[go: up one dir, main page]

WO2011095566A1 - Reactor device and method for optimizing the measurement of the temperature curve in reactor pipes - Google Patents

Reactor device and method for optimizing the measurement of the temperature curve in reactor pipes Download PDF

Info

Publication number
WO2011095566A1
WO2011095566A1 PCT/EP2011/051606 EP2011051606W WO2011095566A1 WO 2011095566 A1 WO2011095566 A1 WO 2011095566A1 EP 2011051606 W EP2011051606 W EP 2011051606W WO 2011095566 A1 WO2011095566 A1 WO 2011095566A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
catalyst
group
tube
tubes
reaction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2011/051606
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Harald Dialer
Marvin Estenfelder
Christian GÜCKEL
Gerhard Mestl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sued Chemie AG
Original Assignee
Sued Chemie AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sued Chemie AG filed Critical Sued Chemie AG
Priority to DE112011100423T priority Critical patent/DE112011100423A5/en
Priority to CN2011800162284A priority patent/CN103025421A/en
Publication of WO2011095566A1 publication Critical patent/WO2011095566A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/06Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
    • B01J8/067Heating or cooling the reactor
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/42Circuits effecting compensation of thermal inertia; Circuits for predicting the stationary value of a temperature
    • G01K7/427Temperature calculation based on spatial modeling, e.g. spatial inter- or extrapolation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00017Controlling the temperature
    • B01J2208/00026Controlling or regulating the heat exchange system
    • B01J2208/00035Controlling or regulating the heat exchange system involving measured parameters
    • B01J2208/00044Temperature measurement
    • B01J2208/00061Temperature measurement of the reactants
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00017Controlling the temperature
    • B01J2208/00106Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00168Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles
    • B01J2208/00212Plates; Jackets; Cylinders
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00654Controlling the process by measures relating to the particulate material
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/42Circuits effecting compensation of thermal inertia; Circuits for predicting the stationary value of a temperature
    • G01K2007/422Dummy objects used for estimating temperature of real objects
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K2213/00Temperature mapping

Definitions

  • the invention relates to a reactor apparatus having at least a first group G m of pipes comprising at least one normal pipe filled with catalyst bodies K m and a second group G n of pipes comprising at least one thermo pipe provided with a temperature measuring apparatus comprising second catalyst bodies K n is filled, wherein the catalyst body K m , n each in an in
  • the invention relates to a method for providing such a reactor device and a method for
  • a shell-and-tube reactor comprises a plurality of reaction tubes arranged in one
  • Reactor housings are arranged, which of a
  • Heat transfer medium is flowed through.
  • the heat transfer medium flows around the pipes, so that a rapid heat exchange between pipes and heat transfer medium is achieved.
  • a solid catalyst is arranged, the bed of which
  • gaseous educt is flowed through. Since the gas stream is divided into many individual gas streams, each one flow through a single tube, in a reaction in the tube reactor is generally achieved a well reproducible result, since the flow distribution over the
  • a temperature profile can be determined. For example, when starting the reactor, so if a
  • Catalyst which still contains organic binder, burned out and thus activated, it is essential that a certain temperature is not exceeded, so that, for example, sintering operations of the catalyst are largely suppressed.
  • the reaction usually has to be within a very narrow range
  • Temperature range are performed. Furthermore, the age is aging
  • reaction conditions must be readjusted by For example, the reaction temperature or the concentration of a promoter in the gas stream is increased to a
  • thermotubes in which no temperature measurement is made, about 5 to 10 thermotubes are provided, which should allow a representative temperature measurement in the reactor.
  • a thermal tube is a reaction tube which is provided with a device for measuring the temperature. These thermo tubes should reflect the temperature profile of all normal pipes as representative as possible. But this is difficult.
  • a protective tube is usually arranged along the longitudinal axis in the interior of the thermal tube, in which in turn a
  • Temperature sensor is arranged, for example a
  • the protective tube would have to be arranged exactly centric in the thermal tube over its entire length. Any already minimal deviation from the centric-axial position in the direction of the pipe wall leads due to the radial temperature gradient between tube axis and cooled tube wall to significant deviations in the measured
  • thermocouple in a protective tube, which at some locations within the reaction tube of this
  • the catalyst bodies are arranged in the annular gap between the protective tube and the inner surface of the thermal tube. It is usually not possible to arrange the catalyst bodies in the thermal tubes and in the normal tubes in the same way. in the
  • the catalyst bodies in the thermal tubes and the normal tubes have a different bulk density. Also, the flow conditions of the reaction gas in the normal pipe and thermo pipe due to the installation of the
  • thermo tubes The temperatures measured in the thermo tubes can therefore not be directly transferred to the normal tubes, but must first be corrected. This can therefore be directly transferred to the normal tubes, but must first be corrected. This can therefore be directly transferred to the normal tubes, but must first be corrected. This can therefore be directly transferred to the normal tubes, but must first be corrected. This can therefore be directly transferred to the normal tubes, but must first be corrected. This can therefore be directly transferred to the normal tubes, but must first be corrected. This can
  • US 2008 / 0014,127 A1 describes a test method with which the reaction conditions for a catalytic gas phase reaction in a shell-and-tube reactor are determined can.
  • the test conditions are determined on a significantly smaller number of tubes, as in the tube bundle reactor intended for industrial production
  • test reactor which comprises two tubes which are in their
  • the second tube is also filled with catalyst bodies, but additionally contains one
  • Temperature measuring device with which the temperature profile in the tube can be determined.
  • the test reactor is then adjusted to a certain temperature by the two tubes are lapped with a heat transfer medium having a certain temperature. It is then determined the temperature profile in the second tube and the composition of the reaction products in the first tube. The temperature is then changed until the best conditions for the reaction
  • Thermal tube of the reactor results in a product composition in the normal tubes, as they were determined with the test reactor.
  • Tube bundle reactor selected for the measurement of the temperature profile.
  • a tube bundle reactor is used, which is provided with baffles for the heat transfer medium.
  • the temperature profile is measured only in such pipes, which are not connected to a baffle plate.
  • a different bed of catalyst body in normal pipes and thermal tubes is not considered.
  • the mean linear velocity of the gas flow in all tubes is set to the same value.
  • the pressure loss is measured by passing an amount of an inert gas through the tube in question, the amount of gas being chosen to be proportional to the free cross-sectional area of the tube.
  • the amount of FestStoffteilchen which is filled in the normal pipe and in the thermal tube chosen so that the ratio of mass of the solid particles to the free cross-sectional area for normal pipe and thermal tube is the same.
  • a R the amount of active mass in the standard tube
  • a T the amount of active mass in the thermal tube
  • n T the outer diameter of the arranged in the thermal tube
  • Thermowell for the temperature sensor is Thermowell for the temperature sensor.
  • Gas velocity over the catalyst particles can be increased by the use of solid particles of different size and / or Geometry done.
  • solid particles of different size for example, in the thermal tube, a mixture of solid catalyst bodies and from the
  • Full catalysts produced split can be used.
  • the mixture of full catalyst and fine split produced from the full catalyst can not necessarily be filled homogeneously over the entire tube length into the thermal tube.
  • Tube bundle reactor is carried out a further separation, since the finer parts migrate into the lower part of the thermal tube.
  • the invention therefore an object of the invention to provide a reactor device available, in which the thermal tubes reproduce the temperature profile in the normal tube as accurately as possible. This object is achieved with a reactor device with the
  • Embodiments of the reactor device are the subject of the dependent claims.
  • the temperature profile in the normal pipe can be much better represented by the temperature profile in the thermal tube when the activity of the arranged in a certain volume of the pipe section active mass to the inner surface of the tube is set in this section and this ratio for both the normal pipe also set approximately the same for the thermal tube.
  • the modified residence time T m0 d of the reaction gas is defined here as the quotient of mass of active mass in the reactor and the residence time ⁇ of the reaction gas under standard conditions (DIN 1343, 0 ° C, 1013 mbar).
  • the residence time ⁇ is again defined here as the quotient of reactor volume and volume flow of
  • the volume flow is defined as the volume of gas, for example given in Nm 3 , which flows in a unit time, for example one hour, through the reactor, for example a pipe or a boiler.
  • Gas velocity is used as a parameter, but the modified based on the amount of active material
  • linear gas velocity as an adjustment parameter would not account for a different bulk density in the two types of tubes.
  • the reactor device according to the invention thus moves a partial volume of the gas stream with approximately the same
  • Dwell time T m0 d may show a deviation, which is caused by technical tolerances, both in the tubes within a group and between tubes of different groups. Under a substantially same value is therefore a
  • the ratio of the two products is the ratio of the
  • the back pressure on a standard pipe or a thermal pipe measured at a gas flow of 4 Nm 3 / h, according to one embodiment in the range of 1 to 5 bar absolute , according to another embodiment in the range of 1.1 to 1.6 bar absolute .
  • the pressure drop across a standard pipe or a thermal pipe, measured at a gas flow of 4 Nm 3 / h, according to one embodiment is in the range of 80 to 600 mbar, according to another embodiment in the range of 90 to 500 mbar.
  • the ratio of the two products is the ratio of the
  • modified residence time i mod measured in the normal tube
  • modified residence time i mod measured in the thermometer tube
  • the space-time velocity (GHSV) in the normal tubes and the thermal tubes is in one embodiment in the range of 500 to 10,000 h -1 , according to another embodiment in the range of 800 to 4,000 h _1 .
  • the GHSV of a particular tube does not deviate by more than ⁇ 20%, according to another embodiment by not more than ⁇ 10%, and according to another embodiment by not more than ⁇ 5% of the mean of the GHSV (arithmetic mean) across all the tubes of the reactor, off.
  • the pressure drop and the modified residence time ⁇ u m0d are, unlike those defined in the theory of the reaction technique , preferably measured before the reactor goes into operation. This will be an inert gas stream is passed through the individual tube and with this inert gas the pressure drop and the
  • modified residence time ⁇ u m0d determined and adjusted if necessary.
  • the determination is carried out preferably at room temperature, for example in a range of 10 to 40 ° C, in particular at a temperature of 20 ° C.
  • Nitrogen gas or, for example, also compressed air can be used as the inert gas.
  • the reactor device initially corresponds to a conventional tube bundle reactor.
  • the tube bundle reactor comprises in
  • the normal pipes form the group G m of pipes.
  • Thermo tubes are tubes which are charged with catalyst bodies and comprise a measuring device with which the temperature or the temperature profile within the tube can be measured.
  • the thermo tubes form the group G n of tubes.
  • a common tube bundle reactor comprises about 5,000 to 30,000 normal tubes and 3 to 20
  • the tubes are arranged in a boiler, which is flowed through by a heat transfer medium,
  • the tubes are preferably arranged evenly distributed inside the vessel, wherein the distance of the longitudinal axes between adjacent tubes preferably in the range of 20 to 80 mm, according to a
  • Embodiment selected in the range of 35 to 45 mm. Deviations from these ranges are possible.
  • Heat transfer medium flows around the pipes arranged in the boiler so that heat can be supplied to the pipes or heat can be removed from the pipes.
  • the tubes are preferably arranged parallel to one another and usually have a length between 1 m and 8 m, usually 2 to 5 m, for example 3 to 3.5 m up. Deviating dimensions from these areas are possible. In the tubes is one of the
  • Catalyst bodies K mjn formed catalyst bed arranged.
  • the catalyst bed is preferably arranged in a region of the tube which passes through a heat transfer medium
  • the catalyst bed In the longitudinal direction of the tubes, the catalyst bed preferably extends over at least 50%, according to another embodiment over at least 70% and according to another embodiment over at least 80% of the length of the tubes. Usually, the entire length of the tube is not occupied by the catalyst bed, for example, space for mechanical catalyst support, bodies for adjusting the pressure drop or for preheating the reaction gas to
  • the catalyst bed occupies less than 97% of the length of the tube, according to another embodiment, less than 90% of the length of the tube.
  • the heat transfer medium In the heat transfer medium
  • the tubes can open at their two ends in each case in a common gas space, so that the educts from the common gas space flows into the individual, catalyst-charged tubes and flow on the other side of the tube, the reaction products in a common gas space, from which then the Distribution to processing equipment, such as distillation columns or
  • Wash towers can be done.
  • the tubes are made of a material which is stable under the reaction conditions and in particular does not embrittle during operation of the reactor.
  • a suitable one Material for the production of the tubes is, for example, ferritic steel.
  • the tubes have according to a
  • Embodiment an inner diameter of 15 to 50 mm and an outer diameter in the range of 16 to 55 mm. However, dimensions deviating from these ranges are possible. Normal pipes and thermo tubes do not necessarily have the same diameter. In most cases, the thermal tubes are dimensioned with a larger cross section to the
  • the tubes have a wall thickness in the range of 1 to 3 mm.
  • the tubes preferably have a circular cross-section. But it is also possible to use tubes with a different cross-section,
  • All tubes of a group have the same cross-section.
  • the inner diameter of the normal tubes is
  • Inner diameter of the thermal tubes is usually chosen larger.
  • the inner diameter of the thermal tubes is selected in the range of 15 to 50 mm.
  • reaction section S is defined, which preferably has the same dimension in both groups of pipes. In itself, the reaction path
  • Thermo tube and normal tubes are also chosen differently and, for example, in each case the entire length Include catalyst bed.
  • the reaction path is preferably positioned the same for both groups of tubes relative to their gas inlet and gas outlet side, so that in the thermal tubes measurements can be carried out, which is a representative measurement of the temperature profile in the
  • the reaction path S thus comprises a section provided in all tubes, which in each case with corresponding
  • Catalyst bodies is filled and in which an approximately the same temperature profile can be set for all tubes.
  • the similar arrangement of the reaction path S in thermal and normal pipes is advantageous, for example, if the majority of the reaction takes place in the catalyst bed near the gas inlet side, ie the predominant part of the heat development near the gas inlet side in
  • Catalyst bed for example, only an optimization of
  • composition of the reaction products is carried out without a comparable heat of reaction occurs as in the main reaction near the gas inlet.
  • the reaction path S in the normal tube and in the thermal tube should thus comprise approximately the same reaction profile in the catalyst bed.
  • the reaction zone S may comprise the entire filling height of the catalyst bed. But it is also possible to choose a reaction path S, which is smaller than the total distance, which is provided by the catalyst body within a tube in the longitudinal direction, ie ultimately the filling height of the catalyst bed in
  • the reaction distance is preferably selected so that it is at least ten times the radius of the normal tube, preferably at least 100 times the radius of the normal tube equivalent.
  • the reaction path S comprises at least 50%, according to another
  • Embodiment at least 70% and according to another
  • Embodiment at least 90% of the length of the catalyst bed in the tubes.
  • the length of the catalyst bed viewed in the flow direction of the reaction gas, means a section in the tube which is filled with catalyst bodies in all tubes within the reactor.
  • volume section defined in the standard tube or in the thermal tube.
  • the volume section would calculate according to (r N a ) 2 ⁇ ⁇ ⁇ S, where r N a means the inner radius of the normal pipe.
  • r N a means the inner radius of the normal pipe.
  • volume portion has the shape of a hollow cylinder.
  • a wall surface W is defined by the reactor section S in both tubes.
  • the wall surface for the normal pipe is 2nr N a ⁇ S, where r N a is the inner radius of the normal pipe and 2nr T a ⁇ S for the thermal pipe, where r T a is the inner radius of the outer pipe.
  • volume section is filled with catalyst bodies K mjn .
  • the shape and the composition of the catalyst body is initially not subject to any restrictions.
  • the catalyst bodies within a section can be the same
  • Catalyst is used with the same composition. The only requirement is that the im
  • Thermotube introduced catalyst over the length of the
  • Thermotube shows such an activity curve that a temperature profile is generated, as it is approximately produced in the normal tube.
  • a m a catalyst activity in which by the
  • Reaction section S certain volume section in the tube from the first group G m is provided
  • a n a catalyst activity in which by the
  • Reaction section S certain volume section is provided in the tube from the second group G n ,
  • W n an inner surface of the tube from the second group G n , which is determined by the reaction path S, a: a correction factor selected in the range of 0.8 to 1.2.
  • the correction factor a takes into account a deviation of a real reactor from an ideal reactor. In an ideal reactor with an ideal bed of catalyst particles, a would assume the value 1. But because, for example
  • the correction factor a is in a range of 0.9 to 1.1.
  • Catalyst activity A b is calculated according to the equation
  • a x b an active-mass-related activity constant of the first order of a catalyst body K b provided
  • Tube provided active mass
  • a b Determination of Catalyst Activity A b is determined according to a Embodiment proceeded so that a catalyst body is produced with a certain geometry and a certain content of active material. Further, it is believed that the first order reaction proceeds regardless of the order with which the reaction actually proceeds.
  • the product of the rate constant k of a first-order reaction and the average residence time ⁇ corresponds to the first
  • Damköhler number Dai which essentially describes the turnover of a simple reaction in a reactor.
  • the rate constant k is the same for both catalysts.
  • This standardized catalyst body is then diluted in a test reactor with inert bodies so far that the temperature difference between the gas inlet and the
  • Gas outlet side is less than 25 ° C, preferably less than 10 ° C, the reaction under almost isothermal
  • the catalyst body is diluted with inert bodies.
  • the geometry of the catalyst body and the inert body is chosen so that the required low pressure drop is realized.
  • the ratio of inert bodies to catalyst bodies is chosen so that the required conversion is achieved and at the same time the heat development is so low that the required low temperature difference between gas inlet and gas outlet is maintained.
  • a ratio of catalyst bodies to inert bodies of 1: 5 to 1: 10 is preferably selected.
  • the dimensions of the test reactor will vary depending on the considered reaction between 1 and 6 m for the length and between 18 and 32 mm for the diameter of the tube chosen. In fast reactions, a short length is chosen
  • mActive mass the amount of active mass [g] introduced in the test tube; U: the conversion of the educt, whereby this is calculated
  • Reference sales determined. This reference turnover is chosen such that this turnover is in the linear range of
  • Order A * is the active mass of the conversion. For example, a turnover of 85% can be set as a reference. The calculated for a turnover of 85%, for example
  • active mass-related activity constant 1st order is then referred to as active mass-related activity constant 1st order A x b .
  • active mass-related activity constant 1st order A x b is then referred to as active mass-related activity constant 1st order A x b .
  • another value for sales can be set. The value should be however at the
  • the value of the conversion for determining the active mass-related activity constant 1st order A x b is selected within a range which is ⁇ 20% of the conversion at which the reaction in question is technically implemented, the conversion being within a range of the curve of
  • thermo tube include a temperature measuring device, with which the temperature or the temperature profile can be determined in the thermal tube.
  • This can be any measuring devices be used. Preferred are those
  • Temperature sensors are provided with which the temperature can be measured at defined locations of the tube. But it is also possible, for example, a movable
  • the temperature measuring device is designed as arranged along the longitudinal axis of the thermal tube tube, in which at least one temperature sensor is arranged. Through the pipe, the temperature sensor is protected from damage. It is preferably provided that the temperature sensor is designed so that it is in the pipe
  • thermowell thermowell thermowell arranged in the thermowell.
  • the catalyst bodies K m , K n may in themselves have any desired shape, wherein different catalyst bodies can also be combined with one another within a tube. Be within a tube of a catalyst bed
  • Catalyst bodies of different shapes used, but this can during filling to a partial or
  • a homogeneous bed is understood to mean a bed whose bulk density, measured over the length of the relevant pipe, deviates from the mean
  • catalyst bodies of different geometry are used within a common catalyst bed, a homogeneous bed can be achieved by, for example, the differently shaped
  • Catalyst bodies are filled in a particular arrangement or sequence in the pipe in question, so that a
  • Catalyst body K m and the catalyst body K n in the volume section defined by the reaction section S each have a homogeneous shape.
  • the catalyst bodies each have a tube the same properties, ie
  • composition of the active composition the same amount
  • Catalyst body are arranged. Rather, it is generally provided that the catalyst body K m and the
  • Catalyst body K n are different, so for example have a different shape, in the
  • the catalyst bodies K mfn used in the reactor device can be designed as solid catalysts, that is, for example, over their entire volume a homogeneous
  • the catalyst body K m and the catalyst body K n as
  • Supported catalysts in particular as shell catalysts, are formed with a layer of the active composition.
  • the supported catalysts can be designed in the usual way.
  • the supported catalysts may comprise a carrier body which may have any desired shape.
  • the support body may for example have the shape of a ring, a ball or a hollow cylinder.
  • Support bodies in the form of a hollow cylinder are preferred.
  • the support bodies in the form of a hollow cylinder are preferred.
  • Hollow cylinder has a length in the range of 2 to 10 mm, according to one embodiment in the range of 4 to 8 mm. According to one embodiment, the hollow cylinders have a
  • the wall thickness of the hollow cylinder is preferably in the range of 0.5 to 4 mm, according to one embodiment in the range of 1 to 2 mm
  • Exemplary dimensions for suitable hollow cylinders are 8 x 6 x 5 mm, 7 x 7 x 4 mm, 7 x 4 x 4 mm and 6 x 5 x 4 mm
  • hollow cylinders are suitable, the one
  • Carrier body understood.
  • the carrier bodies are preferably constructed of a material which has a very low porosity, for example a porosity of less than 1 ml / 100 g.
  • the carrier bodies may be made of conventional materials, for example porcelain, quartz, magnesium oxide, zinc dioxide, silicon carbide, rutile, alumina (Al 2 O 3 ), aluminum silicate, magnesium silicate (steatite), zirconium silicate or cersilicate or aus
  • the active material may additionally contain other materials,
  • the active mass is a binder.
  • the layer thickness of the applied on the support body shell of the active material is according to one embodiment between 10 and 800 pm and according to another embodiment
  • the layer thickness of the applied on the carrier body shell is preferably low
  • certain volume portion is provided, based on the tube wall area of the section in the range of 0.01 to 1 g / cm 2 , according to one embodiment in the range of 0.02 to 0.08 g / cm 2 is selected. According to one embodiment, both for the
  • Catalyst body of the thermal tubes used the same active mass, the catalyst activity can be adjusted in normal tubes and thermal tubes on the amount of active mass in the tube in question within the by the
  • Pipe wall surface which is for normal pipe and thermal pipe
  • M m the mass of the active mass in which by the
  • Reaction section S certain volume section in the tube from the first group G m is provided
  • M n the mass of the active mass in which by the
  • Reaction section S certain volume section is provided in the tube from the second group G n ,
  • W n an inner surface of the tube of the second group G n , which is determined by the reaction distance S, a: a correction factor, which is selected in the range of 0.8 to 1.2. In one embodiment, a is chosen in the range of 0.9 to 1.1.
  • Asked catalyst activity can according to a
  • Embodiment when using coated catalysts for example, be adjusted by the fact that the active material of the catalyst body K m , K n has a same composition and the activity A b is determined by the layer thickness of the applied on the support body active mass. In this embodiment, therefore, the amount of active material which is provided in the volume section of the tube, determined by the layer thickness of the active composition. A higher one
  • the active mass provided by the catalyst bodies K m , n respectively has the same active mass-related activity constant 1 st order, so that the adjustment of the catalyst activity in the volume section of the pipe determined by the reaction section S is effected via the amount of active mass provided.
  • the activity can also be adjusted by the active mass-related
  • Activity constant 1st order A x b is adjusted.
  • the composition of the active composition can be changed, for example by adding promoters or moderators to the active composition.
  • the concentration of promoters or moderators can be adjusted, for example by adding promoters or moderators to the active composition.
  • Promoters or moderators in the active composition can be chosen differently in the catalyst bodies K m , K n .
  • Activity constant 1st order A x b of the active material lead is achieved by virtue of the fact that the catalyst bodies K m , K n have a different geometry.
  • the catalyst body in the normal tubes and the thermal tubes can have the same shape in both tubes, for example, balls or hollow cylinders, wherein the dimensions of the moldings in the
  • the amount of active material in the volume section determined by the reaction section S can be increased by using smaller balls with the same layer thickness of the active mass. But it is also possible to provide in the determined by the reaction section S volume portions of normal and thermal tube catalyst body, which differ in their shape.
  • shell catalysts are used, wherein the shell catalyst takes the form of a
  • Hollow cylinder has.
  • carrier bodies can be used, which have a smaller inner or
  • Thermal tube and normal tube are chosen completely different, so for example in a tube, the catalyst body having the shape of hollow cylinders while in the other tubes, the catalyst body having the form of balls.
  • the adaptation of the catalyst activity provided in the volume section determined by the reaction section S takes place by adding inert bodies to the catalyst bodies. If identical catalyst bodies are used in the volume sections determined by the reaction section S, the catalyst activity can be adjusted by the fact that the catalyst bodies in one of the tubes are replaced by the addition of
  • the inert bodies can have the same shape as the catalyst bodies or else have a different form from them.
  • the reactor device according to the invention can be designed so that in the normal tubes and the thermal tubes the
  • Thermo tube provided.
  • reaction section S is provided in the tubes of the first group G m and in the tubes of the second group G n , the reaction sections S a respectively defining volume sections in the tubes, and in the volume sections
  • Groups G m and G n in which the respective reaction section S a is arranged are three layers of
  • Catalyst bed comprising a plurality of layers, wherein the catalyst bodies contained in the individual layers are selected differently. This way you can
  • the tubes of the group G m or G n each comprise at least two reaction sections S a , according to a further embodiment, at least three Reaction sections S a and according to yet another
  • Embodiment at least four reaction sections S a .
  • precisely two reaction sections S a in each case exactly exactly three reaction sections S a are arranged in the tubes , and exactly four reaction sections S a are arranged according to a further embodiment.
  • the length of the individual reaction sections S a can be chosen equal or different within a tube.
  • the corresponding reaction sections S a are preferably selected to be the same length, so that a
  • the various reaction sections S a then comprise regions that provide different catalyst activity.
  • the procedure is such that a layer of inert bodies is provided in a first working step for setting the pressure drop of all normal tubes, in particular for increasing the pressure drop.
  • Inert bodies preferably have a different geometry than the catalyst body.
  • a layer of sand can be provided, whereby the pressure drop can be increased. This layer off
  • Inert bodies are preferably provided on the gas exit side of the catalyst bed. If the pressure drop in one of the tubes is to be reduced, it is also possible to proceed in such a way that the length of the catalyst bed arranged in the relevant tube is shortened. The Reaction path S can then optionally be adapted to the shortened catalyst bed.
  • the normal tubes are now set to a certain modified residence time ⁇ u m0d .
  • the modified residence time ⁇ u m0d of the thermal tubes is now adjusted in a second step to this in advance
  • the modified residence time ⁇ u m0d can then be calculated via the amount of gas passed through the catalyst bed of the relevant pipe.
  • Residence time ⁇ u m0d can be adjusted by adding or removing catalyst bodies until the desired
  • the thermal tubes may be corrected, the thermal tubes are filled, controlled and adjusted using the critical parameters determined for the normal tubes.
  • the reactor device can be adapted per se to all reactions that are accessible to heterogeneous catalysis.
  • the reactor apparatus is used for such reactions which are carried out in the gas phase.
  • Shell catalysts can be used.
  • the reactions can be both exothermic and endothermic.
  • Reactor device be discharged when the reaction
  • the reactor device according to the invention is particularly well suited for carrying out exothermic reactions, such as oxidation, dehydrogenation,
  • Examples are the preparation of phthalic anhydride from o-xylene, from acrolein from propene, from acrylic acid from propene / acrolein, from methacrylic acid from methacrolein, from methacrolein i-butene, from acrylonitrile from propene, from formaldehyde from methanol, from ethylene oxide from ethylene or the production of maleic anhydride from butane.
  • Reactor device for the production of phthalic anhydride from o-xylene and / or naphthalene
  • Naphthalene be resorted to.
  • thermal tubes are made according to the reactor apparatus described above.
  • Phthalic anhydride can be carried out in such a way that in the normal tubes or the thermal tubes only a single layer formed from the catalyst bodies
  • phthalic anhydride is preferred to arrange several layers of different catalysts in the tubes, wherein the catalysts of the provided in a tube layers, for example, in their composition and
  • Catalyst body then takes place for each layer according to the principles described above.
  • the catalysts used for the production of phthalic anhydride are preferably based on vanadium pentoxide and Titanium dioxide.
  • the titanium dioxide is generally used in the
  • Anatase modification used and has a specific surface area in the range of 10 to 50 m 2 / g.
  • a specific surface area in the range of 10 to 50 m 2 / g.
  • Components mentioned may contain conventional other components in the active composition, whereby the activity of the active composition
  • composition of the active composition is preferably selected in the following ranges:
  • Compounds may be contained in the active composition, with which the activity of the catalyst can be modified.
  • Such compounds include compounds of the alkali and alkaline earth metals, thallium, antimony, iron, niobium, cobalt, molybdenum, silver, tungsten, tin, lead and bismuth.
  • these elements are usually in the form of their oxides.
  • the proportion of these metals, calculated as the most stable oxide and based on the active composition in its active form, is preferably in the range of 0 to 3 wt .-%, preferably 0 to 2 wt .-%.
  • Oxides may be present alone or in the form of a mixture in the active composition.
  • the missing to 100 wt .-% proportion of the active composition, based on their activated oxidic form, is preferably formed by T1O 2 , which is preferably present in the anatase modification.
  • the T1O 2 preferably has a BET surface area of at least 15 m 2 / g, more preferably a BET surface area of between 15 and 60 m 2 / g, in particular a BET surface area of between 15 and 45 m 2 / g and particularly preferably between 15 and 40 m 2 / g. If the reactor device according to the invention for a
  • the catalyst bodies are preferably provided as shell catalysts.
  • a shell catalyst comprises an inert
  • Carrier which is inert under the reaction conditions. Suitable materials and shapes for the carrier bodies have already been described above.
  • the active composition is applied in the form of a thin layer. The layer thickness of the applied to the carrier body
  • Active composition is preferably in the range of 50 to 500 pm
  • the active material may be applied in the form of a single layer. It is also possible to have two or more layers of the same or different
  • catalyst bodies are preferably arranged in the tubes of the reactor apparatus according to the invention, wherein the individual layers within a tube differ in their activity.
  • the gas inlet side layer has the lowest catalytic activity.
  • the adjoining to the gas outlet side has the lowest catalytic activity.
  • Layers then have an increasing catalytic activity, so that the gas outlet side arranged layer has the highest catalytic activity.
  • Gas outlet side gradually increases, also a different activity profile can be selected.
  • a layer may be provided for the gas inlet side, the catalytic activity of which is higher than the catalytic activity of the layer which adjoins in the direction of the gas outlet side.
  • Reactor device reflects the activity profile, as it is adjusted for example in the normal tube, in
  • the expansion of the individual layers is preferably selected in the range of 30 to 200 cm, the arrangement of the catalyst layers as a whole an expansion in
  • Lengthwise of the tubes of preferably between 2 and 3.50 m.
  • Reaction section S certain volume section is provided a higher active mass content than in the tubes of the other group.
  • the active composition having a higher vanadium content and / or a lower Sb content and / or a lower Cs content.
  • a T1O 2 with a higher BET surface area can also be provided.
  • promoters can be added to the active composition or their proportion can be increased, which increase the activity of the active composition.
  • Carrier body can be increased. However, it is also possible to change the geometry of the carrier body in such a way that the bulk density is increased. Combinations of these measures are also possible.
  • the reactor device according to the invention for the production of acrolein by oxidation of propene and / or acrylic acid from acrolein, or for the production of methacrolein by oxidation of isobutene and / or methacrylic acid from methacrolein
  • Methacrolein be resorted to. The filling of the
  • Thermo tubes may be provided. But it is also possible to arrange several layers of catalysts in the tubes, the composition and thus the activity of the
  • Catalysts in the individual layers is different.
  • both unsupported catalysts and coated catalysts can be used.
  • Catalyst activity can be adjusted when using full catalysts, for example, catalyst bodies with different geometry can be used, so that ultimately the bulk density of the catalyst body in normal and
  • Thermo tubes is different. Alternatively, the
  • Active mass can be diluted with an inert material to adjust the catalyst activity in the respective tube can.
  • catalyst bodies can also be diluted with inert bodies in order to adjust the catalyst activity in the respective tube to a specific value, so that the ratio of the catalyst activity of the standard pipe and the thermal tube is set to the desired value with an otherwise comparable modified residence time T m0 d- Shell catalysts can the
  • Catalyst activity can be adjusted with agents, as described above, so for example by adjusting the layer thickness of the active material layer on the inert support body.
  • a suitable catalyst is described, for example, in DE 23 38 111 C2. This has a composition of the formula Mo ⁇ Bi a Me ⁇ Me ⁇ Me ⁇ Me ⁇ Me ⁇ Zn h O g on which means: Me 1 : In and / or La;
  • Me 2 Fe and / or Cu;
  • Me 3 Ni and / or Co
  • Me 4 at least one element from the group P, B, As, Cr, V and / or W;
  • Me 5 at least one element from the group Cd, Ta, Nb, Ag,
  • b 0.005 to 3, preferably 0.01 to 2;
  • c 0.1 to 8, preferably 0.3 to 6;
  • e 0 to 6, preferably 0.05 to 5;
  • h 0.1 to 10, preferably 0.5 to 6.
  • the dimensioning of the reactor that is, for example, the number of tubes and their dimensions can be selected analogously to the parameters described above.
  • the invention relates to a
  • the reactor apparatus comprises at least a first group G m of pipes comprising at least one normal pipe and a second group G n of pipes comprising at least one thermal pipe provided with a temperature measuring device.
  • catalyst bodies K p are filled so that at least one volume section of the pipe determined by a reaction section S is filled with the catalyst bodies K p ,
  • Reactor device can thus either first the
  • Normal tubes filled and then the filling of the thermal tubes are adapted by providing appropriate catalyst bodies are provided. But it is also possible first to fill the thermal tubes with catalyst bodies, and then to adjust the filling of the normal tubes by appropriate
  • Catalyst body can be selected.
  • the catalyst bodies are preferred for the first
  • catalyst bodies K q are filled, wherein the catalyst bodies K q have an activity such that in a volume section of the pipe from the group G q determined by the reaction section S a catalyst activity A q is obtained, where: W
  • a p a catalyst activity in which by the
  • Tube is provided from the group G p .
  • a q a catalyst activity in which by the
  • Reaction section S certain volume section is provided in a tube from the group G q , W p : an inner surface of the tube from the group G p , which is determined by the reaction path S,
  • W q an inner surface of the tube from the group G q , which is determined by the reaction distance S, a: a correction factor which is in the range of 0.8 to 1.2
  • a 1 d an active mass-related activity constant of the first order of an active composition provided by the catalyst body K d ,
  • M d the mass of the active material provided by the catalyst bodies K d in the volume section of the tube defined by the reaction section S
  • d an index which is selected from p and q and the catalyst body K d in the volume section of the volume defined by the reaction section S. Designated tube.
  • G q generated pressure drop and the modified residence time T mod of the gas is then adjusted according to an embodiment to a substantially same value.
  • the procedure is first of all to determine the pressure drop or the back pressure of all the pipes of the group G p , for example the normal pipes, and thus by adding inert material (pressure increase) or by removing catalyst particles (pressure decrease) adapts all pipes of group G p have substantially the same back pressure or pressure drop, preferably a maximum deviation from Mean value of up to +/- 7%, according to one embodiment of up to +/- 5% is achieved.
  • reaction tubes G q of the other group for example, the thermal tubes with the
  • a substantially equal value is understood to mean a value which does not deviate more than 10%, preferably not more than 5%, from the mean (arithmetic mean), measured over all tubes.
  • the tubes comprise a first group G m of tubes comprising the normal tubes.
  • the second group G n of tubes comprises the thermal tubes.
  • Catalyst bodies is first selected a group of pipes, so either the group G m of pipes, the
  • the selected group of pipes then forms the group G p and the other group of pipes forms the group G q in the sense of the method according to the invention.
  • the normal tubes ie the first group G m of tubes with catalyst bodies are first loaded. All pipes of the group can be loaded. In this embodiment, therefore, the group G m of pipes would form the group G p according to the method according to the invention.
  • reaction distance S determines the catalyst activity provided in the volume of the tube determined by the reaction section S. For this purpose, for example, from the bulk density of the catalyst body in the pipe in question and the proportion of the active mass on
  • the mass of the active mass are calculated, which is provided in the relevant section of the tube. Since the tubes usually have a relatively small cross-section, the bulk density is advantageous in the
  • Active mass can be multiplied by the
  • Order A x d determine the catalyst activity A p . Furthermore, from the length of the reaction path S and the radius of the pipe, the corresponding pipe wall surface W p can be calculated.
  • the correction factor a is set to the value 1 for this purpose.
  • the active substance-related activity constant of the first order of the active material used in this tube can then be the quantity
  • Active mass to be introduced in the corresponding section of the tube so that the above equation is satisfied.
  • This active mass is then introduced into the tube via the corresponding catalyst bodies.
  • the catalyst bodies are selected in such a way that at least that determined by the reaction path S.
  • Volume section of the corresponding tube is filled.
  • Shell catalysts used in the tube can first by means of non-active catalyst bodies, for example, the carrier bodies themselves or by the carrier body
  • Catalyst body can be determined. From this bulk density can then be determined together with the calculated amount of active composition, a catalyst body containing the required amount of active material, which is necessary to provide the desired catalyst activity.
  • Catalyst bodies are filled after their preparation in the corresponding tube.
  • Thermo tubes is the ratio of the mean modified residence time T m0 d of the group of eg 200th
  • Residence time T m0 d is set, which corresponds to the average modified residence time T m0 d of the reference standard pipes, ie the pipes of the group G p .
  • Determination of pressure drop / dynamic pressure and modified Residence time ⁇ u m0d therefore preferably takes place separately for each individual tube.
  • the pressure drop / dynamic pressure and the modified residence time ⁇ u m0d of the gas is preferably determined with an inert gas
  • the column length of the bed of the catalyst body can be shortened. This shortening of the catalyst bed is
  • a section can be provided in the column, which is filled with, preferably inert, bodies which generate a high pressure drop / back pressure.
  • a suitable material is, for example, sand. This inert material will
  • Catalyst bodies is generated. This can be a
  • Pressure drop / back pressure to adjust can be calculated.
  • the catalyst body filled in the tube is first removed again, and then first the corresponding one on the gas outlet side Layer filled from the inert material. On this layer to correct the pressure drop / dynamic pressure are then
  • catalyst bodies of a particular geometry can be used to achieve a desired pressure drop / dynamic pressure.
  • the procedure is preferably that on the gas inlet side the
  • Reactor housing reached about the same level, so that for all tubes a comparable temperature profile in the
  • height adjustment can be achieved by providing supporting bodies which are arranged on the gas outlet side or the lower section of the tube, whereby these correction bodies only have a very small amount
  • the distance between the plane and the upper termination of the filling of a tube is preferably not more than ⁇ 7 cm, according to a further embodiment as ⁇ 5 cm and according to yet another embodiment not more than ⁇ 2 cm.
  • the modified residence time ⁇ u m0d of the gas is adjusted in the manner described above, in a first step by quotient formation, the mean, modified residence time T m0 d of the normal tubes or, if initially a subgroup of normal tubes is selected as reference tubes , the
  • the reactor may after the
  • Filling are still subjected to an activation treatment, during which the catalyst is converted into the active form, for example by burned binder and possibly
  • carbonates, hydroxides or nitrates are converted into the corresponding oxides.
  • the active compounds which of the catalyst bodies in the normal tube or in the thermal tube for
  • the active masses may have different active mass related
  • Activity constants 1st order A x d have, from which then the required amounts of active material in by the
  • Reaction section S specific section of the pipe in question can be calculated.
  • the composition of the active composition can be changed so that the active materials in the normal pipe or thermal tube have a different composition.
  • promoters or moderators of the active composition can be added for this purpose. It is also possible, for example, the BET surface area or the pore volume of the active composition
  • Inert bodies are added. According to a preferred embodiment, it is provided that the same active composition is used both in the normal tubes and in the thermal tubes. This makes it easier to map the temperature profile in the normal tube over a longer period of time in the thermal tube, so that, for example, even after a longer period of operation of the reactor more accurate information about the state of the normal tubes can be given. This is particularly advantageous because in this way too
  • set active mass is set. This can be achieved, for example, by the use of coated catalysts, the amount of active material contained in the shell of the shell catalyst is adjusted accordingly and, for example, the layer thickness of the shell is increased.
  • unsupported catalysts it is possible, for example, to proceed in such a way that one of the catalyst bodies, which are filled into the normal pipe or the thermal pipe, is correspondingly diluted with the aid of an inert filler material. According to another embodiment is in the way
  • the activity of the catalyst body K q is adjusted by adjusting the shape of the catalyst body K q .
  • the catalyst body in the normal tubes in comparison to the catalyst bodies in the thermal tubes so a different geometry. In this way, on the one hand, the bulk density of the
  • Catalyst body on a higher geometric surface so that a larger amount of active material on the
  • hollow cylinders are used which have a greater length or a larger outer or inner diameter
  • hollow tubular catalyst bodies can be used in one of the tubes, which have dimensions of 8 ⁇ 6 ⁇ 5 mm, while in the other group of tubes hollow cylinders with dimensions of 8 ⁇ 6 ⁇ 5, 7 ⁇ 7 ⁇ 4, 6 ⁇ 5 x 4 or 7 x 4 x 4 mm are used (outside diameter x length x inside diameter).
  • the reactor apparatus loaded with used catalyst bodies is first discharged, that is, the used catalyst bodies are first removed from the pipes of group G p and the pipes of group G q .
  • the reactor device is again with Loaded catalyst bodies, proceeding in the manner described above.
  • Phthalic anhydride used by gas phase oxidation of o-xylene and / or naphthalene can be used according to a preferred embodiment in the manner described below.
  • Preparation of phthalic anhydride by gas phase oxidation of o-xylene and / or naphthalene is preferably used as a catalyst body, a shell catalyst.
  • Carrier body are preferably used hollow cylinder of an inert material, on which a layer of the
  • Active material is applied.
  • the active material conventional active materials for the gas phase oxidation of o-xylene or naphthalene to phthalic anhydride can be used.
  • an active composition is used, whose
  • Composition has already been described above.
  • Precursor compounds prepared. Precursor compounds are understood as meaning those compounds which, after, for example, calcination, can be converted into the corresponding catalytically active compounds, in particular the oxides. Such a suspension or solution is often referred to as mash.
  • the solvent preferably water, but also organic solvents, such as
  • the mash can then be applied to the inert carrier body, for example, in a heated coating drum or in a fluidized bed.
  • the layer thickness with which the active composition is applied to the inert support body are determined very accurately.
  • the mash may optionally contain a binder so that the components of the active composition can be bound in a solid film on the inert support body.
  • Binders are, for example, organic polymers, such as
  • the binder used is added in conventional amounts of the catalytically active composition, for example in a proportion of about 0.5 to 30 wt .-%, according to one embodiment in a proportion of 0.5 to 20 wt .-% based on the FestStoffgehalt of catalytically active mass.
  • other common common binder is added in conventional amounts of the catalytically active composition, for example in a proportion of about 0.5 to 30 wt .-%, according to one embodiment in a proportion of 0.5 to 20 wt .-% based on the FestStoffgehalt of catalytically active mass.
  • Components may be included in the mash, for example pore formers.
  • coated carrier body can then be filled into the corresponding tube of the reaction device. There, the binder can then be burned out during the activation of the catalyst. The adjustment of the pressure drop or the dynamic pressure then takes place in the manner described above.
  • Preparation of phthalic anhydride by partial oxidation of o-xylene or naphthalene uses bedstocks of catalyst bodies comprising multiple layers, the layers having a different catalyst activity.
  • Catalyst arrangement three layers, wherein the Gaseintrittsseite layer has the lowest activity and towards the gas outlet side layer has the highest catalyst activity.
  • Catalyst arrangement at least four layers, wherein the closest to the gas inlet side layer has a higher activity than the next, the gas outlet side layer lying.
  • the subsequent layers in the flow direction then show, as already described above, a step-by-step increased activity with respect to the layer arranged upstream in the direction of flow.
  • the active composition of the catalyst bodies of the individual layers has a composition as already described above.
  • the adaptation of the activity may be carried out by taking one or more of the following measures to control the activity of the shift in relation to the one in
  • the measures can be taken individually or in combination
  • the active material of the first layer is silicon
  • Catalyst body of the first catalyst layer between 5 and 25% by weight V 2 0 5 , 0 to 4% by weight Sb 2 0 3 , 0 to 1% by weight Cs, 0 to 3% by weight b 2 0 5 , 0 to 2% by weight
  • the remainder of the active composition consists of at least 90% by weight, preferably at least 95% by weight, more preferably at least 98% by weight, especially preferably at least 99% by weight, more preferably at least 99.5% by weight. -% and in particular 100 wt .-% of T1O 2 .
  • the BET surface area of the T1O 2 is between 15 and 45 m 2 / g.
  • such a first catalyst layer has a length fraction of 5 to 25%, particularly preferably 10 to 25%, of the total length of all the catalyst layers present, that is to say the total length of the catalyst bed present.
  • the active composition in the second catalyst layer contains between 1 and 25% by weight of V2O 5 , 0 to 4% by weight of Sb 2 0 3 , 0 to 1% by weight of Cs, 0 to 2% by weight. Nb 2 0 5 and 0 to 2 wt .-% P.
  • the remainder of the active composition consists of T1O 2 in the proportions described in the first catalyst layer.
  • the BET surface area of the T1O 2 is preferably between 15 and 25 m 2 / g.
  • the second catalyst layer comprises a length fraction of about 15 to 60%, preferably 20 to 60%, more preferably 20 to 50% of the total length of all existing
  • the active material of the catalyst of the third catalyst layer contains 1 to 25 wt .-% V 2 0 5 , 0 to 4 wt .-% Sb 2 0 3 , 0 to 1 wt .-% Cs, 0 to 2 wt. % Nb 2 0 5 and 0 to 2 wt% P.
  • the remainder of the active composition consists essentially of T1O 2 in the proportions given in the description of the first catalyst layer. This preferably has in the active composition of the third catalyst layer
  • the third catalyst layer preferably has a length fraction of about 20 to 50% of the total length of all existing catalyst layers.
  • four layers of catalyst bodies are provided in the tubes, wherein the activity provided by the catalyst layers preferably increases from the gas inlet side to the gas outlet side. The first catalyst layer closest to the
  • Gas inlet side preferably, based on the weight of the catalyst body, an active material content of between 5 and 26 wt .-%, preferably between about 7 and 15 wt .-% to.
  • the active composition preferably contains between 1 and 25 wt .-% V 2 0 5 , 0 to 4 wt .-% Sb 2 0 3 , 0 to 1 wt .-% Cs, 0 to 2 wt .-% Nb 2 0 5f 0 to 2 wt .-% P and the rest to 100 wt .-% Ti0 2 .
  • the second catalyst layer preferably contains one based on the weight of the catalyst body
  • Active composition content between 6 and 12 wt .-%, preferably between 6 and 11 wt .-%.
  • the active material of this layer contains
  • the third catalyst layer based on the weight of the catalyst body, an active material content of 5 to 11 wt .-%, in particular 6 to 10 wt .-% have.
  • the active composition of this layer preferably contains 1 and 25 wt .-% V 2 Os, 0 to 4 wt .-% Sb 2 C> 3, 0 to 1 wt .-% Cs, 0 to 2 wt .-% Nb 2 0 5 , 0 to 2 wt .-% of P and the balance to 100 wt .-% Ti0 2 .
  • the fourth catalyst zone comprises, based on the weight of the catalyst body, has an active composition content of between about 7 and 25 wt .-%.
  • the active composition of the fourth layer preferably contains 1 and 25 wt .-% V 2 0 5 , 0 to 4 wt .-% Sb 2 0 3 , 0 to 1 wt .-% Cs, 0 to 2 wt .-% Nb 2 0 5 , 0 to 2 wt .-% P and the remainder to 100 wt .-% Ti0 2 .
  • V 2 0 5 0 to 4 wt .-% Sb 2 0 3
  • 0 to 1 wt .-% Cs 0 to 2 wt .-% Nb 2 0 5 , 0 to 2 wt .-% P and the remainder to 100 wt .-% Ti0 2 .
  • Embodiment contains the active material of the catalyst of the first catalyst layer between 5 to 16 wt .-% V 2 0 5 , 0 to 5 wt .-% Sb 2 0 3 , 0.2 to 0.75 wt .-% Cs, 0 - 1 Wt% P and 0 to 3% by weight 2 0 5 .
  • the remainder of the active composition consists of at least 90% by weight, preferably at least 95% by weight, more preferably at least 98% by weight, in particular at least 99% by weight, more preferably at least 99.5% by weight, in particular 100% by weight % of TiC> 2 .
  • a particularly preferred invention
  • Embodiment is the BET surface area of 1O 2 between 15 and about 45 m 2 / g. It is further preferred that such an upstream catalyst layer has a length fraction of 5 to 25%, particularly preferably 10 to 25% of the total length of all catalyst layers present (total length of the catalyst layer)
  • Embodiment contains the active material of the catalyst of the second catalyst layer between 5 to 15 wt .-% V2O 5 , 0 to 5 wt .-% Sb 2 0 3 , 0.2 to 0.75 wt .-% Cs, 0 - 1 wt. -% P and 0 to 2 wt .-% Nb 2 Ü 5 .
  • the remainder of the active composition consists of at least 90% by weight, preferably at least 95% by weight, more preferably at least 98% by weight, in particular at least 99% by weight, more preferably at least 99.5% by weight, in particular 100% Wt .-% of T1O 2 .
  • a particularly preferred invention
  • Embodiment is the BET surface area of T1O 2 between 15 and about 25 m 2 / g. Furthermore, it is preferred that such a second catalyst layer has a length fraction of about 15 to 60%, in particular 20 to 60% or 20 to 50% of the total length of all existing catalyst layers (total length of the existing catalyst bed).
  • Embodiment contains the active material of the catalyst of the third catalyst layer 5 to 15 wt .-% V 2 0 5 , 0 to 4 wt .-% Sb 2 0 3 , 0.05 to 0.5 wt .-% Cs, 0 - 1 wt % P and 0 to 2% by weight of Nb 2 0 5 .
  • the remainder of the active composition consists of at least 90% by weight, preferably at least 95% by weight, more preferably
  • the T 1 O 2 has a BET surface area between about 15 and 25 m 2 / g.
  • this third layer occupies a length proportion of about 10 to 30% of the total length of all existing catalyst layers, in particular if at least one further catalyst layer adjoins the third layer. Is it in the third layer to the last, so the
  • Reactor outlet closest location so is a
  • Length fraction for the third layer of 20-50% preferred.
  • Embodiment contains the active material of the catalyst of the fourth catalyst layer 5 to 25 wt .-% V 2 O 5 , 0 to 5 wt .-% Sb 2 0 3 , 0 to 0.2 wt .-% Cs, 0 - 2 wt. % P and 0 to 1 wt .-% b 2 Ü 5 .
  • the remainder of the active composition consists of at least 90% by weight, preferably at least 95% by weight, more preferably at least 98% by weight, in particular at least 99% by weight, more preferably at least 99.5% by weight, in particular 100% by weight from ⁇ ⁇ 2.
  • a BET surface area of T 1 O 2 is preferred which is slightly higher than that which lies closer to the gas inlet side
  • Such a fourth catalyst layer occupies a length fraction of about 10 to 50%, particularly preferably 10 to 40% of the total length of all existing catalyst layers.
  • the invention relates to a process for the preparation of at least one product, wherein at least one gaseous educt is fed to a reactor apparatus as described above.
  • the at least one gaseous educt is converted to a catalyst product K m , K n , which are provided in the first and second groups G m , G n of tubes, wherein the reaction conditions for the reaction of the at least one reactant to the at least one product are so selected in that a specific temperature or a specific temperature gradient is set in the thermo tubes of the second group G n of tubes.
  • the reactor device described above is suitable for a variety of reactions, which by a solid
  • Thermo tubes can be displayed, the temperature profile or a temperature at a specific point of the
  • Thermo tube can be used to adjust the conditions in the normal tubes with high accuracy, ie
  • reaction conditions can be tracked, with a new temperature profile is set in the thermal tubes and thus in the normal tubes.
  • reaction conditions are chosen in a conventional manner for the reaction in question, but the
  • Reactor device for the production of phthalic anhydride by partial oxidation of o-xylene
  • a gaseous stream containing o-xylene and / or naphthalene and molecular oxygen, at elevated temperature, in particular between about 250 and 490 ° C passed through the normal tubes or thermotubes.
  • several layers of catalyst bodies are preferably arranged, in particular three or four layers, wherein the catalyst activity of the different layers is preferably chosen differently, in particular preferably
  • the loading of the gas stream with o-xylene or naphthalene is preferably selected in a range of 40 to 100 g / Nm 3 air.
  • the back pressure in the tubes is preferably a bar in the range 1 to 5 para o iut, - preferably 1 to 2 bar abs chosen o iut.
  • Catalyst bed is preferably in the range of 80 to 600 mbar.
  • the reactor device according to the invention is used for the production of maleic anhydride.
  • the educt used is preferably benzene or butane.
  • the reactor apparatus may be used to convert vinyl acetate monomers
  • Ethylene oxide can be used by partial oxidation of ethylene. According to a further embodiment, with the
  • Reactor device also acrolein or
  • Acrylic acid can be prepared by partial oxidation of propene.
  • the reactor device is also suitable for the production of methacrolein and methacrylic acid by gas-phase oxidation of isobutene.
  • Reactor device for the production of formaldehyde by
  • Mesopores are made according to the BJH method according to DIN 66134.
  • the pore radius distribution and the pore volume were determined by mercury porosimetry according to DIN 66133;
  • the particle sizes were determined by laser diffraction using a Fritsch Particle Sizer Analysette 22 Economy (Fritsch, DE) according to the manufacturer's instructions.
  • Sample preparation is carried out in deionized water without addition of auxiliaries 5 minutes by treatment with the sample
  • the BET surface area, the pore radius distribution or the pore volume and the particle size distribution were determined in the characterization of the titanium dioxide in each case at a uncalcined at 150 ° C in a vacuum dried
  • the proportion of active mass (proportion of the catalytically active composition, without binder) relates in each case to the proportion (wt .-%) of the catalytically active composition in the total weight of the
  • Catalyst body including carrier body in the
  • reaction tube with a length of 120 cm and an inner diameter of 24, 8 mm is used. Inside the reaction tube is for the
  • a temperature sensor is arranged, which can be moved along the longitudinal axis, so that over the entire length of the reaction tube, a temperature profile
  • the reaction tube can via a Length of 100 cm to be tempered with a heat transfer medium.
  • reaction tube At the upper end of the reaction tube can over a
  • Mass flow controller a defined air flow in the
  • Reaction tube to be fed.
  • the air stream first passes through a thermostated mixing chamber, in which a defined amount of o-xylene can be injected into the air stream and mixed with it.
  • the pressure drop is monitored by each arranged at the beginning and at the end of the reaction tube pressure gauge.
  • a catalyst bed diluted with inert bodies is introduced, which has a length of 80 cm.
  • the catalyst bed is placed in the isothermal region of the reaction tube.
  • Ammonium dihydrogen phosphate 195.0 g of titanium oxide having a BET surface area of 21 m 2 / g, and 130.5 g of binder (50% dispersion of vinyl acetate / ethylene copolymer in water
  • the catalyst had an active composition content of 8% by weight, the active composition having a composition of 7.5% by weight.
  • Vanadium pentoxide 3.2% by weight antimony trioxide, 0.40% by weight
  • the catalyst bodies are diluted in a mass ratio of 17: 1 (w / w) with steatite inert bodies. Hollow cylinders with the dimensions 5 ⁇ 5 ⁇ 2.5 mm are used as inert bodies. The catalyst bodies and the inert bodies are individually in the
  • Heat transfer medium set to a temperature of 420 ° C.
  • the catalyst is then calcined for 60 hours.
  • Catalyst mass-related space-time velocity of 5 1 / hxm kat (GHSVi), 10 1 / hxm kat (GHSV 2 ), or 15 1 / hxm kat (GHSV 3 ) is set.
  • the heat carrier temperature is set in each case so that an average catalyst temperature of 420 ° C is reached.
  • the reactor is equilibrated for one hour.
  • the reaction gas is analyzed after its exit from the reaction tube to its constituents and the o-xylene Umsat z determined at 420 ° C average catalyst temperature. From the measured o-xylene sales then the
  • the amount of active material m Akt i vmasse was 1.5 g.
  • the o-xylene conversion z is calculated according to
  • the mass-related activity constant is 1.
  • a system which is provided with a receptacle for tubes with a diameter of 20 to 30 mm. 4 m long pipes can be inserted into the receptacle, while a distance of 3.50 m can be thermostated with a salt bath. As normal pipes tubes with an inner diameter of 25 mm or 21 mm are used. To the temperature profile in the
  • Normal tubes to be determined are arranged in the normal tubes along the longitudinal axis of temperature probes fixed at a certain distance. The space requirement of this
  • Thermo tubes are tubes with an inner diameter of 21, 25, 27 or 29 mm, which are provided with an inner tube with an outer diameter of 3, 8 or 10 mm.
  • an inner tube in each case a displaceable in the longitudinal direction of the inner tube temperature probe is arranged.
  • the dimensions of the tubes used are shown in Table 2.
  • a gas inlet At the top of the tubes is a gas inlet, via which a constant flow of gas can be conducted into the tubes by means of a mass flow controller.
  • the gas flow happens before
  • Activity constant 1st order A 1 become test bodies with one Active mass content of 8 wt .-% (normal tube with 25 mm inner diameter) produced. As a carrier body
  • the standard and thermal tubes of the test reactor are filled with the catalyst bodies indicated in Table 2.
  • Adjustment of the modified residence time T m0d is carried out as described above on the calculation of the for a comparable mod. Residence time T m0d required volume flow by means of
  • an air flow is passed from top to bottom through the thermal or the normal pipe, wherein the air flow is set to a flow rate of 4 Nm 3 / h.
  • the air flow is loaded with 30 to 100 g / Nm 3 o-xylene
  • the temperature of the salt bath will be up to 352
  • Thermo tube set to the same value. So it is for the adaptation of thermal and normal pipe exclusively the
  • Residence time x defined as the quotient of reactor volume and volume flow, and not the modified residence time T m0d
  • steatite hollow cylinders of dimensions 8 ⁇ 6 ⁇ 5 mm are used for the normal tube, which have an active mass content of 8%, based on the weight of the catalyst body. Become for the thermal tube
  • the pressure drop in the test reactor was determined at a gas flow rate of 4 Nm 3 / h to 99 mbar, which is a
  • Adj. Ap a adaptation pressure drop
  • Catalyst activity (erf .gem example)
  • a N the catalyst activity in which by the
  • a T the catalyst activity in which by the
  • Reaction section specific volume section is provided in the thermal tube
  • Reaction distance S is determined, a: the correction factor.
  • a 1 the active mass-related activity constant 1.
  • M NfT the amount of the provided by the catalyst bodies in the defined by the reaction section S volume portion of the normal or thermal tube
  • Activity constant 1st order of the active composition A 1 to 480 [l / h * g] determined.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)

