EA 023818B1 20160729

	Патентная документация ЕАПВ
Запрос:	ea000023818b*\id
Результат:	ID\|Номер и дата охранного документа

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

[RU]

1. Реактор для выделения жидкого продукта реакции из газового потока, содержащий металлическую трубку, охлаждающую трубку и слой катализатора, причем металлическая трубка прилегает к охлаждающей трубке, причем металлическая трубка на обеих сторонах оснащена множеством выступов геометрической формы, каждый из которых имеет открытое основание, причем на стороне металлической трубки, граничащей со слоем катализатора, открытое основание направлено вверх, а на стороне, граничащей с охлаждающей трубкой, открытое основание направлено вниз.

2. Реактор по п.1, в котором выступы геометрической формы имеют форму полупирамиды.

3. Реактор по п.1, в котором выступы геометрической формы имеют форму полуконуса.

4. Реактор по одному из пп.1-3, в котором выступы геометрической формы на внутренней стороне трубного пространства металлической трубки граничат своим открытым основанием с открытым основанием с выступами геометрической формы на стороне внетрубного пространства металлической трубки, так что они имеют общее открытое основание.

5. Способ отделения жидкого продукта реакции от газового потока в реакторе по п.1, включающий стадии, на которых устанавливают металлическую трубку в реактор, снабженный фиксированным слоем катализатора, состоящим из твердых частиц катализатора, и охлаждающей трубкой, между фиксированным слоем и охлаждающей трубкой; подают газовый поток на слой катализатора в реакторе, причем жидкий продукт реакции на металлической трубке переносится через направленные вверх открытые основания выступов на сторону, граничащую с охлаждающей трубкой; и при этом обеспечивая прохождение конденсированного жидкого продукта реакции вдоль охлаждающей трубки и/или металлической трубки и вывод жидкого продукта реакции из донной части реактора.

6. Способ по п.5, в котором выступы геометрической формы имеют форму полупирамиды.

7. Способ по п.5, в котором выступы геометрической формы имеют форму полуконуса.

8. Способ по п.5, в котором выступы геометрической формы имеют форму полусферы.

9. Способ по одному из пп.5-8, при котором выступы геометрической формы на стороне трубного пространства металлической трубки граничат своим открытым основанием с выступами геометрической формы на стороне внетрубного пространства металлической трубки, так что они имеют общее открытое основание.

10. Способ по п.5, при котором фиксированный слой катализатора расположен со стороны внетрубного пространства металлической трубки.

11. Способ по п.5, при котором фиксированный слой катализатора расположен со стороны трубного пространства металлической трубки.

Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

2. Реактор по п.1, в котором выступы геометрической формы имеют форму полупирамиды.

3. Реактор по п.1, в котором выступы геометрической формы имеют форму полуконуса.

6. Способ по п.5, в котором выступы геометрической формы имеют форму полупирамиды.

7. Способ по п.5, в котором выступы геометрической формы имеют форму полуконуса.

8. Способ по п.5, в котором выступы геометрической формы имеют форму полусферы.

