專(zhuān)利名稱(chēng)：用于測(cè)試催化劑體系的反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于測(cè)試催化劑體系的反應(yīng)器以及測(cè)試方法和用途。
在化學(xué)工業(yè)中，許多大規(guī)模反應(yīng)是在裝有催化劑的管殼式反應(yīng)器中進(jìn)行的。在這些反應(yīng)中，使流動(dòng)(通常是氣態(tài))的反應(yīng)介質(zhì)通過(guò)很多(常見(jiàn)為10 000至40 000根)管，管中裝滿(mǎn)了催化劑體系，即上面施涂了活性物質(zhì)的催化劑載體或者無(wú)載體的本體催化劑。換熱介質(zhì)(例如鹽熔體)流經(jīng)催化劑管之間的中間區(qū)域以提供或者移走熱量。
為了結(jié)合新反應(yīng)介質(zhì)測(cè)試新型催化劑體系或已知催化劑體系，迄今為止使用的是裝配有很多管子的中試規(guī)模的反應(yīng)器，其中每根管子填充了相同的待測(cè)試的催化劑體系，并且換熱介質(zhì)圍繞這些管子流動(dòng)。因此當(dāng)測(cè)試催化劑體系時(shí)這種反應(yīng)器不能用于其他用途。
本發(fā)明的目的在于提供一種反應(yīng)器和一種測(cè)試方法，通過(guò)它們可以同時(shí)測(cè)試多種催化劑體系或者同時(shí)在不同條件下測(cè)試一種催化劑體系。
實(shí)現(xiàn)此目的首先從用于測(cè)試催化劑體系的反應(yīng)器出發(fā)。該反應(yīng)器內(nèi)具有很多相互平行排列催化劑管，管的末端焊入管板。該反應(yīng)器的每個(gè)末端還裝有頂蓋，且各頂蓋劃定了頂蓋空間的范圍。流動(dòng)的反應(yīng)介質(zhì)經(jīng)一個(gè)頂蓋空間供入催化劑管，流經(jīng)催化劑管并經(jīng)另一個(gè)頂蓋空間排出。該反應(yīng)器還裝配有換熱介質(zhì)回路，其中換熱介質(zhì)從反應(yīng)器的一端供入，流經(jīng)催化劑管之間的中間區(qū)域，從反應(yīng)器的另一末端流出。在本發(fā)明的反應(yīng)器中，將催化劑管分布在溫度互不相同的兩個(gè)或者更多催化劑管區(qū)。
本發(fā)明的反應(yīng)器一般是中試規(guī)模的反應(yīng)器，但是本發(fā)明并不受反應(yīng)器尺寸限制。反應(yīng)器的形狀通常但不一定是圓柱形。例如也可以是矩形或者多角形的反應(yīng)器橫截面。在反應(yīng)器內(nèi)部，許多催化劑管(至少10根，優(yōu)選至少20根)沿著反應(yīng)器的縱軸方向相互平行地排列，且在管的末端與管板焊接。為了對(duì)管殼式催化反應(yīng)器進(jìn)行典型測(cè)試，必須達(dá)到催化劑管的該最小數(shù)目。該反應(yīng)器的每個(gè)末端裝有頂蓋，對(duì)每種情況其劃定了頂蓋空間的范圍。一種流體，通常是氣態(tài)的反應(yīng)介質(zhì)經(jīng)頂蓋空間供入反應(yīng)器，流經(jīng)催化劑管，經(jīng)另一個(gè)頂蓋空間排出。換熱介質(zhì)流經(jīng)催化劑管之間的中間區(qū)域，從反應(yīng)器的一個(gè)末端供入并從反應(yīng)器的另一末端排出。
根據(jù)本發(fā)明，催化劑管分布在兩個(gè)或者更多(優(yōu)選四個(gè))溫度互不相同的催化劑管區(qū)。為了本發(fā)明的目的，溫度不同不表示各催化劑管區(qū)相互完全絕熱，但是催化劑管區(qū)必須相互充分隔離，從而在各個(gè)催化劑管區(qū)之間不產(chǎn)生顯著熱交換。
