Ein Mantelrohrreaktor ist ein Festbettreaktor, der die Mög- lichkeit bietet, zwischen dem in dem Festbett reagierenden Prozeßgasgemisch noch innerhalb des Festbetts wie auch zwi- schen dem Festbett selbst und einem separaten Wärmeträger ei- nen Wärmeaustausch herbeizuführen. Dabei kann die Reaktion prinzipiell sowohl eine endotherme wie auch eine exotherme sein. Das Festbett-im wesentlichen ein granularer Katalysa- tor-befindet sich in den Rohren (Reaktionsrohren) eines all- gemein vertikal angeordneten Reaktionsrohrbündels, deren beide Enden abgedichtet in Rohrböden festgelegt sind und die inner- halb eines das Rohrbündel umgebenden Reaktormantels von dem Wärmeträger umspült werden. Das Prozeßgasgemisch wird den Roh- ren über eine den betreffenden Rohrboden überspannende Reak- torhaube zu-und ebenso über eine den anderen Rohrboden über- spannende Reaktorhaube abgeführt. Der Wärmeträger-häufig ein Salzbad-wird mittels einer Umwälzpumpe umgewälzt und von ei- nem Wärmetauscher je nach der Art des Reaktionsprozesses er- wärmt bzw. gekühlt. Pumpe wie Wärmetauscher liegen heutzutage gewöhnlich außerhalb des Reaktormantels. Entsprechend tritt der Wärmeträger in der Nähe eines Rohrbodens in den Reaktor- mantel ein und in der Nähe des anderen Rohrbodens aus ihm aus.

Zur Erzielung eines bestimmten, für die Reaktion wünschenswer- ten Temperaturprofils entlang den Reaktionsrohren können sich Ein-und/oder Austrittsstellen für den Wärmeträger auch noch in dazwischenliegenden Ebenen des Reaktormantels befinden.

Um für sämtliche Rohre des Reaktors-ein moderner Mantelrohr- reaktor kann bis zu 30000 Rohre oder mehr enthalten-im In- teresse eines einheitlichen Reaktionsablaufs und damit einer hohen Ausbeute und guten Selektivität des Reaktionsprodukts ein möglichst gleiches Temperaturprofil zu erhalten, kommt es darauf an, Temperaturunterschiede im Wärmeträger innerhalb des Reaktormantels klein zu halten und vor allem möglichst gleiche Anströmverhältnisse für alle Rohre zu schaffen. Zu diesem Zweck hat man für die Zu-und Abfuhr des Wärmeträgers zum bzw. aus dem Reaktormantel diesen umgebende Ringkanäle geschaffen, die mit dem Mantelinneren über einen Kranz von Fenstern in Verbindung stehen. Unterstützend sind im Mantelinneren gewöhn- lich mancherlei strömungsbeeinflussende Einbauten, wie Vertei- ler-und/oder Umlenkbleche, vorgesehen. Spezielle Ausgestal- tungen solcher Einbauten und weitere Maßnahmen im gleichen Sinn bilden den Gegenstand der parallelen Patentanmeldung PCT/EP02/14187"Mantelrohrreaktor für katalytische Gasphasen- reaktionen"der gleichen Anmelderin.

Temperaturunterschiede im Wärmeträger können prinzipiell durch eine hohe Strömungsgeschwindigkeit desselben innerhalb des Re- aktors kleingehalten werden, doch setzt dem die dafür erfor- derliche Pumpenleistung Grenzen.

Ringkanäle an Mantelrohrreaktoren sind beispielsweise aus DE- A-1 601 162 bekannt. Bekannt ist ebenfalls (vergl. etwa EP 1 080 780 und EP 1 080 781), Größe, Abstände und/oder Anord- nung der Fenster an Ringkanälen entsprechend dem im Ringkanal auftretenden Druckprofil zu variieren. DE-A-34 09 159 lehrt därüber hinaus, jeden Ringkanal mit mehreren über den Reakto- rumfang verteilten Pumpen zu verbinden. Gemäß DE-A-43 26 643 können die Ringkanäle einen sich von der jeweiligen Pumpenan- schlußstelle hinweg verringernden Querschnitt aufweisen, um so die Strömungsverhältnisse im Ringkanal im Hinblick auf die durch die Fenster abgeführten bzw. hinzutretenden Teilmengen zu vergleichmäßigen. Des weiteren kann ein wärmeträgerein- trittsseitiger Ringkanal gemäß DE 100 24 342 A1 durch eine ho- rizontale Trennwand in zwei übereinanderliegende, jeweils für sich, mit dem Reaktorinneren kommunizierende Bereiche aufge- teilt sein, die über steuerbare Öffnungen miteinander in Ver- bindung stehen. Indessen sind die betreffenden Maßnahmen, sei es in puncto Herstellbarkeit, sei es in puncto Effizienz, noch ergänzungsfähig.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Rentabilität von Ringkanälen an Mantelrohrreaktoren weiter zu verbessern.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß in erster Linie mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche ge- ben daran anknüpfend vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten und Weiterbildungen an.