Abstract

The invention relates to a reactor device comprising normal pipes and thermal pipes provided with a temperature probe, each type of pipe being filled with catalyst bodies. In order to be able to model the temperature profile that develops in the normal pipes in the thermal pipes, each type of pipe is filled with such catalyst bodies that the ratio of the catalytic activity to the pipe wall surface in a segment of the pipes determined by a reaction section is the same in normal pipes and thermal pipes.

Description

Reaktorvorrichtung und Verfahren zur Optimierung der Messung des Temperaturverlaufs in Reaktorrohren Reactor device and method for optimizing the measurement of the temperature profile in reactor tubes

Die Erfindung betrifft eine Reaktorvorrichtung mit zumindest einer ersten Gruppe Gm von Rohren, die zumindest ein Normalrohr umfasst, welches mit Katalysatorkörpern Km gefüllt ist, und einer zweiten Gruppe Gn von Rohren, die zumindest ein mit einer Temperaturmessvorrichtung versehenes Thermorohr umfasst, welches mit zweiten Katalysatorkörpern Kn gefüllt ist, wobei die Katalysatorkörper Km,n jeweils in einem sich in The invention relates to a reactor apparatus having at least a first group G m of pipes comprising at least one normal pipe filled with catalyst bodies K m and a second group G n of pipes comprising at least one thermo pipe provided with a temperature measuring apparatus comprising second catalyst bodies K n is filled, wherein the catalyst body K m , n each in an in

Längsrichtung der Rohre entlang einer Reaktionsstrecke S erstreckenden Volumenabschnitt angeordnet sind. Ferner Longitudinal direction of the tubes along a reaction path S extending volume portion are arranged. Further

betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Bereitstellung einer derartigen Reaktorvorrichtung sowie ein Verfahren zur The invention relates to a method for providing such a reactor device and a method for

Herstellung zumindest eines Produkts unter Verwendung der ReaktorVorrichtung . Preparation of at least one product using the reactor apparatus.

Exotherme Reaktionen, wie beispielsweise die Partialoxdidation von Kohlenwasserstoffen, bei denen nur kurze Kontakt zeiten zwischen einem Edukt und einem festen Katalysator verwirklicht werden, werden im industriellen Maßstab meist in Exothermic reactions, such as the partial oxidation of hydrocarbons, in which only short contact times between a reactant and a solid catalyst can be realized, are usually in industrial scale in

Rohrbündelreaktoren durchgeführt. Ein Rohrbündelreaktor umfasst eine Vielzahl von Reaktionsrohren, die in einem Tube bundle reactors carried out. A shell-and-tube reactor comprises a plurality of reaction tubes arranged in one

Reaktorgehäuse angeordnet sind, welches von einem Reactor housings are arranged, which of a

Wärmeträgermedium durchströmt wird. Das Wärmeträgermedium umströmt die Rohre, sodass ein rascher Wärmeaustausch zwischen Rohren und Wärmeträgermedium erreicht wird. In den Rohren ist ein fester Katalysator angeordnet, dessen Bett von dem  Heat transfer medium is flowed through. The heat transfer medium flows around the pipes, so that a rapid heat exchange between pipes and heat transfer medium is achieved. In the tubes a solid catalyst is arranged, the bed of which

gasförmigen Edukt durchströmt wird. Da der Gasstrom in viele einzelne Gasströme aufgeteilt wird, welche jeweils ein einzelnes Rohr durchströmen, wird bei einer Reaktionsführung im Rohrbündelreaktor im Allgemeinen ein gut reproduzierbares Ergebnis erzielt, da die Strömungsverteilung über die gaseous educt is flowed through. Since the gas stream is divided into many individual gas streams, each one flow through a single tube, in a reaction in the tube reactor is generally achieved a well reproducible result, since the flow distribution over the

Gesamtheit der Reaktionsrohre hinweg nur sehr geringe Entity of the reaction tubes away only very small

Abweichungen ergibt. Ferner wird durch das Wärmeträgermedium eine sehr rasche Angleichung der Temperatur in den einzelnen Reaktorrohren möglich, sodass die Reaktion beispielsweise in einem sehr engen Temperaturbereich geführt werden kann, auch wenn sie eine stark exotherme Wärmetönung aufweist. Problematisch ist jedoch die Steuerung eines derartigen Deviations result. Furthermore, a very rapid approximation of the temperature in the individual reactor tubes is possible by the heat transfer medium, so that the reaction can be performed for example in a very narrow temperature range, even if it has a strong exothermic heat of reaction. However, the problem is the control of such

Reaktors, da im Allgemeinen nicht in jedem einzelnen Rohr des Reaktors individuell ein Temperaturprofil bestimmt werden kann. Z.B. beim Anfahren des Reaktors, wenn also ein  Reactor, as generally not in each individual tube of the reactor individually a temperature profile can be determined. For example, when starting the reactor, so if a

Katalysator, welcher noch organisches Bindemittel enthält, ausgebrannt und damit aktiviert wird, ist es wesentlich, dass eine bestimmte Temperatur nicht überschritten wird, sodass beispielsweise Sintervorgänge des Katalysators weitgehend zurückgedrängt werden. Durch Sintervorgänge können die Catalyst, which still contains organic binder, burned out and thus activated, it is essential that a certain temperature is not exceeded, so that, for example, sintering operations of the catalyst are largely suppressed. By sintering operations, the

Eigenschaften des Katalysators nachhaltig verändert werden und insbesondere bei einem lokalen Überhitzen kann sich die katalytische Aktivität der Katalysatoren stark abschwächen. Solche Vorgänge sind im Allgemeinen nicht reversibel. Wird also der Katalysator bei der Aktivierung überhitzt, so kann dies starke Auswirkungen auf den Routinebetrieb des Reaktors haben, da sich dann die Ausbeute des Reaktors deutlich Properties of the catalyst can be permanently changed and especially in a local overheating, the catalytic activity of the catalysts can weaken greatly. Such processes are generally not reversible. Thus, if the catalyst overheats during activation, this can have a major impact on the routine operation of the reactor, since then the yield of the reactor significantly

verringert . reduced.

Um einerseits eine hohe Ausbeute zu erzielen und um On the one hand to achieve a high yield and order

andererseits eine Totaloxidation der Edukte zu vermeiden und um die Entstehung von Nebenprodukten zurückzudrängen, muss die Reaktion meist innerhalb eines sehr schmalen On the other hand, to avoid total oxidation of the starting materials and to suppress the formation of by-products, the reaction usually has to be within a very narrow range

Temperaturbereichs geführt werden. Ferner altert der  Temperature range are performed. Furthermore, the age is aging

Katalysator über seine Lebenszeit hinweg, sodass die Catalyst over its lifetime, so that the

Reaktionsbedingungen nachgeregelt werden müssen, indem beispielsweise die Reaktionstemperatur oder die Konzentration eines Promotors im Gasstrom erhöht wird, um einen Reaction conditions must be readjusted by For example, the reaction temperature or the concentration of a promoter in the gas stream is increased to a

Aktivitätsverlust des Katalysators auszugleichen. Compensate for loss of activity of the catalyst.

Es ist daher an sich für eine möglichst genaue Regelung des Reaktors wünschenswert, die Temperatur bzw. das It is therefore desirable in itself for the most accurate control of the reactor, the temperature or the

Temperaturprofil innerhalb der einzelnen Reaktionsrohre möglichst genau messen zu können. Bei der praktischen Temperature profile within the individual reaction tubes to measure as accurately as possible. In the practical

Durchführung geht man in der Weise vor, dass in einem Reaktor, welcher beispielsweise 20.000 Normalrohre umfasst, also The procedure is carried out in such a way that in a reactor which, for example, 20,000 normal tubes comprises, so

Reaktionsrohre, in welchen keine Temperaturmessung vorgenommen wird, etwa 5 bis 10 Thermorohre vorgesehen werden, welche eine repräsentative Temperaturmessung im Reaktor ermöglichen sollen. Ein Thermorohr ist ein Reaktionsrohr, welches mit einer Vorrichtung zur Messung der Temperatur versehen ist. Diese Thermorohre sollen dabei das Temperaturprofil sämtlicher Normalrohre möglichst repräsentativ wiedergeben. Dies ist aber mit Schwierigkeiten verbunden. Reaction tubes, in which no temperature measurement is made, about 5 to 10 thermotubes are provided, which should allow a representative temperature measurement in the reactor. A thermal tube is a reaction tube which is provided with a device for measuring the temperature. These thermo tubes should reflect the temperature profile of all normal pipes as representative as possible. But this is difficult.

Um die Temperatur in einem der Rohre messen zu können, ist meist ein Schutzrohr entlang der Längsachse im Innenraum des Thermorohrs angeordnet, in welchem wiederum ein In order to measure the temperature in one of the tubes, a protective tube is usually arranged along the longitudinal axis in the interior of the thermal tube, in which in turn a

Temperaturfühler angeordnet ist, beispielsweise ein Temperature sensor is arranged, for example a

Widerstandsthermometer . Resistance thermometer.

Aus verschiedenen Gründen ist es jedoch nicht möglich, in der Praxis den Temperaturverlauf im Normalrohr exakt im Thermorohr abzubilden . For various reasons, however, it is not possible in practice to map the temperature profile in the normal tube exactly in the thermal tube.

Eine technische Schwierigkeit besteht bereits darin, dass die Reaktoren nie exakt gebaut werden können, sondern immer A technical difficulty already exists in the fact that the reactors can never be built exactly, but always

Toleranzen in den Abmessungen und der Anordnung verschiedener Reaktorkomponenten auftreten. So müsste das Schutzrohr über seine gesamte Länge exakt zentrisch im Thermorohr angeordnet sein. Jede bereits minimale Abweichung aus der zentrisch- axialen Position in Richtung Rohrwand führt auf Grund des radialen Temperaturgradienten zwischen Rohrachse und gekühlter Rohrwand zu erheblichen Abweichungen in der gemessenen Tolerances in the dimensions and arrangement of different reactor components occur. Thus, the protective tube would have to be arranged exactly centric in the thermal tube over its entire length. Any already minimal deviation from the centric-axial position in the direction of the pipe wall leads due to the radial temperature gradient between tube axis and cooled tube wall to significant deviations in the measured

Temperatur. Die Abweichungen können bis zu mehreren 10 °C betragen. Ein Thermoelement in einem Schutzrohr, das an einigen Orten innerhalb des Reaktionsrohrs von dieser Temperature. The deviations can be up to several 10 ° C. A thermocouple in a protective tube, which at some locations within the reaction tube of this

zentrisch-axialen Position abweicht, erzeugt somit ein nicht repäsentatives Temperaturprofil, das den tatsächlichen deviates centric-axial position, thus generating a non-representative temperature profile, the actual

Temperaturverlauf nicht widerspiegelt. Temperature history does not reflect.

Die Katalysatorkörper sind im Ringspalt zwischen Schutzrohr und der Innenfläche des Thermorohres angeordnet. Meist ist es nicht möglich, die Katalysatorkörper in den Thermorohren und in den Normalrohren in der gleichen Weise anzuordnen. Im The catalyst bodies are arranged in the annular gap between the protective tube and the inner surface of the thermal tube. It is usually not possible to arrange the catalyst bodies in the thermal tubes and in the normal tubes in the same way. in the

Allgemeinen weisen die Katalysatorkörper in den Thermorohren und den Normalrohren eine unterschiedliche Schüttdichte auf. Auch sind die Strömungsverhältnisse des Reaktionsgases im Normalrohr und Thermorohr bedingt durch den Einbau des Generally, the catalyst bodies in the thermal tubes and the normal tubes have a different bulk density. Also, the flow conditions of the reaction gas in the normal pipe and thermo pipe due to the installation of the

Schutzrohres und durch den im Vergleich zum Normalrohr meist anders gewählten Rohrquerschnitt unterschiedlich. Diese unterschiedliche Katalysatoranordnung und die Protective tube and different from the normal tube usually differently selected tube cross-section. This different catalyst arrangement and the

unterschiedlichen Strömungsverhältnisse bewirken, dass die Wärmeentwicklung und damit auch das Temperaturprofil in Different flow conditions cause the heat and thus the temperature profile in

Strömungsrichtung für Normalrohr und Thermorohr Flow direction for normal pipe and thermal pipe

unterschiedlich sind. are different.

Die in den Thermorohren gemessenen Temperaturen lassen sich daher nicht unmittelbar auf die Normalrohre übertragen, sondern müssen zunächst korrigiert werden. Dies kann The temperatures measured in the thermo tubes can therefore not be directly transferred to the normal tubes, but must first be corrected. This can

beispielsweise in der Weise geschehen, dass die Anordnung der Katalysatorkörper im Thermorohr so modifiziert wird, dass der Temperaturverlauf an den Temperaturverlauf im Normalrohr angepasst wird. for example, done in such a way that the arrangement of the catalyst body in the thermal tube is modified so that the temperature profile is adapted to the temperature profile in the normal tube.

In der US 2008/0014,127 AI wird ein Testverfahren beschrieben, mit welchem die Reaktionsbedingungen für eine katalytische Gasphasenreaktion in einem Rohrbündelreaktor ermittelt werden können. Die Testbedingungen werden an einer deutlich geringeren Anzahl an Rohren ermittelt, wie sie im für die industrielle Produktion vorgesehenen Rohrbündelreaktor US 2008 / 0014,127 A1 describes a test method with which the reaction conditions for a catalytic gas phase reaction in a shell-and-tube reactor are determined can. The test conditions are determined on a significantly smaller number of tubes, as in the tube bundle reactor intended for industrial production

enthalten sind. Im einfachsten Fall wird dazu ein Testreaktor verwendet, welcher zwei Rohre umfasst, die in ihren are included. In the simplest case, a test reactor is used, which comprises two tubes which are in their

Abmessungen den Rohren entsprechen, wie sie im technischen Reaktor vorgesehen sind. Das erste Rohr wird mit  Dimensions correspond to the tubes, as provided in the technical reactor. The first pipe will be with

Katalysatorkörpern gefüllt. Das zweite Rohr wird ebenfalls mit Katalysatorkörpern gefüllt, enthält aber zusätzlich eine Filled catalyst bodies. The second tube is also filled with catalyst bodies, but additionally contains one

Temperaturmesseinrichtung, mit welcher das Temperaturprofil im Rohr ermittelt werden kann. Der Testreaktor wird dann auf eine bestimmte Temperatur eingestellt, indem die beiden Rohre mit einem Wärmeträgermedium umspült werden, das eine bestimmte Temperatur aufweist. Es wird dann das Temperaturprofil im zweiten Rohr und die Zusammensetzung der Reaktionsprodukte im ersten Rohr bestimmt. Die Temperatur wird dann so lange verändert, bis die besten Bedingungen für die Reaktion Temperature measuring device with which the temperature profile in the tube can be determined. The test reactor is then adjusted to a certain temperature by the two tubes are lapped with a heat transfer medium having a certain temperature. It is then determined the temperature profile in the second tube and the composition of the reaction products in the first tube. The temperature is then changed until the best conditions for the reaction

gefunden wurden. Die Bedingungen für den technischen Reaktor werden dann anhand der mit dem Testreaktor ermittelten were found. The conditions for the technical reactor are then determined on the basis of the test reactor

Parameter eingestellt, sodass der Temperaturverlauf im Parameter set so that the temperature in the

Thermorohr des Reaktors eine Produkt Zusammensetzung in den Normalrohren ergibt, wie sie mit dem Testreaktor ermittelt wurden .  Thermal tube of the reactor results in a product composition in the normal tubes, as they were determined with the test reactor.

Bei diesem Verfahren werden also die Bedingungen für den technischen Reaktor mit Hilfe eines Testreaktors ermittelt. Eine Überwachung der Anfahrphase bzw. eine Anpassung der In this method, therefore, the conditions for the technical reactor using a test reactor are determined. A monitoring of the start-up phase or an adjustment of the

Reaktionsbedingung an die Alterung des Katalysators ist nicht möglich . Reaction condition to the aging of the catalyst is not possible.

In der EP 1 484 299 werden bestimmte Rohre eines In EP 1 484 299 certain tubes of a

Rohrbündelreaktors für die Messung des Temperaturprofils ausgewählt. Dabei wird ein Rohrbündelreaktor verwendet, welcher mit Umlenkplatten für das Wärmeträgermedium versehen ist. Das Temperaturprofil wird nur in solchen Rohren gemessen, die nicht mit einer Umlenkplatte verbunden sind. Auch bei diesem Lösungsvorschlag wird eine unterschiedliche Schüttung der Katalysatorkörper in Normalrohren und Thermorohren nicht berücksichtigt . Tube bundle reactor selected for the measurement of the temperature profile. In this case, a tube bundle reactor is used, which is provided with baffles for the heat transfer medium. The temperature profile is measured only in such pipes, which are not connected to a baffle plate. Also in this proposed solution, a different bed of catalyst body in normal pipes and thermal tubes is not considered.

In der EP 0 873 783 AI wird als Lösung vorgeschlagen, In EP 0 873 783 Al is proposed as a solution

unterschiedliche Mengen an Aktivmasse in Normalrohr und different amounts of active material in normal pipe and

Thermorohr zu verwenden, um somit die unterschiedlichen Thermo tube to use, so the different

Bedingungen in den beiden Rohren auszugleichen. Dabei wird zum Einen die mittlere Lineargeschwindigkeit des Gasstroms in allen Rohren auf den gleichen Wert eingestellt. Dazu wird der Druckverlust gemessen, indem eine Menge eines inerten Gases durch das betreffende Rohr geleitet wird, wobei die Gasmenge proportional zur freien Querschnittsfläche des Rohres gewählt ist. Zum Anderen wird die Menge an FestStoffteilchen, welche in das Normalrohr sowie in das Thermorohr eingefüllt wird, so gewählt, dass das Verhältnis von Masse der Feststoffteilchen zur freien Querschnittsfläche für Normalrohr und Thermorohr gleich ist. Für die in der EP 0 873 783 AI beschriebene To balance conditions in the two tubes. On the one hand, the mean linear velocity of the gas flow in all tubes is set to the same value. For this purpose, the pressure loss is measured by passing an amount of an inert gas through the tube in question, the amount of gas being chosen to be proportional to the free cross-sectional area of the tube. On the other hand, the amount of FestStoffteilchen which is filled in the normal pipe and in the thermal tube, chosen so that the ratio of mass of the solid particles to the free cross-sectional area for normal pipe and thermal tube is the same. For those described in EP 0 873 783 AI

Reaktorvorrichtung gilt also die Bedingung Reactor device so the condition applies

AR AT A R A T

Figure imgf000008_0001
Wobei bedeutet:
Figure imgf000008_0001
Where:

AR: die Menge an Aktivmasse im Normalrohr A R : the amount of active mass in the standard tube

AT: die Menge an Aktivmasse im Thermorohr A T : the amount of active mass in the thermal tube

ra R: den Innenradius des Normalrohrs r a R : the inner radius of the normal pipe

ra T: den Innenradius des Thermorohrs r a T : the inner radius of the thermal tube

nT: den Außendurchmesser des im Thermorohr angeordneten n T : the outer diameter of the arranged in the thermal tube

Schutzrohrs für den Temperaturfühler.  Thermowell for the temperature sensor.

