DE1442941A1 - Grossraumkonverter mit mehreren Katalysatorbetten zur Durchfuehrung exothermer chemischer Reaktionen - Google Patents

Description

• Großraumkonverter mit mehreren Katalysatorbetten zur Durchführung exothermer chemischer Reaktionen Die Erfindung betrifft die Ausbildung eines großräumigen Kontaktofens, der zur Durchführung exothermer Reaktions-. verfahren dient. Ein derartiger Kontaktofen besteht in der üblichen Ausführungsform aus einem stehenden, z.B. zylindrischen Hochdruckbehälter, der den Katalysator, häufig einen Wärmeaustauscher zur Aufheizung des zu reagierenden Gases, sowie gegebenenfalls einen oder mehrer Wärmetauscher zur Abführung der Reaktionswärme enthält. Der Katalysator wird entweder in mehreren Schichten übereinander angeordnet, wobei ma eventuell hinreichende Zwischenräume zwischen den einzelnen Katalysatorschichten einhalt, um die Temperatur der Reaktionsgase vor ihren Eintritt in die nächste Schicht, z.B. lurch Zumischen von kaltem Frischgas oder durch Wärmeableitung herabzusetzen, oder man ordnet den Katalysator in zu einem Bündel vereinigten Rohren in dem Raum zwischen diesen Röhren an und laßt zur Abführung der Reaktionswärme die aufzuheizenden Frischgase vor ihren Eintritt in den Katalysator durch den Zwischenraum, bzw. durch die Rohre selbst strömen. Es sind auch Kontaktöfen bekannt, welche sowohl Katalysatorschüttungen als auch Katalysatorröhren verwenden.
• In jüngster Zeit besteht die Tendenz, Konverter für große Umsatze, z.B, solche für mehr als 200 tato NH3 zu verwenden. Sei solchen Grosraumkonvertern führt die herkömmliche Bauart zu großen Bauhöhen. Dadurch wir die Flächenpressung beim Baugrund sehr hoch, was zum Teil komplizierte Gründungen erforderlich macht. Ferner wird der Katalysatorwechsel infolge der großen Bauhöhen schwierig und langwierig.
• Gegenstand der Erfindung ist ein Großraumkonverter, der diese Nachteile nicht aufweist und zusätzlich eine erhöhte Ausbeute beim einem Minimum an Druckverlust durch eine besondere Gasführrung erzielen laßt.
• Der erfindungsgemäße Konverter wird liegend angeordnet, wodurch es möglich ist, einfache Fundamente mit niedriger Flächenpressung zu verwenden. Er erlaubt einen ein faehen KatalysQtorwechsel, da der oder die Xatalysatoreinsätze in geringer Höhe über dem Untergrund herausgezogen werden können. Die Katalysatorbehälter selbst, sowie die Tragkonstruktion können einfach gebaut werden, da sie nicht die gesamte, durch den Katalysatorraum gegebene Last aufzunehmen haben und das Gesamtgewicht sich auf eine gro-Be Fläche verteilt.
• Ferner ist es mit dem erfindungsgemäßen Konverter möglich, die Temperatur des Reaktionegases während des gesamten Reaktionsablaufes im optimalen Bereich zu halten.
• Weitere Vorteile eines erfindungsgemäßen Großraumkonverters ergeben sich aue der nachfolgenden Beschreibung, in der eine Ausfthrungsform beispielsweise beschrieben wird.
• Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung.
• Figur 2 ist ein Querschnitt durch den Konverter in Hohe des Katalysatorraumes.
• Der Konvertermantel (1) ist auf den Fundamenten (2) abgestützt.
• Durch den Stutzen (3) wird das Frischgas in den Gavverteilungsraum (4) im Konverterkopf eingeführt. Das Gas strömt durch dn ringförmigen Kanal (5) entlang der Konverterwand und tritt in den mit Schinkanen versehenen Wärmetauscher (7) ein. Der Wäretauscher und damit der gesamte Innenraum des Konverters wird durch das Dichtungsblech (8) abgeschlossen. Der Gasaustritt erfolgt über das Verbindungsstück (9), durch den Stutzen (10), welcher mittels der Dichtungslinse (11) gegen den Konvertermantel abgedichtet ist. Nach dem Vorwärmen verläßt das Gas den Wärmetauscher (7) und strömt über das Zentralrohr (12) das im oder außerhalb des Katalysatorraumes angeordnet sein kann, zum Kopf des Konverters zurück. Im Zentralrohr ist die für das Anfahren des Konverters benötigte Heizvorrichtung (13) enthalten. Ober den Verteilerraum (14) erfolgt der Gaseintritt in die erste Katalysatorschicht (15), die quer zur Achse durchströmt wird.
