流板和管基部之间的中间空间中的停滞气体通过自燃而点燃，这些区域也被有利地流动通过。

节流孔口的实施例没有特别的限制。具有高达包括具有文丘里管或拉瓦尔特性的流量优化节流阀的直径的简单孔口是可能的。在制造用于管束反应器的节流板时，必须特别考虑基于制造的方面。在具有数万根管的管束反应器的情况下，对应的节流板具有数千数量级的数量的节流阀。此外，必须考虑的是，节流板具有大约20至60mm的数量级的厚度。在这个深度和该数量下连续的节流阀开口在技术上和经济上是不利的。

优选地，节流阀从下游侧实施为盲孔，并且在盲孔和上游侧之间具有中心节流阀开口。

这种节流阀开口可以用相对少的消耗制造，并且可以容易地自动化。在第一步骤中，根据对应于上述标准的钻孔图案，在节流板的下游侧上产生盲孔。根据与强度相关的标准，直径应该小，以便尽可能少地减轻节流板。从流动的角度来看，直径应该尽可能大，以便赋予流动穿过节流阀开口的气体流动足够的运行长度，用于形成不受打扰的流动轮廓。根据该方面，盲孔的开放端部也应被认为是扩散开口。作为折衷，优选地使用在8mm和15mm之间的范围内的孔口直径。

盲孔止于节流板的端部之前附近，从而保留了2和10mm之间的范围内的最小距离。节流孔口的直径是作为上述考虑的结果而获得的，并且大体在2mm和5mm之间的范围内。尽管产生节流孔口的节流板的侧部基本上是相同的，但是钻孔优选地从盲孔的侧部进行，因为通过盲孔的锥形端部，节流孔口必须以盲孔孔口的轴线为中心。除此之外，盲孔可用于引导装置。在上游侧上，节流孔口实际上至少去毛刺或甚至可能倒角。为了计算通过节流孔口的流量，需要相关联的流出流数值。虽然存在表格值，但这些数值只能近似表示相应应用情况下的节流孔口的特殊几何形状。为了提高计算准确度，优选地制造具有所描述的节流阀的尺寸的样本主体，并由此实验性地确定流动特性。

利用上述方法，使用适当的自动化手段可以相对快速和经济地生产具有给定规格的节流板。然而，每个孔口仅具有有限的使用寿命，并且当期间没有足够经常检查时或当存在材料缺陷时，钻孔公差可容易地超出容许范围。特别是当节流孔口中存在缺陷并且这些节流孔口的直径可能变得过大时，则难以纠正这种缺陷。

因此，在本发明的有利的实施例中，节流阀可以各自被实施为插入部件，所述插入部件被插入节流板的孔口中。

在此程序中，具有大直径的节流阀开口的区域被完全钻穿。与生产盲孔相比，这种操作需要显著更少的工作。作为插入部件的节流阀可以由专业公司以高自动化程度和高尺寸准确度作为批量生产的部件来生产。在此，如上文所描述的节流阀开口的细化程度可以由于需要而被建立。插入部件解决方案的另一个优点在于，有缺陷的节流阀可以随后被替换。此外，利用该实施例可以更容易地确定实验节流曲线，并且可以进行与分析计算的比较，这增加了整体构造的可靠性。

为了将插入部件固定在贯通孔口中，若干方法是可能的。一种简单的解决方案在于插入部件实施为具有略小于贯通孔口的外径，并用套环配备端部，所述套环焊接到节流板。此外，拧入式解决方案也是可能的。

利用节流阀开口的上述实施例，可以以简单的方式实现限定的流动阻力。此外，节流阀开口的这种配置导致相对大的最窄流动横截面，其结果是增加免受堵塞的安全性。

当根据本发明的管束反应器包括至少一个附加节流板时是有利的，所述附加节流板以给定的距离平行于第一节流板布置，并且同样在其周向边缘处紧密地连接到气体入口罩。因此，实现了爆炸压力的甚至更加显著的缓和。

管束反应器特别适用于气体入口空间中的从2.0至7.0巴绝对压力范围内的正常操作压力。

本发明还包括根据前述权利要求中任一项的管束反应器的用法，用于氧化过程，特别是用于氧化脱氢反应、丙烯氧化成丙烯醛、如果适用以混合模式将丁烷氧化成马来酸酐和将萘和/或邻二甲苯氧化成邻苯二甲酸酐。

