(57)【要約】【課題】  高温でのガスの接触反応を含む化学的方法のための反応器の提供。【解決手段】  この課題は、断熱材料の層によって取り囲まれた高温での運転に適するガス不透過性バスケットを含み、該断熱材料が高圧での運転に適する反応器シェルによって取り囲まれており、該バスケットが入口通路、および固定触媒床を取り囲む壁よりなり、そして該入口通路が供給ガスに対して気密な移送手段を形成する反応器シェルに接合されていることによって解決される。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温でのガスの接触反応を含む化学的方法のための反応器において、
断熱材料の層によって取り囲まれた高温での運転に適するガス不透過性バスケットを含み、該断熱材料が高圧での運転に適する反応器シェルによって取り囲まれており、
該バスケットが入口通路、および固定触媒床を取り囲む壁よりなり、そして
該入口通路が供給ガスに対して気密な移送手段を形成する反応器シェルに接合されていることを特徴とする、上記反応器。
【請求項２】
バスケットの内部表面がアルミナまたはジルコニアの様なセラミック材料で被覆されている、請求項１に記載の反応器。
【請求項３】
電気的加熱器が触媒床の入口層の周りの壁の外側面に取り付けられている、請求項１に記載の反応器。
【請求項４】
加熱器の位置でバスケットの内部表面が、部分酸化反応で活性の触媒物質で被覆されている、請求項３に記載の反応器。
【請求項５】
触媒物質が白金、ロジウム、ルテニウムまたはニッケルである、請求項４に記載の反応器。
【請求項６】
触媒床中の触媒が粒子または一体物の状態で存在する、請求項１に記載の反応器。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一つに記載の反応器を使用する方法において、炭化水素の接触的部分酸化に用いる、上記方法。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか一つに記載の反応器を使用する方法において、反応性ガスの温度が５００℃〜１３００℃、好ましくは９００℃〜１２００℃の範囲内にある、上記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反応器がシェル物質を比較的に低い温度に維持するために耐圧シェルの内側に取り込まれている、高温反応用の固定床反応器に関する。
【０００２】
本発明は特に高いガス温度での意図しない化学反応を避けるために設計された反応器に関する。
【背景技術】
【０００３】
熱を発する化学反応は触媒床において高温および高圧でしばしば発生する。相応する反応器で使用される断熱材の種類は、反応器内部の温度に依存しており、繊維材料、または断熱性および耐熱性において異なる注型可能材料の幾つかの層で形成することができる。注型材料を使用する場合には、外側層は一般に断熱について非常に良好な性質を有しているが、温度安定性に費用が掛かる。それ故により良好な温度安定性の内側層を有している必要があるが、断熱性が比較的に低い。最後の内側層はしばしば非常に高い温度安定性を有するセラミック−レンガよりなる。これらはアルミナ、ジルコニアまたはこれらの物質の混合物で造られていてもよい。繊維材料が使用されている場合には、このものがしばしば良好な温度安定性および同時に断熱性を有しているので、一般に一種類だけである。
【０００４】
耐火性ライニングまたは繊維断熱材の存在は、耐火性層の多孔性のためにまたは層中の小さな間隙を有する不完全な構造のために反応器バイパスをもたらす。これらのバイパス流は、固定床触媒の場合には反応器を通る流れおよび触媒の空隙に左右される反応器の圧力低下に左右される。バイパスは反応器中でまたは反応器の出口でも生成される不所望の副生成物をもたらし得る。
【発明の開示】
【０００５】
本発明は特に、高温でのガスの反応を含むプロセスのための反応器において、
断熱材料の層によって取り囲まれた高温での運転に適するガス不透過性バスケットを有し、該断熱材料は高温での運転に適する反応器シェルによって取り囲まれており、該バスケットが入口通路、および固定触媒床を取り囲む壁よりなり、そして
該入口通路が供給ガスに対して気密な移送手段を形成する反応器シェルに接合されていることを特徴とする、上記反応器に関する。
【０００６】