• Die Katalysatorschüttung ruht auf dem Lochblech (16) und wird oben durch das Lochblech (17) abgeschlossen. Der Gassammelraum (18), der sich über der ersten KatalysatorschUttung bildet, ist unmittelbar mit dem Gasverteilungsraum (1. verbunden, der der zweiten Katalysatorschüttung zugeordnet ist.
• Das Gas tritt nun in entgegengesetzter Richtung wie in der ersten Katalysatorschicht quer zurKonverterachse durch diesen zweiten Katalysatorraum und wird in entsprechender Weise. durch sämtliche nachfolgenden Katalysatorräume geführt. Nach Verlassen des gesamten Katalysatorraumes tritt es in den Wärmetauscher t7) ein, um schließlich über den Stutzen (lo) den Konverter zu verlassen.
• Die einzelnen Katalysatorräume sind mittels Trennblechen (20) so gegeneinander abgeschlossen, daß ein Kurschluß des Gasstronei auch nach dem Setzen der Katalysatorschüttung nicht möglich ist. Die Lange der einzelnen Katalysatorräume ist entsprechend dem Reaktionsablauf so abgestuft, daß das nicht reagierte Gas den Katalysatorraum mit dem geringsten Querschnitt, das am weitesten ausreagierte Gas den Katalysatorraum mit dem größten Querschnitt durchströmt. Dadurch laßt sich ein Maximum an Ausbeute bei einem Minimum an Druckverlust erzielen.
• In die einzelnen Katalysatorschüttungen ist ein durchgehendes Rohrsystem (21) eingebettet, welches zur Hochdruckdampf gewinnung durch Erhitzen des darin geführten Kondensates durch die Reaktionswarme dient. Die Zuleitung des Kondensates erfolgt Uber die Verschlußplatte (22). Diese Verschlußplatte enthalt auch den Auslaß für den Hochdruckdampf. Schließlich wird gegebenenfalls noch Kaltgas durch die Verschlußplatte in den Katalysatorraum eingeführt.
• Das Rohrsystem für die Hochdruckdampferzeugung wird in den einzelnen Katalysatorräumen jeweils so angeordnet, daß das Gas etwa zwei Drittel der entsprechenden Katalysatorschüttung durchströmt hat, bevor es auf dieses Rohrsystem trifft. Durch diese Anordnung iäßt sich eine sehr günstige Temperaturführung im Katalysatorraum erreichen.
• Der Erfindungsgegenstand wird durch die vorstehende B-schreibung nicht abgegrenzt; so ist es beispielsweise möglich, mehr als ein Zentralrohr zu verwenden, oder aber die.
• Zuleitungen an anderer Stelle vorzusehen. Auch die Kaltgasführung kann, falls erforderlich, gemäß einem der vielen bekannten System-erfolgen. Schließlich können die einzelnen Katalysatorschichten entweder in getrennten Behältern oder in einem einzigen, sich auf den ganzen Katalysatorraum erstreckenden unterteilten Behälter untergebracht sein.
• - Patentansprüche -

Claims (3)

1. Patentansprüche 1.) Großraumkonverter mit mehreren Katalysatorbetten zur Durchführung exothermer chemischer Reaktionen, dadurch gekennzeichnet, daß der Konverter liegend angeordnetvist und dieeinzelnen Katalysatorbetten einen, dem Reaktionsablauf entsprechend zunehmen den Querschnitt aufweisen, wobei das Reaktionsgas die Katalysatorbetten senkrecht zur Längsachse des Konverters durchströmt.
2. 2.) Großraumkonverter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Katalysatorräume Wärmetauscher zur Erzeugung von Hochdruckdampf eingebettet sind.
3. 3.) GrOBraumkonverter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscher ein zusammenhAngendes System bilden und in den einzelnen Katalysatorraumen jeweils so angeordnet sind, daß das Gas etwa zwei Drittel der entsprechenden Katalysatorschüttung durchströmt hat, bevor es auf die Wärmetauscher trifft.

   L e e r s e i t e