附图说明

作为示例，下面通过附图的方式更详细地描述本发明。在附图中：

图1示出通过根据本发明的管束反应器的实施例的示意性表示的竖直截面；

图2a示出图1中所示的管束反应器的凸缘区域II的放大表示；

图2b示出图2a中所示的放大图的变体；

图3a以横截面示出图2a中所示节流板的部分III，其中节流阀实施例作为直接钻入到节流板中的节流阀开口；

图3b示出类似于图3a的表示，具有作为插入和焊接的插入部件的节流阀实施例；

图3c示出类似于图3a的表示，具有作为拧入式插入部件的节流阀实施例；

图3d示出类似于图3a的表示，其中节流阀实施例作为节流阀开口的具有文丘里特性的插入的插入部件；

图4在图2a和图2b中箭头IV方向上以平面图示出节流阀和反应管的分布图案的示例。

具体实施方式

图1和具有来自图1的放大区域II的图2a示出根据本发明的管束反应器1的示例性实施例，具有连接的气体入口管线2。在所示的示例性实施例中，第一非爆炸性过程气体组分3流动穿过已知的止回阀装置4(如在WO 2004/067164 A1或在DE 20 2005 009 825 U1中所描述)进入气体入口管线2。因此，止回阀布置4相对于爆炸事件形成气体入口管线2的上游限制器。第一过程组分3在其组成方面用前述手段调节，并具有预定的温度和预定的压力。它包括例如含氧气体和在适当的情况下产品气体5的惰性和/或未转化组分。在止回阀布置4之后的下游，布置有用于定量给料第二过程组分7的定量给料设备6。所述第二过程气体组分7包含至少一种可燃烧起始材料，其作为用于给定过程的离析物提供。它可以是气态或液态，并且例如使用喷嘴8添加到主气体流中。第二过程气体组分7已经通过定量给料设备8或者通过气体入口管线2中的混合装置(在此未示出)或者通过它们的组合与第一过程气体组分3混合成均匀的过程气体9。该气体混合物现在形成爆炸性过程气体9。该过程气体9也可以通过在此未描述的许多不同方法产生。

管束反应器1包括反应器主要部件，其由含催化剂的反应管11的束10形成。反应管11附接到上部气体入口侧的管基部12和下部气体出口侧的管基部13。管束10被圆柱形反应器壳体14围绕，所述反应器壳体14同样连接到上部和下部管基部12、13。通过此处未示出的供应管线和排出管线的方式，将热传递介质进给到壳体空间15和从壳体空间15排出，利用所述热传递介质将反应管11中生成的反应热耗散。为此所需的温度控制系统，包括例如循环泵、冷却器、控制阀、管束反应器1的壳体空间15中的挡板和本领域技术人员已知的其它控制装置。管束反应器1的不同部件利用为此目的已知的连接技术互连，因此在此将不再对此进一步讨论。

上部气体入口侧的管基部12由气体入口罩16横跨。气体入口罩16通过凸缘连接部17可释放地连接到管基部12。在此，凸缘17a类似于块凸缘来实施。过程气体9通过气体入口管线2被传导到气体入口罩16中。优选地，在止回阀装置4和气体入口罩16之间的气体入口管线2保持尽可能短，以便将爆炸的影响保持尽可能低。为了保护上部管基部12免受爆炸压力波，节流板18以短距离h0与其平行布置，使得在上部管基部12和节流板18之间形成中间空间19。节流板18在其外边缘处连接到气体入口罩16的凸缘17a并且包含大量节流阀20，过程气体9在其进入反应管11之前流动穿过这些节流阀20。在操作期间，由于不同的温度，上部管基部12和气体入口罩16可以膨胀到不同的程度。因此，凸缘连接部用焊接唇形密封件21密封。因此，管基部12和节流板18可以无应力地相对于彼此移动，并且中间空间19附加地被气密密封以防止过程气体9泄漏到环境中。