Durch die betreffenden strömungsbeeinflussenden Mittel erhält der Ringkanal eine zusätzliche Funktion. Sofern sie in Gestalt von Leitflächen vorliegen, wird-in der Sprache des Turbinen- bauers-eine Art Leitrad geschaffen, durch das die Wärmeträ- gerströmung über den gesamten Reaktorumfang hinweg vektormä- ßig, d. h. hinsichtlich Richtung und Größe, optimal einstellbar ist. Auf diese Weise lassen sich geringere Drosselverluste er- zielen. Dazu noch läßt sich besser und genauer eine gewünschte Verteilung des Wärmeträgers über den Reaktorumfang erreichen.

Sofern die strömungsbeeinflussenden Mittel am wärmeträgerein- trittsseitigen Ringkanal in Gestalt eines Gitters auftreten, kann bereits für die äußersten Rohrreihen des Reaktionsrohr- bündels eine turbulente Strömung aber auch wiederum ein über den Umfang in gewünschter Weise regelmäßig verteilter Eintritt des Wärmeträgers erreicht werden. So oder So können durch ge- zielte Verteilung des Wäremträgers über den Umfang des Reakti- onsrohrbündels unterschiedliche Strömungswiderstände kompen- siert werden, wie sie durch in verschiedenen radialen Achs- richtungen unterschiedliche Rohrdeckungen (Rohre miteinander fluchtend bzw. mehr oder weniger gegeneinander versetzt) her- vorgerufen werden. Näheres hierzu ist der vorgenannten paral- lelen Patentanmeldung PCT/EP02/14187"Mantelrohrreaktor für katalytische Gasphasenreaktionen"zu entnehmen.

Nachfolgend werden vorteilhafte Ausführungsbeispiele und Wei- terbildungen der Erfindung anhand der Figuren genauer be- schrieben. Von diesen zeigt : Fig. 1 einen etwas schematischen Längsschnitt durch einen Mantelrohrreaktor mit Ringkanälen, Fig. 2 einen Querschnitt durch den Mantel eines Mantelrohrre- aktors in Höhe des wärmeträgereintrittsseitigen Ringkanals samt Umwälzpumpe und Wärmetauscher, Fig. 3 und Fig. 4 jeweils einen Querschnitt ähnlich Fig. 2, jedoch mit Leitflächen in Gestalt von Schaufeln an bzw. zwi- schen den Mantelfenstern eines Ringkanals, Fig. 5, Fig. 6 und Fig. 7 verschiedene Schaufelformen an den Mantelfenstern eines Ringkanals, Fig. 8 einen Querschnitt durch einen wärmeträgereintrittssei- tigen Ringkanal mit eingebautem Mischer, Fig. 9 einen Querschnitt durch einen wärmeträgereintrittssei- tigen Ringkanal mit Mischer, wobei der Ringkanal durch eine im wesentlichen horizontale Wand in zwei übereinander herlaufende Abschnitte unterteilt ist, Fig. 10 einen Querschnitt durch einen ähnlich unterteilten Ringkanal mit Mischer, wobei der Mischer jedoch reaktorinnen- seitig angeordnet ist, Fig. 11, Fig. 12 und Fig. 13 jeweils ein Schema eines Mantel- rohrreaktors mit zwei daran angeschlossenen Umwälzpumpen, Fig. 14 einen Querschnitt ähnlich demjenigen von Fig. 2, wobei der Ringkanal jedoch durch eine exzentrische kreiszylindrische Wand von der Wärmeträgereintrittsstelle weg verjüngt ist, Fig. 15 einen Querschnitt ähnlich demjenigen von Fig. 14, wo- bei jedoch der Ringkanal selbst exzentrisch in bezug auf den Reaktormantel angeordnet ist, Fig. 16 ein Detail eines Querschnitts ähnlich demjenigen von Fig. 15 im Eintrittsbereich des Wärmeträgers, Fig. 17 ein Detail eines Querschnitts ähnlich Fig. 16, jedoch mit anders gestaltetem Wärmeträgereintrittsbereich, Fig. 18 einen Querschnitt ähnlich Fig. 2 mit einem unsymme- trisch abgeteilten Ringkanal, Fig. 19 ein Detail eines Längsschnitts eines doppelwandigen Reaktormantels mit zwischen dessen beiden Wänden angeordnetem Ringkanal, Fig. 20 ein Detail eines Längsschnitts eines Reaktormantels mit innenliegendem Ringkanal, Fig. 21 eine Darstellung ähnlich Fig. 1 des oberen Abschnitts eines Mantelrohrreaktors mit einer einen innenliegenden Ring- kanal über einen Verteilungskanal von außen her speisenden ringförmigen Rohrleitung, Fig. 22a) und b) einen Querschnitt bzw. ein Detail eines Längsschnitts eines Ringkanals mit einem eine Dehnfuge bilden- den durchgehenden Fenster, Fig. 23a) und b) einen Querschnitt bzw. ein Detail eines Längsschnitts eines Ringkanals mit einer durch individuelle Fenster hindurchlaufenden Dehnfuge, Fig. 24a) und b) einen Querschnitt bzw. ein Detail eines Längsschnitts eines Ringkanals mit unterhalb der Fenster ver- laufender Dehnfuge, Fig. 25 einen Querschnitt eines Ringkanals mit Dehnfuge, der durch ein hindurchreichendes Trennblech in zwei übereinander- liegende, quasi-selbständige Ringkanäle unterteilt ist, und Fig. 26 einen abgebrochenen Reaktorlängsschnitt der die Ab- stützung eines Mantelrohrreaktors vermittels Ringkanäle durch- setzender Streben erkennen läßt.