為此目的，在每種情況下將至少一根與催化劑管具有相同外徑的假管或?qū)嵭膱A棒放置在屬于不同催化劑管區(qū)的兩個(gè)相鄰的催化劑管之間，通常這樣就可以滿(mǎn)足需要了。假管是兩端封閉的管，這樣反應(yīng)介質(zhì)就無(wú)法流經(jīng)該管。實(shí)心棒通常是鐵棒。這些管的外徑必須與催化劑管的外徑相同，以確保它們周?chē)牧鲃?dòng)狀況相同。在催化劑管區(qū)之間應(yīng)當(dāng)如此安裝假管或者實(shí)心圓棒，從而不給換熱介質(zhì)創(chuàng)造旁路。與已知的沒(méi)有催化劑管區(qū)的反應(yīng)器相比，由假管或者實(shí)心棒形成的催化劑管區(qū)優(yōu)選不改變催化劑管在反應(yīng)器的整個(gè)橫截面上的排布，從而避免干擾換熱介質(zhì)通過(guò)催化劑管之間的中間區(qū)域的流動(dòng)行為。
為一個(gè)或者更多催化劑管區(qū)中的每個(gè)區(qū)域里的至少一根催化劑管提供用于容納熱電偶的管套，并另外向該催化劑管中填裝惰性物質(zhì)(特別是氧化鋁)和將其兩端封閉，這樣是有利的。這種安排能夠測(cè)定換熱介質(zhì)沿著反應(yīng)器的縱軸方向圍繞催化劑管流動(dòng)的溫度分布圖。為了通過(guò)熱電偶準(zhǔn)確測(cè)定換熱介質(zhì)圍繞催化劑管流動(dòng)的溫度，向催化劑管填充惰性物質(zhì)是有利的。合適的惰性物質(zhì)尤其指那些顆粒尺寸和形狀經(jīng)過(guò)精心挑選而易于流動(dòng)的氧化鋁。平均顆粒尺寸1至5mm(優(yōu)選大約2mm)是非常有用的。催化劑管必須封閉，有利地兩端都封閉，以防止反應(yīng)混合物從中流過(guò)。
可以為一個(gè)或者更多催化劑管區(qū)中的每個(gè)區(qū)域里的一根或者更多催化劑管有利地提供用于容納采樣管和/或熱電偶的管套。安裝在那里的管套和采樣管和/或熱電偶的構(gòu)造優(yōu)選地如德國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)DE 101 10 847.8中描述的。該申請(qǐng)不是在先公開(kāi)，并因此將其全文引入本發(fā)明的公開(kāi)文本作為參考文獻(xiàn)。
裝配有用于容納采樣管和/或熱電偶的管套的催化劑管宜選擇比其余催化劑管更大的外徑，特別地增大大約2至3mm，以補(bǔ)償管內(nèi)被管套占據(jù)的體積，并因此避免弄錯(cuò)催化劑管內(nèi)的實(shí)際濃度或者溫度分布狀況。
同樣地也可以為具有以下特征的催化劑管選擇相應(yīng)較大的外徑，該管裝配有用于容納熱電偶的管套，并另外填充了惰性物質(zhì)，而且管的兩端封閉，并用于測(cè)量換熱介質(zhì)的縱向溫度分布圖。
在優(yōu)選的替代實(shí)施方案中，不同催化劑管區(qū)中的催化劑管可以具有不同的內(nèi)管徑和/或不同的管間距。根據(jù)普遍認(rèn)可的定義，這里的管間距指的是兩個(gè)相鄰的催化劑管的中心之間的距離。優(yōu)選三角形間距，即相鄰催化劑管的中心位于等邊三角形的角上。
為一個(gè)或者多個(gè)催化劑管區(qū)中的催化劑管裝配蓋子是有利的。這樣可以使反應(yīng)介質(zhì)經(jīng)頂蓋空間流入、流經(jīng)未被掩蓋的一個(gè)或者多個(gè)催化劑管區(qū)且隨后經(jīng)另一個(gè)頂蓋空間離開(kāi)反應(yīng)器。對(duì)于這種情況，反應(yīng)介質(zhì)不流經(jīng)已被掩蓋的催化劑管區(qū)(一個(gè)或者多個(gè)管區(qū))中的催化劑體系。這樣可以例如在更苛刻的條件下操作未被掩蓋的催化劑管區(qū)，同時(shí)不影響或者損害已被掩蓋的催化劑管區(qū)中的催化劑體系。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，可以通過(guò)分隔壁分隔排出反應(yīng)介質(zhì)的頂蓋空間，這樣可以分別從各個(gè)催化劑管區(qū)排出反應(yīng)介質(zhì)。該實(shí)施方案的特殊優(yōu)勢(shì)在于只需要提供一套分析設(shè)備，且可以根據(jù)要求將該設(shè)備切換到各催化劑管區(qū)?？