Спосіб та реактор (варіанти) для гетерогенного екзотермічного синтезу формальдегіду

1 Спосіб гетерогенного екзотермічного синтезу формальдегіду в реакторі, який має багато адіабатичних шарів каталізатора, з'єднаних у групи, що включає стадії -подавання газоподібних реагентів, які містять метанол і надлишок кисню, до реактора, де метанол, що подають до реактора синтезу, розподіляють на багато частин, першу з яких подають до першого шару каталізатора, в той час як принаймні другу подають до іншого шару каталізатора, розташованого вниз за потоком від першого шару каталізатора, - спрямування згаданих газоподібних реагентів потоком крізь адіабатичні шари каталізатора для піддавання метанолу частковому окисленню, який відрізняється тим, що перша частина метанолу є більшою частиною метанолу, який подають до реактора синтезу 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що перша частина метанолу становить близько 82% метанолу, який подають до реактора синтезу 3 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що газоподібні реагенти спрямовують крізь принаймні один з шарів каталізатора здебільшого радіальним потоком 4 Спосіб за п 3, який відрізняється тим, що газоподібні реагенти спрямовують крізь принаймні один з шарів каталізатора аксіально-радіальним потоком 5 Спосіб за п 3, який відрізняється тим, що радіальний потік є потоком доцентрового типу 6 Спосіб за п 5, який відрізняється тим, що додатково включає стадію охолодження принаймні ГЕТЕРОГЕННОГО ЕКЗОТЕРМІЧНОГО СИНТЕЗУ частини гарячого газового потоку, який виходить із принаймні одного з шарів каталізатора, за допомогою теплообміну в теплообміннику, розташованому в центрі реактора поздовж головної осі останнього 7 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що кисень, який подають до реактора синтезу, розподіляють принаймні на дві частини, кожну з яких подають ВІДПОВІДНО ДО окремих шарів каталізатора 8 Спосіб за п 7, який відрізняється тим, що включає стадію вприскування до газового потоку, який виходить з принаймні одного з шарів каталізатора, кисневмісного газоподібного або рідинного потоку 9 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що включає стадію вилучення з реактора принаймні частини газового потоку, який виходить з принаймні одного з шарів каталізатора 10 Реактор для гетерогенного екзотермічного синтезу формальдегіду, що включає вертикальний ЗОВНІШНІЙ кожух здебільшого циліндричної форми, багато адіабатичних шарів каталізатора, розташованих один над одним і змонтованих за принципом взаємного просторового зв'язку, розподільник газового чи рідинного потоку, що містить метанол, змонтований у кожусі між принаймні двома послідовними шарами каталізатора, який відрізняється тим, що принаймні один з шарів каталізатора включає розташовані навпроти газопроникні бокові стінки для входу і виходу газу та дно, непроникне для газів 11 Реактор за п 10, який відрізняється тим, що включає засоби охолодження принаймні частини газового потоку, який виходить з принаймні одного з шарів каталізатора 12 Реактор за п 11, який відрізняється тим, що засоби охолодження включають теплообмінник, розташований в центрі реактора синтезу поздовж головної осі останнього 13 Реактор за п 12, який відрізняється тим, що теплообмінником є теплообмінник трубчастогніздового або байонетноготипу 14 Реактор за п 13, який відрізняється тим, що теплообмінником є теплообмінник трубчастогніздового типу з ребристими трубами О (О 00 со ю ю 55386 ЗОВНІШНІЙ кожух здебільшого циліндричної форми, багато адіабатичних шарів каталізатора, розташованих один над одним і змонтованих за принципом взаємного просторового зв'язку, розподільник газового або рідинного потоку, що містить метанол, змонтований у кожусі між принаймні двома послідовними шарами каталізатора, який відрізняється тим, що включає засоби для вилучення з реактора принаймні частини газового потоку, який виходить з принаймні одного з шарів каталізатора 17 Реактор за п 16, який відрізняється тим, що засоби включають вихідний газовий