Евразийское
патентное
ведомство
023818
(13) B1
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2016.07.29
(21) Номер заявки 201291237
(22) Дата подачи заявки 2010.06.17
(51) Int. Cl.
B01J 8/00 (2006.01) B01J 8/02 (2006.01) B01J 8/06 (2006.01) C07C 29/151 (2006.01) C07C 31/04 (2006.01)
(54)
СПОСОБ И АППАРАТ ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ ЖИДКОСТИ ОТ ПИТАЮЩЕГО ГАЗОВОГО ПОТОКА В КАТАЛИТИЧЕСКОМ РЕАКТОРЕ
(31) PA2010 00444
(32) 2010.05.20
(33) DK
(43) 2013.04.30
(86) PCT/EP2010/003635
(87) WO 2011/144229 2011.11.24
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
ХАЛЬДОР ТОПСЁЭ А/С (DK)
(72) Изобретатель:
Торхауге Макс (DK)
(74) Представитель:
Юрчак Л.С. (KZ)
(56) WO-A1-2009106232 WO-A1-2009118080 US-A-5510393 US-A1-2004198847 US-A-5266281
(57) В изобретении представлены способ и аппарат для отделению жидкого продукта реакции от газового потока в каталитическом реакторе с помощью металлической пластины, не напрямую охлаждаемой охлаждающей поверхностью и имеющей множество отверстий в виде выступов правильной геометрической формы с обеих сторон пластины, причем каждый выступ имеет открытое основание, а открытое основание со стороны пластины, граничащей со слоем катализатора, направлено вверх и открытое основание со стороны, граничащей с охлаждающей поверхностью, направлено вниз.
Данное изобретение вообще относится к отделению жидкого реакционного продукта, образующегося при контакте питающего газа с твердым катализатором, упакованным в виде фиксированного слоя в каталитических трубках.
В целом ряде каталитических процессов является полезным непрерывное отделение реакционного продукта от реагирующего питающего газа, для того чтобы улучшить равновесный выход или скорость реакции по отношению к продукту, при котором отделяют продукт от газовой фазы и переводят в жидкую фазу путем конденсации.
Примером такой реакции является превращение синтез-газа в метанол.
В патенте US 5262443 описан способ получения метанола из синтез-газа в условиях способа, при которых образующийся в виде продукта метанол отделяют от газовой фазы путем конденсации метанола на частицах катализатора. При этом процессе граница термодинамического равновесия газовой фазы сдвигается в сторону образования метанола, и выход метанола, близкий к 100%, может быть достигнут в потоке, проходящем через слой катализатора, за одну проходную операцию.
Конденсация жидкого метанола на частицах катализатора оказывает отрицательный эффект на активность частиц катализатора.
В патентной заявке WO 2009/106232 открыт улучшенный каталитический способ и реактор для получения метанола, при котором метанол после его образования отделяют от газовой фазы в жидкую фазу без уменьшения каталитической активности катализатора. В способе и реакторе этой патентной заявки температура жидкого охлаждающего агента, находящегося в не прямом контакте с частицами катализатора, и удельное отношение объема слоя катализатора к охлаждающей поверхности подбирают таким образом, чтобы конденсация продукта реакции метанола происходила в большей мере на охлаждающей поверхности.
Как правило, желательно предотвращение конденсации жидкости на частицах катализатора при газообразных каталитических реакциях, при которых продукт реакции отделяется от газовой фазы в жидкую фазу. Вместо этого является предпочтительным создание возможности для конденсации и транспортировки жидкого конденсата вне слоя катализатора на поверхности, которая не имеет контакта или имеет ограниченный контакт с частицами катализатора.
В соответствии с этим предметом данного изобретения является способ отделения жидкого продукта реакции от газового потока в каталитическом реакторе, который включает стадии: оснащения реактора фиксированным слоем катализатора, состоящим из твердых частиц катализатора, который окружен охлаждающей поверхностью и металлической пластиной, расположенной между фиксированным слоем и охлаждающей поверхностью; при условии, что металлическая пластина не напрямую охлаждается охлаждающей поверхностью и имеет множество отверстий в виде выступов правильной геометрической формы с обеих сторон пластины каждый с открытым основанием выступа, открытое основание на стороне пластины, граничащей с каталитическим слоем, направлено вверх и открытое основание на стороне, граничащей с охлаждающей поверхностью, направлено вниз; конденсации газообразного продукта реакции, образующегося при реакции газового потока в слое катализатора, в жидкий продукт реакции на металлической пластине и перенос жидкого продукта реакции через открытое основание, направленное вверх на сторону, граничащую с охлаждающей поверхностью; и прохождение конденсированного жидкого продукта реакции вдоль охлаждающей поверхности и/или металлической пластины и выведение жидкого продукта реакции из донной части реактора.
