Номер патента: 11296

Опубликовано: 27.02.2009

Автор: Бауэ Майкл Джозеф

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Компактный каталитический реактор, образующий множество первых и вторых каналов потока, расположенных в реакторе поочередно, для переноса первых и вторых текучих сред соответственно, причем по меньшей мере первые текучие среды участвуют в химической реакции; каждый из первых каналов потока содержит съемный газопроницаемый каталитический элемент, включающий в себя подложку из металлической фольги, причем каталитический элемент образует пути потока, причем каталитический элемент включает в себя множество выступающих упругих полосок, которые удерживают каталитический элемент на расстоянии по меньшей мере от одной смежной стенки канала.

2. Каталитический реактор по п.1, в котором химические реакции протекают в первых и вторых каналах потока, и при этом первые и вторые каналы потока содержат соответствующие съемные газопроницаемые каталитические элементы, включающие в себя подложку из металлической фольги, и которые образуют пути потока, проходящие через него, причем каждый такой каталитический элемент включает в себя множество выступающих упругих полосок, которые удерживают каталитический элемент на расстоянии по меньшей мере от одной смежной стенки канала.

3. Каталитический реактор по п.1 или 2, в котором каждый каталитический элемент включает в себя упругие полоски, выступающие в противоположных направлениях, так что каталитический элемент удален от обеих противоположных смежных стенок канала.

4. Каталитический реактор по любому из предыдущих пунктов, в котором каждый каталитический элемент включает в себя металлическую фольгу, гофрированную таким образом, чтобы образовывались зубцы, и упругие полоски, составляющие с фольгой единое целое, выступают из верхних частей зубцов.

5. Каталитический реактор по п.4, в котором упругие полоски представляют собой выступающие лапки, прикрепленные одним концом к фольге.

6. Каталитический реактор по п.4, в котором упругие полоски представляют собой выступающие дуги, каждая из которых прикреплена обоими концами к фольге.

7. Каталитический реактор по любому из предыдущих пунктов, в котором высота каждого каталитического элемента без выступающих полосок меньше соответствующего размера канала на величину, составляющую от 0,1 до приблизительно 1 мм.

8. Каталитический реактор по любому из предыдущих пунктов, в котором первые текучие среды подвергаются паровому риформингу.

9. Каталитический реактор по любому из пп.1-7, в котором первые текучие среды участвуют в синтезе Фишера-Тропша.

10. Установка для переработки природного газа для получения углеводородов с более длинной цепью, включающая в себя реактор парового риформинга метана по п.8, для проведения реакции метана с паром с целью получения синтез-газа и реактор Фишера-Тропша по п.9 для получения углеводородов с более длинной цепью.

Рисунок 1

 

