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    • 专利摘要:
    Vorrichtungzur Simulierung des Reaktionsprozesses in katalysatorgefüllten Reaktionsrohrenvon Mantelrohrreaktoren, mit einer Halteeinrichtung zur lösbaren Halterungwenigstens eines Wärmeträgerraumes, dervon wenigstens einem katalysatorgefüllten Reaktionsrohr durchlaufenwird und in dem ein Wärmeträger dieAußenseitejedes Reaktionsrohrs umströmt.Eine Isolierung umschließtdie Halterichtung mit jedem daran befestigten Wärmeträgerraum und ist lösbar andiesen angebracht. Jeder Wärmeträgerraumweist einen eigenen unabhängigen Wärmeträgerkreislaufmit eigenen Wärmeträgerumwälz-, Kühl- undHeizeinrichtungen auf, die außerhalbder Isolierung separat angeordnet und lösbar an den entsprechendenWärmeträgerraumanschließbarsind. Eine Einrichtung leitet ein Reaktionsgemisch in ein Ende jedesReaktionsrohrs ein und ist lösbarmit diesem Ende verbunden. Eine weitere Einrichtung leitet das Reaktionsgasgemischam anderen Ende jedes Reaktionsrohrs ab und ist lösbar mitdiesem Ende verbunden. Ferner wird ein Verfahren zur Optimierungdes Gesamtwirkungsgrades von Mantelrohrreaktoren unter Verwendungeiner solchen Vorrichtung vorgeschlagen.
    公开号:DE102004010383A1
    申请号:DE200410010383
    申请日:2004-03-03
    公开日:2005-05-19
    发明作者:Manfred Lehr
    申请人:Deggendorfer Werft und Eisenbau GmbH；
    IPC主号:B01J8-00
    专利说明:
    [0001] DieErfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Simulierung desReaktionsprozesses in katalysatorgefüllten Reaktionsrohren von Mantelrohrreaktorenund auf ein Verfahren zur Optimierung des Gesamtwirkungsgrades vonMantelrohrreaktoren.
    [0002] KatalytischeGasphasenprozesse werden in der chemischen Industrie erfolgreichin Mantelrohrreaktoren mit isothermen Festbetten durchgeführt. SolcheMantelrohrreaktoren sind beispielsweise aus der PCT/EP02/14787 bekannt.Sie enthalten ein meist ringförmiges,vertikales Reaktionsrohrbündel,das von einem Wärmeträger durchströmt wird,bei der überwiegendenZahl der Mantelrohrreaktoren in radialer Richtung. Als Wärmeträger wird üblicherweise einSalzbad verwendet.
    [0003] DieMantelrohrreaktoren werden jeweils spezifisch für den vorgesehenen Einsatz-bzw. Anwendungsfall anhand entsprechend vorgegebener Kriterien ausgelegt.Darüberhinaus ist allgemein aus Wirtschaftlichkeitsgründen eine ständige Weiterentwicklungnotwendig. Trotz umfangreicher Erfahrung und bewährter Konstruktionen sind dabeiVersuche unerläßlich.
    [0004] AmAnfang jeder Auslegung oder Weiterentwicklung eines Mantelrohrreaktorsstehen zunächst Laborversuche.Mit ihnen werden unter idealen Bedingungen die grundlegenden Prozeßdaten ermittelt. Dajedoch die geometrischen und thermischen Verhältnisse der Laboreinrichtungenin der Regel von denen einer Großanlage zu stark abweichen,ist ein direktes Scale-Upmeist nicht möglich.
    [0005] Esmuß einZwischenschritt eingefügtwerden, die sogenannten Technikumsversuche. Hierbei handelt es sichum Versuche mit Reaktionsrohren, die von der Geometrie her mit denendes Großreaktorsidentisch sind. Erst aus diesen Versuchen lassen sich die für die Auslegungdes Großreaktorswichtigen Daten wie Reaktionsrohrdurchmesser, Rohrlänge, Wärmetönung, Druckverlust,Temperaturführung sowieweitere Größen zu Katalysatorund Reaktionsverlauf bestimmen. Bei diesen Versuchen werden die Verhältnisseim Großreaktor,soweit es möglichist, nachgebildet. Im idealen Zustand liegen in dem Mantelrohrreaktorbei sämtlichenReaktionsrohren des Reaktionsrohrbündels gleichförmige Strömungs- und Temperaturverhältnissevor. Dieser Idealzustand ist jedoch in dem Mantelrohrreaktor nichterreichbar. Zwar lassen sich durch geeignete Maßnahmen, z. B. die in PCT/EP02/14787beschriebenen, die ungleichförmigenStrömungs-und Temperaturverhältnissein radialer Richtung des Reaktionsrohrbündels begrenzen, jedoch nichtgänzlichbeseitigen. Daher findet der Prozeßentwickler im Labor für die zuuntersuchende Reaktion zwar ideale Bedingungen hinsichtlich Strömungs- undTemperaturverhältnissendes Wärmeträgers vor,der Anlagenbetreiber muß jedoch imkommerziellen Großreaktoreine gewisse Temperaturverteilung des Wärmeträgermediums in einer horizontalenEbene senkrecht zur Reaktorachse akzeptieren.
    [0006] Sohat jedes einzelne Reaktionsrohr längs des Strömungsweges des Reaktionsgasgemisches ander Außenseiteein eigenes spezifisches Wärmeträger-Temperaturprofil,das abhängigist von der Stelle, an welcher das Reaktionsrohr sich in radialer Richtungdes Reaktionsrohrbündelsbefindet, und zusätzlichdavon, ob es sich bei der Anströmungdurch den Wärmeträger in fluchtenderoder in versetzter Anordnung befindet.
    [0007] DieseTemperaturverteilung beeinflußtje nach Prozeß unterschiedlichstark die Reaktion und somit die Leistungsfähigkeit der Gesamtanlage. DieseGeschwindigkeits- und Temperaturprofile an der Außenseiteder Reaktionsrohre lassen sich zwar nicht beseitigen, jedoch istes möglich,diese mit geeigneten Programmen zu berechnen.
    [0008] Dagegensind die Auswirkungen dieser Geschwindigkeits- und Temperaturprofileauf die Reaktion im Reaktionsrohr einer theoretischen Betrachtungim Detail nur schwer zugänglich.Hier sind Versuche im Technikumsmaßstab unerläßlich.
