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DE69309911T3 - Methode zur durchführung einer mehrphasenreaktion mit einem katalytischen konverter - Google Patents

Methode zur durchführung einer mehrphasenreaktion mit einem katalytischen konverter

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DE69309911T3
DE69309911T3 DE69309911T DE69309911T DE69309911T3 DE 69309911 T3 DE69309911 T3 DE 69309911T3 DE 69309911 T DE69309911 T DE 69309911T DE 69309911 T DE69309911 T DE 69309911T DE 69309911 T3 DE69309911 T3 DE 69309911T3
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slurry
filtrate
filter element
catalyst
gas
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DE69309911T
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DE69309911T2 (de
DE69309911D1 (de
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Petter Lian
Trond Myrstad
Per Roterud
Erling Rytter
Age Solbakken
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Equinor ASA
Original Assignee
Den Norske Stats Oljeselskap AS
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Publication date
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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Durchführung einer kontinuierlichen katalytischen Multiphaserireaktion und ist insbesondere, wenn auch nicht ausschließlich, anwendbar auf die katalytische Umwandlung von synthetischem Gas, welches durch die Umformung von Methan in Kohlenwasserstoff-Brennstoffe mittels einer Fischer- Tropsch-artigen Sythese hergestellt wurde. Andere Reaktionssysteme, auf die das Verfahren anwendbar ist, umfassen verschiedene Breireaktionen für die Herstellung von petrochemischen Produkten, die Herstellung von mit Sauerstoff angereicherten Produkten aus Synthesegas und Dehydrierungreaktionen.
  • Katalytische Dreiphasenreaktionssysteme werden in einer Reihe von chemischen Prozessen eingesetzt und deren Anwendung in der petrochemischen Industrie scheint zu steigen. Von den eingesetzten Dreiphasensystemen umfassen mechanisch bewegte, Schlaufen- und Blasensäulenbreireaktoren kleine in der Flüssigkeit verteilte Katalysatorparfikel. Bei den meisten Anwendungen wird die Flüssigkeit von dem Brei zu separieren sein, um die flüssigen Produkte zu entfernen oder zum Zwecke der Regeneration des Katalysators. In den Fällen, in denen die Flüssigkeit ein inertes Medium ist, muß sie unter Umständen aufgrund der Verschlechterung oder der Ansammlung von Unreinheiten ausgetauscht werden.
  • Mechanisch bewegte Breireaktoren sind aufgrund des geringen Stoffaustausches und Wärmewiderstandes besonders geeignet für einen diskontinuierlichen Betrieb. Diese Eigenschaften machen sie ebenfalls geeignet für die Bestimmung der Reaktionskinetik im Labor. Ein großer Nachteil und eine Begrenzung dieser Reaktorart ist jedoch die Schwierigkeit der Separation der Katalysator-Partikel im kontinuierlichen Betrieb.
  • Kommerziell sind es nur die mechanisch bewegten Raktoren, die bei der Hydrierung von Doppelbindungen in Ölen aus Baumwollsamen, Sojabohnen, Mais, Sonnenblumen, etc. eingesetzt werden. Wenn man einen Nickel-Katalysator einsetzt, umfassen die Produkte Margarine, Backfett, Seife und Fette. Die Auswahl des Reaktors basiert auf dem geringen Ausbreitungsvermögen und den hohen Viskositäten der fettigen Öle. Aufgrund der vollständig katalysatorfreien Produkte ohne Filterung wurde ein Festbettbetrieb vorgeschlagen. Eine Anzahl von anderen Hydrierungsreaktionen werden ebenfalls in bewegten Reaktoren durchgeführt, d. h. die Hydrierung von Nitro-Derivaten.
  • Der Betrieb von Blasensäulen Breireaktoren ist einfach, da bewegte Teile vermieden werden. Kombiniert mit dem geringen Ausbreitungswidestand und der effizienten Wärmeübertragung sind die Reaktoren attraktiv für viele industrielle Prozesse. Eine Fest-Flüssig-Separation wird normalerweise jedoch in sorgfältig ausgearbeiteten Filter- und Setzungssystemen außerhalb des Reaktors durchgeführt. Der Katalysatorbrei muß dem Reaktor wieder zugeführt werden, manchmal durch den Einsatz einer Breipumpe. Daher können bei dem kontinuierlichen Betrieb von Blasensäulen-Breireaktoren erhebliche·Probleme auftreten.