梢杂猛瑯拥姆椒ㄌ娲鼗蛘吡硗獾胤指粢敕磻?yīng)介質(zhì)的那個(gè)頂蓋空間。這些反應(yīng)器的不同方案進(jìn)一步提高了反應(yīng)介質(zhì)通過(guò)反應(yīng)器的方式的靈活性。例如特別地在分隔了兩個(gè)頂蓋空間的方案中，用這種方法可以將某個(gè)催化劑管區(qū)排出的反應(yīng)介質(zhì)(可向其中加入更多起始物質(zhì)和/或?qū)⑵渫ㄟ^(guò)外部換熱器冷卻)供入另一個(gè)催化劑管區(qū)。該過(guò)程同樣可以擴(kuò)大到更多催化劑管區(qū)，特別地?cái)U(kuò)大到所有催化劑管區(qū)，其中對(duì)于每種情況將反應(yīng)介質(zhì)從某個(gè)催化劑管區(qū)排出，可以向其中加入更多起始物質(zhì)和/或?qū)ζ溥M(jìn)行冷卻后，供入下一個(gè)催化劑管區(qū)。這樣特別地可以用該反應(yīng)器模擬其中催化劑管的長(zhǎng)度是其兩倍或者更多倍的較大的反應(yīng)器。
以下優(yōu)選的反應(yīng)器方案具有更高的靈活性。該方案中用分隔壁將換熱介質(zhì)在催化劑管之間流動(dòng)時(shí)經(jīng)過(guò)的中間區(qū)域分隔成兩個(gè)或者更多(優(yōu)選四個(gè))室，每個(gè)室對(duì)應(yīng)一個(gè)閉合管區(qū)。這樣可以在每個(gè)獨(dú)立的催化劑管區(qū)形成單獨(dú)的換熱介質(zhì)回路。就反應(yīng)介質(zhì)的并流或者逆流通路、冷卻劑的溫度和/或換熱介質(zhì)的體積流速而言，各個(gè)換熱介質(zhì)回路可以相互獨(dú)立地操作。將換熱介質(zhì)的獨(dú)立室密封在反應(yīng)器的內(nèi)壁上，特別地采用金屬密封。因此可以使用本領(lǐng)域已知的所有類(lèi)型的密封元件，例如具有導(dǎo)向金屬密封條的彈性密封元件。
在一個(gè)特殊的方案中，為一個(gè)或者多個(gè)換熱介質(zhì)的回路分別提供特殊設(shè)計(jì)的泵。該泵可使換熱介質(zhì)(特別是鹽熔體)向下傳送。這與常規(guī)的泵設(shè)備相同，但是換熱介質(zhì)可以進(jìn)入催化劑管之間的中間區(qū)域的上面部分。這樣可以簡(jiǎn)單地用反應(yīng)介質(zhì)自上而下的常規(guī)通路實(shí)現(xiàn)流體的并流流動(dòng)。
該方案包括具有垂直的縱軸的反應(yīng)器。在反應(yīng)器上部將換熱介質(zhì)引入催化劑管之間的中間區(qū)域并從反應(yīng)器下部排出換熱介質(zhì)(在每種情況下優(yōu)選環(huán)形路線(xiàn))、經(jīng)過(guò)泵輸送而從反應(yīng)器下部排出的換熱介質(zhì)流入圍住泵導(dǎo)管的外套、在外套內(nèi)壁和泵導(dǎo)管外壁之間的區(qū)域內(nèi)向上流動(dòng)(可以經(jīng)過(guò)換熱器)、通過(guò)泵導(dǎo)管上部的開(kāi)口流入泵導(dǎo)管的內(nèi)部區(qū)域、自上而下流經(jīng)該區(qū)域、經(jīng)過(guò)泵導(dǎo)管下部的開(kāi)口流入外套內(nèi)壁和泵導(dǎo)管外壁之間的另一個(gè)區(qū)域、自下而上流經(jīng)該區(qū)域、并經(jīng)過(guò)該區(qū)域上部的開(kāi)口流入催化劑管之間的中間區(qū)域的上部。
泵導(dǎo)管的外套有利地具有矩形橫截面，但是也可以使該外套具有圓形橫截面，尤其在相對(duì)高的操作壓力下。
本發(fā)明還提供了一種利用反應(yīng)器測(cè)試催化劑體系的方法，其中在不同的催化劑管區(qū)測(cè)試具有不同活性物質(zhì)和/或催化劑載體的催化劑體系，特別地催化劑載體的材料和/或形狀和/或顆粒尺寸不同的催化劑體系。這里可以在相同或者不同條件下同時(shí)測(cè)試不同的催化劑體系，或者同時(shí)在各種條件下測(cè)試特定的催化劑體系。
