DE3743820A1

DE3743820A1 - Safety system of a high-pressure reactor for the manufacture of aggressive media

Info

Publication number: DE3743820A1
Application number: DE19873743820
Authority: DE
Inventors: Heinz Hefele
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1986-12-30
Filing date: 1987-12-23
Publication date: 1988-07-14

Abstract

The safety system of a high-pressure reactor for the manufacture of aggressive media, for example acetic acid, consists of a pressure-bearing shell (1) with a welded-on, pressure-bearing end piece (2) and of a pressure-bearing cover (3) bolted to the shell, each being lined on the reactor inside with a corrosion-resistant material, and the shell, end piece and cover being each provided with safety bores (11) - likewise lined with a corrosion-resistant material - the corrosion-resistant material consisting of two layers of hastelloy C4 (5) and titanium (6), titanium being on the reactor inside, and one or more strips (2), distributed over the circumference and inclined towards the titanium, of hastelloy C4 being inserted into the material hastelloy C4 over the entire length of the shell, which strips are provided at predetermined spacings with bores (10) and, on the sides facing away from the titanium, over the entire length with a plurality of grooves (9). <IMAGE>

Description

Sicherheitssystem eines Hochdruckreaktors zur Herstellung von aggressiven Medien, beispielsweise Essigsäure, bestehend aus einem drucktragenden Mantel mit angeschweißtem, drucktragenden Endstück und einem mit dem Mantel verschraubten drucktragenden Deckel, jeweils reaktorinnenseitig mit korrosionsbeständigem Material ausgekleidet und wobei Mantel, End stück und Deckel jeweils mit Sicherheitsbohrungen - ebenfalls mit korrosionsbeständigem Material ausgekleidet - versehen sind.Safety system of a high pressure reactor for the production of aggressive Media, for example acetic acid, consisting of a pressure-bearing Jacket with welded, pressure-bearing end piece and one with the Jacket screwed pressure-bearing cover, each inside the reactor lined with corrosion resistant material and being coat, end piece and cover each with safety holes - also with corrosion-resistant material lined - are provided.

Es ist bekannt, Apparate bzw. Reaktoren für hohe Drücke, beispielsweise bis 10 000 bar, herzustellen. So wird für die Herstellung von Essigsäure, ein sehr aggressives Medium, ein Hochdruckreaktor verwendet, wie er beispielsweise in der Fachzeitschrift "Werkstoffe und Korrosion", Heft 6/1973, Seiten 468-476, dargestellt ist.It is known to use apparatuses or reactors for high pressures, for example up to 10,000 bar. So for the production of acetic acid, a very aggressive medium, using a high pressure reactor like him for example in the trade journal "Materials and Corrosion", Issue 6/1973, pages 468-476.

So wird in einem Hochdruckreaktor üblicher Bauweise, bestehend aus einem drucktragenden Mantel mit angeschweißtem drucktragenden Endstück und an den Mantel angeschraubten, drucktragenden Deckel, ausgekleidet mit austenitischem Stahl, eine sogenannte "schwimmende Blase", gefertigt aus Hastelloy C 4, eingesetzt, die den eigentlichen Reaktionsraum darstellt. Der Druckraum zwischen Blase und Mantel beträgt ca. 100 mm. Dieser Zwischenraum ist mit Wasser gefüllt, das den Innendruck von der Blase auf den Mantel überträgt. Bei Austritt von Essigsäure aus der Blase entsteht verdünnte Essigsäure. Der austenitische Stahl ist gegen verdünnte Essig säure beständig und schützt daher in einem Störfall - Undichtigkeit der Blase - die drucktragenden Teile des Hochdruckreaktors gegen Korrosion.So in a high pressure reactor of conventional design, consisting of a pressure-bearing jacket with welded-on pressure-bearing end piece and screwed-on, pressure-bearing cover, lined with austenitic steel, a so-called "floating bubble", made of Hastelloy C 4, which represents the actual reaction space. The pressure space between the bladder and the jacket is approx. 100 mm. This Gap is filled with water, which releases the internal pressure from the bladder transfers the coat. When acetic acid escapes from the bladder dilute acetic acid. The austenitic steel is against dilute vinegar acid resistant and therefore protects in the event of an accident - leakage of the Bladder - the pressure-bearing parts of the high-pressure reactor against corrosion.

