JPS6022968B2 - 還元性ガスの触媒反応方法およびこの方法を実施するための高圧反応器 - Google Patents
還元性ガスの触媒反応方法およびこの方法を実施するための高圧反応器Info
- Publication number
- JPS6022968B2 JPS6022968B2 JP53026724A JP2672478A JPS6022968B2 JP S6022968 B2 JPS6022968 B2 JP S6022968B2 JP 53026724 A JP53026724 A JP 53026724A JP 2672478 A JP2672478 A JP 2672478A JP S6022968 B2 JPS6022968 B2 JP S6022968B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- intermediate space
- pressure
- water vapor
- gas
- conduit
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims description 46
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 19
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 title claims 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 39
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 23
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 13
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 9
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 5
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- -1 dioxide Chemical compound 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
- C01B3/06—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of inorganic compounds containing electro-positively bound hydrogen, e.g. water, acids, bases, ammonia, with inorganic reducing agents
- C01B3/12—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of inorganic compounds containing electro-positively bound hydrogen, e.g. water, acids, bases, ammonia, with inorganic reducing agents by reaction of water vapour with carbon monoxide
- C01B3/16—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of inorganic compounds containing electro-positively bound hydrogen, e.g. water, acids, bases, ammonia, with inorganic reducing agents by reaction of water vapour with carbon monoxide using catalysts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/0005—Catalytic processes under superatmospheric pressure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
- B01J8/04—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds
- B01J8/0446—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical
- B01J8/0449—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical in two or more cylindrical beds
- B01J8/0453—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical in two or more cylindrical beds the beds being superimposed one above the other
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C1/00—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon
- C07C1/02—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon
- C07C1/04—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon from carbon monoxide with hydrogen
- C07C1/0405—Apparatus
- C07C1/042—Temperature controlling devices; Heat exchangers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Pressure Vessels And Lids Thereof (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、外側圧力容器と触媒を収容する内側容器とを
もちかつ内側容器の壁と圧力容器の壁との間に中間空間
を形成されている高圧反応器において、還元性成分を含
むガスと水蒸気とを触媒反応させる方法、およびこの方
法を実施するための高圧反応器に関する。
もちかつ内側容器の壁と圧力容器の壁との間に中間空間
を形成されている高圧反応器において、還元性成分を含
むガスと水蒸気とを触媒反応させる方法、およびこの方
法を実施するための高圧反応器に関する。
上記のような方法はＣＯメタン化またはＣＯ転化にいよ
いよ用いられる。
いよ用いられる。
この場合温度はなるべく６２３ないし７２ずＫ（３５０
なし・し４５０ｏｏ）である。圧力は１０なし、し１０
ｍ２ｒである。このような、反応条件すなわち高温高圧
では、たとえば一酸化炭素や水素のような還元性成分は
、単純な鋼だけから作られた圧力容器蟹へ容易に侵入し
、この壁を腐食し、その結果早朝の甚だしい腐食損傷を
伴う材料腕化をひきおこす。特殊合金鋼、前記の侵食に
耐えるいわゆる耐水秦鋼は、加工が困難なため、あまり
うまく使用されない。
なし・し４５０ｏｏ）である。圧力は１０なし、し１０
ｍ２ｒである。このような、反応条件すなわち高温高圧
では、たとえば一酸化炭素や水素のような還元性成分は
、単純な鋼だけから作られた圧力容器蟹へ容易に侵入し
、この壁を腐食し、その結果早朝の甚だしい腐食損傷を
伴う材料腕化をひきおこす。特殊合金鋼、前記の侵食に
耐えるいわゆる耐水秦鋼は、加工が困難なため、あまり
うまく使用されない。
その特別な欠点は、なかんずく高圧反応器のかなり大き
さのため重大になりしたがってしばいま経済的に受容で
きない設備費および修理費の原因となる高い製造費にあ
る。ドイツ連邦共和国特許出願公開第２４２７５３び言
明細書に記載されているメタン化反応器では、圧力容器
壁が、中間空間をおいて配置されかつ触媒の少なくとも
一部を収容する内側容器によって、メタン化反応の際発
熱により生ずる高い温度に対して遮蔽されている。
さのため重大になりしたがってしばいま経済的に受容で
きない設備費および修理費の原因となる高い製造費にあ
る。ドイツ連邦共和国特許出願公開第２４２７５３び言
明細書に記載されているメタン化反応器では、圧力容器
壁が、中間空間をおいて配置されかつ触媒の少なくとも
一部を収容する内側容器によって、メタン化反応の際発
熱により生ずる高い温度に対して遮蔽されている。
この場合既に主としてメタンからなりさらに一酸化炭素
、二酸化素、水素およびメタン化に必要な水蒸気を含む
反応混合気は、流入口から内側容器のまわりを反応器の
円筒状外周空間したがって直接容器壁の所へ導かれる。
さらにそこから混合気は触媒を通って半径方向に内方へ
流れる。この公知の反応器も、還元性成分含むガスが圧
力容器の壁に当り、したがって前述した高い製造費ある