這些研究可以評(píng)判在指定的預(yù)計(jì)操作條件下催化劑體系的適宜性?？梢允股a(chǎn)反應(yīng)器未來(lái)的運(yùn)行最優(yōu)化，并且可以測(cè)試催化劑體系的長(zhǎng)期行為，特別是在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的行為。
本方法的特別優(yōu)選的方案是換熱介質(zhì)與反應(yīng)介質(zhì)并流，優(yōu)選同時(shí)在泵中內(nèi)使換熱介質(zhì)的流動(dòng)轉(zhuǎn)向。
特別優(yōu)選一種采用具有以下特征的反應(yīng)器測(cè)試催化劑體系的方法，其中該反應(yīng)器可以各自獨(dú)立地設(shè)定各室內(nèi)的換熱介質(zhì)的參數(shù)、特別是換熱介質(zhì)相對(duì)反應(yīng)介質(zhì)的流動(dòng)方向、換熱介質(zhì)的溫度和/或體積流速。另外優(yōu)選當(dāng)經(jīng)頂蓋空間的相應(yīng)部分從催化劑管區(qū)排出反應(yīng)介質(zhì)后，將反應(yīng)介質(zhì)(可以經(jīng)過(guò)中間引入起始物質(zhì)和/或中間冷卻)經(jīng)頂蓋空間的相應(yīng)部分直接供入另一個(gè)催化劑管區(qū)，而不需要將反應(yīng)介質(zhì)排放到反應(yīng)器外并返回另一個(gè)催化劑管區(qū)。
本發(fā)明的測(cè)試方法和本發(fā)明的設(shè)備特別適用于測(cè)試放熱反應(yīng)或吸熱反應(yīng)的催化劑體系，尤其是氧化反應(yīng)的催化劑體系。
因?yàn)榭梢酝瑫r(shí)進(jìn)行許多實(shí)驗(yàn)，所以本發(fā)明提供了一種用于測(cè)試催化劑體系的非常靈活的反應(yīng)器，其可被描述為多功能反應(yīng)器。這樣就大大減少了實(shí)驗(yàn)所需的時(shí)間和費(fèi)用。該反應(yīng)器甚至可以測(cè)試催化劑在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的長(zhǎng)期行為(例如要求一年)。這使得可以更迅速地在生產(chǎn)條件下使用新型催化劑，并因此可以更迅速地以低成本評(píng)估該催化劑。此外還可以更有效地使用分析設(shè)備。
下面借助


本發(fā)明。在附圖中圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的反應(yīng)器的橫截面以及圖1A中的縱剖面，圖2顯示了頂蓋空間的特殊實(shí)施方案的橫截面，圖3顯示了優(yōu)選方案的縱剖面，該方案在泵內(nèi)使換熱介質(zhì)轉(zhuǎn)向并具有四個(gè)獨(dú)立的用于排出反應(yīng)介質(zhì)的頂蓋空間，圖4顯示了縱剖面如圖3所示的優(yōu)選實(shí)施方案的橫截面，
圖5顯示了在泵中使換熱介質(zhì)的流動(dòng)轉(zhuǎn)向的泵的優(yōu)選方案，和圖6顯示了在泵中使換熱介質(zhì)的流動(dòng)轉(zhuǎn)向的泵的另一個(gè)優(yōu)選方案。
圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的反應(yīng)器1的實(shí)施方案的橫截面，其具有催化劑管2，且示范性地用填充了惰性物質(zhì)的假管8將催化劑管2分成四個(gè)催化劑管區(qū)7。少量的相互之間以一定間距排布的催化劑管9裝配有用于采樣管和/或熱電偶的管套。
圖1a顯示了圖1所示的特殊實(shí)施方案的縱剖面，其具有示范性的四個(gè)相互向上排列的獨(dú)立的換熱介質(zhì)回路。催化劑管2在具有頂蓋3的反應(yīng)器1中排布。反應(yīng)介質(zhì)5自上而下經(jīng)過(guò)反應(yīng)器，并且對(duì)于每種情況用泵13經(jīng)圍繞在催化劑管之間的四個(gè)相互向上排列的獨(dú)立回路輸送換熱介質(zhì)6，并用偏轉(zhuǎn)板21使換熱介質(zhì)6的流動(dòng)轉(zhuǎn)向。反應(yīng)器1還具有用于偏轉(zhuǎn)換熱介質(zhì)6的其中沒(méi)有催化劑管的空間20。
圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的反應(yīng)器1的特殊方案上的頂蓋空間的橫截面，其中頂蓋空間內(nèi)的分隔壁10將該空間分隔成四個(gè)指定給相應(yīng)催化劑管區(qū)的區(qū)域?？梢栽谏享斏w或者下頂蓋中或者同時(shí)在這兩個(gè)頂蓋中裝配分隔壁10。
圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的反應(yīng)器1的說(shuō)明性實(shí)施方案的縱剖面，其具有催化劑管2、用于使反應(yīng)器1中的換熱介質(zhì)6轉(zhuǎn)向且其中沒(méi)有催化劑管的空間20、頂蓋3、頂蓋空間4和獨(dú)立的換熱介質(zhì)回路6，截面的右側(cè)顯示了反應(yīng)介質(zhì)5和換熱介質(zhì)6的逆流運(yùn)動(dòng)而左半部分顯示了并流運(yùn)動(dòng)，對(duì)于每種情形在泵13中使換熱介質(zhì)6轉(zhuǎn)向。反應(yīng)介質(zhì)5可以(如示范所示)從頂部供入反應(yīng)器1，但是同樣可以從下面供入。標(biāo)號(hào)14表示泵導(dǎo)管，其中流入物16在其上部，排出物17在其下部。標(biāo)號(hào)18表示換熱器，其可以放在泵自身的內(nèi)部(如縱剖面的右側(cè)所示)或者放在通向泵的管中(如圖3的左側(cè)所示)。
圖4顯示了根據(jù)圖3中縱剖面所示的本發(fā)明的反應(yīng)器1的特殊實(shí)施方案的橫截面，其具有催化劑管2、分隔中間區(qū)域的分隔壁11(換熱介質(zhì)6經(jīng)過(guò)該區(qū)域在催化劑管2之間流動(dòng)并進(jìn)入室12且該例中以分成四個(gè)部分作為示范)。通過(guò)泵13維持該例中用作示范所示的四個(gè)獨(dú)立的換熱介質(zhì)回路，位于圖中上面部分的泵畫(huà)得比位于圖中下面部分的泵大一些，以表明這些是可以使換熱介質(zhì)6的流動(dòng)在泵中轉(zhuǎn)向的泵，如圖3中橫截面的左側(cè)所示。
圖5顯示了泵13和換熱介質(zhì)6在泵中的轉(zhuǎn)向，以及導(dǎo)管14、處于導(dǎo)管上部區(qū)域的流入物16和處于導(dǎo)管下部區(qū)域的流出物17、圍住導(dǎo)管14的外套15、位于外套15中的換熱器18。圖5a中沿D-D的橫截面清楚地顯示了在橫截面中外套15的矩形結(jié)構(gòu)。將用于換熱介質(zhì)的偏轉(zhuǎn)板19優(yōu)選地放置在外套15中的一個(gè)或者多個(gè)偏轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)。
圖6顯示了用于使換熱介質(zhì)6轉(zhuǎn)向的泵13的另一個(gè)方案，且圖6a顯示了沿E-E截下的橫截面。與圖5顯示的設(shè)計(jì)方案不同，如圖6a的橫截面中清楚地顯示，外套15以圓形橫截面圍住泵導(dǎo)管14。
權(quán)利要求
1.一種用于測(cè)試催化劑體系的反應(yīng)器(1)，該反應(yīng)器內(nèi)部具有多個(gè)相互平行排列催化劑管(2)，管的末端焊入管板，其中該反應(yīng)器的每個(gè)末端還裝有頂蓋(3)，且各頂蓋劃定了頂蓋空間(4)的范圍，流動(dòng)的反應(yīng)介質(zhì)(5)經(jīng)一個(gè)頂蓋空間(4)供入催化劑管(2)，流經(jīng)催化劑管(2)并經(jīng)另一個(gè)頂蓋空間(4)排出，該反應(yīng)器還裝配有換熱介質(zhì)回路，在該回路中換熱介質(zhì)(6)從反應(yīng)器的一端供入，流經