Als Nachteil erwies sich hierbei, daß durch den Wasserinhalt zwischen Blase und Mantel, der Hochdruckreaktor größer - als dem notwendigen Reaktorvolumen entsprechend - dimensioniert werden mußte, was wiederum zu größeren Wanddicken bzw. zusätzlichen Wickellagen führte und letztendlich einen solchen Hochdruckreaktor deutlich verteuerte.A disadvantage here was that the water content between Bladder and jacket, the high-pressure reactor larger than the necessary Reactor volume had to be dimensioned accordingly, which in turn led to larger wall thicknesses or additional layers of wrap and ultimately such a high pressure reactor significantly more expensive.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, einen Hochdruckreaktor herzustellen, bei dem bei aggressiven Medien auf die "schwimmende Blase" verzichtet werden konnte, ohne daß die Sicherheit des Hochdruckreaktors verringert wird. The invention was therefore based on the object of a high-pressure reactor to produce, in the case of aggressive media on the "floating bubble" could be dispensed with, without the safety of the high pressure reactor is reduced.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das korrosions beständige Material aus 2 Lagen Hastelloy C 4 und Titan besteht, wobei Titan reaktorinnenseitig angeordnet ist, und über die gesamte Länge des Mantels in den Werkstoff Hastelloy C 4 ein oder mehrere am Umfang verteilte, dem Titan zugeneigte Streifen aus Hastelloy C 4 eingelegt sind, die in vorgegebenen Abständen mit Bohrungen und an den dem Titan abgeneigten Seiten auf der gesamten Länge mit mehreren Nuten versehen sind.This object is achieved in that the corrosion resistant material consists of 2 layers of Hastelloy C 4 and titanium, whereby Titan is arranged inside the reactor, and over the entire length of the Jacket in the material Hastelloy C 4 one or more on the circumference distributed strips of Hastelloy C 4 inclined towards the titanium are at predetermined intervals with holes and on the titanium sloping sides with several grooves along the entire length are.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below.

Fig. 1 zeigt einen Hochdruckreaktor mit Auskleidung. Fig. 1 shows a high pressure reactor with a lining.

Fig. 2 zeigt einen Schritt durch den Hochdruckreaktor mit dem erfindungsgemäßen Sicherheitssystem. Fig. 2 shows a step by the high pressure reactor having the inventive security system.

Gemäß Fig. 1 besteht der Hochdruckreaktor (im folgenden Reaktor genannt) aus einem drucktragenden Mantel 1 mit einem angeschweißten, druck tragenden Endstück 2 und einem mit dem Mantel verschraubten, druck tragenden Deckel 3. Innerhalb des Mantels mit Endstück befindet sich die aus korrosionsbeständigem Material bestehende Auskleidung. Der Deckel ist mit einer Plattierung, aus demselben korrosionsbeständigen Material ausgerüstet. Über die Stutzen 4 erfolgt der Eintritt der Reaktions komponenten bzw. der Austritt der Reaktionsprodukte. Die zu diesem Reaktor gehörenden Sicherheitsbohrungen - auch "Boschlöcher" genannt - sind in Fig. 2 dargestellt.Referring to FIG. 1, the high-pressure reactor (hereinafter called reactor) consists of a pressure-retaining shell 1 with a welded, pressure-bearing end piece 2 and a casing is screwed to the pressure bearing cover 3. The lining made of corrosion-resistant material is located inside the jacket with end piece. The lid is clad with the same corrosion-resistant material. The inlet of the reaction components or the outlet of the reaction products takes place via the connection piece 4 . The safety bores belonging to this reactor - also called "Bosch holes" - are shown in FIG. 2.