いは早期腐食損傷の危険を避けがたいという最初にあげ
た欠陥をもっている。オーストリア特許第２１５４３６
号明細書には、反応器内部に互いに区切られた異なる中
間空間をもつ反応器が記載されており、この反応器へ供
給されるガスは複数の部分流に分割されて、異なる中間
空間へ供給され、これら中間空間の１つが圧力容器壁を
内側さら冷却している。この部分流は他の部分流と同様
に混合気の最終的な組成をもっているので、還元性成分
が圧力容器壁へ及ぼす影響を排除しておらず、したがっ
てこの公知の反応器も前述したのと同じ欠点をもってい
る。したがって本発明の課題は、反応するガスの還元性
成分が大体において単純な鋼から作られた圧力容器の圧
力容器壁に前述した腐食損傷を生ずるという危険を大幅
に回避しかつその点で圧力容器のいっそう経済的な製造
と運転を保証する前述の反応方法およびこの方法を実施
するための高圧反応器を提供することにある。
、二酸化素、水素およびメタン化に必要な水蒸気を含む
反応混合気は、流入口から内側容器のまわりを反応器の
円筒状外周空間したがって直接容器壁の所へ導かれる。
さらにそこから混合気は触媒を通って半径方向に内方へ
流れる。この公知の反応器も、還元性成分含むガスが圧
力容器の壁に当り、したがって前述した高い製造費ある
いは早期腐食損傷の危険を避けがたいという最初にあげ
た欠陥をもっている。オーストリア特許第２１５４３６
号明細書には、反応器内部に互いに区切られた異なる中
間空間をもつ反応器が記載されており、この反応器へ供
給されるガスは複数の部分流に分割されて、異なる中間
空間へ供給され、これら中間空間の１つが圧力容器壁を
内側さら冷却している。この部分流は他の部分流と同様
に混合気の最終的な組成をもっているので、還元性成分
が圧力容器壁へ及ぼす影響を排除しておらず、したがっ
てこの公知の反応器も前述したのと同じ欠点をもってい
る。したがって本発明の課題は、反応するガスの還元性
成分が大体において単純な鋼から作られた圧力容器の圧
力容器壁に前述した腐食損傷を生ずるという危険を大幅
に回避しかつその点で圧力容器のいっそう経済的な製造
と運転を保証する前述の反応方法およびこの方法を実施
するための高圧反応器を提供することにある。
本発明の方法によればこの課題は、ガス流を直接内側容
器へ供給し、水蒸気流の少なくとも一部をまず中間空間
に通し、それからガス流と共に内側容器へ供給すること
によって解決される。
器へ供給し、水蒸気流の少なくとも一部をまず中間空間
に通し、それからガス流と共に内側容器へ供給すること
によって解決される。
こうして本発明によれば、中間空間したがって圧力容器
の内壁には水蒸気流が接し、腐食性のあるガスが接しな
いので、圧力容器を高価な材料で作る必要がない。しか
も中間空間を通る水蒸気が熱を運び去るので、発熱反応
が行なわれる内側容器の熱がそのまま圧力容器へ作用し
ないようにすることができる。それにより圧力容器壁の
不近均一な熱吸収したがって不均一な熱膨張および熱応
力が回避される。さらに内側容器の内壁がガス流および
その還元性成分にさらされても、これは還元性ガス成分
の侵入を助長する高い片側圧力でおこるのではなく、ガ
ス流の圧力と中間空間内における水蒸気流の圧力とが同
じ程度の大きさであるため、両側において同じ圧力でお
こる。
の内壁には水蒸気流が接し、腐食性のあるガスが接しな
いので、圧力容器を高価な材料で作る必要がない。しか
も中間空間を通る水蒸気が熱を運び去るので、発熱反応
が行なわれる内側容器の熱がそのまま圧力容器へ作用し
ないようにすることができる。それにより圧力容器壁の
不近均一な熱吸収したがって不均一な熱膨張および熱応
力が回避される。さらに内側容器の内壁がガス流および
その還元性成分にさらされても、これは還元性ガス成分
の侵入を助長する高い片側圧力でおこるのではなく、ガ
ス流の圧力と中間空間内における水蒸気流の圧力とが同
じ程度の大きさであるため、両側において同じ圧力でお
こる。
したがって単純で容易に加工可能な鋼からなる比較的薄
い鋼板で内側容器を作ることができる。本発明の別の利
点として、反応器の始動の際、ガス−水蒸気の混合気が
内側容器の反応空間へ導入される前に、圧力容器壁が水
蒸気によって加熱されることである。
い鋼板で内側容器を作ることができる。本発明の別の利
点として、反応器の始動の際、ガス−水蒸気の混合気が
内側容器の反応空間へ導入される前に、圧力容器壁が水
蒸気によって加熱されることである。
したがってその際生ずる始動凝縮物はたとえば二酸化炭
素のように腐食の原因となる有害なガス成分を含んでお
らず、また容易に排出される。本方法およびこの方法を
