專利名稱：在假等溫條件下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
最概括地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種在所謂的假等溫條件(即將反應(yīng)溫度控制在預(yù)定的最佳值左右的有限范圍內(nèi)的條件)下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的方法。
特別地，本發(fā)明涉及一種前述類型的用于控制催化反應(yīng)溫度的方法，該方法以浸入在發(fā)生了預(yù)定的化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)環(huán)境例如催化床中的熱交換器的使用為基礎(chǔ)。
更具體地，但并不是限制性地，本發(fā)明方法包括使用浸入到催化床中并由工作熱交換流體在其內(nèi)部穿過(guò)的片式交換器。
背景技術(shù)：
眾所周知，要最佳地完成放熱或吸熱化學(xué)反應(yīng)，就需要移出或單獨(dú)供給反應(yīng)發(fā)生環(huán)境的熱量，以便使其溫度控制在接近預(yù)先計(jì)算的理論值。
為達(dá)到上述目的，眾所周知且廣泛使用的方法是使用無(wú)數(shù)類型的熱交換器，這些熱交換器浸入在反應(yīng)環(huán)境(通常為催化床)中，且由適當(dāng)?shù)墓ぷ鳠峤粨Q流體在其內(nèi)部穿過(guò)。
片式熱交換器尤其適用于控制放熱或吸熱化學(xué)反應(yīng)的假等溫性的目的，該熱交換器裝配有進(jìn)口裝置，并且在相反地點(diǎn)裝配有出口裝置，因而使熱交換器里面的工作熱交換流體通道沿著預(yù)定方向。
特別地，該類熱交換器在其里面和不同地點(diǎn)裝配有工作熱交換流體的輔助分配回路，因而可以用于在預(yù)定溫度下加入新的工作流體。
在熱交換器的不同預(yù)定地點(diǎn)，加入新工作流體，使其在交換器里面與流動(dòng)的工作流體混合，以使交換器溫度可以控制在預(yù)定范圍內(nèi)，因而使假等溫條件保持在反應(yīng)區(qū)域之內(nèi)。
盡管從一些觀點(diǎn)看這些上述現(xiàn)有技術(shù)方法存在一些優(yōu)點(diǎn)，但也存在嚴(yán)重的且公認(rèn)的缺點(diǎn)。
這些方法的確需要使用包括兩個(gè)工作熱交換流體分配系統(tǒng)的反應(yīng)器，其中一個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)用于通過(guò)進(jìn)口裝置直接供給到熱交換器，另一個(gè)是將工作熱交換流體供給到輔助分配回路。
從這個(gè)原因看，因?yàn)閮蓚€(gè)分配系統(tǒng)是彼此獨(dú)立的，同時(shí)又是通過(guò)熱交換器流體連通，所以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的方法的實(shí)際具體實(shí)施方案和對(duì)熱交換器的工作條件或反應(yīng)區(qū)域的工作條件的后續(xù)控制都特別復(fù)雜和困難。

發(fā)明內(nèi)容
形成本發(fā)明基礎(chǔ)的技術(shù)問(wèn)題是提供一種在所謂的假等溫條件下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的方法，該方法基于使用上述類型的熱交換器。一方面該方法可以用簡(jiǎn)單可靠的方式使假等溫條件得以保持，另一方面該方法實(shí)際使用簡(jiǎn)單，從而克服了上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。
上述技術(shù)問(wèn)題通過(guò)在所謂假等溫條件和在預(yù)定反應(yīng)環(huán)境例如催化床中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的方法解決，該方法包括在所述環(huán)境中安排由沿主要方向的工作流體穿過(guò)的至少一個(gè)熱交換器的步驟，特征在于同樣流量的工作流體在沿著所述的主要方向的很多個(gè)地點(diǎn)加入。
本發(fā)明也涉及一種具有適于實(shí)施本發(fā)明方法的結(jié)構(gòu)和功能特征的熱交換器。
另外，通過(guò)本發(fā)明方法的具體實(shí)施方案的詳細(xì)描述，并參考在下面用于陳述和非限定目的的附圖，本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)非常清楚。


圖1示意表示用于實(shí)施本發(fā)明方法的熱交換器的透視圖。
圖2示意表示圖1沿線II-II的剖視圖。
圖3示意表示圖1沿線I-I的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
參考上述圖，用于實(shí)施本發(fā)明方法的熱交換器通常用1表示。
具有拉平的平行六面體形狀的熱交換器1，包括兩個(gè)金屬片2，3，金屬片2，3厚度小以便于塑性變形，基本為平面，并列放置，且通過(guò)周邊焊接(perimetric welding)4以預(yù)定空間關(guān)系相連接。
金屬片2，3之間限定了室5，它通過(guò)分別位于彼此相對(duì)的短邊8a和8b上的流體進(jìn)口裝置6和流體出口裝置7與外部流體連接。
