CS204651B1 - Způsob řízení teploty v reaktoru a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Description

Předmětem vynálezu je způsob řízení teploty v reaktoru určeném pro provádění exotermních reakcí při zvýšených teplotách, jímž se řeší zvýšení účinnosti regulace při současném zvýšení využití reakčního prostoru, naplněného podle potřeby katalyzátorem.

Jsou známy reaktory používané např. při syntéze čpavku, u nichž se řízení teploty provádí vstřikováním regulační syntézní směsi do vestavby.

U všech dosud známých reaktorů s regulací teploty regulační syntézní směsí se tato regulační syntézní směs odebírá z přívodního potrubí před reaktorem.

Při použití primárního kondenzátoru, v němž se zreagovaná směs ochlazuje studenou syntézní směsí, kterýžto primární kondenzátor je zařazen v syntézním okruhu mezi chlazením zreagované směsi za reaktořem cizím prostředím, např. vodou nebo vzduchem, a teplým primárním odlučovačem produktu vytvořeného v reaktoru, se sice zlepšují podmínky pro funkci zmíněného primárního odlučovače, nicméně to současně znamená zvýšeni teploty syntézní směsi vedené přívodním potrubím k reaktoru. Z hlediska řízení reakčních teplot v reaktoru to přináší nedostatky, spočívající v méně pružné teplotové regulaci, větší spotřebě regulační směsi pro dosažení téhož chladícího účinku, snížení využití zejména předních katalyzátorových vrstev, prohloubení ředícího účinku, nižší výrohnosti náplně katalyzátoru jakožto celku i menší výkon reaktoru.

204 651

204 051

Všechny uvedené nedostatky, vyskytující se při dosud používané regulaci teploty v reaktorech, do jejichž syntézního okruhu je zařazen před teplý odlučovač primární kondenzátor jakožto poslední chladicí stupen zreagované směsi před prvým odloučením v reaktoru vytvořeného produktu v řečeném teplám odlučovači, jsou podle vynálezu odstraněny tlm, že regulovatelné množství studené chladíc! regulační syntézní směsi se odebírá z proudu syntézní směsi po jejím výstupu ze studeného odlučovače a před jejím vstupem do primárního kondenzátoru a zavádí se do horké reakční směsi protékající vestavbou reaktoru. Vynález je dále charakterizován tlm, že studená regulační směs, odebíraná z proudu oběhové syntézní směsi po jejím výstupu ze studeného odlučovače a před zavedením do primárního kondenzátoru, se vstřikuje do horké reakční směsi protékající vestavbou reaktoru přímo, nebo se nejdříve ohřívá nepřímou výměnou tepla horkou reakční směsí při jejím průtoku katalyzátorovým košem reaktoru a teprve poté se vstřikuje, částečně ohřátá, do horké reakční směsi směřující do reakce nebo již reakci podrobená.

Z hlediska konstrukčního se vynález vyznačuje tím, že alespoň jedno obchvatová potrubí, popřípadě všechna obchvatová potrubí, opatřená regulačními orgány, jaou u jednoho konce připojena ke spojovacímu potrubí, propojujícímu výstup ze studeného odlučovače produktu se vstupem syntézní směsi do primárního kondenzátoru, zařazeného před teplým odlučovačem produktu a za chladícím stupněm a cizím chladicím prostředím, jako je např. voda nebo vzduch, a druhými nebo opačnými svými konci jsou zaústěna do vestavby reaktoru.

Výhodou uspořádání podle vynálezu je zejména pružnější a účinnější regulace reakční ch teplot v reaktoru, vyšší využití katalyzátorové náplně.