气体入口罩16的气体传导体积通过移位器22最小化，在所示的示例性实施例中，移位器22由两个锥形部段22a、22b形成。节流板18以及移位器22两者上的爆炸的压力由不同的支撑件吸收，因此这些部件可以实施得相对较薄。第一种支撑件包括在节流板18和移位器22之间的锚固件23。这些锚固件23可以实施为具有不同的横截面。然而，优选的是圆棒，因为这种轮廓对流动的阻碍最小，并且可以容易地生产。第二种支撑件形成为，气体入口管线2穿过气体入口罩16并一直到远至节流板18。在所述区域中，气体入口管线2配备有窗口24，其使得过程气体9可沿节流板18流动，所述流动径向向外定向。窗口24也可以用具有恒定或局部不同孔隙率的任何多孔介质或穿孔板替换。在修改中，气体入口罩16可以包括用于连接气体入口管线2和气体入口连接器16a的气体入口连接器16a，并且气体入口连接器16a延伸到远至节流板18并连接至节流板18。优选地，锚固件23焊接到节流板18和移位器22。同样，气体入口管线2的下部端部25优选地焊接到节流板18。然而，也可通过分段部段的螺纹连接在节流板18和移位器22之间的区域中实施气体入口管线2。这对于检查和维护工作是有利的。利用所示的构造，管束反应器1内的压力空间仅由节流板18、移位器22和凸缘17a形成。因此，不需要气体入口罩16。然而，对于在管基部12和节流板18之间的中间空间19中发生爆炸的事件，节流板18和移位器22应当被认为是从外部-在此是从中间空间19-受到压力的单元。所述压力优选地被吸收，因为节流板18和移位器22之间的前述锚固件23通过延伸部23a延续到远至气体入口罩16。由于制造原因，这些有利地穿过气体入口罩16并从外部焊接到气体入口罩16。

在本发明的范围内，在气体流动穿过的气体入口管线2的上游限制器和节流板18之间的空间被称为气体入口空间26，上游限制器在所示的示例性实施例中由止回阀装置4形成。

在操作期间，气体入口侧的管基部12暴露于不同的热影响。在气体入口侧上，过程气体9以气体入口温度流动。过程气体9流动穿过反应管11，反应管11在气体入口侧上连接到上部管基部12。在热传递介质侧上，上部管基部12与热传递介质接触。通过在上部管基部12的两侧上显著不同的温度，上部管基部12在热传递介质侧上比在过程气体入口侧上膨胀到更大的程度。结果，上部管基部12具有呈现键状形状的倾向，其结果是凸缘17a的紧密性不再得到保证。这是采用焊接唇形密封件21的另外原因。

在其下部端部处，管束反应器1由气体出口罩27端接，所述气体出口罩以已知的方式连接到反应器主要部件。这可以通过如图1中所示的凸缘连接部28或通过焊接连接来实现。在所示的示例性实施例中，过程气体9从顶部向下流动穿过管束反应器1。然而，从底部向上的流动也是可能的。在这种情况下，将图1中所示的管束反应器1转动180°，并且相应地调适所有反应器构件的描述。应该理解的是，承受爆炸压力的所有部件都设计成在强度方面针对这种载荷。从WO 2004/067164A1可以获得具有爆炸压力载荷的管束反应器的配置的进一步有利细节。

如果在气体入口空间26中发生爆炸，保守的假设是气体入口空间26中的爆炸性气体在第一时间存在爆炸性气体的地方被点燃。一般而言，这是在用于第二过程气体组分7的定量给料设备6的区域中。由于在这种应用中气体速度通常在20m/s和30m/s之间的范围内，爆炸压力波向上游的传播将只在有限的程度上发生，并且火焰前锋向上游的传播相当不可能。尽管如此，压力波也将会向上游蔓延。通过止回阀装置4的方式，这种向上游定向的爆炸压力波可以被阻止或至少被缓和到在上游设施构件中不会发生损坏。爆炸开始后，火焰前锋以对应于爆炸性气体性质的传播速度向下游移动。该气体入口空间26中的压力在任何位置都近似相同。

虽然节流板18中的节流阀20在正常操作期间在亚临界流动状态下被流动穿过，但是在气体入口空间26中的气体入口混合物或过程气体9爆炸的情况下，这些节流阀在临界流动状态下被流动穿过，并且气体流被限制到临界质量流量。节流阀20必须定尺寸成使得在爆炸的情况下，考虑到从气体入口空间26经由节流阀20到中间空间19中的气体流出流，在气体入口空间26中实现第一减小的爆炸压力，并且考虑到从气体入口空间26的气体流入流和到反应管11中的气体流出流，在中间空间19中实现第二减小的爆炸压力，其中第一和第二减小的爆炸压力是分别确定第一和第二计算压力的基础。根据本发明，节流阀20定尺寸为使得中间空间19中的预定压力不被超过。通过所述程序，用于生产设备的消耗被最小化。