трубопровід, змонтований у кожусі між двома послідовними шарами каталізатора 16 Реактор для гетерогенного екзотермічного синтезу формальдегіду, що включає вертикальний 15 Реактор для гетерогенного екзотермічного синтезу формальдегіду, який включає вертикальний ЗОВНІШНІЙ кожух здебільшого циліндричної форми, багато адіабатичних шарів каталізатора, розташованих один над одним і змонтованих за принципом взаємного просторового зв'язку, розподільник газового або рідинного потоку, що містить метанол, змонтований у кожусі між принаймні двома послідовними шарами каталізатора, який відрізняється тим, що включає розподільник кисневмісного газового або рідинного потоку, змонтований у кожусі між принаймні двома послідовними шарами каталізатора Винахід стосується процесу гетерогенного екзотермічного синтезу формальдегіду в надлишку кисню, зокрема в реакторах синтезу такого типу, які включають велику КІЛЬКІСТЬ адіабатичних шарів каталізатора, з'єднаних у групи, при цьому в них відбувається процес, що включає такі стадії - подавання газоподібних реагентів, до яких входять метанол та надлишок кисню на перший з вказаних каталітичних шарів, що відрізняється тим, що метанол, який подається до реактора синтезу, розподіляється на багато» частин, перша з яких подається до першого шару каталізатора, в той час як принаймні друга подається до іншого шару каталізатора, розташованого вниз за потоком від згаданого першого шару каталізатора, - протікання вказаних газоподібних реагентів уздовж каталітичних шарів для піддавання метанолу частковому окисленню Цей винахід також стосується реактора для гетерогенного екзотермічного синтезу формальдегіду, В наведеному нижче описі та наступних пунктах формули винаходу поняття «адіабатичний шар каталізатора» означає шар, котрий містить каталізатор, і в якому практично під постійним тиском без відводу тепла відбувається реакція синтезу В галузі гетерогенного екзотермічного синтезу формальдегіду відчувається зростаюча потреба з одного боку в збільшенні виробничої потужності реакторів синтезу, а з іншого - у скороченні ризику вибуху газоподібних реагентів, що містять метанол і в надлишку кисень, в умовах постійного зменшення використання енергії, капітальних та експлуатаційних витрат Рівень техніки З метою врахування згаданих потреб все більше пропонують трубчасті реактори з відводом тепла протіканням зовні реакторних труб охолоджуючої рідини Цей тип реакторів, що складається з великої КІЛЬКОСТІ труб малого діаметру, заповнених каталізатором, дуже складний для конструювання, до того ж має обмежену виробничу потужність В другій половині 80-х років в Інституті каталізу їм Борескова в Новосибірську, Росія, було започатковано процес синтезу формальдегіду, де газоподібні реагенти, що містять метанол і в надлишку кисень, вступали до реакції на численних адіабатичних шарах каталізатора, з'єднаних у групи Газоподібні реагенти перетинають шари каталізатора з аксіальним потоком Між виходом з шару і входом до наступного шару газовий потік ВІДПОВІДНИМ чином охолоджується в придатних теплообмінниках Вищезазначений процес дозволяє забезпечити реактори великого розміру та виробничої потужності вище, ніж цього можна досягти в звичайних трубчастих реакторах, оскільки є можливим збільшити реакційну зону та швидкість потоку газоподібних реагентів і водночас поліпшити селективність реакції окислення метанолу Якщо, з одного боку, цей тип вирішення проблеми доводить перевагу відносно трубчастих реакторів, з іншого - виробнича потужність реактора синтезу залишається обмеженою концентрацією метанолу, що міститься в газовій фазі, яка надходить до реактора Як відомо, ця концентрація повинна утримуватись нижче певного значення, яке звичайно не перевищує 6-9% за об'ємом в залежності від концентрації кисню л яка може змінюватись в межах 5-21% за об'ємом для запобігання утворення вибухо- та спалахонебезпечних сумішей з киснем Відносно низька концентрація метанолу також є бажаною для обмеження амплітуди коливань температури в каталітичній масі, Дійсна