Текст

Смотреть все

011296 Данное изобретение относится к каталитическому реактору, пригодному для применения в химическом процессе для превращения природного газа в углеводороды с более длинной цепью, и установке,включающей такие каталитические реакторы для проведения процесса. В WO 01/51194 и WO 03/033131 (Accentus plc) описан процесс, в котором метан реагирует в первом каталитическом реакторе с паром для получения монооксида углерода и водорода; затем полученная газовая смесь используется во втором каталитическом реакторе для проведения синтеза Фишера-Тропша. Окончательный результат заключается в превращении метана в углеводороды с более длинной цепью и большей молекулярной массой, которые в нормальных условиях обычно представляют собой жидкости или воски. Две стадии процесса - паровой риформинг метана и синтез Фишера-Тропша, требуют использования разных катализаторов, и для каждой стадии описаны каталитические реакторы. В каждом случае катализатор может включать в себя гофрированную фольгу, покрытую каталитическим материалом. В каждом случае высота гофрированной фольги в основном равна высоте каналов: например, при ширине каналов в 20 мм и глубине в 2,5 мм, высота складок фольги составляет 2,5 мм. В соответствии с данным изобретением разработан компактный каталитический реактор, образующий множество первых и вторых каналов потока, расположенных в реакторе поочередно, для переноса первых и вторых текучих сред, соответственно, причем по меньшей мере первые текучие среды участвуют в химической реакции; каждый из первых каналов потока содержит съемный газопроницаемый каталитический элемент, включающий в себя металлическую подложку, причем каталитический элемент образует пути потока, проходящие через него; где каталитический элемент включает в себя множество выступающих упругих полосок, которые удерживают каталитический элемент на расстоянии по меньшей мере от одной смежной стенки канала. Упругие полоски могут быть выступающими лапками, прикрепленными одним концом к металлической подложке. Предпочтительно, каждый каталитический элемент включает в себя упругие полоски, выступающие в противоположных направлениях, так что каталитический элемент удален от обеих противоположных смежных стенок канала. Поскольку химические реакции должны протекать в первых и вторых каналах потока, вторые каналы должны также содержать съемный газопроницаемый каталитический элемент, включающий в себя такие выступающие упругие полоски. Реактор может быть выполнен из алюминиевого сплава, нержавеющей стали, сплавов с высоким содержанием никеля или других легированных сталей, в зависимости от температуры и давления, необходимых для реакций, и природы текучих сред как реагентов, так и продуктов. Каталитические элементы не обеспечивают прочность реактора, поэтому сам реактор должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать силы давления в ходе работы. Будет понятно, что реактор может быть заключен в корпус высокого давления для уменьшения сил давления на него или обеспечения того, чтобы на него действовали исключительно сжимающие силы давления. Реактор также должен быть оснащен соплами для подачи текучих сред в каналы потока, и предпочтительно каждое из первых сопел включает в себя камеру, прикрепленную к внешней стороне реактора и сообщающуюся с множеством первых каналов потока, а каждое из вторых сопел включает в себя камеру,прикрепленную к внешней стороне реактора и сообщающуюся с множеством каналов второго потока,так что после удаления сопла становится возможным удаление соответствующих слоев катализатора из каналов потока. Это обеспечивает возможность легкой замены катализаторов после их отработки. Каталитический элемент предпочтительно включает в себя керамическое покрытие для нанесения каталитического материала. Предпочтительно металлическая подложка для каталитического элемента представляет собой легированную сталь, на поверхности которой при нагревании образуется плотно прилегающая пленка оксида алюминия, например алюминийсодержащая ферритовая сталь, такая как железо с 15% хрома, 4% алюминия и 0,3% иттрия (например, Fecralloy (TM. Когда данный металл нагревают на воздухе, на его поверхности образуется плотно прилегающая оксидная пленка окиси алюминия, которая защищает сплав от дальнейшего окисления и коррозии. При использовании керамического покрытия на основе окиси алюминия оно оказывается связанным с оксидной пленкой на поверхности. Подложка может представлять собой проволочную сетку или волокнистый лист, но предпочтительная подложка представляет собой тонкую металлическую фольгу, толщина которой, например, меньше 100 мкм, и подложка может быть гофрированной, складчатой или другим образом видоизмененной так, чтобы обеспечить множество путей потока. В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения подложка каталитического