    [0009] Ausder DE 37 42 333 C2 istein Integralreaktorschuß zurUntersuchung heterogen-katalytischer Prozesse bekannt, der es ermöglicht,in partikelgefülltenFestbetten einen durch die Temperierung ungestörten Prozeßablauf zu vermessen. Definierte Wärmeübertragungsbedingungenwerden hier dadurch erreicht, daß das Innenrohr außen eineGewindenut mit Rechteckprofil besitzt, die Gewindenut an den Endenim Flanschbereich des das Rohr umschließenden Mantelrohres jeweilsin einen Ringkanal der Querschnittsfläche der Gewindenut ausläuft unddie Begrenzungsflansche, die mit einem Anschluß für weitere Integralreaktorbauelementeversehen sind, tangentiale Bohrungen ebenfalls gleicher Querschnittsfläche aufweisen,die direkt in beide Kanälemünden.
    [0010] Einesolche Konstruktion ist aufwendig und kostenintensiv, insbesonderewenn Änderungenam Versuchsbau durchgeführtwerden. Fürsystematische Versuchsreihen zur Erfassung des Einflusses der unterschiedlichenGeschwindigkeits- und Temperaturprofile des Wärmeträgers innerhalb des Reaktionsrohrbündels aufden Gesamtwirkungsgrad des Mantelrohrreaktors ist dieser vorbekannteIntegralreaktorschuß nichtgeeignet.
    [0011] Inder DE 101 27 374A1 wird ein Reaktor zum Testen von Katalysatorsystemenbeschrieben. Hier handelt es sich um einen Versuchsreaktor mit einemRohrbündel,in dem die Reaktions- bzw.Kontaktrohre in zwei oder mehreren, thermisch voneinander getrenntenKontaktrohrbereichen angeordnet sind, und mit mehreren Wärmeträgerräumen undzugehörigenunabhängigenWärmeträgerkreisläufen. Die Parameterdes Wärmeträgers inden einzelnen Wärmeträgerräumen können jeweilsgetrennt eingestellt werden, insbesondere die Stromführung desWärmeträgers relativzum Reaktionsmedium, die Temperatur und/oder der Volumenstrom desWärmeträgers. Allerdingsist aufgrund der Aufteilung des Reaktions- bzw. Kontaktrohrbündels inmehrere Kontaktrohrbereiche die Stromführung des Wärmeträgers für diejenige in einem Großreaktornicht repräsentativ.Darüberhinaus ist auch der Aufbau dieses Versuchsreaktors arbeitsaufwendigund kostenintensiv, so daß Änderungenam Versuchsaufbau ebenfalls zeitaufwendig und kostenintensiv sind.Für dieDurchführung systematischerVersuchsreihen mit realitätsnaher Stromführung desWärmeträgers istauch dieser vorbekannte Reaktor nicht geeignet.
    [0012] DieAufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Vorrichtungvorzuschlagen, mit der beliebige, in einem Großreaktor vorhandene Strömungs- undTemperaturprofile auf einfache Weise nachgebildet werden können. Zudemsoll ein Verfahren vorgeschlagen werden, mit dem unter Verwendungeiner solchen Vorrichtung der Gesamtwirkungsgrad von Großreaktorenoptimiert werden kann.
    [0013] Erfindungsgemäß wird dieseAufgabe mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bzw. 22 gelöst. Die Unteransprüche gebenjeweils vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten an.
    [0014] Durcheine erfindungsgemäße Vorrichtung istes möglich,die Temperaturverteilung und die Strömungsführung des Wärmeträgers für jede Stelle eines Großreaktorsmit geringem Zeit- undArbeitsaufwand im Technikumsmaßstabnachzubilden. Die Vorrichtung ist vollständig modular aufgebaut. Dadurch, daß die Wärmeträgerräume, dievon einem katalysatorgefülltenReaktionsrohr oder mehreren parallelen katalysatorgefüllten Reaktionsrohrendurchlaufen werden, an einer Halteeinrichtung lösbar befestigt sind, können sieohne weiteres ausgetauscht werden. Da die Isolierung nicht nur dieWärmeträgerräume sondernauch die Halteeinrichtung umgibt und an beiden lösbar befestigt ist, kann derkonstruktive Aufbau von beiden unabhängig sein. Daher muß bei einemAustausch des Wärmeträgerraumsbzw. der Wärmeträgerräume nichtnotwendigerweise auch die Isolierung ausgetauscht werden. In jedemWärmeträgerraumkann aufgrund des unabhängigenzugehörigenWärmeträgerkreislaufesdie gewünschteTemperatur und Strömungsführung desWärmeträgers eingestelltwerden. Da die zugehörigenVersorgungseinrichtungen außerhalbder Isolierung angeordnet und lösbaran den jeweiligen Wärmeträgerräumen anschließbar sind,ist ein Umbau bzw. eine Veränderungder Vorrichtung schnell und einfach möglich, ohne daß Wärmeträgerumwälz-, Kühl- undHeizeinrichtungen in den Umbau mit einbezogen werden müssen.
    [0015] Auchdie Einrichtungen zur Zu- und Ableitung des Reaktionsgasgemischessind lösbarmit den Reaktionsrohren verbunden. Durch den konsequent modularenAufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtungkann die Verteilung der Wärmeträgertemperaturund die Strömungsführung desWärmeträgers längs derReaktionsrohre in einem Großreaktor äußerst realitätsnah angenähert werden.Besonders geeignet ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung für die Optimierungder Verteilung der Wärmeträgertemperaturund der Strömungsführung desWärmeträgers längs derReaktionsrohre in einem Großreaktor für Oxidationsreaktionen.
    [0016] UnterVerwendung der mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ermitteltenMeßergebnisseist es möglich,die Abweichung von einem idealen Großreaktor zu quantifizierenund den realen Großreaktor optimalauszulegen. Diese Optimierung erfolgt in mehreren Iterationsschrittenunter jeweiliger Modifizierung der konstruktiven Ausgestaltung desGroßreaktors.Diese modifizierten konstruktiven Ausgestaltungen können ineiner erfindungsgemäßen Vorrichtungauf einfache Weise nachgebildet werden.
