JPH11343116A - 水平型アンモニア・コンバ―タ― - Google Patents

水平型アンモニア・コンバ―タ―

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JPH11343116A
JPH11343116A JP11141675A JP14167599A JPH11343116A JP H11343116 A JPH11343116 A JP H11343116A JP 11141675 A JP11141675 A JP 11141675A JP 14167599 A JP14167599 A JP 14167599A JP H11343116 A JPH11343116 A JP H11343116A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 水平型アンモニア・コンバーターを提供する
こと。 【解決手段】 水平円筒形外部シェルと； 前後壁を有
する円筒形内部シェルを含み、内部シェルと外部シェル
との間の環状通路を画定する水平バスケットと；前壁か
ら後壁までの間に長軸方向に配置された、熱交換区分
と；第１横仕切りと、第１一次触媒床と；第２横仕切り
と；第２一次触媒床と；第３横仕切りと；二次触媒床と
を含み、前記一次触媒床の各頂部と底部と内部シェルに
よって画定される第１上部及び下部プレナムと；前記二
次触媒床の各頂部及び底部と内部シェルによって画定さ
れる第２上部及び下部プレナムとをさらに含む水平型多
重床アンモニア・コンバーター。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水平型アンモニア
・コンバーター、特に、高活性触媒を用いるために適合
した水平型アンモニア・コンバーターに関する。
【０００２】本発明は、例えばＰｅｔｅｒｓｏｎ等への
米国特許第４，４５２，７６０号（本明細書に援用され
る）に述べられているコンバーターのような、多重床水
平型アンモニア・コンバーターに関する。これらの反応
器の多くは使用時に磁鉄鉱触媒で作動する。Ｐｅｔｅｒ
ｓｏｎ等の反応器をアンモニア転化率を高めるために改
良することがしばしば望ましい。
【０００３】
【従来の技術】図１と図１Ａに示すＰｅｔｅｒｓｏｎ等
のアンモニア・コンバーターを参照すると、外部シェル
Ｓは１端部に入口１２と出口１４とを有する主要体１０
を包含する円筒形圧力容器である。ヘッド１６は主要体
１０に取り外し可能に取り付けられ、交換器バイパス１
８を有する。内部シェル又はバスケットＢは外部シェル
Ｓ内に取り外し可能に配置される。内部シェルＢは区分
に分割される円筒形容器である。端部壁２０と第１壁２
２とはシェルＢの熱交換区分２５を画定する。第２壁２
４と第３壁２６とは第１触媒区分２８を画定する。第２
触媒床区分は第３壁２６と、シェルＢの外部端部壁３０
との間に画定される。ガス移送区分３４は第１壁２２と
第２壁２４との間に配置される。
【０００４】合成ガスは入口１２からＰｅｔｅｒｓｏｎ
等の反応器の外部シェルＳに入る。このガスは所望の反
応温度未満の温度であるが、それが外部シェルＳと内部
シェルＢとの間の環状空間３６（図１Ａに拡大して示
す）を通過するときに、外部シェルＳを低温に維持す
る。好ましくは、このガスは１端部の入口１２から導入
され、他方の端部に流れ、そこで端部壁２０中の開口４
０を通過する。開口４０は、ガスが内部シェルＢの熱交
換区分２５に入る端部壁２０の頂部に存在する。ガスは
複数個の管４２上を下方に通過し、これらの管４２はガ
スを反応温度に加熱する。図１Ａに最もよく見られるよ
うに、ガスはガス移送区分３４の底部に入り、頂部に達
して、そこでガスは水平触媒床の上方の第１触媒床区分
２８に入る。ガスが触媒を通って通過するときに、水素
と窒素とは反応して、アンモニアを形成し、発熱反応の
ために、生成物ガスは供給ガス（ｅｎｔｅｒｉｎｇ ｇ