элемента представляет собой фольгу, гофрированную таким образом, чтобы образовывались зубцы (прямоугольные складки) и упругие лапки, составляющие с фольгой единое целое и образованные посредством штамповки фольги с зубцами, выступают над и под зубцами. Возможны также другие формы складок. В другом варианте осуществления изобретения подложка опять представляет собой фольгу, на которую нанесли параллельные надрезы, и полоски фольги между надрезами деформировали в виде кривой, выступающей над или под смежными частями подложки. Это применимо даже в том случае, когда остальная часть подложки плоская. Металлическая подложка каталитического элемента в каналах потока усиливает передачу тепла в-1 011296 пределах каталитического элемента, предотвращая появление горячих или холодных точек, увеличивает поверхность катализатора и придает механическую прочность. Выступающие полоски предотвращают застревание каталитического элемента в канале, например, за счет разницы в термическом расширении они также делают поправку на разницу в размерах каталитического элемента и канала, которая может возникнуть вследствие технологического разброса. Они также обеспечивают эффективный контакт всех поверхностей каталитического элемента с поступающими реагентами, так как между стенками канала и каталитическим элементом образуется зазор. Пути потока, определяемые каталитическим элементом,могут иметь любую подходящую форму поперечного сечения, но в основном - прямоугольную; и за счет зазоров между выступающими полосками смежные пути движения текучих сред вдоль внешней поверхности каталитического элемента сообщаются друг с другом. Предпочтительно все поверхности, образующие каталитический элемент, включают в себя каталитический материал. Если глубина канала не превосходит 3 мм, то каталитический элемент может представлять собой,например, единичную формованную фольгу. С другой стороны, особенно когда глубина канала превышает 2 мм, каталитический элемент может включать в себя множество таких гофрированных фольг, разделенных относительно плоскими фольгами; гофрированные и плоские фольги могут быть связаны друг с другом, например, при помощи сходных выступающих лапок, расположенных в соответствующих пазах, или, с другой стороны, могут быть установлены в виде отдельных элементов. Для обеспечения необходимого хорошего термического контакта, например, в реакторе Фишера-Тропша, глубина каналов предпочтительно не превышает 20 мм и более предпочтительно не превышает 10 мм, а для реактора парового риформинга метана глубина каналов предпочтительно не превышает 5 мм. Однако глубина каналов предпочтительно составляет по меньшей мере 1 мм, в противном случае затрудняется установка каталитических элементов и технический разброс приобретает большее значение. Желательно, чтобы температура внутри каналов поддерживалась одинаковой по ширине канала в пределах 2-4C, чего становится все сложнее достичь при увеличении ширины канала. Реактор может включать в себя стопку пластин. Например, каналы потока первого и второго типа могут быть заданы канавками в соответствующих пластинах при помещении пластин в стопку и последующем связывании их друг с другом. С другой стороны, каналы потока могут быть заданы тонкими гофрированными металлическими листами, расположенными в чередующемся порядке с плоскими листами; края каналов потока могут быть заданы уплотняющими полосками. Стопку пластин, образующую реактор, скрепляют, например, при помощи диффузионной сварки, высокотемпературной пайки или горячего изостатического прессования. Таким образом, установка для переработки природного газа для получения углеводородов с более длинной цепью может включать в себя реактор парового риформинга метана по изобретению для проведения реакции метана с водяным паром с целью получения синтез-газа и реактор Фишера-Тропша по изобретению для получения углеводородов с более длинной цепью. Данное изобретение будет дополнительно и более подробно описано исключительно при помощи примера и со ссылкой на сопутствующие чертежи, из которых на фиг. 1 изображена часть компактного каталитического реактора в разрезе; на фиг. 2 изображен носитель катализатора для применения в реакторе с фиг. 1; на фиг. 3 изображен носитель катализатора с фиг. 2 в разрезе по линии 3-3 с фиг. 2; на фиг. 4 изображен вид сверху альтернативного носителя катализатора для применения в реакторе с фиг. 1; на фиг. 5 изображен вид сбоку в направлении стрелки В с фиг. 4 после установки носителя катализатора в канал потока; на фиг. 6 изображен вид сбоку альтернативного носителя катализатора и на фиг. 7 изображен вид сверху другого альтернативного носителя катализатора для применения в реакторе с фиг. 1. Данное изобретение применимо к широкому диапазону разных химических реакций, в особенности тех, которые включают газообразные реагенты и требуют