DE574000C

DE574000C - Process for carrying out catalytic exothermic reactions

Info

Publication number: DE574000C
Application number: DEA57063D
Authority: DE
Original assignee: ETUDE ET L EXPL DES PROCEDES G; Air Liquide SA
Current assignee: ETUDE ET L EXPL DES PROCEDES G; Air Liquide SA
Priority date: 1928-03-14
Filing date: 1929-03-09
Publication date: 1933-04-11

Description

Verfahren zur Durchführung von katalytiswchen exothermen Reaktionen Es ist bereits darauf hingewiesen worden, daß es nötig ist, zur Durchführung katalytischer exothermer Reaktionen, beispielsweise der Ammoniaksynthese und der Herstellung von Alkoholen aus Kohlenoxyd und Wasserstoff, den größten Teil der Reaktionswärme durch die Reaktionsgase dadurch aufnehmen zu lassen, daß man diese Gase in Berührung mit dem den Kontaktstoff enthaltenden Behälter strömen läßt.Process for carrying out catalytic exothermic reactions It has already been pointed out that it is necessary to carry out catalytic exothermic reactions, for example the synthesis of ammonia and the production of Alcohols made from carbon monoxide and hydrogen carry most of the heat of reaction through to allow the reaction gases to be absorbed by the fact that these gases come into contact with lets flow through the container containing the contact substance.

Man begegnet jedoch hierbei häufig bedeutenden Schwierigkeiten, die entweder darauf beruhen, daß die Strömung des Gases in mittelbarer Berührung mit dem Kontaktstoff keine gleichförmige ist, oder darauf, daß die Übertragung der Wärme der Wand auf das Gas nicht lebhaft genug vor sich geht, oder auch darauf, daß die ungleichmäßigen Ausdehnungen, die von Temperaturunterschieden herrühren, die sich nicht ganz vermeiden lassen, Verformungen des den Kontaktstoff enthaltenden Behälters mit sich bringen. However, there are often significant difficulties encountered in this regard either based on the fact that the flow of the gas is in indirect contact with the contact material is not uniform, or that the transfer of heat the wall on the gas is not going on briskly enough, or on the fact that the uneven expansion resulting from temperature differences that arise can not be completely avoided, deformations of the container containing the contact substance entail.

Erfindungsgemäß kann man die obenerwähnten Nachteile sehr einfach in der Weise vermeiden, daß man den Raum, in welchem die Gase in mittelbarer Berührung mit dem Kontaktstoff strömen, ganz oder teilweise mit einem gut wärmeleitenden, gasdurchlässigen Stoff, wie z. B. einem Drahtgeflecht, geriffeltem oder durchbrochenem Blech u. dgl., ausfüllt. Diese Füllung bezweclft zunächst, den Gasstrom gleichförmig zu machen, ferner die Ubertragung der Wärme dadurch zu fördern, daß die Gasgeschwindigkeit erhöht wird oder daß man in dem Gasstrom Wirbel hervorruft, die das längs der heißen Wand strömende Gas foftwährend erneuern, und endIich die Wirkungen von Verformungen bedeutend zu verringern, wenn nicht ganz zu beseitigen. According to the invention, the above-mentioned disadvantages can be solved very easily in such a way that one avoids the space in which the gases are in indirect contact flow with the contact substance, in whole or in part with a highly thermally conductive, gas-permeable substance, such as. B. a wire mesh, corrugated or openwork Sheet metal and the like. This filling initially causes the gas flow to be uniform to make, furthermore, to promote the transfer of heat by increasing the gas velocity is increased or that one causes eddies in the gas flow, which are called along the Wall flowing gas often renews itself, and finally the effects of deformations to be reduced significantly, if not eliminated entirely.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß man durch das beschriebene Verfahren die Katalyse mit größter Betriebssicherheit durchführen kann, und daß infolge der praktisch vollkommenen Beseitigung der Verformungen auch das Auseinandernehmen der einzelnen Teile erleichtert wird. Es können daher die gleichen Behälter sehr oft wieder verwendet werden, und man kann sogar zu ihrer Herstellung gewöhnliche Metalle anstatt der bisher erforderlichen Spezialstähle verwenden. From the foregoing it follows that one through what has been described Process can carry out the catalysis with the greatest operational reliability, and that as a result of the practically complete elimination of the deformations, also the dismantling the individual parts is facilitated. It can therefore use the same containers very much can be reused many times, and you can even make ordinary ones Use metals instead of the special steels previously required.