Термин "выступы геометрической формы", который использован выше и будет использован ниже в описании, означает выступы, имеющие поверхность, подчиняющуюся законам геометрии.
Если разместить перколятор в виде металлической пластины с выступами и открытым основанием выступа, направленным вверх на стороне, граничащей со слоем катализатора, согласно данному изобретению сторона пластины, находящаяся в контакте с частицами катализатора и с газовым потоком, будет действовать в качестве коллектора жидкости и транспортера, тогда как противоположная сторона пластины будет действовать в качестве ректификатора жидкости. Таким образом, удается в существенной мере избежать перенаправления жидкого продукта реакции в слой катализатора.
Термины "вверх" и "вниз", которые приведены выше и будут приведены ниже, означают направление, противоположное направлению полета под действием силы тяжести, и направление, совпадающее с направлением полета под действием силы тяжести соответственно.
В предпочтительном варианте изобретения геометрическая форма выступов представляет собой полупирамиду, полуконус или полусферу, что обеспечивает улучшенный эффект ректификации жидкости.
В другом предпочтительном варианте изобретения геометрическая форма выступов на внутренней стороне пластины граничит своим открытым основанием с геометрической формой выступов на внешней стороне пластины, так что они имеют общее открытое основание.
Как упомянуто выше, способ согласно данному изобретению направлен на отделение жидкой фазы от газовой фазы, которая в большинстве случаев образуется при конденсации продукта реакции, образовавшегося при реакции газообразных реагентов в фиксированном слое катализатора таким образом, что жидкая фаза образуется вне слоя катализатора.
Каталитические реакции часто проводятся в каталитических трубках. В связи с этим предпочтительно сформировать металлическую пластину в виде трубки, которая вставляется внутрь и граничит с внутренней стенкой каталитической трубки. Частицы катализатора тогда расположатся на стороне трубки, то есть внутри трубки из металлической пластины. При таком размещении охлаждающей поверхностью типично будет служить стенка каталитической трубки, которая может быть охлаждена охлаждающим агентом, проходящим потоком вдоль внешней стенки каталитической трубки.
При некоторых каталитических реакциях, которые проводят в реакционном сосуде, содержащем один или более слоев катализатора внутри общей стенки реактора, предпочтительно размещение одной или более металлических пластин согласно данному изобретению в виде трубок внутри слоя катализатора, так что частицы катализатора окружают внешнюю сторону трубки из металлической пластины, которая не напрямую охлаждается охлаждающей поверхностью. Охлаждающая поверхность в таком варианте изобретения предпочтительно имеет форму трубки и расположена внутри трубки из металлической пластины.
В изобретении далее предложен аппарат, который применяют в способе согласно данному изобретению.
Аппарат согласно данному изобретению для отделения жидкого продукта реакции от газового потока в каталитическом реакторе включает металлическую пластину, примыкающую к охлаждающей поверхности; на обеих сторонах металлической пластины имеется множество мест для просачивания в виде выступов правильной геометрической формы, каждый из которых имеет открытое основание, на стороне пластины, граничащей со слоем катализатора внутри каталитического реактора, открытое основание направлено вверх и на стороне пластины, граничащей с охлаждающей поверхностью, открытое основание направлено вниз.
В предпочтительном варианте аппарата данного изобретения выпуклость правильной геометрической формы имеет форму полупирамиды.