これはバイパスの可能性を低減するかまたは完全に回避する。結果として触媒をバイパスする供給ガスの意図しない反応も同様に回避される。一つの例は炭化水素原料の接触的部分酸化があり、その際に触媒のバイパスが部分的酸化の代わりに熱分解をもたらす。熱分解は更に発熱をもたらす。
【０００７】
これによって本発明は耐圧シェルについてより安い価格の材料を使用することを可能としそしてシェルの必要な厚さを薄くする。このことは少ない材料および安価な反応器を意味する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
唯一の図面は本発明の有利な実施態様の概略図である。
【０００９】
本発明は一つの反応器の設計図を示しており、バイパスの可能性は繊維が取り付けられたまたは断熱材でライニングされた反応器において防止されている。以下で、図面を引用する。反応器は外部金属製耐圧シェル（１）を持つ構造である。これはシェル温度およびプロセスガスの化学組成に依存してステンレス鋼または他の類似の構造材料で造ることができる。耐圧シェルは断熱層（２）によって保護されている。耐熱材でライニングされた反応器の場合には、耐圧シェルの内側が外側層として高い断熱性を有する材料の１つまたはそれ以上の耐熱層および内側層としての耐高温層でライニングされている。全ての外側層は一般に注型できるが、内側層はしばしば非常に良好な温度安定性を有するセラミック製レンガよりなる。
【００１０】
反応器内側の金属製バスケット（３）には触媒固定床（４）が導入含有されている。この気密なバスケットは入口（６）の所で反応器シェルに固定されている。金属製バスケットの機能は触媒の固定床を含むことおよび供給ガスが断熱材料に入るのを防止することである。それによって固定床のバイパスおよび触媒床の外側での意図しない反応が防止される。反応したガスはガイド（５）を通り固体床を離れる。金属製バスケットに接合された追加的な流れ通路があってもよいが、その必要性はない。ガスが気密なバスケットを離れた後に、反応したガスは、断熱層内側面（８）が多孔質である時に断熱層中に浸透し入り込む。反応器を加圧した時に、これは発生し得るし、金属製バスケットの外側に入り込む一部のガスは反応したガスだけで構成されている。このガスは出口（７）を通って反応器を離れる。
【００１１】
金属製バスケットは固定床の重量に耐える寸法でありそして固定床を通る流れを持つ  ことによって差圧を発生する。金属製バスケットの材料が耐高温性である必要がありそして不所望の反応に対して不活性である必要があるので、この材料はしばしば上記耐圧シェルに使用される材料よりも高度に合金化された材料、例えばＩｎｃｏｎｅｌｌ  ６００である。場合によってはバスケットの内側面にはアルミナまたはジルコニアの様なセラミック材料で被覆されていてもよい。このことは、できるだけ安価な反応器を得るためにこの材料の使用量を最小にするべきことを意味する。それ故に、バスケットの必要な厚さを絶対に必要な差圧だけに耐えることができるように最小にすることを望むことが可能であり、もう一方では主な耐圧シェルが十分な内部圧用に、しかも非常に低い温度でのそれ用に設計される。
【００１２】
本発明の別の実施態様においては電気的加熱器を入口触媒層の周りの壁の外側面に取り付けることができる。これは、冷えた反応器を運転状態にするべき時に、供給ガスおよび触媒を反応温度に加熱するのに役立つ。更に、運転の間の最適な反応ガス温度を得るために加熱器を使用してもよい。加熱器の位置でバスケット物質の内側を追加的に部分酸化反応を促進するために白金、ロジウム、ルテニウムまたはニッケルの様な活性触媒材料で被覆してもよい。これは加熱器を使用する時に触媒反応の開始を容易にする。
【００１３】
反応器には粒子または一体物の状態の触媒が充填される。この反応器は特に炭化水素の接触的部分酸化に有用である。その際、反応ガスの温度は５００℃〜１３００℃、最も好ましくは９００℃〜１２００℃の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は本発明の高温固定床反応器の一実施態様を示している。
【符号の説明】
【００１５】
１・・・耐圧シェル
２・・・断熱層
３・・・金属製バスケット
４・・・触媒固定床
５・・・ガス用ガイド
６・・・入口
７・・・出口
８・・・断熱層内側面
【図１】
2004167483.tif 000002