CS256955B1 - Apparatus for converting carbon monoxide in non-adiabatic reactors with radial gas flow - Google Patents

Apparatus for converting carbon monoxide in non-adiabatic reactors with radial gas flow Download PDF

Info

Publication number
CS256955B1
CS256955B1 CS858133A CS813385A CS256955B1 CS 256955 B1 CS256955 B1 CS 256955B1 CS 858133 A CS858133 A CS 858133A CS 813385 A CS813385 A CS 813385A CS 256955 B1 CS256955 B1 CS 256955B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
carbon monoxide
converting carbon
gas flow
tube bundle
radial gas
Prior art date
Application number
CS858133A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CS813385A1 (en
Inventor
Vladimir Vek
Karel Kopecny
Vladimir Strouhal
Zdenek Havlin
Vaclav Straka
Jaroslav Hyks
Original Assignee
Vladimir Vek
Karel Kopecny
Vladimir Strouhal
Zdenek Havlin
Vaclav Straka
Jaroslav Hyks
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vladimir Vek, Karel Kopecny, Vladimir Strouhal, Zdenek Havlin, Vaclav Straka, Jaroslav Hyks filed Critical Vladimir Vek
Priority to CS858133A priority Critical patent/CS256955B1/en
Publication of CS813385A1 publication Critical patent/CS813385A1/en
Publication of CS256955B1 publication Critical patent/CS256955B1/en

Links

Landscapes

  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)

Abstract

Řešení se týká zařízení pro konvertování oxidu uhelnatého v neadiabatických reaktorech s radiálním tokem plynu v katalytickém loži ohřátým reakčnim teplem ve vícechodém teplosměnném trubkovém svazku uspořádaným v osovém směru reaktoru a v katalytickém loži volně dilatujícím, s kónickou spodní trubkovnicí a s děrovanými trubkami pro přívod tlakového plynu nebo kapaliny pro usnadnění vyprazdňování využitelného katalyzátoru mechanickým uvolněním.The solution relates to a device for converting carbon monoxide in non-adiabatic reactors with a radial flow of gas in a catalytic bed heated by the heat of reaction in a multi-pass heat exchange tube bundle arranged in the axial direction of the reactor and freely expanding in the catalytic bed, with a conical lower tube sheet and perforated tubes for supplying pressurized gas or liquid to facilitate emptying of the usable catalyst by mechanical release.

Description

(54) Zařízení pro konvertování oxidu uhelnatého v neadiabatických reaktorech s radiálním tokem plynu(54) Equipment for converting carbon monoxide in non-adiabatic radial gas flow reactors

Řešení se týká zařízení pro konvertování oxidu uhelnatého v neadiabatických reaktorech s radiálním tokem plynu v katalytickém loži ohřátým reakčnim teplem ve vícechodém teplosměnném trubkovém svazku uspořádaným v osovém směru reaktoru a v katalytickém loži volně dilatujícím, s kónickou spodní trubkovnicí a s děrovanými trubkami pro přívod tlakového plynu nebo kapaliny pro usnadnění vyprazdňování využitelného katalyzátoru mechanickým uvolněním.The invention relates to a device for converting carbon monoxide in non-adiabatic radial gas flow reactors in a catalytic bed heated by reaction heat in a multi-pass heat exchange tube bundle arranged in the reactor axial direction and in a loosely dilatating catalytic bed with conical bottom tube and perforated gas supply pipes or liquid to facilitate emptying of the usable catalyst by mechanical release.

Vynáléz se týká zařízení pro konvertování oxidu uhelnatého v neadiabatických reaktorech s radiálním tokem plynu.The invention relates to a device for converting carbon monoxide in non-adiabatic radial gas flow reactors.

Pro obohacování plynů získaných štěpením, nebo reformováním uhlovodíků vodíkem se používá proces konverse. Oxid uhelnatý se s vodní párou slučuje na oxid uhličitý.A conversion process is used to enrich the gases obtained by hydrogen fission or reforming of the hydrocarbons. Carbon monoxide combines with water vapor to form carbon dioxide.