В еще одном предпочтительном варианте аппарата данного изобретения выпуклость правильной геометрической формы имеет форму полуконуса.
В другом предпочтительном варианте аппарата данного изобретения выпуклость правильной геометрической формы на внутренней стороне пластины своим открытым основанием граничит с открытым основанием выпуклости правильной геометрической формы на внешней стороне пластины и образуют общее открытое основание.
В еще одном предпочтительном варианте аппарата данного изобретения металлическая пластина имеет форму трубки.
Далее предпочтительно, когда охлаждающая поверхность имеет форму трубки.
В дальнейшем описании изобретение описывается более детально с помощью рисунков, причем на фиг. 1 показан вид в перспективе секции перколятора (пропускающего жидкость устройства) в виде металлической пластины, оснащенной выступами согласно предпочтительным вариантам данного изобретения; на фиг. 2 представлен вид в поперечном сечении секции металлической пластины, оснащенной выпуклостями в соответствии с предпочтительными вариантами изобретения для применения в каталитической трубке; на фиг. 3 показан вид в поперечном сечении реактора, оснащенного несколькими пер-коляторами в виде металлических пластин согласно предпочтительным вариантам данного изобретения.
На фиг. 1 показана металлическая пластина 2, применяемая в способе согласно данному изобретению, которая имеет места просачивания 4, 6, 8 и 10. Выступы выдавлены в форме полуконусов на фронтальной стороне 2а и задней стороне 2b пластины 2. Выступы 4 и 8, выдавленные с фронтальной стороны 2а, и выступы 6 и 10, выдавленные с задней стороны 2b, объединены и имеют общее открытое основание 12 и 14 соответственно. Частицы катализатора (не показаны) размещены у задней стороны 2b пластины. Острые концы полуконусов 4 и 8 на фронтальной стороне 2а направлены вверх, то есть противоположно направлению полета жидкости под действием силы тяжести, которое показано стрелками 16а и 16b. На задней стороне 2b острые концы полуконусов 6 и 10 направлены вниз в том же направлении, что и полет жидкости под действием силы тяжести. Та часть открытых оснований 12 и 14, которая продавлена с задней стороны 2b в пространство с частицами катализатора, тогда направлена в направлении, противоположном потоку жидкости, и действует в качестве коллектора жидкости и часть открытых оснований 12 и 14 является местом, через которое направляется поток жидкости, и действует в качестве выпуска жидкости на фронтальной стороне 2а пластины 2. Таким образом, поток жидкости, которая сконденсирована на задней (внутренней) стороне 2b, собирается в открытом основании 12 и 14 и проходит на фронтальную сторону 2а.
На фиг. 2 представлен вид в поперечном сечении металлической пластины, которую применяют в способе согласно данному изобретению и которая имеет места просачивания в виде полуконических или полупирамидальных выступов 4, 6, 8, 10 и соответственно открытых оснований 12, 13, 14, 15, альтернативно, в направлении, противоположном направлению полета жидкости под силой тяжести, и в направлении, совпадающем с направлением полета жидкости под действием силы тяжести 16. Частицы катализатора (не показаны) расположены в пространстве, примыкающем к внутренней стенке 2b пластины 2. Как показано стрелкой 16, газообразный продукт реакции из слоя катализатора, содержащего частицы
катализатора, конденсируется на внутренней стенке 2b и направляется через открытые основания 12, 13, 14, 15 на внешнюю стенку 2а. Небольшое количество газообразного продукта будет также пролетать через открытые основания и затем конденсироваться на внешней стенке 2а и стекать вниз вместе с потоком жидкого продукта вдоль внешней стенки 2а в сторону нижней части пластины.
На фиг. 3 представлен каталитический реактор, оснащенный несколькими металлическими пластинами (показана только одна), которые расположены внутри слоя катализатора согласно одному из вариантов данного изобретения.