Die Einstellung des Druckverlusts und somit der linearen The adjustment of the pressure loss and thus the linear

Gasgeschwindigkeit über die Katalysatorteilchen kann durch den Einsatz von FestStoffteilchen unterschiedlicher Größe und/oder Geometrie erfolgen. Dazu kann beispielsweise im Thermorohr eine Mischung aus Vollkatalysatorkörpern und aus den Gas velocity over the catalyst particles can be increased by the use of solid particles of different size and / or Geometry done. For this purpose, for example, in the thermal tube, a mixture of solid catalyst bodies and from the

Vollkatalysatoren hergestelltem Split verwendet werden. Dazu wird nach einer bestimmten Formel ein Anteil der Full catalysts produced split can be used. For this purpose, according to a certain formula, a share of

Vollkatalysatoren zu einem feinen Split vermählen und die Mischung aus Split und Vollkatalysatoren in das Thermorohr eingefüllt . Grind unsupported catalysts into a fine split and fill the mixture of split and full catalysts into the thermal tube.

Das Verfahren ermöglicht zwar eine Annäherung des Although the method allows an approximation of

Temperaturverlaufs von Thermorohr und Normalrohr. Das Temperature profile of thermal tube and normal tube. The

Verfahren ist jedoch für eine Anwendung auf However, the procedure is up for an application

Schalenkatalysatoren nicht möglich, da hier der Katalysator nicht zu Split vermählen werden kann, ohne dabei seine  Shell catalysts not possible because the catalyst can not be ground to split without his

Leistungsfähigkeit zu verlieren. Bei einer Anwendung der To lose efficiency. In one application of

Methode auf Vollkatalysatoren lässt sich die Mischung aus Vollkatalysator und aus dem Vollkatalysator hergestelltem feinem Split nicht zwingend homogen über die gesamte Rohrlänge in das Thermorohr einfüllen. Beim Einfüllen der beiden On full catalysts, the mixture of full catalyst and fine split produced from the full catalyst can not necessarily be filled homogeneously over the entire tube length into the thermal tube. When filling the two

Fraktionen in das Thermorohr trennen sich diese zumindest teilweise auf. Auch während des Betriebs des Fractions in the thermal tube separate them at least partially. Also during the operation of the

Rohrbündelreaktors erfolgt eine weitere Auftrennung, da die feineren Anteile in den unteren Teil des Thermorohrs wandern. Damit erfolgt auch der Druckabfall über die Länge des Tube bundle reactor is carried out a further separation, since the finer parts migrate into the lower part of the thermal tube. Thus, the pressure drop over the length of the

Thermorohrs nicht konstant. Die Reaktionsbedingungen in Thermotube not constant. The reaction conditions in

Normalrohr und Thermorohr sind daher nicht gleich, sodass der Temperaturverlauf im Thermorohr den Temperaturverlauf im Normal tube and thermal tube are therefore not the same, so that the temperature profile in the thermal tube the temperature profile in

Normalrohr nur ungenau wiedergibt. Das Patent beschreibt die Anwendung der Methode auf Vollkatalysatoren. Diese lassen sich ohne weiteres zu einem Split vermählen. Die Möglichkeit der Anwendung der Methode auf Schalenkatalysatoren wird zwar in der Beschreibung erwähnt. Es wird jedoch nicht erläutert, wie eine derartige Anpassung von Normalrohr und Thermorohr im Fall von Schalenkatalysatoren vorgenommen werden soll, da  Normal pipe reproduces only inaccurate. The patent describes the application of the method to solid catalysts. These can be easily ground to a split. The possibility of applying the method to coated catalysts is mentioned in the description. However, it is not explained how such an adjustment of normal pipe and thermal tube in the case of coated catalysts is to be made because

Schalenkatalysatoren beim Vermählen ihre katalytische Shell catalysts in grinding their catalytic

Leistungsfähigkeit verlieren. Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine Reaktorvorrichtung zur Verfügung zu stellen, bei welcher die Thermorohre den Temperaturverlauf im Normalrohr möglichst genau wiedergeben. Diese Aufgabe wird mit einer Reaktorvorrichtung mit den Lose efficiency. The invention therefore an object of the invention to provide a reactor device available, in which the thermal tubes reproduce the temperature profile in the normal tube as accurately as possible. This object is achieved with a reactor device with the

Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Characteristics of claim 1 solved. advantageous

Ausführungsformen der Reaktorvorrichtung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Embodiments of the reactor device are the subject of the dependent claims.

Bei den von den Erfindern systematisch durchgeführten In the systematically carried out by the inventors

Versuchsreihen hat sich gezeigt, dass das Temperaturprofil im Normalrohr wesentlich besser durch das Temperaturprofil im Thermorohr abgebildet werden kann, wenn die Aktivität der in einem bestimmten Volumenabschnitt des Rohrs angeordneten Aktivmasse zur Innenfläche des Rohrs in diesem Abschnitt gesetzt wird und dieses Verhältnis sowohl für das Normalrohr als auch für das Thermorohr annähernd gleich eingestellt ist. Tests have shown that the temperature profile in the normal pipe can be much better represented by the temperature profile in the thermal tube when the activity of the arranged in a certain volume of the pipe section active mass to the inner surface of the tube is set in this section and this ratio for both the normal pipe also set approximately the same for the thermal tube.

Um den Temperaturverlauf des Normalrohrs im Thermorohr abbilden zu können, wird gemäß einer Ausführungsform die modifizierte Verweilzeit Tm0d des Reaktionsgases in den In order to map the temperature profile of the normal tube in the thermal tube, according to one embodiment, the modified residence time T m0 d of the reaction gas in the

Normalrohren und den Thermorohren auf einen im Wesentlichen gleichen Wert eingestellt. Die modifizierte Verweilzeit Tm0d des Reaktionsgases ist hier definiert als der Quotient aus Masse an Aktivmasse im Reaktor und der Verweilzeit τ des Reaktionsgases bei Normbedingungen (DIN 1343, 0 °C, 1013 mbar) . Die Verweilzeit τ ist wiederum hier definiert als der Quotient aus Reaktorvolumen und Volumenstrom des Normal tubes and the thermo tubes set to a substantially same value. The modified residence time T m0 d of the reaction gas is defined here as the quotient of mass of active mass in the reactor and the residence time τ of the reaction gas under standard conditions (DIN 1343, 0 ° C, 1013 mbar). The residence time τ is again defined here as the quotient of reactor volume and volume flow of

Reaktionsgases bei Normbedingungen. Der Volumenstrom ist definiert als das Volumen an Gas, beispielsweise angegeben in Nm3, das in einer Zeiteinheit, beispielsweise einer Stunde, durch den Reaktor, z.B. ein Rohr oder einen Kessel, fließt. Reaction gas at standard conditions. The volume flow is defined as the volume of gas, for example given in Nm 3 , which flows in a unit time, for example one hour, through the reactor, for example a pipe or a boiler.

Da bei dieser Ausführungsform nicht die lineare As in this embodiment, not the linear

Gasgeschwindigkeit als Parameter herangezogen wird, sondern die auf die Menge der Aktivmasse bezogene modifizierte Gas velocity is used as a parameter, but the modified based on the amount of active material

Verweilzeit imod, wird bei gleicher chemischer Zusammensetzung der Aktivmasse in Normalrohren und Thermorohren der gleiche Umsatz erzielt, wenn 1.) erfindungsgemäß das Verhältnis Residence time i mod , the same conversion is achieved with the same chemical composition of the active composition in normal pipes and thermal pipes, if 1) according to the invention the ratio

Aktivmasse pro Rohrwandfläche und 2.) die Verweilzeiten in beiden Rohren identisch sind. Active mass per tube wall surface and 2.) the residence times in both tubes are identical.

Die lineare Gasgeschwindigkeit als Anpassungsparameter würde beispielsweise eine unterschiedliche Schüttdichte in den beiden Rohrtypen nicht berücksichtigen. Bei der For example, the linear gas velocity as an adjustment parameter would not account for a different bulk density in the two types of tubes. In the

erfindungsgemäßen Reaktorvorrichtung bewegt sich also ein Partialvolumen des Gasstroms mit annähernd gleicher The reactor device according to the invention thus moves a partial volume of the gas stream with approximately the same

Geschwindigkeit in beiden Rohren parallel von der Einlassseite zur Auslassseite, wobei in Normalrohren und Thermorohren ein gleicher Umsatz erzielt wird. Bei der Umsetzung in einem realen technischen Reaktor lassen sich jedoch ideale Speed in both tubes parallel from the inlet side to the outlet side, whereby in normal tubes and thermal tubes an equal conversion is achieved. In the implementation in a real technical reactor, however, can be ideal

Bedingungen meist nicht verwirklichen, sodass Abweichungen von dem idealen Zustand beobachtet werden. Conditions are usually not realized, so that deviations from the ideal state are observed.

Unter einem "im Wesentlichen gleichen Wert" ist daher zu verstehen, dass die Parameter Druckabfall, Quotient aus An "essentially equal value" is therefore to be understood as meaning that the parameters pressure drop, quotient

Aktivmasse und Rohrwandfläche und/oder modifizierte Active mass and pipe wall surface and / or modified

Verweilzeit Tm0d sowohl in den Rohren innerhalb einer Gruppe als auch zwischen Rohren verschiedener Gruppen eine Abweichung zeigen dürfen, die durch technische Toleranzen bedingt ist. Unter einem im Wesentlichen gleichen Wert wird daher ein Dwell time T m0 d may show a deviation, which is caused by technical tolerances, both in the tubes within a group and between tubes of different groups. Under a substantially same value is therefore a

Zustand verstanden, bei welchem die Parameter Druckabfall, Quotient aus Aktivmasse und Rohrwandfläche sowie modifizierte Verweilzeit ~um0d des Reaktionsgases in einem individuellen Rohr nicht mehr als ± 20 %, gemäß einer Ausführungsform nicht mehr als ± 10 %, gemäß einer weiteren Ausführungsform nicht mehr als ± 7 % vom Mittelwert (arithmetisches Mittel) abweicht, der über die gesamte Menge der Rohre bestimmt wird. State understood in which the parameters pressure drop, quotient of active mass and tube wall surface and modified residence time ~ u m0 d of the reaction gas in an individual tube not more than ± 20%, according to an embodiment not more than ± 10%, according to another embodiment no longer than ± 7% of the mean (arithmetic mean), which is determined over the total volume of the tubes.

Gemäß einer Ausführungsform nimmt das Verhältnis des According to one embodiment, the ratio of the

Druckabfalls, gemessen am Normalrohr, zum Druckabfall, gemessen am Thermorohr, Werte zwischen 0,8 und 1,2, gemäß einer weiteren Ausführungsform Werte zwischen 0,9 und 1,1 an. Pressure drop, measured on the standard pipe, to the pressure drop, measured at the thermal tube, values between 0.8 and 1.2, according to another embodiment, values between 0.9 and 1.1.

Der Staudruck an einem Normalrohr oder einem Thermorohr, gemessen bei einem Gasstrom von 4 Nm3/h, liegt gemäß einer Ausführungsform im Bereich von 1 bis 5 barabsolut, gemäß einer weiteren Ausführungsform im Bereich von 1,1 bis 1,6 barabsolut. The back pressure on a standard pipe or a thermal pipe, measured at a gas flow of 4 Nm 3 / h, according to one embodiment in the range of 1 to 5 bar absolute , according to another embodiment in the range of 1.1 to 1.6 bar absolute .

Der Druckabfall an einem Normalrohr oder einem Thermorohr, gemessen bei einem Gasstrom von 4 Nm3/h, liegt gemäß einer Ausführungsform im Bereich von 80 bis 600 mbar, gemäß einer weiteren Ausführungsform im Bereich von 90 bis 500 mbar. The pressure drop across a standard pipe or a thermal pipe, measured at a gas flow of 4 Nm 3 / h, according to one embodiment is in the range of 80 to 600 mbar, according to another embodiment in the range of 90 to 500 mbar.

Gemäß einer Ausführungsform nimmt das Verhältnis der According to one embodiment, the ratio of the

modifizierten Verweilzeit imod, gemessen im Normalrohr, zur modifizierten Verweilzeit imod, gemessen im Thermorohr, Werte zwischen 0,7 und 1,4, gemäß einer weiteren Ausführungsform Werte zwischen 0,8 und 1,2 und gemäß noch einer weiteren modified residence time i mod, measured in the normal tube, the modified residence time i mod, measured in the thermometer tube, values from 0.7 to 1.4, according to a further embodiment, values between 0.8 and 1.2, and according to still another

Ausführungsform Werte zwischen 0,9 und 1,1 an. Embodiment values between 0.9 and 1.1.

Die Raum-Zeit-Geschwindigkeit (GHSV) in den Normalrohren und den Thermorohren liegt gemäß einer Ausführungsform im Bereich von 500 bis 10.000 h-1, gemäß einer weiteren Ausführungsform im Bereich von 800 bis 4.000 h_1. Bei der technischen Umsetzung lässt sich meist nicht in allen Rohren des Reaktors die gleiche GHSV einstellen sondern es müssen Abweichungen in Kauf genommen werden. Gemäß einer Ausführungsform weicht die GHSV eines bestimmten Rohres um nicht mehr als ± 20 %, gemäß einer weiteren Ausführungsform um nicht mehr als ± 10 % und gemäß einer weiteren Ausführungsform um nicht mehr als ± 5 % vom Mittelwert der GHSV (arithmetisches Mittel), gemessen über alle Rohre des Reaktors hinweg, ab. The space-time velocity (GHSV) in the normal tubes and the thermal tubes is in one embodiment in the range of 500 to 10,000 h -1 , according to another embodiment in the range of 800 to 4,000 h _1 . In the technical implementation can usually not in all tubes of the reactor, the same GHSV set but it must be accepted deviations. According to one embodiment, the GHSV of a particular tube does not deviate by more than ± 20%, according to another embodiment by not more than ± 10%, and according to another embodiment by not more than ± 5% of the mean of the GHSV (arithmetic mean) across all the tubes of the reactor, off.

Der Druckabfall sowie die modifizierte Verweilzeit ~um0d werden, anders als in der Theorie der Reaktionstechnik definiert, bevorzugt gemessen, ehe der Reaktor in Betrieb geht. Dazu wird ein Inertgasstrom jeweils durch das individuelle Rohr geleitet und mit diesem Inertgasstrom der Druckabfall sowie die The pressure drop and the modified residence time ~ u m0d are, unlike those defined in the theory of the reaction technique , preferably measured before the reactor goes into operation. This will be an inert gas stream is passed through the individual tube and with this inert gas the pressure drop and the

modifizierte Verweilzeit ~um0d bestimmt und ggf. eingestellt. Die Bestimmung wird dabei bevorzugt bei Raumtemperatur, beispielsweise in einem Bereich von 10 bis 40 °C, insbesondere bei einer Temperatur von 20 °C durchgeführt. Als Inertgas kann Stickstoffgas oder beispielsweise auch Pressluft verwendet werden . modified residence time ~ u m0d determined and adjusted if necessary. The determination is carried out preferably at room temperature, for example in a range of 10 to 40 ° C, in particular at a temperature of 20 ° C. Nitrogen gas or, for example, also compressed air can be used as the inert gas.

Die Reaktorvorrichtung entspricht zunächst einem üblichen Rohrbündelreaktor. Der Rohrbündelreaktor umfasst im The reactor device initially corresponds to a conventional tube bundle reactor. The tube bundle reactor comprises in

Wesentlichen zwei Gruppen von Rohren. Als Normalrohre werden solche Rohre bezeichnet, welche mit Katalysatorkörpern Essentially two groups of pipes. As normal pipes such pipes are called, which with catalyst bodies

beschickt sind, jedoch keine Vorrichtung zur Messung der are loaded, but no device for measuring the

Temperatur aufweisen. Die Normalrohre bilden die Gruppe Gm von Rohren. Als Thermorohre werden solche Rohre bezeichnet, welche mit Katalysatorkörpern beschickt sind und eine Messvorrichtung umfassen, mit welcher die Temperatur bzw. das Temperaturprofil innerhalb des Rohrs gemessen werden kann. Die Thermorohre bilden die Gruppe Gn von Rohren. Ein üblicher Rohrbündelreaktor umfasst etwa 5000 bis 30.000 Normalrohre sowie 3 bis 20 Have temperature. The normal pipes form the group G m of pipes. Thermo tubes are tubes which are charged with catalyst bodies and comprise a measuring device with which the temperature or the temperature profile within the tube can be measured. The thermo tubes form the group G n of tubes. A common tube bundle reactor comprises about 5,000 to 30,000 normal tubes and 3 to 20

Thermorohre. Höhere oder niedrigere Zahlen sind jedoch Thermal tubes. Higher or lower numbers, however, are

ebenfalls möglich. Die Rohre sind in einem Kessel angeordnet, welcher von einem Wärmeträgermedium durchflössen wird, also possible. The tubes are arranged in a boiler, which is flowed through by a heat transfer medium,

beispielsweise einer Salzschmelze. Die Rohre sind bevorzugt gleichmäßig verteilt im Inneren des Kessels angeordnet, wobei der Abstand der Längsachsen zwischen benachbarten Rohren bevorzugt im Bereich von 20 bis 80 mm, gemäß einer for example, a molten salt. The tubes are preferably arranged evenly distributed inside the vessel, wherein the distance of the longitudinal axes between adjacent tubes preferably in the range of 20 to 80 mm, according to a

Ausführungsform im Bereich von 35 bis 45 mm gewählt ist. Von diesen Bereichen abweichende Abstände sind möglich. Das Embodiment selected in the range of 35 to 45 mm. Deviations from these ranges are possible. The

Wärmeträgermedium umströmt die im Kessel angeordneten Rohre sodass den Rohren Wärme zugeführt bzw. Wärme von den Rohren abgeführt werden kann. Die Rohre sind bevorzugt parallel zueinander angeordnet und weisen üblicherweise eine Länge zwischen 1 m und 8 m, meist 2 bis 5 m, beispielsweise 3 bis 3,5 m auf. Von diesen Bereichen abweichende Abmessungen sind möglich. In den Rohren ist jeweils ein aus den Heat transfer medium flows around the pipes arranged in the boiler so that heat can be supplied to the pipes or heat can be removed from the pipes. The tubes are preferably arranged parallel to one another and usually have a length between 1 m and 8 m, usually 2 to 5 m, for example 3 to 3.5 m up. Deviating dimensions from these areas are possible. In the tubes is one of the

Katalysatorkörpern Kmjn gebildetes Katalysatorbett angeordnet. Das Katalysatorbett ist bevorzugt in einem Bereich des Rohres angeordnet, welcher durch ein Wärmeträgermedium Catalyst bodies K mjn formed catalyst bed arranged. The catalyst bed is preferably arranged in a region of the tube which passes through a heat transfer medium

thermostatisiert werden kann. In Längsrichtung der Rohre erstreckt sich das Katalysatorbett bevorzugt über zumindest 50 %, gemäß einer weiteren Ausführungsform über zumindest 70 % und gemäß einer weiteren Ausführungsform über zumindest 80 % der Länge der Rohre. Meist wird nicht die gesamte Länge des Rohrs vom Katalysatorbett eingenommen, um beispielsweise Raum für mechanische Katalysatorträger, Körper zur Einstellung des Druckabfalls oder zum Vorwärmen des Reaktionsgases zur can be thermostated. In the longitudinal direction of the tubes, the catalyst bed preferably extends over at least 50%, according to another embodiment over at least 70% and according to another embodiment over at least 80% of the length of the tubes. Usually, the entire length of the tube is not occupied by the catalyst bed, for example, space for mechanical catalyst support, bodies for adjusting the pressure drop or for preheating the reaction gas to

Verfügung zu haben. Gemäß einer Ausführungsform nimmt das Katalysatorbett weniger als 97 % der Länge des Rohrs ein, gemäß einer weiteren Ausführungsform weniger als 90 % der Länge des Rohrs ein. In dem vom Wärmeträgermedium To have available. According to one embodiment, the catalyst bed occupies less than 97% of the length of the tube, according to another embodiment, less than 90% of the length of the tube. In the heat transfer medium

durchflossenen Raum des Reaktors können Ablenkbleche Trapped space of the reactor can baffles

vorgesehen sein, welche das Wärmeträgermedium ablenken und damit durchmischen, wodurch ein besserer und gleichmäßiger Wärmetransport zu den Rohren bzw. von den Rohren weg erreicht wird, sodass die Reaktion in allen Rohren unter näherungsweise gleichen Bedingungen, insbesondere bei einer gleichen be provided, which divert the heat transfer medium and mix it, whereby a better and uniform heat transfer to the pipes or from the pipes is achieved away, so that the reaction in all tubes under approximately the same conditions, especially at a same

Temperatur erfolgt. Die Rohre können an ihren beiden Enden jeweils in einen gemeinsamen Gasraum münden, sodass die Edukte aus dem gemeinsamen Gasraum in die einzelnen, mit Katalysator beschickten Rohre strömt und auf der anderen Seite des Rohres die Reaktionsprodukte in einen gemeinsamen Gasraum fließen, von welchem aus dann die Verteilung an weiterverarbeitende Vorrichtungen, beispielsweise Destillationskolonnen oder Temperature takes place. The tubes can open at their two ends in each case in a common gas space, so that the educts from the common gas space flows into the individual, catalyst-charged tubes and flow on the other side of the tube, the reaction products in a common gas space, from which then the Distribution to processing equipment, such as distillation columns or

Waschtürme, erfolgen kann. Wash towers, can be done.

Die Rohre bestehen aus einem Werkstoff, welcher unter den Reaktionsbedingungen stabil ist und insbesondere während des Betriebs des Reaktors nicht versprödet. Ein geeignetes Material für die Herstellung der Rohre ist beispielsweise ferritischer Stahl. Die Rohre weisen gemäß einer The tubes are made of a material which is stable under the reaction conditions and in particular does not embrittle during operation of the reactor. A suitable one Material for the production of the tubes is, for example, ferritic steel. The tubes have according to a

Ausführungsform einen Innendurchmesser von 15 bis 50 mm und einen Außendurchmesser im Bereich von 16 bis 55 mm auf. Von diesen Bereichen abweichende Abmessungen sind jedoch möglich. Normalrohre und Thermorohre müssen nicht notwendigerweise den gleichen Durchmesser aufweisen. Meist sind die Thermorohre mit einem größeren Querschnitt dimensioniert, um den Embodiment an inner diameter of 15 to 50 mm and an outer diameter in the range of 16 to 55 mm. However, dimensions deviating from these ranges are possible. Normal pipes and thermo tubes do not necessarily have the same diameter. In most cases, the thermal tubes are dimensioned with a larger cross section to the

Volumenverlust des Reaktionsraums durch die bevorzugt im Volume loss of the reaction space by the preferred in

Zentrum der Thermorohre angeordnete Temperaturmessvorrichtung zu kompensieren. Bei der praktischen Umsetzung ist es jedoch oft nicht möglich, die Reaktionsvolumina von Normal- und Center of the thermal tubes arranged to compensate for temperature measuring device. In the practical implementation, it is often not possible, the reaction volumes of normal and

Thermorohren gleich auszuführen. Run the same thermo tubes.

Gemäß einer Ausführungsform weisen die Rohre eine Wandstärke im Bereich von 1 bis 3 mm auf. Die Rohre weisen bevorzugt einen kreisförmigen Querschnitt auf. Es ist aber auch möglich, Rohre mit einem anderen Querschnitt zu verwenden, According to one embodiment, the tubes have a wall thickness in the range of 1 to 3 mm. The tubes preferably have a circular cross-section. But it is also possible to use tubes with a different cross-section,

beispielsweise einem ovalen oder einem rechteckförmigen for example, an oval or a rectangular

Querschnitt. Bevorzugt weisen alle Rohre einer Gruppe den gleichen Querschnitt auf. Es ist aber auch möglich, Rohre mit unterschiedlichem Querschnitt in der Reaktorvorrichtung vorzusehen. Der Innendurchmesser der Normalrohre wird Cross-section. Preferably, all tubes of a group have the same cross-section. However, it is also possible to provide tubes of different cross section in the reactor device. The inner diameter of the normal tubes is

vorzugsweise im Bereich von 15 bis 35 mm, gemäß einer weiteren Ausführungsform im Bereich von 15 bis 30 mm gewählt. Der preferably in the range of 15 to 35 mm, selected according to a further embodiment in the range of 15 to 30 mm. Of the

Innendurchmesser der Thermorohre wird meist größer gewählt. Vorzugsweise wird der Innendurchmesser der Thermorohre im Bereich von 15 bis 50 mm gewählt. Inner diameter of the thermal tubes is usually chosen larger. Preferably, the inner diameter of the thermal tubes is selected in the range of 15 to 50 mm.

Sowohl in der ersten Gruppe Gm von Rohren als auch in der zweiten Gruppe Gn von Rohren wird eine Reaktionsstrecke S definiert, welche bevorzugt in beiden Gruppen von Rohren gleiche Abmessung hat. An sich kann die Reaktionsstrecke Both in the first group G m of pipes and in the second group G n of pipes, a reaction section S is defined, which preferably has the same dimension in both groups of pipes. In itself, the reaction path

Thermorohr und im Normalrohr auch unterschiedlich gewählt werden und beispielsweise auch jeweils die gesamte Länge Katalysatorschüttung umfassen. Die Reaktionsstrecke ist für beide Gruppen von Rohren relativ zu deren Gaseintritts- sowie Gasaustrittsseite bevorzugt gleich positioniert, sodass in den Thermorohren Messungen durchgeführt werden können, die eine repräsentative Messung des Temperaturverlaufs in den Thermo tube and normal tubes are also chosen differently and, for example, in each case the entire length Include catalyst bed. The reaction path is preferably positioned the same for both groups of tubes relative to their gas inlet and gas outlet side, so that in the thermal tubes measurements can be carried out, which is a representative measurement of the temperature profile in the

Normalrohren ermöglichen. Auf diese Weise können die Normal pipes allow. In this way, the

Temperaturprofile in Normalrohren und Thermorohren annähernd gleich verlaufen. Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Reaktionsstrecke S also einen in allen Rohren bereitgestellten Abschnitt, welcher jeweils mit entsprechenden Temperature profiles in normal pipes and thermal pipes are approximately equal. According to one embodiment, the reaction path S thus comprises a section provided in all tubes, which in each case with corresponding

Katalysatorkörpern gefüllt ist und in welchem an sich für alle Rohre ein annähernd gleiches Temperaturprofil eingestellt werden kann. Die gleichartige Anordnung der Reaktionsstrecke S in Thermo- und Normalrohren ist beispielsweise vorteilhaft, wenn der überwiegende Teil der Umsetzung im Katalysatorbett nahe der Gaseintrittsseite erfolgt, also der überwiegende Teil der Wärmeentwicklung nahe der Gaseintrittsseite im  Catalyst bodies is filled and in which an approximately the same temperature profile can be set for all tubes. The similar arrangement of the reaction path S in thermal and normal pipes is advantageous, for example, if the majority of the reaction takes place in the catalyst bed near the gas inlet side, ie the predominant part of the heat development near the gas inlet side in

Katalysatorbett erfolgt, während im weiteren Verlauf des Catalyst bed takes place while in the further course of

Katalysatorbetts beispielsweise nur eine Optimierung der Catalyst bed, for example, only an optimization of

Zusammensetzung der Reaktionsprodukte erfolgt, ohne dass eine vergleichbare Wärmetönung auftritt wie bei der Hauptreaktion nahe dem Gaseintritt. Die Reaktionsstrecke S im Normalrohr und im Thermorohr soll also annähernd das gleiche Reaktionsprofil im Katalysatorbett umfassen. Die Reaktionsstrecke S kann die gesamte Füllhöhe des Katalysatorbetts umfassen. Es ist aber auch möglich, eine Reaktionsstrecke S zu wählen, die kleiner ist als die Gesamtstrecke, die durch die Katalysatorkörper innerhalb eines Rohres in Längsrichtung bereitgestellt wird, also letztlich die Füllhöhe des Katalysatorbetts im Composition of the reaction products is carried out without a comparable heat of reaction occurs as in the main reaction near the gas inlet. The reaction path S in the normal tube and in the thermal tube should thus comprise approximately the same reaction profile in the catalyst bed. The reaction zone S may comprise the entire filling height of the catalyst bed. But it is also possible to choose a reaction path S, which is smaller than the total distance, which is provided by the catalyst body within a tube in the longitudinal direction, ie ultimately the filling height of the catalyst bed in

betreffenden Rohr. Um jedoch eine Aussage über den relevant pipe. However, a statement about the

Temperaturverlauf im gesamten Normalrohr treffen zu können, wird die Reaktionsstrecke bevorzugt so gewählt, dass sie zumindest dem zehnfachen Radius des Normalrohres, bevorzugt dem mindestens 100-fachen des Radius des Normalrohres entspricht. Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Reaktionsstrecke S zumindest 50 %, gemäß einer weiteren Temperature course to be able to meet in the entire normal tube, the reaction distance is preferably selected so that it is at least ten times the radius of the normal tube, preferably at least 100 times the radius of the normal tube equivalent. According to one embodiment, the reaction path S comprises at least 50%, according to another

Ausführungsform zumindest 70 % und gemäß einer weiteren Embodiment at least 70% and according to another

Ausführungsform zumindest 90 % der Länge des Katalysatorbetts in den Rohren. Unter der Länge des Katalysatorbetts wird dabei, in Strömungsrichtung des Reaktionsgases betrachtet, ein Abschnitt im Rohr verstanden, der in allen Rohren innerhalb des Reaktors mit Katalysatorkörpern gefüllt ist. Es ist aber auch möglich, mehrere Reaktionsstrecken Sa im Reaktionsrohr anzuordnen, um beispielsweise ein bestimmtes Aktivitätsprofil der Normalrohre im Thermorohr abzubilden. Embodiment at least 90% of the length of the catalyst bed in the tubes. In this case, the length of the catalyst bed, viewed in the flow direction of the reaction gas, means a section in the tube which is filled with catalyst bodies in all tubes within the reactor. However, it is also possible to arrange a plurality of reaction sections S a in the reaction tube in order, for example, to image a specific activity profile of the normal tubes in the thermotube.

Durch die Reaktionsstrecke S wird zum Einen ein Through the reaction path S is on the one hand

Volumenabschnitt im Normalrohr bzw. im Thermorohr definiert. Bei einem Normalrohr mit kreisförmigem Querschnitt, welches keine Einbauten enthält, würde sich der Volumenabschnitt berechnen nach (rN a)2 χ π χ S, wobei rN a den Innenradius des Normalrohrs bedeutet. Für ein Thermorohr, welches ein inneres Schutzrohr mit ebenfalls kreisförmigem Querschnitt für die Temperaturmessvorrichtung umfasst, würde sich der Volume section defined in the standard tube or in the thermal tube. For a normal pipe with a circular cross-section, which contains no internals, the volume section would calculate according to (r N a ) 2 χ π χ S, where r N a means the inner radius of the normal pipe. For a thermal tube, which comprises an inner protective tube with a likewise circular cross section for the temperature measuring device, the

Volumenabschnitt berechnen zu S χ π χ ((rT a)2 - (rTi ) 2 ) , wobei rT a für den Innenradius des äußeren Rohres und rTi für den Außenradius des inneren Schutzrohres steht. Im Thermorohr weist bei dieser Ausführungsform der Volumenabschnitt die Gestalt eines Hohlzylinders auf. Durch die Reaktorstrecke S wird zum Anderen in beiden Rohren eine Wandfläche W definiert. Bei einem kreisförmigen Querschnitt beträgt die Wandfläche für das Normalrohr 2nrN a χ S, wobei rN a für den Innenradius des Normalrohrs steht und 2nrT a χ S für das Thermorohr, wobei rT a für den Innenradius des Außenrohrs steht. Der in den Normalrohren bzw. den Thermorohren zur Verfügung stehende, durch die Reaktionsstrecke S definierte Calculate volume fraction to S χ π χ ((r T a ) 2 - (r T i) 2 ), where r T a stands for the inner radius of the outer tube and r T i for the outer radius of the inner protective tube. In the thermal tube, in this embodiment, the volume portion has the shape of a hollow cylinder. On the other hand, a wall surface W is defined by the reactor section S in both tubes. For a circular cross section, the wall surface for the normal pipe is 2nr N a χ S, where r N a is the inner radius of the normal pipe and 2nr T a χ S for the thermal pipe, where r T a is the inner radius of the outer pipe. The available in the normal tubes and the thermal tubes, defined by the reaction path S.

Volumenabschnitt ist mit Katalysatorkörpern Kmjn gefüllt. Die Gestalt sowie die Zusammensetzung der Katalysatorkörper ist zunächst keinen Einschränkungen unterworfen. So können die Katalysatorkörper innerhalb eines Abschnitts die gleiche Volume section is filled with catalyst bodies K mjn . The shape and the composition of the catalyst body is initially not subject to any restrictions. Thus, the catalyst bodies within a section can be the same

Gestalt aufweisen. Zwei Katalysatorkörper weisen die gleiche Gestalt auf, wenn sie die gleiche Form, die gleichen Have shape. Two catalyst bodies have the same shape if they are the same shape, the same

Abmessungen und die gleiche Zusammensetzung aufweisen. Es ist aber auch möglich, unterschiedlich gestaltete Have dimensions and the same composition. But it is also possible, differently designed

Katalysatorkörper in dem Abschnitt vorzusehen. Ebenso ist es nicht erforderlich, dass in den Normalrohren und den  To provide catalyst body in the section. Likewise it is not necessary that in the normal pipes and the

Thermorohren der gleiche Katalysator, insbesondere ein Thermal tubes of the same catalyst, in particular a

Katalysator mit gleicher Zusammensetzung verwendet wird. Es wird lediglich die Anforderung gestellt, dass der im Catalyst is used with the same composition. The only requirement is that the im

Thermorohr eingebrachte Katalysator über die Länge des Thermotube introduced catalyst over the length of the

Thermorohrs einen solchen Aktivitätsverlauf zeigt, dass ein Temperaturprofil erzeugt wird, wie es näherungsweise auch im Normalrohr erzeugt wird. Thermotube shows such an activity curve that a temperature profile is generated, as it is approximately produced in the normal tube.

Die in den durch die Reaktionsstrecke S bestimmten In the determined by the reaction path S.

Volumenabschnitten der Normalrohre und der Thermorohre zur Verfügung gestellten Katalysatoraktivitäten werden so Volume sections of the normal tubes and the thermal tubes provided catalyst activities are so

abgestimmt, dass sie der folgenden Gleichung genügen:

Figure imgf000018_0001
wobei bedeutet: tuned to satisfy the following equation:
Figure imgf000018_0001
where:

Am: eine Katalysatoraktivität, die in dem durch die A m : a catalyst activity in which by the

Reaktionsstrecke S bestimmten Volumenabschnitt in dem Rohr aus der ersten Gruppe Gm bereitgestellt wird, Reaction section S certain volume section in the tube from the first group G m is provided

An: eine Katalysatoraktivität, die in dem durch die A n : a catalyst activity in which by the

Reaktionsstrecke S bestimmten Volumenabschnitt in dem Rohr aus der zweiten Gruppe Gn bereitgestellt wird, Reaction section S certain volume section is provided in the tube from the second group G n ,

Wm: eine Innenfläche des Rohrs aus der ersten Gruppe Gm, die durch die Reaktionsstrecke S bestimmt ist, W m : an inner surface of the tube from the first group G m , which is determined by the reaction path S,

Wn: eine Innenfläche des Rohrs aus der zweiten Gruppe Gn, die durch die Reaktionsstrecke S bestimmt ist, a: einen Korrekturfaktor, der im Bereich von 0,8 bis 1,2 gewählt ist. W n : an inner surface of the tube from the second group G n , which is determined by the reaction path S, a: a correction factor selected in the range of 0.8 to 1.2.

Der Korrekturfaktor a berücksichtigt eine Abweichung eines realen Reaktors von einem idealen Reaktor. In einem idealen Reaktor mit einer idealen Schüttung der Katalysatorpartikel würde a den Wert 1 annehmen. Da aber beispielsweise The correction factor a takes into account a deviation of a real reactor from an ideal reactor. In an ideal reactor with an ideal bed of catalyst particles, a would assume the value 1. But because, for example

Schwankungen in der Schüttung der Katalysatorkörper Kmjn sowohl innerhalb eines Rohres als auch beim Vergleich verschiedener Rohre der gleichen Gruppe und damit Abweichungen der Fluctuations in the bed of the catalyst body K mjn both within a tube and when comparing different tubes of the same group and thus deviations of

Katalysatoraktivität zwischen verschiedenen Rohren Catalyst activity between different pipes

unvermeidlich sind, kann durch den Korrekturfaktor a ein can be unavoidable by the correction factor a

Ausgleich geschaffen werden, der diese Abweichungen Compensation can be created, these deviations

berücksichtigt. Es ist vorteilhaft wenn der Korrekturfaktor möglichst wenig vom Wert 1 abweicht. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform liegt der Korrekturfaktor a in einem Bereich von 0,9 bis 1,1. considered. It is advantageous if the correction factor deviates as little as possible from the value 1. According to a preferred embodiment, the correction factor a is in a range of 0.9 to 1.1.

Die in dem Volumenabschnitt bereitgestellte The provided in the volume section

Katalysatoraktivität Ab berechnet sich nach der Gleichung Catalyst activity A b is calculated according to the equation

Ab = Α\ · Mb wobei bedeutet: A b = Α \ · M b where:

Ax b: eine aktivmassenbezogene Aktivitätskonstante 1. Ordnung einer vom Katalysatorkörper Kb bereitgestellten A x b : an active-mass-related activity constant of the first order of a catalyst body K b provided

Aktivmasse,  Active material,

Mb: die Masse der von den Katalysatorkörpern Kb in dem durch die Reaktionsstrecke S definierten Volumenabschnitt desM b : the mass of the volume of the catalyst bodies K b in the defined by the reaction section S volume of the

Rohres bereitgestellten Aktivmasse, Tube provided active mass,

b: einen Index, welcher aus n und m ausgewählt ist und den Katalysatorkörper Kb in dem durch die Reaktionsstrecke S definierten Volumenabschnitt des Rohres bezeichnet. Bei der praktischen Durchführung der experimentellen b: an index selected from n and m and designating the catalyst body K b in the volume section of the pipe defined by the reaction section S. In the practical implementation of experimental

Bestimmung der Katalysatoraktivität Ab wird gemäß einer Ausführungsform so vorgegangen, dass ein Katalysatorkörper mit einer bestimmten Geometrie und einem bestimmten Gehalt an Aktivmasse hergestellt wird. Ferner wird angenommen, dass die Reaktion erster Ordnung abläuft, unabhängig von der Ordnung, mit welcher die Reaktion tatsächlich abläuft. Das Produkt der Geschwindigkeitskonstante k einer Reaktion erster Ordnung und der mittleren Verweilzeit τ entspricht der ersten Determination of Catalyst Activity A b is determined according to a Embodiment proceeded so that a catalyst body is produced with a certain geometry and a certain content of active material. Further, it is believed that the first order reaction proceeds regardless of the order with which the reaction actually proceeds. The product of the rate constant k of a first-order reaction and the average residence time τ corresponds to the first

Damköhlerzahl Dai , die wesentlich den Umsatz einer einfachen Reaktion in einem Reaktor beschreibt. Wird für die Damköhler number Dai, which essentially describes the turnover of a simple reaction in a reactor. Will for the

Katalysatoren in Normal- und Thermorohren die gleiche Catalysts in normal and thermal tubes the same

Aktivmasse verwendet, ist die Geschwindigkeitskonstante k für beide Katalysatoren gleich.  Active mass, the rate constant k is the same for both catalysts.