Fig. 1 zeigt einen Mantelrohrreaktor 2 mit einem von einem zy- lindrischen Reaktormantel 4 umgebenen aufrechtstehenden, ring- förmigen Reaktionsrohrbündel 6, dessen Rohre (Reaktionsrohre) 8 an beiden Enden abdichtend in Rohrböden 10 und 12 gehalten sind. Über beide Rohrböden erstrecken sich Reaktorhauben 14 bzw. 16 zur Vermittlung des Ein-und Austritts des in den Roh- ren 8 reagierenden Prozeßgases.

Ein jedes der Rohre 8 ist zum wesentlichen Teil mit einem (nicht gezeigten) körnigen Katalysator gefüllt und wird von einem (gleichfalls nicht gezeigten) Wärmeträger-zumeist ei- ner Salzschmelze, zuweilen aber auch Wasser oder einem anderen flüssigen Wärmeträger-umspült, der durch eine außerhalb des Reaktormantels 4 angeordnete Umwälzpumpe (nicht gezeigt) durch den Reaktormantel 4 hindurch umgewälzt wird und dabei im Haupt-oder Nebenschluß zu der Umwälzpumpe einen Wärmetauscher (Heizung oder Kühler) durchläuft.

Die Zuführung und Abführung des Wärmeträgers zu dem Reaktor- mantel 4 bzw. von diesem erfolgt über Ringkanäle 18 und 20 in der Nähe der Rohrböden 10 und 12. Um dem Wärmeträger in bezug auf das Rohrbündel 6 einen im wesentlichen quergerichteten, d. h. radialen Strömungsverlauf zu geben, der in den meisten Fällen schon aus Gründen des besseren Wärmeaustauschs zwischen Wärmeträger und Rohren 8 vorzuziehen ist, befinden sich inner- halb des Reaktormantels 4 in Ebenen zwischen den Ringkanälen 18 und 20 miteinander abwechselnde ring-und scheibenförmige Umlenkbleche 22 bzw. 24, durch die die Rohre 8 zumindest größ- tenteils hindurchtreten. Die Umlenkbleche 22 und 24 können, wie gezeigt, Teilstromöffnungen 26 aufweisen, durch die Teil- ströme des Wärmeträgers hindurchtreten, um so an allen Rohren 8 möglichst gleiche Anströmverhältnisse zu schaffen.

Im ganzen gesehen tritt der Wärmeträger in dem gezeigten Bei- spiel von unten nach oben, d. h. gegensinnig zu dem Reaktions- gas, durch den Reaktor 2 hindurch, doch ist auch eine gleich- sinnige Strömung denkbar und zuweilen angebracht, ebenso wie das Reaktionsgas von oben nach unten oder von unten nach oben durch den Reaktor hindurchtreten kann.

Fig. 2 zeigt einen horizontalen Querschnitt durch den Reaktor- mantel 4 innerhalb eines wärmeträgereintrittsseitigen Ringka- nals 30 ähnlich dem Ringkanal 20 aus Fig. 1. Die Innenwand 32 des Ringkanals 30 wird von dem Reaktormantel 4 gebildet, der für den Hindurchtritt des Wärmeträgers einen Kranz von Fen- stern 34 aufweist. Im gezeigten Beispiel ist der Ringkanal 30 am Wärmeträgereintritt durch ein vertikales Trennblech 36 un- terteilt, und beide so gebildeten Abschnitte 38 und 40 stehen über eine verzweigte Leitung 42 mit einer außerhalb des Reak- tors liegenden Umwälzpumpe 44 für den Wärmeträger in Verbin- dung, während die gegenüberliegende Seite des Ringkanals 30 über eine gemeinsame Leitung 46 mit einem ebenso außerhalb des Reaktors liegenden Wärmetauscher 48, z. B. Kühler, für den Wär- meträger verbunden ist. Auch dort kann ein Trennblech ähnlich dem Trennblech 36 vorteilhaft sein, um die Strömung zu stabi- lisieren.

Wie in EP 1 080 780 A1 ausgeführt, können die Fenster inner- halb ein und desselben Ringkanals in mancherlei Hinsicht vari- ieren, um den für jede Stelle optimalen Strömungsverhältnissen beim Durchtritt durch den Reaktormantel Rechnung zu tragen. So können die Fenster etwa in einer oder mehreren Reihen auftre- ten, wobei deren Größe, Kontur und/oder Abstand von Reihe zu Reihe wie auch über den Reaktorumfang variieren kann.