在图2a中，放大示出图1中在气体入口侧上的凸缘区域II。节流板18未焊接到凸缘17a。它18以径向间隙30抵靠凸缘17a的肩部29放置，并由锁定环31轴向固定，锁定环31通过焊缝32连接到凸缘17a。以这种方式，节流板18在轴向上是固定的，但在径向方向上是自由移动的。因此，当凸缘17a和节流板18由于不同的温度而应该不同地膨胀时，在接触点处的材料载荷被省略。除此之外，避免了在焊接操作期间可能发展的节流板18中的固有应力。这种布置也是可能的，因为节流板18抵靠凸缘17a的完全密封是不必要的。轻微的泄漏甚至是有利的，因为由此避免了在焊接唇形密封件21的区域中的停滞气体。

在所示的示例性实施例中，在到移位器22、节流板18和到气体入口罩16的锚固件23处的焊缝33的位置是固定的，这从焊接的角度来看是最佳的。此外，在此处未示出的变体中，可将锚固件23的端部连接到节流板18，使得节流板18在其边缘区域18a中类似地可移动。为此，节流板18两侧上的穿孔盘形止动件焊接到锚固件23。所述实施例是有利的，例如，特别是当节流板18由具有不同于邻接构件的热膨胀系数的材料实施时，或者当两种材料难以彼此焊接时。此处详细示出焊接唇形密封件21。这使得管基部12和凸缘17a在滑动平面34上相对于彼此径向自由移动成为可能。通过使用根据专利DE 10 2020 127 779 B3的实施例，有利地实现了小的距离h0并且因此实现了小的爆炸体积。

图2b示出来自图2a的节流板的变体。在那里，第二节流板35在第一节流板18的下游平行于第一节流板18并与其相距给定距离布置。通过节流板18和节流板35形成第一中间空间19a。通过节流板18和节流板35形成第一中间空间19a。所述第二节流板35的配置基于关于节流板18的原理进行。由于爆炸压力的主要载荷已经由第一节流板18吸收，因此节流板35可以对应地实施得更薄。像第一节流板18一样，由于大的反应器直径，它自身只能吸收有限的压力差，并且因此通过已经存在的锚固件23的延伸部23b与第一节流板18支撑在一起。在两个节流板18和35之间可以附加地设置附加的连接锚固件23c。在优选实施例中，这些支撑件包括可释放的连接。第二节流板35以与第一节流板18类似的方式在径向方向上连接到凸缘17a。节流板35与管基部12形成第二中间空间19b。

图3示出节流阀20的简单实施例。该实施为直接在节流板18中的孔口，即来自下游侧的盲孔36和在盲孔36和节流板18的上游侧之间的中心节流阀开口37。在第一步骤中，具有直径d2的盲孔36最初钻入节流板18中，所述节流板18具有板厚度h2，其中保持到节流板18的上游侧的最小距离h1。在第二步骤中，产生具有直径d1的节流孔口37。

当在节流阀开口20的尺寸稳定性方面有更大的要求时，节流阀开口20可以生产为如图3b中所示的插入部件。这种制造方法的优点在于，它可以由专业技术公司快速地作为批量生产的部件来生产，并且具有高尺寸稳定性。与根据图3a的直接制造相比，这种小部件的品质控制在测试站中显著更加可靠。制造缺陷也在此可以更快地检测出来，并采取对策。在所示的示例性实施例中，插入部件38由具有套环40的简单圆柱形部件39形成，并且包括来自下游侧的具有直径d3的盲孔36和在盲孔36和插入部件38的上游侧之间的具有直径d1的中心节流阀开口37。它安置于节流板18中的贯通孔口41中，其中套环40抵靠节流板18的上游侧放置，并且插入部件38仅在贯通孔口41的长度的部分上延伸。为了安装，首先将具有直径d2的贯通孔口41钻入节流板18中。然后，将插入部件38插入到贯通孔口41中。由于套环40，插入部件38不能滑动通过并且明确地固定在其位置中。所述位置通过焊缝固定，所述焊缝如此坚固，以至于即使在下游爆炸的情况下也能牢固地固定插入部件38。