    [0017] DieErfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielshalbernoch nähererläutert. Eszeigen:
    [0018] 1 inschematischer Darstellung eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsformeiner erfindungsgemäßen Vorrichtung;
    [0019] 2 einenTeil-Längsschnittdurch die Vorrichtung aus 1 längs LinieII-II in 3;
    [0020] 3 einenQuerschnitt durch die Vorrichtung aus 1 längs LinieIII-III in 2;
    [0021] 4 einenAusschnitt aus 1 in vergrößertem Maßstab, wobei jeder Wärmeträgerkreislauf eineWärmeträgerumwälz-, eineKühl- undeine Heizeinrichtung aufweist;
    [0022] 5 einender 4 ähnlichenAusschnitt, wobei zwei Wärmeträgerumwälz-, zweiKühl- und zweiHeizein richtungen in einem Wärmeträgerkreislaufzusammengeschlossen sind;
    [0023] 6 inschematischer Darstellung eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsformeiner erfindungsgemäßen Vorrichtung;
    [0024] 7 einenAusschnitt aus 6 in vergrößertem Maßstab;
    [0025] 8 inschematischer Darstellung eine Draufsicht auf die Vorrichtung aus 1 bzw. 6;
    [0026] 9a inschematischer Darstellung einen Teil-Längsschnitt durch einen Großreaktor,mit der Einteilung des Reaktionsrohrbündels in drei Gruppen;
    [0027] 9b einDiagramm mit den berechneten, gemittelten Temperaturprofilen desWärmeträgers über dieReaktionsrohrlängefür jededer drei Gruppen aus 9a; und
    [0028] 9c einDiagramm mit einer Annäherung derTemperaturprofile aus 9b durch Treppenkurven.
    [0029] Dasin 1 dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtungbzw. eines erfindungsgemäßen Versuchsreaktors 1 weist eineHalteeinrichtung 2 auf, an der acht Wärmeträgerräume 3 (A – H) lösbar gehaltertsind. Die Wärmeträgerräume 3 werdenvon einem katalysatorgefülltenReaktionsrohr 4 durchlaufen. Jeder Wärmeträgerraum 3 ist lösbar aneinen eigenen unabhängigen Wärmeträgerkreislauf 5 angeschlossen.In den Wärmeträgerräumen 3 umströmt ein Wärmeträger 6 die Außenseitedes Reaktionsrohrs 4. Eine abnehmbare Isolierung 7 umschließt die Halteeinrichtung 2 undjeden daran befestigten Wärmeträgerraum 3.Wärmeträgerräume 3,Reaktionsrohr 4 und Isolierung 7 werden im weiterenauch als Reaktoreinheit 8 bezeichnet. Ein Reaktionsgasgemisch 9 wird über eine(nicht dargestellte) Einrichtung in das obere Ende 10 des Reaktionsrohrs 4 geleitet.Mittels einer weiteren (nicht dargestellten) Einrichtung wird dasReaktionsgasgemisch 11 am unteren Ende 12 desReaktionsrohrs 4 abgeleitet. Beide Einrichtungen sind jeweils lösbar mitdem Reaktionsrohr 4 verbunden.
    [0030] Eineerfindungsgemäße Vorrichtung 1 istjedoch bezüglichder Strömungsführung vonReaktionsgasgemisch 9, 11 und Wärmeträger 6 nichteingeschränkt.Das Reaktionsgasgemisch kann von oben oder unten zugeführt werden,der Wärmeträger kann hierzuim Gleich- oder Gegenstrom geführtwerden. Auch Kombinationen sind möglich.
    [0031] DieWärmeträgerräume 3 können auchvon zwei oder mehr parallelen katalysatorgefüllten Reaktionsrohren durchlaufenwerden, die gemeinsam eine Stelle im Großreaktor repräsentieren,wobei jedes Reaktionsrohr von dem Wärmeträger umströmt und jedes Reaktionsrohran die Einrichtungen zur Zuleitung bzw. Ableitung des Reaktionsgasgemischesangeschlossen ist. Das hier beschriebene Ausführungsbeispiel mit einem Reaktionsrohrgilt daher genauso bei einer Gruppe von Reaktionsrohren.
    [0032] DieHalteeinrichtung 2 ist im dargestellten Ausführungsbeispielein Stahlprofil, vorzugsweise ein Normprofil. Das Stahlprofil 2 istauf einem Grundgestell 13 aufgestellt und befestigt understreckt sich von diesem aus vertikal nach oben. Das Grundgestell 13 istaus einer Grundplatte 14 gebildet, die auf Stützen 15 aufliegt.
    [0033] Eineerfindungsgemäße Vorrichtung 1 istbezüglichder Größe nichteingeschränkt.Es können beliebigviele Wärmeträgerräume 3 vorgesehenund an dem Stahlprofil 2 befestigt sein. Das dargestellte Ausführungsbeispielweist acht Wärmeträgerräume 3A bis 3H auf.Die Wärmeträgerräume 3 werden durcheinen beispielsweise zylindrischen Mantel 16 gebildet,der das Reaktionsrohr 4 bzw. die mehreren parallelen Reaktionsrohreumschließt.In jedem Wärmeträgerraum 3 sind(nicht dargestellte) Stromführungseinrichtungenangeordnet, um die Strömungsverhältnissedenjenigen Strömungsverhältnissen nachzubilden,die an der bestimmten Stelle im Großreaktor vorhanden sind, diemit dem Reaktionsrohr 4 untersucht werden soll. Die Stromführungseinrichtungenkönnenbeispielsweise durch zylindrische perforierte Umlenkbleche, Mischer,mäander förmige Elemente,Spiralwendeln – z.B. aus gebogenem Rohr – oderFüllkörpern gebildetwerden.
    [0034] Zwischenden einzelnen Wärmeträgerräumen 3 befindensich Probenahmestellen 17, z. B. Stutzen, durch die Probendes Reaktionsgasgemisches entnommen und einer nicht dargestelltenAnalyseeinrichtung zugeführtwerden können.