ａｓ）よりも高温である。生成物ガスはアンモニアと未
反応水素及び未反応窒素との混合物を含有する。生成物
ガスはガス移送区分３４を通過し、ガス移送区分３４に
おいてガスは管４２の内部に入る。生成物ガスは管４２
を通過するときに、熱交換区分２５において冷却され
る。冷却された生成物ガスは次にガス移送区分３４に再
び入り、そこで生成物ガスは、ガス移送区分３４から第
１触媒床区分２８を通って伸びるパイプ４４に入り、水
平触媒床上のパイプ４４の開口４６を通過して第２触媒
床区分３２中に入る。Ｐｅｔｅｒｓｏｎ等の反応器で
は、第２触媒床３２が２つの水平触媒床を含み、第１触
媒床からの生成物ガスがこれらの水平触媒床を通過する
ことが好ましい。好ましくは、第２触媒床区分３２は触
媒床１２２の上方に伸びる部分壁１２４と、隣接触媒床
１２８の下方に伸びる部分壁１２６とによって形成され
る２区分として存在することが好ましい。さらなるアン
モニアが触媒床１２２と１２８において製造され、生成
物ガスは加熱される。高温反応生成物ガスは次に端部壁
３０から出口パイプ４８を通過して、出口パイプ４８に
おいて高温反応生成物ガスは出口１４を通過する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、新たな製造
又はＰｅｔｅｒｓｏｎ等の反応器の改良によって製造さ
れうる水平型アンモニア転化反応器である。この発明の
水平型アンモニア転化反応器は磁鉄鉱と高活性触媒との
組合せを用いて、磁鉄鉱に基づくＰｅｔｅｒｓｏｎ等の
反応器よりも高い転化率を有する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】１態様において、本発明
は水平型多重床アンモニア・コンバーターを提供する。
このコンバーターはその１端部において取り外し可能な
ヘッドを有する水平円筒形外部シェルを有する。水平型
バスケットは前後の端部壁を有する水平円筒形内部シェ
ルを有し、内部シェルと外部シェルとの間の環状通路を
画定する。外部シェルを通るガス入口は環状通路と流体
連通する。第１横仕切りは前壁から長軸方向に間隔を置
いて配置されて、それらの間に熱交換区分を画定する。
熱交換区分はそれらを通る複数個の管と、第１横仕切り
に隣接する多孔板（ｔｕｂｅ ｓｈｅｅｔ）とを有す
る。前記熱交換区分は、管を横切ってガスを導くための
シェル側入口と出口を有する。シェル側入口は環状通路
と流体連通する。第２横仕切りは、第１横仕切りから長
軸方向に間隔を置いて配置されて、それらの間に、それ
を通るガスの下方流動に適合した第１一次触媒床（ｆｉ
ｒｓｔ ｐｒｉｍａｒｙ ｃａｔａｌｙｓｔ ｂｅｄ）
を画定する。第３横仕切りは、第２横仕切りと後壁との
間に長軸方向に間隔を置いて配置され、第２横仕切りと
第３横仕切りとの間の第２一次触媒床及び第３横仕切り
と前記後壁との間の第２触媒床とを画定する。第２一次
触媒床と第２触媒床とは、それらを通るガスの下方流動
に適合している。第１上部及び下部プレナムは、一次触
媒床の上方及び下方に形成され、内部シェルと、一次触
媒床の各頂部及び底部とによって画定される。第２上部
及び下部プレナムは二次触媒床の上方及び下方に形成さ
れ、内部シェルと、二次触媒床の各頂部及び底部とによ
って画定される。第１通路はシェル側出口から第１横仕
切りを通って第１上部プレナムまでに形成される。第２
通路は第１下部プレナムから第１仕切りを通って、前記
熱交換区分の管側入口までに形成される。第３通路は熱
交換区分の管側出口から第１、第２、第３仕切りを通っ
て第２上部プレナムまでに形成される。第２下部プレナ
ムと流体連通するガス出口が備えられる。
【０００７】
【発明の実施の形態】アンモニア・コンバーターは、第
１及び第２上部プレナムからそれぞれ一次触媒床及び二
次触媒床中にガスを導入するためのディストリビュータ
ーを包含することができる。アンモニア・コンバーター