Dieser standardisierte Katalysatorkörper wird dann in einem Testreaktor mit inerten Körpern so weit verdünnt, dass die Temperaturdifferenz zwischen der Gaseintritts- und der This standardized catalyst body is then diluted in a test reactor with inert bodies so far that the temperature difference between the gas inlet and the

Gasaustrittsseite geringer als 25 °C, bevorzugt geringer als 10 °C ist, die Reaktion also unter nahezu isothermen  Gas outlet side is less than 25 ° C, preferably less than 10 ° C, the reaction under almost isothermal

Bedingungen abläuft, wobei der Druckabfall über den Reaktor weniger als 30 mbar, bevorzugt weniger als 10 mbar beträgt und wobei der Umsatz auf einen Wert im Bereich von 65 bis 95 % eingestellt wird. Conditions run, wherein the pressure drop across the reactor is less than 30 mbar, preferably less than 10 mbar and wherein the conversion is adjusted to a value in the range of 65 to 95%.

Dazu wird der Katalysatorkörper mit Inertkörpern verdünnt. Die Geometrie der Katalysatorkörper und der Inertkörper wird so gewählt, dass der geforderte geringe Druckabfall verwirklicht wird. Das Verhältnis von Inertkörpern zu Katalysatorkörpern wird so gewählt, dass der geforderte Umsatz erreicht wird und gleichzeitig die Wärmeentwicklung so gering ist, dass die geforderte geringe Temperaturdifferenz zwischen Gaseintritt und Gasaustritt eingehalten wird. Bezogen auf das Volumen, welches sich aus der Schüttdichte der Katalysatorkörper bzw. der Inertkörper ergibt, wird bevorzugt ein Verhältnis von Katalysatorkörpern zu Inertkörpern von 1 : 5 bis 1 : 10 gewählt. Die Abmessungen des Testreaktors werden je nach der betrachteten Reaktion zwischen 1 und 6 m für die Länge und zwischen 18 und 32 mm für den Durchmesser des Rohres gewählt. Bei schnellen Reaktionen wird eine kurze Länge gewählt, For this purpose, the catalyst body is diluted with inert bodies. The geometry of the catalyst body and the inert body is chosen so that the required low pressure drop is realized. The ratio of inert bodies to catalyst bodies is chosen so that the required conversion is achieved and at the same time the heat development is so low that the required low temperature difference between gas inlet and gas outlet is maintained. Based on the volume, which results from the bulk density of the catalyst body or the inert body, a ratio of catalyst bodies to inert bodies of 1: 5 to 1: 10 is preferably selected. The dimensions of the test reactor will vary depending on the considered reaction between 1 and 6 m for the length and between 18 and 32 mm for the diameter of the tube chosen. In fast reactions, a short length is chosen

während für langsam ablaufende Reaktionen eine größere while for slow reactions a larger

Reaktionsstrecke benötigt wird, um die geforderten Umsätze zu erreichen . Reaction distance is needed to achieve the required sales.

Es wird dann bei verschiedenen definierten Raum-Zeit- Geschwindigkeiten und bei verschiedenen definierten It is then defined at different defined space-time speeds and at various defined

Temperaturen der Umsatz der Reaktion gemessen, die von der Aktivmasse des Katalysatorkörpers katalysiert wird. Aus den Umsätzen lässt sich dann die massenbezogene Temperatures measured the conversion of the reaction, which is catalyzed by the active composition of the catalyst body. From the sales can then be the mass-related

Aktivitätskonstante 1. Ordnung A* der Aktivmasse in Activity constant 1st order A * of the active mass in

Abhängigkeit vom Umsatz nach der folgenden Formel berechnen: Calculate the dependency on sales according to the following formula:

[GHSV x -1 x ln(l - U)\ [GHSV x -1 x ln (l - U) \

A* = j j  A * = j j

\.mAktivmassel \. m Aktivmassel

Wobei bedeutet: A* : die massenbezogene Aktivitätskonstante 1. Ordnung der Where: A * : the mass-related activity constant 1st order of the

Aktivmasse bei einer bestimmten Temperatur und GHSV; Active mass at a certain temperature and GHSV;

GHSV: die Raum-Zeitgeschwindigkeit [h_1] GHSV: the space-time velocity [h _1 ]

mAktivmasse : die Menge der im Testrohr eingebrachten Aktivmasse [g]; U: der Umsatz des Edukts, wobei sich dieser berechnet mActive mass: the amount of active mass [g] introduced in the test tube; U: the conversion of the educt, whereby this is calculated

nach  to

Mrein ~ ^raus Mrein ~ ^ out

Mrein  Mrein

Wobei bedeutet: Where:

Mrein : Menge an Edukt [mol] welches der Katalysatorfüllung Mr e in: Amount of starting material [mol] which of the catalyst charge

zugeführt wird  is supplied

Mraus : Menge an Edukt [mol] welches die Katalysatorfüllung M out : amount of starting material [mol] which the catalyst filling

verlässt Aus den ermittelten massenbezogenen Aktivitätskonstanten 1. Ordnung A* der Aktivmasse wird dann die aktivmassenbezogene Aktivitätskonstante 1. Ordnung Ax b bei einem definierten leaves From the determined mass-related activity constants of the first order A * of the active mass, the active mass-related activity constant of the first order A x b is then defined

Referenzumsatz ermittelt. Dieser Referenzumsatz wird so gewählt, dass dieser Umsatz im linearen Bereich der Reference sales determined. This reference turnover is chosen such that this turnover is in the linear range of

Abhängigkeit der massenbezogenen Aktivitätskonstante 1.  Dependence of the mass-related activity constant 1.

Ordnung A* der Aktivmasse vom Umsatz liegt. Beispielsweise kann ein Umsatz von 85 % als Bezugsgröße festgelegt werden. Die für einen Umsatz von beispielsweise 85 % ermittelte Order A * is the active mass of the conversion. For example, a turnover of 85% can be set as a reference. The calculated for a turnover of 85%, for example

aktivmassenbezogene Aktivitätskonstante 1. Ordnung wird dann als aktivmassenbezogene Aktivitätskonstante 1. Ordnung Ax b bezeichnet. An sich kann auch ein anderer Wert für den Umsatz festgelegt werden. Der Wert sollte sich jedoch an der active mass-related activity constant 1st order is then referred to as active mass-related activity constant 1st order A x b . As such, another value for sales can be set. The value should be however at the

beabsichtigten technischen Umsetzung orientieren. Gemäß einer Ausführungsform wird der Wert des Umsatzes zur Ermittlung der aktivmassenbezogenen Aktivitätskonstante 1. Ordnung Ax b in einem Bereich gewählt, der ± 20 % zum Umsatz liegt, bei welcher die betreffende Reaktion technisch umgesetzt wird, wobei der Umsatz in einem Bereich der Kurve von intended technical implementation. According to one embodiment, the value of the conversion for determining the active mass-related activity constant 1st order A x b is selected within a range which is ± 20% of the conversion at which the reaction in question is technically implemented, the conversion being within a range of the curve of

aktivmassenbezogener Aktivitätskonstante und Umsatz liegt, der annähernd linear verläuft. active mass related activity constant and turnover is approximately linear.

Aus der in dem oben beschriebenen Testreaktor ermittelten aktivmassenbezogenen Aktivitätskonstanten 1. Ordnung Ax b lässt sich dann erfindungsgemäß durch Multiplikation mit der Masse der Aktivmasse, die innerhalb des durch die Reaktionsstrecke S definierten Volumenabschnitts des Rohres Gm oder Gn From the active mass-related activity constants of the first order A x b determined in the test reactor described above, it is then possible to multiply by mass with the mass of the active mass within the volume section of the pipe G m or G n defined by the reaction section S.

bereitgestellt wird, die im durch die Reaktionsstrecke S definierten Volumenabschnitt bereitgestellte is provided, which provided in the volume section defined by the reaction section S.

Katalysatoraktivität Ab berechnen. Die in der Reaktorvorrichtung vorgesehenen Thermorohre Calculate catalyst activity A b . The thermal tubes provided in the reactor device

umfassen eine Temperaturmessvorrichtung, mit welcher sich die Temperatur bzw. das Temperaturprofil im Thermorohr bestimmen lässt. Dabei können an sich beliebige Messvorrichtungen verwendet werden. Bevorzugt werden solche include a temperature measuring device, with which the temperature or the temperature profile can be determined in the thermal tube. This can be any measuring devices be used. Preferred are those

Temperaturmessvorrichtungen verwendet, die eine Ermittlung des Temperaturprofils über die Reaktionsstrecke S hinweg  Temperature measuring devices used, the determination of the temperature profile over the reaction path S away

ermöglichen. Dazu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass in bestimmten Abständen innerhalb des Thermorohrs enable. For this purpose, for example, be provided that at certain intervals within the thermal tube

Temperatursensoren vorgesehen sind, mit denen die Temperatur an definierten Stellen des Rohrs gemessen werden kann. Es ist beispielsweise aber auch möglich, einen verschiebbaren Temperature sensors are provided with which the temperature can be measured at defined locations of the tube. But it is also possible, for example, a movable

Temperatursensor vorzusehen, mit welchem eine relativ genaue Bestimmung des Temperaturprofils entlang der Längsachse des Thermorohrs möglich ist. Insbesondere bei einer industriellen Anwendung ist vorgesehen, dass die Temperaturmessvorrichtung als entlang der Längsachse des Thermorohrs angeordnetes Rohr ausgebildet ist, in welchem zumindest ein Temperaturfühler angeordnet ist. Durch das Rohr wird der Temperaturfühler vor Beschädigungen geschützt. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Temperaturfühler so ausgebildet ist, dass er im Rohr Provide temperature sensor with which a relatively accurate determination of the temperature profile along the longitudinal axis of the thermal tube is possible. In particular, in an industrial application it is provided that the temperature measuring device is designed as arranged along the longitudinal axis of the thermal tube tube, in which at least one temperature sensor is arranged. Through the pipe, the temperature sensor is protected from damage. It is preferably provided that the temperature sensor is designed so that it is in the pipe

verschoben werden kann. Auf diese Weise kann im Thermorohr ein Temperaturprofil in Strömungsrichtung aufgenommen werden. Bei dieser Ausführungsform wird zwischen der Wand des Thermorohrs und der Wand des im Thermorohr angeordneten Schutzrohrs für das Thermoelement ein Volumenabschnitt ausgebildet, welcher die Form eines Hohlzylinders ausbildet. can be moved. In this way, a temperature profile in the flow direction can be recorded in the thermal tube. In this embodiment, a volume portion which forms the shape of a hollow cylinder is formed between the wall of the thermal tube and the wall of the thermowell thermowell arranged in the thermowell.

Die Katalysatorkörper Km, Kn können an sich eine beliebige Form aufweisen, wobei auch innerhalb eines Rohres verschiedene Katalysatorkörper miteinander kombiniert werden können. Werden innerhalb eines Rohres ein Katalysatorbett aus The catalyst bodies K m , K n may in themselves have any desired shape, wherein different catalyst bodies can also be combined with one another within a tube. Be within a tube of a catalyst bed

Katalysatorkörpern unterschiedlicher Gestalt verwendet, kann dies beim Befüllen jedoch zu einer teilweisen oder Catalyst bodies of different shapes used, but this can during filling to a partial or

vollständigen Entmischung der unterschiedlich gestalteten Katalysatorkörper führen. Dies würde in einem inhomogenen Aktivitätsverlauf resultieren, weshalb die Möglichkeit Complete demixing lead the differently shaped catalyst body. This would result in an inhomogeneous activity history, which is why the possibility

besteht, dass der Temperaturverlauf, wie er im Thermorohr gemessen wird, nicht mehr repräsentativ für den Temperaturverlauf im Normalrohr ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist daher vorgesehen, dass die is that the temperature profile, as measured in the thermal tube, no longer representative of the Temperature course in the normal pipe is. According to a preferred embodiment, it is therefore provided that the

Katalysatorkörper Km, Kn in dem durch die Reaktionsstrecke S definierten Volumenabschnitt eine homogene Schüttung Catalyst body K m , K n in the volume section defined by the reaction section S a homogeneous bed

ausbilden. Unter einer homogenen Schüttung wird eine Schüttung verstanden, deren Schüttdichte gemessen über die Länge des betreffenden Rohres eine Abweichung vom Mittelwert form. A homogeneous bed is understood to mean a bed whose bulk density, measured over the length of the relevant pipe, deviates from the mean

(arithmetisches Mittel) von nicht mehr als 20 %, vorzugsweise nicht mehr als 10 % und gemäß einer Ausführungsform nicht mehr als 5 % aufweist. Werden Katalysatorkörper unterschiedlicher Geometrie innerhalb eines gemeinsamen Katalysatorbetts verwendet, kann eine homogene Schüttung erreicht werden, indem beispielsweise die unterschiedlich gestalteten (arithmetic mean) of not more than 20%, preferably not more than 10% and in one embodiment not more than 5%. If catalyst bodies of different geometry are used within a common catalyst bed, a homogeneous bed can be achieved by, for example, the differently shaped

Katalysatorkörper in einer bestimmten Anordnung oder Abfolge in das betreffende Rohr eingefüllt werden, sodass eine Catalyst bodies are filled in a particular arrangement or sequence in the pipe in question, so that a

definierte Verteilung der unterschiedlichen Katalysatorkörper innerhalb des im Rohr angeordneten Katalysatorbetts erreicht wird . defined distribution of the different catalyst body is achieved within the catalyst bed arranged in the tube.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist bei der According to a preferred embodiment is in the

erfindungsgemäßen Reaktorvorrichtung vorgesehen, dass dieReactor device according to the invention provided that the

Katalysatorkörper Km und die Katalysatorkörper Kn in dem durch die Reaktionsstrecke S definierten Volumenabschnitt jeweils eine homogene Gestalt aufweisen. Bei dieser Ausführungsform ist also vorgesehen, dass die Katalysatorkörper jeweils eines Rohres die gleichen Eigenschaften aufweisen, also Catalyst body K m and the catalyst body K n in the volume section defined by the reaction section S each have a homogeneous shape. In this embodiment, it is thus provided that the catalyst bodies each have a tube the same properties, ie

beispielsweise die gleiche Form besitzen, die gleiche for example, have the same shape, the same

Zusammensetzung der Aktivmasse, die gleiche Menge an Composition of the active composition, the same amount

Aktivmasse etc. Es ist jedoch nicht erforderlich, dass die Katalysatorkörper Km und die Katalysatorkörper Kn eine Active composition etc. However, it is not necessary that the catalyst body K m and the catalyst body K n a

zueinander homogene Gestalt aufweisen, also sowohl in den Normalrohren als auch in den Thermorohren gleiche have homogeneous shape to each other, ie the same in both the normal tubes and in the thermal tubes

Katalysatorkörper angeordnet sind. Vielmehr ist im Allgemeinen vorgesehen, dass die Katalysatorkörper Km und die Catalyst body are arranged. Rather, it is generally provided that the catalyst body K m and the

Katalysatorkörper Kn unterschiedlich sind, also beispielsweise eine unterschiedliche Form aufweisen, sich in der Catalyst body K n are different, so for example have a different shape, in the

Zusammensetzung der Aktivmasse unterscheiden oder Different composition of the active composition or

beispielsweise eine unterschiedliche Menge an Aktivmasse beinhalten . Die in der Reaktorvorrichtung verwendeten Katalysatorkörper Kmfn können als Vollkatalysatoren ausgebildet sein, also beispielsweise über ihr gesamtes Volumen eine homogene For example, include a different amount of active material. The catalyst bodies K mfn used in the reactor device can be designed as solid catalysts, that is, for example, over their entire volume a homogeneous

Zusammensetzung aufweisen. Have composition.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Katalysatorkörper Km und die Katalysatorkörper Kn alsAccording to a preferred embodiment, it is provided that the catalyst body K m and the catalyst body K n as

Trägerkatalysatoren, insbesondere als Schalenkatalysatoren, mit einer Schicht aus der Aktivmasse ausgebildet sind. Die Trägerkatalysatoren können in üblicher Weise ausgestaltet sein. Die Trägerkatalysatoren können einen Trägerkörper umfassen, der eine an sich beliebige Form aufweisen kann. Der Trägerkörper kann beispielsweise die Form eines Rings, einer Kugel oder eines Hohlzylinders aufweisen. Trägerkörper in Form eines Hohlzylinders sind bevorzugt. Bevorzugt weisen die Supported catalysts, in particular as shell catalysts, are formed with a layer of the active composition. The supported catalysts can be designed in the usual way. The supported catalysts may comprise a carrier body which may have any desired shape. The support body may for example have the shape of a ring, a ball or a hollow cylinder. Support bodies in the form of a hollow cylinder are preferred. Preferably, the

Hohlzylinder eine Länge im Bereich von 2 bis 10 mm, gemäß einer Ausführungsform im Bereich von 4 bis 8 mm auf. Gemäß einer Ausführungsform weisen die Hohlzylinder einen Hollow cylinder has a length in the range of 2 to 10 mm, according to one embodiment in the range of 4 to 8 mm. According to one embodiment, the hollow cylinders have a

Außendurchmesser im Bereich von 3 bis 8 mm, gemäß einer weiteren Ausführungsform von 4 bis 7 mm auf. Die Wandstärke der Hohlzylinder liegt bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 4 mm, gemäß einer Ausführungsform im Bereich von 1 bis 2 mm Outside diameter in the range of 3 to 8 mm, according to another embodiment of 4 to 7 mm. The wall thickness of the hollow cylinder is preferably in the range of 0.5 to 4 mm, according to one embodiment in the range of 1 to 2 mm

Beispielhafte Abmessungen für geeignete Hohlzylinder sind 8 x 6 x 5 mm, 7 x 7 x 4 mm, 7 x 4 x 4 mm und 6 x 5 x 4 mm  Exemplary dimensions for suitable hollow cylinders are 8 x 6 x 5 mm, 7 x 7 x 4 mm, 7 x 4 x 4 mm and 6 x 5 x 4 mm

(Außendurchmesser x Länge x Innendurchmesser) . Gemäß einer Ausführungsform sind Hohlzylinder geeignet, die einen (Outer diameter x length x inner diameter). According to one embodiment, hollow cylinders are suitable, the one

effektiven Durchmesser im Bereich von 4 bis 10 mm, gemäß einer weiteren Ausführungsform im Bereich von 5 bis 8 mm aufweisen. Unter einem effektiven Durchmesser wird dabei das arithmetische Mittel aus Länge und Außendurchmesser des effective diameter in the range of 4 to 10 mm, according to another embodiment in the range of 5 to 8 mm. Under an effective diameter is doing the arithmetic mean of length and outside diameter of the

Trägerkörpers verstanden. Carrier body understood.

Die Trägerkörper sind bevorzugt aus einem Material aufgebaut, das eine sehr geringe Porosität aufweist, beispielsweise eine Porosität von weniger als 1 ml/100 g. Die Trägerkörper können aus üblichen Materialien hergestellt sein, beispielsweise Porzellan, Quarz, Magnesiumoxid, Zinkdioxid, Siliciumcarbid, Rutil, Tonerde (AI2O3) , Aluminiumsilicat , Magnesiumsilicat (Steatit), Zirkoniumsilicat oder Cersilicat oder aus The carrier bodies are preferably constructed of a material which has a very low porosity, for example a porosity of less than 1 ml / 100 g. The carrier bodies may be made of conventional materials, for example porcelain, quartz, magnesium oxide, zinc dioxide, silicon carbide, rutile, alumina (Al 2 O 3 ), aluminum silicate, magnesium silicate (steatite), zirconium silicate or cersilicate or aus

Mischungen der genannten Materialien. Auf den Trägerkörper ist eine Schicht aus der Aktivmasse angeordnet. Die Aktivmasse kann zusätzlich noch weitere Materialien enthalten, Mixtures of said materials. On the carrier body, a layer of the active material is arranged. The active material may additionally contain other materials,

beispielsweise ein Bindemittel. Die Aktivmasse wird for example, a binder. The active mass is

entsprechend der in der erfindungsgemäßen Reaktorvorrichtung durchgeführten Reaktion ausgewählt. selected according to the reaction carried out in the reactor apparatus according to the invention.

Die Schichtdicke der auf dem Trägerkörper aufgebrachten Schale aus der Aktivmasse wird gemäß einer Ausführungsform zwischen 10 und 800 pm und gemäß einer weiteren Ausführungsform The layer thickness of the applied on the support body shell of the active material is according to one embodiment between 10 and 800 pm and according to another embodiment

zwischen 50 und 500 pm gewählt. Bei Reaktionen mit sehr schneller Kinetik, die oftmals chosen between 50 and 500 pm. In reactions with very fast kinetics, often

diffusionslimit iert sein können, wird die Schichtdicke der auf dem Trägerkörper aufgetragenen Schale bevorzugt gering diffusion limit can be limited, the layer thickness of the applied on the carrier body shell is preferably low

gewählt, sodass beispielsweise bei Oxidat ionsreakt ionen die Part ialoxidat ion gegenüber der Totaloxidat ion stark bevorzugt ist. chosen so that, for example, in Oxidationsreakt ions, the Part ialoxidat ion against the Totaloxidat ion is strongly preferred.

Um eine gute Kontrolle der Reaktion zu erreichen, ist gemäß einer Ausführungsform vorgesehen, dass die Menge an In order to achieve a good control of the reaction, it is provided according to an embodiment that the amount of

Aktivmasse, welche in dem durch die Reaktionsstrecke S Active mass, which in the through the reaction path S

bestimmten Volumenabschnitt bereitgestellt wird, bezogen auf die Rohrwandfläche des Abschnitts im Bereich von 0,01 bis 1 g/cm2, gemäß einer Ausführungsform im Bereich von 0,02 bis 0,08 g/cm2 gewählt wird. Wird gemäß einer Ausführungsform sowohl für die certain volume portion is provided, based on the tube wall area of the section in the range of 0.01 to 1 g / cm 2 , according to one embodiment in the range of 0.02 to 0.08 g / cm 2 is selected. According to one embodiment, both for the

Katalysatorkörper der Normalrohre als auch für die Catalyst body of the normal tubes as well as for the

Katalysatorkörper der Thermorohre die gleiche Aktivmasse verwendet, kann die Katalysatoraktivität in Normalrohren und Thermorohren über die Menge an Aktivmasse eingestellt werden, die in dem betreffenden Rohr innerhalb des durch die Catalyst body of the thermal tubes used the same active mass, the catalyst activity can be adjusted in normal tubes and thermal tubes on the amount of active mass in the tube in question within the by the

Reaktionsstrecke S bestimmten Volumenabschnitts bereitgestellt wird . Reaction distance S certain volume section is provided.

Setzt man das Verhältnis der Masse an Aktivmasse zur Substituting the ratio of the mass of active mass to

Rohrwandfläche, welches für Normalrohr und Thermorohr Pipe wall surface, which is for normal pipe and thermal pipe

ermittelt wird, zueinander ins Verhältnis, so liegt dies gemäß einer Ausführungsform im Bereich von 0,8 bis 1,2, gemäß einer weiteren Ausführungsform im Bereich von 0,9 bis 1,1. is determined in relation to each other, this is according to one embodiment in the range of 0.8 to 1.2, according to another embodiment in the range of 0.9 to 1.1.

Bei dieser Ausführungsform gilt daher: In this embodiment, therefore:

(Wrn wobei bedeutet: (Wrn where:

Mm: die Masse der Aktivmasse, die in dem durch die M m : the mass of the active mass in which by the

Reaktionsstrecke S bestimmten Volumenabschnitt in dem Rohr aus der ersten Gruppe Gm bereitgestellt wird, Reaction section S certain volume section in the tube from the first group G m is provided

Mn: die Masse der Aktivmasse, die in dem durch die M n : the mass of the active mass in which by the

Reaktionsstrecke S bestimmten Volumenabschnitt in dem Rohr aus der zweiten Gruppe Gn bereitgestellt wird, Reaction section S certain volume section is provided in the tube from the second group G n ,

Wm: eine Innenfläche des Rohrs aus der ersten Gruppe Gm, die durch die Reaktionsstrecke S bestimmt ist, W m : an inner surface of the tube from the first group G m , which is determined by the reaction path S,

Wn: eine Innenfläche des Rohrs aus der zweiten Gruppe Gn, die durch die Reaktionsstrecke S bestimmt ist, a: einen Korrekturfaktor, der im Bereich von 0,8 bis 1,2 gewählt ist. Gemäß einer Ausführungsform wird a im Bereich von 0,9 bis 1,1 gewählt . W n : an inner surface of the tube of the second group G n , which is determined by the reaction distance S, a: a correction factor, which is selected in the range of 0.8 to 1.2. In one embodiment, a is chosen in the range of 0.9 to 1.1.

Die im durch die Reaktionsstrecke S definierten The im defined by the reaction path S.

Volumenabschnitt des betreffenden Rohres zur Verfügung Volume section of the relevant pipe available

gestellte Katalysatoraktivität kann gemäß einer Asked catalyst activity can according to a

Ausführungsform bei Verwendung von Schalenkatalysatoren beispielsweise dadurch eingestellt werden, dass die Aktivmasse der Katalysatorkörper Km, Kn eine gleiche Zusammensetzung aufweist und die Aktivität Ab durch die Schichtdicke der auf dem Trägerkörper aufgetragenen Aktivmasse bestimmt ist. Bei dieser Ausführungsform wird also die Menge an Aktivmasse, die in dem Volumenabschnitt des Rohres bereitgestellt wird, durch die Schichtdicke der Aktivmasse bestimmt. Eine höhere Embodiment when using coated catalysts, for example, be adjusted by the fact that the active material of the catalyst body K m , K n has a same composition and the activity A b is determined by the layer thickness of the applied on the support body active mass. In this embodiment, therefore, the amount of active material which is provided in the volume section of the tube, determined by the layer thickness of the active composition. A higher one

Schichtdicke ermöglicht es dabei, eine höhere Menge an Layer thickness makes it possible to use a higher amount

Aktivmasse bereitzustellen und damit eine höhere To provide active composition and thus a higher

Katalysatoraktivität Ab bei ansonsten identischen Catalyst activity A b with otherwise identical

Reaktionsbedingungen. Bei dieser Ausführungsform besitzt also die von den Katalysatorkörpern Km,n bereitgestellte Aktivmasse jeweils die gleiche aktivmassenbezogene Aktivitätskonstante 1. Ordnung, sodass die Einstellung der Katalysatoraktivität im durch die Reaktionsstrecke S bestimmten Volumenabschnitt des Rohres über die Menge der bereitgestellten Aktivmasse erfolgt. Reaction conditions. In this embodiment, therefore, the active mass provided by the catalyst bodies K m , n respectively has the same active mass-related activity constant 1 st order, so that the adjustment of the catalyst activity in the volume section of the pipe determined by the reaction section S is effected via the amount of active mass provided.

Gemäß weiteren Ausführungsformen lässt sich die Aktivität jedoch auch einstellen, indem die aktivmassenbezogene However, according to further embodiments, the activity can also be adjusted by the active mass-related

Aktivitätskonstante 1. Ordnung Ax b angepasst wird. Dazu kann beispielsweise die Zusammensetzung der Aktivmasse verändert werden, beispielsweise indem der Aktivmasse Promotoren oder Moderatoren beigegeben werden. Die Konzentration der Activity constant 1st order A x b is adjusted. For this purpose, for example, the composition of the active composition can be changed, for example by adding promoters or moderators to the active composition. The concentration of

Promotoren bzw. Moderatoren in der Aktivmasse kann dazu in den Katalysatorkörpern Km, Kn unterschiedlich gewählt werden. Promoters or moderators in the active composition can be chosen differently in the catalyst bodies K m , K n .

Eine Anpassung der aktivmassenbezogenen Aktivitätskonstante Ordnung Ax b der Aktivmasse und damit der innerhalb des durch die Reaktionsstrecke S bestimmten Volumenabschnitts bereitgestellten Katalysatoraktivität ΑΤ[1ιΤ1 kann aber beispielsweise auch dadurch erfolgen, dass das Porenvolumen der Aktivmasse für die Katalysatorkörper Km, Kn unterschiedlich gewählt wird. Dazu kann beispielsweise das Porenvolumen einzelner Komponenten der Aktivmasse angepasst werden. An adaptation of the active mass-related activity constant order A x b of the active mass and thus within the volume section determined by the reaction section S. However, provided catalyst activity Α Τ [1ιΤ1 can also take place, for example, that the pore volume of the active composition for the catalyst body K m , K n is chosen differently. For this purpose, for example, the pore volume of individual components of the active composition can be adjusted.

Eine weitere Ausführungsform erreicht eine Anpassung der aktivmassenbezogenen Aktivitätskonstante 1. Ordnung Ax b durch die Anpassung der Kristallitgröße der Aktivmasse in den A further embodiment achieves an adaptation of the active mass-related activity constant of the first order A x b by the adaptation of the crystallite size of the active mass in the

Katalysatorkörper Km, Kn. An sich kann der Fachmann zur Anpassung der Catalyst body K m , K n . In itself, the skilled person can adapt the

Katalysatoraktivität in den Volumenabschnitten des Normalrohrs bzw. des Thermorohrs auf alle Maßnahmen zurückgreifen, die zu einer Modifikation der aktivmassenbezogenen  Catalyst activity in the volume sections of the normal pipe or the thermal tube to resort to all measures resulting in a modification of the active mass

Aktivitätskonstante 1. Ordnung Ax b der Aktivmasse führen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Anpassung der in den Volumenabschnitten bereitgestellten Katalysatoraktivität Am,n dadurch erreicht, dass die Katalysatorkörper Km, Kn eine unterschiedliche Geometrie aufweisen. Die Katalysatorkörper in den Normalrohren und den Thermorohren können dazu in beiden Rohren die gleiche Form aufweisen, beispielsweise Kugeln oder Hohlzylinder, wobei die Abmessungen der Formkörper im Activity constant 1st order A x b of the active material lead. According to a further embodiment, the adaptation of the catalyst activity A m , n provided in the volume sections is achieved by virtue of the fact that the catalyst bodies K m , K n have a different geometry. The catalyst body in the normal tubes and the thermal tubes can have the same shape in both tubes, for example, balls or hollow cylinders, wherein the dimensions of the moldings in the

Normalrohr und im Thermorohr jedoch unterschiedlich gewählt sind. Dadurch kann der Effekt ausgenutzt werden, dass kleinere Katalysatorkörper eine höhere geometrische Oberfläche Normal pipe and in the thermal tube, however, are chosen differently. Thereby, the effect can be exploited that smaller catalyst body has a higher geometric surface

aufweisen und in der Regel so eine größere Schüttdichte erhalten werden kann. Werden beispielsweise kugelförmige and as a rule such a greater bulk density can be obtained. Become for example spherical

Katalysatorkörper gewählt, kann bei gleicher Schichtdicke der Aktivmasse durch die Verwendung kleinerer Kugeln die Menge an Aktivmasse in dem durch die Reaktionsstrecke S bestimmten Volumenabschnitt erhöht werden. Es ist aber auch möglich, in den durch die Reaktionsstrecke S bestimmten Volumenabschnitten von Normal- und Thermorohr Katalysatorkörper vorzusehen, die sich in ihrer Form unterscheiden. Gemäß einer Ausführungsform werden Schalenkatalysatoren verwendet, wobei der Schalenkatalysator die Form eines Catalyst selected, the amount of active material in the volume section determined by the reaction section S can be increased by using smaller balls with the same layer thickness of the active mass. But it is also possible to provide in the determined by the reaction section S volume portions of normal and thermal tube catalyst body, which differ in their shape. According to one embodiment, shell catalysts are used, wherein the shell catalyst takes the form of a

Hohlzylinders aufweist. Um die Menge an Aktivmasse, die in dem durch die Reaktionsstrecke S bestimmten Volumenabschnitt bereitgestellt wird, zu modifizieren, können dann Trägerkörper verwendet werden, die einen kleineren Innen- bzw. Hollow cylinder has. In order to modify the amount of active material that is provided in the volume section determined by the reaction section S, then carrier bodies can be used, which have a smaller inner or

Außendurchmesser oder eine geringere Länge aufweisen als die Trägerkörper der Katalysatorkörper in den Rohren der jeweils anderen Gruppe . Es ist aber auch möglich, dass die Katalysatorkörper in Outer diameter or a shorter length than the carrier body of the catalyst body in the tubes of the other group. But it is also possible that the catalyst body in

Thermorohr und Normalrohr vollständig unterschiedlich gewählt sind, also beispielsweise in einem Rohr die Katalysatorkörper die Form von Hohlzylindern aufweisen während in den anderen Rohren die Katalysatorkörper die Form von Kugeln aufweisen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Anpassung der in dem durch die Reaktionsstrecke S bestimmten Volumenabschnitt bereit gestellte Katalysatoraktivität dadurch erfolgt, dass den Katalysatorkörpern Inertkörper zugegeben werden. Werden in den durch die Reaktionsstrecke S bestimmten Volumenabschnitten gleiche Katalysatorkörper eingesetzt, kann die Katalysatoraktivität dadurch eingestellt werden, dass die Katalysatorkörper in einem der Rohre durch Zugabe von  Thermal tube and normal tube are chosen completely different, so for example in a tube, the catalyst body having the shape of hollow cylinders while in the other tubes, the catalyst body having the form of balls. According to a further embodiment, it is provided that the adaptation of the catalyst activity provided in the volume section determined by the reaction section S takes place by adding inert bodies to the catalyst bodies. If identical catalyst bodies are used in the volume sections determined by the reaction section S, the catalyst activity can be adjusted by the fact that the catalyst bodies in one of the tubes are replaced by the addition of

Inertkörpern „verdünnt" werden. Die Inertkörper können die gleiche Form aufweisen, wie die Katalysatorkörper oder auch eine von diesen abweichende Form aufweisen. The inert bodies can have the same shape as the catalyst bodies or else have a different form from them.

Schließlich ist es auch möglich, die oben beschriebenen Finally, it is also possible the ones described above

Maßnahmen zu kombinieren, um die erforderliche Combine action to the required

Katalysatoraktivität zu erreichen. Catalyst activity to achieve.

Die erfindungsgemäße Reaktorvorrichtung kann so ausgestaltet sein, dass in den Normalrohren und den Thermorohren die The reactor device according to the invention can be designed so that in the normal tubes and the thermal tubes the

Schüttung über die gesamte Länge des Katalysatorbetts jeweils homogene Eigenschaften aufweist. Bei dieser Ausführungsform ist also nur eine Reaktionsstrecke S im Normalrohr bzw. Bed throughout the entire length of the catalyst bed each having homogeneous properties. In this embodiment So is only one reaction path S in the normal pipe or

Thermorohr vorgesehen. Thermo tube provided.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass in den Rohren der ersten Gruppe Gm und in den Rohren der zweiten Gruppe Gn mehr als eine Reaktionsstrecke S vorgesehen ist, wobei die Reaktionsstrecken Sa jeweils Volumenabschnitte in den Rohren definieren, und in den Volumenabschnitten According to a further embodiment, it is provided that more than one reaction section S is provided in the tubes of the first group G m and in the tubes of the second group G n , the reaction sections S a respectively defining volume sections in the tubes, and in the volume sections

unterschiedliche Katalysatorkörper Ka m, Κα η angeordnet sind, bezeichnet dabei jeweils eine Schicht in den Rohren der different catalyst body K a m , Κ α η are arranged, each case denotes a layer in the tubes of

Gruppen Gm und Gn in welcher die betreffende Reaktionsstrecke Sa angeordnet ist. Sind beispielsweise drei Schichten von Groups G m and G n in which the respective reaction section S a is arranged. For example, are three layers of

Katalysatorkörpern in den Normalrohren bzw. den Thermorohren angeordnet, so bezeichnet die erste, zweite bzw. dritte Schicht, nimmt hier also die Werte 1, 2 bzw. 3 an. Allgemein bezeichnet einen Index, welcher den Wert ganzer Zahlen zwischen 1 und der Anzahl der im Reaktionsrohr vorhandenen Schichten von Katalysatorkörpern annehmen kann. Arranged catalyst bodies in the normal tubes or the thermal tubes, so called the first, second or third layer, so here assumes the values 1, 2 and 3, respectively. In general, an index which can take the value of integers between 1 and the number of layers of catalyst bodies present in the reaction tube.

Eine derartige Ausführungsform entspricht einem Such an embodiment corresponds to a

Katalysatorbett, welches mehrere Schichten umfasst, wobei die in den einzelnen Schichten enthaltenen Katalysatorkörper unterschiedlich gewählt sind. Auf diese Weise kann ein Catalyst bed comprising a plurality of layers, wherein the catalyst bodies contained in the individual layers are selected differently. This way you can

bestimmtes Aktivitätsprofil im Normalrohr eingestellt werden und dadurch beispielsweise die Bildung von Nebenprodukten gesteuert oder eine Totaloxidation unterdrückt werden. In jeder einzelnen Schicht wird dann eine Anpassung der im certain activity profile can be set in the normal tube and thereby controlled, for example, the formation of by-products or a total oxidation can be suppressed. In each individual shift then an adaptation of the

Normalrohr bzw. im Thermorohr bereitgestellten Normal pipe or provided in the thermal tube

Katalysatoraktivität vorgenommen, sodass das durch die Catalyst activity, so that by the

Verwendung unterschiedlicher Katalysatorkörper im Normalrohr ausgebildete Temperaturprofil in den Thermorohren entsprechend abgebildet wird. Use of different catalyst body formed in the normal tube formed temperature profile in the thermal tubes accordingly.

Gemäß einer Ausführungsform umfassen die Rohre der Gruppe Gm bzw. Gn jeweils zumindest zwei Reaktionsstrecken Sa, gemäß einer weiteren Ausführungsform zumindest drei Reaktionsstrecken Sa und gemäß noch einer weiteren According to one embodiment, the tubes of the group G m or G n each comprise at least two reaction sections S a , according to a further embodiment, at least three Reaction sections S a and according to yet another

Ausführungsform zumindest vier Reaktionsstrecken Sa . Gemäß einer Ausführungsform sind in den Rohren jeweils genau zwei Reaktionsstrecken Sa, gemäß einer weiteren Ausführungsform jeweils genau drei Reaktionsstrecken Sa und gemäß noch einer weiteren Ausführungsform jeweils genau vier Reaktionsstrecken Sa angeordnet. Die Länge der einzelnen Reaktionsstrecken Sa kann innerhalb eines Rohres gleich oder unterschiedlich gewählt werden. Zwischen den verschiedenen Gruppen Gm, Gn von Rohren sind die entsprechenden Reaktionsstrecken Sa jedoch vorzugsweise jeweils gleich lang gewählt, sodass eine Embodiment at least four reaction sections S a . According to one embodiment, precisely two reaction sections S a , in each case exactly exactly three reaction sections S a are arranged in the tubes , and exactly four reaction sections S a are arranged according to a further embodiment. The length of the individual reaction sections S a can be chosen equal or different within a tube. However, between the various groups G m , G n of tubes, the corresponding reaction sections S a are preferably selected to be the same length, so that a

Abbildung des im Normalrohr erzeugten Temperaturprofils im Thermorohr möglich ist. Illustration of the temperature profile generated in the standard tube in the thermal tube is possible.