Gemäß Fig. 2 besteht die in dem Mantel 1 und dem Endstück 2 befindliche Auskleidung aus 2 Lagen der Materialien Hastelloy C 4 - 5 - und Titan 6, wobei das Titan den Reaktorinnenraum 7 bildet. Dasselbe gilt für die Plattierung des Deckels. In die Lage Hastelloy C 4 sind, über die gesamte Länge des Mantels, am Umfang verteilt mehrere aus Hastelloy C 4 gefer tigte Streifen 8 eingelegt, die - wie in der Zeichnung dargestellt - an der einen Seite mehrere Nuten 9 aufweisen und an der gesamten Länge mit Bohrungen 10 ausgerüstet sind. Die Sicherheitsbohrungen 11 - nur eine dargestellt - ausgekleidet mit Hastelloy C 4 - 12 - reichen bis zu den Streifen 8.Referring to FIG. 2, the liner is located in the casing 1 and the end piece 2 out of 2 layers of materials Hastelloy C 4 - 5 - 6 and titanium, said titanium forming the reactor interior 7. The same applies to the cladding of the cover. In the Hastelloy C 4 position, several strips 8 made from Hastelloy C 4 are inserted over the entire length of the jacket and distributed around the circumference, which - as shown in the drawing - have a plurality of grooves 9 on one side and along the entire length are equipped with holes 10 . The safety holes 11 - only one shown - lined with Hastelloy C 4 - 12 - extend up to the strips 8 .

Nachstehend wird die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Sicherheits systems des Reaktors bei einem Störfall - d. h. bei einer Beschädigung der Lage Titan - erläutert:Below is the operation of the security according to the invention systems of the reactor in the event of an accident - d. H. in the event of damage to the Layer of titanium - explained:

Wird die Titanlage an irgendeiner Stelle, beispielsweise durch Korrosion undicht, so besteht zwischen Reaktorinnenraum und der Sicherheitsbohrung eine Verbindung nach außen, und Medium aus dem Reaktionsraum entweicht in die Atmosphäre. Damit wird der Schaden - Undichtigkeit der Titanlage - direkt oder indirekt über den damit verbundenen Druckabfall angezeigt und der Reaktor kann abgeschaltet werden.If the titanium system is at any point, for example due to corrosion leaking, there is between the reactor interior and the safety hole a connection to the outside, and medium escapes from the reaction space in the atmosphere. The damage - leakage of the titanium system - displayed directly or indirectly via the associated pressure drop and the reactor can be switched off.

Das Medium gelangt in diesem Störfall über die undichte Stelle in der Titanlage über den Spalt zwischen der Titan- und der Hastelloy C 4-Lage an einen Streifen, anschließend über die Bohrungen zu den Nuten des Streifens und über die Nuten zu einer Sicherheitsbohrung und damit in die Atmosphäre.In this case, the medium gets through the leak in the Titanium system over the gap between the titanium and Hastelloy C 4 layers to a strip, then over the holes to the grooves of the Strip and over the grooves to a safety hole and thus in the The atmosphere.

Es versteht sich von selbst, daß die erfindungsgemäße Materialkombination nicht auf die vorstehend beschriebene Kombination Hastelloy C 4/Titan beschränkt ist, sondern auf andere Materialkombinationen, wie beispiels weise Hastelloy C 4/Zirkonium ausgedehnt werden kann.It goes without saying that the combination of materials according to the invention not on the combination Hastelloy C 4 / Titan described above is limited, but to other material combinations, such as as Hastelloy C 4 / zirconium can be expanded.

Mittels dieses erfindungsgemäßen Sicherheitssystems kann auf die übliche "schwimmende Blase" in Reaktoren bei der Herstellung von aggressiven Medien, wie beispielsweise Essigsäure, verzichtet werden.By means of this security system according to the invention, the usual "floating bubble" in reactors in the manufacture of aggressive Media, such as acetic acid, are omitted.

Claims

Safety system of a high-pressure generator for the production of aggressive media, e.g. acetic acid, consisting of a pressure-bearing jacket ( 1 ) with a welded-on, pressure-bearing end piece ( 2 ), and a pressure-bearing lid ( 3 ) screwed to the jacket, each lined on the reactor side with corrosion-resistant material and where The jacket, end piece and cover are each provided with safety holes ( 11 ) - likewise lined with corrosion-resistant material - characterized in that the corrosion-resistant material consists of two layers of Hastelloy C 4 ( 5 ) and titanium ( 6 ), titanium being arranged on the inside of the reactor, and over the entire length of the jacket in the material Hastelloy C 4 one or more strips ( 8 ) of Hastelloy C 4, inclined towards the titanium and inclined towards the titanium, are inserted at predetermined intervals with bores ( 10 ) and on the sides inclined against the titanium Provide several grooves ( 9 ) along the entire length are.