Wie ersichtlich, tritt der Wärmeträger aus dem Ringkanal 30, wo er gezwungen ist, in bezug auf den Reaktormantel 4 einen im wesentlichen tangentialen Verlauf zu nehmen, durch die Fenster 34 hindurch notwendigerweise mit starker radialer Komponente in den Reaktormantel ein. Gleiches gilt auch dann, wenn der Wärmetauscher, wie in manchen Fällen angewandt, im Nebenschluß zu der Umwälzpumpe 44 angeordnet ist und infolgedessen auf der der Pumpe gegenüberliegenden Seite des Ringkanals ein Austritt des Wärmeträgers fehlt. Da der Wärmeträger im Rohrbündel 6 des Reaktors 2 einen im wesentlichen radialen Verlauf nehmen soll, wäre es zweckmäßig, der Wärmeträgerströmung bereits beim Aus- tritt aus den Fenstern 34 einen in bezug auf die Reaktormit- telachse radial gerichteten Verlauf zu vermitteln. Beim wärme- trägeraustrittsseitigen Ringkanal, wie dem Ringkanal 18 nach Fig. 1, bestehen ähnliche Verhältnisse unter umgekehrter Strö- mungsrichtung. So oder so stellen die Fenster 34 Drosselstel- len für den Wärmeträger dar. Auf jeden Fall wird damit ein Energieverlust hinsichtlich der Strömung des Wärmeträgers her- vorgerufen, der durch die Leistung der Umwälzpumpe 44 wettzu- machen ist.

Erfindungsgemäß werden nun nach den Figuren 3 und 4 an den Fenstern 34 Strömungsleitmittel in Form von Leitflächen bil- denden Schaufeln 50,52 und 54 auf der Innen-und/oder Außen- seite des Reaktormantels 4 vorgesehen, welche die Umlenkung der Strömung unterstützen und verlustärmer gestalten. Außen- seitig, innerhalb des jeweiligen Ringkanals nehmen die betref- fenden Schaufeln 50 bzw. 54 eine in Flußrichtung des Wärmeträ- gers geneigte Lage ein, während die innenseitigen Schaufeln 52 nach Fig. 3 im wesentlichen radial gerichtet sind.

Die Figuren 5-7 lassen, stark vergrößert, verschiedene prak- tische Ausführungen vorbeschriebener Schaufeln für den wärme- trägereintrittsseitigen Ringkanal 30 erkennen. Während die Schaufeln 56 nach Fig. 5 eine Idealform besitzen, die zusammen mit den Seitenwänden 58 und 60 der Fenster 34 sich kontinuier- lich erweiternde düsenartig gestaltete Kanäle 62 bilden, stellt Fig. 6 mit aus Blech gefertigten, abgewinkelten Schau- feln 64 eine Näherungslösung dar. Fig. 7 schließlich zeigt zu- sätzlich zu den Schaufeln 64 aus Fig. 6 eine Mehrzahl durch das jeweilige Fenster 34 hindurchverlaufender Schaufeln 66, die neben einer mehr oder weniger kontinuierlichen Umlenkung eine Aufspreizung des in den Reaktormantel 4 eintretenden Wär- meträgerstromes bewirken. Die Schaufeln 64 können ebenso wie die Schaufeln 66 Teil eines Blechs 68 sein, das auf den Reak- tormantel 4 aufgeschweißt wird und sich im Falle einer Perfo- rierung sogar über die Fenster 34 hinwegerstrecken kann. Von derartigen"Gittern"wird an späterer Stelle von eingehender die Rede sein.

Fig. 8 zeigt eine Schaufel wie z. B. 64 oder 66 im Inneren ei- nes wärmeträgereintrittsseitigen Ringkanals 70, die zum einen an der unteren Kanalwand 72 ansteht, zum anderen, ggf. zusam- men mit weiteren Schaufeln, oberseitig durch ein Deckblech 74 abgedeckt ist, um so einen geschlossenen Strömungskanal zu bilden.

Vorzugsweise beträgt die Fensterhöhe das 0,05 bis 1,0-fache der verfügbaren Höhe, wie zum Beispiel der Ringkanalhöhe oder des Abstands zwischen Rohrboden und benachbartem Umlenkblech, und die Fensterbreite das 0, 1- bis 0,9-fache der Fenstertei- lung, wobei die Fensterteilung < 600 mm betragen wird.

Generell werden bereits bei der Bemessung eines Ringkanals Fensterquerschnitt und-geometrie der erfindungsgemäßen strö- mungsbeeinflussenden Mittel, wie z. B. Schaufeln oder Gitter, festgelegt. Allgemein versucht man, den Fensterquerschnitt möglichst groß zu machen. Dabei jedoch können alle oder auch nur einige der soeben angeführten Parameter über den Reakto- rumfang variiert werden.

Fig. 9 zeigt einen Mischer 78 innerhalb eines Ringkanals 80, der durch eine wendelförmig geneigte Trennwand 82 etwa nach Fig. 13 in zwei einander überlappende Abschnitte 84 und 86 un- terteilt ist. Selbstverständlich kann eine Anordnung ähnlich der in Fig. 9 gezeigten auch bei Verwendung einer etwa auf halber Wandhöhe liegenden horizontalen Trennwand 82 gemäß Fi- guren 11 und 12 Verwendung finden. Der Mischer 78 wird durch oberseitige und unterseitige Öffnungen 88 hindurch aus den beiden Abschnitten 84 und 86 gespeist und weist im Bereich der Fenster 34 des Ringkanals eine perforierte Wand 90 auf, die als Misch-, Strömungsverteilungs-und/oder Turbulenzgitter dienen und gewünschtenfalls mehrschichtig sein kann. Während ein Strömungsverteilungsgitter eine gewünschte Strömungsver- teilung oder auch-ausrichtung in axialer wie vor allem auch tangentialer Richtung des Reaktors herbeizuführen vermag, dient ein Turbulenzgitter vornehmlich dazu, dem Wärmeträger bereits bei seinem Eintritt in den Reaktor eine turbulente Strömung zu vermitteln. Genaueres hierzu findet sich in der bereits erwähnten parallelen Patentanmeldung PCT/EP02/14187 "Mantelrohrreaktor für katalytische Gasphasenreaktionen", wor- auf diesbezüglich verwiesen wird. Im einfachsten Fall kann die perforierte Wand 90 aus einem standardisierten Lochblech be- stehen.