通過(guò)優(yōu)選位于同一軸A-A上的多個(gè)分配器擋板12，定義了所述交換器1中的分配通道10和熱交換室9，所述這些擋板與圖1實(shí)施例的相對(duì)短邊8a，8b基本垂直，并且通過(guò)金屬片2，3的塑性變形形成在熱交換器1中。
分配通道10經(jīng)由流體入口裝置6與外部流體連通，并經(jīng)由多個(gè)通道11與熱交換室9流體連通。通道11也以分配器著稱，與沿著軸A-A的分配器擋板12相交替。熱交換室也通過(guò)流體出口裝置7與外部流體連通。
為實(shí)施本發(fā)明方法，上述類型的交換器安置在反應(yīng)區(qū)域之內(nèi)，例如催化床，優(yōu)選帶有粒狀催化劑的固化床類型，在催化床內(nèi)例如連續(xù)不斷地發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，例如類似甲醇合成的放熱反應(yīng)。
對(duì)于使用的每個(gè)熱交換器，工作熱交換流體的流動(dòng)在預(yù)定溫度和壓力下經(jīng)由裝置6在熱交換器內(nèi)流動(dòng)。
工作流體沿著分配通道10流下去，經(jīng)過(guò)通道11，流進(jìn)熱交換室9。
應(yīng)該指出的是該種具有工作流體分配器功能的通道11的尺寸應(yīng)能使所述工作流體以預(yù)定流速加料到熱交換室9。
在熱交換室9內(nèi)流動(dòng)的工作流體有利于至少部分除去在反應(yīng)區(qū)域內(nèi)由化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱，因而有利于保持在反應(yīng)區(qū)域本身內(nèi)的假等溫條件。
當(dāng)工作流體在室9內(nèi)流動(dòng)時(shí)，它的溫度逐步升高，這是由前述的與反應(yīng)區(qū)域的熱交換造成的。
通過(guò)后來(lái)加料供給新的工作流體，使熱交換室9內(nèi)的溫度保持在預(yù)定界限內(nèi)，因此可確保除去沿著熱交換器的整個(gè)長(zhǎng)度內(nèi)的基本恒定的熱。
單個(gè)工作流體進(jìn)口(裝置6)的存在有利于使該流體在單一預(yù)定壓力下通過(guò)所有分配器11加入到熱交換室9，因而免除了對(duì)第二個(gè)獨(dú)立的工作流體分配系統(tǒng)的需要。這樣實(shí)施本發(fā)明方法最大的優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)施簡(jiǎn)單以及在熱交換室9內(nèi)的溫度控制的簡(jiǎn)單性和可靠性。
換句話說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明的方法，只需要單個(gè)的工作流體分配回路，所以具有簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。從機(jī)械觀點(diǎn)看，當(dāng)操作和維修使用上述交換器的反應(yīng)器時(shí)，可以節(jié)約時(shí)間和資源。
因而，可以對(duì)如上構(gòu)思的本發(fā)明進(jìn)行本領(lǐng)域技術(shù)人員的能力之內(nèi)的進(jìn)一步的變化和修改，而且這些變化和修改都落入所附權(quán)利要求所規(guī)定的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.在所謂的假等溫條件和在預(yù)定反應(yīng)環(huán)境例如催化床中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的方法，包括在所述環(huán)境安置至少一個(gè)被工作流體沿主要方向穿過(guò)的熱交換器(1)的步驟，其特征在于在沿所述主要方向的很多個(gè)地點(diǎn)加入相同流量的工作流體。
2.實(shí)施權(quán)利要求1所述方法的熱交換器，包括厚度小、基本平坦、并列放置、且經(jīng)由周邊焊接(4)以預(yù)定空間關(guān)系相聯(lián)結(jié)的兩個(gè)金屬片(2，3)，在所述金屬片(2，3)之間限定了室(5)，室(5)通過(guò)分別位于彼此相對(duì)的短邊(8a，8b)上的流體進(jìn)口裝置(6)和流體出口裝置(7)與外部流體連通，其特征在于所述熱交換器在所述室(5)內(nèi)部包括分配器擋板(12)，這些分配器擋板(12)在所述交換器(1)內(nèi)限定了分配通道(10)和熱交換室(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱交換器，其特征在于所述的分配器擋板(12)通過(guò)所述金屬片(2，3)的塑性變形而在交換器(1)中形成。
全文摘要
在所謂的等溫條件和在預(yù)定反應(yīng)環(huán)境例如催化床中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的方法，包括在反應(yīng)環(huán)境中安置至少一個(gè)被工作流體沿主要方向穿過(guò)的熱交換器的步驟。
文檔編號(hào)F28D9/00GK1614347SQ20041009035
公開(kāi)日2005年5月11日 申請(qǐng)日期2004年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月4日
發(fā)明者G·瓜里諾 申請(qǐng)人:卡薩爾甲醇公司