    [0035] DasReaktionsrohr 4 entspricht in Länge, Durchmesser, Wandstärke, Materialund Katalysatorfüllungeinem Reaktionsrohr an einer ausgewählten Stelle im Großreaktor.Das Reaktionsrohr 4 kann einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein.Bei einteiligen Reaktionsrohren gibt es keine Dichtigkeitsprobleme aufder Reaktionsgasseite. Zudem nimmt bei mehrteiligen Reaktionsrohrendie Konstruktion wegen der Verbindungsflansche mehr Platz ein. ImInneren des Reaktionsrohrs ist mindestens ein Thermoelement 17a zurMessung der Reaktionsgastemperatur angeordnet.
    [0036] DerKatalysator kann überdie Rohrlängehomogen sein. Es besteht auch die Möglichkeit, daß mehrereunterschiedlich sensitive Katalysatoren stufenweise oder mit kontinuierlichem Übergangeingefülltwerden, eventuell teilweise oder ganz mit Inertmaterialbeimischungzur Verdünnung.Mit Inertmaterialbeimischungen kann die freiwerdende Reaktionswärme begrenztwerden, z. B. im Bereich des Hot Spot.
    [0037] JederWärmeträgerraum 3 hateinen eigenen, von den anderen unabhängigen Wärmeträgerkreislauf 5 (4).Als Wärmeträger 6 wirdvorzugsweise flüssigesSalz verwendet.
    [0038] DerDurchfluß desWärmeträgers 6 wird durcheine nicht dargestellte handelsüblicheDurchflußmeßeinrichtunggemessen. Die Temperatur des Wärmeträgers 6 wirddurch Meßstellenam Eintritt in den und am Austritt aus dem Wärmeträgerraum 3 kontrolliert.
    [0039] JederWärmeträgerkreislauf 5 weistneben einer Umwälzeinrichtung 18 eineKühleinrichtung 19 undeine Heizeinrichtung 20 auf, um den Wärmeträger 6 in den einzelnenWärmeträgerkreisläufen 5 je nachErfordernis entweder zu kühlenoder zu erhitzen.
    [0040] DieWärmeträgerumwälz-, dieKühl- unddie Heizeinrichtung 18, 19, 20 mit zugehöriger Regeleinrichtungsind in einem kompakten isolierten Wärmeträgerbehälter 21 angeordnet.Die Behälter 21 sind jeweilsmit Heizkabeln umwickelt zur Aufheizung auf die zur Förderungdes Wärmeträgers 6,im vorliegenden Fall des Salzbades, erforderliche Mindesttemperatur.Ferner könnenalle zu einer erfindungsgemäßen VorrichtunggehörigenWärmeträgerbehälter 21 ineinem Gehäuse 21a (8)untergebracht sein. Dadurch ergibt sich eine übersichtliche Anordnung. DieWärmeträgerleitungen 22, 23 verlaufenaus dem Gehäuse 22 herauszu den jeweiligen Wärmeträgerräumen 3 bzw.zu deren Anschlußleitungen 24, 25 hinund sind an diese lösbarangeschlossen, beispielsweise mit Klemmringverschraubungen 26.
    [0041] DasStahlprofil 2 und die daran befestigten Wärmeträgerräume 3 sindgemeinsam von einer Isolierung 7 umgeben. Die Isolierung 7 istin Längsrichtungdes Stahlprofils 2 in Isolierelemente 27 unterteilt,die jeweils einen Wärmeträgerraum 3 undden zugehörigenStahlprofilabschnitt mit Abstand 33 umschliessen (2).Für jedesIsolierelement 27 ist am Stahlprofil 2 eine Auflage 28 befestigt,auf die das Isolierelement 27 aufgestellt ist. Wärmeverluste durchdie Auflagen 28 werden durch separate Isolierungen vermindert.
    [0042] JedesIsolierelement 27 ist in Umfangsrichtung aus zwei Zylinderhalbschalen 29, 30 gebildet (3).Diese sind in Umfangsrichtung an einem Ende durch ein Scharnier 31 undam anderen Ende leicht lösbar,beispielsweise durch einen Schnappverschluß 32, miteinanderverbunden. Auf diese Weise sind die Isolierelemente 27 leichtdemontierbar.
    [0043] SämtlicheLeitungen, beispielsweise für Wärmeträger 6,Reaktionsgasproben und Meßsignale,verlaufen innerhalb der Isolierung 7 entlang des Stahlprofils 2 nachunten und durch eine Aussparung in der Grundplatte 14 ausder Reaktoreinheit 8 hinaus. Auf diese Weise werden Durchführungendurch die Isolierelemente 27 hindurch vermieden, wodurch dieDemontierbarkeit der Isolierelemente 27 weiter erleichtertwird.
    [0044] Dasobere Ende des Reaktionsrohrs 4 ist an eine (nicht dargestellte)Einrichtung lösbaranschließbar,mit der das Reaktionsgasgemisch 9 in das Reaktionsrohr 4 eingeleitetwird.
    [0045] Dasuntere Ende des Reaktionsrohrs 4 ist an eine (nicht dargestellte)Einrichtung lösbaranschließbar,mit der das aus dem Reaktionsrohr 4 austretende Reaktionsgasgemisch 11 abgeleitetwird.
    [0046] In 5 isteine alternative Ausbildung eines Wärmeträgerkreislaufes 5 dargestellt.In dieser Variante kann erfindungsgemäß die Anzahl der Wärmeträgerräume 3 auchgeringer sein als die Anzahl der zur Verfügung stehenden Wärmeträgerkreisläufe 5. Gemäß dieseralternativen Ausführungsformsind jeweils zwei Wärmeträgerumwälz-, zweiKühl- und zweiHeizeinrichtungen 18, 19, 20 in einemWärmeträgerkreislauf 5 zusammengeschlossen.Mit diesen Maßnahmenist es möglich,die Umwälzmengein dem Wärmeträgerkreislauf 5 sehrstark zu erhöhen.
    [0047] Inden 6 und 7 ist eine weitere alternativeAusführungsformeines Wärmeträgerkreislaufes 5 dargestellt.Hier sind zwei oder mehrere Wärmeträgerräume 3 ineinem Wärmeträgerkreislauf 5 zusammengeschlossen.Der Wärmeträger durchläuft mehreredirekt hintereinandergeschaltete Wärmeträgerräume 3, hier beispielhaftgezeigt die Wärmeträgerräume 3C und 3D sowiedie Wärmeträgerräume 3E, 3F und 3G.Hierdurch lassen sich auf einfache Weise größere Reaktionsbereiche mitgleicher Temperatur herstellen. Die Variationen sind hier unbeschränkt undden Verhältnissenin einem Großreaktorbeliebig anpaßbar.