Innerhalb der Rohre einer bestimmten Gruppe umfassen die verschiedenen Reaktionsstrecken Sa dann Bereiche, die eine unterschiedliche Katalysatoraktivität bereitstellen. Within the tubes of a particular group, the various reaction sections S a then comprise regions that provide different catalyst activity.

Bei der erfindungsgemäßen Reaktorvorrichtung wird die In the reactor device according to the invention is the

modifizierte Verweilzeit Tm0d so eingestellt, dass sie modified residence time T m0 d adjusted so that they

innerhalb üblicher Fehlergrenzen und technischer Schwankungen für alle Rohre im Wesentlichen gleich ist. within normal error limits and technical variations for all tubes is substantially the same.

Dabei wird gemäß einer Ausführungsform so vorgegangen, dass in einem ersten Arbeitsschritt zur Einstellung des Druckabfalls aller Normalrohre, insbesondere zur Erhöhung des Druckabfalls, eine Schicht aus Inertkörpern vorgesehen wird. Diese In this case, according to one embodiment, the procedure is such that a layer of inert bodies is provided in a first working step for setting the pressure drop of all normal tubes, in particular for increasing the pressure drop. These

Inertkörper weisen vorzugsweise eine andere Geometrie auf als die Katalysatorkörper. Beispielsweise kann zur Erhöhung des Druckabfalls eine Schicht aus Sand vorgesehen werden, wodurch der Druckabfall erhöht werden kann. Diese Schicht aus Inert bodies preferably have a different geometry than the catalyst body. For example, to increase the pressure drop, a layer of sand can be provided, whereby the pressure drop can be increased. This layer off

Inertkörpern wird vorzugsweise auf der Gasaustrittsseite des Katalysatorbetts vorgesehen. Sofern der Druckabfall in einem der Rohre erniedrigt werden soll, kann auch in der Weise vorgegangen werden, dass die Länge des im betreffenden Rohr angeordneten Katalysatorbetts verkürzt wird. Die Reaktionsstrecke S kann dann gegebenenfalls an das verkürzte Katalysatorbett angepasst werden. Die Normalrohre sind nun auf eine bestimmte modifizierte Verweilzeit ~um0d eingestellt. Inert bodies are preferably provided on the gas exit side of the catalyst bed. If the pressure drop in one of the tubes is to be reduced, it is also possible to proceed in such a way that the length of the catalyst bed arranged in the relevant tube is shortened. The Reaction path S can then optionally be adapted to the shortened catalyst bed. The normal tubes are now set to a certain modified residence time ~ u m0d .

Die modifizierte Verweilzeit ~um0d der Thermorohre wird nun in einem zweiten Arbeitsschritt an diese vorab abgeglichenenThe modified residence time ~ u m0d of the thermal tubes is now adjusted in a second step to this in advance

Normalrohre angepasst. Über die durch das Katalysatorbett des betreffenden Rohres geleitete Gasmenge lässt sich dann die modifizierte Verweilzeit ~um0d berechnen. Die modifizierte Normal pipes adjusted. The modified residence time ~ u m0d can then be calculated via the amount of gas passed through the catalyst bed of the relevant pipe. The modified one

Verweilzeit ~um0d lässt sich angleichen, indem Katalysatorkörper ergänzt bzw. weggenommen werden, bis die gewünschte Residence time ~ u m0d can be adjusted by adding or removing catalyst bodies until the desired

modifizierte Verweilzeit ~um0d für die Thermorohre erreicht ist. modified residence time ~ u m0d is reached for the thermal tubes.

Bei der praktischen Umsetzung wird bei einem Reaktor bestehend aus einem Bündel einer Vielzahl von Reaktionsrohren durch Messung der Katalysatorfüllhöhe und des Druckabfalls eines jeden Rohres sichergestellt, dass a) keine Fehlfüllungen In the practice, in a reactor consisting of a bundle of a plurality of reaction tubes, by measuring the catalyst fill height and the pressure drop of each tube, it is ensured that a) no misfillings

(leere Rohre, Brückenbildung, etc.) auftreten und b) die modifizierte Verweilzeit Tm0d in allen Rohren einer Gruppe, i.e. Normalrohre, im Rahmen der messtechnischen Toleranz im Wesentlichen identisch ist. Um einen möglichst idealen Zustandes beim Füllen eines (empty tubes, bridge formation, etc.) occur and b) the modified residence time T m0d in all tubes of a group, ie normal tubes, is substantially identical within the metrological tolerance. To be as ideal as possible when filling a

technischen Reaktors zu erreichen wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform folgendermaßen vorgegangen: To achieve technical reactor is according to a preferred embodiment, proceed as follows:

1. Es werden alle Normalrohre gefüllt. Hierbei wird für ein Referenzensemble von Rohren (beispielsweise 200 Rohre) ermittelt, welche Schüttdichten mit welcher 1. All normal pipes are filled. In this case, it is determined for a reference ensemble of tubes (for example 200 tubes) which bulk densities with which

Standardabweichung in den Normalrohren vorliegen. Für diese Referenzrohre wird ebenfalls der Druckabfall und dessen Standardabweichung bestimmt.  Standard deviation in the normal tubes are present. For these reference tubes also the pressure drop and its standard deviation is determined.

2. Sind alle Rohre gefüllt, wird die Schütthöhe in allen 2. When all tubes are filled, the dump height will be in all

Rohren gemessen, um sicherzustellen, dass in allen Rohren das gleiche Katalysatorvolumen gefüllt ist. (tolerierte Abweichung +/- 1,6 - 2,3 % der Schütthöhe. Fehlgefüllte Rohre werden entleert und neu gefüllt. Measured tubes to ensure that the same volume of catalyst is filled in all tubes. (tolerated Deviation +/- 1.6 - 2.3% of the dumping height. Misfed pipes are emptied and refilled.

3. Sind alle Rohre wie oben kontrolliert und korrigiert, wird der Druckabfall aller Normalrohre gemessen und die Standardabweichung bestimmt. Der Druckabfall aller 3. If all tubes are checked and corrected as above, the pressure drop of all normal tubes is measured and the standard deviation determined. The pressure drop of all

Normalrohre soll nicht mehr als 7% vom Mittelwert  Normal pipes should not exceed 7% of the mean

abweichen. Rohre mit größeren oder niedrigeren  differ. Pipes with larger or lower

Druckabfällen werden entleert und neu gefüllt.  Pressure drops are emptied and refilled.

4. Erst wenn alle Normalrohre gefüllt, kontrolliert und 4. Only when all normal pipes filled, controlled and

evtl. korrigiert sind, werden die Thermorohre mit Hilfe der für die Normalrohre bestimmten kritischen Parameter gefüllt, kontrolliert und angepasst.  may be corrected, the thermal tubes are filled, controlled and adjusted using the critical parameters determined for the normal tubes.

Durch die Verwendung einer entsprechenden Aktivmasse kann die Reaktorvorrichtung an sich an alle Reaktionen angepasst werden, die der heterogenen Katalyse zugänglich sind. By using a corresponding active mass, the reactor device can be adapted per se to all reactions that are accessible to heterogeneous catalysis.

Bevorzugt wird die Reaktorvorrichtung für solche Reaktionen verwendet, die in der Gasphase durchgeführt werden. Gemäß einer Ausführungsform wird die Reaktorvorrichtung für Preferably, the reactor apparatus is used for such reactions which are carried out in the gas phase. According to one embodiment, the reactor apparatus for

Reaktionen verwendet, die diffusionskontrolliert ablaufen und für welche gemäß einer Ausführungsform beispielsweise Used reactions that are diffusion-controlled and for which according to one embodiment, for example

Schalenkatalysatoren eingesetzt werden. Die Reaktionen können dabei sowohl exotherm als auch endotherm verlaufen. Shell catalysts can be used. The reactions can be both exothermic and endothermic.

Entsprechend kann durch das in der Reaktorvorrichtung Accordingly, by the in the reactor device

vorgesehene Wärmeträgermedium entweder Wärme aus der provided heat transfer medium either heat from the

Reaktorvorrichtung abgeführt werden, wenn die Reaktion Reactor device be discharged when the reaction

exotherm verläuft, oder es kann Wärme zugeführt werden, wenn die Reaktion endotherm verläuft. Besonders gut eignet sich die erfindungsgemäße Reaktorvorrichtung für die Durchführung exothermer Reaktionen, wie Oxidations-, Dehydrierungs-, exothermic or heat may be supplied if the reaction is endothermic. The reactor device according to the invention is particularly well suited for carrying out exothermic reactions, such as oxidation, dehydrogenation,

Hydrierungs- und Oxidehydrierungsreaktionen, wobei als Hydrogenation and oxydehydrogenation reactions, wherein as

Beispiele die Herstellung von Phthalsäureanhydrid aus o-Xylol, von Acrolein aus Propen, von Acrylsäure aus Propen/Acrolein, von Methacrylsäure aus Methacrolein, von Methacrolein aus i-Buten, von Acrylnitril aus Propen, von Formaldehyd aus Methanol, von Ethylenoxid aus Ethylen oder die Herstellung von Maleinsäureanhydrid aus Butan genannt werden können. Examples are the preparation of phthalic anhydride from o-xylene, from acrolein from propene, from acrylic acid from propene / acrolein, from methacrylic acid from methacrolein, from methacrolein i-butene, from acrylonitrile from propene, from formaldehyde from methanol, from ethylene oxide from ethylene or the production of maleic anhydride from butane.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die According to a preferred embodiment, the

erfindungsgemäße Reaktorvorrichtung für die Herstellung von Phthalsäureanhydrid aus o-Xylol und/oder Naphthalin Reactor device according to the invention for the production of phthalic anhydride from o-xylene and / or naphthalene

eingerichtet. Dabei kann an sich auf bekannte set up. It can in itself to known

Reaktorvorrichtungen und Katalysatoren für die Herstellung von Phthalsäureanhydrid durch Oxidation von o-Xylol und/oder  Reactor devices and catalysts for the production of phthalic anhydride by oxidation of o-xylene and / or

Naphthalin zurückgegriffen werden. Naphthalene be resorted to.

Die Befüllung der Reaktorvorrichtung bzw. die Anpassung der Katalysatoraktivität in den Normalrohren sowie den The filling of the reactor device or the adjustment of the catalyst activity in the normal tubes and the

Thermorohren wird jedoch entsprechend der oben beschriebenen Reaktorvorrichtung vorgenommen. Die Partialoxidation von o-Xylol und/oder Naphthalin zu However, thermal tubes are made according to the reactor apparatus described above. The partial oxidation of o-xylene and / or naphthalene to

Phthalsäureanhydrid kann in der Weise durchgeführt werden, dass in den Normalrohren bzw. den Thermorohren nur eine einzelne aus den Katalysatorkörpern gebildete Schicht  Phthalic anhydride can be carried out in such a way that in the normal tubes or the thermal tubes only a single layer formed from the catalyst bodies

angeordnet ist. Insbesondere bei der Partialoxidation von o- Xylol und/oder Naphthalin zur Herstellung von is arranged. In particular, in the partial oxidation of o-xylene and / or naphthalene for the preparation of

Phthalsäureanhydrid ist jedoch bevorzugt, mehrere Schichten von unterschiedlichen Katalysatoren in den Rohren anzuordnen, wobei sich die Katalysatoren der in einem Rohr vorgesehenen Schichten beispielsweise in ihrer Zusammensetzung und  However, phthalic anhydride is preferred to arrange several layers of different catalysts in the tubes, wherein the catalysts of the provided in a tube layers, for example, in their composition and

insbesondere in ihrer Aktivität unterscheiden können. Dies ermöglicht es, die Bildung von Nebenprodukten, beispielsweise von Phthalid, zurückzudrängen. Die erfindungsgemäße Anpassung der in der anderen Gruppe von Rohren angeordneten especially in their activity. This makes it possible to suppress the formation of by-products, for example phthalide. The adaptation according to the invention arranged in the other group of tubes

Katalysatorkörper erfolgt dann für jede Schicht nach den oben beschriebenen Grundsätzen. Catalyst body then takes place for each layer according to the principles described above.

Die für die Herstellung von Phthalsäureanhydrid verwendeten Katalysatoren beruhen vorzugsweise auf Vanadiumpentoxid und Titandioxid. Das Titandioxid wird im Allgemeinen in der The catalysts used for the production of phthalic anhydride are preferably based on vanadium pentoxide and Titanium dioxide. The titanium dioxide is generally used in the

Anatas-Modifikation eingesetzt und weist eine spezifische Oberfläche im Bereich von 10 bis 50 m2/g auf. Neben den Anatase modification used and has a specific surface area in the range of 10 to 50 m 2 / g. In addition to the

genannten Komponenten können übliche weitere Komponenten in der Aktivmasse enthalten sein, wodurch die Aktivität des Components mentioned may contain conventional other components in the active composition, whereby the activity of the

Katalysators in der gewünschten Weise angepasst werden kann. Die Zusammensetzung der Aktivmasse wird bevorzugt in den folgenden Bereichen gewählt:  Catalyst can be adjusted in the desired manner. The composition of the active composition is preferably selected in the following ranges:

V205 1 bis 25 Gew.-% V 2 0 5 1 to 25% by weight

Sb203 0 bis 4 Gew. o, Sb 2 0 3 0 to 4 wt.

o  O

Cs 0 bis 1 Gew.-%  Cs 0 to 1% by weight

P 0 bis 2 Gew.-% o · Neben diesen Komponenten können noch weitere übliche  P 0 to 2 wt .-% o · In addition to these components, other common

Verbindungen in der Aktivmasse enthalten sein, mit welchen die Aktivität des Katalysators modifiziert werden kann. Solche Verbindungen sind beispielsweise Verbindungen der Alkali- und Erdalkalimetalle, Thallium, Antimon, Eisen, Niob, Kobalt, Molybdän, Silber, Wolfram, Zinn, Blei sowie Wismut. In der aktiven Form des Katalysators liegen diese Elemente meist in der Form ihrer Oxide vor. Der Anteil dieser Metalle, berechnet als stabilstes Oxid und bezogen auf die Aktivmasse in ihrer aktiven Form, liegt bevorzugt im Bereich von 0 bis 3 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 2 Gew.-%. Die genannten Elemente bzw. deren Compounds may be contained in the active composition, with which the activity of the catalyst can be modified. Such compounds include compounds of the alkali and alkaline earth metals, thallium, antimony, iron, niobium, cobalt, molybdenum, silver, tungsten, tin, lead and bismuth. In the active form of the catalyst, these elements are usually in the form of their oxides. The proportion of these metals, calculated as the most stable oxide and based on the active composition in its active form, is preferably in the range of 0 to 3 wt .-%, preferably 0 to 2 wt .-%. The elements mentioned or their

Oxide können alleine oder auch in Form eines Gemisches in der Aktivmasse enthalten sein. Der auf 100 Gew.-% fehlende Anteil der Aktivmasse, bezogen auf ihre aktivierte oxidische Form, wird bevorzugt durch T1O2 gebildet, wobei dieses bevorzugt in der Anatas-Modifikation vorliegt. Das T1O2 weist bevorzugt eine BET-Oberfläche von mindestens 15 m2/g, weiter bevorzugt eine BET-Oberfläche zwischen 15 und 60 m2/g, insbesondere eine BET- Oberfläche zwischen 15 und 45 m2/g und besonders bevorzugt zwischen 15 und 40 m2/g auf. Sofern die erfindungsgemäße Reaktorvorrichtung für eine Oxides may be present alone or in the form of a mixture in the active composition. The missing to 100 wt .-% proportion of the active composition, based on their activated oxidic form, is preferably formed by T1O 2 , which is preferably present in the anatase modification. The T1O 2 preferably has a BET surface area of at least 15 m 2 / g, more preferably a BET surface area of between 15 and 60 m 2 / g, in particular a BET surface area of between 15 and 45 m 2 / g and particularly preferably between 15 and 40 m 2 / g. If the reactor device according to the invention for a

Anwendung für die Gasphasenoxidation von o-Xylol und/oder Naphthalin ausgestaltet ist, werden die Katalysatorkörper bevorzugt als Schalenkatalysatoren bereitgestellt. Ein solcher Schalenkatalysator umfasst einen inerten Application designed for the gas phase oxidation of o-xylene and / or naphthalene, the catalyst bodies are preferably provided as shell catalysts. Such a shell catalyst comprises an inert

Trägerkörper, welcher unter den Reaktionsbedingungen inert ist. Geeignete Materialien und Formen für die Trägerkörper wurden bereits weiter oben beschrieben. Auf den Trägerkörper wird die Aktivmasse in Form einer dünnen Schicht aufgebracht. Die Schichtdicke der auf den Trägerkörper aufgebrachten  Carrier which is inert under the reaction conditions. Suitable materials and shapes for the carrier bodies have already been described above. On the carrier body, the active composition is applied in the form of a thin layer. The layer thickness of the applied to the carrier body

Aktivmasse wird bevorzugt im Bereich von 50 bis 500 pm Active composition is preferably in the range of 50 to 500 pm

gewählt. Die Aktivmasse kann in Form einer einzelnen Schicht aufgebracht sein. Es ist aber auch möglich, zwei oder mehrere Schichten der gleichen oder von unterschiedlich selected. The active material may be applied in the form of a single layer. It is also possible to have two or more layers of the same or different

zusammengesetzten Aktivmassen auf dem Trägerkörper vorzusehen. to provide composite active masses on the carrier body.

Um eine hohe Ausbeute an Phthalsäure zu erhalten und die To obtain a high yield of phthalic acid and the

Bildung von Nebenprodukten zu unterdrücken, werden in den Rohren der erfindungsgemäßen Reaktorvorrichtung bevorzugt mehrere Schichten von Katalysatorkörpern angeordnet, wobei sich die einzelnen Schichten innerhalb eines Rohres in ihrer Aktivität unterscheiden. In order to suppress the formation of by-products, several layers of catalyst bodies are preferably arranged in the tubes of the reactor apparatus according to the invention, wherein the individual layers within a tube differ in their activity.

Gemäß einer Ausführungsform weist die zur Gaseintrittsseite hin gelegene Schicht die niedrigste katalytische Aktivität auf. Die sich zur Gasaustrittsseite hin anschließenden According to one embodiment, the gas inlet side layer has the lowest catalytic activity. The adjoining to the gas outlet side

Schichten weisen dann eine steigende katalytische Aktivität auf, sodass die zur Gasaustrittsseite hin angeordnete Schicht die höchste katalytische Aktivität aufweist. Layers then have an increasing catalytic activity, so that the gas outlet side arranged layer has the highest catalytic activity.

Neben einem Aktivitätsprofil, bei welchem die katalytische Aktivität in Richtung von der Gaseintrittsseite zur In addition to an activity profile in which the catalytic activity in the direction from the gas inlet side to

Gasaustrittsseite hin schrittweise zunimmt, kann auch ein anderes Aktivitätsprofil gewählt werden. Beispielsweise kann zur Gaseintrittsseite zunächst eine Schicht vorgesehen sein, deren katalytische Aktivität höher ist als die katalytische Aktivität der sich in Richtung der Gasaustrittsseite hin anschließenden Schicht. Bei der erfindungsgemäßen Gas outlet side gradually increases, also a different activity profile can be selected. For example, at first a layer may be provided for the gas inlet side, the catalytic activity of which is higher than the catalytic activity of the layer which adjoins in the direction of the gas outlet side. In the inventive

Reaktorvorrichtung spiegelt sich das Aktivitätsprofil, wie es beispielsweise im Normalrohr eingestellt wird, im Reactor device reflects the activity profile, as it is adjusted for example in the normal tube, in

Aktivitätsprofil des Thermorohrs wieder, sodass das im  Activity profile of the thermal tube again, so that in the

Thermorohr gemessene Temperaturprofil für die Thermal tube measured temperature profile for the

Temperaturverteilung im Normalrohr repräsentativ ist. Temperature distribution in the standard pipe is representative.

Werden bei der Partialoxidation von o-Xylol und/oder Be in the partial oxidation of o-xylene and / or

Naphthalin zu Phthalsäureanhydrid mehrere Schichten Naphthalene to phthalic anhydride multiple layers

unterschiedlicher Katalysatorkörper in einem Rohr angeordnet, so wird die Ausdehnung der einzelnen Schichten bevorzugt im Bereich von 30 bis 200 cm gewählt, wobei die Anordnung der Katalysatorschichten insgesamt eine Ausdehnung in different catalyst body arranged in a tube, the expansion of the individual layers is preferably selected in the range of 30 to 200 cm, the arrangement of the catalyst layers as a whole an expansion in

Längsrichtung der Rohre von bevorzugt zwischen 2 und 3,50 m aufweist . Lengthwise of the tubes of preferably between 2 and 3.50 m.

Bei der erfindungsgemäßen Reaktorvorrichtung wird die In the reactor device according to the invention is the

Katalysatoraktivität in den Rohren der beiden Gruppen Gm, Gn entsprechend der oben beschriebenen Formel angepasst. Dazu können die bereits oben beschriebenen Maßnahmen durchgeführt werden. Um eine Steigerung der Katalysatoraktivität im betreffenden durch die Reaktionsstrecke S definierten Catalyst activity in the tubes of the two groups G m , G n adapted according to the formula described above. For this purpose, the measures already described above can be carried out. To an increase in the catalyst activity in the relevant defined by the reaction path S.

Volumenabschnitt zu erreichen, kann im durch die Volume section can be reached by the

Reaktionsstrecke S bestimmten Volumenabschnitt ein höherer Aktivmassegehalt als in den Rohren der jeweils anderen Gruppe vorgesehen werden. Es kann aber auch direkt die Aktivität der Aktivmasse erhöht werden, indem beispielsweise die Aktivmasse einen höheren Vanadiumgehalt und/oder einen geringeren Sb- Gehalt und/oder einen geringeren Cs-Gehalt aufweist. Um die Aktivität der Aktivmasse zu steigern, kann auch ein T1O2 mit einer höheren BET-Oberfläche vorgesehen werden. Ferner können der Aktivmasse Promotoren beigegeben werden oder deren Anteil erhöht werden, welche die Aktivität der Aktivmasse steigern. Ebenso kann der Anteil an dämpfenden Promotoren in der Reaction section S certain volume section is provided a higher active mass content than in the tubes of the other group. However, it is also possible to increase the activity of the active composition directly by, for example, the active composition having a higher vanadium content and / or a lower Sb content and / or a lower Cs content. To increase the activity of the active composition, a T1O 2 with a higher BET surface area can also be provided. Furthermore, promoters can be added to the active composition or their proportion can be increased, which increase the activity of the active composition. Similarly, the proportion of attenuating promoters in the

Aktivmasse erniedrigt werden. Active mass to be lowered.

Um den Aktivmassegehalt im Volumenabschnitt zu steigern, kann beispielsweise die Schichtdicke der Aktivmasse auf dem To increase the active material content in the volume section, for example, the layer thickness of the active composition on the

Trägerkörper erhöht werden. Es kann aber auch die Geometrie des Trägerkörpers in der Weise verändert werden, dass die Schüttdichte erhöht wird. Kombinationen dieser Maßnahmen sind ebenfalls möglich. Carrier body can be increased. However, it is also possible to change the geometry of the carrier body in such a way that the bulk density is increased. Combinations of these measures are also possible.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Reaktorvorrichtung für die Herstellung von Acrolein durch Oxidation von Propen und/oder von Acrylsäure aus Acrolein, oder für die Herstellung von Methacrolein durch Oxidation von Isobuten und/oder von Methacrylsäure aus Methacrolein According to a further embodiment, the reactor device according to the invention for the production of acrolein by oxidation of propene and / or acrylic acid from acrolein, or for the production of methacrolein by oxidation of isobutene and / or methacrylic acid from methacrolein

eingerichtet. Auch bei diesen Reaktionen kann an sich auf bekannte Reaktorvorrichtungen und Katalysatoren für die set up. Also in these reactions can be per se known reactor devices and catalysts for the

Herstellung von Acrolein und Acrylsäure durch Oxidation von Propen bzw. Acrolein oder für die Herstellung von Methacrolein und Methacrylsäure durch Oxidation von Isobuten bzw. Production of acrolein and acrylic acid by oxidation of propene or acrolein or for the production of methacrolein and methacrylic acid by oxidation of isobutene or

Methacrolein zurückgegriffen werden. Die Befüllung der Methacrolein be resorted to. The filling of the

Reaktorvorrichtung bzw. die Anpassung der Katalysatoraktivität in den Normalrohren sowie den Thermorohren wird jedoch Reactor device or the adaptation of the catalyst activity in the normal tubes and the thermal tubes, however

entsprechend zur oben beschriebenen Reaktorvorrichtung corresponding to the reactor device described above

vorgenommen . performed .

Wie bereits bei der Partialoxidation von o-Xylol und/oder Naphthalin beschrieben, kann auch bei der Partialoxidation von Propen bzw. Isobuten oder von Acrolein bzw. Methacrolein eine einzelne Katalysatorschicht in den Normalrohren bzw. den As already described in the partial oxidation of o-xylene and / or naphthalene, even in the partial oxidation of propene or isobutene or of acrolein or methacrolein, a single catalyst layer in the normal tubes or the

Thermorohren vorgesehen sein. Es ist aber auch möglich, mehrere Schichten von Katalysatoren in den Rohren anzuordnen, wobei die Zusammensetzung und damit die Aktivität der Thermo tubes may be provided. But it is also possible to arrange several layers of catalysts in the tubes, the composition and thus the activity of the

Katalysatoren in den einzelnen Schichten unterschiedlich ist. Für die Partialoxidation können sowohl Vollkatalysatoren als auch Schalenkatalysatoren verwendet werden. Um die Catalysts in the individual layers is different. For the partial oxidation, both unsupported catalysts and coated catalysts can be used. To the

Katalysatoraktivität bei Verwendung von Vollkatalysatoren einzustellen, können beispielsweise Katalysatorkörper mit unterschiedlicher Geometrie verwendet werden, sodass letztlich die Schüttdichte der Katalysatorkörper in Normal- und Catalyst activity can be adjusted when using full catalysts, for example, catalyst bodies with different geometry can be used, so that ultimately the bulk density of the catalyst body in normal and

Thermorohren unterschiedlich ist. Alternativ kann die Thermo tubes is different. Alternatively, the

Aktivmasse mit einem inerten Material verdünnt werden, um die Katalysatoraktivität im jeweiligen Rohr anpassen zu können. Schließlich können die Katalysatorkörper auch mit inerten Körpern verdünnt werden, um die Katalysatoraktivität im jeweiligen Rohr auf einen bestimmten Wert einzustellen, sodass das Verhältnis der Katalysatoraktivität von Normalrohr und Thermorohr auf den gewünschten Wert eingestellt wird bei ansonsten vergleichbarer modifizierter Verweilzeit Tm0d- Bei Verwendung von Schalenkatalysatoren kann die Active mass can be diluted with an inert material to adjust the catalyst activity in the respective tube can. Finally, the catalyst bodies can also be diluted with inert bodies in order to adjust the catalyst activity in the respective tube to a specific value, so that the ratio of the catalyst activity of the standard pipe and the thermal tube is set to the desired value with an otherwise comparable modified residence time T m0 d- Shell catalysts can the

Katalysatoraktivität mit Mitteln eingestellt werden, wie sie bereits weiter oben beschrieben wurden, also beispielsweise durch Einstellung der Schichtdicke der Aktivmasseschicht auf dem inerten Trägerkörper.  Catalyst activity can be adjusted with agents, as described above, so for example by adjusting the layer thickness of the active material layer on the inert support body.

Als Aktivmasse können an sich Katalysatormassen verwendet werden, wie sie bereits aus dem Stand der Technik bekannt sind. Geeignete Katalysatoren für die Partialoxidat ion von Propen bzw. von Isobuten für die Herstellung von Acrolein oder von Methacrolein beruhen beispielsweise auf Molybdän und As the active composition can be used as catalyst masses, as they are already known from the prior art. Suitable catalysts for the Partialoxidat ion of propene and isobutene for the production of acrolein or methacrolein based for example on molybdenum and

Wismut. Ein geeigneter Katalysator wird beispielsweise in der DE 23 38 111 C2 beschrieben. Dieser weist eine Zusammensetzung der Formel Mo^BiaMe^Me^Me^Me^Me^ZnhOg auf wobei bedeutet: Me1: In und/oder La; Bismuth. A suitable catalyst is described, for example, in DE 23 38 111 C2. This has a composition of the formula Mo ^ Bi a Me ^ Me ^ Me ^ Me ^ Me ^ Zn h O g on which means: Me 1 : In and / or La;

Me2 : Fe und/oder Cu; Me 2 : Fe and / or Cu;

Me3: Ni und/oder Co; Me 3 : Ni and / or Co;

Me4: mindestens ein Element aus der Gruppe P, B, As, Cr, V und/oder W; Me 4 : at least one element from the group P, B, As, Cr, V and / or W;

Me5 : mindestens ein Element aus der Gruppe Cd, Ta, Nb, Ag, Me 5 : at least one element from the group Cd, Ta, Nb, Ag,

Pb, Mn, Re, Mg, Ca und/oder Ba;  Pb, Mn, Re, Mg, Ca and / or Ba;

a: 0,1 bis 6, vorzugsweise 0,5 bis 3 ; a: 0.1 to 6, preferably 0.5 to 3;

b: 0,005 bis 3, vorzugsweise 0,01 bis 2 ; b: 0.005 to 3, preferably 0.01 to 2;

c: 0,1 bis 8, vorzugsweise 0,3 bis 6 ; c: 0.1 to 8, preferably 0.3 to 6;

d: 4 bis 12; d: 4 to 12;

e: 0 bis 6, vorzugsweise 0,05 bis 5; e: 0 to 6, preferably 0.05 to 5;

f: 0 bis 3; f: 0 to 3;

g: 36 bis 102, vorzugsweise 38 bis 95; g: 36 to 102, preferably 38 to 95;

h: 0,1 bis 10, vorzugsweise 0,5 bis 6. h: 0.1 to 10, preferably 0.5 to 6.

Die Dimensionierung des Reaktors, also beispielsweise die Anzahl der Rohre sowie deren Abmessungen kann analog zu den oben beschriebenen Parametern gewählt werden. The dimensioning of the reactor, that is, for example, the number of tubes and their dimensions can be selected analogously to the parameters described above.

Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein According to a further aspect, the invention relates to a

Verfahren zur Bereitstellung einer Reaktorvorrichtung wie sie oben beschrieben worden ist. Die Reaktorvorrichtung umfasst zumindest eine erste Gruppe Gm von Rohren, die zumindest ein Normalrohr umfasst, und eine zweite Gruppe Gn von Rohren, die zumindest ein mit einer Temperaturmessvorrichtung versehenes Thermorohr umfasst. Method of providing a reactor apparatus as described above. The reactor apparatus comprises at least a first group G m of pipes comprising at least one normal pipe and a second group G n of pipes comprising at least one thermal pipe provided with a temperature measuring device.

In einer Gruppe Gp von Rohren, die von der ersten Gruppe Gm oder der zweiten Gruppe Gn von Rohren gebildet wird, werden Katalysatorkörper Kp eingefüllt, sodass zumindest ein durch eine Reaktionsstrecke S bestimmter Volumenabschnitt des Rohrs mit den Katalysatorkörpern Kp gefüllt ist. Bei der Bereitstellung der oben beschriebenen In a group G p of pipes formed by the first group G m or the second group G n of pipes, catalyst bodies K p are filled so that at least one volume section of the pipe determined by a reaction section S is filled with the catalyst bodies K p , In providing the above

Reaktorvorrichtung können also entweder zunächst die Reactor device can thus either first the

Normalrohre gefüllt und dann die Füllung der Thermorohre angepasst werden, indem entsprechende Katalysatorkörper bereitgestellt werden. Es ist aber auch möglich, zunächst die Thermorohre mit Katalysatorkörpern zu füllen, um dann die Füllung der Normalrohre anzupassen, indem geeignete Normal tubes filled and then the filling of the thermal tubes are adapted by providing appropriate catalyst bodies are provided. But it is also possible first to fill the thermal tubes with catalyst bodies, and then to adjust the filling of the normal tubes by appropriate

Katalysatorkörper ausgewählt werden. Aus praktischen Gründen werden bevorzugt zunächst die Katalysatorkörper für die Catalyst body can be selected. For practical reasons, the catalyst bodies are preferred for the first

Befüllung der Normalrohre ausgewählt, und dann entsprechende Katalysatorkörper bereitgestellt, um die Thermorohre zu befüllen . Filling the normal tubes selected, and then provided appropriate catalyst body to fill the thermal tubes.

In dem durch die Reaktionsstrecke S bestimmten In that determined by the reaction path S.

Volumenabschnitt des Rohrs aus der Gruppe Gp wird eine Volume section of the pipe from the group G p becomes a

Katalysatoraktivität Ap bestimmt. Catalyst activity A p determined.

In einer Gruppe Gq von Rohren, die nicht der Gruppe Gp angehören, werden Katalysatorkörper Kq eingefüllt, wobei die Katalysatorkörper Kq eine Aktivität aufweisen, dass in einem durch die Reaktionsstrecke S bestimmten Volumenabschnitts des Rohrs aus der Gruppe Gq eine Katalysatoraktivität Aq erhalten wird, wobei gilt: WIn a group G q of pipes which do not belong to the group G p , catalyst bodies K q are filled, wherein the catalyst bodies K q have an activity such that in a volume section of the pipe from the group G q determined by the reaction section S a catalyst activity A q is obtained, where: W

VW wobei bedeutet: VW where:

Ap: eine Katalysatoraktivität, die in dem durch die A p : a catalyst activity in which by the

Reaktionsstrecke S bestimmten Volumenabschnitt in einem Reaction distance S certain volume section in one

Rohr aus der Gruppe Gp bereitgestellt wird, Tube is provided from the group G p ,

Aq: eine Katalysatoraktivität, die in dem durch die A q : a catalyst activity in which by the

Reaktionsstrecke S bestimmten Volumenabschnitt in einem Rohr aus der Gruppe Gq bereitgestellt wird, Wp: eine Innenfläche des Rohrs aus der Gruppe Gp, die durch die Reaktionsstrecke S bestimmt ist, Reaction section S certain volume section is provided in a tube from the group G q , W p : an inner surface of the tube from the group G p , which is determined by the reaction path S,

Wq: eine Innenfläche des Rohrs aus der Gruppe Gq, die durch die Reaktionsstrecke S bestimmt ist, a: einen Korrekturfaktor, der im Bereich von 0,8 bis 1,2 W q : an inner surface of the tube from the group G q , which is determined by the reaction distance S, a: a correction factor which is in the range of 0.8 to 1.2

gewählt ist, wobei sich die Katalysatoraktivität Ad berechnet nach is selected, wherein the catalyst activity A d calculated according to

Ad = A^ · Md wobei bedeutet: A d = A 1. M d where

A1 d: eine aktivmassenbezogene Aktivitätskonstante 1. Ordnung einer vom Katalysatorkörper Kd bereitgestellten Aktivmasse, A 1 d : an active mass-related activity constant of the first order of an active composition provided by the catalyst body K d ,

Md: die Masse der von den Katalysatorkörpern Kd in dem durch die Reaktionsstrecke S definierten Volumenabschnitt des Rohres bereitgestellten Aktivmasse, d: einen Index, welcher aus p und q ausgewählt ist und den Katalysatorkörper Kd in dem durch die Reaktionsstrecke S definierten Volumenabschnitt des Rohres bezeichnet. M d : the mass of the active material provided by the catalyst bodies K d in the volume section of the tube defined by the reaction section S, d: an index which is selected from p and q and the catalyst body K d in the volume section of the volume defined by the reaction section S. Designated tube.

Der in den Rohren der Gruppe Gp und der in den Rohren der The in the pipes of the group G p and in the pipes of the

Gruppe Gq erzeugte Druckabfall und die modifizierte Verweilzeit Tmod des Gases wird dann gemäß einer Ausführungsform auf einen im Wesentlichen gleichen Wert eingestellt. G q generated pressure drop and the modified residence time T mod of the gas is then adjusted according to an embodiment to a substantially same value.

Gemäß einer Ausführungsform geht man dabei so vor, dass man zuerst den Druckabfall bzw. den Staudruck aller Rohre der Gruppe Gp bestimmt, beispielsweise der Normalrohre, und so durch Hinzufügen von Inertmaterial (Druckerhöhung) oder durch Wegnahme von Katalysatorpartikeln (Druckabnahme) anpasst, dass alle Rohre der Gruppe Gp im Wesentlichen den gleichen Staudruck bzw. Druckabfall haben, bevorzugt eine maximale Abweichung vom Mittelwert von bis zu +/- 7 %, gemäß einer Ausführungsform von bis zu +/- 5 % erreicht wird. According to one embodiment, the procedure is first of all to determine the pressure drop or the back pressure of all the pipes of the group G p , for example the normal pipes, and thus by adding inert material (pressure increase) or by removing catalyst particles (pressure decrease) adapts all pipes of group G p have substantially the same back pressure or pressure drop, preferably a maximum deviation from Mean value of up to +/- 7%, according to one embodiment of up to +/- 5% is achieved.

Daran anschließend werden die Reaktionsrohre Gq der anderen Gruppe, beispielsweise die Thermorohre mit dem Subsequently, the reaction tubes G q of the other group, for example, the thermal tubes with the

Thermokatalysator gefüllt und die modifizierte Verweilzeit ~um0d der Thermorohre and die der Normalrohre so angepasst, dass beide Gruppen von Rohren Gp und Gq eine im Wesentlichen gleiche modifizierte Verweilzeit Tmod aufweisen. Filled thermocatalyst and the modified residence time ~ u m0 d of the thermal tubes and the normal tubes adapted so that both groups of tubes G p and G q have a substantially same modified residence time T mod .