CO + H2°(g) -C02 + H2 41 kJ/mo1 CO + H 2 ° (g) - CO 2 + H 2 41 kJ / mol

Rovnovážná konstanta této reakce log Kp - 1 797,8/T - 1,648 5 s teplotou klesá. Stupeň (dosažitelný zbytkový obsah CO) je omezen touto závislostí.The equilibrium constant of this reaction log Kp - 1 797.8 / T - 1.648 5 decreases with temperature. The degree (achievable residual CO content) is limited by this dependence.

Zbytkový obsa CO může být snížen jedině ochlazováním reagujících plynů během reakce.The residual CO content can only be reduced by cooling the reacting gases during the reaction.

Dosud známé způsoby konverse CO pracují ve dvou, nebo více stupních s mezichlazením. Výjimečně se používá neadibatických reaktorů s axiálním tokem plynu nepřímo chlazených v protiproudu, nebo souproudu.The prior art CO conversion processes operate in two or more stages with intercooling. Exceptionally, non-adibatic axial flow reactors indirectly cooled in countercurrent or co-current are used.

Vícestupňová konverse s mezichlazením má tyto nevýhody:Multistage conversion with intercooling has the following disadvantages:

- vyžaduje větší počet aparátů- requires a larger number of apparatuses

- adiabatický průběh v každém stupni díky stoupání teploty zvyšuje rovnovážný obsah CO a tím snižuje sílu reakce.- adiabatic course in each stage due to the temperature increase increases the equilibrium content of CO and thus decreases the reaction strength.

Jednostupňový neadiabatický axiální reaktor má tyto nevýhody:A single-stage non-adiabatic axial reactor has the following disadvantages:

- horší využití objemu reaktoru (nad a pod katalytickým košem musí být distributory pro rozvedení plynu),- Poor utilization of reactor volume (there must be gas distributors above and below the catalytic converter),

- při protiproudém uspořádání je podchlazena spodní část katalyzátoru; při souproudu je podchlazována vrchní vrstva katalyzátoru,- in the countercurrent arrangement, the lower part of the catalyst is supercooled; in co-current the top layer of the catalyst is subcooled,

- velmi obtížné je plnění a vyprazdňování katalyzátoru,- filling and emptying the catalyst is very difficult,

- trubkový svazek zmenšuje průřez reaktoru a tím zvyšuje tlakovou ztrátu.- the tube bundle reduces the cross-section of the reactor and thereby increases the pressure drop.

Výše uvedené nevýhody jsou odstraněny zařízením pro konvertování oxidu uhelnatého v neadiabatickém konversním reaktoru s jednoduchým radiálním tokem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že vícechodý trubkový svazek s výhodou vytvořený z ”u'’ trubek přímo uložený v katalytickém loži je mechanicky spojený se spodní kónickou trubkovnicí, která je současně dnem pro náplň katalyzátoru.The above drawbacks are overcome by the device for converting carbon monoxide in a non-adiabatic single radial flow conversion reactor according to the invention, characterized in that the multi-walled tube bundle preferably formed from the u-tubes directly embedded in the catalytic bed is mechanically connected to the lower a conical tube sheet, which is also the bottom for the catalyst charge.

Trubkovnice přímo navazuje na výsypný otvor pro katalyzátor, který je orientován ve středu, a na obvodu je trubkovnice spojena mechanicky s vnějším distributorem. Ve vrchní části reaktoru je trubkový svazek volně uložen. Pro usnadnění vyprazdňování katalyzátoru je výhodné řešit spodní trubkovnici ve tvaru pláště komolého kužele.The tube plate is directly connected to the discharge opening for the catalyst, which is oriented in the center, and at the periphery the tube plate is mechanically connected to the external distributor. In the upper part of the reactor, the tube bundle is loosely supported. In order to facilitate the emptying of the catalyst, it is advantageous to provide a truncated conical lower tube sheet.