Jedno z možných provedení podle vynálezu je jako příklad znázorněno na výkresu, představujícím schéma syntézního okruhu pro výrobu čpavku s třívrstvovým reaktorem JL a dvoustupňovým odlučováním vyrobeného čpavku, a to jednak v teplém odlučovači 2, jednak ve studeném odlučovači 3. Po vystoupeni z reaktoru se horká zreagovaná směs ochlazuje nejdříve ve vzduchovém chladiči £ a poté v primárním kondenzátoru 5, jakožto posledním chladícím stupni před vstupem do teplého odlučovače 2. Po odloučeni dalšího zkapalněného'čpavku z podchlazené syntézní směsi ve studeném odlučovači 3 se vede oběhová syntézní směs do výměníku chladu 6, z něhož postupuje dále a nízkou teplotou do primárního kondenzátoru 5 a v něm se výměnou tepla se zreagovanou směsí, bohatou na čpavek, ohřívá, načež postupuje nyní již k reaktoru přívodním potrubím 7. Studená regulační směs ae odebírá ze spojovacího potrubí 8, propojujícího studený odlučovač 3,popřípadě výměník chladu 6, s primárním kondenzátorem 5 a zavádí ae obchvatovými potrubími 9, 10. 11. opatřenými regulačními ventily 12, 13, 14, do reaktoru před jednotlivé vrstvy katalyzátoru 15, 16, 17.

Jiný přiklad provedení podle vynálezu je schématicky znázorněn ná obr. 2, představujícím opět středotlaký okruh syntézy čpavku, do něhož je přimárnl kondenzátor 18 zařazen svou chladicí větví bezprostředně za studený odlučovač 19 produktu, přičemž obvyklý výměník chladu je vypuštěn. Primární kondenzátor 18 přejímá přitom z hlediska chladícího výkonu i funkci vypuštěného výměníku chladu. Obchvatové potrubí 22. ve kterém je zařazen

204 051 regulační ventil 23, je připojeno ke spojovacímu potrubí 31 přímo mezi studený odlučovač 19 a primární kondenzátor 18, který je zařazen mezi vodním chladičem 25 a teplým odlučovačem 20. Regulační chladící směs je tak odebírána pro řízeni teploty v reaktoru 24 z nejchladnějšího spojovacího potrubí 21 syntézního okruhu po odloučeni vykondenzovaného produktu z oběhové Syntéznl směsi, směřující do reaktoru 34.

Claims (3)

1. Způsob řízeni teploty v reaktoru pro prováděni exoter.wj<ř& reakci při zvýšených teplotách, jako je syntéza čpavku, s primárním kondenzátorem, zařazeným v syntézním okruhu před teplým odlučovačem produktu mezi chladicím stupněm s cizím chladícím prostředím, jako je voda nebo vzduch, a teplým odlučovačem, s výhodou jakožto posledním chladícím stupněm před tímto teplým odlučovačem, vyznačený tím, že regulovatelné množství studené chladící regulační syntéznl směsi se odebírá z proudu syntézní směsi po jejim výstupu ze studeného odlučovače a před jejím vstupem do primárního kondenzátoru a zavádí se do horké reakční směsi protékající vestavbou reaktoru.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tim, že se studená regulační směs, odebíraná z proudu oběhové syntéznl směsi po jejím výstupu ze studeného odlučovače a před zavedením do primárního kondenzátoru, vstřikuje do horké reakční směsi, protékající vestavbou reaktoru, přímo, nebo se nejdříve ohřívá nepřímou výměnou tepla horkou syntéznl směsí při jejím průtoku katalyzátorovým košem reaktoru a teprve poté se vstřikuje, částečně ohřátá, do horké reakční směsi, směřující do reakce nebo již reakci podrobené.

3. Zařízení k provádění způsobu podle bodů 1 a 2, vyznačené tlm, že alespoň jedno obchvatové potrubí (22), popřípadě všechna obchvatová potrubí (9, 10, 11) jsou u jednoho konce připojena ke spojovacímu potrubí (8, 21), propojujícímu výstup ze studeného odlučovače (3, 19) produktu se vstupem syntéznl směsi do primárního kondenzátoru (5, 18), zařazeného před teplým odlučovačem produktu, a druhými nebo opačnými svými konci jsou zaústěna do vestavby reaktoru (1, 24).