    [0048] Eineerfindungsgemäße Vorrichtung 1 weist eineneinfachen Aufbau auf. Die Reaktoreinheit 8 und die Umwälz- und Temperiereinrichtung 18, 19, 20 für den Wärmeträger 6 sindlösbarmiteinander verbunden. Hierdurch ergibt sich eine gute Zugänglichkeit unddie Möglichkeit,einzelne Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 mitrelativ geringem Aufwand zu verändern.Die Reaktionsrohre 4 z. B. können entsprechend dem zu simulierendenProzeß bezüglich Durchmesser,Wandstärke,Länge,Werkstoffanordnung und Anzahl der Wärmeträgerräume 3 jeweils leichtneu angepaßtwerden. Dies wird erfindungsgemäß verbundenmit einer kompakten Gestaltung der jeweiligen Bereiche.
    [0049] Nachfolgendwird ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Optimierungdes Gesamtwirkungsgrades von Mantelrohrreaktoren beschrieben: Voraussetzungfür einesolche Optimierung ist, daß diegrundlegenden Entscheidungen, z. B. für Gleich- oder Gegenstromführung vonProzeß-bzw. Reaktionsgas und Wärmeträger oderfür eineMehrzonenbauweise oder füreine ganz andere Bauweise, bei der die Aktivität des Katalysators längs derReaktionsrohre veränderlichist, getroffen sind.
    [0050] Anhanddieser getroffenen Entscheidungen bzw. vorgegebenen Kriterien werdendann die Auslegungsparameter fürden Mantelrohrreaktor festgelegt. Zu diesen Auslegungsparameterngehörenbeispielsweise Menge und Qualitätdes Produktes, Ausgangsstoffe, Katalysatormaterial, abzuführende Wärmemengein Abhängigkeitder Lauflängedes Reaktionsrohrs, Druck und Temperatur.
    [0051] Basierendauf den Auslegungsparametern werden dann in einer ersten Näherung detallierteBerechnungen und/oder konstruktive Ausgestaltungen durchgeführt.
    [0052] Ausder gewünschtenProduktionsmenge und der Raum/Zeit-Ausbeute wird das Katalysatorvolumenund daraus die nötigeAnzahl von Reaktionsrohren errechnet. Eventuell stellt sich heraus,daß mehrereparallel geschaltete Reaktoren notwendig sind. Neben der Anzahlder Reaktionsrohre umfaßt dieAus legung des Reaktionsrohrbündelsweiterhin auch noch die Festlegung z. B. der Länge, des Durchmessers, derWandstärke,des Materials und der Katalysatorfüllung für jedes Reaktionsrohr.
    [0053] Fernerwerden anhand der Auslegungsparameter die Stromführungsmittel sowie die Artund Anzahl der Strömungswegeund die Umwälzmengedes Wärmeträgers durchdas Reaktionsrohrbündelhindurch festgelegt.
    [0054] Insbesonderewerden dabei aufgrund der vorgegebenen Strömungsrichtung des Wärmeträgers undder Anzahl der Zonen die Rohrteilung, die inneren und äußeren rohrfreienRäume,die Anzahl und Form der ringförmigenund der scheibenförmigenUmlenkbleche, die Ringkanäleund die Größe der Wärmeträgerumwälzpumpenfestgelegt. Daraus werden iterativ die Umwälzmenge und die Druck- und Geschwindigkeitsverteilungdes Wärmeträgers im Mantelrohrreaktorberechnet.
    [0055] DieringförmigenUmlenkbleche und im Einzelfall auch die scheibenförmigen Umlenkblechebesitzen zur Begrenzung eines Geschwindigkeitsgradienten in radialerRichtung Teilstromöffnungen,durch die hindurch Teilströmedes Wärmeträgers während desDurchgangs in den nächstenReaktionsrohrbündelabschnittgelangen.
    [0056] InGroßreaktorenkommt fast ausschließlich dieRadialströmungzur Anwendung, wobei der Wärmeträger mäanderförmig inmehreren radialen Durchgängendurch das Reaktionsrohrbündelhindurchgeführtwird. Der Wärmeträger istin der Regel ein Salzbad, d. h. flüssiges Salz, das aus einemGemisch von Kaliumnitrat, Natriumnitrid und Natriumnitrat besteht.
    [0057] Inerster Näherungwird mit Erfahrungswerten fürden Wärmeanfall über dieReaktionsrohrlänge undmit den sonstigen Prozeßdatenschließlichdie Temperaturverteilung des Wärmeträgers imMantelrohrreaktor berechnet. Damit sind für alle Reaktionsrohre des Mantelrohrreaktorsdie mantelseitigen Temperaturen überdie Rohrlängebekannt.
    [0058] Jedochist fürden Wirkungsgrad der Gesamtreaktion weniger die mantelseitige Temperatur,d. h. die Temperatur auf der Reaktionsrohrwand-Außenseite,ausschlaggebend, sondern vielmehr die Temperatur an der Reaktionsrohrwand-Innenseite,die vom äußeren Wärmeübergangabhängigist. Dies wird bei einem erfindungsgemäßen Verfahren durch Meßergebnisseberücksichtigt,die aus mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 durchgeführten Versuchsreihenermittelt werden.
    [0059] Beider Optimierung des Gesamtwirkungsgrades des Mantelrohrreaktorswird untersucht, inwieweit eine Verbesserung der Reaktionsbedingungennoch wirtschaftlich vertretbar ist.
    [0060] Denneinerseits könnteder Mantelrohrreaktor mit möglichstkleiner Rohrteilung und Umwälzmengeausgeführtwerden. Das würdePlatz sowie Investitions- und Betriebskosten sparen. Jedoch können sichdadurch die Temperaturdifferenzen des Wärmeträgers im Mantelrohrreaktor soweiterhöhen, daß die kompletteFunktion gefährdetist.