実施するための高圧反応器の有利な構成は、特許請求の
範囲第２項ないし第１２項の個々あるいはその組合わせ
および図面についての以下の記載から明らかになるであ
るつｏ図面に示された高圧反応器はＣＯ転化器であり、
流入ガスに含まれる一酸化炭素がこの転化器内で水蒸気
により触媒の所で水素および二酸化炭素に転化される。
素のように腐食の原因となる有害なガス成分を含んでお
らず、また容易に排出される。本方法およびこの方法を
実施するための高圧反応器の有利な構成は、特許請求の
範囲第２項ないし第１２項の個々あるいはその組合わせ
および図面についての以下の記載から明らかになるであ
るつｏ図面に示された高圧反応器はＣＯ転化器であり、
流入ガスに含まれる一酸化炭素がこの転化器内で水蒸気
により触媒の所で水素および二酸化炭素に転化される。
圧力容器１内には閉じた内側容器２が設けられ、その内
部空間に３つの横に延びかつ上下に配置された触媒保持
体３をもち、鉄混合物からなる公知の触媒をもつ触媒層
４が保持体３上に戦っている。
部空間に３つの横に延びかつ上下に配置された触媒保持
体３をもち、鉄混合物からなる公知の触媒をもつ触媒層
４が保持体３上に戦っている。
圧力容器１の壁と内側容器２の壁との間には中間空間５
が残っている。中間空間５は内側容器２の内部空間と直
接つながってはいない。
が残っている。中間空間５は内側容器２の内部空間と直
接つながってはいない。
中間空間５の底部近くには水蒸気供給導管６が閉口し、
頭部範囲には水蒸気排出導管７が閉口し、内側容器２の
中まで入り込むガス供給導管８が水蒸気排出導管７のそ
ばに設けられ、ガス排出導管９が底部の近くに設けられ
ている。反応器の始動際生ずる水蒸気凝縮物は、圧力容
器１の底に設けられた接続管片１０を通して排出される
。
頭部範囲には水蒸気排出導管７が閉口し、内側容器２の
中まで入り込むガス供給導管８が水蒸気排出導管７のそ
ばに設けられ、ガス排出導管９が底部の近くに設けられ
ている。反応器の始動際生ずる水蒸気凝縮物は、圧力容
器１の底に設けられた接続管片１０を通して排出される
。
中間空間５には、上部の２つの触媒保持体３の範囲に、
図示してない水導管に接続される２つの冷却装置１１が
設けられ、中間空間９へ入り込む水噴射ノズルをもって
いる。
図示してない水導管に接続される２つの冷却装置１１が
設けられ、中間空間９へ入り込む水噴射ノズルをもって
いる。
反応器を取出すために、触媒層４の間には２つの別な冷
却装置１２の熱交換器が入り込んでおり、導管１３およ
び１４を介して図示してない冷却系へ接続されている。
却装置１２の熱交換器が入り込んでおり、導管１３およ
び１４を介して図示してない冷却系へ接続されている。
中間空間５内における水蒸気の凝縮に影響を及ぼす容器
壁の温度降下をできるだけ少なくするため、圧力容器１
は比較的厚い絶縁物層１５の中へ包み込まれている。反
応器頭部の範囲で中間空間５から出る水蒸気排出導管７
は、ガス供給導管８への閉口個所の前に、ガス流へ混入
する水蒸気の量を調整する弁１６をもっている。
壁の温度降下をできるだけ少なくするため、圧力容器１
は比較的厚い絶縁物層１５の中へ包み込まれている。反
応器頭部の範囲で中間空間５から出る水蒸気排出導管７
は、ガス供給導管８への閉口個所の前に、ガス流へ混入
する水蒸気の量を調整する弁１６をもっている。
過剰な水蒸気を排出するために、この弁１６の前で、水
蒸気発生器またはその供給導管６へ戻る戻り導管１７が
分岐しており、この戻り導管１７にある弁１８により、
この導管が完全に遮断されるか、必要な場合流量が調整
される。反応器底部の範囲において圧力容器１へ閥口す
る水蒸気供給導管６から同じように、その閉口個所の前
で水蒸気迂回導管１９が分岐し、圧力容器１の外部を延
びて、反応器頭部の範囲において水蒸気排出導管７の近
くで直接ガス供給導管８へ閉口している。
蒸気発生器またはその供給導管６へ戻る戻り導管１７が
分岐しており、この戻り導管１７にある弁１８により、
この導管が完全に遮断されるか、必要な場合流量が調整
される。反応器底部の範囲において圧力容器１へ閥口す
る水蒸気供給導管６から同じように、その閉口個所の前
で水蒸気迂回導管１９が分岐し、圧力容器１の外部を延
びて、反応器頭部の範囲において水蒸気排出導管７の近
くで直接ガス供給導管８へ閉口している。
水蒸気迂回導管１９のこの関口個所の前にには弁２０が
あり、この弁により必要な場合にのみ付加的な水蒸気が
通され、しかも圧力容器１の中間空間５を通って流れる
水蒸気の量以上に反応のため必要な量の水蒸気だけが調
整されて通される。水蒸気は、なるべく外部の蒸気発生
器により容易に過熱されて、供給導管６により１６ない