Unter einem im Wesentlichen gleichen Wert wird ein Wert verstanden, der nicht mehr als 10 %, vorzugsweise nicht mehr als 5 % vom Mittelwert (arithmetisches Mittel), gemessen über alle Rohre, abweicht. A substantially equal value is understood to mean a value which does not deviate more than 10%, preferably not more than 5%, from the mean (arithmetic mean), measured over all tubes.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also zunächst eine Reaktorvorrichtung mit zwei Gruppen von Rohren bereitgestellt. Die Rohre umfassen eine erste Gruppe Gm von Rohren, welche die Normalrohre umfassen. Die zweite Gruppe Gn von Rohren umfasst die Thermorohre. Bei der Beladung der Rohre mit den Thus, in the method according to the invention, first of all a reactor device with two groups of tubes is provided. The tubes comprise a first group G m of tubes comprising the normal tubes. The second group G n of tubes comprises the thermal tubes. When loading the pipes with the

Katalysatorkörpern wird zunächst eine Gruppe von Rohren ausgewählt, also entweder die Gruppe Gm von Rohren, die Catalyst bodies is first selected a group of pipes, so either the group G m of pipes, the

zumindest ein Normalrohr umfasst, oder die zweite Gruppe Gn von Rohren, die zumindest ein mit einer Temperaturmessvorrichtung versehenes Thermorohr umfasst. Die ausgewählte Gruppe von Rohren bildet dann die Gruppe Gp und die andere Gruppe von Rohren bildet die Gruppe Gq im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens. Bevorzugt werden zunächst die Normalrohre, also die erste Gruppe Gm von Rohren mit Katalysatorkörpern beladen. Es können dabei alle Rohre der Gruppe beladen werden. Bei dieser Ausführungsform würden also die Gruppe Gm von Rohren die Gruppe Gp gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren bilden. comprising at least one normal pipe, or the second group G n of pipes, which comprises at least one thermal pipe provided with a temperature measuring device. The selected group of pipes then forms the group G p and the other group of pipes forms the group G q in the sense of the method according to the invention. Preferably, the normal tubes, ie the first group G m of tubes with catalyst bodies are first loaded. All pipes of the group can be loaded. In this embodiment, therefore, the group G m of pipes would form the group G p according to the method according to the invention.

Vorteilhaft wird jedoch in der Weise vorgegangen, dass Advantageously, however, proceed in the way that

zunächst wenigstens ein repräsentatives Rohr, bevorzugt eine Gruppe von wenigstens 100 - 200 Rohren ausgewählt und diese mit den entsprechenden Katalysatorkörpern beladen wird. Es wird dann eine Reaktionsstrecke S bestimmt und die in dem durch die Reaktionsstrecke S bestimmtem Volumen des Rohrs bereitgestellte Katalysatoraktivität ermittelt. Dazu kann beispielsweise aus der Schüttdichte der Katalysatorkörper in dem betreffenden Rohr und dem Anteil der Aktivmasse am first at least one representative tube, preferably a group of at least 100-200 tubes selected and this is loaded with the corresponding catalyst bodies. It Then a reaction distance S is determined and determines the catalyst activity provided in the volume of the tube determined by the reaction section S. For this purpose, for example, from the bulk density of the catalyst body in the pipe in question and the proportion of the active mass on

Katalysatorkörper die Masse der Aktivmasse berechnet werden, welche im betreffenden Abschnitt des Rohres bereitgestellt ist. Da die Rohre meist einen relativ kleinen Querschnitt aufweisen, wird die Schüttdichte vorteilhaft in der  Catalyst body, the mass of the active mass are calculated, which is provided in the relevant section of the tube. Since the tubes usually have a relatively small cross-section, the bulk density is advantageous in the

repräsentativen Gruppe selbst bestimmt, sodass Effekte, die durch die Anordnung der einzelnen Katalysatorkörper im Rohr bedingt sind, berücksichtigt werden. Aus der in dem representative group itself, so that effects that are caused by the arrangement of the individual catalyst body in the tube, are taken into account. From the one in the

betreffenden Volumenabschnitt zur Verfügung gestellten Volume section provided provided

Aktivmasse lässt sich durch Multiplikation mit der Active mass can be multiplied by the

entsprechenden aktivmassenbezogenen Aktivitätskonstante 1.corresponding active mass-related activity constant 1.

Ordnung Ax d die Katalysatoraktivität Ap bestimmen. Ferner lässt sich aus der Länge der Reaktionsstrecke S und dem Radius des Rohres die entsprechende Rohrwandfläche Wp berechnen. Order A x d determine the catalyst activity A p . Furthermore, from the length of the reaction path S and the radius of the pipe, the corresponding pipe wall surface W p can be calculated.

Im nächsten Schritt wird dann die Katalysatoraktivität Aq bestimmt, welche in dem durch die Reaktionsstrecke S In the next step, the catalyst activity A q is then determined, which in the through the reaction path S

bestimmten Abschnitt in den Rohren der jeweils anderen Gruppe bereitgestellt werden muss. Für eine erste Berechnung wird dazu der Korrekturfaktor a auf den Wert 1 gesetzt. Über die aktivmassenbezogene Aktivitätskonstante 1. Ordnung der in diesem Rohr verwendeten Aktivmasse kann dann die Menge ancertain section must be provided in the tubes of the other group. For a first calculation, the correction factor a is set to the value 1 for this purpose. The active substance-related activity constant of the first order of the active material used in this tube can then be the quantity

Aktivmasse berechnet werden, die im entsprechenden Abschnitt des Rohres eingebracht werden soll, sodass die oben genannte Gleichung erfüllt ist. Diese Aktivmasse wird dann über die entsprechenden Katalysatorkörper in das Rohr eingebracht. Die Katalysatorkörper werden dazu in der Weise ausgewählt, dass zumindest der durch die Reaktionsstrecke S bestimmte Active mass to be introduced in the corresponding section of the tube, so that the above equation is satisfied. This active mass is then introduced into the tube via the corresponding catalyst bodies. The catalyst bodies are selected in such a way that at least that determined by the reaction path S.

Volumenabschnitt des entsprechenden Rohres gefüllt ist. Werden in einer Ausführungsform beispielsweise Volume section of the corresponding tube is filled. For example, in one embodiment

Schalenkatalysatoren in dem Rohr verwendet, kann zunächst mit Hilfe von nicht aktiven Katalysatorkörpern, beispielsweise den Trägerkörpern selbst oder indem die Trägerkörper  Shell catalysts used in the tube, can first by means of non-active catalyst bodies, for example, the carrier bodies themselves or by the carrier body

beispielsweise mit einer definierten Schicht einer Masse beschichtet werden, die eine vergleichbare Dichte wie das Aktivmaterial aufweist, eine Schüttdichte der For example, be coated with a defined layer of a mass that has a comparable density as the active material, a bulk density of the

Katalysatorkörper ermittelt werden. Aus dieser Schüttdichte kann dann zusammen mit der berechneten Menge an Aktivmasse ein Katalysatorkörper ermittelt werden, welcher die erforderliche Menge an Aktivmasse enthält, die zur Bereitstellung der gewünschten Katalysatoraktivität erforderlich ist. Die Catalyst body can be determined. From this bulk density can then be determined together with the calculated amount of active composition, a catalyst body containing the required amount of active material, which is necessary to provide the desired catalyst activity. The

Schüttdichte wird auch in diesem Fall vorteilhaft direkt in dem entsprechenden Rohr ermittelt, um Effekte zu Bulk density is also advantageously determined in this case directly in the corresponding tube to effects

berücksichtigen, die durch den geänderten Querschnitt der Rohre bei der Anordnung der Katalysatorkörper verursacht werden . take into account that are caused by the changed cross-section of the tubes in the arrangement of the catalyst body.

Die auf diese Weise ermittelten und bereitgestellten The identified and provided in this way

Katalysatorkörper werden nach ihrer Herstellung in das entsprechende Rohr eingefüllt. Catalyst bodies are filled after their preparation in the corresponding tube.

Da bei der technischen Ausführung durch Schwankungen, Since in the technical execution by fluctuations,

beispielsweise im Querschnitt der Rohre oder der Form der Katalysatorkörper oder auch durch Schwankungen der For example, in the cross section of the tubes or the shape of the catalyst body or by fluctuations in the

Schüttdichte der Katalysatorkörper Abweichungen vom idealen Zustand erzeugt werden, wird bei der Umsetzung im technischen Maßstab der an der fertigen Reaktorvorrichtung ermittelte Korrekturfaktor a meist nicht mehr dem Wert 1 entsprechen, sondern von diesem geringfügig abweichen. Eine Bulk density of the catalyst body deviations are generated from the ideal state, in the implementation on an industrial scale of the final reactor device determined correction factor a usually no longer equal to 1, but differ slightly from this. A

zufriedenstellende Abbildung des Temperaturprofils im satisfactory picture of the temperature profile in the

Normalrohr im Thermorohr ist nach den Erfahrungen der Erfinder jedoch möglich, wenn der Wert des Korrekturfaktors a in einem Bereich von 0,8 bis 1,2, vorzugsweise 0,9 bis 1,1 liegt. Nach der Befüllung der Rohre der Gruppe Gq wird analog zum oben beschriebenen Vorgehen bei den Rohren der Gruppe Gp gemäß einer Ausführungsform für jedes einzelne Rohr der Gruppe Gq die modifizierte Verweilzeit ~um0d bestimmt, indem vorzugsweise jeweils ein inerter Gasstrom durch das betreffende Rohr geleitet wird. Nach den Erfahrungen der Erfinder werden für eine technische Ausführung zufriedenstellende Werte erreicht, wenn die Einstellung der modifizierten Verweilzeit ~um0d Normal pipe in the thermal tube is, however, in the experience of the inventors possible if the value of the correction factor a is in a range of 0.8 to 1.2, preferably 0.9 to 1.1. After filling of the tubes of the group G q is analogous to the procedure described above for the tubes of the group G p according to an embodiment for each individual tube of the group G q is the modified residence ~ u m0 d determined by each preferably an inert gas stream by pipe in question is passed. According to the experience of the inventors, satisfactory values are achieved for a technical implementation if the setting of the modified residence time ~ u m0 d

vereinfacht bei Raumtemperatur mit einem Inertgas vorgenommen wird. An sich könnte die Einstellung auch beispielsweise bei Reaktionsbedingungen vorgenommen werden. Dies ist jedoch in der technischen Ausführung schwierig. Zum Abgleich der simplified at room temperature with an inert gas is made. In itself, the adjustment could also be made, for example under reaction conditions. However, this is difficult in the technical design. To balance the

modifizierten Verweilzeit Tm0d der Rohre der Gruppe Gq (z.B. modified residence time T m0 d of the pipes of group G q (eg

Thermorohre) wird hierzu das Verhältnis aus der mittleren modifizierten Verweilzeit Tm0d der Gruppe der z.B. 200 Thermo tubes) is the ratio of the mean modified residence time T m0 d of the group of eg 200th

Referenzrohre der Gruppe Gp (z.B. Normalrohre) und der Reference pipes of group G p (eg normal pipes) and the

mittleren mod. Verweilzeit Tm0d der Reaktionsrohre der Gruppe Gq ( z . B . Thermorohre ) berechnet. Anschließend wird der medium mod. Residence time T m0 d of the reaction tubes of group G q (eg thermal tubes). Subsequently, the

Volumenstrom berechnet, der für eine vergleichbare Volume flow calculated for a comparable

modifizierte Verweilzeit Tm0d in den Reaktionsrohre der Gruppe Gq ( z . B . Thermorohren) nötig ist. Nach Einstellen dieses Modified residence time T m0 d in the reaction tubes of the group G q (eg., Thermo tubes) is necessary. After setting this

Volumenstroms im Staudruckmessgerät wird der Volume flow in the dynamic pressure gauge is the

Staudruck/Druckabfall der Katalysatorschüttung mit Hilfe der o.g. Maßnahmen so lange angepasst, bis eine modifizierte  Back pressure / pressure drop of the catalyst bed using the o.g. Measures adapted until a modified

Verweilzeit Tm0d eingestellt ist, die der mittleren modifizierte Verweilzeit Tm0d der Referenznormalrohre, also den Rohren der Gruppe Gp entspricht. Residence time T m0 d is set, which corresponds to the average modified residence time T m0 d of the reference standard pipes, ie the pipes of the group G p .

Durch die bereits erläuterten Abweichungen vom idealen By the already explained deviations from the ideal

Zustand, die bei der Umsetzung in technischen Anlagen Condition when implementing in technical equipment

unvermeidlich sind, schwanken die Schüttdichte, der are unavoidable, the bulk density, the

Druckabfall/Staudruck und die modifizierte Verweilzeit Tm0d auch zwischen Rohren innerhalb der gleichen Gruppe. Die Pressure drop / dynamic pressure and the modified residence time T m0 d also between tubes within the same group. The

Bestimmung des Druckabfalls/Staudrucks sowie der modifizierten Verweilzeit ~um0d erfolgt daher bevorzugt für jedes einzelne Rohr gesondert. Determination of pressure drop / dynamic pressure and modified Residence time ~ u m0d therefore preferably takes place separately for each individual tube.

Der Druckabfall/Staudruck und die modifizierte Verweilzeit ~um0d des Gases wird bevorzugt mit einem Inertgas bestimmt, The pressure drop / dynamic pressure and the modified residence time ~ u m0d of the gas is preferably determined with an inert gas,

beispielsweise Luft. Die Korrektur der Parameter wird dann in üblicher Weise durchgeführt. Um den Druckabfall/Staudruck innerhalb eines Rohres zu erniedrigen, kann beispielsweise die Säulenlänge der Schüttung der Katalysatorkörper verkürzt werden. Diese Verkürzung der Katalysatorschüttung wird for example air. The correction of the parameters is then carried out in the usual way. In order to reduce the pressure drop / dynamic pressure within a pipe, for example, the column length of the bed of the catalyst body can be shortened. This shortening of the catalyst bed is

vorzugsweise an der Gasaustrittsseite durchgeführt, also bei mehrlagigen Katalysatoranordnungen bevorzugt durch Kürzen der dem Gasaustritt am Nächsten angeordneten Schicht von Preferably, carried out at the gas outlet side, so in multi-layer catalyst arrangements preferably by shortening the gas outlet to the nearest layer of

Katalysatorkörpern. Der gekürzte Abschnitt kann dann Catalyst bodies. The shortened section can then

beispielsweise durch eine entsprechende Stützvorrichtung ersetzt werden, die einen sehr geringen Druckabfall erzeugt.For example, be replaced by a corresponding support device that generates a very low pressure drop.

Um den Druckabfall/Staudruck innerhalb einer Säule zu erhöhen, kann in der Säule ein Abschnitt vorgesehen werden, welcher mit, vorzugsweise inerten, Körpern befüllt ist, welche einen hohen Druckabfall/Staudruck erzeugen. Ein geeignetes Material ist beispielsweise Sand. Dieses inerte Material wird In order to increase the pressure drop / dynamic pressure within a column, a section can be provided in the column, which is filled with, preferably inert, bodies which generate a high pressure drop / back pressure. A suitable material is, for example, sand. This inert material will

vorzugsweise ebenfalls auf der Gasaustrittsseite der im Rohr angeordneten Schüttung aus Katalysatorkörpern angeordnet. Dazu kann bei der praktischen Durchführung zunächst der preferably also arranged on the gas outlet side of the arranged in the tube bed of catalyst bodies. This can be done in the practical implementation of the first

Druckabfall/Staudruck bestimmt werden, welcher durch die Pressure drop / dynamic pressure are determined, which by the

Beschickung des Rohrs mit der gewünschten Menge an Charging the tube with the desired amount of

Katalysatorkörpern erzeugt wird. Daraus lässt sich eine  Catalyst bodies is generated. This can be a

Differenz zum gewünschten Druckabfall/Staudruck errechnen, woraus wiederum die Menge an Inertkörpern, beispielsweise Sand, die erforderlich ist, um den gewünschten Calculate difference to the desired pressure drop / dynamic pressure, which in turn the amount of inert bodies, such as sand, which is required to the desired

Druckabfall/Staudruck einzustellen, berechnet werden kann. Pressure drop / back pressure to adjust, can be calculated.

Wird das Rohr beispielsweise während des Betriebes von oben nach unten vom Reaktionsgas durchströmt, werden die in dem Rohr eingefüllten Katalysatorkörper zunächst wieder entfernt und dann zunächst auf der Gasaustrittsseite die entsprechende Schicht aus dem Inertmaterial eingefüllt. Auf diese Schicht zur Korrektur des Druckabfalls/Staudrucks werden dann If the tube flows through the reaction gas, for example, during operation from top to bottom, the catalyst body filled in the tube is first removed again, and then first the corresponding one on the gas outlet side Layer filled from the inert material. On this layer to correct the pressure drop / dynamic pressure are then

anschließend wieder die zuvor entfernten Katalysatorkörper aufgebracht . Andere Verfahren, um den Druckabfall/Staudruck der Rohre anzugleichen, sind ebenfalls möglich. So können beispielsweise Katalysatorkörper einer bestimmten Geometrie verwendet werden, um einen gewünschten Druckabfall/Staudruck zu erreichen. then again applied the previously removed catalyst body. Other methods to equalize the pressure drop / back pressure of the pipes are also possible. For example, catalyst bodies of a particular geometry can be used to achieve a desired pressure drop / dynamic pressure.

Ebenso kann das Inertmaterial oben auf die Similarly, the inert material on top of the

Katalysatorschüttung aufgegeben werden, also auf der Catalyst bed are abandoned, so on the

Gaseintrittsseite. Gas inlet side.

Bei der Befüllung der Rohre des Reaktors wird vorzugsweise so vorgegangen, dass auf der Gaseintrittsseite die When filling the tubes of the reactor, the procedure is preferably that on the gas inlet side the

Katalysatorschüttung in allen Rohren relativ zum Catalyst bed in all tubes relative to

Reaktorgehäuse in etwa das gleiche Niveau erreicht, sodass für alle Rohre ein vergleichbares Temperaturprofil bei der Reactor housing reached about the same level, so that for all tubes a comparable temperature profile in the

Durchführung der betreffenden Reaktion erreicht wird. Eine Höhenanpassung kann gegebenenfalls durch das Vorsehen von Stützkörpern erreicht werden, die auf der Gasaustrittsseite bzw. dem unteren Abschnitt des Rohrs angeordnet werden, wobei diese Korrekturkörper nur einen sehr geringen Implementation of the relevant reaction. If necessary, height adjustment can be achieved by providing supporting bodies which are arranged on the gas outlet side or the lower section of the tube, whereby these correction bodies only have a very small amount

Druckabfall/Staudruck erzeugen. Create pressure drop / dynamic pressure.

Legt man gemäß einer Ausführungsform eine Ebene durch die Rohre, welche dem Mittelwert der Abweichungen von der Füllhöhe entspricht, so beträgt der Abstand zwischen der Ebene und dem oberen Abschluss der Schüttung eines Rohres vorzugsweise nicht mehr als ± 7 cm, gemäß einer weiteren Ausführungsform nicht mehr als ± 5 cm und gemäß noch einer weiteren Ausführungsform nicht mehr als ± 2 cm. Die modifizierte Verweilzeit ~um0d des Gases wird in der oben beschriebenen Weise eingestellt, indem in einem 1. Schritt durch Quotientenbildung die mittlere, modifizierte Verweilzeit Tm0d der Normalrohre bzw., falls zunächst eine Untergruppe von Normalrohren als Referenzrohre ausgewählt wird, der According to one embodiment, when laying a plane through the tubes which corresponds to the mean value of the deviations from the filling level, the distance between the plane and the upper termination of the filling of a tube is preferably not more than ± 7 cm, according to a further embodiment as ± 5 cm and according to yet another embodiment not more than ± 2 cm. The modified residence time ~ u m0d of the gas is adjusted in the manner described above, in a first step by quotient formation, the mean, modified residence time T m0 d of the normal tubes or, if initially a subgroup of normal tubes is selected as reference tubes , the

Referenznormalrohre ermittelt wird. Anschließend wird in einem 2. Schritt der für die gleiche modifizierte Verweilzeit ~um0d benötigte Volumenstrom berechnet. Schließlich wird in einem 3. Schritt der Staudruck sowie der Druckabfall für diesen Reference standard pipes is determined. Subsequently, in a second step, the volume flow required for the same modified residence time ~ u m0 d is calculated. Finally, in a third step, the back pressure and the pressure drop for this

geänderten Volumenstrom durch Hinzufügen oder Entnahme von Katalysatorkörper zum Katalysatorbett angepasst. adapted volume flow by adding or removing the catalyst body to the catalyst bed.

Sofern dies erforderlich ist, kann der Reaktor nach dem If necessary, the reactor may after the

Befüllen noch einer Aktivierungsbehandlung unterzogen werden, während welcher der Katalysator in die aktive Form überführt wird, indem beispielsweise Bindemittel abgebrannt und ggf. Filling are still subjected to an activation treatment, during which the catalyst is converted into the active form, for example by burned binder and possibly

Vorläuferverbindungen von Komponenten der Aktivmasse, Precursor compounds of components of the active composition,

beispielsweise Carbonate, Hydroxide oder Nitrate, in die entsprechenden Oxide überführt werden. For example, carbonates, hydroxides or nitrates are converted into the corresponding oxides.

Wie bereits erläutert, müssen die Aktivmassen, welche von den Katalysatorkörpern im Normalrohr bzw. im Thermorohr zur As already explained, the active compounds, which of the catalyst bodies in the normal tube or in the thermal tube for

Verfügung gestellt werden, nicht gleich sein. Die Aktivmassen können unterschiedliche aktivmassenbezogene Not be the same. The active masses may have different active mass related

Aktivitätskonstanten 1. Ordnung Ax d aufweisen, aus welchen sich dann die benötigte Mengen an Aktivmasse im durch die Activity constants 1st order A x d have, from which then the required amounts of active material in by the

Reaktionsstrecke S bestimmten Abschnitt des betreffenden Rohrs berechnet werden können. Reaction section S specific section of the pipe in question can be calculated.

Um die Katalysatoraktivität verändern zu können, können an sich übliche Maßnahmen ergriffen werden, wie sie bereits oben beschrieben wurden. So kann die Zusammensetzung der Aktivmasse verändert werden, sodass die Aktivmassen im Normalrohr bzw. Thermorohr eine unterschiedliche Zusammensetzung aufweisen. Dazu können beispielsweise Promotoren oder Moderatoren der Aktivmasse zugegeben werden. Auch ist es beispielsweise möglich, die BET-Oberfläche oder das Porenvolumen der In order to be able to change the catalyst activity, conventional measures can be taken, as already described above. Thus, the composition of the active composition can be changed so that the active materials in the normal pipe or thermal tube have a different composition. For example, promoters or moderators of the active composition can be added for this purpose. It is also possible, for example, the BET surface area or the pore volume of the

Aktivmasse zu verändern, um auf diese Weise unterschiedliche aktivmassenbezogene Aktivitätskonstanten 1. Ordnung Ax d für die in den beiden Gruppen von Rohren verwendeten Katalysatoren zu erhalten. Ggf. können die Katalysatorkörper in einer Gruppe von Rohren auch „verdünnt" werden, indem der Schüttung Active mass to change in this way different active mass-related activity constants 1st order A x d for the To obtain catalysts used in the two groups of tubes. Possibly. For example, the catalyst bodies in a group of tubes can also be "diluted" by adding the bed

Inertkörper zugesetzt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass sowohl in den Normalrohren als auch in den Thermorohren die gleiche Aktivmasse verwendet wird. Dies vereinfacht es, den Temperaturverlauf im Normalrohr über einen längeren Zeitraum hinweg im Thermorohr abzubilden, sodass beispielsweise auch nach einer längeren Betriebszeit des Reaktors genauere Angaben über den Zustand der Normalrohre gegeben werden können. Dies ist insbesondere vorteilhaft, da auf diese Weise auch Inert bodies are added. According to a preferred embodiment, it is provided that the same active composition is used both in the normal tubes and in the thermal tubes. This makes it easier to map the temperature profile in the normal tube over a longer period of time in the thermal tube, so that, for example, even after a longer period of operation of the reactor more accurate information about the state of the normal tubes can be given. This is particularly advantageous because in this way too

Alterungsprozesse im Reaktor verfolgt werden können. Wenn sich die Aktivmassen im Normalrohr und Thermorohr in ihrer Aging processes in the reactor can be tracked. When the active masses in the normal tube and thermal tube in their

Zusammensetzung oder ihren physikalischen Eigenschaften deutlich unterscheiden, kann dies dazu führen, dass die entsprechenden Aktivmassen unterschiedlich rasch altern, sodass bei längerer Betriebszeit eine Diskrepanz zwischen dem Temperaturprofil, wie es im Thermorohr gemessen wird, und dem Temperaturprofil des Normalrohrs auftritt. Clearly different composition or their physical properties, this can cause the corresponding active materials age differently rapidly, so that a longer service life, a discrepancy between the temperature profile, as measured in the thermal tube, and the temperature profile of the normal tube occurs.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist daher vorgesehen, dass die Aktivität der Katalysatorkörper Kq durch eine According to a preferred embodiment it is therefore provided that the activity of the catalyst body K q by a

Anpassung der Menge der in dem Katalysatorkörper Kq Adjustment of the amount of in the catalyst body K q

bereitgestellten Aktivmasse eingestellt wird. Dies kann beispielsweise erreicht werden, indem bei der Verwendung von Schalenkatalysatoren die Menge an Aktivmasse, welche in der Schale des Schalenkatalysators enthalten ist, entsprechend angepasst wird und beispielsweise die Schichtdicke der Schale erhöht wird. Bei Vollkatalysatoren kann zum Beispiel in der Weise vorgegangen werden, dass einer der Katalysatorkörper, welche in das Normalrohr bzw. das Thermorohr eingefüllt werden, mit Hilfe eines inerten Füllmaterials entsprechend verdünnt wird. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird in der Weise set active mass is set. This can be achieved, for example, by the use of coated catalysts, the amount of active material contained in the shell of the shell catalyst is adjusted accordingly and, for example, the layer thickness of the shell is increased. In the case of unsupported catalysts, it is possible, for example, to proceed in such a way that one of the catalyst bodies, which are filled into the normal pipe or the thermal pipe, is correspondingly diluted with the aid of an inert filler material. According to another embodiment is in the way

vorgegangen, dass die Aktivität der Katalysatorkörper Kq durch eine Anpassung der Form der Katalysatorkörper Kq eingestellt wird. Bei dieser Ausführungsform weisen die Katalysatorkörper in den Normalrohren im Vergleich zu den Katalysatorkörpern in den Thermorohren also eine unterschiedliche Geometrie auf. Auf diese Weise lässt sich zum Einen die Schüttdichte der proceeded that the activity of the catalyst body K q is adjusted by adjusting the shape of the catalyst body K q . In this embodiment, the catalyst body in the normal tubes in comparison to the catalyst bodies in the thermal tubes so a different geometry. In this way, on the one hand, the bulk density of the

Katalysatorkörper und damit die eingebrachte Menge an Catalyst body and thus the amount introduced

Aktivmasse verändern. Zum Anderen weisen kleinere Change active mass. On the other hand have smaller

Katalysatorkörper eine höhere geometrische Oberfläche auf, sodass sich eine größere Menge an Aktivmasse auf die Catalyst body on a higher geometric surface, so that a larger amount of active material on the

Katalysatorkörper aufbringen lässt und gleichzeitig höhere Schüttdichte erreicht wird. Apply catalyst body and at the same time higher bulk density is achieved.

Eine Anpassung der Form der Katalysatorkörper Kq kann An adaptation of the shape of the catalyst body K q can

beispielsweise erfolgen, indem in einem der Rohre For example, take place in one of the tubes

beispielsweise Hohlzylinder verwendet werden, die eine größere Länge oder einen größeren Außen- oder Innendurchmesser For example, hollow cylinders are used which have a greater length or a larger outer or inner diameter

aufweisen als die Katalysatorkörper, die im anderen Rohr verwendet werden. Beispielsweise können gemäß einer Ausführungsform in einem der Rohre hohlzylinderförmige Katalysatorkörper verwendet werden, welche Abmessungen von 8 x 6 x 5 mm aufweisen, während in der anderen Gruppe von Rohren Hohlzylinder mit Abmessungen von 8 x 6 x 5, 7 x 7 x 4, 6 x 5 x 4 oder 7 x 4 x 4 mm verwendet werden (Außendurchmesser x Länge x Innendurchmesser) . have as the catalyst body, which are used in the other tube. For example, according to one embodiment hollow tubular catalyst bodies can be used in one of the tubes, which have dimensions of 8 × 6 × 5 mm, while in the other group of tubes hollow cylinders with dimensions of 8 × 6 × 5, 7 × 7 × 4, 6 × 5 x 4 or 7 x 4 x 4 mm are used (outside diameter x length x inside diameter).

Es lassen sich auch bestehende Anlagen so umrüsten, dass eine erfindungsgemäße Reaktorvorrichtung erhalten wird. Bei dieser Ausführungsform wird die mit gebrauchten Katalysatorkörpern beladene Reaktorvorrichtung zunächst entladen, das heißt, die gebrauchten Katalysatorkörper werden zunächst aus den Rohren der Gruppe Gp und den Rohren der Gruppe Gq entnommen. It is also possible to convert existing plants so that a reactor device according to the invention is obtained. In this embodiment, the reactor apparatus loaded with used catalyst bodies is first discharged, that is, the used catalyst bodies are first removed from the pipes of group G p and the pipes of group G q .

Anschließend wird die Reaktorvorrichtung erneut mit Katalysatorkörpern beladen, wobei in der oben geschilderten Weise vorgegangen wird. Subsequently, the reactor device is again with Loaded catalyst bodies, proceeding in the manner described above.

Wird die Reaktorvorrichtung für die Herstellung von If the reactor apparatus for the production of

Phthalsäureanhydrid durch Gasphasenoxidation von o-Xylol und/oder Naphthalin verwendet, kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in der im Folgenden geschilderten Weise vorgegangen werden. Phthalic anhydride used by gas phase oxidation of o-xylene and / or naphthalene, can be used according to a preferred embodiment in the manner described below.

Bei einer Verwendung der Reaktorvorrichtung für die When using the reactor device for the

Herstellung von Phthalsäureanhydrid durch Gasphasenoxidation von o-Xylol und/oder Naphthalin wird als Katalysatorkörper vorzugsweise ein Schalenkatalysator verwendet. Als Preparation of phthalic anhydride by gas phase oxidation of o-xylene and / or naphthalene is preferably used as a catalyst body, a shell catalyst. When

Trägerkörper werden bevorzugt Hohlzylinder aus einem inerten Material verwendet, auf welchen eine Schicht aus dem Carrier body are preferably used hollow cylinder of an inert material, on which a layer of the

Aktivmaterial aufgetragen wird. Als Aktivmaterial können übliche Aktivmaterialien für die Gasphasenoxidation von o-Xylol oder Naphthalin zu Phthalsäureanhydrid verwendet werden. Bevorzugt wird eine Aktivmasse verwendet, deren Active material is applied. As the active material, conventional active materials for the gas phase oxidation of o-xylene or naphthalene to phthalic anhydride can be used. Preferably, an active composition is used, whose

Zusammensetzung bereits weiter oben beschrieben wurde. Composition has already been described above.

Bei der Beschichtung der Trägerkörper mit der Aktivmasse werden übliche Verfahren angewandt. Dabei wird gemäß einer Ausführungsform zunächst eine Lösung bzw. Suspension der im Aktivmaterial verwendeten Verbindungen bzw. deren In the coating of the carrier body with the active composition conventional methods are used. In this case, according to one embodiment, first a solution or suspension of the compounds used in the active material or their

Vorläuferverbindungen hergestellt. Unter Vorläuferverbindungen werden solche Verbindungen verstanden, die nach beispielsweise einer Kalzinierung in die entsprechenden katalytisch aktiven Verbindungen, insbesondere die Oxide umgewandelt werden können. Eine solche Suspension oder Lösung wird häufig auch als Maische bezeichnet. Als Lösungsmittel können bevorzugt Wasser, jedoch auch organische Lösungsmittel, wie Precursor compounds prepared. Precursor compounds are understood as meaning those compounds which, after, for example, calcination, can be converted into the corresponding catalytically active compounds, in particular the oxides. Such a suspension or solution is often referred to as mash. As the solvent, preferably water, but also organic solvents, such as

beispielsweise Alkohole verwendet werden. Diese Maische kann dann beispielsweise in einer beheizten Dragiertrommel oder im Wirbelbett auf die inerten Trägerkörper aufgetragen werden. Insbesondere bei einem Auftrag der Maische im Wirbelbett kann die Schichtdicke, mit welcher die Aktivmasse auf den inerten Trägerkörper aufgetragen wird, sehr genau bestimmt werden. Die Maische kann gegebenenfalls ein Bindemittel enthalten, sodass die Komponenten der Aktivmasse in einem festen Film auf dem inerten Trägerkörper gebunden werden können. Gängige for example, alcohols are used. This mash can then be applied to the inert carrier body, for example, in a heated coating drum or in a fluidized bed. In particular, in an order of mash in a fluidized bed can the layer thickness with which the active composition is applied to the inert support body, are determined very accurately. The mash may optionally contain a binder so that the components of the active composition can be bound in a solid film on the inert support body. common

Bindemittel sind beispielsweise organische Polymere, wie  Binders are, for example, organic polymers, such as

Copolymere aus Vinylacetat /Vinyllaurat , Vinylacetat /Ethylen oder Styrol/Acrylat , Vinylacetat /Maleat sowie Copolymers of vinyl acetate / vinyl laurate, vinyl acetate / ethylene or styrene / acrylate, vinyl acetate / maleate and

Vinylacetat /Ethylen . Das verwendete Bindemittel wird in üblichen Mengen der katalytisch aktiven Masse zugegeben, beispielsweise in einem Anteil von etwa 0,5 bis 30 Gew.-%, gemäß einer Ausführungsform in einem Anteil von 0,5 bis 20 Gew.-% bezogen auf den FestStoffgehalt der katalytisch aktiven Masse. Neben dem Bindemittel können auch weitere übliche Vinyl acetate / ethylene. The binder used is added in conventional amounts of the catalytically active composition, for example in a proportion of about 0.5 to 30 wt .-%, according to one embodiment in a proportion of 0.5 to 20 wt .-% based on the FestStoffgehalt of catalytically active mass. In addition to the binder, other common

Komponenten in der Maische enthalten sein, beispielsweisen Porenbildner. Der mit den Komponenten der Aktivmasse Components may be included in the mash, for example pore formers. The with the components of the active mass

beschichtete Trägerkörper kann dann in das entsprechende Rohr der Reaktionsvorrichtung eingefüllt werden. Dort kann das Bindemittel dann während der Aktivierung des Katalysators ausgebrannt werden. Die Einstellung des Druckabfalls bzw. des Staudrucks erfolgt dann in der oben beschriebenen Weise. coated carrier body can then be filled into the corresponding tube of the reaction device. There, the binder can then be burned out during the activation of the catalyst. The adjustment of the pressure drop or the dynamic pressure then takes place in the manner described above.

Ausgehend von der Befüllung der Rohre aus der einen Gruppe wird ein Katalysatorkörper für die Befüllung der anderen Starting from the filling of the tubes from one group becomes a catalyst body for the filling of the other

Gruppe von Rohren hergestellt, wobei in der oben beschriebenen Weise vorgegangen wird. Group of pipes, proceeding in the manner described above.

Bei der Verwendung der Reaktionsvorrichtung für die When using the reaction device for the

Herstellung von Phthalsäureanhydrid durch Partialoxidation von o-Xylol oder Naphthalin werden gemäß einer Ausführungsform Schüttungen von Katalysatorkörpern verwendet, die mehrere Schichten umfassen, wobei die Schichten eine unterschiedliche Katalysatoraktivität aufweisen. Preparation of phthalic anhydride by partial oxidation of o-xylene or naphthalene, according to one embodiment, uses bedstocks of catalyst bodies comprising multiple layers, the layers having a different catalyst activity.

Gemäß einer ersten Ausführungsform umfasst die According to a first embodiment, the

Katalysatoranordnung drei Schichten, wobei die zur Gaseintrittsseite hin gelegene Schicht die niedrigste Aktivität und zur Gasaustrittsseite hin gelegene Schicht die höchste Katalysatoraktivität aufweist. Catalyst arrangement three layers, wherein the Gaseintrittsseite layer has the lowest activity and towards the gas outlet side layer has the highest catalyst activity.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die According to a further embodiment, the

Katalysatoranordnung wenigstens vier Schichten, wobei die zur Gaseintrittsseite hin am Nächsten gelegene Schicht eine höhere Aktivität aufweist als die nächste, zur Gasaustrittsseite hin gelegene Schicht. Die in Strömungsrichtung anschließenden Schichten zeigen dann, wie bereits weiter oben beschrieben, eine schrittweise gegenüber der in Strömungsrichtung davor angeordneten Schicht erhöhte Aktivität auf. Catalyst arrangement at least four layers, wherein the closest to the gas inlet side layer has a higher activity than the next, the gas outlet side layer lying. The subsequent layers in the flow direction then show, as already described above, a step-by-step increased activity with respect to the layer arranged upstream in the direction of flow.

Die Aktivmasse der Katalysatorkörper der einzelnen Schichten weist dabei eine Zusammensetzung auf, wie sie oben bereits beschrieben wurde. Die Anpassung der Aktivität kann erfolgen, indem eine oder mehrere der folgenden Maßnahmen ergriffen werden, um die Aktivität der Schicht gegenüber der in The active composition of the catalyst bodies of the individual layers has a composition as already described above. The adaptation of the activity may be carried out by taking one or more of the following measures to control the activity of the shift in relation to the one in

Gasrichtung zuvor angeordneten Schicht zu erhöhen: Gas direction to increase previously arranged layer:

- einen höheren Gehalt an Aktivmasse als in der in - a higher content of active material than in the

Strömungsrichtung zuvor angeordneten Schicht;  Flow direction previously arranged layer;

- eine höhere BET-Oberfläche;  a higher BET surface area;

- einen höheren Vanadiumgehalt;  - a higher vanadium content;

- eine Erhöhung der Schüttdichte, beispielsweise durch  - An increase in bulk density, for example by

Verwendung anderer Geometrien des Katalysatorkörpers;  Use of other geometries of the catalyst body;

- die Zugabe aktivitätssteigernder Promotoren bzw. die  the addition of activity-increasing promoters or the

Erhöhung des Anteils des Promotors in der Aktivmasse; oder Increasing the proportion of the promoter in the active composition; or

- die Abwesenheit bzw. die Verringerung der Menge an - the absence or reduction of the amount

aktivitätsdämpfenden Moderatoren .  activity-dampening moderators.