  • Da die Weltölreserven schwinden, wird es immer attraktiver, natürliches Gas als Energiequelle zu nutzen, wobei. Verfahren, um dieses zu höherwertigen Kohlenwasserstoff- Brennstoffen aufruwerten in ihrer Bedeutung zunehmen.
  • Es ist daher ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein kontinuierliches Verfahren zur Durchzuführung einer katalytischen Mehrphasenreaktion vorzusehen, das nicht die Nachteile des Standes der Technik zeigt.
  • Es ist insbesondere Gegenstand der Erfindung, ein derartiges Verfahren vorzusehen, welches für den Einsatz bei der Umwandlung von natürlichem Gas über synthetisches Gas in Diesel- Kraftstoff Zeit ist.
  • Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren für die Durchführung einer kontinuierlichen, katalytischen Mehrphasenreaktion vorgesehen, bei welcher das Produkt zumindest eine flüssige Komponente umfaßt und der Katalysator ein fein getrennter Feststoff ist, wobei das Verfahren umfaßt: Einführen der Reaktanden in eine Aufschlämmung von Reaktanden, Produkt und Katalysator in einen Reaktorbehälter, Trennung des flüssigen Produkts vom Rest der Aufschlämmung mittels eines Filterelements; und Halten der Aufschlämmung in einem Zustand konstanter Bewegung durch Einführung gasförmiger Komponenten in die Aufschlämmung in Form eines Stroms von Blasen; charakterisiert durch Erzeugung eines Hauptdruckdifferentials von 1 bis 100 mbar über das Filterelement und Erzeugung von Fluktuationen oder Oszillationen um das Hauptdruckdifferential; und bei welchem ein Gasraum über der Aufschlämmung mit dem Filtrat oder irgendeinem Gasraum oberhalb des Filtrats in Verbindung steht, und zwar zusätzlich zu irgendeiner Verbindung über die Aufschlämmung selbst.
  • Ein derartiges Verfahren ist relativ einfach aber effektiv. Der Schritt der Separation, der normalerweise als besonders problematisch angesehen wird, wird ohne unnötige Komplikationen sowie unter geeigneten Betriebsbedingungen erreicht, wobei das Filterelement selbstreinigend ist.
  • Die Redaktionsteilnehmer können CO und H&sub2; sein, z. B. aus der Umformung von Methan. Die Reaktion kann dann eine katalytische Umwandlung durch eine Fischer-Tropsch-Synthese sein, die Methanol und höhere Kohlenwasserstoffe produziert.
  • Vorzugsweise umfassen die gasförmigen Komponenten irgendeinen gasförmigen Reaktionsteilnehmer. Vorzugsweise wird der Brei durch die Gasblasen in einem turbulenten Zustand gehalten.
  • Vorzugsweise wird ein Druckdifferential durch das Anlegen eines Überdruckes an die Breiseite des Filterelementes erzeugt und/oder durch das Anlegen eines negativen Druckes an die Produktseite (Filtrat) des Filterelementes. Vorzugsweise erreicht man das Druckdifferential zumindest teilweise durch das Halten des Breis auf einer Höhe oberhalb der Höhe des Produktes auf der Filtratseite des Filterelementes, mit Hilfe einer Konstanthöhe- Einrichtung auf der Filtratseite des Filterelementes. Das Druckdifferential sollte man nicht über eine relativ niedrige maximale Grenze steigen lassen, da die Filtereinheit andererseits zur Verstopfung neigen würde. Eine Verbindung zwischen dem Raum oberhalb des Breis und dem Raum oberhalb des Filtrates vermeidet den Aufbau von Druckdifferentialen über demjenigen, welches mit dem hydrostatischen Druck korrespondiert.