Generell gilt, daß sich mit einer perforierten Wand oder Plat- te, wie zum Beispiel einem Lochblech, der Fensterquerschnitt in häufig wünschenswerter Weise vergrößern und damit die Zu- strömung zum Inneren des Reaktormantels vergleichmäßigen läßt.

Zudem wird damit stets die Ausbildung einer turbulenten Strö- mung begünstigt, d. h. beschleunigt, wie sie für die Rohran- strömung zur Erzielung eines guten Wärmeübergangs ausnahmslos Anwendung finden soll. Unter Umständen kann die Perforation auch anstelle individueller Fenster im Reaktormantel 4 vorge- sehen sein. Durch entsprechende Wahl der Lochgröße, des Lochabstands und ggf. auch der Lochrichtung hat man es in der Hand, gewünschtenfalls unterschiedliche Anströmverhältnisse vor allem entlang dem Reaktorumfang zu schaffen, wie solches in der bereits erwähnten parallelen Patentanmeldung PCT/EP02/14187"Mantelrohrreaktor für katalytische Gasphasen- reaktionen"näher dargelegt ist. Ansonsten können gleiche Lochgrößen, Lochabstände und dergl. wie auch gleiche Fenster- größen, Fensterabstände und dergl. dann Verwendung finden, wenn durch Variation des Ringkanalquerschnitts dafür Sorge ge- tragen ist, daß in allen Querschnitten des Ringkanals gleiche Strömungsgeschwindigkeiten herrschen. Anderenfalls können Druckunterschiede (statische wie dynamische) entlang dem Ring- kanal außer durch die Wahl der Fenstergeometrie auch durch die Wahl der Gitterparameter, soweit Gitter wie etwa perforierte Wände vorhanden sind, beziehungsweise durch Wahl der Schaufel- geometrie, wie zum Beispiel Dimension, Abstand, Neigung, Krüm- mung oder Profil, ausgeglichen werden.

Nach Fig. 10 ist bei einer Ausführung mit einander übergrei- fenden Ringkanalabschnitten 84 und 86 ein Mischer 92 nach Art eines Ringkanals, die jeweiligen Fenster 34 übergreifend, in- nenseitig am Reaktormantel 4 angebracht. Auch hier wieder kann der Austritt des Mischers von einem Gitter ähnlich der perfo- rierten Wand 90 gebildet werden. Ebenso können jedoch auch Schaufeln ähnlich etwa den Schaufeln 64 und/oder 66 aus Fig. 7 vorgesehen sein.

Fig. 11 zeigt ein Beispiel eines Mantelrohrreaktors 2 mit ein- ander übergreifenden Ringkanalabschnitten 84 und 86 am wärme- trägereintrittsseitigen wie auch am wärmeträgerausstrittssei- tigen Ringkanal 20 bzw. 18. Hier sind die beiden Ringkanäle an diametral einander gegenüberliegenden Stellen an zwei Umwälz- pumpen 44, dazwischenliegend jedoch an einen gemeinsamen Wär- metauscher 48 angeschlossen, der über ein zweckmäßigerweise stufenlos verstellbares Dreiwegeventil 98 in die beiden einan- der übergreifenden Abschnitte 84 und 86 des wärmeträgeraus- trittsseitigen Ringkanals 18 einspeist. Das Ventil 98 kann die Gestalt einer Klappe besitzen. Die beiden Ringkanalabschnitte 84 und 86 können, wie gezeigt, vermittels einer exakt horizon- talen Trennwand 82 und zweier vertikaler Trennwände 94 und 96 abgeteilt, durchgehend gleiche Querschnitte aufweisen.

Fig. 12 zeigt ein Beispiel, ansonsten wie dasjenige von Fig.

11, worin nur der wärmeträgereintrittsseitige Ringkanal durch horizontale und vertikale Trennwände 82,94 und 96 abgeteilt ist, der andere aber gemäß Fig. 2 im Einspeisungsbereich eine einfache vertikale Trennwand 36 aufweist. Nach Fig. 13 kann der wärmeträgereintrittsseitige Ringkanal bei ansonsten glei- cher Ausführung wie nach Fig. 12 zwei allein durch eine wen- delförmig geneigte Trennwand 82-wie sie in DE-A-43 26 643, allerdings für beide Ringkanäle, beschrieben ist-voneinander abgeteilte, ggf. über den halben Reaktorumfang übereinander herlaufende Ringkanalabschnitte 84 und 86 aufweisen. Bemer- kenswerterweise bringt eine solche Ausführung in strömungs- technischer Hinsicht nur beim wärmeträgereintrittsseitigen Ringkanal Vorteile. Im übrigen kann das Ventil 98 in diesem Beispiel gewöhnlich ohne Nachteil ersatzlos entfallen, da sich die beiden über die Ringkanalabschnitte 84 und 86 in den Reak- tionsbehälter eingespeisten Wärmeträgerströme hinreichend mi- schen.