Es ist schon vorgeschlagen worden, bei katalytischen Reaktionen den Katalysatorbehälter außen mit einem schlecht wärmeleitenden Stoff zu bekleiden. Mit einem solchen Verfahren. kann aber nur erreicht werden, daß der Wärmeaustausch zwischen dem Katalysator und den zur Reaktion bestimmten Gasen nicht zu lebhaft vor sich geht. Durch das vorliegende Verfahren soll dagegen insbesondere erzielt werden, daß der Wärmeaustausch so regelmäßig wie möglich erfolgt. It has already been suggested that in catalytic reactions To cover the outside of the catalyst tank with a material that conducts heat poorly. With such a procedure. but can only be achieved that the heat exchange not too lively between the catalyst and the gases intended for reaction going on. By contrast, the present procedure is intended in particular achieved that the heat exchange takes place as regularly as possible.

Gemäß einem anderen bekannten Verfahren hat der Katalysatorb ehälter gasdurchlässige Wände und ist von einem Füllmaterial umgeben, durch das ein Teil der kalten zur Reaktion bestimmten Gase strömt, bevor sie durch die gasdurchlässigen Wände hindurch in den Katalysator gelangen. Dieses Verfahren hat nichts mit dem vorliegenden gemeinsam, gemäß welchem die Wände des Katalysatorbehälters nicht durchbrochen sind, so daß die zur Reaktion bestimmten Gase durch ihre Strömung an den Wänden entlang sich erwärmen können, bevor sie in den Katalysator gelangen.According to another known method, the catalyst container has gas-permeable walls and is surrounded by a filler material through which a part the cold gases intended for reaction flows before they pass through the gas-permeable ones Walls to get into the catalyst. This procedure has nothing to do with that present common, according to which the walls of the catalyst container are not broken through are so that the gases intended to react by their flow on the walls can heat up before they get into the catalytic converter.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens gemäß der Erfindung schemätisch dargestellt. A ist ein druckfester, rohrförmiger Behälter aus Metall, B ist ein Behälter, der den Kontaktstoff enthält, C ist der Kontaktstoff selbst. Die frischen Gase gelangen in den Behälter durch Öffnung I und strömen durch den ringförmigen Raum zwischen B und A, wo sie auf das Drahtgeflecht D treffen. Die so erhitzten Gase gelangen dann durch Öffnung 2 in den Kontaktstoff. Das Reaktionsprodukt und die nicht umgesetzten Gase treten bei 3 aus. In the drawing, an embodiment of the method is shown in FIG the invention shown schematically. A is a pressure-resistant, tubular container made of metal, B is a container that contains the contact substance, C is the contact substance itself. The fresh gases enter the container through opening I and flow through the annular space between B and A, where they meet the wire mesh D. The gases heated in this way then pass through opening 2 into the contact substance. The reaction product and the unreacted gases exit at 3.

Das beschriebene Verfahren ist-in allen Fällen anwendbar, wo die zur Reaktion bestimmten Gase in mittelbarer Berührung mit dem Katalysator strömen Beispielsweise kann die Strömung der zur Reaktion bestimmten Gase in mittelbarer Berührung mit dem Katalysator innerhalb, eines Behälters stattfinden, der von dem äußeren drucktragenden Behälter durch einen schützenden Gas strom in bekannter Weise getrennt ist. Ferner kann der Behälter B entweder innen oder außen mit einer Schicht aus Isoliermaterial von solcher Stärke versehen werden, daß die Stärke der Austauschwirkungen an verschiedenen Stellen den erforderlichen Verhältnissen angepaßt werden kann. Desgleichen kann das zur Reaktion bestimmte Gasgemisch in bekannter Weise in mittelbarer Berührung mit dem Katalysator in derselben Richtung wie die in Reaktion befindlichen Gase zwecks möglichsten Ausgleichs der Temperatur des Katalysators strömen. The method described is applicable in all cases where the gases intended for the reaction flow in indirect contact with the catalyst For example, the flow of the gases intended for the reaction can be indirect Contact with the catalyst can take place inside, a container from which outer pressure-bearing container through a protective gas stream in a known manner is separated. Further, the container B can be either inside or outside with a layer made of insulating material of such strength that the strength of the exchange effects can be adapted to the required conditions at various points. Likewise, the gas mixture intended for the reaction can be used indirectly in a known manner Contact with the catalyst in the same direction as those in reaction Gases flow in order to equalize the temperature of the catalyst as much as possible.

Claims

PATENT CLAIM: Process for carrying out catalytic exotherms Reactions in which the reaction gases for the purpose of preheating on the side, not flow along perforated walls of the container containing the catalyst, characterized in that the room in which the intended to react Gases flow, in whole or in part, with a highly thermally conductive, gas-permeable Fabric, for example a wire mesh, fills.