использования катализатора. Например, оно может применяться в химическом процессе для превращения природного газа (в первую очередь, метана) в углеводороды с более длинной цепью. Это может быть достигнуто при помощи двухстадийного процесса, и на каждой стадии можно использовать реактор по изобретению. Первая стадия представляет собой паровой риформинг, в котором пар смешивают с природным газом и нагревают до повышенной температуры (с тем, чтобы достичь, например, 800C), так что протекает риформинг:H2O + CH4 СО + 3H2 Данная реакция является эндотермической и может катализироваться родиевым или палладийродиевым катализатором в канале потока. Тепло, необходимое для инициирования данной реакции, может быть получено сжиганием горючего газа, такого как метан или водород, которое является экзотермическим и может катализироваться платино-палладиевым катализатором в смежном втором канале потока газа. Газовая смесь, полученная в процессе парового риформинга метана, затем используется для прове-2 011296 дения синтеза Фишера-Тропша для получения углеводородов с более длинной цепью, а именно:nCO + 2n H2(CH2)n + nH2O который является экзотермической реакцией, протекающей при повышенной температуре, в основном между 190 и 280C, и повышенном давлении, в основном между 1,5 МПа и 2,5 МПа (абсолютные значения), в присутствии катализатора, такого как железо, кобальт или плавленый магнетит. Предпочтительный катализатор для синтеза Фишера-Тропша включает в себя слой гамма-окиси алюминия с удельной площадью поверхности 140-230 м 2/г с приблизительно 10-40% кобальта (по массе по отношению к окиси алюминия), и с промотором, таким как рутений, платина или гадолиний, который составляет менее 10% от массы кобальта, и с основным промотором, таким как оксид лантана. Поток монооксида углерода под высоким давлением и водорода, полученного в процессе парового риформинга метана, охлаждают и сжимают до достижения повышенного давления, например, 2,0 МПа, и затем вводят в каталитический реактор Фишера-Тропша, который может представлять собой реактор по изобретению; смесь реагентов проходит через один набор каналов, тогда как охлаждающий агент проходит через другой набор. Продукты реакции синтеза Фишера-Тропша, главным образом вода и углеводороды, такие как насыщенные углеводороды, охлаждают до конденсации жидкостей путем пропускания через теплообменник и центробежный сепаратор, а затем сепараторную камеру, в которой три фазы - вода, углеводороды и остаточные газы - разделяются, и углеводородный продукт стабилизируют при атмосферном давлении. Углеводороды, которые остаются в газовой фазе, и избыточный газообразный водород (остаточные газы Фишера-Тропша) собирают и разделяют. Смесь можно пропустить через редукционный клапан для получения топлива для процесса каталитического горения в печи для риформинга (как описано выше). Оставшиеся остаточные газы можно направить в газовую турбину, предназначенную для получения электричества. Основную часть электрической энергии, расходуемой установкой, потребляют компрессоры,используемые для повышения давления до необходимого для реакции Фишера-Тропша; электричество может также использоваться для работы установки вакуумной перегонки для получения воды, пригодной для образования пара в технологическом процессе. Обратимся теперь к фиг. 1, где показан реакторный блок 10, пригодный для применения в качестве реактора парового риформинга, с составными частями, для ясности показанными отдельно. Реакторный блок 10 состоит из стопки пластин, имеющих прямоугольное сечение в горизонтальной проекции, каждая из которых изготовлена из нержавеющей жароупорной стали, такой как Inconel 800HT или HaynesHR-120. Плоские пластины 12 толщиной 1 мм расположены в чередующемся порядке с гофрированными пластинами 14, 15, зубцы на которых такие, что они определяют прямоточные каналы 16, 17 от одной стороны пластины к другой. Гофрированные пластины 14 и 15 расположены в стопке в чередующемся порядке, так что каналы 16, 17 ориентированы в перпендикулярных направлениях в чередующихся гофрированных пластинах 14, 15. Толщина гофрированных пластин 14 и 15 (лежащая, в основном, в интервале от 0,2 до 3,5 мм) в каждом случае составляет 0,75 мм. Высота зубцов (лежащая, в основном, в интервале 2-10 мм) в данном примере составляет 3 мм, и сплошные краевые планки 18 такой же толщины расположены по краям. В гофрированных пластинах 15, которые задают каналы сгорания 17, длина волны гофры такова, что соседние мостики находятся на расстоянии 25 мм, тогда как в гофрированных пластинах 14, которые задают каналы риформинга 16, соседние мостики находятся на расстоянии 15 мм. Реакторный блок, сходный с показанным на фиг. 1, также может быть пригодным для применения в качестве реактора Фишера-Тропша, в этом случае каналы для охлаждающей жидкости чередуются с каналами