Andernfalls können die beiden Ringkanalabschnitte 84 und 86 und/oder 38 und 40 Temperaturfühler (nicht gezeigt) aufweisen, die über das Dreiwegeventil 98 die Menge des dort in die Ring- kanalabschnitte eingespeisten Wärmeträgers nach der damit er- mittelten Temperaturdifferenz automatisch steuern.

Selbst unter Verwendung einer einzigen Umwälzpumpe 44 kann es zweckmäßig sein, den Querschnitt des Ringkanals, und zwar mög- lichst bereits von seiner Einspeisungsstelle weg, zu verrin- gern, um innerhalb des Ringkanals eine möglichst gleichblei- bende Strömungsgeschwindigkeit zu erhalten. In diesem Fall er- übrigt es sich u. U. sogar, die Fenster 34 nach Größe, Abstand und dergl. über den Reaktorumfang zu variieren. Rationelle Lö- sungen für eine solche Querschnittsänderung zeigen die Figuren 14 und 15. Nach Fig. 14 ist innerhalb eines an sich herkömmli- chen Ringkanals 102 gleichbleibenden rechteckigen Querschnitts exzentrisch eine im wesentlichen kreiszylindrische, aufrecht- stehende Trennwand 104 angebracht. Auch auf diese Weise ließen sich im übrigen bei Verwendung zweier diametral einander ge- genüberliegender Umwälzpumpen zwei einander überlappende Ring- kanalabschnitte ähnlich den Abschnitten 84 und 86 aus Fig. 13 schaffen. Nach Fig. 15 ist ein kreiszylindrischer Ringkanal 108 rechteckigen Querschnitts selbst exzentrisch zum Reaktor- mantel 4 angeordnet. Zusätzlich ist die Wärmeträgerzuführung zu dem Ringkanal 108 nach Fig. 15 durch Abrundung strömungs- günstig gestaltet.

Ähnliche Wärmeträgerzuführungen zeigen die Figuren 16 und 17.

Nach Fig. 16 ist am Wärmeträgereintritt 110 an den Ringkanal eine Zunge 114 mit Durchtrittsöffnungen 116 für den Hindurch- tritt eines Teilstroms des zugeführten Wärmeträgers angeord- net, der so auch im Bereich der Zunge 114 durch die Fenster 34 hindurch zum Inneren des Reaktormantels 4 Zutritt findet. Hin- zu kommen beiderseits der Zunge 114 geeignet gekrümmte Leit- bleche 118 sowie, zuströmseitig vor der Zunge 114, ein Misch- gitter 120. Anstatt die Zunge 114 mit Durchtrittsöffnungen wie z. B. 116 auszustatten, könnte sie auch, wie in Fig. 16 gestri- chelt angedeutet, entsprechend schmal ausgebildet werden, um zwischen den ersten beiden Ringkanalfenstern 34 gesehen von der Mittelachse 122 des Wärmeträgereintritts 110 Platz zu fin- den.

Nach Fig. 17 tritt an die Stelle einer Zunge ein zuströmseitig offener, sich zum Reaktormantel 4 hin trompetenartig erwei- ternder Kanal 124 für die Aufnahme eines Teilstroms des zuge- führten Wärmeträgers.

Fig. 18 zeigt, wie in einem ansonsten üblichen Ringkanal 130, durch ein vertikales Trennblech 132 ähnlich dem Trennblech 36 aus Fig. 2 zwei ungleich lange Ringkanalabschnitte 134 und 136 gebildet sein können, um dem in diesem Beispiel aus dem Ring- kanalabschnitt 134 zu dem Wärmetauscher 48 hin abgeführten Teilstrom Rechnung zu tragen.

Generell können Wärmetauscher wie Erhitzer, Kühler oder Über- hitzer an beliebigen Umfangsstellen in bezug auf den Wärmeträ- gerein-bzw. austritt des Ringkanals an diesen angeschlossen werden. Dabei kann es sich stets empfehlen, dort Leitbleche wie die Leitbleche 18 und/oder Zungen wie die Zunge 114 aus Fig. 16 oder einen trompetenartigen Kanal wie den Kanal 124 aus Fig. 17 einzusetzen, zumindest soweit es sich um die Wär- meträgerrückführung aus dem Wärmetauscher handelt.

Es versteht sich, daß ein jeder Ringkanal an tiefstgelegener Stelle Entleerungsmittel für den darin befindlichen Wärmeträ- ger aufweist, wie z. B. Bohrungen oder Spalte im Reaktionsman- tel zusätzlich zu den Fenstern 34.