при температурах більш 300°С існує ризик пошкодження каталізатора і результатом цього є скорочення його ресурсів працездатності з докорінним збільшенням небажаних вторинних реакцій що призводять до прямого повного окислення метанолу або синтезованого формальдегіду До того ж, втілення великих реакторів синтезу з великими швидкостями потоку типу який розроблено в Інституті каталізу їм, Борискова, 55386 супроводжується великими технічними труднощами капіталовкладеннями та споживанням енергії У US-A-2 504 402 також описано процес гетерогенного екзотермічного синтезу формальдегіду в реакторі, що складається з багатьох адіабатичних шарів каталізатора з'єднаних у групи, що відрізняється тим, що до кожного шару подається стехіометрична КІЛЬКІСТЬ метанолу Короткий опис винаходу В основу винаходу поставлено задачу підвищення продуктивності способу та реактору (варіантів) для гетерогенного екзотермічного синтезу формальдегіду при зменшенні ризику, пов'язаного з можливостю вибуху газоподібних реагентів, що містять метанол та надлишок кисню, з одночасним зниженням витрат енергії, капіталовкладень та експлуатаційних витрат Ця задача вирішується шляхом запропонованого у винаході способу згаданого вище типу, який відрізняється тим, що згадана перша частина є більшою частиною метанолу, що подають до реактора синтезу Згідно ЗІ способом, запропонованим в даному винаході, між виходом з шару каталізатора і входом до наступного шару каталізатора до газових реагентів подається рідинна фаза, що містить метанол В такий спосіб замість введення до газового потоку, що подають до першого з шарів каталізатора всієї КІЛЬКОСТІ метанолу, необхідної для реакції, метанол якнайліпше дозується в синтез-газ під час проходження останнього крізь реактор поступово по мірі того, як відбувається конверсія метанола у формальдегід Діючи таким чином є можливим контролювати концентрацію метанолу в газовому потоці, що надходить до шарів каталізатора Ця концентрація таким способом може підтримуватись в оптимальних межах, які звичайно лежать між 6 та 9% за об'ємом, і внаслідок цього можна отримати високу виробничу потужність реактора синтезу, без того, щоб мати зростання ризику вибуху метанольно-кисневої суміші Перевага й у тому, що газові реагенти спрямовують принаймні крізь один з шарів каталізатора здебільшого радіальним рухом і бажано доцентрового типу Потік синтез-газу із здебільшого радіальним рухом дає можливість однорідного розподілу газу, який стикається з каталітичним шаром, і це є важливою складовою для забезпечення однорідного розподілу температури і отже високої селективності конверсії метанолу в формальдегід при оптимальному використанні маси каталізатора Таким чином є можливим отримати подальше збільшення виробничої потужності реактора синтезу Більш ТОГО, завдяки радіальному потокові газових реагентів через шари каталізатора є можливість ліпшим чином використовувати внутрішній об'єм реактора, і це допомагає збільшити зону реакції, а з тим і виробничу потужність Перевага й у тому, що будова реактора з таким процесом технічно більш проста, і він компактнішій в порівнянні з реактором, де реалізовано попередній процес в даній галузі Згідно З ІНШИМ аспектом даного винаходу, цей процес дозволяє виконувати охолодження принаймні частини гарячого газового потоку, який виходить з принаймні одного шару каталізатора за допомогою теплообміну в теплообміннику, що розташований в центрі реактора та витягнутий вздовж головної ВІСІ останнього В такий спосіб є можливим оптимізувати використання внутрішнього об'єму реактора із скороченням до мінімуму простору між послідовними шарами каталізатора При цьому зона реакції всередині реактора синтезу і, разом з цим, його виробнича потужність надалі зростатимуть, і в той-же час будова реактора буде ще компактнішою і простішою У прийнятному втіленні цього процесу згідно з даним винаходом кисень, що подається до реактора синтезу, розділяється принаймні на дві порції, і кожна подається до окремих шарів каталізатора Специфічною рисою