(jīng)催化劑管(2)之間的中間區(qū)域，從反應(yīng)器的另一端流出，在該反應(yīng)器中將催化劑管(2)分布在相互熱獨(dú)立的兩個(gè)或者多個(gè)催化劑管區(qū)(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的反應(yīng)器(1)，其中催化劑管區(qū)(7)的所述獨(dú)立是通過(guò)用與催化劑管(2)具有相同外徑的假管或者實(shí)心圓棒(8)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的反應(yīng)器(1)，其中為一個(gè)或者更多催化劑管區(qū)(7)中的每個(gè)區(qū)域提供至少一根催化劑管(2)，該管裝配有用于容納熱電偶的管套(9)，并另外填充惰性物質(zhì)，特別是Al2O3，且至少一端封閉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)的反應(yīng)器(1)，其中向一個(gè)或者多個(gè)催化劑管區(qū)(7)中的每個(gè)區(qū)域提供一根或者多個(gè)具有用于容納采樣管和/或熱電偶的管套(9)的催化劑管(2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)的反應(yīng)器(1)，其中在各個(gè)催化劑管區(qū)(7)中的催化劑管(2)具有不同的內(nèi)徑和/或間距。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)的反應(yīng)器(1)，其中為一個(gè)或者多個(gè)催化劑管區(qū)(7)中的催化劑管(2)提供蓋子。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)的反應(yīng)器(1)，其中用分隔壁(10)將排出反應(yīng)介質(zhì)(5)的頂蓋空間(4)分隔以使反應(yīng)介質(zhì)(5)分別從各個(gè)催化劑管區(qū)(7)排出。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)的反應(yīng)器(1)，其中作為分隔排出反應(yīng)介質(zhì)(5)的頂蓋空間(4)以外增加的方案或者該分隔頂蓋空間(4)的替代方案，用分隔壁(10)將輸入反應(yīng)介質(zhì)(5)的頂蓋空間(4)分隔以使反應(yīng)介質(zhì)(5)得以分別向各個(gè)催化劑管區(qū)(7)輸入。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)的反應(yīng)器(1)，其中用分隔壁(11)將換熱介質(zhì)(6)在催化劑管(2)之間流動(dòng)經(jīng)過(guò)的中間區(qū)域分成兩個(gè)或者多個(gè)，優(yōu)選四個(gè)室(12)，每個(gè)室(12)具有換熱介質(zhì)(6)的入口和出口，且對(duì)應(yīng)于一個(gè)催化劑管區(qū)(7)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)的反應(yīng)器(1)，其中該反應(yīng)器具有垂直的縱軸，在反應(yīng)器(1)的上部將換熱介質(zhì)(6)引入催化劑管(2)之間的中間區(qū)域并從反應(yīng)器(1)的下部排出換熱介質(zhì)(6)，并在每種情況下優(yōu)選環(huán)形路線(xiàn)，經(jīng)過(guò)泵(13)從反應(yīng)器(1)的下部排出的換熱介質(zhì)(6)流入圍住泵導(dǎo)管(14)的外套(15)、在外套(15)的內(nèi)壁和泵導(dǎo)管(14)的外壁之間的區(qū)域內(nèi)向上流動(dòng)，并可以經(jīng)過(guò)換熱器(18)，通過(guò)泵導(dǎo)管(14)上部的開(kāi)口(16)流入泵導(dǎo)管(14)的內(nèi)部區(qū)域、自上而下流經(jīng)該區(qū)域、經(jīng)過(guò)泵導(dǎo)管(14)下部的開(kāi)口(17)流入外套(15)的內(nèi)壁和泵導(dǎo)管(14)的外壁之間的另一個(gè)中間區(qū)域、自下而上流經(jīng)該中間區(qū)域并經(jīng)過(guò)該區(qū)域上部的開(kāi)口流入催化劑管(2)之間的中間區(qū)域的上部。