は、シェル側出口に隣接する熱交換区分中に直接ガスを
導入するためのバイパスラインを包含することができ
る。二次触媒床は好ましくは高活性触媒を含む。
【０００８】第３通路は第１上部プレナム中に配置さ
れ、第２及び第３仕切りを通って第２上部プレナム中に
達する。第１上部及び下部プレナムは第２仕切りを通る
開口を包含することができる。第１仕切りは水平及び垂
直十字形壁と、シェル側出口から十字形壁の周囲を通っ
て第１上部プレナムまでの外部流路と、第１下部プレナ
ムから管側入口までの、十字形壁の内側下部流路と、管
側出口から導管までの十字形壁内側の上部流路とを包含
することができる。
【０００９】他の態様では、本発明はＰｅｔｅｒｓｏｎ
等に開示された水平型多重床アンモニア・コンバーター
を改良する方法を提供する。改良の前に、アンモニア・
コンバーターは、（１）その１端部に取り外し可能なヘ
ッドを有する水平円筒形外部シェルと；（２）前後端部
壁を有する水平円筒形内部シェルを含み、内部シェルと
外部シェルとの間の環状通路を画定する水平バスケット
と；（３）環状通路と流体連通する、外部シェルを通る
ガス入口と；（４）前壁から長軸方向に間隔を置いて配
置された第１横仕切りであって、それらの間に、それを
通る複数個の管と、第１横仕切りに隣接した多孔板とを
有する熱交換区分を画定し、前記熱交換区分が、管を横
切ってガスを導くためのシェル側入口と出口を有し、シ
ェル側入口は環状通路と流体連通する上記第１横仕切り
と；（５）第１横仕切りから長軸方向に間隔を置いて配
置された第２横仕切りであって、それらの間に、それを
通るガスの下方流動に適合した第１触媒床を画定する上
記第２横仕切りと；（６）第２横仕切りと後壁との間に
長軸方向に間隔を置いて配置された第３横仕切りであっ
て、第２横仕切りと第３横仕切りとの間の第２触媒床
と、第３横仕切りと後壁との間の第３触媒床とを画定
し、第２触媒床と第３触媒床とがそれらを通るガスの下
方流動に適合している上記第３横仕切りと；（７）内部
シェルと触媒床の各頂部及び底部とによって画定された
各触媒床の上方及び下方の第１、第２及び第３上部及び
下部プレナムと；（８）シェル側出口から第１横仕切り
を通って第１上部プレナムまでの第１通路と；（９）第
１下部プレナムから第１仕切りを通って、熱交換区分の
管側入口までの第２通路と；（１０）熱交換区分の管側
出口から第１及び第２横仕切りを通って第２上部プレナ
ムまでの第３通路と；（１１）第２下部プレナムから第
３横仕切りを通って第３上部プレナムまでの第４通路
と；（１２）第３下部プレナムと流体連通するガス出口
とを含む。改良する方法は、下記工程： （ａ）第１上部プレナムと第２上部プレナムとの間及び
第１下部プレナムと第２下部プレナムとの間の流体連通
を確立するために第２仕切りを通るフローウインドーを
切削する工程と；（ｂ）第４通路を密封する工程と；
（ｃ）第３通路を第３横仕切りを通して延長させて、第
３上部プレナムと流体連通させるが、第３通路を第２上
部プレナムに関しては密封する工程と；（ｄ）第３触媒
床に高活性触媒を充填する工程とを含む。
【００１０】この方法は、（ｅ）第１触媒床の頂部にお
けるディストリビューター中の幾つかの孔を密封して、
前記第１触媒床の長さの直線１フィート当たりのディス
トリビューター中の孔面積が、第２触媒床の長さの直線
１フィート当たりの第２触媒床の頂部におけるディスト
リビューター中の孔面積と実質的に同じであるようにす
る工程をさらに包含する。この方法は好ましくは、第１
触媒床と第２触媒床とに１．５〜３ｍｍの磁鉄鉱（ｍａ
ｇｎｅｔｉｔｅ）触媒を充填する。第１、第２及び／又
は第３触媒床の底部における床サポートは必要に応じて
より小さいスクリーンによって覆うことができる。
【００１１】工程（ｃ）は好ましくは、第３通路に短い
パイプ延長部を加え、第３横仕切りに短いパイプ延長部
を受容するための孔を切削し、第３横仕切りに短いパイ