даного процесу також є стадія вприскування до газового потоку, що виходить з принаймні одного шару каталізатора, газового або рідинного потоку, що містить кисень Проміжний вхід кисню до газового потоку, що прямує реактором, дозволяє досягти подвійної переваги, З одного боку, є можливість скоротити концентрацію кисню в потоці реакційного газу, що подається до першого шару каталізатора, з одночасним збільшенням вихідної концентрації метанолу, так що суміш цих двох реагентів залишається нижче межі вибухонебезпечності З іншого боку, кисень, таким чином розділений на порції по каталітичних шарах, дозволяє утримувати каталізатор постійно в окисленому стані, захищаючи його від можливих втрат активності Це явище звичайно спостерігається в кінцевій стадії окислення, коли концентрація кисню сягає нижче певного порога, такого як, наприклад, 3-4% за об'ємом До того ж, процес в даному винаході включає переважно стадію вилучення з реактора принаймні частини газового потоку, що виходить з принаймні одного шару каталізатора Таким чином, є можливість отримати потік газоподібного формальдегіду на виході з реактора синтезу, який1 практично не містить метанолу, і придатний для безпосереднього використання за потребою, наприклад, для виробництва смоли, і один чи більше проміжних газових потоків, що містять формальдегід та метанол, що придатні для безпосереднього приготування водних розчинів формальдегіду, в котрих метанол в концентрації 3-12% діє як інгібітор полімеризації Згідно З ІНШИМ аспектом даного винаходу, також є можливим виконати реактори для гетерогенного екзотермічного синтезу формальдегіду такого типу, які наводяться в гаї 10, 15 та 16 формули винаходу Характеристика та переваги даного винаходу більш детально пояснюються в описі та втіленні 8 55386 останнього, що наведені нижче, шляхом викладення прикладу, що не обмежує даний винахід, з посиланням на додані фігури Короткий опис фігур На фігурах Фіг 1 показує блок-діаграму процесу згідно з даним винаходом для гетерогенного екзотермічного синтезу формальдегіду Фіг 2 зображує розріз по довжині секції реактора для гетерогенного екзотермічного синтезу формальдегіду згідно з прийнятним втіленням даного винаходу Детальний опис прийнятного втілення Фіг 1 показує блок-діаграму, що ілюструє стадії процесу для гетерогенного екзотермічного синтезу формальдегіду під низьким тиском (1-Забс бар) та при високій температурі (200-350°С) згідно з даним винаходом Позначки 1-3 представляють стадії реакції, які визначають адіабатичну зону реакції, де відбувається синтез формальдегіду, Стадії реакції 1-3 перетинаються ЛІНІЄЮ потоку 4 газових реагентів, що містять метанол та надлишок кисню Номер посилання 5 представляє лінії потоку рідини або газу, що містить метанол, котрий додається до лінії потоку 4 між послідовними стадіями реакції 1-3 ФіГ 2 також показує багато стадій охолодження 6-7 для видалення принаймні частини тепла, що утворюється при реакції синтезу Стадії охолодження 6-7 можуть включати багато теплообмінників, розташованих між послідовними стадіями реакції 1-3, або якнайліпше один теплообмінник Згідно З процесом в даному винаході, газові реагенти подаються ЛІНІЄЮ потоку 4 до першої стадії процесу 1, потім проходять стадії 1-3 з частковим окисленням метанолу в формальдегід Згідно З ІНШИМ кроком в цьому винаході, метанол, необхідний для реакції синтезу, розділяється принаймні на дві частини, кожна з них подається ВІДПОВІДНО ДО різних стадій процесу 1-3 В такий спосіб є можливим контролювати концентрацію метанолу, що подається до наступної каталітичної стадії, вона може підтримуватись на бажаному оптимальному рівні, і внаслідок цього можна збільшити загальний показник продуктивності реактора синтезу Перевагою є також і те, що концентрацію метанолу в синтез-газі можна утримувати значно нижче межі вибухонебезпечної без того, що це призведе до обмеження продуктивності реактора, Фіг 1 також показує (перервними ЛІНІЯМИ) ЛІНІЇ потоку 8 та 9, котрі відображають ВІДПОВІДНО додавання до потоку 4 газового