для синтеза Фишера-Тропша. Высота каналов для охлаждающего агента может составлять, например, 2 мм (в основном, лежит в интервале от 1 до 4 мм), а высота каналов для синтеза ФишераТропша может составлять 5 мм (в основном, лежит в интервале от 3 до 10 мм). В этом случае реактор не функционирует при очень высокой температуре, поэтому структурные элементы могут быть выполнены из алюминиевого сплава, например, марки 3003 (алюминий с приблизительно 1,2% марганца и 0,1% меди). В любом случае стопку составляют так, как описано выше, и скрепляют, например, при помощи пайки или горячего изостатического прессования. Затем носители катализатора 20 с соответствующими катализаторами (показаны только 2) устанавливают в каналы, в которых протекают реакции. Затем можно прикрепить соответствующие сопла с наружной стороны стопки. Каждый носитель катализатора 20 включает в себя подложку из металлической фольги, которая способствует однородному рассеиванию тепла по поверхности катализатора для уменьшения количества или предотвращения появления горячих точек, а также придает катализатору структурную целостность. Однако теперь понятно, что во многих случаях передача тепла от катализатора к стенкам канала не критична; в случае реакций горения и риформинга это обусловлено тем, что перенос тепла между носителем катализатора 20 и стенками канала осуществляется, в первую очередь, посредством конвекции и излучения; и в случае реакции ФишераТропша перенос основной части тепла осуществляется посредством конвекции между носителем катализатора 20 и стенками канала. Обратимся теперь к фиг. 2, на которой стенки канала показаны пунктирными линиями, каждый но-3 011296 ситель катализатора 20 включает в себя фольгу из сплава Fecralloy толщиной 50 мкм, гофрированную таким образом, чтобы образовывались зубцы (прямоугольные складки), при общей высоте складок на 1 мм меньше, чем высота канала. Фольга покрыта керамическим покрытием (не показано отдельно на чертежах), таким как окись алюминия толщиной, изменяющейся, в основном, в интервале 30-80 мкм (в случае сгорания или парового риформинга), и активный каталитический материал (такой как платина/родий в случае парового риформинга) внедрен в керамику. Упругие лапки 22 шириной, например, 0,5 мм и длиной, например, 1,5 мм, интегрированные одним концом в фольгу и выступающие над или под зубцами, также образованы посредством штамповки фольги в процессе гофрирования. Они, например, могут располагаться по длине фольги на расстоянии 25 мм друг от друга и могут располагаться (как показано) на каждой складке, или с другой частотой по меньшей мере по одной на каждые две или три складки по ширине фольги. Как показано на фиг. 3, лапки 22, выступающие над и под носителем катализатора 20, расположены в практически идентичных позициях по длине носителя катализатора 20, и, когда носитель катализатора 20 вставляют в канал, лапки 22 прижимаются и переходят в наклонное положение. В результате носитель катализатора 20 упруго поддерживается лапками 22. Будет понятно, что упругость лапок 22 может компенсировать любую разницу в термическом расширении реакторного блока и носителя катализатора 20 и любой изгиб канала в результате термического напряжения, а также делает поправку на любую разницу в высотах носителя катализатора 20 и соответствующего канала (которая может возникнуть в результате технологического разброса). Однако лапки 22 требуют, чтобы носители катализатора 20 устанавливались и удалялись в направлении стрелки А на фиг. 3, поэтому съемные сопла должны располагаться на обоих концах каждого канала. Будет понятно, что складки могут иметь форму, отличную от показанной здесь; например, отношение высоты к ширине каждой складки может отличаться от показанного здесь, например, они могут быть квадратной, а не прямоугольной формы. Более того, складки могут иметь совершенно другую форму,например, вертикальные части складок, показанные на фиг. 2, также могут быть наклонены так, чтобы образовывался зигзагообразный профиль с плоскими вершинами; кроме того, складки могут иметь дугообразную или синусоидальную форму. Лапки могут располагаться отлично от описанных выше и могут быть другой формы или размера. Как альтернатива расположению лапок на обеих противоположных поверхностях лапки могут располагаться только с одной стороны от вставки с катализатором. Также будет понятно, что в некоторых случаях, например, для канала, высота которого превышает приблизительно 4 мм, целесообразно использовать блок гофрированных носителей катализатора, разделенных относительно плоскими фольгами, которые также могут выступать в качестве носителей катализатора. Например, в 6 мм канале могут находиться два носителя катализатора из гофрированной фольги высотой 2,5 мм каждый, разделенных относительно плоской фольгой. В этом случае необходимо наличие лапок