プ延長部をシール溶接することを包含する。
【００１２】例証のために、本明細書では本発明のコン
バーターを窒素と水素とからのアンモニアの触媒合成に
おけるその使用に関して説明する。アンモニアへの本発
明のコンバーターの使用はアンモニアの合成に必ずしも
限定されないことが理解されよう。アンモニアの合成で
は、通常は３：１のモル比率での主として水素と窒素で
ある合成ガスを５０〜４００ａｔｍの範囲である圧力に
おいてアンモニア合成触媒の上に通す。現在用いられ
る、商業的なアンモニア合成触媒は、２５０℃〜５４０
℃の温度において作用する鉄又は修飾鉄（変性鉄）から
製造される、いわゆる“磁鉄鉱触媒”、又は例えば米国
特許第４，０５５，６２８号、第４，１２２，１４０号
及び第４，１６３，７７５号（これらの全ては本明細書
に援用される）に開示されている黒鉛含有炭素サポート
上のルテニウムのような、白金族金属を含むいわゆる
“高活性触媒”のいずれかである。アンモニア反応は発
熱性であるので、本発明のコンバーターは反応中に発生
する発熱を中間冷却器（ｉｎｔｅｒｓｔａｇｅ ｃｏｏ
ｌｅｒ）によって除去又は取り扱うように設計される。
【００１３】本発明の反応器は新しい構成によって製造
することができるが、より好ましくは、Ｐｅｔｅｒｓｏ
ｎ等のデバイスを改良することによって製造される。Ｐ
ｅｔｅｒｓｏｎ等の反応器を改良して、本発明による反
応器２００（図２参照）を製造するためには、フローウ
インドー（ｆｌｏｗ ｗｉｎｄｏｗ）２０２と２０４
（図２Ｂ参照）を第３壁２６に切削して、各第１触媒床
１１４と第２触媒床１２２の上方のプレナム２０６、２
０８を結合させ、各第１触媒床１１４と第２触媒床１２
２の下方のプレナム２１０、２１２を結合させる。パイ
プ４４に他の伸縮継手２１４を加える必要性を回避する
ために、フローウインドー２０２がパイプ４４を取り囲
むことが好ましい。Ｐｅｔｅｒｓｏｎ等の反応器の部分
壁１２４が本発明の反応器２００における第３横仕切り
に相当する完全な壁になるように、Ｐｅｔｅｒｓｏｎ等
の反応器のフローウインドー２１６は密封される。した
がって、ガスは第１及び第２触媒床１１４、１２２の上
方の各結合プレナム２０６、２０８から入り、それらを
通って、各触媒床１１４、１２２の下方の結合プレナム
２１０、２１２に平行して下方に流れる。必要に応じ
て、プレナム２０６と第１触媒床１１４との間のディス
トリビューター・プレート１３４中の孔１３６（図６参
照）を例えばブランキング・ストリップ（ｂｌａｎｋｉ
ｎｇ ｓｔｒｉｐ）２１５によって密封して、床長さ当
たりの孔面積が第１触媒床と第２触媒床１１４、１２２
の両方で同じであり、それらへの供給ガスの均一な分配
が得られるようにすることができる。
【００１４】Ｐｅｔｅｒｓｏｎ等の反応器の他の改良
は、壁１２４を通るパイプ４４の孔４６と延長部２１８
（図２参照）との密封である。パイプ延長部２１８は壁
１２４を通して切削された円形孔の円周に沿ってシール
溶接することができる。これはパイプ４４からのガスを
第３触媒床１２８上方のプレナム２２０中に供給する。
【００１５】最後に、第１及び第２触媒床１１４、１２
２に慣用的な磁鉄鉱触媒、好ましくは１．５〜３ｍｍを
充填する。第３触媒床には好ましくは高活性触媒を充填
する。必要な場合には、触媒床１１４、１２２、１２８
のサポート上により小さいスクリーンを置くことができ
る。
【００１６】Ｐｅｔｅｒｓｏｎ等の反応器の第１壁２
２、第２壁２４及びガス移送区分３４は集合的に、本発
明のための第１横仕切りを形成する。Ｐｅｔｅｒｓｏｎ
等の第３壁２６（フローウインドー２０２、２０４を含
むように適当に改良）は第２横仕切りと見なされ、部分
壁１２４（適当に密封）及び／又は部分壁１２６は第３
横仕切りを形成する。Ｐｅｔｅｒｓｏｎ等の反応器の一
次触媒床１１４と、第１二次床１２２とは、本発明にお
ける第１及び第２一次触媒床になり、ガスはそれらから