або рідинного потоку, що містить кисень, та видалення з реактора газового потоку, що містить формальдегід та метанол Згідно З першим втіленням, процес за даним винаходом також забезпечує етап збагачення газового потоку, що проходить крізь реактор, потоком, що містить кисень, наприклад, повітрям При цьому можливо здійснити оптимальне подавання кисню до газового потоку 4, що проходить крізь реактор, і так зробити можливим збільшення як загальної КІЛЬКОСТІ метанолу, що подається до реактора так і вихідної концентрації метанолу в синтез-газі, що подається до першого шару каталізатора До того ж, отримують постійний ступінь окислення каталізатора, що працює в стадіях 1-3 Як альтернатива, кисень можна подавати в той же потік, що містить метанол і подається до газового потоку, що проходить крізь реактор синтезу В такому разі, на фіг1, ЛІНІЯ потоку 8 відповідає лінії потоку 5 Метанол і/або кисень, що подається до синтез-газу в газовій формі мають переважно температуру між 70 та 250°С та між 0 та 250°С ВІДПОВІДНО Перевагою є те, що метанол і/або кисень подаються окремо до синтез-газу в рідинній формі, так що це є допоміжним засобом видалення тепла з гарячого газового потоку 4, що надходить з реакційних зон Присутність такого охолодження дозволяє скоротити або навіть не використовувати стадії охолодження 6-7 Згідно З ІНШИМ втіленням, даний процес забезпечує стадію вилучення формальдегіду, поступово по мірі його утворення в стадіях реакції 1-3 Завдяки цій стадії процесу за даним винаходом є можливість отримати газовий потік 4, що виходить з реактора синтезу, практично вільним від метанолу, і газові потоки 9, що виходять з проміжних зон реактора, котрі включають формальдегід та метанол, застосовувані для безпосереднього приготування стабілізованих водних розчинів формальдегіду Переважно, стадія додавання потоку, що містить кисень, і стадія проміжного вилучення потоку, що містить формальдегід, здійснюються в межах того ж самого реактора синтезу вниз за потоком з одної або кількох стадій реакції З посиланням на Фіг 2, реактор 10 для гетерогенного екзотермічного синтезу формальдегіду під низьким тиском {1-Забс бар) та при високій температурі (200-350°С) включає вертикальний трубчастий кожух 11, оздоблений з КІНЦІВ отворами 12 та 13, ВІДПОВІДНО ДЛЯ входу попередньо нагрітих газових реагентів і виходу продуктів реакції Реагенти проходять крізь реактор 10 в газовій фазі, що містить метанол та надлишок кисню В кожусі 11 закріплені за принципом взаємного просторового зв'язку численні накладені один на один адіабатичні кільцеподібні за формою шари каталізатора 14-18, та теплообмінник 19, розташований в центрі реактора 10 вздовж головної ВІСІ Шари каталізатора 14-18 заповнені гранульованим каталізатором типу, в основі якого є Fe-Mo, наприклад, молібдат заліза з можливими добавками елементів, таких як, наприклад, Мп, Сг, Ті або Co В прикладі на Фіг 2 шари каталізатора 14-18 включають розташовані навпроти газопроникні бокові стінки 20 та 21, відокремлені знизу й зверху 55386 10 відбувається в адіабатичних умовах без відводу тепла, що виділяється під час проходу газових реагентів вздовж маси каталізатора Тепло реакції ВІДПОВІДНО потім спрямовується для підвищення температури Згідно З особливою перевагою даного процесу синтез-газу, що виходить з кожного шару в цьому винаході газові реагенти, що містять каталізатора 14-18 метанол і надлишок кисню спрямовуються до принаймні одного шару каталізатора 14-18 Зростання температури газової суміші в шарі здебільшого радіальним потоком каталізатора є пропорційним КІЛЬКОСТІ окисленого метанолу, тому він утримується в межах и таких В такий спосіб, маса каталізатора, що значень, щоб не викликати зайвого підвищення міститься в шарах рівномірно піддається газовому температури каталізатора, наприклад, 330-350°С, потокові з отриманням рівномірного що перешкоджає поступовому зростанню ступеня температурного розподілу і внаслідок високої конверсії метанолу в формальдегід і скорочує селективності конверсії метанолу в