通过最初节流直径d1到d3以及随后从d3到d2的两级膨胀，压力损失可以容易地最小化。在孔口41和插入部件38之间在d2处的配合被确定为实际的。插入部件38及其变体也可以从节流板18的下游侧插入。在这种情况下，节流孔口必须适当地调适。在图3c中，示出根据图3b的插入部件38的变体。插入部件38被实施为与螺纹43可释放连接。为了拧入，可以在插入部件38的上游侧上设置内轮廓或外轮廓，例如，在套环40上设置内六边形44或外六边形。此外，该实施例需要节流板18中的具有高度h4的内螺纹45和插入部件上的具有高度h3的外螺纹。通过自动机器生产，也可以经济地生产该插入部件38。在该过程期间，可以实现进一步的有利特征，诸如例如节流孔口37之前的入口锥46和节流孔口37之后的出口锥47。优点是在初始安装或替换时安装和移除简单。所述构造可以由任何其它防旋转装置补充。

图3d表示图3b的另外变体。在此，插入部件38插入到凹陷48中使得其与节流板18的上游表面齐平地终止。此外，该节流阀20的压力损失通过锥形入口部段49和两个下游扩散部段50减小。所述位置由焊缝42固定。

显然，在此示出的所有孔口特性、制造方法和固定方法可以根据需要彼此组合，并与其它实用特征相补充。

在图4中，示出节流阀20和反应管11的分布图案的示例性实施例。通过这种布置，示出节流阀20与反应管11的1：3的示例性比率和锚固件23。

附图标记列表

1 管束反应器

2 气体入口管线

3 第一过程气体组分

4 止回阀装置

5 产品气体

6 定量给料设备

7 第二过程气体组分

8 喷嘴

9 过程气体

10 管束

11 反应管

12 管束(上部气体入口侧)

13 管基部(下部气体出口侧)

14 反应器壳体

15 壳体空间

16 气体入口罩

16a 气体入口连接器

17 凸缘连接部

17a 凸缘

18 (第一)节流板

18a 节流板18的边缘区域

19 中间空间

19a 第一中间空间

19b 第二中间空间

20 节流阀

21 焊接唇形密封件

22 移位器

22a (第一)锥形部段

22b (第二)锥形部段

23 锚固件

23a 延伸部

23b 延伸部

23c 另外的连接锚固件

24 窗口(气体入口管线2)

25 下部端部(气体入口管线2)

26 气体入口空间

27 气体出口罩

28 凸缘连接部

29 肩部(凸缘17a)

30 径向间隙

31 锁定环

32 焊缝(锁定环31)

33 焊缝(锚固件23、节流板18、气体入口罩16)

34 滑动平面

35 (第二)节流板

36 盲孔

37 中心节流阀开口

38 插入部件

39 圆柱形部件

40 套环

41 贯通孔口

42 焊缝(套环40)

43 螺纹

44 内六边形

45 内螺纹

46 入口锥

47 出口锥

48 凹陷

49 入口部段

50 扩散部段

Claims (18)

1.一种用于进行催化气相反应的管束反应器(1)，其具有：

填充有催化剂的反应管(11)的束(10)，具有预定操作压力和具有预定操作温度的过程气体(9)流动穿过所述反应管(11)的束(10)，所述过程气体在正常操作期间具有爆炸性气体组成或者在正常操作期间为非爆炸性的气体组成，并且在非操作情况下具有爆炸性气体组成，

气体入口侧的管基部(12)，所述气体入口侧的管基部紧密连接到所述反应管(11)的气体入口侧端部，并且所述反应管(11)穿过所述气体入口侧的管基部(12)引导到气体入口罩(16)中，

其中，所述气体入口罩(16)横跨气体入口侧的管基部(12)并紧密连接到气体入口侧的管基部(12)，还具有：

气体入口管线(2)，所述气体入口管线被引导到所述气体入口罩(16)中，所述气体入口管线(2)将气体传导到气体入口罩(16)中，

节流板(18)，所述节流板(18)的在气体入口侧的管基部(12)的上游布置在距气体入口侧的管基部(12)预定距离处并且在其周向边缘(18a)处连接到气体入口罩(16)，并且因此在节流板(18)和气体入口侧的管基部(12)之间形成中间空间(19)，并且包括预定数量的节流阀开口(20)，

其中管束反应器(1)和气体入口管线(2)的直接或间接暴露于爆炸压力的所有部件在强度方面被对应地设计为耐受的，

其特征在于

气体入口管线(2)设计用于将爆炸性过程气体(9)引入气体入口罩(16)中，并且气体入口管线(2)的上游端部由限制器(4)端接，使得在此限制器(4)和节流板(18)之间形成气体入口空间(26)；以及