Výhody zařízení pro konvertování oxidu uhelnatého v neadiabatických reaktorech s radiálním tokem plynu podle vynálezu spočívají v nižší tlakové ztrátě reaktoru a ve vysokém dosahovaném stupni konverse. Použitím těchto reaktorů se uspoří instalace výměníků tepla.The advantages of the carbon monoxide conversion apparatus in the non-adiabatic radial gas flow reactors of the invention are lower reactor pressure loss and a high degree of conversion achieved. The use of these reactors saves installation of heat exchangers.

Na připojeném výkresu je schematicky znázorněn řez konversním reaktorem, kde je katalyzátor v radiálním jednochodém loži. Reagující plyn zde nejprve proudí trubkovým svazkem, kde se předehřívá a pak vstupuje do reakce. Trubkový svazek je tříchodý, trubkovnice kónická a vyprazdňování katalyzátoru je středem.The attached drawing schematically shows a section through a conversion reactor where the catalyst is in a radial single pass bed. The reacting gas here first flows through a tube bundle where it is preheated and then enters the reaction. The tube bundle is three-pass, the conical tube sheet and catalyst emptying is the center.

Příklad konstrukce reaktoru má proudění vyřešeno od obvodu katalytickým ložem směrem ke středu. Obdobné řešení je však možné i s opačným prouděním. Počet chodů trubkového svazku může být rovněž jiný. Jednochodý výměník je ovšem nevýhodný jak z hlediska dilatací trubek, tak i z hlediska nerovnoměrného teplotního pole. V konvertoru 10 je v náplni (kterou tvoří katalyzátor) umístěn vícechodý trubkový výměník tepla,2> který je v dolní trubkovnici _4 kónického tvaru pevně uložen. Pro vyvedení trubkového svazku z náplně slouží distanční trubkovnice 3^ jíž volně prochází trubky a mohou volně tepelně dilatovat. Distanč ní trubkovnice 2 tvoří několik mezikruží aby bylo umožněno plnění katalyzátorového lože náplní 1_: An example of a reactor design has a flow resolved from the periphery through a catalytic bed towards the center. However, a similar solution is also possible with reverse flow. The number of tube bundle runs may also be different. However, a single-pass heat exchanger is disadvantageous both in terms of pipe dilatations and uneven temperature field. In the converter 10, a multistage tubular heat exchanger 2 is mounted in the charge (which consists of the catalyst) and is fixedly mounted in the lower tube plate 4 of conical shape. The distance tube tube 3 is used to lead the tube bundle out of the filling, through which the tubes pass freely and can freely thermally dilate. The spacer tube plate 2 forms a plurality of annulus to allow filling of the catalyst bed with the fillings 7 :

Jednochodé radiální uspořádání náplně _1 s jedním vnějším mezikruhovým distributorem _6 a jedním centrálním distributorem 2 umožňuje jednoduché plnění náplní horním průlezem J7 a jednoduché vyprazdňování spodním průlezem-2· Samovolné vysypávání katalyzátorového prostoru umožňuje kónická spodní trubkovnice 4. Centrální distributor 2 Pro odvádění produktů reakce je ve své části 9, která je ve styku s náplní, děrován.Single-threaded radial arrangement _1 cartridge with an outer annular distributor 6 and one central distributor 2 allows easy filling cartridges upper hatch J7 and simple emptying of the lower manhole 2 · Self-emptying chamber allows the catalyst conical bottom tube sheet 4. The central distributor 2 P ro removing products of reaction in its portion 9 which is in contact with the cartridge, perforated.

Neadiabatické reaktory pro konversi oxidu uhelnatého mohou být použity ve výrobnách amoniaku a vodíku, kde mohou s výhodou nahradit dvou, nebo vícestupňovou konversi jedním aparátem.Non-adiabatic carbon monoxide conversion reactors can be used in ammonia and hydrogen plants, where they can advantageously replace two or more stage conversions with one apparatus.