формальдегід ефективний час життя каталізатора та оптимального використання маси каталізатора При цьому досягається перевага в виробничій Між шаром каталізатора 14-17 і наступним 15потужності реактора синтезу 18 газові реагенти спрямовуються та проходять крізь теплообмінник 19 на кожусі, охолоджуючись В подальшому втіленні даного процесу, яке за допомогою теплообміну до такої температури, не зображено, газовий потік, що перетинає шари при якій реакція окислення може відновитись каталізатора, може бути і аксіальне - радіального спонтанно, коли газ, що містить метанол та типу В такому разі верхня кришка 23 шарів кисень, входить у контакт з каталізатором каталізатора 14-18 не використовується або ж наступного шару 15-18 Ця температура звичайно робиться газопроникною дорівнює 200-250°С Як зображено на Фіг 2 дно 22 простягається одним кінцем до внутрішньої стінки кожуха 11 з Теплообмінник 19 є переважно трубчастим яким воно утворює порожнину 24 для входу газів гніздового типу, що включає багато труб 29, які до шарів каталізатора 14-18 утримуються в фіксованому положенні двома пластинами ЗО, розташованими на його кінцях В одних шарах каталізатора 14-17, наприклад, у шарі 15 дно 22 простирається також і до Охолоджуюча рідина, що видаляє тепло кільцеподібної заслінки 25, розташованої між реакції, подається до реактора 10 крізь вхідний каталітичним шаром 15 і теплообмінником 19 трубопровід 32 у магістраль з нижньою Таким чином утворюється порожнина 26 для трубчастою пластиною ЗО, а звідти проходить виходу газу з каталітичного шару 15 до магістралі всередині у труби 29, щоб вийти потім з реактора через отвір 27 до теплообмінника 19 і порожнина 10 ВІДПОВІДНО нагрітою крізь вихідний трубопровід 24 для входу газів до наступного шару 31 у магістраль з верхньою трубчастою пластиною каталізатора 16 ЗО На виході з шару каталізатора 18 є камера 28 Взагалі, охолоджуюча рідина складається з для збирання продуктів реакції в магістраль до діатермічного мінерального або синтетичного отвору 13 для їх випускання з реактора 10 масла, або суміші розтоплених солей, або леткої рідини, такої як Даутерм, або газу Для її Завдяки такій особливій конфігурації реактора вироблення, що застосовується на промислових на Фіг 2 є можливим здійснювати процес за даним підприємствах здебільшого використовують винаходом із стадією, в якій синтез-газ перегріту воду або водяну пару спрямовується через шари каталізатора 14-18 здебільшого радіальним потоком доцентрового Забезпечуючи трубчасте гніздо трубами 29, типу від зовнішньої до внутрішньої частини так званого малоребристого типу, можна значно реактора 10 скоротити розміри теплообмінника 19, що забезпечить зростання зони реакції і, ВІДПОВІДНО, Синтез-газ подається до реактора 10 через зростання виробничої потужності реактора отвір 12 для впуску газових потоків у першу синтезу порожнину 24 і радіально перетинає перший шар каталізатора 14 так, що потім збирається в Як показано на Фіг 2 газовий потік, що порожнині 26, з якої він спрямовується через отвір виходить з останнього шару каталізатора 18, не 27 до порожнини 24 для входу до наступного шару охолоджується, проте він є доступним при його каталізатора 15 Синтез-газ протікає таким же максимальній температурі для цілей попереднього чином ІНШІ шари каталізатора 15-18, збираючись у розігріву нового газу, який надходить до першого камері 28 і виходячи з реактора 10 через отвір 13 шару каталізатора 14 Теплообмін між гарячим для виходу газів газовим потоком та холодними газовими реагентами може відбуватись у теплообміннику Реакція окислення метанолу здійснюється в або попередньому нагрівачі відомого типу і тому шарах каталізатора 14-18 успішними не позказаному, який розташований зовні кожуху послідовними стадіями В кожній з них ступінь конверсії обмежена значеннями переважно не 11 або всередині його вище 25% загальної КІЛЬКОСТІ метанолу, поданого Як альтернатива, всередині реактора на Фіг 2 до реактора 10 може бути розташований один теплообмінник 19, що простягається по центру