节流阀开口(20)具有最窄流动横截面并且以一定数量布置，其中：

-在正常操作期间，在中间空间(19)和气体入口空间(26)之间的节流板(18)上实现亚临界压力比，并且

-在发生爆炸的情况下，当气体入口空间(26)中的压力最大与过程气体(9)的最大静态爆炸压力一样高并且高于正常操作期间的操作压力，以及在这些条件下在节流板(18)和气体入口侧的管基部(12)之间的中间空间(19)中实现压力时，在节流板(18)上实现临界压力比，使得

-由于气体从节流板(18)流入并且气体流出到反应管(11)，节流板(18)和管基部(12)之间的中间空间(19)中的预定压力不会被超过。

2.根据前述权利要求所述的管束反应器，其特征在于，用于最小化其气体传导体积的气体入口罩(16)包括至少一个移位器(22)或对应配置的轮廓。

3.根据权利要求2所述的管束反应器，其特征在于，至少一个移位器(22)或气体入口罩(16)的壁通过锚固件(23)连接到节流板(18)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的管束反应器，其特征在于，气体入口罩(16)包括用于连接气体入口管线(2)的气体入口连接器(16a)，并且气体入口连接器(16a)延伸到远至节流板(18)并连接到节流板(18)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的管束反应器，其特征在于，气体入口罩(16)通过凸缘连接部(17)可释放地连接到气体入口侧的管基部(12)。

6.根据权利要求5所述的管束反应器，其特征在于，凸缘连接部用焊接唇形密封件(21)密封。

7.根据前述权利要求中任一项所述的管束反应器，其特征在于，节流板(18)平行于气体入口侧的管基部(12)布置，并且节流板(18)和管基部(12)之间的距离在从5mm至500mm的范围内，优选地在从10mm至200mm的范围内，特别优选地在20mm至70mm的范围内。

8.根据前述权利要求中任一项所述的管束反应器，其特征在于，节流板(18)的节流阀(20)布置在与气体入口侧的管基部(12)的有管区域基本一致的区域中。

9.根据权利要求8所述的管束反应器，其特征在于，在节流板(18)的区域中，所述节流板(18)的区域与管基部(12)的有管区域在很大程度上一致，节流阀(20)的数量小于反应管(11)的数量。

10.根据权利要求9所述的管束反应器，其特征在于，节流阀(20)的数量与反应管(11)的数量之比在从1：6至1：1.5的范围内。

11.根据权利要求9或10所述的管束反应器，其特征在于，节流阀(20)和反应管(11)的轴线相对于彼此偏移。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的管束反应器，其特征在于，节流阀(20)和反应管(11)各自以均匀的图案布置，各自具有恒定的划分。

13.根据权利要求8至12中任一项所述的管束反应器，其特征在于，在节流板(18)中的与管基部(12)的无管区域相对定位的区域中提供另外的节流阀(20)，其中在这些区域中每单位面积的节流阀(20)的数量(分布密度)为与管基部(12)的有管区域相对定位的区域中的节流阀(20)的分布密度的2％至20％之间。

14.根据前述权利要求中任一项所述的管束反应器，其特征在于，来自下游侧的节流阀(20)实施为盲孔(36)，并且在盲孔(36)和上游侧之间具有中心节流阀开口(37)。

15.根据权利要求1至13中任一项所述的管束反应器，其特征在于，节流阀(20)各自实施为插入部件(38)，所述插入部件被插入到节流板(18)的孔口(41)中。

16.根据前述权利要求中任一项所述的管束反应器，其特征在于具有至少一个附加节流板(35)，所述至少一个附加节流板(35)平行于第一节流板(18)布置在预定距离处，并且同样在其周向边缘处连接到气体入口罩(16)。

17.操作根据前述权利要求中任一项所述的管束反应器的方法，其特征在于，在正常操作期间，在气体入口空间(26)中存在从2.0至7.0巴绝对压力范围内的压力。

18.根据权利要求1至16中任一项所述的管束反应器用于氧化过程的用法，特别是用于氧化脱氢反应，将丙烯氧化成丙烯醛，如果适用以混合模式将丁烷氧化成马来酸酐，以及将萘和/或邻二甲苯氧化成邻苯二甲酸酐。