Claims (1)

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION Zařízení pro kovertování oxidu uhelnatého v neadiabatických reaktorech s radiálním tokem plynu s vícechodým teplosměnným trubkovým svazkem uloženým přímo v katalytickém loži, vyznačující se tím, že trubkový svazek (2) je mechanicky spojen se spodní kónickou trubkovnicí (4) ve tvaru pláště komolého kužele, na které je uložena náplň katalyzátoru (1) a která přímo navazuje na výsypný otvor (8}, a je zároveň spojena s vnějším mezikruhovým distributorem (6), přičemž ve vrchní trubkovnici (3) je trubkový svazek (2) volně uložen.Apparatus for converting carbon monoxide in non-adiabatic radial gas flow reactors with a multi-pass heat exchange tube bundle embedded directly in a catalytic bed, characterized in that the tube bundle (2) is mechanically coupled to a truncated cone-shaped lower tube plate (4) to which is supported by the catalyst filler (1) and which is directly connected to the discharge opening (8) and is also connected to the outer annular distributor (6), the tube bundle (2) being loosely mounted in the upper tube plate (3).
CS858133A 1985-11-12 1985-11-12 Apparatus for converting carbon monoxide in non-adiabatic reactors with radial gas flow CS256955B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS858133A CS256955B1 (en) 1985-11-12 1985-11-12 Apparatus for converting carbon monoxide in non-adiabatic reactors with radial gas flow

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS858133A CS256955B1 (en) 1985-11-12 1985-11-12 Apparatus for converting carbon monoxide in non-adiabatic reactors with radial gas flow

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS813385A1 CS813385A1 (en) 1987-09-17
CS256955B1 true CS256955B1 (en) 1988-04-15

Family

ID=5431500

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS858133A CS256955B1 (en) 1985-11-12 1985-11-12 Apparatus for converting carbon monoxide in non-adiabatic reactors with radial gas flow

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS256955B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS813385A1 (en) 1987-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0026057B1 (en) Synthesis reactor and processes
CA2428761C (en) Carbon monoxide conversion process and reactor
EP1839735B1 (en) A transverse tubular heat exchange reactor and a process for catalytic synthesis therein
JPS5892456A (en) Reactor
US9751773B1 (en) Ammonia synthesis system and method
RU2009149317A (en) DEVICE AND METHOD FOR CATALYTIC GAS-PHASE REACTIONS, AND ALSO THEIR APPLICATION
US4359448A (en) Fluidized bed reactor for exothermic reactions
JP5188895B2 (en) Methanol synthesis reactor and methanol synthesis method
CN105833804B (en) Steam ascending manner radial flow reactors
US20170028373A1 (en) Isothermal tubular catalytic reactor
CN109294627B (en) Isothermal shift device and synthesis gas complete shift reaction system including the same
CN100386138C (en) Internal heat exchange catalytic reaction method and equipment
CA3199051A1 (en) Ammonia burner for nitric acid production
US3190730A (en) Integrated hydrocarbon conversion column
CN102133512B (en) Reactors for exothermic reactions in the gas phase
CS256955B1 (en) Apparatus for converting carbon monoxide in non-adiabatic reactors with radial gas flow
CN1857766B (en) Heat exchanging reactor
CN106693849A (en) Methanation reactor and methanation technology
US5184386A (en) Method for retrofitting carbon monoxide conversion reactors
EP0372453A2 (en) Method for retrofitting in situ an axial flow carbon monoxide conversion reactor.
CN211886753U (en) Self-heating reaction equipment
US20180086634A1 (en) Process for preparing a syngas and syngas cooling device
CN106693839A (en) Methanation reactor and methanation process
CN106378063A (en) Methanation reactor and methanation process
JPH04117336A (en) Reactor for methanol synthesis