вздовж всіх шарів Такий контроль ступеню конверсії метанолу в каталізатора 14-18, для охолодження гарячого кожному окремому шарі каталізатора переважно газового потоку, що надходить звідти досягається ВІДПОВІДНИМ скороченням об'єму каталізатора в кожному шарі В іншому втіленні (не показано), теплообмінник розташовано зовні кожуха 11 В Реакція синтезу в шарах каталізатора 14-18 кільцеподібним кільцеподібною газонепроникним дном 22 та газонепроникною кришкою 23 55386 12 11 такому разі потік синтез-газу вздовж шарів збільшенням ефективного часу життя каталізатора буде переважно радіального типу з каталізатора відцентровим пересуванням реагентів в реакторі Змінюючи КІЛЬКІСТЬ шарів каталізатора, 10 розташованих в реакторі на Фіг 2 та об'єм каталізатора в них, є можливим контролювати Позначки під номерами 33 та 34 є реакцію по мірі її протікання, збільшуючи ступінь тороїдальними розподільниками для входу до конверсії метанолу навіть у тих зонах, де нижче розташованих шарів каталізатора рідинного спостерігається тенденція її зменшення внаслідок або газового потоку, що містять ВІДПОВІДНО зменшення концентрацій реагентів метанол або кисень Функціональні характеристики цих розподільників і пов'язані з Переважно, КІЛЬКІСТЬ шарів каталізатора є ними переваги, що є результатом проміжного звичайно між 4 та 10 Зокрема, задовільні входу метанолу та кисню були описані вище з результати можна отримати у реакторах, які посиланням на лінії потоку 5 та 8 на Фіг 1 мають 5-6 шарів каталізатора Розподільники 33 та 34 розміщуються між Зокрема було виявлено, що реактор з 5 послідовними шарами каталізатора поблизу шарами каталізатора типу, взірець якого наведено порожнини 24 для входу газів на Фіг 2 дає можливість обмежити ступінь конверсії метанолу в кожному шарі каталізатора Згідно З втіленням на Фіг 2, на вхід до другого і приблизно до 20% загальної КІЛЬКОСТІ метанолу, третього шарів каталізатора 15 та 16 бажано що подається до реактора синтезу В такий спосіб подавати рідину, що містить метанол, в той час як можна отримати в шарах оптимальну температуру на вхід до останнього шару каталізатора 18 реакції між 220 та 310°С, що нижче в порівнянні із рідину, що містить кисень зразком реактора з 4 шарами каталізатора, де КІЛЬКІСТЬ та розміщення розподільників 33 і 34 ступінь конверсії в кожному шарі є приблизно 25% в кожусі 11 в кожному випадку можна вільно Це призводить до збільшення селективності і змінювати в залежності від специфічних потреб відтак виробничої потужності реактора реактора синтезу Рідинний або газовий потік, що подається до Нарешті, завдяки особливо простій та шарів каталізатора 15-16 переважно має вміст компактній будові реактора в даному винаході, метанолу 6-8% операції експлуатації, завантаження та розвантаження маси каталізатора будуть значно Згідно З подальшим втіленням даного простішими та швидкими в порівнянні з аналогами винаходу (не показано), принаймні між двома в даній галузі послідовними шарами каталізатора також забезпечено трубопровід для виходу газу для В наступних прикладах для ілюстрації вилучення з реактора 10 частини газового потоку, зроблено порівняння, що не обмежує даний що прямує крізь шари каталізатора та містить винахід, виробничої потужності, отриманої в формальдегід як описано вище з посиланням на деяких втіленнях реактора за даним винаходом і ЛІНІЮ потоку 9 на Фіг 1 реактора попереднього рівня техніки Проміжне вилучення формальдегіду, так же як Приклад 1 і розподіл в шарах каталізатора частин метанолу Виробнича потужність реактора за даним і/або кисню, може здійснюватись як альтернатива винаходом з проміжним впуском метанолу спеціальному обладнанню, розташованому зовні порівнюється з виробничою потужністю реактора реактора 10 звичайного типу з аксіальними шарами каталізатора Згідно З ІНШИМ втіленням реактора в даному винаході, частина газового потоку, що виходить з В середині двох випробуваних реакторів було шарів каталізатора 14-17 переважно розташовано за принципом взаємного транспортується крізь пропускний