Fig. 19 zeigt, wie ein ansonsten üblicher Ringkanal, der frei- lich mit allen möglichen Merkmalen ausgestattet sein kann, wie vorausgehend beschrieben, in einem doppelwandigen Reaktorman- tel 138 verwirklicht sein kann. Hier befindet sich außerhalb des üblichen Reaktormantels 4 koaxial damit eine dünnere Wand 140. Dazwischen ist ein Ringkanal 142 durch ringförmige obere und untere Begrenzungsbleche 144 und 146 abgeteilt, der in der üblichen Weise über Fenster 34 in dem Mantel 4 mit dem Reak- torinneren in Verbindung steht. Der Raum 148 zwischen Mantel 4 und Wand 140 ober-bzw. unterhalb der Begrenzungsbleche 144 und 146 kann zur Aufnahme der üblichen Wärmeisolation aber auch für eventuelle Bypaßkanäle genutzt werden, wie solche in der bereits mehrfach erwähnten parallelen Patentanmeldung PCT/EP02/14187"Mantelrohrreaktor für katalytische Gasphasen- reaktionen"dargestellt sind. Soweit solche Bypaßkanäle unmit- telbar an den Ringkanal 142 anschließen sollen, kann eines der Begrenzungsbleche, wie am Beispiel des Begrenzungsblechs 146 gezeigt, unterbrochen sein.

Fig. 20 zeigt, wie ein Ringkanal 150 im Inneren des Reaktor- mantels 4 zwischen diesem und dem Rohrbündel 6 angeordnet sein kann. In diesem Fall kann der Ringkanal besonders leicht aus- gebildet sein, da er keinem wesentlichen Druckunterschied aus- gesetzt sein wird. Entsprechend kann etwa die radial innensei- tige Wand 152 des Ringkanals 150 gewünschtenfalls ähnlich der Wand 90 aus Fig. 9, z. B. in Gestalt eines Lochblechs, ganz- heitlich perforiert und damit als Gitter ausgebildet sein.

Besonders geeignet ist ein innenliegender Ringkanal, wie etwa der Ringkanal 150, wo der Wärmeträger unter hohem Druck steht, wie häufig etwa im Fall von Wasser als Wärmeträger, das zur Erreichung einer höheren Siedetemperatur unter Überdruck ge- setzt wird.

Figur 21 zeigt, wie ein solcher innenliegender Ringkanal 150 zur optimalen Verteilung des Wärmeträgers über eine ringförmig um den Reaktormantel herumlaufende Rohrleitung 152 und von dieser ausgehende, über den Reaktorumfang verteilte Verbin- dungsrohrstutzen 154 gespeist sein kann, wobei noch dazu dem Ringkanal ein gleichfalls innerhalb des Reaktormantels 4 lie- gender ringförmiger Verteilungskanal 156 vorgeschaltet sein kann. In diesem Fall stehen die beiden Kanäle 150 und 156 über ringsherum verteilte Drosselöffnungen 158 in Verbindung, wie Drosselöffnungen 159 auch in den Verbindungsrohrstutzen 154 vorgesehen sein können. Wegen des hohen Wärmeträgerüberdrucks außerhalb des Reaktormantels 4 besitzen die ringförmige Rohr- leitung 152 und anschließenden Verbindungsrohrstutzen 154 zweckmäßigerweise, wie gezeigt, kreisrunde Querschnitte. Im übrigen können ihre Querschnitte ebenso wie diejenigen der Drosselöffnungen wie z. B. 158 nach Strömungsverteilungsge- sichtspunkten variieren. Ansonsten können die Drosselöffnungen 158 auch in ihrem gegenseitigen Abstand variieren.

Eine ähnliche Anordnung kann selbstverständlich auch in Ver- bindung mit einem wärmeträgeraustrittsseitigen Ringkanal Ver- wendung finden. Bei niedrigerem Wärmeträgerdruck kann an die Stelle einer ringförmigen außenseitigen Rohrleitung mit Ver- bindungsrohrstutzen auch ein im wesentlichen herkömmlicher au- ßenseitiger Ringkanal treten, der mit einem innenseitigen Ringkanal wie z. B. 150 direkt oder indirekt über einen Vertei- lungskanal wie z. B. 156 kommuniziert.

Die Figuren 22-25 zeigen eine zusätzliche Ausnutzung eines Ringkanals, nämlich um auf rationelle Weise einen Dehnungskom- pensator zum Ausgleich unterschiedlicher Wärmedehnungen von Rohrbündel 6 und Reaktormantel 4 zu verwirklichen. In den hier gezeigten Fällen ist ein solcher Dehnungskompensator als ringsherumlaufende Unterbrechung des Reaktormantels 4-nach- folgend Dehnfuge genannt-innerhalb eines Ringkanals 160 aus- gebildet, dessen vergleichsweise dünne Wände 162,164 und 166 die betreffende Dehnung überwiegend in Form von Biegung auf- nehmen.

Nach Fig. 22 bildet eine solche Dehnfuge, 168, selbst ein ein- ziges, über den Reaktorumfang durchgehendes Fenster 34, das in seiner Höhe variieren kann. Nach Fig. 23 kann die Dehnfuge 168 durch ein nur einseitig angeschweißtes Deckblech 170 abgedeckt sein. Im übrigen-mit Ausnahme von Fig. 22-wird sie zweck- mäßigerweise an einer Stelle vorgesehen, wo sie den gewünsch- ten Strömungsverlauf möglichst wenig beeinträchtigt. So etwa kann die Dehnfuge 168 unmittelbar anschließend an einen Rohr- boden oder ein den Reaktor in übereinanderliegende Zonen un- terteilendes Trennblech angeordnet sein.

