AT222664B - Verfahren zur Gasführung in katalytischen Hochdrucksyntheseanlagen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Gasführung in katalytischen Hochdrucksyntheseanlagen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens 
Im Stammpatent Nr. 215436 ist ein Verfahren zur Gasführung in katalytischen Hochdrucksynthesean- lagen, beispielsweise für die Ammoniaksynthese, mit zwei oder mehreren, hintereinander liegenden
Kontaktschüssen und eine dazu gehörende Kontaktofenausgestaltung beschrieben, das darin besteht, dass dasEingangsgasgemisch dem Ofen mengenmässig regelbar in zwei oder mehreren Teilen gleichzeitig aufgegeben wird, wobei der eine Teilstrom den Hochdruckmantel von innen kühlt und der andere oder einer der weiteren, in gleicher Richtung wie der erste von oben nach unten fliessenden   Teilströme,   durch eine
Wand vom ersteren   getrennt,

   die Kontaktbellälterwände   und die die einzelnen Kontaktschüsse miteinander verbindenden Röhren eines oder mehrerer, als kurze Wärmetauscher ausgebildeter Zwischenböden kühlt, wonach diese, verschieden hoch aufgewärmten Teilströme, am unteren Ende des Reaktors miteinander vereinigt, über einen gemeinsamen Hauptwärmetauscher und ein Zentralrohr der obersten Kontaktlage von oben aufgegeben werden. 



   Gemäss der vorliegenden Erfindung wird nun entweder der äussere, den Druckkörper allein kühlen- de Frischgas-Teilstrom I zusammen mit dem inneren, die Zwischenbodenwärmetauscher kühlenden Teil- strom II nach ihrer Vereinigung am unteren Ende des Reaktors oder aber auch der zweitgenannte, innere,   heissere Teilstrom   II allein etwa durch den unteren Ofendeckel aus dem Ofen herausgeführt, in einer ge- eigneten, als Dampferzeuger wirkenden Vorrichtung von seinem   Wärmeüberschuss   befreit und sodann wieder zum Hauptwärmetauscher dem Kontaktofen aufgegeben. 



   Auf die angedeutete Weise ist es möglich, einen auf andere Art als gegebenenfalls durch Frischgas- als Kühlgaszuführung nicht zu vermindernden   Wärmeüberschuss   der exothermen Reaktion zu beseitigen und diese Wärmemenge in wirtschaftlicher Weise zur Erzeugung von Dampf zu verwerten. 



   Man kann aber auch, wie oben erwähnt, an Stelle des am unteren Ende des Reaktors ankommenden
Frischgasgemisches nur jenen Teil II zur Dampfbereitung benützen, der durch Kühlung der Zwischen- bodenwärmetauscher besonders hoch gegenüber dem äusseren Kühlgasstrom I aufgewärmt ist. In diesem
Falle ergibt sich durch das stärkere Temperaturgefälle bzw. den dadurch bedingten besseren Wärmeüber- gang eine erhöhte Ausnützung des mit ungefähr 3000C   ankommenden Teilstromes 1I,   wodurch es möglich ist, Dampf mit etwa 6 atü zu erzeugen. Der Teilstrom I wird nach Abkühlung des Teilstromes II im
Dampferzeuger wieder mit diesem vereinigt und dem Hauptwärmetauscher des Reaktors zugeführt. 



   In der Zeichnung stellt Fig. 1 schematisch eine Ausführungsart des Hochdruckreaktors gemäss dem
Stammpatent Nr. 215436 dar, Fig. 2 zeigt eine der erfindungsgemässen Möglichkeiten, die beiden Gas- ströme I und   TI   gemeinsam aus dem Reaktor abzuziehen und nach Abhitzeverwertung in einem Dampf- erzeuger wieder zurückzuführen und Fig. 3 lässt ebenfalls beispielsweise den getrennten Gasweg bei allei- niger Wärmeausnützung des heisseren Gasstromes II erkennen. 