только на поверхностях носителей катализатора, которые примыкают к стенке канала, выступающих, в данном примере, над верхней частью верхней гофрированной фольги и под нижней частью нижней гофрированной фольги. Похожие лапки могут также использоваться для сцепления фольг друг с другом, например лапки, выступающие под нижней поверхностью верхнего гофрированного носителя катализатора и над верхней поверхностью нижнего гофрированного носителя катализатора, могут располагаться в соответствующих пазах в плоской фольге; такие лапки могут быть наклонены в противоположном направлении относительно лапок, примыкающих к стенкам канала. С другой стороны, лапки могут выступать под и над поверхностью плоской фольги и располагаться в соответствующих пазах в гофрированных фольгах. Будет понятно, что этот каталитический элемент, вследствие удаленности от стенки при помощи лапок 22, обеспечивает повышенную площадь сечения для потока текучей среды, уменьшая локальную скорость газового потока и падение давления в реакторном блоке. В описанном выше варианте осуществления изобретения упругие лапки 22 показаны связанными одним концом с остальной частью фольги и выступающими, главным образом, в виде прямой линии (с вылетом). Упругие лапки могут, с другой стороны, быть изогнутыми по длине и, фактически, могут быть связаны с остальной частью фольги двумя концами. Более того, в описанном выше варианте осуществления носитель катализатора гофрирован сам по себе. За счет использования гофрированных фольг пористость (доля площади сечения канала, доступная для потока текучих сред) может быть отрегулирована для достижения желаемого значения, например, за счет изменения длины волны или высоты складок. В качестве альтернативы, фольги могут быть относительно плоскими, и носитель катализатора в канале может быть образован некоторым количеством таких относительно плоских фольг, удаленных друг от друга при помощи упругих полосок или лапок. При таком расположении пористость можно регулировать за счет изменения высоты упругих полосок или лапок и, как следствие, изменения числа фольг, которые образуют стопку и занимают канал. Дополнительная особенность такой структуры заключается в том, что отверстия в фольге, образованные при вырезании полосок, и дополнительный турбулентный поток, вызванный выступающими полосками, могут способствовать формированию турбулентного потока и смешиванию текучих сред с противоположных сторон фольги для уменьшения расслоения текучей среды и перепада температур.-4 011296 Обратимся теперь к фиг. 4 - альтернативный носитель катализатора 30 включает в себя в значительной степени плоскую фольгу 31 из сплава Fecralloy, ширина которой такова, что она подходит соответствующему каналу потока 16 или 17. В этом случае ширина фольги 31 составляет 8 мм (для соответствия каналу потока 16 или 17, ширина которого составляет приблизительно 8,5 мм). На фольге 31 с интервалами в 45 мм по ее длине расположены шесть параллельных продольных надрезов, задающих три полоски 32, 33 и 34 шириной 2 мм и длиной 10 мм каждая, разделенных узкими полосками 35 шириной 0,5 мм; после нанесения надрезов полоски 32, 33 и 34 вытягивали и выгибали в форме кривой либо над,либо под оставшейся плоской поверхностью фольги 31. По ширине фольги чередующиеся полоски 32, 33 или 34 выступают над или под оставшейся поверхностью фольги 31; в этом случае полоски 32 и 34 выступают над, а полоски 33 выступают под поверхностью. Предпочтительно, в следующей позиции по длине фольги 31 соответствующие полоски 32 и 34 выступают под, тогда как соответствующая полоска 33 выступает над поверхностью. Как показано на фиг. 5, который показывает вид сбоку носителя катализатора 30, установленного в канале 17 (показано пунктирной линией), носитель катализатора 30 состоит из стопки из трех фольг 31 с катализатором, каждая с выступающими полосками 32, 33 и 34, образующими пики на расстоянии 45 мм по длине фольги 31. Положения выступающих полосок 32, 33 и 34 в смежных в стопке фольгах 31 отличаются, так что положения пиков на одной фольге 31 находятся посередине между положениями пиков на смежной фольге 31. В данном примере общая высота стопки составляет 5,5 мм до установки в канал 17, а высота канала 17 составляет 5,0 мм, так что выступающие полоски 32, 33 и 34 после установки слегка прижимаются. В модификации носителя катализатора с фиг. 4 и 5, показанной на описываемой здесь фиг. 6, выступающие вверх полоски 36 на одной фольге 37 входят между выступающими вниз полосками 38 на следующей фольге в стопке и в этом случае смежные фольги 37 в стопке могут быть скреплены друг с другом за счет установки штифтов 39 для фиксации указанных полосок 36 и 38. Обратимся теперь к фиг. 7 - в другой модификации носителя катализатора с фиг. 4 и 5 снова используется в значительной степени плоская фольга 41 из сплава