    [0061] IdealeReaktionsbedingungen lägenbei einer idealisothermen Reaktionsführung auf der Wärmeträgerseitevor. Dazu müßten dieTemperaturdifferenzen des Wärmeträgers imMantelrohrreaktor idealerweise zu Null werden.
    [0062] Jedenicht ideale Temperaturverteilung im Mantelrohrreaktor verschlechtertim allgemeinen die Reaktionsbedingungen. Andererseits ist eine Verbesserungder Temperaturverteilung mit einer Verteuerung des Reaktorsystemsund eventuell mit höherenBetriebskosten verbunden.
    [0063] Dahermuß quantitativabgeschätztwerden, inwieweit die ermittelte Temperaturverteilung im Großreaktordie Reaktionsführungbeeinflußt.
    [0064] Somitist eine Optimierung nur möglich, wennes gelingt, die Einbußenin der Produktausbeute gegenüberdem Idealwert bei isothermer Fahrweise zu quantifizieren. Dieseswiederum ist mit einer weiter oben beschriebenen erfindungsgemäßen Vor richtungmöglich,mit der die Reaktionsbedingungen an beliebigen Stellen im Mantelrohrreaktornachgebildet und so mit Versuchsreihen repräsentative Werte für das gesamteReaktionsrohrbündelermittelt werden können.
    [0065] Ausdem Reaktionsrohrbündelwerden repräsentativeReaktionsrohre 4 ausgewählt.Hierbei wird wie folgt vorgegangen (siehe 9a bis 9c): Dasgesamte Reaktionsrohrbündeldes Mantelrohrreaktors wird in mehrere Gruppen von Reaktionsrohreneingeteilt, z. B. drei bis fünfkonzentrische Ringe (5a). Die Anzahlder Reaktionsrohre pro Gruppe kann gleich sein. Die Gruppen werdennach außen undinnen durch den äußeren Rohrkreisbzw. den inneren Rohrkreis begrenzt.
    [0066] Für jede ringförmige Gruppewird ein gemitteltes Temperaturprofil T des Wärmeträgers über die Reaktionsrohrlänge L bestimmtbzw. berechnet (9b) und durch eine Treppenkurve(9c) angenähert.Eine Treppe bedeutet, daß diebetreffende Zone nahezu isotherm betrieben wird. Dadurch wird eindefinierter Betriebszustand erreicht. Die Zahl der Treppenstufenentspricht meist der Zahl der Radialwege oder Vielfachen davon.In 9c sind vier Treppen dargestellt. Die ermitteltenTemperaturen werden in den Wärmeträgerräumen einererfindungsgemäßen Vorrichtungentsprechend eingestellt.
    [0067] Nacheinanderwird fürjede Gruppe ein repräsentativesReaktionsrohr 4 oder eine vorgegebene repräsentativeAnzahl von Reaktionsrohren 4 in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 untersucht durchAnlegen des Strömungs-und Temperaturprofils, das wie oben angegeben für die Gruppe angenähert wurde.In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispielwird fürjede Gruppe ein repräsentativesReaktionsrohr 4 untersucht.
    [0068] DieStrömungsverhältnisseim Großreaktor werdendabei durch weiter oben beschriebene Stromführungseinrichtungen in Verbindungmit einer entsprechenden Umwälzmengenachgebildet.
    [0069] Proradialem Durchgang des Wärmeträgers durchdas Reaktionsrohrbündeldes vorgesehenen Mantelrohrreaktors wird in der erfindungsgemäßen Vorrichtungmindestens ein Wärmeträgerraum 3,bevorzugt zwei Wärmeträgerräume 3 vorgesehen,um das Temperaturprofil möglichstgut nachbilden zu können.
    [0070] Sowerden bei einem Mantelrohrreaktor mit vier Durchgängen durchdas Reaktionsrohrbündel vorzugsweisevier, besonders bevorzugt sechs und ganz besonders bevorzugt achtWärmeträgerräume 3 vorgesehen.Mit steigender Anzahl der Wärmeträgerräume 3 werdendie Temperaturprofile immer besser nachgebildet. Allerdings steigtauch der apparative Aufwand. Mehr als zwei Wärmeträgerräume 3 pro Reaktionsrohrbündeldurchgangsollten z. B. dann ausgeführtwerden, wenn der Abstand zwischen zwei Umlenkblechen bzw. zwischenUmlenkblech und Rohrboden sehr groß ist. Die Höhe der einzelnen Wärmeträgerräume 3 kanndabei unterschiedlich sein. Die Umwälzmenge pro Wärmeträgerraumwird so hoch gewählt,daß dieTemperaturänderungdes Wärmeträgers 6 entlangeines Wärmeträgerraums 3 vernachlässigt werdenkann. Die Wärmeübergangswertewerden so eingestellt, daß siedenjenigen im Großreaktorentsprechen.
    [0071] Durchdieses Vorgehen werden die Verteilung der Wärmeträgertemperatur und die Strömungsverhältnisselängs einesReaktionsrohrs 4 in den einzelnen Wärmeträgerräumen 3 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 andie berechneten Verhältnissein einem Großreaktorangepaßt.
    [0072] DasReaktionsgasgemisch 9 wird in der gewünschten Zusammensetzung mitdem gewünschtenDruck und der gewünschtenTemperatur am oberen Ende 10 in das Reaktionsrohr 4 eingeführt. Esist jedoch auch möglich,das Reaktionsgasgemisch am unteren Ende 12 in das Reaktionsrohr 4 einzuleiten. AmAustritt wird eine Probe genommen und analysiert. Auch zwischenden Wärmeträgerräumen 3 bzw.Reaktionsstufen könnenzur Analyse bzw. Feststellung der ablaufenden Reaktionsstufen undder TeilumsätzeProben genommen werden.
    [0073] Für jedesausgewählterepräsentativeReaktionsrohr 4 werden auf diese Weise die in ihm im Großreaktorstattfindenden Reaktionsprozesse durch Anlegen des zugehörigen angenäherten Strömungs- undTemperaturprofils simuliert. Die bei den Simulationen jeweils austretendenReaktionsgasgemische werden analysiert. Aus der Gesamtheit der erhaltenenAnalysen wird der Gesamtwirkungsgrad der Reaktion im Mantelrohrreaktorberechnet.