中間冷却なしに平行に流動する。Ｐｅｔｅｒｓｏｎ等の
第２二次触媒床１２８は本発明の唯一の二次床になり、
高活性触媒を含有し、管４２内での中間冷却後の一次磁
鉄鉱触媒床１１４、１２２からのプロセスガスを受容す
る。
【００１７】本発明の反応器２００では、外部シェルＳ
は取り外し可能なヘッド１６を有するので、内部シェル
又はバスケットＢは触媒の装填と触媒の交換とのために
取り出すことができる。シェルＢの端部に取り付けたホ
イール５０と５２（図３参照）によって、外部シェルＳ
中にシェルＢを転がし入れることができる。ストップ５
４と５６とが、シェルＢが外部シェルＳの主要体１０に
入る距離を正確に位置決めする。シェルＢがストップ５
４と５６に接すると、ジャック（ｊａｃｋ）がジャック
・サポート５８と６０上に配置されて、ホイール５０と
５２を取り外す。シェル又はバスケットＢの外表面上の
ローラー（図示せず）は、バスケットＢが加熱時に膨張
するときにさえも中心に配置されたバスケットＢを維持
することを容易にする。ホイールは主要体１０の端部の
マンホール６２から取り出される。次に、シェルＢはシ
ェルＳ中の中心に置かれ、ロック６４と６６によって適
所に固定される。出口パイプ４８は幾つかの区分を含
む。区分６８は各端部にそれぞれフランジ７０と７２を
有し、これらは主要体１０内で作業する人によって結合
される。シェルＢをシェルＳ内で固定した後に、取り外
し可能なヘッド１６を固定する。人はマンホール７４を
通ってヘッド１６に入り、クエンチガスパイプ７８のセ
クション７６を接続する。クエンチガスパイプ７８は１
端部において熱交換区分２５の底部中に達し、複数個の
開口８０を有する。シェルＢとＳとの間の環状空間を過
ぎて及び熱移送管４０を過ぎて導入ガス（ｉｎｌｅｔ
ｇａｓ）の一部をそらすことによって、クエンチガスパ
イプ７８を反応器２００の温度制御手段として用いるこ
とができる。クエンチガスパイプ７８の外端部には、入
口１８を通る通路前のヘッド１６内側に膨張継手８２が
存在する。
【００１８】熱交換区分２５とガス移送区分３４との細
部を示す図４では、入口１２を通して導入された新鮮な
合成ガスは内部シェルＢの外表面上を通り、端部壁２０
の頂部の開口４０を通過する。ガスは熱交換区分２５に
入る。複数個の管４２は下部入口多孔板８４から伸び
て、上部出口多孔板８６に戻る。両方の多孔板８４と８
６は壁２２の一部である。壁２２と壁２４とはガス移送
区分３４と共に集合的に、熱交換区分２５と第１触媒床
１１４との間の第１横仕切りを構成する。管４２を囲ん
で、保持壁８８と９０が存在する。端部壁２０から複数
個のバッフル９２が伸長する（図２参照）。したがっ
て、熱交換区分２５に入るガスは保持壁８８と９０及び
バッフル９２のために管４２上を流れて、区分２５の底
部に達する。保持壁８８と９０内の壁２２の底部には、
２つの開口９４と９６が存在し、そこからガスは移送区
分３４に入る。
【００１９】ガス移送区分３４は縮小した内部横断面９
８を有する。横断面９８は十字形、即ちクロス形状であ
ることが好ましい。内部横断面９８は水平仕切り１００
によって下部１０２と上部１０４とに分割される。下部
１０２と上部１０４との形状は、好ましくは長方形であ
る多孔板８４と８６の形状に順応する。下部１０２から
部分１０６が伸びて、バスケットＢの内壁に達する。同
様に、上方部分１０８は上部１０４から伸びて、バスケ
ットＢの内壁に達する。それ故、開口９４と９６を通過
するガスは縮小した内部横断面９８の外側を通ってガス
移送区分３４の底部から上部に達し、そこで壁２４の開
口１１０と１１２を通過する。開口１１０と１１２は触
媒床１１４上方のプレナム２０６中に開く。次に、ガス
はフローウインドー２０２を通ってプレナム２０８に入
り、第１及び第２触媒床１１４、１２２を平行に通過す
る。第１及び第２触媒床１１４、１２２からの生成物ガ
スは、フローウインドー２０４によって連結したプレナ