  • Die Druckfluktuationen oder-oszillationen können auf unterschiedliche Weise erzielt werden. Die Druckfluktuationen oder-oszillationen können durch eine turbulente Bewegung des Breis in dem Reaktor durchgeführt werden und/oder durch Gasblasen, die an der Außenseite des Elementes aufsteigen, die selbst turbulente Strombedingungen erzeugen können. Dies kann eventuell durch Resonanzeffekte auf das Filtrat übertragen oder verbessert werden, und zwar durch eine Verbindung zwischen dem Gasvolumen oberhalb des Breis und dem Gasvolumen oberhalb des Filtrates.
  • Der Wert der Druckfluktuation kann im Bereich des Druckdifferentiales liegen, beispielsweise zwischen 10 und 200% des Druckdifferential. Der tatsächliche Wert des Druckdifferentiales reicht von 1 bis 1000 mBar, vorzugsweise 2 bis 50 mBar. Sehr gute Arbeitsergebnisse können im Bereich von 2 bis 10 mBar erzielt werden, im Falle einer Fischer-Tropsch Umwandlung von synthetischem Gas in Kohlenwasserstoffprodukte.
  • Das Filterelement besitzt vorzugsweise die Form einer Filtereinheit, welche intern die Filtratzone definiert und die ein Filterelement einschließt, welches das Filtrat von dem Brei trennt. Vorzugsweise ist das Filterelement im wesentlichen zylindrisch und hat eine im wesentlichen vertikale Achse während der Benutzung, obwohl sie bis zu 10º oder sogar 30º zu der Vertikalen geneigt sein kann. Das Material des Filterelementes und der Katalysator sind vorzugsweise so ausgewählt, daß die maximale Bohrungs- oder Porengröße des Filterelementes im selben Größenbereich liegt, wie die Partikelgröße des Katalysators, wobei die Partikelgröße vorzugsweise nicht geringer als die Hälfte der Porengröße ist. Es wäre jedoch möglich, daß die Partikelgröße des Katalysators größer ist, als die maximale Porengröße, wobei die Porengröße im selben Bereich liegt oder geringer ist.
  • Die Erfindung erstreckt sich auch auf ein Verfahren der Umwandlung von natürlichem Gas (Methan) in höhere Kohlenwasserstoff-Brennstoffe, welches zunächst die Spaltung des Methan einschließt, um Kohlenmonoxid und Wasserstoff zu erzeugen, die Unterziehung des CO und H&sub2; unter eine katalytische Umwandlung durch eine Fischer-Tropsch-Synthese, wobei das oben genannte Verfahren eingesetzt wird, um höhere Kohlenwasserstoff-Brennstoffe zu bilden, wie flüssige Paraffinwachse, und darauf folgend die Trennung und/oder Spaltung dieser Produkte, um den gewünschten Bereich von Kohlenwasserstoffen zu produzieren. Der Mechanismus der Fischer-Tropsch-Synthese ist wahrscheinlich recht kompliziert, aber die Bildung von Kohlenwasserstoffen kann wie folgt zusammengefaßt werden:
  • nCO + (2n+1)H&sub2; - CnH2n+2 + nH&sub2;O
  • Ein bevorzugter Katalysator und ein Verfahren ist in EP-A-313375 beschrieben.
  • Wenn Diesel-Kraftstoff auf diese Weise hergestellt wird, ist er dem herkömmlichen Diesel bezüglich seiner Qualität und Eigenschaften bei weitem überlegen. Erstens enthält er keinen Schwefel oder Aromen, was vom Standpunkt der Umwelt wichtig ist. Zweitens hat er eine sehr hohe Cetanzahl und kann daher mit Teilen von Diesel mit geringerer Qualität vermischt werden, um ein Produkt zu erhalten, welches Premiumbereich-Standards erfüllt. Drittens enthält er im wesentlichen keine schädlichen Mischungen, die bei der Verbrennung Ruß erzeugen und benötigt weniger Zusätze für den problemfreien Einsatz bei niedrigen Temperaturen.
