AT252275B

AT252275B - Reaktor zur Durchführung von exothermen katalytischen Gasreaktionen bei erhöhten Temperaturen und Drücken, insbesondere für die Ammoniak- oder Methanolsynthese

Info

Publication number: AT252275B
Application number: AT867064A
Authority: AT
Original assignee: Kralovopolska Strojirna Zd Y C
Priority date: 1963-10-15
Filing date: 1964-10-12
Publication date: 1967-02-10

Description

Reaktor zur Durchführung von exothermen katalytischen Gasreaktionen bei erhöhten Temperaturen und Drücken, insbesondere für die Ammoniak-oder Methanolsynthese
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ständige Austauscher 3. Zwischen diesen beiden Austauschem sind die selbständigen, gleichlaufend arbeitenden Katalysatorbetten angeordnet, u. zw. das obere 4 und das untere Bett 5, die mit den wärmeaustauschendenSystemen vonKühlelementen versehen sind, u. zw. mit oberen 6 und unteren 7.

Der Hauptstrom des Synthesegases von der Kreislaufpumpe, mit den frischen Gasen ergänzt, wird vor dem Reaktor in zwei Teilströme 8,9 aufgeteilt. Der obere Teilstrom 8 wird nach dem Eintritt in den Reaktoreinsatz in den kalten Teil des oberen selbständigen Austauschers 3 zwecks Erwärmung eingeführt, wonach er das obere System der wärmeaustauschenden, im oberen Katalysatorbett 4 gelagerten Kühlelemente 6 passiert. Dabei entzieht er die überschüssige Wärme dem oberen Katalysatorbett 4, regelt dadurch die darin obwaltenden Betriebstemperaturen und erwärmt sich zugleich auf eine für den Beginn des Prozesses erforderliche Temperatur, mit welcher er nach Austritt aus diesem oberen System 6 in das obere Bett 4 übertritt, das er alsdann unter Bildung des Reaktionsproduktes durchstreicht.

Das durchreagierte Gemenge wird nach dem Verlassen des oberen Katalysatorbettes 4 in den heissen Teil des oberen Austauschers 3 geschickt, in welchem es seine Wärme an die kühleren Gase abgibt und das abgekühlte durchreagierte Gas tritt schliesslich bei 10 aus dem Druckkörper l des Reaktors aus.

Ganz ähnlich wird der untere unreagierte Teilstrom 9 zunächst im unteren selbständigen Austauscher er- wärmt, hierauf durch das untere System der wärmeaustauschenden Kühlelemente 7 geschickt, in dem unteren Katalysatorbett 5 zur Reaktion gebracht, nach Beendigung des Prozesses zurück in den unteren Austauscher 2, diesmal jedoch durch den heissen Teil, geführt, und verlässt als abgekühltes durchreagiertes Gas bei 11 den Druckkörper l, wo er mit dem abgekühlten oberen durchreagierten bei 10 aus dem Ofen ausgetretenen Strom vereinigt wird.

(In der Zeichnung nicht dargestellt.)
Die Regelung der Durchsatzmengen, welche die Katalysatorbetten 4,5 passieren, wird mittels der in der für die durchreagierten Anteile 10, 11 vorgesehenen Leitungen eingegliederten Regulierventile 12,13 gesichert, obwohl diese Regulierorgane gegebenenfalls in die unreagierten Teilströme 8,9 also vor dem Reaktor, eingereiht werden können. Deren Einschaltung in die Ströme hinter dem Reaktor erscheint jedoch zweckmässiger.

Die regelnden Umleitungen zur Regelung der Temperatur des Synthesegasgemenges in den beiden Teilströmen an den einzelnen Stellen, z. B. hinter den Austauschen oder vor dem Eintritt in die wärmeaustauschenden Kühlelemente, gegebenenfalls unmittelbar vor dem Eintritt des erwärmten Gemenges in die Reaktionsräume oder zwischen einzelne Schichten, aus welchen die Betten 4, 5 bestehen können, bzw. die an den andern Stellen des Reaktoreinsatzes eingeführten Umleitungen sind in der Zeichnung nicht veranschaulicht und die Möglichkeiten von deren Anwendung werden einfach vorausgesetzt.

Zwischen den beiden Katalysatorbetten 4, 5 liegt ein elektrischer Brenner 14, mit welchem der Reaktor in Betrieb gesetzt wird.

Die wärmeaustauschenden Systeme der Kühlelemente 6,7, die in den Katalysatorbetten 4,5 eingebaut sind, können konstruktiv beliebig angeordnet sein und die eigentlichen Kühlelemente können von jedweder Ausführung sein. In einem jeden Katalysatorbett kann nur ein einziges System vorhanden sein oder aber es können auch mehrere solche Systeme, sei es nebeneinander oder hintereinander, geschaffen sein. Es können auch eingelegte Austauscher zwischen den einzelnen Katalysatorschichten desselben Bettes in Serien- oder Parallelschaltung mit den übrigen Kühlsystemen Anwendung finden. Die
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schichten unter gleichzeitiger Regelung des Temperaturbereiches und unter eventueller Ausnutzung des wärmeübertragenden Druckmediums zum Austragen der Wärme aus dem Druckkörper des Reaktors.

Die Austauscher 2,5 können gegebenenfalls in einem selbständigen Druckkörper gelagert sein.
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vorgeschalteten äusseren Austauschem, oder aber mit einem vorgeschalteten gemeinsamen einzigen äusseren Austauscher entzogen werden.

Die einzelnen Parallelsysteme können untereinander offen oder abgedichtet sein.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE : 1. Reaktor zur Durchführung von exothermen katalytischen Gasreaktionenbei erhöhten Temperaturen und Drücken, insbesondere für die Ammoniak- oder Methanolsynthese, dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens zwei gleichlaufend arbeitende Parallelsysteme enthält, die den Reaktoreinsatz <Desc/Clms Page number 3> bilden und selbständige Wärmetauscher (2,3) an den beiden Enden des Druckkörpers (1) des Reaktors sowie dazwischengelagerte selbständige Katalysatorbetten (4,5) aufweisen.

2. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die selbständigen Katalysatorbetten (4,5) von demselben Typus und mit den Eintrittsseiten für das Gas zueinander gewendet sind. EMI3.1 beiden Katalysatorbetten etwa in der Mitte des Druckkörpers eine gemeinsame Mischkammervorgesehen ist, von der das Synthesegasgemenge in jeweils erforderlichen Verhältnissen den beiden Katalysatorbetten in den entgegengesetzten Richtungen zuströmt.

5. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass in der Mischkammer zwischen den Eintrittsseiten von zwei selbständigen Katalysatorbetten (4,5) ein elektrischer Brenner (14) liegt, der zumindest diesen beiden selbständigen Katalysatorbetten gemeinsam ist.

6. Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Innenwandung des Druckofens und dem Einsatzmantel ein Ringraum belassen ist, durch welchen zumindest einer der Teilströme (8,9) und vorzugsweise der mächtigste durchströmt, noch bevor er den Ofeneinsatz betritt.