трубопровід (не просторового зв'язку чотири адіабатичні шари показаний} прямо до наступного шару каталізатора каталізатора 15-18 без проходження крізь Реактори мають такі виміри теплообмінник 19 - Внутрішній діаметр кожуху 3,0м В такий спосіб є можливим впливати на - Загальна висота реактора 20,0м процес, контролюючи температуру газового - Внутрішній об'єм реактора 140м3 потоку, що надходить до наступних шарів - Об'єм каталізатора в 1-му шарі 1300л каталізатора 15-18 - Об'єм каталізатора в 2-му шарі 1400л Переважно, реактор, представлений в вигляді - Об'єм каталізатора в 3-му шарі 1600л взірця на Фіг 2 з численними радіальними шарами - Об'єм каталізатора в 4-му шарі 2800л каталізатора і одним центральним Експлуатаційні умови реакторів такі теплообмінником, дозволяє одночасно отримати - Середній тиск 1,3атм дуже компактну і технічно просту конструкцію, - Температура на вході до шару каталізатора котра буде вельми економічною, з оптимальним 230°С використанням внутрішнього об'єму реактора, з - Температура на виході з шару каталізатора перевагою збільшення зони реакції і, внаслідок 330°С того, виробничої потужності - Концентрація метанолу (вхід до першого шару) 6,5об % До того ж, факт розділення зони реакції на численні шари каталізатора, з'єднані в групи, - Концентрація кисню (вхід до першого шару) дозволяє здійснювати оптимальний контроль 8,0об % протікання реакції окислення метанолу з В випадку реактора звичайного типу, загальна мінімізацією небажаних вторинних реакцій та КІЛЬКІСТЬ метанолу, що подається до реактора 14 13 55386 еквівалентна КІЛЬКОСТІ метанолу, що подається до того, що було, п'ять шарів каталізатора, які синтезпершого шару каталізатора, і дорівнює 3130кг/год газ перетинає радіальне В випадку реактора згідно з даним винаходом, Загальний об'єм каталізатора в реакторі в додаток до 3130кг/год, що подається до першого синтезу дорівнює в цьому випадку 8450л, в той час шару каталізатора, подається 750кг/год метанолу як температура на виході з шарів каталізатора до другого шару Загальна КІЛЬКІСТЬ метанолу при приблизно становить 310°С, Інші параметри цьому становить 3835кг/год експлуатаційних умов відповідають зазначеним у Прикладі 1 з посиланням на реактор за даним Метанол подається до двох реакторів в винаходом газовому стані і перетинає шари каталізатора аксіальним потоком КІЛЬКІСТЬ формальдегіду, що виробляє цей реактор становить 3430кг/год КІЛЬКІСТЬ формальдегіду, що утворюється в цих двох реакторах Завдяки особливій будові реактора за даним винаходом, виробнича потужність зросла ще на наведена нижче 1,9% в порівнянні з Прикладом 1 одночасно із - Звичайний реактор 2720кг/год скороченням об'єму реактора приблизно втричі - Реактор за даним винаходом 3360кг/год Зростання на 640кг/год синтезованого Приклад З формальдегіду в реакторі за даним винаходом Реактор за даним винаходом, описаний в відповідає зростанню виробничої потужності на Прикладі 2, включає додатково газовий 23,5%, що є дуже значним досягненням, якщо розподільник для додавання повітря, взяти до уваги також зменшення витрачання розташований зверху за потоком п'яти шарів енергії на одиницю продукції приблизно 24%, каталізатора, як показано на Фіг 2 Приклад 2 КІЛЬКІСТЬ повітря, поданого до останнього шару каталізатора становить 4000Ым3/год Виробнича потужність реактора типу, що показано на Фіг 2, порівнюється з виробничою З урахуванням Прикладу 2, додавання потужністю реактора звичайного типу з газового потоку, що містить кисень, дозволяє аксіальними шарами каталізатора практично завершити конверсію метанолу, результатом чого є зростання КІЛЬКОСТІ Дані для реактора, відомого в цій галузі на виробленого формальдегіду (3470кг/год замість рівні існуючої техніки, відповідають наведеним в 3369кг/год), і скорочення об'єму каталізатора в Прикладі 1 з посиланням як на звичайний реактор останньому шарі на 12% Реактор за даним винаходом, включає замість 15 55386 4 ФІГ.1 16 17 18 Фіг.2 Підписано до друку 05 05 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24