Die Maßnahmen können einzeln oder auch in Kombination The measures can be taken individually or in combination

verwirklicht werden. Gemäß einer Ausführungsform enthält die Aktivmasse des be realized. According to one embodiment, the active material of the

Katalysatorkörpers der ersten Katalysatorschicht zwischen 5 und 25 Gew.-% V205, 0 bis 4 Gew.-% Sb203, 0 bis 1 Gew.-% Cs, 0 bis 3 Gew.-% b205, 0 bis 2 Gew.-% P. Der Rest der Aktivmasse besteht zu mindestens 90 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 95 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 98 Gew.-%, insbesondere bevorzugt mindestens 99 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 99,5 Gew.-% und insbesondere 100 Gew.-% aus T1O2. Nach einer Ausführungsform liegt dabei die BET-Oberfläche des T1O2 zwischen 15 und 45 m2/g. Weiterhin wird bevorzugt, dass eine solche erste Katalysatorschicht einen Längenanteil von 5 bis 25 %, besonders bevorzugt 10 bis 25 % an der Gesamtlänge aller vorhandenen Katalysatorschichten, das heißt der Gesamtlänge des vorhandenen Katalysatorbetts aufweist. Catalyst body of the first catalyst layer between 5 and 25% by weight V 2 0 5 , 0 to 4% by weight Sb 2 0 3 , 0 to 1% by weight Cs, 0 to 3% by weight b 2 0 5 , 0 to 2% by weight The remainder of the active composition consists of at least 90% by weight, preferably at least 95% by weight, more preferably at least 98% by weight, especially preferably at least 99% by weight, more preferably at least 99.5% by weight. -% and in particular 100 wt .-% of T1O 2 . In one embodiment, the BET surface area of the T1O 2 is between 15 and 45 m 2 / g. Furthermore, it is preferred that such a first catalyst layer has a length fraction of 5 to 25%, particularly preferably 10 to 25%, of the total length of all the catalyst layers present, that is to say the total length of the catalyst bed present.

Nach einer weiteren Ausführungsform enthält die Aktivmasse in der zweiten Katalysatorschicht zwischen 1 bis 25 Gew.-% V2O5, 0 bis 4 Gew.-% Sb203, 0 bis 1 Gew.-% Cs, 0 bis 2 Gew.-% Nb205 und 0 bis 2 Gew.-% P. Der Rest der Aktivmasse besteht aus T1O2 in den bei der ersten Katalysatorschicht beschriebenen Anteilen. Die BET-Oberfläche des T1O2 liegt bevorzugt zwischen 15 und 25 m2/g. Die zweite Katalysatorschicht umfasst einen Längenanteil von etwa 15 bis 60 %, bevorzugt 20 bis 60 %, weiter bevorzugt 20 bis 50 % an der Gesamtlänge aller vorhandenen According to a further embodiment, the active composition in the second catalyst layer contains between 1 and 25% by weight of V2O 5 , 0 to 4% by weight of Sb 2 0 3 , 0 to 1% by weight of Cs, 0 to 2% by weight. Nb 2 0 5 and 0 to 2 wt .-% P. The remainder of the active composition consists of T1O 2 in the proportions described in the first catalyst layer. The BET surface area of the T1O 2 is preferably between 15 and 25 m 2 / g. The second catalyst layer comprises a length fraction of about 15 to 60%, preferably 20 to 60%, more preferably 20 to 50% of the total length of all existing

Katalysatorschichten . Catalyst layers.

Nach einer weiteren Ausführungsform enthält die Aktivmasse des Katalysators der dritten Katalysatorschicht 1 bis 25 Gew.-% V205, 0 bis 4 Gew.-% Sb203, 0 bis 1 Gew.-% Cs, 0 bis 2 Gew.-% Nb205 sowie 0 bis 2 Gew.-% P. Der Rest der Aktivmasse besteht im Wesentlichen aus T1O2 in den bei der Beschreibung der ersten Katalysatorschicht wiedergegebenen Anteilen. Bevorzugt weist das in der Aktivmasse der dritten Katalysatorschicht According to a further embodiment, the active material of the catalyst of the third catalyst layer contains 1 to 25 wt .-% V 2 0 5 , 0 to 4 wt .-% Sb 2 0 3 , 0 to 1 wt .-% Cs, 0 to 2 wt. % Nb 2 0 5 and 0 to 2 wt% P. The remainder of the active composition consists essentially of T1O 2 in the proportions given in the description of the first catalyst layer. This preferably has in the active composition of the third catalyst layer

verwendete T1O2 eine BET-Oberfläche zwischen 15 und 35 m2/g auf. Weiterhin weist die dritte Katalysatorschicht bevorzugt einen Längenanteil von etwa 20 bis 50 % der Gesamtlänge aller vorhandenen Katalysatorschichten auf. Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind in den Rohren vier Schichten von Katalysatorkörpern vorgesehen, wobei die von den Katalysatorschichten bereitgestellte Aktivität bevorzugt von der Gaseintrittsseite zur Gasaustrittsseite hin zunimmt. Die erste Katalysatorschicht, welche am nächsten zur used T1O 2 a BET surface area between 15 and 35 m 2 / g. Furthermore, the third catalyst layer preferably has a length fraction of about 20 to 50% of the total length of all existing catalyst layers. According to a further embodiment, four layers of catalyst bodies are provided in the tubes, wherein the activity provided by the catalyst layers preferably increases from the gas inlet side to the gas outlet side. The first catalyst layer closest to the

Gaseintrittsseite gelegen ist, weist, bezogen auf das Gewicht des Katalysatorkörpers, vorzugsweise einen Aktivmassegehalt zwischen 5 und 26 Gew.-%, bevorzugt zwischen etwa 7 und 15 Gew.-% auf. Die Aktivmasse enthält dabei bevorzugt zwischen 1 und 25 Gew.-% V205, 0 bis 4 Gew.-% Sb203, 0 bis 1 Gew.-% Cs, 0 bis 2 Gew.-% Nb205f 0 bis 2 Gew.-% P sowie den Rest auf 100 Gew.-% Ti02. Die zweite Katalysatorschicht enthält, bezogen auf das Gewicht des Katalysatorkörpers, bevorzugt einen Gas inlet side, preferably, based on the weight of the catalyst body, an active material content of between 5 and 26 wt .-%, preferably between about 7 and 15 wt .-% to. The active composition preferably contains between 1 and 25 wt .-% V 2 0 5 , 0 to 4 wt .-% Sb 2 0 3 , 0 to 1 wt .-% Cs, 0 to 2 wt .-% Nb 2 0 5f 0 to 2 wt .-% P and the rest to 100 wt .-% Ti0 2 . The second catalyst layer preferably contains one based on the weight of the catalyst body

Aktivmassegehalt zwischen 6 und 12 Gew.-%, bevorzugt zwischen 6 und 11 Gew.-%. Die Aktivmasse dieser Schicht enthält Active composition content between 6 and 12 wt .-%, preferably between 6 and 11 wt .-%. The active material of this layer contains

vorzugsweise zwischen 1 und 25 Gew.-% V2O5, 0 bis 4 Gew.-% Sb203, 0 bis 1 Gew.-% Cs, 0 bis 2 Gew.-% Nb205, 0 bis 2 Gew.-% P und den Rest auf 100 Gew.-% Ti02. Die dritte Katalysatorschicht kann, bezogen auf das Gewicht des Katalysatorkörpers, einen Aktivmassegehalt von 5 bis 11 Gew.-%, insbesondere 6 bis 10 Gew.-% aufweisen. Die Aktivmasse dieser Schicht enthält vorzugsweise 1 und 25 Gew.-% V2Os, 0 bis 4 Gew.-% Sb2C>3, 0 bis 1 Gew.-% Cs, 0 bis 2 Gew.-% Nb205, 0 bis 2 Gew.-% P und den Rest auf 100 Gew.-% Ti02.Die vierte Katalysatorlage weist, bezogen auf das Gewicht des Katalysatorkörpers, einen Aktivmassegehalt zwischen etwa 7 und 25 Gew.-% auf. Die Aktivmasse der vierten Schicht enthält vorzugsweise 1 und 25 Gew.-% V205, 0 bis 4 Gew.-% Sb203, 0 bis 1 Gew.-% Cs, 0 bis 2 Gew.-% Nb205, 0 bis 2 Gew.-% P sowie den Rest auf 100 Gew.-% Ti02. Nach einer besonders bevorzugten erfindungsgemäßen preferably between 1 and 25 wt .-% V2O 5 , 0 to 4 wt .-% Sb 2 0 3 , 0 to 1 wt .-% Cs, 0 to 2 wt .-% Nb 2 0 5 , 0 to 2 wt. % P and the remainder to 100% by weight of TiO 2 . The third catalyst layer, based on the weight of the catalyst body, an active material content of 5 to 11 wt .-%, in particular 6 to 10 wt .-% have. The active composition of this layer preferably contains 1 and 25 wt .-% V 2 Os, 0 to 4 wt .-% Sb 2 C> 3, 0 to 1 wt .-% Cs, 0 to 2 wt .-% Nb 2 0 5 , 0 to 2 wt .-% of P and the balance to 100 wt .-% Ti0 2 .The fourth catalyst zone comprises, based on the weight of the catalyst body, has an active composition content of between about 7 and 25 wt .-%. The active composition of the fourth layer preferably contains 1 and 25 wt .-% V 2 0 5 , 0 to 4 wt .-% Sb 2 0 3 , 0 to 1 wt .-% Cs, 0 to 2 wt .-% Nb 2 0 5 , 0 to 2 wt .-% P and the remainder to 100 wt .-% Ti0 2 . According to a particularly preferred invention

Ausführungsform enthält die Aktivmasse des Katalysators der ersten Katalysatorlage zwischen 5 bis 16 Gew.-% V205, 0 bis 5 Gew.-% Sb203, 0,2 bis 0,75 Gew.-% Cs, 0 - 1 Gew.-% P und 0 bis 3 Gew.-% 205. Der Rest der Aktivmasse besteht zu mindestens 90 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 95 Gew-%, weiter bevorzugt mindestens 98 Gew.-%, insbesondere mindestens 99 Gew-%, weiter bevorzugt mindestens 99,5 Gew.-%, insbesondere 100 Gew.-% aus TiC>2. Nach einer besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Embodiment contains the active material of the catalyst of the first catalyst layer between 5 to 16 wt .-% V 2 0 5 , 0 to 5 wt .-% Sb 2 0 3 , 0.2 to 0.75 wt .-% Cs, 0 - 1 Wt% P and 0 to 3% by weight 2 0 5 . The remainder of the active composition consists of at least 90% by weight, preferably at least 95% by weight, more preferably at least 98% by weight, in particular at least 99% by weight, more preferably at least 99.5% by weight, in particular 100% by weight % of TiC> 2 . According to a particularly preferred invention

Ausführungsform liegt dabei die BET-Oberfläche des 1O2 zwischen 15 und etwa 45 m2/g. Weiterhin wird bevorzugt, dass eine solche vorgeschaltete Katalysatorlage einen Längenanteil von 5 - 25 %, besonders bevorzugt 10 - 25 % an der Gesamtlänge aller vorhandenen Katalysatorlagen (Gesamtlänge des Embodiment is the BET surface area of 1O 2 between 15 and about 45 m 2 / g. It is further preferred that such an upstream catalyst layer has a length fraction of 5 to 25%, particularly preferably 10 to 25% of the total length of all catalyst layers present (total length of the catalyst layer)

vorhandenen Katalysatorbettes) aufweist. existing catalyst bed).

Nach einer besonders bevorzugten erfindungsgemäßen According to a particularly preferred invention

Ausführungsform enthält die Aktivmasse des Katalysators der zweiten Katalysatorlage zwischen 5 bis 15 Gew.-% V2O5, 0 bis 5 Gew.-% Sb203, 0,2 bis 0,75 Gew.-% Cs, 0 - 1 Gew.-% P und 0 bis 2 Gew.-% Nb2Ü5. Der Rest der Aktivmasse besteht zu mindestens 90 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 95 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 98 Gew.-%, insbesondere mindestens 99 Gew-%, weiter bevorzugt mindestens 99,5 Gew.-%, insbesondere 100 Gew.-% aus T1O2. Nach einer besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Embodiment contains the active material of the catalyst of the second catalyst layer between 5 to 15 wt .-% V2O 5 , 0 to 5 wt .-% Sb 2 0 3 , 0.2 to 0.75 wt .-% Cs, 0 - 1 wt. -% P and 0 to 2 wt .-% Nb 2 Ü 5 . The remainder of the active composition consists of at least 90% by weight, preferably at least 95% by weight, more preferably at least 98% by weight, in particular at least 99% by weight, more preferably at least 99.5% by weight, in particular 100% Wt .-% of T1O 2 . According to a particularly preferred invention

Ausführungsform liegt dabei die BET-Oberfläche des T1O2 zwischen 15 und etwa 25 m2/g. Weiterhin wird bevorzugt, dass eine solche zweite Katalysatorlage einen Längenanteil von etwa 15 bis 60%, insbesondere 20 bis 60% oder 20 bis 50% an der Gesamtlänge aller vorhandenen Katalysatorlagen (Gesamtlänge des vorhandenen Katalysatorbettes) aufweist. Embodiment is the BET surface area of T1O 2 between 15 and about 25 m 2 / g. Furthermore, it is preferred that such a second catalyst layer has a length fraction of about 15 to 60%, in particular 20 to 60% or 20 to 50% of the total length of all existing catalyst layers (total length of the existing catalyst bed).

Nach einer besonders bevorzugten erfindungsgemäßen According to a particularly preferred invention

Ausführungsform enthält die Aktivmasse des Katalysators der dritten Katalysatorlage 5 bis 15 Gew.-% V205, 0 bis 4 Gew.-% Sb203, 0,05 bis 0,5 Gew.-% Cs, 0 - 1 Gew.-% P und 0 bis 2 Gew.- % Nb205. Der Rest der Aktivmasse besteht zu mindestens 90 Gew.- %, vorzugsweise mindestens 95 Gew-%, weiter bevorzugt Embodiment contains the active material of the catalyst of the third catalyst layer 5 to 15 wt .-% V 2 0 5 , 0 to 4 wt .-% Sb 2 0 3 , 0.05 to 0.5 wt .-% Cs, 0 - 1 wt % P and 0 to 2% by weight of Nb 2 0 5 . The remainder of the active composition consists of at least 90% by weight, preferably at least 95% by weight, more preferably

mindestens 98 Gew-%, insbesondere mindestens 99 Gew-%, weiter bevorzugt mindestens 99,5 Gew-%, insbesondere 100 Gew-% aus 1 O2 . Dabei wird bevorzugt, dass das T 1 O2 eine BET-Oberfläche zwischen etwa 15 und 25 m2/g aufweist. Weiterhin wird at least 98% by weight, in particular at least 99% by weight, further preferably at least 99.5% by weight, in particular 100% by weight, of 1 O 2. It is preferred that the T 1 O 2 has a BET surface area between about 15 and 25 m 2 / g. Continue

bevorzugt, dass diese dritte Lage einen Längenanteil von etwa 10 bis 30% der Gesamtlänge aller vorhandenen Katalysatorlagen einnimmt, insbesondere sofern sich an die dritte Lage noch mindestens eine weitere Katalysatorlage anschließt. Handelt es sich bei der dritten Lage um die letzte, also die dem preferred that this third layer occupies a length proportion of about 10 to 30% of the total length of all existing catalyst layers, in particular if at least one further catalyst layer adjoins the third layer. Is it in the third layer to the last, so the

Reaktorausgang am nächsten gelegene Lage, so ist ein Reactor outlet closest location, so is a

Längenanteil für die dritte Lage von 20 - 50 % bevorzugt. Length fraction for the third layer of 20-50% preferred.

Nach einer besonders bevorzugten erfindungsgemäßen According to a particularly preferred invention

Ausführungsform enthält die Aktivmasse des Katalysators der vierten Katalysatorlage 5 bis 25 Gew.-% V2O5, 0 bis 5 Gew.-% Sb203, 0 bis 0,2 Gew.-% Cs, 0 - 2 Gew.-% P und 0 bis 1 Gew.-% b2Ü5. Der Rest der Aktivmasse besteht zu mindestens 90 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 95 Gew-%, weiter bevorzugt mindestens 98 Gew-%, insbesondere mindestens 99 Gew-%, weiter bevorzugt mindestens 99,5 Gew-%, insbesondere 100 Gew-% aus ί θ2 · Soweit die vierte Lage die an der Gasaustritt seite des Reaktors gelegene (letzte) Katalysatorlage darstellt, wird dabei eine BET-Oberfläche des T 1 O2 bevorzugt, die etwas höher liegt als diejenige der näher zur Gaseintrittsseite hin gelegenen Embodiment contains the active material of the catalyst of the fourth catalyst layer 5 to 25 wt .-% V 2 O 5 , 0 to 5 wt .-% Sb 2 0 3 , 0 to 0.2 wt .-% Cs, 0 - 2 wt. % P and 0 to 1 wt .-% b 2 Ü 5 . The remainder of the active composition consists of at least 90% by weight, preferably at least 95% by weight, more preferably at least 98% by weight, in particular at least 99% by weight, more preferably at least 99.5% by weight, in particular 100% by weight from ί θ2. Insofar as the fourth layer represents the (last) catalyst layer located at the gas outlet side of the reactor, a BET surface area of T 1 O 2 is preferred which is slightly higher than that which lies closer to the gas inlet side

Schichten, insbesondere im Bereich zwischen etwa 15 bis etwa 45 m2/g. Weiterhin wird bevorzugt, dass eine solche vierte Katalysatorlage einen Längenanteil von etwa 10 bis 50%, insbesondere bevorzugt 10 bis 40 % der Gesamtlänge aller vorhandenen Katalysatorlagen einnimmt. Eine fünfte Layers, in particular in the range between about 15 to about 45 m 2 / g. Furthermore, it is preferred that such a fourth catalyst layer occupies a length fraction of about 10 to 50%, particularly preferably 10 to 40% of the total length of all existing catalyst layers. A fifth

Katalysatorlage ist dann in der Regel nicht erforderlich, jedoch vor allem für längere Reaktorrohre möglich. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung zumindest eines Produkts, wobei zumindest ein gasförmiges Edukt einer Reaktorvorrichtung, wie sie oben beschrieben wurde, zugeführt wird. Das zumindest eine gasförmige Edukt wird an Katalysatorkörpern Km, Kn, welche in der ersten und der zweiten Gruppe Gm, Gn von Rohren bereitgestellt werden, zu einem Produkt umgesetzt, wobei die Reaktionsbedingungen für die Umsetzung des zumindest einen Edukts zu dem zumindest einen Produkt so gewählt sind, dass in den Thermorohren der zweiten Gruppe Gn von Rohren eine bestimmte Temperatur bzw. ein bestimmter Temperaturgradient eingestellt ist. Catalyst layer is then usually not required, but especially for longer reactor tubes possible. Furthermore, the invention relates to a process for the preparation of at least one product, wherein at least one gaseous educt is fed to a reactor apparatus as described above. The at least one gaseous educt is converted to a catalyst product K m , K n , which are provided in the first and second groups G m , G n of tubes, wherein the reaction conditions for the reaction of the at least one reactant to the at least one product are so selected in that a specific temperature or a specific temperature gradient is set in the thermo tubes of the second group G n of tubes.

Die oben beschriebene Reaktorvorrichtung eignet sich für eine Vielzahl von Umsetzungen, welche durch einen festen The reactor device described above is suitable for a variety of reactions, which by a solid

Katalysator katalysiert werden. Da die Temperatur bzw. das Temperaturprofil in den Normalrohren sehr gut in den Catalyzed catalyst. Since the temperature or the temperature profile in the normal pipes very well in the

Thermorohren abgebildet wird, kann das Temperaturprofil oder auch eine Temperatur an einer bestimmten Stelle des Thermo tubes can be displayed, the temperature profile or a temperature at a specific point of the

Thermorohrs dazu genutzt werden, um die Bedingungen in den Normalrohren mit hoher Genauigkeit einzustellen, also Thermo tube can be used to adjust the conditions in the normal tubes with high accuracy, ie

beispielsweise den Zustrom des zumindest einen Edukts, die Steuerung der durch ein Wärmeträgermedium den Rohren For example, the influx of at least one reactant, the control of the heat transfer medium through the pipes

zugeführte bzw. aus diesen abgeführte Wärmemenge oder auch die Zugabe von Moderatoren zum Reaktionsgasstrom. Ferner kann auch die Alterung des Katalysators oder genauer der Aktivmasse beobachtet werden, sodass bei einer Verschlechterung des supplied or removed from this amount of heat or the addition of moderators to the reaction gas stream. Furthermore, the aging of the catalyst or more accurately the active mass can be observed, so that with a deterioration of the

Umsatzes die Reaktionsbedingungen nachgeführt werden können, wobei ein neues Temperaturprofil in den Thermorohren und damit auch in den Normalrohren eingestellt wird. Turnover, the reaction conditions can be tracked, with a new temperature profile is set in the thermal tubes and thus in the normal tubes.

Die Reaktionsbedingungen werden in an sich für die betreffende Reaktion üblichen Bereichen gewählt, wobei jedoch die The reaction conditions are chosen in a conventional manner for the reaction in question, but the

Steuerung der Reaktion, also beispielsweise die Nachregelung des Reaktors bei einer Alterung der Aktivmasse, über das Control of the reaction, so for example, the readjustment of the reactor in an aging of the active composition, over the

Temperaturprofil der Thermorohre erfolgt. Temperature profile of the thermal tubes takes place.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die According to a preferred embodiment, the

erfindungsgemäße Reaktorvorrichtung für die Herstellung von Phthalsäureanhydrid durch Partialoxidation von o-Xylol Reactor device according to the invention for the production of phthalic anhydride by partial oxidation of o-xylene

und/oder Naphthalin in der Gasphase verwendet. Dabei wird allgemein ein gasförmiger Strom, der o-Xylol und/oder Naphthalin sowie molekularen Sauerstoff enthält, bei erhöhter Temperatur, insbesondere zwischen etwa 250 und 490°C, durch die Normalrohre bzw. Thermorohre geleitet. In den Rohren sind dabei vorzugsweise mehrere Schichten von Katalysatorkörpern angeordnet, insbesondere drei oder vier Schichten, wobei die Katalysatoraktivität der verschiedenen Schichten vorzugsweise unterschiedlich gewählt ist, insbesondere bevorzugt die and / or naphthalene used in the gas phase. It will Generally, a gaseous stream containing o-xylene and / or naphthalene and molecular oxygen, at elevated temperature, in particular between about 250 and 490 ° C, passed through the normal tubes or thermotubes. In the tubes, several layers of catalyst bodies are preferably arranged, in particular three or four layers, wherein the catalyst activity of the different layers is preferably chosen differently, in particular preferably

Katalysatoraktivität in Strömungsrichtung des Gasstroms von der ersten gaseintrittseitig gelegenen Schicht zur nächsten zunächst abnimmt um dann anschließenden von Schicht zu Schicht wieder zuzunehmen. Catalyst activity in the flow direction of the gas stream from the first gas inlet side layer to the next initially decreases to then increase again from layer to layer.

Die Beladung des Gasstroms mit o-Xylol oder Naphthalin wird dabei bevorzugt in einem Bereich von 40 bis 100 g/Nm3 Luft gewählt. Der Staudruck in den Rohren wird vorzugsweise in einem Bereich von 1 bis 5 barabs oiut ;- bevorzugt 1 bis 2 barabs oiut gewählt . The loading of the gas stream with o-xylene or naphthalene is preferably selected in a range of 40 to 100 g / Nm 3 air. The back pressure in the tubes is preferably a bar in the range 1 to 5 para o iut, - preferably 1 to 2 bar abs chosen o iut.

Der Druckabfall über die in den Rohren bereitgestellte The pressure drop over that provided in the tubes

Katalysatorschüttung liegt vorzugsweise im Bereich von 80 bis 600 mbar. Catalyst bed is preferably in the range of 80 to 600 mbar.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die erfindungsgemäße Reaktorvorrichtung zur Herstellung von Maleinsäureanhydrid verwendet. Als Edukt wird dabei vorzugsweise Benzol oder Butan eingesetzt . Gemäß einer Ausführungsform kann die Reaktorvorrichtung dazu verwendet werden, um Vinylacetatmonomere durch According to a further embodiment, the reactor device according to the invention is used for the production of maleic anhydride. The educt used is preferably benzene or butane. In one embodiment, the reactor apparatus may be used to convert vinyl acetate monomers

Gasphasenoxidation von Ethylen in Gegenwart von Essigsäure herzustellen . To produce gas phase oxidation of ethylene in the presence of acetic acid.

Ferner kann die Reaktorvorrichtung zur Herstellung von Furthermore, the reactor apparatus for the production of

Ethylenoxid durch Partialoxidation von Ethylen eingesetzt werden . Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann mit der Ethylene oxide can be used by partial oxidation of ethylene. According to a further embodiment, with the

erfindungsgemäßen Reaktorvorrichtung auch Acrolein oder Reactor device according to the invention also acrolein or

Acrylsäure durch Partialoxidation von Propen hergestellt werden . Acrylic acid can be prepared by partial oxidation of propene.

Die Reaktorvorrichtung eignet sich auch zur Herstellung von Methacrolein und Methacrylsäure durch Gasphasenoxidation von iso-Buten . The reactor device is also suitable for the production of methacrolein and methacrylic acid by gas-phase oxidation of isobutene.

Nach einer weiteren Ausführungsform kann die According to another embodiment, the

Reaktorvorrichtung zur Herstellung von Formaldehyd durch Reactor device for the production of formaldehyde by

Gasphasenoxidation von Methanol eingesetzt werden. Gas phase oxidation of methanol can be used.

Die Erfindung wird im Weiteren anhand von Beispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt: The invention will be further illustrated by way of examples and with reference to the accompanying drawings. Showing:

Fig. 1: eine Kurve, bei welcher die bei bestimmten GHSV's und einer bestimmten Temperatur ermittelte massenbezogene Aktivitätskonstante A* der Aktivmasse gegen den o- Xylol-Umsatz aufgetragen ist. 1 shows a curve in which the mass-related activity constant A * of the active composition determined at certain GHSV 's and a specific temperature is plotted against the o-xylene conversion.

Für die Bestimmung der Parameter des Katalysators wurden mit die folgenden Verfahren verwendet: For the determination of the parameters of the catalyst were used with the following methods:

BET-Oberfläche BET surface area

Die Bestimmung der spezifischen BET-Oberfläche und der The determination of the specific BET surface area and the

Mesoporen erfolgt nach der BJH-Methode gemäß DIN 66134. Mesopores are made according to the BJH method according to DIN 66134.

PorenradienVerteilung/Porenvolumen Pore radius distribution / pore volume

Die Bestimmung der Porenradienverteilung und des Porenvolumens erfolgte durch Quecksilberporosimetrie gemäß DIN 66133; The pore radius distribution and the pore volume were determined by mercury porosimetry according to DIN 66133;

maximaler Druck: 2000 bar, Porosimeter 4000 (Firma Porotec, DE), nach Angaben des Herstellers. Partikelgroßen maximum pressure: 2000 bar, Porosimeter 4000 (Porotec, DE), according to the manufacturer's instructions. Great particle

Die Bestimmung der Partikelgrößen erfolgte durch Laserbeugung mit einem Fritsch Particle Sizer Analysette 22 Economy (Firma Fritsch, DE) nach den Angaben des Herstellers. Zur The particle sizes were determined by laser diffraction using a Fritsch Particle Sizer Analysette 22 Economy (Fritsch, DE) according to the manufacturer's instructions. to

Probenvorbereitung wird die Probe in deionisiertem Wasser ohne Zusatz von Hilfsmitteln 5 Minuten durch Behandlung mit Sample preparation is carried out in deionized water without addition of auxiliaries 5 minutes by treatment with the sample

Ultraschall homogenisiert. Ultrasound homogenized.

Die Bestimmung der BET-Oberfläche, der Porenradienverteilung bzw. des Porenvolumens sowie der Partikelgrößenverteilung erfolgte bei der Charakterisierung des Titandioxids jeweils an einem bei 150 °C im Vakuum getrocknetem, uncalciniertem The BET surface area, the pore radius distribution or the pore volume and the particle size distribution were determined in the characterization of the titanium dioxide in each case at a uncalcined at 150 ° C in a vacuum dried

Material . Material.

Der Aktivmasseanteil (Anteil der katalytisch aktiven Masse, ohne Bindemittel) bezieht sich jeweils auf den Anteil (Gew.-%) der katalytisch aktiven Masse am Gesamtgewicht des The proportion of active mass (proportion of the catalytically active composition, without binder) relates in each case to the proportion (wt .-%) of the catalytically active composition in the total weight of the

Katalysatorkörpers, einschließlich Trägerkörper in der  Catalyst body, including carrier body in the

jeweiligen Katalysatorlage, gemessen nach Konditionierung über 4 Stunden bei 400 °C in Luft. respective catalyst layer, measured after conditioning for 4 hours at 400 ° C in air.

A) Bestimmung der aktivmassenbezogenen Aktivitskonstante 1. Ordnung a) Testreaktor A) Determination of the Active Mass-Related Activity Constant of First Order a) Test Reactor

Für die Bestimmung der aktivmassenbezogenen Aktivit skonstanten 1. Ordnung A1 des Katalysators wird ein Reaktionsrohr mit einer Länge von 120 cm und einem Innendurchmesser von 24, 8 mm verwendet. Im Inneren des Reaktionsrohrs ist für die For the determination of the active mass-related activity constants 1 st order A 1 of the catalyst, a reaction tube with a length of 120 cm and an inner diameter of 24, 8 mm is used. Inside the reaction tube is for the

Temperaturmessung entlang der Längsachse ein Innenrohr  Temperature measurement along the longitudinal axis of an inner tube

angeordnet, das einen Außendurchmesser von 3 mm aufweist. In dem Innenrohr ist ein Temperatursensor angeordnet, welcher entlang der Längsachse verschoben werden kann, sodass über die ganze Länge des Reaktionsrohrs ein Temperaturprofil arranged, which has an outer diameter of 3 mm. In the inner tube, a temperature sensor is arranged, which can be moved along the longitudinal axis, so that over the entire length of the reaction tube, a temperature profile

aufgenommen werden kann. Das Reaktionsrohr kann über eine Länge von 100 cm mit einem Wärmeträgermedium temperiert werden . can be included. The reaction tube can via a Length of 100 cm to be tempered with a heat transfer medium.

Am oberen Ende des Reaktionsrohrs kann über einen At the upper end of the reaction tube can over a

Masseflussregler ein definierter Luftstrom in das Mass flow controller a defined air flow in the

Reaktionsrohr eingespeist werden. Der Luftstrom passiert zunächst eine thermostatisierte Mischkammer, in welcher eine definierte Menge o-Xylol in den Luftstrom eingespritzt und mit diesem vermischt werden kann. Der Druckabfall wird durch jeweils am Anfang und am Ende des Reaktionsrohrs angeordnete Manometer überwacht. Reaction tube to be fed. The air stream first passes through a thermostated mixing chamber, in which a defined amount of o-xylene can be injected into the air stream and mixed with it. The pressure drop is monitored by each arranged at the beginning and at the end of the reaction tube pressure gauge.

In das Reaktionsrohr wird eine mit Inertkörpern verdünnte Katalysatorschüttung eingebracht, welche eine Länge von 80 cm aufweist. Die Katalysatorschüttung wird im isothermen Bereich des Reaktionsrohrs angeordnet. b) Herstellung der Katalysatorkörper In the reaction tube, a catalyst bed diluted with inert bodies is introduced, which has a length of 80 cm. The catalyst bed is placed in the isothermal region of the reaction tube. b) Preparation of the catalyst body

Für die Herstellung der Katalysatorkörper werden 2000 g For the preparation of the catalyst body 2000 g

Hohlzylinder aus Steatit mit den Abmessungen 8 x 6 x 5 mm (Außendurchmesser x Länge x Innendurchmesser) verwendet. Diese Trägerkörper werden in einem Wirbelschichtcoater bei 70 °C mit einer Maische der Aktivmasse beschichtet. Zur Herstellung der Maische wurden in 2000 g Wasser 17 g Vanadiumpentoxid, 7,03 g Antimontrioxid, 1,14 g Cäsiumsulfat, 1,7 g Hollow cylinder made of steatite with the dimensions 8 x 6 x 5 mm (outer diameter x length x inner diameter) used. These support bodies are coated in a fluidized bed coater at 70 ° C. with a mash of the active composition. To prepare the mash, 17 g of vanadium pentoxide, 7.03 g of antimony trioxide, 1.14 g of cesium sulfate, 1.7 g

Ammoniumdihydrogenphosphat , 195,0 g Titanoxid mit einer BET- Oberfläche von 21 m2/g, sowie 130,5 g Bindemittel (50 %-ige Dispersion von Vinylacetat /Ethylencopolymer in Wasser Ammonium dihydrogen phosphate, 195.0 g of titanium oxide having a BET surface area of 21 m 2 / g, and 130.5 g of binder (50% dispersion of vinyl acetate / ethylene copolymer in water

(Vinnapas® EP 65 W, Airflex, DE)) suspendiert. (Vinnapas ® EP 65 W, Airflex, DE)) was suspended.

Der Katalysator wies einen Aktivmassenanteil von 8 Gew.-% auf, wobei die Aktivmasse eine Zusammensetzung von 7,5 Gew.-% The catalyst had an active composition content of 8% by weight, the active composition having a composition of 7.5% by weight.

Vanadiumpentoxid, 3,2 Gew.-% Antimontrioxid, 0,40 Gew.-% Vanadium pentoxide, 3.2% by weight antimony trioxide, 0.40% by weight

Cäsium (berechnet als Cäsium), 0,2 Gew.-% Phosphor und den Rest auf 100 Gew.-% Titanoxid aufwies. c) Beschickung des Testreaktors Cesium (calculated as cesium), 0.2% by weight of phosphorus and the remainder to 100% by weight of titanium oxide. c) Charging the test reactor

Die Katalysatorkörper werden im Massenverhältnis 17 : 1 (w/w) mit Steatit-Inertkörpern verdünnt. Als Inertkörper werden Hohlzylinder mit den Abmessungen 5 x 5 x 2,5 mm verwendet. Die Katalysatorkörper und die Inertkörper werden einzeln in denThe catalyst bodies are diluted in a mass ratio of 17: 1 (w / w) with steatite inert bodies. Hollow cylinders with the dimensions 5 × 5 × 2.5 mm are used as inert bodies. The catalyst bodies and the inert bodies are individually in the

Innenraum des Reaktionsrohrs gegeben, sodass eine gleichmäßige Verteilung von Katalysatorkörpern und Inertkörpern im Interior of the reaction tube, so that a uniform distribution of catalyst bodies and inert bodies in the

Reaktionsraum des Reaktionsrohrs erreicht wird. d) Aktivierung der Katalysatoren Zur Aktivierung wird der Luftstrom auf 400 Nl/h und das Reaction space of the reaction tube is achieved. d) activation of the catalysts For activation, the air flow to 400 Nl / h and the

Wärmeträgermedium auf eine Temperatur von 420 °C eingestellt. Der Katalysator wird dann für 60 h kalziniert. An die  Heat transfer medium set to a temperature of 420 ° C. The catalyst is then calcined for 60 hours. To the

Kalzinierung anschließend folgt eine Aquilibrierung des Calcination followed by an equilibration of the

Katalysators bei einer Temperatur von 420 °C und einer Catalyst at a temperature of 420 ° C and a

Gaszusammensetzung von 60 g/Nm3 o-Xylol (Reinheit 99,9 %) und 400 Nl/h Luft für 48 Stunden. e) Durchführung der Messung Gas composition of 60 g / Nm 3 o-xylene (purity 99.9%) and 400 Nl / h of air for 48 hours. e) Carrying out the measurement

Zur Ermittlung der Leistungsdaten werden nach der To determine the performance data will be after the

Aquilibrierung 60 g/Nm3 h o-Xylol bei maximal 0,5 Nl/h Luft über den Katalysator geleitet, wobei eine auf die Aquilibrierung 60 g / Nm 3 h o-xylene at a maximum of 0.5 Nl / h air passed over the catalyst, with one on the

Katalysatormasse bezogene Raum-Zeit-Geschwindigkeit von 5 1/h x mkat (GHSVi), 10 1/h x mkat (GHSV2), bzw. 15 1/h x mkat (GHSV3) eingestellt wird. Die Wärmeträgertemperatur wird jeweils so eingestellt, dass eine mittlere Katalysatortemperatur von 420 °C erreicht wird. Nach der Einstellung neuer Catalyst mass-related space-time velocity of 5 1 / hxm kat (GHSVi), 10 1 / hxm kat (GHSV 2 ), or 15 1 / hxm kat (GHSV 3 ) is set. The heat carrier temperature is set in each case so that an average catalyst temperature of 420 ° C is reached. After setting new

Reaktionsbedingungen wird der Reaktor für jeweils eine Stunde äquilibriert. Das Reaktionsgas wird nach dem Austritt aus dem Reaktionsrohr auf seine Bestandteile hin analysiert und der o-Xylol-Umsat z bei 420 °C mittlerer Katalysatortemperatur bestimmt. Aus den gemessenen o-Xylol-Umsät zen wird dann die Reaction conditions, the reactor is equilibrated for one hour. The reaction gas is analyzed after its exit from the reaction tube to its constituents and the o-xylene Umsat z determined at 420 ° C average catalyst temperature. From the measured o-xylene sales then the

massenbezogene Aktivitätskonstante A* 1. Ordnung der Aktivmasse bei 420 °C nach der bereits oben erläuterten Formel berechnet.

Figure imgf000066_0001
mass-related activity constant A * 1st order of the active composition at 420 ° C calculated according to the formula already explained above.
Figure imgf000066_0001

\jn-Aktivmasse\ \ j n -Active mass \

Die Menge der Aktivmasse mAktivmasse betrug 1,5 g. Der o-Xylol-Umsat z berechnet sich nach The amount of active material m Akt i vmasse was 1.5 g. The o-xylene conversion z is calculated according to

^0^o-Xylol(rein) ~ ^°^o-Xylol(raus)^ 0 ^ o-xylene (pure) ~ ^ ° ^ o-xylene (out)

Figure imgf000066_0002
Figure imgf000066_0002

Die ermittelten Umsätze und massenbezogenen The determined sales and mass related

Aktivitätskonstanten 1. Ordnung A* der Aktivmasse bei 420 °C sind zusammen mit den Reaktionsbedingungen in Tabelle 1 zusammengefasst . Tabelle 1: Werte zur Bestimmung der massenbezogenen Activity constants of 1st order A * of the active composition at 420 ° C. are summarized in Table 1 together with the reaction conditions. Table 1: Values for determining the mass-related

Aktivitätskonstanten A* 1. Ordnung der Aktivmasse (T = 420 °C! Activity constants A * 1st order of the active mass (T = 420 ° C!

Figure imgf000066_0003
Figure imgf000066_0003

In Figur 1 ist die massenbezogene Aktivitätskonstante 1. In FIG. 1, the mass-related activity constant is 1.