Fecralloy, но в этом случае все надрезы распределены по ширине на одинаковом расстоянии, так что вся ширина фольги заполнена полосками, и полученные смежные полоски 42 и 43 выгнуты в виде кривой над и под оставшейся плоской частью фольги 41, соответственно, (в этом случае между смежными выгнутыми полосками 42 и 43 отсутствуют узкие плоские полоски). Такие надрезы и выгнутые полоски 42 и 43 делают на расстоянии, приблизительно, 40 мм по длине фольги 41. Будет понятно, что вид сбоку данного носителя катализатора будет выглядеть аналогично таковому на фиг. 5. Носители катализатора из фольг 31, 37 и 41, как показано на чертежах 4-7, могут быть снабжены каталитическим материалом, аналогичному тому, как описано выше, например, посредством нанесения керамического покрытия, например, из окиси алюминия, в качестве носителя катализатора и внедрения подходящего активного каталитического материала в керамический носитель. Будет понятно, что расстояние между последующими пиками или впадинами (заданное изогнутыми полосками 32-34 или 42,43) по длине фольги может иметь практически любое желаемое значение, но, как правило, не превышает 75 мм, например, находится в диапазоне от 5 до 50 мм. Это, однако, будет зависеть от толщины фольги носителя 31 или 41 и, как следствие, ее жесткости, так как сцепление между пиками на одной фольге и на плоской части фольги смежной в стопке фольги обеспечивает дополнительную поддержку. Аналогично,размеры выгнутых полосок 32-34 и 42, 43 могут отличаться от описанных выше. Как показано на фиг. 6,стопка фольг может быть скреплена в некоторых случаях за счет установки фиксирующих штифтов, тогда как в других случаях последующие фольги могут быть скреплены при помощи точечной сварки. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Компактный каталитический реактор, образующий множество первых и вторых каналов потока,расположенных в реакторе поочередно, для переноса первых и вторых текучих сред соответственно,причем по меньшей мере первые текучие среды участвуют в химической реакции; каждый из первых каналов потока содержит съемный газопроницаемый каталитический элемент, включающий в себя подложку из металлической фольги, причем каталитический элемент образует пути потока, причем каталитический элемент включает в себя множество выступающих упругих полосок, которыеудерживают каталитический элемент на расстоянии по меньшей мере от одной смежной стенки канала. 2. Каталитический реактор по п.1, в котором химические реакции протекают в первых и вторых каналах потока, и при этом первые и вторые каналы потока содержат соответствующие съемные газопроницаемые каталитические элементы, включающие в себя подложку из металлической фольги, и которые образуют пути потока, проходящие через него, причем каждый такой каталитический элемент включает в себя множество выступающих упругих полосок, которые удерживают каталитический элемент на расстоянии по меньшей мере от одной смежной стенки канала. 3. Каталитический реактор по п.1 или 2, в котором каждый каталитический элемент включает в себя упругие полоски, выступающие в противоположных направлениях, так что каталитический элемент уда-5 011296 лен от обеих противоположных смежных стенок канала. 4. Каталитический реактор по любому из предыдущих пунктов, в котором каждый каталитический элемент включает в себя металлическую фольгу, гофрированную таким образом, чтобы образовывались зубцы, и упругие полоски, составляющие с фольгой единое целое, выступают из верхних частей зубцов. 5. Каталитический реактор по п.4, в котором упругие полоски представляют собой выступающие лапки, прикрепленные одним концом к фольге. 6. Каталитический реактор по п.4, в котором упругие полоски представляют собой выступающие дуги, каждая из которых прикреплена обоими концами к фольге. 7. Каталитический реактор по любому из предыдущих пунктов, в котором высота каждого каталитического элемента без выступающих полосок меньше соответствующего размера канала на величину,составляющую от 0,1 до приблизительно 1 мм. 8. Каталитический реактор по любому из предыдущих пунктов, в котором первые текучие среды подвергаются паровому риформингу. 9. Каталитический реактор по любому из пп.1-7, в котором первые текучие среды участвуют в синтезе Фишера-Тропша. 10. Установка для переработки природного газа для получения углеводородов с более длинной цепью, включающая в себя реактор парового риформинга метана по п.8, для проведения реакции метана с паром с целью получения синтез-газа и реактор Фишера-Тропша по п.9 для получения углеводородов с более длинной цепью.

МПК / Метки

МПК: C10G 2/00, B01J 19/24, C01B 3/38

Метки: каталитические, реакторы

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/8-11296-kataliticheskie-reaktory.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Каталитические реакторы</a>

Похожие патенты