    [0074] Zusätzlich wirddie Temperatur im Inneren des Reaktionsrohrs längs diesem gemessen und darausder Wärmeanfallentlang des Reaktionsrohrs bestimmt. Dieser aus den Meßergebnissenbestimmte Wärmeanfallwird im nächstenNäherungsschritt derBerechnung der Temperaturverteilung des Wärmeträgers zugrunde gelegt.
    [0075] Dabeiist immer zu prüfen,ob ein sicherer Betrieb auch noch für das ungünstigste Reaktionsrohr gewährleistetist.
    [0076] Dieseraus den Meßergebnissenbestimmte Gesamtwirkungsgrad wird mit dem Ideal-Gesamtwirkungsgraddes Mantelrohrreaktors verglichen. Der Ideal-Gesamtwirkungsgradergibt sich bei der Fahrweise des Mantelrohrreaktors, die bei denvorgegebenen Bewertungskriterien optimal bzw. ideal wäre. Zu denBewertungskriterien fürden Ideal-Gesamtwirkungsgrad gehörenbeispielsweise der Umsatz des Ausgangs- bzw. Einsatzstoffes, dieSelektivitätdes gewünschtenProdukts, die Konzentration unerwünschter Nebenprodukte, dieProduktqualität,wie z. B. Reinheit, Farbe und Geruch, die Gleichmäßigkeitder Katalysatorbelastung, die Katalysatorlebensdauer, die Raum-Zeit-Ausbeute und/oderdie Reaktionsstabilität.
    [0077] Fallsder Unterschied zwischen dem Gesamtwirkungsgrad, der aus den Meßergebnissenbestimmt worden ist, und dem Ideal-Gesamtwirkungsgrad größer istals ein vorgegebener Wert, wird die Auslegung des Mantelrohrreaktorsin einer zweiten Näherungmodifiziert, d. h. beispielsweise das Reaktionsrohrbündel, dieStromführungsmittel,die Strömungswegeund die Umwälzmengedes Wärmeträgers modifiziertausgebildet bzw. berechne Mit den durch die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 gewonnenenDaten werden der Mantelrohrreaktor und der Prozeß so in einer Reihe von Näherungennach kundenspezifischen Kriterien, z. B. hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit,optimiert.
    权利要求:
    Claims (31)
    [1] Vorrichtung zur Simulierung des Reaktionsprozessesin katalysatorgefülltenReaktionsrohren von Mantelrohrreaktoren, mit a) einer Halteeinrichtung(2) zur lösbarenHalterung wenigstens eines Wärmeträgerraumes(3), der von wenigstens einem katalysatorgefüllten Reaktionsrohr (4)durchlaufen wird und in dem ein Wärmeträger (6) die Außenseitejedes Reaktionsrohrs (4) umströmt; b) einer Isolierung(7), die die Halteeinrichtung (2) mit jedem daranbefestigten Wärmeträgerraum(3) umschließtund lösbaran diesen angebracht ist; c) einem eigenen unabhängigen Wärmeträgerkreislauf(5) fürjeden Wärmeträgerraum(3), wobei jeder Wärmeträgerkreislauf(5) eigene Wärmeträgerumwälz-, Kühl- undHeizeinrichtungen (18, 19, 20) aufweist,die außerhalbder Isolierung (7) separat angeordnet und lösbar anden entsprechenden Wärmeträgerraum(3) anschließbarsind; d) einer Einrichtung, die ein Reaktionsgasgemisch (9)in ein Ende (10) jedes Reaktionsrohrs (4) einleitet undlösbarmit diesem Ende (10) verbunden ist; und e) einer Einrichtung,die das Reaktionsgasgemisch (11) am anderen Ende (12)jedes Reaktionsrohrs (4) ableitet und lösbar mit diesem Ende (12)verbunden ist.
    [2] Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß dieHalteeinrichtung (2) ein sich vertikal erstreckender Stahlträger ist,der auf einem Grundgestell (13) aufgestellt ist.
    [3] Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,daß dieIsolierung (7) fürjeden Wärmeträgerraum(3) mit zugehörigemAbschnitt der Halteeinrichtung (2) ein separates Isolierelement(27) aufweist und an der Halteeinrichtung (2) für jedesIsolierelement (27) eine eigene Halterung (28)ausgebildet ist.
    [4] Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,daß jedesIsolierelement (27) in Umfangsrichtung aus mindestens zweiTeilen (29, 30) gebildet ist, die lösbar miteinanderverbunden sind.
    [5] Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,daß diemindestens zwei Teile (29, 30) wenigstens an einemEnde scharnierartig miteinander verbunden sind.
    [6] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet,daß ander Halteeinrichtung (2) Auflagen (28) befestigtsind, auf die die Isolierelemente (27) aufstellbar sind.
    [7] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,daß zwischender Isolierung (7, 27) und der Halteeinrichtung(2) mit jedem daran befestigten Wärmeträgerraum (3) ein Zwischenraum(33) vorhanden ist, durch den hindurch Zu- bzw. Ableitungen(22, 23; 24, 25) zu bzw. vonjedem Wärmeträgerraum(3) verlaufen.
    [8] Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,daß dieIsolierung (7) in Längsrichtung desReaktionsrohrs (4) bzw. der Reaktionsrohre an einem Endeeine Öffnungaufweist, durch die hindurch die Zu- bzw. Ableitungen (22, 23; 24, 25)in den Zwischenraum (33) verlaufen.
    [9] Vorrichtung nach Anspruch 8 in Verbindung mit Anspruch2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung amunteren Ende der Isolierung (7) angeordnet ist und dieZu- bzw. Ableitungen (22, 23; 24, 25) durchdas Grundgestell (13) hindurch in die Öffnung laufen.
    [10] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,daß imInneren jedes Wärmeträgerraums(3) Stromführungsmittelangeordnet sind.
    [11] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,daß dieAnzahl der unabhängigenWärmeträgerkreisläufe (5)mindestens 2 beträgt.
    [12] Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,daß dieAnzahl der unabhängigen Wärmeträgerkreisläufe (5)mindestens 4 beträgt.
    [13] Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,daß dieAnzahl der unabhängigen Wärmeträgerkreisläufe (5)mindestens 6 beträgt.
    [14] Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,daß dieAnzahl der unabhängigen Wärmeträgerkreisläufe (5)mindestens 8 beträgt.