ム２１０、２１２から、壁２４の開口１１８を通って、
次に入口多孔板８４を通って管４２に入る。管４２中の
ガスは熱交換区分２５において新鮮なガスとの熱交換に
よって冷却される。冷却されたガスは出口多孔板８６か
ら管４２を出て、上部１０４に入る。ガスは次に部分１
０８に入り、壁２４の開口１２０を通って管４４に入
る。冷却されたガスは壁２６と１２４を通って第３触媒
床１２８上方のプレナム２２０中に入る。
【００２０】ガスは触媒床１１４、１２２及び１２８を
通過する前に、上部プレート１３４におけるよりも多く
のより大きい開口１３２を有する下部プレート１３０
（図６参照）によって分配されることができる。上部プ
レートは、下部プレート１３０における開口１３２とい
ずれも整列しないように配置された、より少数のより小
さい開口１３６を有する。図６に示すような、幾つかの
マンホール１３８が触媒床へのアクセスを可能にする。
同様に、バスケットＢ中の幾つかのマンホール１４０
（図２参照）が第１触媒床区分２８及び第２触媒床区分
３２へのアクセスを可能にする。シェルＢをシェルＳか
ら取り出すと、触媒の装填又は取り出しのために触媒床
へ容易にアクセスすることができる。
【００２１】このように、反応器２００はＰｅｔｅｒｓ
ｏｎ等の反応器を改良することによって容易に製造する
ことができる。改良された反応器は二次触媒床に高活性
触媒を用いることができ、大きいアンモニア転化容量を
有する。触媒床１１４、１２２は１つの床として並行操
作され、ガスを二次床に通す前に熱交換区分２５内で中
間冷却する。床１１４と並行に床１２２を置くことによ
る一次床触媒量の増加と、二次床において高活性触媒を
用いることによる同等の磁鉄鉱触媒量の増加とは、改良
された反応器２００が高いアンモニア転化％／パスを得
ること及び／又はより高い速度で供給ガスを処理して、
アンモニア生産能力を高めることを可能にする。
【００２２】本発明の上記説明は単なる例証であり、特
定の実施態様の例示に過ぎない。種々な改変が当業者に
明らかになると思われる。特許請求の範囲又は要旨内の
このような改変の全ては本発明によって包含されるよう
に意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｐｅｔｅｒｓｏｎ等の水平型コンバーターの断
面図である（先行技術）。
【図１Ａ】Ｐｅｔｅｒｓｏｎ等のコンバーターを通るガ
ス流動を示す断面概略図である（先行技術）。
【図１Ｂ】図１のライン１Ｂ−１Ｂに沿って切断した断
面図である（先行技術）。
【図２】本発明の水平型コンバーターの断面図である。
【図２Ａ】本発明のコンバーターを通るガス流動を示す
断面概略図である。
【図２Ｂ】図２のライン２Ｂ−２Ｂに沿って切断した断
面図である。
【図３】図１と２のライン３−３に沿って切断した断面
図であり、内部円筒形シェルの１端部を示す。
【図４】内部円筒形シェル内のガス移送区分の詳細を示
すために分離した、ガス移送区分の拡大投影図を示す。
【図５】図１と２のライン５−５に沿って切断した断面
図である。
【図６】図１と２の区分５に示した触媒床のディストリ
ビューター・プレートの一部の断面図である。
【符号の説明】
１０ 主要体 １６ 取り外し可能なヘッド ２２ 第１壁 ２４ 第２壁 ２６ 第３壁 ４２ 管 ４４ パイプ ４６ 孔 ５０ ホイール ５２ ホイール ５４ ストップ ５６ ストップ ６２ マンホール １１４ 第１触媒床 １２２ 第２触媒床 １２８ 第３触媒床 １３４ ディストリビューター・プレート ２００ 反応器 ２０２ フローウインドー ２０４ フローウインドー ２０６ プレナム ２０８ プレナム ２１０ プレナム ２１２ プレナム ２１４ 伸縮継手 ２１６ フローウインドー ２１５ ブランキング・ストリップ ２１８ 延長部 ２２０ プレナム Ｂ 内部シェル又はバスケット Ｓ 外部シェル

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 １端部に取り外し可能なヘッドを有する
