AT225722B

AT225722B - Verfahren zur Gasführung in katalytischen Hochdrucksyntheseanlagen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: AT225722B
Application number: AT287360A
Authority: AT
Inventors: Johann Dipl Ing Niedetzky; Helmut Dr Hinrichs
Original assignee: Chemie Linz Ag
Priority date: 1960-04-15
Filing date: 1960-04-15
Publication date: 1963-02-11

Description


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  ÖSTERREICHISCHES PATENTAMT 
Verfahren zur Gasführung in katalytischen Hochdrucksyntheseanlagen und Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens 
Gegenstand des Stammpatentes Nr. 216533 ist ein Verfahren zur Gasführung in katalytischen Hochdrucksyntheseanlagen, beispielsweise für die   Ammoniaksynthese.   mit zwei oder mehreren, voneinander getrennten, im Gasweg hintereinander angeordneten Kontaktschüssen, nach welchem das Eingangsgasgemisch einen Ringraum zwischen dem Hochdruckkörper und dem die katalytische Einrichtung umschlie- ssenden Ofeneinsatzmantel (Leitrohr) und sodann einen am andern Ofenende befindlichen Hauptwärmetauscher durchströmt, wonach es, teilweise aufgewärmt, innerhalb des Ofeneinsatzmantels im Gegenstrom nacheinander die Behälterwände der einzelnen Kontaktschüsse aussen umströmt und,

   zwischen den einzelnen Kontaktschüssen befindliche Zwischenboden-Wärmetauscherrohre kühlend, auf die oberste Kontaktlage aufgegeben, die einzelnen Kontaktschüsse und Zwischenbodenwärmetauscher nacheinander durchströmend, den Ofen durch den Hauptwärmetauscher verlässt. 



   Es hat sich gezeigt, dass das Prinzip der stufenweisen, ausschliesslich indirekten Gegenstromkühlung des Reaktionsgases mittels der im Stammpatent beschriebenen Zwischenbodenwärmeaustauscher eine vorzügliche Regelung der Betriebstemperaturen und dadurch optimale Ammoniakbildung ermöglicht. 



   Den Gegenstand des vorliegenden Zusatzpatentes bildet nun eine Verbesserung insofern, als bei sonstiger Beibehaltung des dem   Stammpatente   zugrundeliegenden Gedankens der Strom des Synthesegases aus dem Hauptwärmetauscher nicht aussen um die Kontaktbehälter geführt wird, sondern durch zentrale Aussparungen der Kontaktbehälter nach oben geleitet wird. Die Kontaktbehälterwände können dadurch bis an den Ofeneinsatzmantel herangerückt werden ; hiedurch wird, wegen des bedeutenden Volumsunterschiedes zwischen einem peripheren Ringraum um die Behälter und einem zentralen rohrförmigen Durchgang innerhalb derselben, wie auch die Zeichnung erkennen lässt, ein beachtliches Mehr an Katalysatorraum gewonnen, was wiederum eine bessere Ausnutzung des Reaktorvolumens bedeutet. 



   Gemäss der vorliegend beschriebenen Verbesserung der Erfindung nach dem Stammpatent Nr. 216533 wird also das ganze, am Ofendeckel aufgegebene kalte Eingangsgasgemisch vorerst durch einen Ringraum zwischen dem Mantel des Hochdruckkörpers und dem die katalysierende Einrichtung anliegend umschlie- ssenden, bekannten Ofeneinsatzmantel (Leitrohr) und sodann durch einen am andern Ende des Ofens befindlichen, ebenfalls bekannten Hauptwärmeaustauscher geleitet, wonach es, in letzterem vorgewärmt, im Gegenstrom nacheinander die einzelnen zentralen Aussparungen der übereinander angeordneten Kontaktbehälter und die Röhren von zwischen den einzelnen Kontaktbehältern befindlichen ZwischenbodenWärmetauschern umströmt und hiebei den Wärmeüberschuss des innerhalb und im Gegenstrom laufenden Reaktionsgases indirekt aufnimmt. 



   Nach Verlassen des letzten bzw. obersten Zwischenboden-Wärmeaustauschers strömt das Synthesegas wie in der Zeichnung dargestellt, aus dem obersten Zwischenboden-Wärmetauscher, der in diesem Falle gegen die zentrale Aussparung des   obersten Kontaktbehälters   abgeschlossen ist, mittels eines Umlenkrohres 

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Claims

<Desc/Clms Page number 3> Eingangsgasgemisch den Ringraum zwischen dem Hochdruckkörper (2) und dem die katalysierende Einrichtung umschliessenden, an sich bekannten Ofeneinsatzmantel (6) und sodann einen am andern Ende des Ofens befindlichen, bekannten Hauptwärmeaustauscher (8) durchströmt, dadurch gekennzeichnet, dass das so teilweise aufgewärmte Gas im Gegenstrom nacheinander die Röhren von zwischen den einzelnen Kontaktschüssen (9) befindlichen Zwischenbodenwärmetauschern (10), die durch zentrale Aussparungen (11) in den Kontaktbehältern (9) miteinander verbunden sind, umströmt und damit das Reaktionsgas indirekt kühlend auf die obersteKontaktschicht aufgegeben wird und, die einzelnen Kontaktschüsse und Zwischenbodenwärmetauscher nacheinander in umgekehrter Richtung durchströmend, den Ofen durch den gemeinsamen Hauptwärmeaustauscher (8) verlässt.

EMI3.1 vorgewärmten bzw. dem in den einzelnen Zwischenbodenwärmeaustauschern (10) weiter erhitzten Frischgasstrom vor seinem Eintritt in die erste Katalysatorlage kaltes Synthesegasgemisch in einzelnen Stufen regelbar zugesetzt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem Hochdruckkörper (1, 2, 3), einem die Kontakteinrichtung des Reaktors umschliessenden, oben geschlossenen und unten offenen Ofeneinsatzmantel (6), einem endständigen Hauptwärmeaustauscher (8) und zwei oder mehreren, im Gasweg hintereinander angeordneten Katalysatorbehältern (9), dadurch gekennzeichnet, dass je zwei Katalysatorbehälter durch eine Mehrzahl kurzer Verbindungsrohre, die als Zwischenbodenwärmetauscher (10) wirken und je zwei solcher Zwischenbodenwärmetauscher durch zentrale Aussparungen (11) in den Kontaktbehältern (9) gasführend miteinander verbunden sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3 zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die die einzelnen Zwischenbodenwärmetauscher (10) miteinander verbindenden zentralen Aussparungen (11) koaxial innerhalb derselben angeordnete Rohre (16, 15, 14) aufweisen, durch welche kaltes Synthesegasgemisch den einzelnen Wärmetauscherstufen regelbar zugeführt werden kann.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der oberste Zwischenbodenwärmetauscher gegen den obersten Kontaktbehälter durch eine Platte (12) gasdicht abgeschlossen ist und das an sich bekannte Brennerrohr (13) koaxial von einem unterhalb des obersten Kontaktschusses bzw. annähernd am unteren Ende des Brennerrohres (13) mündenden zentralen Umlenkrohr (14) für das optimal aufgewärmte Frischgas umgeben ist.