  • Die Erfindung kann auf unterschiedliche Art und Weise ausgeführt werden und einige Ausführungsformen werden nun beispielhaft mit Bezug auf die beigefügten Zeichnung beschrieben, darin zeigt:
  • Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch einen Dreiphasen-Breireaktor zur Ausführung eines Verfahrens in Übereinstimmung mit der Erfindung;
  • Fig. 2 einen vereinfachten schematischen Schnitt durch einen Teil eines Reaktors, der ein alternatives System zur Erreichung der Fluktuationen im Druck zeigt;
  • Fig. 3, 4 und 5 Ansichten ähnlich der Fig. 2, die drei Arten der Einstellung des Druckdifferentiales über das Filterelement zeigen.
  • Fig. 6 und 7 Ansichten ähnlich den Fig. 3 bis 5, die zwei weitere Varianten zeigen. Der Reaktionskessel 11 in Fig. 1 umfaßt ein äußeres Gehäuse 12, welches den Reaktorkessel 11 definiert und innerhalb des Gehäuses 12 eine Filtereinheit 13. Das Gehäuse 12 hat einen Gaseinlaß 14 am Boden, der im Falle eines Prozesses zur Umwandlung von synthetischem Gas den Einlaß für die Redaktionsteilnehmer bilden würde. Oberhalb des Gaseinlaß 14 ist eine Gasabgabeeinrichtung wie z. B. eine Gasdurchlässige Platte 15 vorgesehene, die den Brei 16 in dem Reaktorkessel 11 hält, und an der Spitze des Gehäuses 12 ein Gasauslaß 17. Der Gasauslaß 17 wird durch eine Drossel oder ein Ventil 18 gesteuert. Das Gehäuse hat auch einen Einlaß 19 und einen Auslaß 21 für den Brei.
  • Die Filtereinheit 13 umfaßt ein im wesentlichen vertikales, zylindrisches Filterelement 22 in Kontakt mit dem Brei 16. Das Filterelement hat die Form einer feinmaschigen Scheibe, obwohl es alternativ spiralig gewundene Metallgewinde, gesinterte Metallpartikel oder eng beabstandete, feine vertikale Gewinde umfassen kann. Es beherbergt eine Konstanthöhe- Einrichtung in der Form einer vertikalen Röhre 23, die unterhalb der Spitze der Filtereinheit 13 endet. Die Röhre 23 führt zu einem Filtratauslaß 24, der wiederum zu einem Sammler 25 und zu einem Auslaßventil 26 führt. Eine Röhre 27 erstreckt sich von dem Raum 28 innerhalb der Filtereinheit 13 oberhalb der Spitze der Röhre 23 zu dem Raum 29 innerhalb der Spitze des Reaktors 11 oberhalb des Filtrates 16. Eine Öffnung 31 in der Röhre 27 verbindet die zwei Räume 28, 29.
  • Während des Betriebes werden gasförmige Reaktionsteilnehmer über den Einlaß 14 und die Platte 1 S in den Reaktorkessel 11 eingeführt. Die Reaktionsteilnehmer bilden Blasen in dem Brei 16, die nach oben über die Filtereinheit 13 hinaus steigen. Der Brei 16 besteht aus einer flüssigen Phase der Redaktionprodukte und einem Katalysator in fein getrennter Form.
  • Die gasförmigen Reaktionsteilnehmer reagieren, wenn sie den Katalysator berühren, wodurch sie zu den Produkten in dem Brei beitragen.
  • Zur selben Zeit gehen die Produkte durch das Filterelement 22, um ein Produktflltrat 32 zu bilden, welches frei von Katalysator ist. Alle gasförmige Produkte und nichtreagierten Reaktionsteilnehmer können durch den Auslaß 17 abgeführt und daraufhin behandelt und/oder wiederverwertet werden. Das Produktflltrat 32 verläßt die Filtereinheit 13 über die Konstanthöhe-Einrichtung 23 und den Auslaß 24 und wird in dem Sammler 25 für eine reguläre, kontinuierliche oder periodische Abfuhr gesammelt.