    水平円筒形外部シェルと；前後端部壁を有する水平円筒
    形内部シェルを含み、内部シェルと外部シェルとの間の
    環状通路を画定する水平バスケットと；前記環状通路と
    流体連通する、前記外部シェルを通るガス入口と；前記
    前壁から長軸方向に間隔を置いて配置された第１横仕切
    りであって、それらの間に、それを通る複数個の管と、
    第１横仕切りに隣接した多孔板とを有する熱交換区分を
    画定し、前記熱交換区分が、前記環状通路と流体連通す
    るシェル側入口と、前記管を横切ってガスを導くための
    出口とを有する上記第１横仕切りと；前記第１横仕切り
    から長軸方向に間隔を置いて配置された第２横仕切りで
    あって、それらの間に、それを通るガスの下方流動に適
    合した第１一次触媒床を画定する上記第２横仕切りと；
    第２横仕切りと後壁との間に長軸方向に間隔を置いて配
    置された第３横仕切りであって、前記第２横仕切りと第
    ３横仕切りとの間の第２一次触媒床及び前記第３横仕切
    りと前記後壁との間の二次触媒床を画定し、前記第２一
    次触媒床と前記二次触媒床とがそれらを通るガスの下方
    流動に適合している上記第３横仕切りと；前記内部シェ
    ルと前記一次触媒床の各頂部及び底部とによって画定さ
    れた前記一次触媒床の上方及び下方の第１上部及び下部
    プレナムと；前記内部シェルと前記二次触媒床の各頂部
    及び底部とによって画定された前記二次触媒床の上方及
    び下方の第２上部及び下部プレナムと；前記シェル側出
    口から前記第１横仕切りを通って前記第１上部プレナム
    までの第１通路と；前記第１下部プレナムから前記第１
    仕切りを通って、前記熱交換区分の管側入口までの第２
    通路と；前記熱交換区分の管側出口から前記第１、第
    ２、第３仕切りを通って前記第２上部プレナムまでの第
    ３通路と；第２下部プレナムと流体連通する、前記外部
    シェルを通るガス出口とを含む水平型多重床アンモニア
    ・コンバーター。
  2. 【請求項２】 前記第１及び第２上部プレナムから、そ
    れぞれ、前記一次及び二次触媒床中へガスを導入するた
    めのディストリビューターをさらに含む、請求項１記載
    のアンモニア・コンバーター。
  3. 【請求項３】 前記シェル側出口に隣接した前記熱交換
    区分中に直接ガスを導入するためのバイパスラインをさ
    らに含む、請求項１記載のアンモニア・コンバーター。
  4. 【請求項４】 前記第１上部プレナム中に配置され、前
    記第２及び第３仕切りを貫通して、前記第２上部プレナ
    ム中に達する導管を、前記第３通路が包含する、請求項
    １記載のアンモニア・コンバーター。
  5. 【請求項５】 前記第１上部及び下部プレナムが前記第
    ２仕切りを通る開口を包含する、請求項４記載のアンモ
    ニア・コンバーター。
  6. 【請求項６】 前記第１仕切りが、水平及び垂直の十字
    形壁と、前記シェル側出口から十字形壁の周囲を通って
    前記第１上部プレナムまでの外部流路と、第１下部プレ
    ナムから管側入口までの十字形壁内側の下部流路と、管
    側出口から導管までの十字形壁内側の上部流路とを包含
    する、請求項５記載のアンモニア・コンバーター。
  7. 【請求項７】 前記二次触媒床が高活性触媒を含む、請
    求項１記載のアンモニア・コンバーター。
  8. 【請求項８】 （１）その１端部に取り外し可能なヘッ
    ドを有する水平円筒形外部シェルと；（２）前後端部壁
    を有する水平円筒形内部シェルを含み、内部シェルと外
    部シェルとの間の環状通路を画定する水平バスケット