Soweit die Dehnfuge 168 gemäß Fig. 23 durch die Ringkanalfen- ster 34 hindurchläuft oder gemäß Fig. 22 selbst ein solches bildet, dürfen Strömungsleitmittel wie etwa Schaufeln oder Gitter oder auch Zungen wie die Zunge 114 selbstverständlich nur einseitig-ober-oder unterhalb der Dehnfuge-an den Re- aktormantel 4 angeschweißt sein.

Fig. 25 zeigt eine außerhalb der betreffenden Fenster 34 lie- gende Dehnfuge 168 in einem aus zwei ringsherum übereinander- liegenden Abschnitten 172 und 174 bestehenden Ringkanal 176, die im Grunde selbständige Ringkanäle bilden. In diesem Fall tritt mit Spiel durch die Dehnfuge 168 hindurch der Rand eines Trennblechs 178 nach außen, wo er in der Außenwand 180 des Ringkanals 176 verankert ist. Auf diese Weise ist das Trenn- blech 178 sowohl in axialer als auch radialer Richtung weitge- hend spannungsfrei gelagert, da sich die verhältnismäßig dünne Ringkanalwand hinreichend verformen kann. Hinzu kommt, daß es in dem nämlichen Randbereich, wie gezeigt, eine verminderte Wandstärke besitzen kann.

Wie in Fig. 25 des weiteren zu sehen, kann das Trennblech 178 bis in den Ringkanal 176 hinein ein-oder auch beidseitig eine Wärmeisolationsschicht 182 tragen, die sich zum Teil auch noch über die Außenwand 180 erstrecken kann. Prinzipiell kann an die Stelle des Trennblechs 178 auch ein Rohrboden wie z. B. 10 oder 12 treten.

Wie aus Fig. 25 sodann noch ersichtlich, kann der Ringkanal 176-und Entsprechendes gilt für jeden hier in Rede stehenden Ringkanal-an dafür geeigneten Stellen Gasentnahmeorgane 184 aufweisen, um sich in dem Wärmeträger ansammelndes oder davon mitgeführtes Gas abführen zu können und so die jeweils ge- wünschte Strömungsführung des Wärmeträgers zu gewährleisten.

Die betreffenden Gasentnahmeorgane 184 können gewünschten- falls, ggf. auch zusammen mit solchen innerhalb des Reaktor- mantels und, soweit erforderlich, über Drosselorgane (nicht gezeigt), mit einer gemeinsamen Gasabführungsleitung 186 ver- bunden sein. Andererseits können Gasentnahmeorgane wie das in Fig. 25 gestrichelt gezeigte Gasentnahmeorgan 184 auch über Durchtrittsbohrungen 188 mit dem Mantelinneren in Verbindung stehen oder von solchen gebildet werden.

Es versteht sich, daß zumindest viele der vorausgehend anhand verschiedener Ausführungsbeispiele einzeln beschriebenen Maß- nahmen auch gemeinsam verwirklicht sein können, um so einen in jeder Hinsicht optimalen Ringkanal zu schaffen. Ein solcher kann an den verschiedensten Mantelrohrreaktoren wie zum Teil auch-kühlern mit Vorteil Verwendung finden, darunter auch Mantelrohrreaktoren mit mehr als zwei Ringkanälen und Mehrzo- nenreaktoren, und unabhängig von der Art des Reaktionsprozes- ses, der Durchströmungsrichtung und der Art des Wärmeträgers.

Fig. 26 zeigt, wie ein Mantelrohrreaktor 2, in diesem Beispiel ein Zweizonenreaktor mit jeweils unmittelbar aneinanderschlie- ßenden Ringkanälen 18 und 20 für beide Zonen, radial außerhalb des Reaktormantels 4 abgestützt sein kann. In diesem Fall er- folgt die Krafteinleitung in den Reaktormantel 4 über die Ringkanäle 18 und 20 der oberen Zone durchsetzende Streben 190, die sich ihrerseits über senkrechtstehende Zwischenglie- der 192 außerhalb der Ringkanäle 18 und 20 der unteren Zone auf Auflagersäulen 194 abstützen. Eine solche Abstützung des Reaktors hat den Vorteil, daß die untere Reaktorhaube, etwa zum Katalysatorwechsel, ungehindert abgenommen werden kann.

Die Streben 190 haben etwa die Gestalt von Blechen, die bei größerer Breite der Krümmung des Ringkanals folgen und im üb- rigen ein strömungsgünstiges Profil besitzen können. Sie wer- den bei der Berechnung des Ringkanalquerschnitts etc. berück- sichtigt. Prinzipiell können derartige Streben mit Vorteil auch bei Einzonenreaktoren und solchen mit nicht unmittelbar aneinandergrenzenden Ringkanälen Verwendung finden, wobei die Streben 190 auch teilweise außerhalb eines Ringkanals verlau- fen können.