  • Der Unterschied in der Höhe zwischen dem Brei 16 und dem Produktflltrat 32, welcher durch die Konstanthöhe-Einrichtung bestimmt wird, führt zu einem Druckdifferential über das Filterelement 22. Dieses hilft, um das flüssige Produkt durch das Filterelement 22 zu transportieren.
  • Man könnte unter diesen Bedingungen erwarten, daß der Katalysator das Filterelement verstopfen würde, was, wie man herausgefunden hat, nicht der Fall ist, vorausgesetzt daß das Druckdifferential nicht zu goß ist. Das Einführen der Redaktionsteilnehmer zusammen mit der Verbindung der Gasräume 28, 29 und die allgemeinen turbulenten Bedingungen in dem Reaktorkessel 11 kombinieren sich, um Fluktuationen in dem Druckdifferential über das Filterelement 22 zu erzeugen. Dies führt andererseits zu Fluktuationen in dem Flüssigkeitsstrom durch das Filterelement 22, was zu einem Anti-Verstopfungseffekt führt. Dieser kann durch die Bewegung der Gasblasen über die Oberfläche des Filterelementes 22 hinaus verbessert werden.
  • Eine alternative Ausführung außerhalb des Bereichs der Erfindung ist in Fig. 2 gezeigt. In diesem Fall hat die Filtereinheit 41 keine Röhre 27, welche den Raum 28 mit dem Raum 29 in dem Reaktor (nicht gezeigt) verbindet. Stattdessen ist eine Anordnung 42 aus Zylinder und Kolben mit dem Raum 28 verbunden. Durch ein Hin- und Herbewegung des Kolbens wird ein pulsierender Druck erzeugt, der zu den gewünschten Fluktuationen in dem Druckdifferential über das Filterelement 22 führt. Diese Anordnung kann natürlich im Zusammenhang mit der in Fig. 1 gezeigten Ausführung eingesetzt werden. Eine Verbindung zwischen den Kolben über dem Brei und dem Filtrat kann durch eine (nicht gezeigte) Röhre vorgesehen sein, die eine Begrenzung oder Drossel hat, welche die Übertragung von Druckpulsen an den Raum über dem Brei begrenzt, der andernfalls dazu geneigt hätte, den eigentlichen Effekt des hin- und hergehenden Kolbens zu eliminieren. Die Röhre würde trotzdem das statische Druckdifferential steuern und diese Variante würde dann innerhalb des Bereichs der Erfindung sein.
  • Die Konstanthöhe-Einrichtung 23 kann einstellbar gemacht sein, um einen Grad von Steuerung über das Druckdifferential über das Filterelement 22 vorzusehen. Drei Arten auf die dies erreicht werden kann, sind in den Fig. 3, 4 und 5 gezeigt.
  • In der Filtereinheit 51 der Fig. 3 sind sowohl die vertikale Röhre 52 und das Rohr 53 gleitend bezüglich der Filtereinheit 51 montiert. Bei der Filtereinheit 61 nach Fig. 4 ist die vertikale Röhre 62 gleitend befestigt aber das Rohr 63 ist bezüglich der Filtereinheit 61 fixiert. In der Filtereinheit nach Fig. 5 ist das Rohr 73 fixiert und die vertikale Röhre 72 ist gleitend innerhalb einer fixierten Hülle 74 befestigt. Auf diese Weise bleibt die Höhe des Filtrates 32 bezüglich der Filtereinheit 71 fest, während sie angehoben oder abgesenkt wird.
  • Die in den Fig. 3 bis 5 gezeigten Varianten können mit jeder der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungen kombiniert werden.
  • In dem in Fig. 6 gezeigten Reaktor 81 hat der Auslaß 84 aus der Filtereinheit 83 eine nach oben gerichtete Schleife 85, um sicherzustellen, daß die Filtereinheit 83 mit Flüssigkeit gefüllt ist. In dem in Fig. 7 gezeigten Reaktor 91 ist eine Röhre 97 vorgesehen, die den Gasraum in dem Reaktor mit dem Filtrat verbindet. Der Auslaß 94 erstreckt sich zu dem Boden der Filtereinheit 93 wobei eine optionale Verbindung 36 zwischen dem Auslaß 94 und dem Raum in dem Reaktor vorgesehen ist.