    [15] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet,daß dieWärmeträgerumwälz-, Kühl- undHeizeinrichtungen (18, 19, 20) jedesWärmeträgerkreislaufs(5) in einem Wärmeträgerbehälter (21)angeordnet sind.
    [16] Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,daß alleWärmeträgerbehälter (21)in einem gemeinsamen Gehäuse(21a) angeordnet sind.
    [17] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet,daß dieWärmeträgerkreisläufe (5)zweier oder mehrerer Wärmeträgerräume (3)zusammenschaltbar sind.
    [18] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet,daß amEintritt (10) in jedes und am Austritt (12) ausjedem Reaktionsrohr (4) Einrichtungen zur Entnahme vonProben angeordnet sind.
    [19] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet,daß zwischenbenachbarten Wärmeträgerräumen (3)jeweils Einrichtungen (17) zur Entnahme von Proben ausjedem Reaktionsrohr (4) angeordnet sind.
    [20] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet,daß jedesReaktionsrohr (4) einteilig ist.
    [21] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet,daß jedesReaktionsrohr (4) mehrteilig ist.
    [22] Verfahren zur Optimierung des Gesamtwirkungsgradesvon Mantelrohrreaktoren, wobei in den Mantelrohrreaktoren ein voneinem Wärmeträger (6) umströmtes Reaktionsrohrbündel angeordnetist, mit den folgenden Schritten: a) Festlegen von Auslegungsparameternfür den Mantelrohrreaktoranhand vorgegebener Kriterien; b) Auslegung des Reaktionsrohrbündels, vonStromführungsmittel,der Art und Anzahl der Strömungswegeund der Umwälzmengedes Wärmeträgers durch dasReaktionsrohrbündelhindurch anhand der Auslegungsparameter; c) Berechnen des Strömungs-,des Temperatur- und gegebenenfalls des Wärmestromprofils längs jedes Reaktionsrohrsan dessen Außenseite; d)AuswählenrepräsentativerReaktionsrohre (4) aus dem Reaktionsrohrbündel undnacheinander folgendes Simulieren des in jedem ausgewählten Reaktionsrohr(4) stattfindenden Reaktionsprozesses durch Anlegen einesangenähertenStrömungs-und Temperaturprofils in einer Vorrichtung (1) nach einemder Ansprüche1 bis 21; e) Analysieren des bei den jeweiligen Simulationen austretendenReaktionsgasgemisches (11) und daraus Bestimmen des Gesamtwirkungsgradesder Reaktion im Mantelrohrreaktor; f) Vergleich des aus denMeßergebnissenbestimmten Gesamtwirkungsgrades mit dem Ideal-Gesamtwirkungsgradbei gemäß vorgegebenerBewertungskriterien optimaler Fahrweise des Mantelrohrreaktors; g)falls der Unterschied zwischen dem aus den Meßergebnissen bestimmten Gesamtwirkungsgradund dem Ideal-Gesamtwirkungsgradgrößer istals ein vorgegebener Wert: Modifizieren der Auslegung gemäß Punktb) und Wiederholen der Schritte c) bis g).
    [23] Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet,daß inSchritt a) zu den vorgegebenen Kriterien gehören Menge und Qualität des zuerzeugenden Produktes, Ausgangsstoffe, Betriebsverfahren des Mantelrohrreaktors,Katalysator, abzuführendeWärmemengein Abhängigkeitder Lauflängedes Reaktionsrohrs, Druck und Temperatur.
    [24] Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet,daß inSchritt b) die Auslegung Berechnungen und/oder konstruktive Ausgestaltungenumfaßt.
    [25] Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet,daß inSchritt f) zu den Bewertungskriterien gehören Umsatz des Einsatzstoffes,Selektivitätdes zu erzeugenden Produktes, Konzentration unerwünschterNebenprodukte, Produktqualität,Farbe und/oder Geruch des Produktes, Gleichmäßigkeit der Katalysatorbelastung,Katalyatorlebensdauer.
    [26] Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet,daß dieAuslegung des Reaktionsrohrbündelsdie Anordnung jedes Reaktionsrohrs umfaßt.
    [27] Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet,daß dieAuslegung von Stromführungsmittelndas Festlegen der Art, der Abmessungen sowie der Position für jedesStromführungsmittelumfaßt.
    [28] Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 27, dadurch gekennzeichnet,daß dasAuswählenrepräsentativerReaktionsrohre (4) das Einteilen des Reaktionsrohrbündels inGruppen von Reaktionsrohren mit im wesentlichen gleichen Strömungs- und Temperaturprofilenund das Bestimmen einer vorgegebenen Anzahl Reaktionsrohre (4)aus jeder Gruppe umfaßt.
    [29] Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 28, dadurch gekennzeichnet,daß dasSimulieren des in dem (den) repräsentativenReaktionsrohr(en) einer Gruppe stattfindenden Reaktionsprozessesfolgende Schritte umfaßt: da)Festlegen der Anzahl der Wärmeträgerräume (3) proStrömungswegdes Wärmeträgers (6); db)Ermitteln eines gemittelten Temperaturprofils für jede Gruppe von Reaktionsrohren(4) und Annähern desgemittelten Temperaturprofils durch eine Treppenkurve, wobei dieAnzahl der Treppen gleich der Gesamtanzahl der Wärmeträgerräume (3) ist; dc)Ausbilden der Stromführungsmittelin jedem Wärmeträgerraum(3) entsprechend dem ermittelten Strömungsprofil und Hindurchführen derrepräsentativenAnzahl Reaktionsrohre (4) einer Gruppe durch die Wärmeträgerräume (3); dd)Einstellen der gemäß Treppenkurvevorgesehenen Temperatur sowie der Strömungsgeschwindigkeit für jedenWärmeträgerraum(3) mittels der voneinander unabhängigen Wärmeträgerkreisläufe (5).
    [30] Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 29, dadurch gekennzeichnet,daß dasAnalysieren auch das Analysieren von nach jedem Wärmeträgerraum(3) entnommenen Proben des Reaktionsgasgemisches umfaßt.
    [31] Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 30, dadurch gekennzeichnet,daß dieReaktionsgastemperatur gemessen und bei der Ermittlung und Bewertungdes Gesamtwirkungsgrades mit herangezogen wird.
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    同族专利:
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
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