    と；（３）前記環状通路と流体連通する、前記外部シェ
    ルを通るガス入口と；（４）前記前壁から長軸方向に間
    隔を置いて配置された第１横仕切りであって、それらの
    間に、それを通る複数個の管と、第１横仕切りに隣接し
    た多孔板とを有する熱交換区分を画定し、前記熱交換区
    分が、前記環状通路と流体連通するシェル側入口と、前
    記管を横切ってガスを導くための出口とを有する上記第
    １横仕切りと；（５）前記第１横仕切りから長軸方向に
    間隔を置いて配置された第２横仕切りであって、それら
    の間に、それを通るガスの下方流動に適合した第１触媒
    床を画定する上記第２横仕切りと；（６）第２横仕切り
    と後壁との間に長軸方向に間隔を置いて配置された第３
    横仕切りであって、前記第２横仕切りと第３横仕切りと
    の間の第２触媒床及び前記第３横仕切りと前記後壁との
    間の第３触媒床とを画定し、前記第２触媒床と前記第３
    触媒床とがそれらを通るガスの下方流動に適合している
    上記第３横仕切りと；（７）前記内部シェルと前記触媒
    床の各頂部及び底部とによって画定された前記各触媒床
    の上方及び下方の第１、第２及び第３上部及び下部プレ
    ナムと；（８）前記シェル側出口から前記第１横仕切り
    を通って前記第１上部プレナムまでの第１通路と；
    （９）前記第１下部プレナムから前記第１仕切りを通っ
    て、前記熱交換区分の管側入口までの第２通路と；（１
    ０）前記熱交換区分の管側出口から前記第１及び第２横
    仕切りを通って前記第２上部プレナムまでの第３通路
    と；（１１）前記第２下部プレナムから前記第３横仕切
    りを通って前記第３上部プレナムまでの第４通路と；
    （１２）第３下部プレナムと流体連通するガス出口とを
    含む水平型多重床アンモニア・コンバーターを改良する
    方法であって、下記工程： （ａ）第１上部プレナムと第２上部プレナムとの間及び
    第１下部プレナムと第２下部プレナムとの間の流体連通
    を確立するために第２仕切りを通るフローウインドーを
    形成する工程と； （ｂ）第４通路を密封する工程と； （ｃ）第３通路を第３横仕切りを通して延長させて、第
    ３上部プレナムと流体連通させるが、第３通路を第２上
    部プレナムに関しては密封する工程と； （ｄ）第３触媒床に高活性触媒を充填する工程とを含む
    上記方法。
  9. 【請求項９】 （ｅ）前記第１触媒床の頂部におけるデ
    ィストリビューター中の幾つかの孔を密封して、前記第
    １触媒床の長さの直線１フィート当たりの前記ディスト
    リビューター中の孔面積が、前記第２触媒床の長さの直
    線１フィート当たりの前記第２触媒床の頂部におけるデ
    ィストリビューター中の孔面積と実質的に同じであるよ
    うにする工程をさらに含む、請求項８記載の方法。
  10. 【請求項１０】 第１触媒床と第２触媒床とに１．５〜
    ３ｍｍの磁鉄鉱触媒を充填する、請求項８記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記第１、第２又は第３触媒床の底部
    における床サポートを、より小さいスクリーンで覆うこ
    とをさらに含む、請求項１０記載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記工程（ｃ）が、前記第３通路に短
    いパイプ延長部を加えることと、前記短いパイプ延長部
    を受容するために前記第３横仕切りを通る孔を形成する
    ことと、前記短いパイプ延長部を第３横仕切りにシール
    溶接することを包含する、請求項８記載の方法。
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