   Im einzelnen bedeuten 1, 2 und 3 den Hochdruckkörper des Reaktors, 4 den Einsatzmantel (Leitrohr), welcher die Gaswege I und II voneinander trennt, 5 und 6 zwei im Gaswege hintereinander angeordnete   Koniaktschüsse,   die durch einen Zwischenboden-Wärmetauscher 7 voneinander getrennt sind und 8 den
Hauptwärmetauscher des Reaktors. 

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   In Fig. 2 ist bei 9 eine für beide Gasteilströme 1 und 11 gemeinsame   Abführungsbohrung     angedeutet,   die das Gasgemisch zur Gänze aus dem Reaktor abführt, 10 ist in beiden Fällen der Fig. 2 und 3 eine beliebige, als Dampferzeuger wirkende Einrichtung. Mit 11 endlich ist die Zuführung des abgekühlten Gasgemisches zum Hauptwärmetauscher 8 des Reaktors bezeichnet. 
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 kennen, wobei die Bohrung 13 für den heisseren Teilstrom II zum Dampferzeuger 10 führt und die Boh- rung 12 in eine Umgehungsleitung 14, die den kühleren Teilstrom I mit dem Teilstrom II nach Wärme- abgabe des letzteren wieder vereinigt und über das Rohr 11 dem Hauptwärmetauscher 8 aufgibt. 



   An Stelle jeweils einer Bohrung für den Gasaustritt können im Bedarfsfalle auch mehrere angeordnet sein. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Verfahren zur Gasführung in katalytischen   Hochdrucksynmeseanlagen,   beispielsweise für die   Ammoniaksynthese,   in welchen das Synthesegasgemisch zwei oder mehrere Lagen von   Kontaktinasse   hintereinander durchströmt und das Eingangsgasgemisch dem Ofen mengenmässig regelbar in zwei oder mehreren Teilströmen gleichzeitig aufgegeben wird, gemäss Patent   Nr.     215436,   dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der zur Kühlung des Hochdruckmantels allein als auch der zur Kühlung des oder der Zwischenbodenwärmeaustauscher dienende Frischgasanteil entweder gemeinsam oder letzterer getrennt vom ersteren vom oder annähernd vom unteren Ende des Reaktors nach aussen geführt und das Gemisch oder der zweitgenannte,

   heissere Teilstrom allein in einer als Dampferzeuger wirkenden Einrichtung abgekühlt und das Gemisch bzw. die wiedervereinigten   Teilströme   dem   Hauptwärmetauscher   des Reaktors wieder aufgegeben werden.

Claims (1)

1. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet, durch die Anordnung von Bohrungen (9, 12, 13) am unteren Ende des Hochdruckmantels (2) bzw. an seinem unteren Deckel (3) zur Abführung von durch Kühlung von Ofenteilen innerhalb bzw. ausserhalb des Leitrohrs (4) verschieden hoch vorgewärmten Frischgas, durch als Dampferzeuger wirkende Einrichtungen (10) ausserhalb des Reaktors und durch eine Einfül ! rungsrohr (ll) für das im Dampferzeuger abgekühlte Frischgas in den Hauptwärmetauscher (8) des Reaktors.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine oder mehrere Bohrungen (9 in Fig. 2) am unteren Ende des Hochdruckmantels (2) oder am unteren Deckel (3) des Reaktors zur gemeinsamen Zuführung des Gemisches von zwei oder mehreren, verschieden hoch temperierten Gasströmen (I und II) aus dem Reaktor in den Dampferzeuger (10).

   4. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet, durch je eine oder mehrere, den verschiede :, tem- perierten Frischgasströmen (I bzw. II) entsprechende Bohrungen (12,13 in Fig. 3) am unteren Ende des Hochdruckmantels (2) bzw. an seinem unteren Deckel (3) für die getrennte Abführung der innerhalb bzw. ausserhalb des Leitrohres (4) verschieden hoch vorgewärmten Frischgasströme (I,II) sowie eine Umgehungs- leitung (14 in Fig. 3) für den oder die kühleren Gasströme (1), welche hinter dem Dampferzeuger (10) gemeinsam mit der Gasableitung aus diesem in das zentrale Einführungsrohr (11) zum Hauptwärme- tauscher (8) mündet.