Brevet FR2003265A1 — publié le 19691107

La présente invention est relative à un procédé d'évacuation de la chaleur dans les réactions exothermiques sur lit de catalyseur. Les réactions exothermiques sur lit de catalyseur 5 permettent généralement une évacuation rapide et efficace de la chaleur. Bans un procédé fréquemment employé, on dispose le lit de catalyseur traversé de haut en bas sur un support métallique rigide, tel qu'une plaque métalliaue perforée, situé à quelques centimètres aii-dessus du dispositif de refroidissement, par exe*n-XO pie à 2-10 cm. Mais avec cette distance entre le support métallique et le dispositif de refroidissement, il n'est souvent pas possible d'obtenir le rendement maximal. C'est ainsi que dans l'oxydation du méthanol en formaldéhyde sur un lit de cristaux d'argent, avec une distance de 4 cm entre le support métallique et le dispo-15 sitif de refroidissement, il se forme encore 0,6 f- d'oxyde de carbone comme sous-produit. On a découvert que dans les réactions exothermiques de substances gazeuses sur un lit de catalyseur placé sur un support métallique perméable au mélange réactionnel, les substances gazeu-20 ses étant introduites par le haut et le mélange réactionnel étant envoyé à travers le support perméable sur un dispositif de refroidissement placé sous le support métallique, on pouvait évacuer la chaleur par transfert au dispositif de refroidissement, d'une manière particulièrement efficace, en employant un support métalli-25 que flexible posé sur le dispositif de refroidissement. Quand on emploie le procédé de l'invention dans l'oxydation du méthanol en formaldéhyde sur lit d'argent, la formation d'oxyde de carbone est abaissée à moins de 0,1 fo par rapport au méthanol, et on obtient un rendement en formaldéhyde plus élevé. Contrairement aux supports métalliques rigides employés jusqu'ici, les supports métalliques flexibles sont des supports perméables au mélange réactionnel, mais imperméables au catalyseur, qui présentent une certaine flexibilité et qui s'adaptent donc aux inégalités de la surface supérieure du refroidisseur ou aux inéga-55 lités entre les différentes surfaces supérieures du refroidisseur. Ces inégalités se produisent par exemple dans les refroidisseurs dont le dessus est formé d'une couche de serpentins. Les supports métalliques flexibles peuvent être facilement fixés dans le réacteur, sans tensions, de sorte que le remplacement du catalyseur 40 devient nettement plus facile. La dilatation thermique du support BAD OflIGi 69 06 0 S 7 2 2003265 métallique ne crée pas de tensions dans le réacteur, mais est -rattrapée par le support même. Les supports métalliques à employer suivant l'invention jouver.t être par exemple fermas de fils métalliques constituant 5 par exemple une toile métallique, un tissu métallique ou un tricct .métallique. Les supports métalliques peuvent aussi être forcés par exemple d'anneaux métalliques disposés en chaîne, soudée ou rivetés Les supports métalliques flexibles peuvent encore être 10 constitués, par exemple, de petites plaques métalliques reliées entre autres par des charnières. Dans les supports métalliques à employer suivant l'invention, on emploie généralement les métaux usuels tels que l'acier ou l'acier inoxydable. On peut cependant aussi utiliser un métal 15 à activité catalytique. C'est ainsi que dans la fabrication du formaldéhyde Ci partir du méthanol par oxydation sur argent, en peut employer un tissu de fils d'argent comme support du catalyseur. On a avantage à fixer le support'métallique dans un cadre métallique qui épouse à peu près la forme intérieure du réacteur. 20 A l'aide du cadre métallique, on introduit le support métallique dans le réacteur de façon qu'il appuie directement sur le ieïroidisseur. L'évacuation de la chaleur par le refroidisseur se fait d'une manière connue, de préférence à l'aide d'eau de refroidissement Exemple 25 Dans une tour de réaction de 2000 mm. de diamètre, compor tant une cloison horizontale dans sa partie supérieure, se trouve un faisceau tubulaire soudé à la cloison comme échangeur de chaleur. Sur ce faisceau tubulaire est posé un tressage de fils métalliques tendu sur un cadre métallique et fixé au réacteur au moyen du 3® cadre métallique. Sur ce tressage se trouve un lit de 20 mm d'épaisseur de cristaux d'argent dont 94- L/° en poids ont 1 à 3 mm de diamètre et 6 % en poids ont 0,2 à 0,75 mm de diamètre. Les •petits cristaux d'argent forment une couche mince par dessus les gros cristaux. On fait passer à travers le catalyseur un mélange de 1,35 t/h de vapeursde méthanol, 0,9 t/h de vapeur d'eau et 1800 Nm3 d'air par m2 de catalyseur à 710°C. On obtient du formaldéhyde avec un rendement de 88,9 L/° de la théorie et seulement 0,1 % D'oxyde de carbone par rapport au.méthanol. Dans un essai comparatif, on dispose le même catalyseur sur une toile métallique fine posée sur une. plaque métallique j 40 Pco DV 69 060 57 2003265 69 06057 4 2003265 Procédé d' év-ouction de la chaleur dans les réactions BAD ORIGINAL