Ordnung A* der Aktivmasse gegen den o-Xylol-Umsat z aufgetragen Daraus ergibt sich bei einem o-Xylol-Umsat z von 85 % eine aktivmassenbezogene Aktivitätskonstante A1 von 479 [l/h*g]. B) Prüfung der Temperaturprofile an einer erfindungsgemäßen ReaktorVorrichtung a) Testreaktor Order A * of the active composition is plotted against the o-xylene conversion z. This results in an active-mass-related activity constant A 1 of 479 [l / h * g] for an o-xylene conversion z of 85%. B) Testing the temperature profiles of a reactor device according to the invention a) test reactor

Für die Durchführung der Versuche wird eine Anlage verwendet, welche mit einer Aufnahme für Rohre mit einem Durchmesser von 20 bis 30 mm versehen ist. In die Aufnahme können Rohre mit einer Länge von 4 m eingesetzt werden, wobei eine Strecke von 3,50 m mit einem Salzbad thermostatisiert werden kann. Als Normalrohre werden Rohre mit einem Innendurchmesser von 25 mm oder 21 mm verwendet. Um das Temperaturprofil in den To carry out the experiments, a system is used, which is provided with a receptacle for tubes with a diameter of 20 to 30 mm. 4 m long pipes can be inserted into the receptacle, while a distance of 3.50 m can be thermostated with a salt bath. As normal pipes tubes with an inner diameter of 25 mm or 21 mm are used. To the temperature profile in the

Normalrohren bestimmen zu können, sind in den Normalrohren entlang der Längsachse Temperatursonden in einem bestimmten Abstand fest angeordnet. Der Platzbedarf dieser  Normal tubes to be determined, are arranged in the normal tubes along the longitudinal axis of temperature probes fixed at a certain distance. The space requirement of this

Temperatursonden ist minimal. Für die Durchführung der Temperature probes is minimal. For the implementation of

Beispiele wird daher für die Normalrohre der Außendurchmesser der Temperatursonden (Innenrohr) als „0" angenommen. Examples are therefore assumed for the normal tubes, the outer diameter of the temperature probe (inner tube) as "0".

Als Thermorohre werden Rohre mit einem Innendurchmesser von 21, 25, 27 oder 29 mm verwendet, die mit einem Innenrohr mit einem Außendurchmesser von 3, 8 oder 10 mm versehen sind. Im Innenrohr ist jeweils eine in Längsrichtung des Innenrohrs verschiebbare Temperatursonde angeordnet. Die Maße der verwendeten Rohre sind in Tabelle 2 wiedergegeben. Thermo tubes are tubes with an inner diameter of 21, 25, 27 or 29 mm, which are provided with an inner tube with an outer diameter of 3, 8 or 10 mm. In the inner tube in each case a displaceable in the longitudinal direction of the inner tube temperature probe is arranged. The dimensions of the tubes used are shown in Table 2.

Am Kopf der Rohre befindet sich ein Gaseinlass, über welchen mittels eines Massenflussreglers ein konstanter Gasstrom in die Rohre geleitet werden kann. Der Gasstrom passiert vorAt the top of the tubes is a gas inlet, via which a constant flow of gas can be conducted into the tubes by means of a mass flow controller. The gas flow happens before

Eintritt in den Reaktor eine Mischstrecke, in welche o-Xylol eindosiert werden kann. b) Herstellung der Katalysatorkörper für Normalrohre Entry into the reactor a mixing section, in which o-xylene can be metered. b) Preparation of the catalyst body for normal pipes

Analog der oben beschriebenen Herstellung der Analogous to the production of the above-described

Katalysatorkörper zur Bestimmung der aktivmassenbezogenenCatalyst body for determining the active-mass-related

Aktivitätskonstante 1. Ordnung A1 werden Testkörper mit einem Aktivmassegehalt von 8 Gew.-% (Normalrohr mit 25 mm Innendurchmesser) hergestellt. Als Trägerkörper werden Activity constant 1st order A 1 become test bodies with one Active mass content of 8 wt .-% (normal tube with 25 mm inner diameter) produced. As a carrier body

ebenfalls Steatit-Hohlzylinder verwendet. Die Maße der also used steatite hollow cylinder. The dimensions of

Trägerkörper sowie der Aktivmassengehalt der Katalysatorkörper sind in Tabelle 2 angegeben. c) Herstellung der Katalysatorkörper für Thermorohre Carrier body and the active material content of the catalyst body are shown in Table 2. c) Preparation of the catalyst body for thermal tubes

Auf der Grundlage der Schüttdichten und der somit erhaltenen Quotienten aus Aktivmasse pro Rohrwandfläche für Normal- und die o.g. Thermorohrgeometrien wurden Katalysatorkörper für die Thermorohre hergestellt. Dabei wurden für die Trägerkörper die in Tabelle 2 angegebenen Aktivmassengehalte bestimmt. d) Beschickung des Testreaktors On the basis of the bulk densities and thus obtained quotients of active mass per tube wall surface for normal and the o.g. Thermal tube geometries were produced catalyst body for the thermal tubes. In this case, the active composition contents stated in Table 2 were determined for the support bodies. d) Charging the test reactor

Die Normal- und Thermorohre des Testreaktors werden mit den in Tabelle 2 angegebenen Katalysatorkörpern gefüllt. Die The standard and thermal tubes of the test reactor are filled with the catalyst bodies indicated in Table 2. The

Anpassung der modifizierten Verweilzeit Tm0d erfolgt wie oben beschrieben über die Berechnung des für eine vergleichbare mod. Verweilzeit Tm0d nötigen Volumenstroms mittels des Adjustment of the modified residence time T m0d is carried out as described above on the calculation of the for a comparable mod. Residence time T m0d required volume flow by means of

Druckabfalls am Thermorohr, der Auswahl der Geometrie der Katalysatorkörper sowie der Länge der Schüttung. Bei zu hohem Druckabfall wird die Schüttung gekürzt, bei zu niedrigem Pressure drop on the thermal tube, the selection of the geometry of the catalyst body and the length of the bed. If the pressure drop is too high, the bed will be shortened, if it is too low

Druckabfall erfolgt die Korrektur durch Vorlegen von Pressure reduction is the correction by presenting

Inertringen (5 x 5 x 2,5; A x L x I) bzw. durch Quarzsand. Die Schüttungslängen sowie der Druckabfall des betreffenden Rohrs sind ebenfalls in Tabelle 2 angegeben. Tabelle 2: Parameter des Testreaktors Inert (5 x 5 x 2.5, A x L x I) or through quartz sand. The bed lengths and the pressure drop of the pipe in question are also given in Table 2. Table 2: Parameters of the test reactor

Figure imgf000069_0001
di/da (mm) Innendurchmesser des Außenrohrs /
Figure imgf000069_0001
di / d a (mm) Inner diameter of the outer tube /

Außendurchmesser des Innenrohrs  Outer diameter of the inner tube

Träger (mm) Abmessungen des Hohlzylinders  Carrier (mm) Dimensions of the hollow cylinder

(Außendurchmesser x Länge x  (Outer diameter x length x

Innendurchmesser )  Inside diameter)

Aktivm./ Körper Aktivmassegehalt bezogen auf das Gewicht (Gew. %) des Katalysatorkörpers  Aktivm./ Body Active mass content based on the weight (wt.%) Of the catalyst body

Aktivm/ Fläche Aktivmassegehalt pro Rohrwandfläche  Aktivm / Area Active mass content per tube wall surface

(g/cm2) (g / cm 2 )

Druckverl, (mbar; Druckverlust bei 3000 cm Schüttungslänge, lineare Gasgeschwindigkeit 4 Nm3/h, RTPressure loss, (mbar; pressure loss at 3000 cm bed length, linear gas velocity 4 Nm 3 / h, RT

Bett Schüttungslänge der Katalysatorkörper im Bed bed length of the catalyst body in the

Rohr  pipe

mit 5 bis 20 mm Sand am Gasauslass  with 5 to 20 mm sand at the gas outlet

e) vergleichende Temperaturmessung e) comparative temperature measurement

Für die Temperaturmessung wird ein Luftstrom von oben nach unten durch das Thermo- bzw. das Normalrohr geleitet, wobei der Luftstrom auf eine Flussrate von 4 Nm3/h eingestellt ist. Der Luftstrom ist mit 30 bis 100 g/Nm3 o-Xylol beladen For the temperature measurement, an air flow is passed from top to bottom through the thermal or the normal pipe, wherein the air flow is set to a flow rate of 4 Nm 3 / h. The air flow is loaded with 30 to 100 g / Nm 3 o-xylene

(Reinheit o-Xylol: > 99 %) . Der Gesamtdruck beträgt ca.  (Purity o-xylene:> 99%). The total pressure is approx.

1450 mbar. Die Temperatur des Salzbades wird auf 352 bis  1450 mbar. The temperature of the salt bath will be up to 352

356 °C eingestellt. Die Versuchsergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengefasst . f) Vergleichsbeispiel 356 ° C set. The test results are summarized in Table 3. f) Comparative Example

Zum Vergleich wird eine Anpassung des Aktivmassengehalts in Normalrohr und Thermorohr analog zur Methode durchgeführt, wie sie in der EP 0 873 783 A beschrieben ist. Da im vorliegenden Fall jedoch keine Voll- sondern Schalenkatalysatoren verwendet werden, wird der Druckabfall durch eine Sandschicht For comparison, an adjustment of the active material content in normal pipe and thermal tube is carried out analogously to the method as described in EP 0 873 783 A. However, since in the present case not solid but shell catalysts are used, the pressure drop is due to a layer of sand

eingestellt, die an der Gasauslassseite an die Schüttung der Katalysatorkörper anschließt. set, which connects to the gas outlet on the bed of the catalyst body.

Beim Vergleichsbeispiel wird das Verhältnis von Menge der Aktivmasse zur freien Querschnittsfläche für Normal- und In the comparative example, the ratio of the amount of active composition to the free cross-sectional area for normal and

Thermorohr auf den gleichen Wert eingestellt. Es wird also zur Anpassung von Thermo- und Normalrohr ausschließlich die  Thermo tube set to the same value. So it is for the adaptation of thermal and normal pipe exclusively the

Verweilzeit x, definiert als Quotient aus Reaktorvolumen und Volumenstrom, und nicht die modifizierte Verweilzeit Tm0d Residence time x, defined as the quotient of reactor volume and volume flow, and not the modified residence time T m0d

verwendet. used.

Für das Beispiel werden für das Normalrohr Steatit- Hohlzylinder mit den Abmessungen 8 x 6 x 5 mm verwendet, die einen Aktivmassengehalt von 8 %, bezogen auf das Gewicht des Katalysatorkörpers aufweisen. Für das Thermorohr werden For the example, steatite hollow cylinders of dimensions 8 × 6 × 5 mm are used for the normal tube, which have an active mass content of 8%, based on the weight of the catalyst body. Become for the thermal tube

Steatit-Hohlzylinder mit den Abmessungen 8 x 6 x 5 mm Steatite hollow cylinder with the dimensions 8 x 6 x 5 mm

verwendet, die einen Aktivmassengehalt von 8 %, bezogen auf das Gewicht des Katalysatorkörpers aufweisen. used, which have an active mass content of 8%, based on the weight of the catalyst body.

Normalrohr : Normal pipe:

Das Normalrohr wies ein Verhältnis der Menge an Aktivmasse zur freien Rohrquerschnittfläche von 1227 g Katalysator : 491 mm2 = 2,50 auf. Der Druckabfall beim Testreaktor wurde bei einer Gasflussrate von 4 Nm3/h zu 99 mbar bestimmt, was eine The standard pipe had a ratio of the amount of active mass to the free pipe cross-sectional area of 1227 g of catalyst: 491 mm 2 = 2.50. The pressure drop in the test reactor was determined at a gas flow rate of 4 Nm 3 / h to 99 mbar, which is a

modifizierte Verweilzeit ~um0d von 0,37 g/s ergab. Thermorohr (Vergleichsexperiment) : modified residence time ~ u m0d of 0.37 g / s. Thermotube (comparative experiment):

Bei etwa gleicher Füllhöhe der Katalysatorschuttung weist das Thermorohr ein Verhältnis von Menge der Aktivmasse zur freien Rohrquerschnittsfläche von 1552 g Katalysator : 582 mm2 = 2,67 auf, wobei bei einer Gasflussrate von 4 Nm3/h ein Druckabfall im Testreaktor von 91 mbar gemessen wird. Dies entspricht einer modifizierten Verweilzeit ~um0d von 0,46 g/s . At approximately the same filling level of the catalyst bed, the thermal tube has a ratio of the amount of active composition to free cross-sectional area of 1552 g of catalyst: 582 mm 2 = 2.67, wherein measured at a gas flow rate of 4 Nm 3 / h, a pressure drop in the test reactor of 91 mbar becomes. This corresponds to a modified residence time ~ u m0d of 0.46 g / s.

Um das Verhältnis von Menge der Aktivmasse zur freien To the ratio of amount of active mass to free

Rohrquerschnittsfläche auf den Wert des Normalrohrs von 2,50 einzustellen, wird nun das Thermorohr mit nur 1455 g  To adjust the tube cross-sectional area to the value of the standard tube of 2.50, now the thermal tube with only 1455 g

Katalysator beschickt. Bei einem Massenstrom von 4 Nm3/h wird dann ein Druckabfall im Testreaktor von 87 mbar gemessen. Um den Druckabfall auf 99 mbar wie im Normalrohr einzustellen, wird auf der Gasaustrittsseite der Katalysatorschüttung Sand vorgelegt, was eine modifizierte Verweilzeit Tm0d von 0,52 g/s ergab . Catalyst fed. At a mass flow of 4 Nm 3 / h, a pressure drop in the test reactor of 87 mbar is then measured. In order to adjust the pressure drop to 99 mbar as in the normal pipe, sand is introduced onto the gas outlet side of the catalyst bed , resulting in a modified residence time T m0 d of 0.52 g / s.

Die mit der Vergleichsanordnung gemessenen Werte sind The values measured with the comparison arrangement are

ebenfalls in Tabelle 3 zusammengefasst .  also summarized in Table 3.

Tabelle 3: Versuchsergebnisse Table 3: Test results

Figure imgf000071_0001
Figure imgf000071_0001

Δρ: Druckabfall  Δρ: pressure drop

Th.s.: Temperatur hot spot T h . see : Temperature hot spot

Anp. Apa : Anpassung Druckabfall Adj. Ap a : adaptation pressure drop

Gen. T-Mess.: Genauigkeit der Temperaturmessung  Gene. T-measure .: Accuracy of temperature measurement

a: durch Vorlegen von Sand g) Überprüfung der Gleichung zur Einstellung der a: by presenting sand g) check the equation for setting the

Katalysatoraktivität (erf .gem. Beispiel)  Catalyst activity (erf .gem example)

Zur Überprüfung der Gleichung sind im Weiteren die zu den oben beschriebenen erfindungsgemäßen Beispiel durchgeführten In order to check the equation, the examples according to the invention described above are described below

Berechnungen exemplarisch ausgeführt. Calculations performed as an example.

Die Gleichung lautet

Figure imgf000072_0001
wobei bedeutet: The equation is
Figure imgf000072_0001
where:

AN: die Katalysatoraktivität, die in dem durch die A N : the catalyst activity in which by the

Reaktionsstrecke S bestimmten Volumenabschnitt  Reaction distance S certain volume section

Normalrohr bereitgestellt wird,  Standard pipe is provided,

AT : die Katalysatoraktivität, die in dem durch die A T : the catalyst activity in which by the

Reaktionsstrecke bestimmten Volumenabschnitt im Thermorohr bereitgestellt wird,  Reaction section specific volume section is provided in the thermal tube,

WN: die Innenfläche des Normalrohrs, die durch die W N : the inner surface of the normal tube, which through the

Reaktionsstrecke S bestimmt ist,  Reaction distance S is determined

WT : die Innenfläche des Thermorohrs die durch die W T : the inner surface of the thermal tube passing through the

Reaktionsstrecke S bestimmt ist, a: den Korrekturfaktor.  Reaction distance S is determined, a: the correction factor.

Die Aktivität ANfT berechnet sich zu The activity A NfT is calculated to

ΑΝ,τ = 1 · MN,T wobei bedeutet: Α Ν , τ = 1 · M N , T where

A1 : die aktivmassenbezogene Aktivitätskonstante 1. A 1 : the active mass-related activity constant 1.

Ordnung der Aktivmasse, MNfT: die Menge der von den Katalysatorkörpern in dem durch die Reaktionsstrecke S definierten Volumenabschnitt des Normal- bzw. Thermorohres bereitgestellten Order of the active mass, M NfT : the amount of the provided by the catalyst bodies in the defined by the reaction section S volume portion of the normal or thermal tube

Aktivmasse .  Active mass.

Wie oben dargelegt, wurde die aktivmassenbezogene As stated above, the active mass related

Aktivitätskonstante 1. Ordnung der Aktivmasse A1 zu 480 [l/h*g] bestimmt . Activity constant 1st order of the active composition A 1 to 480 [l / h * g] determined.

Bestimmung des Korrekturfaktors a Determination of the correction factor a

Die Daten zur Überprüfung der Gleichung sind in Tabelle 4 noch einmal zusammengefasst . The data for checking the equation are summarized in Table 4 again.

Tabelle 4: Daten zur Überprüfung des erfindungsgemäßen Table 4: Data for the verification of the invention

Beispiels  example

Figure imgf000073_0001
Figure imgf000073_0001

Damit ergibt sich a zu 0, 99 This gives a to 0, 99

Claims

Patentansprüche  claims Reaktorvorrichtung mit zumindest einer ersten Gruppe Gm von Rohren, die zumindest ein Normalrohr umfasst, welches mit Katalysatorkörpern Km gefüllt ist, und einer zweiten Gruppe Gn von Rohren, die zumindest ein mit einer Reactor device with at least a first group G m of pipes, which comprises at least one normal pipe, which is filled with catalyst bodies K m , and a second group G n of pipes, at least one with a Temperaturmessvorrichtung versehenes Thermorohr umfasst, welches mit Katalysatorkörpern Kn gefüllt ist, wobei die Katalysatorkörper Km, Kn jeweils in einem sich in Temperature measuring device provided thermal tube comprises, which is filled with catalyst bodies K n , wherein the catalyst body K m , K n each in a in Längsrichtung der Rohre entlang einer Reaktionsstrecke S erstreckenden Volumenabschnitt angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass gilt:
Figure imgf000074_0001
wobei bedeutet:
Are arranged longitudinally of the tubes along a reaction section S extending volume portion, characterized in that
Figure imgf000074_0001
where:
Am: eine Katalysatoraktivität, die in dem durch die A m : a catalyst activity in which by the Reaktionsstrecke S bestimmten Volumenabschnitt in dem Rohr aus der ersten Gruppe Gm bereitgestellt wird, Reaction section S certain volume section in the tube from the first group G m is provided An: eine Katalysatoraktivität, die in dem durch die A n : a catalyst activity in which by the Reaktionsstrecke bestimmten Volumenabschnitt in dem Rohr aus der zweiten Gruppe Gn bereitgestellt wird, Reaction distance determined volume section in the tube from the second group G n is provided, Wm: eine Innenfläche des Rohrs aus der ersten Gruppe Gm, die durch die Reaktionsstrecke S bestimmt ist, W m : an inner surface of the tube from the first group G m , which is determined by the reaction path S, Wn: eine Innenfläche des Rohrs aus der zweiten Gruppe Gn, die durch die Reaktionsstrecke S bestimmt ist, a: einen Korrekturfaktor, der im Bereich von 0,8 bis 1,2 gewählt ist, wobei sich die Katalysatoraktivität Ab berechnet nach W n : an inner surface of the tube of the second group G n , which is determined by the reaction distance S, a: a correction factor, which is selected in the range of 0.8 to 1.2, wherein the catalyst activity A b calculated according to Ab = A Mb wobei bedeutet: A b = A M b where: Ax b: eine aktivmassenbezogene Aktivitätskonstante 1. A x b : an active mass related activity constant 1. Ordnung einer vom Katalysatorkörper Kb Order one of the catalyst body K b bereitgestellten Aktivmasse,  provided active mass, Mb: die Masse der von den Katalysatorkörpern Kb in dem durch die Reaktionsstrecke S definierten M b : the mass of the catalyst bodies K b in the defined by the reaction path S. Volumenabschnitt des Rohres bereitgestellten  Volume section of the pipe provided Aktivmasse, b: einen Index, welcher aus n und m ausgewählt ist und den Katalysatorkörper Kb in dem durch die Active mass, b: an index which is selected from n and m and the catalyst body K b in the by the Reaktionsstrecke S definierten Volumenabschnitt des Rohres bezeichnet.  Said reaction section S defined volume portion of the tube. Reaktorvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch Reactor device according to claim 1, characterized gekennzeichnet, dass die Rohre der ersten und der zweiten Gruppe Gm, Gn den im Wesentlichen gleichen Druckabfall und/oder die im Wesentlichen gleiche modifizierte in that the tubes of the first and the second group G m , G n modify the substantially same pressure drop and / or the substantially same modified one Verweilzeit Tm0d aufweisen. Dwell time have T m0 d. Reaktorvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch Reactor device according to claim 1 or 2, characterized gekennzeichnet, dass die Temperaturmessvorrichtung als entlang der Längsachse des Thermorohrs angeordnetes Rohr ausgebildet ist, in welchem zumindest ein Temperaturfühler angeordnet ist. in that the temperature measuring device is designed as a tube arranged along the longitudinal axis of the thermal tube, in which at least one temperature sensor is arranged. Reaktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Reactor device according to one of the preceding Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Claims, characterized in that the Katalysatorkörper Km, Kn in dem durch die Reaktionsstrecke S definierten Volumenabschnitt eine homogene Schüttung ausbilden . Catalyst body K m , K n in the volume section defined by the reaction section S form a homogeneous bed. Reaktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Reactor device according to one of the preceding Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Claims, characterized in that the Katalysatorkörper Km und die Katalysatorkörper Kn in dem durch die Reaktionsstrecke S definierten Volumenabschnitt jeweils eine homogene Gestalt aufweisen. Catalyst body K m and the catalyst body K n in the each having a homogeneous shape defined by the reaction section S volume portion. Reaktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Reactor device according to one of the preceding Patentansprüche, wobei die Aktivmasse in den Rohren der Gruppe Gm und den Rohren der Gruppe Gn eine gleiche Claims, wherein the active mass in the tubes of the group G m and the tubes of the group G n an equal Zusammensetzung aufweist und ferner gilt: Composition and further comprises: Mm= ( n Mm = (n Mn a Wn ) M n a Wn) wobei bedeutet: where: Mm: die Masse der Aktivmasse, die in dem durch die M m : the mass of the active mass in which by the Reaktionsstrecke S bestimmten Volumenabschnitt in dem Rohr aus der ersten Gruppe Gm bereitgestellt wird, Reaction section S certain volume section in the tube from the first group G m is provided Mn: die Masse der Aktivmasse, die in dem durch die M n : the mass of the active mass in which by the Reaktionsstrecke S bestimmten Volumenabschnitt in dem Rohr aus der zweiten Gruppe Gn bereitgestellt wird, Reaction section S certain volume section is provided in the tube from the second group G n , Wm: eine Innenfläche des Rohrs aus der ersten Gruppe Gm, die durch die Reaktionsstrecke S bestimmt ist, W m : an inner surface of the tube from the first group G m , which is determined by the reaction path S, Wn: eine Innenfläche des Rohrs aus der zweiten Gruppe Gn, die durch die Reaktionsstrecke S bestimmt ist, a: einen Korrekturfaktor, der im Bereich von 0,8 bis 1,2 gewählt ist. W n : an inner surface of the tube of the second group G n , which is determined by the reaction distance S, a: a correction factor, which is selected in the range of 0.8 to 1.2. Reaktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Reactor device according to one of the preceding Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Claims, characterized in that the Katalysatorkörper Km und die Katalysatorkörper Kn als Trägerkatalysatoren mit einer Schicht aus der Aktivmasse ausgebildet sind. Catalyst body K m and the catalyst body K n are formed as supported catalysts with a layer of the active composition. Reaktorvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch Reactor device according to claim 7, characterized gekennzeichnet, dass die Aktivmasse der Katalysatorkörper Km, Kn eine gleiche Zusammensetzung aufweist und Aktivität Ab durch die Schichtdicke der auf dem Trägerkatalysator aufgetragenen Aktivmasse bestimmt ist. in that the active mass of the catalyst bodies K m , K n has the same composition and activity A b is determined by the layer thickness of the applied on the supported catalyst active material. 9. Reaktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden 9. Reactor device according to one of the preceding Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die  Claims, characterized in that the Katalysatorkörper Km, Kn eine unterschiedliche Geometrie aufweisen . Catalyst body K m , K n have a different geometry. 10. Reaktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden 10. Reactor device according to one of the preceding Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Rohren der ersten Gruppe Gm und in den Rohren der zweiten Gruppe Gn mehr als eine Reaktionsstrecke S vorgesehen ist, wobei dieClaims, characterized in that in the tubes of the first group G m and in the tubes of the second group G n more than one reaction path S is provided, wherein the Reaktionsstrecken S jeweils Volumenabschnitte in den Reaction sections S each volume sections in the Rohren definieren, und in den Volumenabschnitten  Define tubes, and in the volume sections unterschiedliche Katalysatorkörper Km, Kn angeordnet sind. different catalyst body K m , K n are arranged. 11. Reaktorvorrichtung nach einem der vorhergehenden 11. Reactor device according to one of the preceding Ansprüche, wobei eine Schicht aus Inertkörpern zur  Claims, wherein a layer of inert bodies for Einstellung des Druckabfalls und der linearen  Adjustment of pressure drop and linear Gasgeschwindigkeit vorgesehen ist.  Gas velocity is provided. 12. Verfahren zur Bereitstellung einer Reaktorvorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 11, mit zumindest einer ersten Gruppe Gm von Rohren, die zumindest ein Normalrohr umfasst, und einer zweiten Gruppe Gn von Rohren, die zumindest ein mit einer Temperaturmessvorrichtung 12. A method for providing a reactor apparatus according to one of the claims 1 to 11, comprising at least a first group G m of pipes comprising at least a normal pipe, and a second group G n of pipes, which at least one with a temperature measuring device versehenes Thermorohr umfasst, wobei in einer Gruppe Gp von Rohren, die aus der ersten Gruppe Gm oder der zweiten Gruppe Gn von Rohren ausgewählt ist, Katalysatorkörper Kp eingefüllt werden, sodass zumindest ein durch eine Reaktionsstrecke S bestimmten Volumenabschnitt des Rohrs mit den Katalysatorkörpern Kp gefüllt ist, in dem durch die Reaktionsstrecke S bestimmten provided in a group G p of pipes, which is selected from the first group G m or the second group G n of pipes, catalyst body K p are filled, so that at least one determined by a reaction section S volume of the pipe with the Catalyst bodies K p is filled, in which determined by the reaction path S. Volumenabschnitt des Rohrs aus der Gruppe Gp eine Volume section of the pipe from the group G p a Katalysatoraktivität Ap bestimmt wird, in einer Gruppe Gq von Rohren, die nicht der Gruppe Gp angehören, Katalysatorkörper Kq eingefüllt werden, wobei die Katalysatorkörper Kq eine Aktivität aufweisen, dass in einem durch die Reaktionsstrecke S bestimmten Catalyst activity A p is determined to be filled in a group G q of pipes that do not belong to the group G p catalyst body K q , wherein the catalyst body K q have an activity that in a determined by the reaction path S. Volumenabschnitt des Rohrs aus der Gruppe Gq eine Volume section of the tube from the group G q a Katalysatoraktivität Aq erhalten wird, wobei gilt:
Figure imgf000078_0001
wobei bedeutet:
Catalyst activity A q is obtained, where:
Figure imgf000078_0001
where:
Ap: eine Katalysatoraktivität, die in dem durch die A p : a catalyst activity in which by the Reaktionsstrecke S bestimmten Volumenabschnitt in einem Rohr aus der Gruppe Gp bereitgestellt wird, Reaction distance S certain volume section is provided in a pipe from the group G p , Aq: eine Katalysatoraktivität, die in dem durch die A q : a catalyst activity in which by the Reaktionsstrecke S bestimmten Volumenabschnitt in einem Rohr aus der Gruppe Gq bereitgestellt wird, Reaction section S certain volume section is provided in a tube from the group G q , Wp: eine Innenfläche des Rohrs aus der Gruppe Gp, die W p : an inner surface of the pipe from the group G p , the durch den durch die Reaktionsstrecke S bestimmten Volumenabschnitt bestimmt ist,  is determined by the volume section determined by the reaction path S, Wq: eine Innenfläche des Rohrs aus der Gruppe Gq, die W q : an inner surface of the tube from the group G q , the durch den durch die Reaktionsstrecke S bestimmten Volumenabschnitt bestimmt ist, a: einen Korrekturfaktor, der im Bereich von 0,8 bis 1,2 gewählt ist, wobei sich die Katalysatoraktivität Ad berechnet nach is determined by the volume section determined by the reaction section S, a: a correction factor selected in the range from 0.8 to 1.2, the catalyst activity A d being calculated according to Ad = A^ · Md wobei bedeutet: A d = A ^ · M d where: A1 d: eine aktivmassenbezogene Aktivitätskonstante 1. A 1 d : an active mass-related activity constant 1. Ordnung einer vom Katalysatorkörper Kd Order one of the catalyst body K d bereitgestellten Aktivmasse, Md: die Masse der von den Katalysatorkörpern Kd in dem provided active mass, M d : the mass of the catalyst bodies K d in the durch die Reaktionsstrecke S definierten  defined by the reaction path S. Volumenabschnitt des Rohres bereitgestellten Aktivmasse, d: einen Index, welcher aus p und q ausgewählt ist und den Katalysatorkörper Kd in dem durch die Active mass provided by the volumetric section of the tube, d: an index selected from p and q and the catalyst body K d in the active mass Reaktionsstrecke S definierten Volumenabschnitt des Rohres bezeichnet.  Said reaction section S defined volume portion of the tube. 13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei ein in den Rohren der Gruppe Gp und ein in den Rohren der Gruppe Gq erzeugter Druckabfall und/oder eine modifizierte Verweilzeit Tmod auf einen im Wesentlichen gleichen Wert eingestellt wird. 13. The method according to claim 12, wherein a in the tubes of the group G p and a generated in the tubes of the group G q pressure drop and / or a modified residence time T mod is set to a substantially same value. 14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Aktivität der Katalysatorkörper Kq durch eine Anpassung der Menge der in dem Katalysatorkörper Kq bereitgestellten 14. The method of claim 12 or 13, wherein the activity of the catalyst body K q by adjusting the amount of provided in the catalyst body K q Aktivmasse eingestellt wird.  Active mass is adjusted. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Aktivität der Katalysatorkörper Kq durch eine Anpassung der Form der Katalysatorkörper Kq eingestellt wird. 15. The method according to any one of claims 12 to 14, wherein the activity of the catalyst body K q is adjusted by adjusting the shape of the catalyst body K q . 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei die Reaktorvorrichtung mit gebrauchten Katalysatorkörpern beladen ist und die gebrauchten Katalysatorkörper zunächst aus den Rohren der Gruppe Gp und den Rohren der Gruppe Gq entnommen werden. 16. The method according to any one of claims 12 to 15, wherein the reactor device is loaded with used catalyst bodies and the used catalyst body are first removed from the pipes of the group G p and the pipes of the group G q . 17. Verfahren zur Herstellung zumindest eines Produkts, wobei zumindest ein gasförmiges Edukt einer Reaktorvorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 11 zugeführt wird, das zumindest eine gasförmige Edukt an in der ersten und der zweiten Gruppe Gm, Gn von Rohren bereitgestellten Katalysatorkörpern Km, Kn zu einem Produkt umgesetzt wird, wobei die Reaktionsbedingungen für die Umsetzung des zumindest einen Edukts zu dem zumindest einen Produkt so gewählt sind, dass in den Thermorohren der zweiten Gruppe Gn von Rohren eine bestimmte Temperatur oder ein 17. A process for producing at least one product, wherein at least one gaseous educt of a reactor device is fed to one of the claims 1 to 11, the at least one gaseous reactant to in the first and the second group G m , G n provided by tubes catalyst bodies K m , K n is converted to a product, wherein the reaction conditions for the implementation of at least one reactant to the at least one product are selected so that in the thermal tubes of the second group G n of tubes a certain temperature or a bestimmter Temperaturgradient eingestellt ist. 18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Edukt ausgewählt ist aus der Gruppe von o-Xylol und Naphthalin und das Produkt Phthalsäureanhydrid ist.  certain temperature gradient is set. 18. The method of claim 17, wherein the starting material is selected from the group of o-xylene and naphthalene and the product is phthalic anhydride.
PCT/EP2011/051606 2010-02-03 2011-02-03 Reactor device and method for optimizing the measurement of the temperature curve in reactor pipes Ceased WO2011095566A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE112011100423T DE112011100423A5 (en) 2010-02-03 2011-02-03 Reactor device and method for optimizing the measurement of the temperature profile in reactor tubes
CN2011800162284A CN103025421A (en) 2010-02-03 2011-02-03 Reactor device and method for optimizing the measurement of the temperature curve in reactor pipes

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010006723.7 2010-02-03
DE102010006723A DE102010006723A1 (en) 2010-02-03 2010-02-03 Reactor device and method for optimizing the measurement of the temperature profile in reactor tubes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011095566A1 true WO2011095566A1 (en) 2011-08-11

Family

ID=44147520

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2011/051606 Ceased WO2011095566A1 (en) 2010-02-03 2011-02-03 Reactor device and method for optimizing the measurement of the temperature curve in reactor pipes

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN103025421A (en)
DE (2) DE102010006723A1 (en)
WO (1) WO2011095566A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210381910A1 (en) * 2020-06-04 2021-12-09 Gerresheimer Regensburg Gmbh Dummy for Monitoring the Molding Process

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019127788A1 (en) * 2019-10-15 2021-04-15 Clariant International Ltd. New reactor system for the production of maleic anhydride by catalytic oxidation of n-butane

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2338111C2 (en) 1972-10-12 1982-01-28 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Process for the catalytic oxidation of propylene or isobutylene to acrolein or methacrolein in the gas phase with molecular oxygen
EP0873783A1 (en) 1997-04-23 1998-10-28 Basf Aktiengesellschaft Apparatus and method to measure the temperature in tubular reaktors
EP1270065A1 (en) * 2001-06-26 2003-01-02 Nippon Shokubai Co., Ltd. Apparatus for pressure and temperature measurements in tube reactors
EP1484299A1 (en) 2002-03-11 2004-12-08 Mitsubishi Chemical Corporation Process for catalytic vapor phase oxidation
US20080014127A1 (en) 2004-05-13 2008-01-17 Mitsubishi Chemical Corporation Pilot test method for multitubular reactor
EP2075058A1 (en) * 2007-12-20 2009-07-01 MAN DWE GmbH Tube bundle reactor

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2338111C2 (en) 1972-10-12 1982-01-28 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Process for the catalytic oxidation of propylene or isobutylene to acrolein or methacrolein in the gas phase with molecular oxygen
EP0873783A1 (en) 1997-04-23 1998-10-28 Basf Aktiengesellschaft Apparatus and method to measure the temperature in tubular reaktors
US20020061267A1 (en) * 1997-04-23 2002-05-23 Basf Aktiengesellschaft Apparatus for measuring temperatures in tubular reactors
EP1270065A1 (en) * 2001-06-26 2003-01-02 Nippon Shokubai Co., Ltd. Apparatus for pressure and temperature measurements in tube reactors
EP1484299A1 (en) 2002-03-11 2004-12-08 Mitsubishi Chemical Corporation Process for catalytic vapor phase oxidation
US20080014127A1 (en) 2004-05-13 2008-01-17 Mitsubishi Chemical Corporation Pilot test method for multitubular reactor
EP2075058A1 (en) * 2007-12-20 2009-07-01 MAN DWE GmbH Tube bundle reactor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210381910A1 (en) * 2020-06-04 2021-12-09 Gerresheimer Regensburg Gmbh Dummy for Monitoring the Molding Process
US11835397B2 (en) * 2020-06-04 2023-12-05 Gerresheimer Regensburg Gmbh Dummy for monitoring the molding process

Also Published As

Publication number Publication date
DE112011100423A5 (en) 2012-11-29
DE102010006723A1 (en) 2011-08-04
CN103025421A (en) 2013-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2114562B1 (en) Method for producing catalyst moulded bodies whose active mass is a multi-element oxide
EP1682474B1 (en) Method for long term operation of a heterogeneously catalysed gas phase partial oxidation of propene in order to form acrolein
EP1636161B1 (en) Production of aldehydes, carboxylic acids, and/or carboxylic acid anhydrides by means of catalysts containing vanadium oxide, titanium dioxide, and antimony oxide
EP2627622B1 (en) Method for long-term operation of a heterogeneously catalyzed partial gas phase oxidation of propene to obtain acrolein
DE102007004961A1 (en) Preparing a catalyst molded body, useful e.g. to prepare catalyst for gas phase partial oxidation of an organic compound, comprises molding a precursor mixture to a desired geometry, using graphite, and thermally treating the molded body
WO2005042459A1 (en) Long-life method for heterogeneously-catalysed gas phase partial oxidation of propene into acrylic acid
DE102004025445A1 (en) Gas-phase partial oxidation of an organic compound on a heterogeneous catalyst comprises counteracting deactivation of the catalyst by increasing the gas pressure
EP1750837A1 (en) Method for the extended operation of a heterogeneous catalyzed gas phase partial oxidation of at least one organic compound
EP2024351B1 (en) Production of phthalic anhydride by gas phase oxidation of o-xylol
EP2379223A2 (en) Catalyst molded bodies and method for producing maleic acid anhydride
EP1853386B1 (en) Process for producing phthalic anhydride using a multi-layer catalyst
WO2007077145A1 (en) Process for heterogeneously catalysed gas phase partial oxidation of at least one organic starting compound
EP1853381B1 (en) Method for producing a multi-layer catalyst for obtaining phthalic anhydride
WO2011032658A1 (en) Method for producing a catalyst arrangement for preparing phthalic anhydride
DE10350812A1 (en) Long-term operation of heterogeneously catalyzed gas phase partial oxidation of propene to acrolein, involves conducting starting reaction gas mixture and gas mixture of specific composition through fixed catalyst bed at preset conditions
WO2011095566A1 (en) Reactor device and method for optimizing the measurement of the temperature curve in reactor pipes
EP3134394B1 (en) Catalytic converter arrangement with optimized surface for producing phthalic anhydride
EP1417194A1 (en) Method for producing maleic anhydride
EP3008050B1 (en) Catalyst arrangement with optimized void fraction for the production of phthalic acid anhydride
DE10334582A1 (en) Maleic anhydride production by VPO-catalyzed gas-phase oxidation of n- butane involves setting the n-butane and oxygen content levels in a pressure- controlled feed to reduce risk of explosions
DE102013000647A1 (en) Providing reactor system for producing phthalic acid anhydride by gas phase oxidation of aromatic hydrocarbons on catalyst, comprises e.g. providing tubular reactor, and providing catalyst phase formed from catalyst in the tubes
EP1529039B1 (en) Method for producing maleic anhydride
DE102013000654B4 (en) Method for optimizing the activity of a phthalic anhydride catalyst
EP2547670A1 (en) Method for the catalytic gas phase oxidation of hydrocarbons and catalysis reaction device
DE102013000648A1 (en) Providing reactor system for preparing phthalic anhydride, involves performing gas phase oxidation of aromatic hydrocarbons at catalyst, and providing a tube bundle reactor with a number of tubes having diameter, tube length and tube wall

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201180016228.4

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11703428

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 112011100423

Country of ref document: DE

Ref document number: 1120111004230

Country of ref document: DE

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R225

Ref document number: 112011100423

Country of ref document: DE

Effective date: 20121129

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11703428

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1