Реактор 20 содержит внутри корпуса 22 слой катализатора 24 с множественными частицами катализатора. Металлическая пластина 2 в виде трубки установлена внутри слоя катализатора и окружена частицами катализатора. Металлическая пластина 2 оснащена многочисленными выступами 6 и 4, имеющими открытые основания, как показано выше на фиг. 1. Часть общих открытых оснований 12, граничащих со слоем катализатора, направлена противоположно направлению полета под действием силы тяжести конденсированного жидкого продукта реакции 16, и часть оснований 12, выступающих со стороны внутренней стенки пластины 2, направлена в том же направлении, что и жидкий поток. Трубка из пластины 2 охлаждается охлаждающей поверхностью в виде охлаждающей трубки 26.
Во время работы реактора 20 газовый поток проходит через слой катализатора 24. В слое катализатора газовый поток реагирует с образованием газообразного продукта 30. Продукт реакции 30 конденсируется главным образом на внешней стенке трубки из пластины 2 и образуется жидкий продукт реакции 32. Жидкий продукт реакции, двигаясь вдоль внешней стенки трубки из пластины 2, собирается открытыми основаниями 12, выступающими в сторону частиц катализатора, и переносится на внутреннюю стенку пластины 2 через часть открытого основания 12, продавленную на внутренней стенке трубки, из пластины в сторону охлаждающей трубки 26. Проникнув на внутреннюю стенку трубки из пластины 2, жидкий продукт реакции течет вдоль внутренней стенки и по охлаждающей трубке до дна реактора 2 и выпускается из реактора через выпуск (не показан).
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Реактор для выделения жидкого продукта реакции из газового потока, содержащий металлическую трубку,
охлаждающую трубку и слой катализатора,
причем металлическая трубка прилегает к охлаждающей трубке, причем металлическая трубка на обеих сторонах оснащена множеством выступов геометрической формы, каждый из которых имеет открытое основание, причем на стороне металлической трубки, граничащей со слоем катализатора, открытое основание направлено вверх, а на стороне, граничащей с охлаждающей трубкой, открытое основание направлено вниз.
2. Реактор по п.1, в котором выступы геометрической формы имеют форму полупирамиды.
3. Реактор по п.1, в котором выступы геометрической формы имеют форму полуконуса.
4. Реактор по одному из пп.1-3, в котором выступы геометрической формы на внутренней стороне трубного пространства металлической трубки граничат своим открытым основанием с открытым основанием с выступами геометрической формы на стороне внетрубного пространства металлической трубки, так что они имеют общее открытое основание.
5. Способ отделения жидкого продукта реакции от газового потока в реакторе по п.1, включающий стадии, на которых устанавливают металлическую трубку в реактор, снабженный фиксированным слоем катализатора, состоящим из твердых частиц катализатора, и охлаждающей трубкой, между фиксированным слоем и охлаждающей трубкой; подают газовый поток на слой катализатора в реакторе, причем жидкий продукт реакции на металлической трубке переносится через направленные вверх открытые основания выступов на сторону, граничащую с охлаждающей трубкой; и при этом обеспечивая прохождение конденсированного жидкого продукта реакции вдоль охлаждающей трубки и/или металлической трубки и вывод жидкого продукта реакции из донной части реактора.
6. Способ по п.5, в котором выступы геометрической формы имеют форму полупирамиды.
7. Способ по п.5, в котором выступы геометрической формы имеют форму полуконуса.
8. Способ по п.5, в котором выступы геометрической формы имеют форму полусферы.
9. Способ по одному из пп.5-8, при котором выступы геометрической формы на стороне трубного пространства металлической трубки граничат своим открытым основанием с выступами геометрической формы на стороне внетрубного пространства металлической трубки, так что они имеют общее открытое основание.
10. Способ по п.5, при котором фиксированный слой катализатора расположен со стороны внетруб-ного пространства металлической трубки.
11. Способ по п.5, при котором фиксированный слой катализатора расположен со стороны трубного пространства металлической трубки.
10.
10.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
023818
023818
- 1 -
- 1 -
023818
023818
- 1 -
- 1 -
023818
023818
- 1 -
- 1 -
023818
023818
- 1 -
- 1 -
023818
023818
- 1 -
- 1 -
023818
023818
- 2 -
- 3 -
023818
023818
- 4 -
023818
023818
- 3 -
023818
023818
- 5 -