  • Diese Verbindung 96 würde dazu neigen, jeglichen Siphoneffekt zu vermeiden und in dem Filtrat verbleibendem Gas zu ermöglichen, zu entweichen.
  • In all den dargestellten Ausführungsformen könnten die Geometrien des Reaktors, die Verbindungseinrichtungen (d. h. die Röhre 27) und der Filtratbereich in Größe sowie dahingehend verändert werden, um die Druckfluktuation durch eine Ausnutzung der Resonanzartigen Effekte zu optimieren.
  • Die Erfindung wird nun weitergehend in den folgenden Beispielen illustriert, die in einem Labormaßstab durchgeführt wurden.
    • Beispiel I
  • Eine Edelstahlröhre mit einem Durchmesser von 4,8 cm und einer Höhe von ungefähr 2 Metern wurde mit einer Kohlenwasserstoffflüssigkeit und einem feinen, pulverförmigen Katalysator gefüllt. Die Röhre wurde als Brei-Blasensäule mit Gasblasen durch den Brei betrieben. Eine Filtereinheit wurde in dem oberen Teil des Reaktors angeordnet.
  • Eine Filtereinheit war aus einem Metallzylinder aus gesintertem Sika Edelstahl Typ R20 der Firma Pressmetall Krebsöge GmbH gemacht. Die Filtereinheit hatte einen Außendurchmesser von 2,5 cm, eine Höhe von 24 cm und eine durchschnittliche Porengröße von 20 mm.
  • In diesem speziellen Experiment war der Reaktor mit einem Brei gefüllt, bestehend aus einer Poly α-olefin Flüssigkeit und ungefähr 10 Gew.-% eines feinen, pulverförmigen Cobalt-auf- Aluminium-Katalysators. Die Partikelgröße reichte von 30 bis 150 mm. Der Katalysator wurde durch Gas, welches in Blasen durch die Flüssigkeit stieg, schwebend gehalten. Das Gas war eine Mischung aus H&sub2;, CO und N&sub2; in variierender Komposition und wurde mit einer Oberflächengasgeschwindigkeit von 4 cm/s zugeführt. Die Temperatur in dem Reaktor betrug 230ºC und der Druck betrug 30 bar (3 · 10&sup6; Pa).
  • Die Höhe des Filtrates innerhalb des Breis wurde auf ungefähr die halbe Höhe innerhalb des Ventiles eingestellt.
  • Die durch die Fischer-Tropsch-Reaktion gebildete Flüssigkeit in dem Reaktor wurde durch die Filtereinheit entzogen. Zusätzlich wurde eine poly α-olefin-Flüssigkeit, die dem Reaktor zugeführt worden war, ebenfalls durch die Filtereinheit entzogen. Das Entziehen der Flüssigkeit variierte von 320 bis 2,5 g/h, abhängig von der Bildungsrates des flüssigen Produktes und der Zuführrate der Kohlenwasserstoffflüssigkeit. Das Experiment dauerte ungefähr 400 Stunden und es wurde eine Gesamtmenge an Flüssigkeit von 30 Litern durch die Filtereinheit entzogen. Die Höhe der Flüssigkeit in dem Reaktor war während des Experimentes konstant und keine Farbe, welche die Anwesenheit von festen Partikeln anzeigt, konnte in der Flüssigkeit beobachtet werden.
    • Beispiel II
  • Eine Glasröhre mit einem Durchmesser von 22 cm und einer Höhe von 2,5 m wurde mit Kohlenwasserstoffflüssigkeit (Monsanto Wärmeübertragungsflüssigkeit, MCS 2313) und einem feinen Aluminiumpulver (durchschnittlicher Partikeldurchmesser ungefähr 75 mm) gefüllt. Der Gehalt an Aluminium betrug ungefähr 15 Gew.-%. Die Röhre wurde als Brei- Blasensäule (SBC) mit Gasblasen durch den Brei betrieben. Ein Filterelement ohne ein Verbindungsrohr zwischen dem Gasvolumen oberhalb der Breiphase und dem Gasvolumen oberhalb der Produktphase wurde in dem oberen Teil der SBC angeordnet. Das Filterelement war aus einem gesinterten Metallzylinder- aus Sika fil 10 Edelstahl der Firma Sintermetallwerk Krebsöge GmbH gemacht. Der Sinterzylinder hatte eine Außendurchmesser von 2,5 cm, eine Höhe von 20 cm und eine durchschnittliche Porengröße von 10 mm.