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的反應(yīng)器(1)，其中外套(15)具有矩形橫截面。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的反應(yīng)器(1)，其中外套(15)具有圓形橫截面。
13.一種利用權(quán)利要求1至12中的任一項(xiàng)的反應(yīng)器(1)測(cè)試催化劑體系的方法，其中在不同的催化劑管區(qū)(7)測(cè)試具有不同活性物質(zhì)和/或催化劑載體的催化劑體系，特別是催化劑載體的材料和/或形狀和/或顆粒尺寸不同的催化劑體系。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的測(cè)試催化劑體系的方法，其中以并流方式輸送反應(yīng)介質(zhì)(5)和換熱介質(zhì)(6)。
15.一種使用權(quán)利要求9的反應(yīng)器(1)測(cè)試催化劑體系的方法，其中對(duì)每種情況各自獨(dú)立地設(shè)定獨(dú)立室(12)內(nèi)的換熱介質(zhì)(6)的參數(shù)、特別是換熱介質(zhì)(6)相對(duì)反應(yīng)介質(zhì)(5)的流動(dòng)方向、換熱介質(zhì)的(6)溫度和/或體積流速。
16.根據(jù)權(quán)利要求13至15中任一項(xiàng)的方法，其中當(dāng)反應(yīng)介質(zhì)(5)經(jīng)頂蓋空間(4)的相應(yīng)區(qū)域排出催化劑管區(qū)(7)后，其間可以加入起始物質(zhì)和/或使其冷卻，將反應(yīng)介質(zhì)(5)經(jīng)頂蓋空間(4)的相應(yīng)部分直接供入另一個(gè)催化劑管區(qū)(7)。
17.權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)的反應(yīng)器或者權(quán)利要求13至16中的任一項(xiàng)的方法在測(cè)試氧化反應(yīng)，特別是對(duì)鄰苯二甲酸酐、馬來(lái)酸酐、丙烯醛或丙烯酸的催化劑體系中的用途。
全文摘要
本文介紹了一種用于測(cè)試催化劑體系的反應(yīng)器，該反應(yīng)器內(nèi)部具有多個(gè)相互平行排列催化劑管(2)，管的末端焊入管板。該反應(yīng)器每個(gè)末端還裝有頂蓋(3)，且各頂蓋劃定了頂蓋空間(4)的范圍。流動(dòng)的反應(yīng)介質(zhì)(5)經(jīng)一個(gè)頂蓋空間(4)供入催化劑管(2)，流經(jīng)催化劑管(2)并經(jīng)另一個(gè)頂蓋空間(4)排出。該反應(yīng)器還裝配有換熱介質(zhì)回路。在該回路中換熱介質(zhì)(6)從反應(yīng)器的一端供入，流經(jīng)催化劑管(2)之間的中間區(qū)域，從反應(yīng)器的另一末端流出。在該反應(yīng)器中將催化劑管(2)分布在溫度互不相同的兩個(gè)或者更多催化劑管區(qū)(7)。
文檔編號(hào)G01N31/10GK1512911SQ02811356
公開(kāi)日2004年7月14日 申請(qǐng)日期2002年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月6日
發(fā)明者G·奧爾貝特, T·馬特克, M·庫(kù)默爾, T·呂爾, F·羅索夫斯基, G 奧爾貝特, 乜, 鞣蛩夠 申請(qǐng)人:巴斯福股份公司