  • In diesem speziellen Experiment war die Höhe des Breis auf die Spitze des Sinterzylinders gesetzt. Die Druckamplitude in der SBC wurde mit 6 mBar gemessen, der Druckabfall über die Sintermetallwand betrug ungefähr 3 bis 4 mBar (300 bis 400 Pa). Die Temperatur in dem Brei betrug 20ºC, der Druck betrug 1 bar (10&sup5; Pa) und die Gasgeschwindigkeit betrug ungefähr 6 cm/s.
  • Zu Beginn des Experiment betrug der Strom des Filtrates durch den Sinterrrietallzylinder ungefähr 1000 Liter pro Minute. Nach 4 Stunden wurde der Strom auf Grund der Verstopfung der Sintermetallwand auf der Breiseite auf Null reduziert.
  • Als ein ähnliches Experiment in einem Apparat durchgeführt wurde, bei dem eine Verbindung zwischen den Gasvolumina durch ein Stück Röhre vorgesehen war, das als Verbindungsrohr diente, wurde die ursprüngliche Strömungsrate im wesentlichen während des Experimentes auf der selben Höhe gehalten.

Claims (9)

1. Verfahren zur Durchführung einer kontinuierlichen katalytischen Mehrphasenreaktion, bei welcher das Produkt zumindest eine flüssige Komponente beinhaltet und der Katalysator ein fein verteilter Feststoff ist, wobei das Verfahren umfaßt:
Einführen der Reaktanden in eine Aufschlämmung (16) von Reaktanden, Produkt und Katalysator in einen Reaktorbehälter (11); Trennung des flüssigen Produkts (32) vom Rest der Aufschlämmung (16) mittels eines Filterelements (13); und Halten der Aufschlämmung (16) in einem Zustand konstanter Bewegung durch Einführung gasförmiger Komponenten in die Aufschlämmung (16) in Form eines Stroms von Blasen; charakterisiert durch Erzeugung eines Hauptdruckdifferentials von 1 bis 1000 mbar über das Filterelement (13) und Erzeugung von Fluktuationen oder Oszillationen um das Hauptdruckdifferential;
und bei welchem ein Gasraum (29) über der Aufschlämmung (16) mit dem Filtrat (32) oder irgendeinem Gasraum (28) oberhalb des Filtrats (32) in Verbindung steht und zwar zusätzlich zu irgendeiner Verbindung über die Aufschlämmung selbst.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gasförmigen Komponenten irgendwelche gasförmigen Reaktanden beinhalten.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufschlämmung (16) in einem turbulenten Zustand durch die Gasblasen gehalten wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufschlämmung (16) auf einem Niveau oberhalb des Niveaus des Produkts (32) auf der Filtratseite des Filterelements (13) mittels einer Einrichtung zur Aufrechterhaltung eines konstanten Niveaus auf der Filtratseite des Filterelements (13) gehalten wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluktuationen oder Oszillationen durch die turbulente Bewegung der Aufschlämmung (16) verursacht werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluktuationen oder Oszillationen durch Aufbringung eines pulsierenden Drucks auf das Gasvolumen (28) oberhalb des Filtrats (32) erreicht werden.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptdifferenzdruck weniger als 500 Pa ist.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Fluktuationen oder Oszillationen im Bereich von 10% bis 200% des Hauptdruckdifferentials sind.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktanden CO und H&sub2;, der Katalysator ein Fischer-Tropsch-Katalysator und die Produkte Methanol und höhere Kohlenwasserstoffe sind.
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