し１０１鼠ｒの圧力および５００なし、し７０びＫの適
当な温度で供給される。
あり、この弁により必要な場合にのみ付加的な水蒸気が
通され、しかも圧力容器１の中間空間５を通って流れる
水蒸気の量以上に反応のため必要な量の水蒸気だけが調
整されて通される。水蒸気は、なるべく外部の蒸気発生
器により容易に過熱されて、供給導管６により１６ない
し１０１鼠ｒの圧力および５００なし、し７０びＫの適
当な温度で供給される。
供給導管８におけるガス流の圧力は水蒸気のそれにほぼ
等しく、ＩＱｒだけ低〈すなわち１５なし、し１００舷
ｒであるのがよい。これに反しガス流の温度は内側容器
２へ入る前に水蒸気の温度より約３０Ｋだけ高くて、触
媒を通って流れる際必要な点火温度をとるようにするの
が有利である。触媒層４におけるガスー水蒸気混合気の
発熱温度上昇は冷却装置１２により有利に抑制されて、
触媒に７５ぴＫより高い温度が生じないようにしている
。上述した反応器における方法を実施例について以下に
説明する。
等しく、ＩＱｒだけ低〈すなわち１５なし、し１００舷
ｒであるのがよい。これに反しガス流の温度は内側容器
２へ入る前に水蒸気の温度より約３０Ｋだけ高くて、触
媒を通って流れる際必要な点火温度をとるようにするの
が有利である。触媒層４におけるガスー水蒸気混合気の
発熱温度上昇は冷却装置１２により有利に抑制されて、
触媒に７５ぴＫより高い温度が生じないようにしている
。上述した反応器における方法を実施例について以下に
説明する。
高圧反応器の始動の際、まず圧力容器１を加熱するため
に、底部側供給導管６を通して中間空間５へ、６２すＫ
の温度でかａｒの低い圧力の水蒸気が供給される。
に、底部側供給導管６を通して中間空間５へ、６２すＫ
の温度でかａｒの低い圧力の水蒸気が供給される。
この場合生ずる蒸気凝縮物は接続管片１０を経て取出さ
れる。加熱過程後はじめて水蒸気が、ガス供給導管８と
接続されている頭部側排出導管７を経て、今からはじめ
て供給導管８を通して内側容器２へ流入するＣＯ含有ガ
スへ混入される。このガスの組成は、容積％で約２９％
のＣ○，４０％の日２，４％のＣ０２および２７％のＣ
はである。この場合ガス流は６５すＫの温度で、最初は
この初期段階で水蒸気の圧力とちようど同じ低さの圧力
を受けている。ガスは混入される水蒸気と共に直接内側
容器２へ入り、前後に設けられた３つの触媒層４中で反
応せしめられる。今や容器１内の圧力は徐々に少なくと
も１＆ａｒに上げられ、所望の高い圧力にされる。反応
の際発生する熱は冷却装置１２を介して排出されて、第
１すなわち一番上の触媒の温度が７２ｙＫ、第２の触媒
の温度が７０ｙＫ、第３の触媒の温度が６９３Ｋである
ようにしている。
れる。加熱過程後はじめて水蒸気が、ガス供給導管８と
接続されている頭部側排出導管７を経て、今からはじめ
て供給導管８を通して内側容器２へ流入するＣＯ含有ガ
スへ混入される。このガスの組成は、容積％で約２９％
のＣ○，４０％の日２，４％のＣ０２および２７％のＣ
はである。この場合ガス流は６５すＫの温度で、最初は
この初期段階で水蒸気の圧力とちようど同じ低さの圧力
を受けている。ガスは混入される水蒸気と共に直接内側
容器２へ入り、前後に設けられた３つの触媒層４中で反
応せしめられる。今や容器１内の圧力は徐々に少なくと
も１＆ａｒに上げられ、所望の高い圧力にされる。反応
の際発生する熱は冷却装置１２を介して排出されて、第
１すなわち一番上の触媒の温度が７２ｙＫ、第２の触媒
の温度が７０ｙＫ、第３の触媒の温度が６９３Ｋである
ようにしている。
中間空間５を通って流れる水蒸気も容器壁における調整
された冷却に寄与する。たとえば触媒に著しい温度ピー
クが生じて水蒸気を望ましくないように過熱する場合、
中間空間５へ入り込む別の冷却装置１１のノズルを通し
ての水噴射により水蒸気が冷却される。底部側ガス排出
導管９を経て、６９ｙＫの出口温度をもつ反応ずみガス
が排出される。
された冷却に寄与する。たとえば触媒に著しい温度ピー
クが生じて水蒸気を望ましくないように過熱する場合、
中間空間５へ入り込む別の冷却装置１１のノズルを通し
ての水噴射により水蒸気が冷却される。底部側ガス排出
導管９を経て、６９ｙＫの出口温度をもつ反応ずみガス
が排出される。
上述した高圧反応器は、ＣＯメタン化のようなＣＯ転化
に適している。
に適している。
内側容器２のまわりのパージおよびこの内側容器２の内
部における反応のためにそれぞれ必要な水蒸気量は、水
蒸気排出導管７および水蒸気戻り導管１７の弁１６およ
び１８と外部水蒸気供聯合導管１９の弁２０における適
当な調整により設定される。必要に応じて、ガス供聯合
導管８内のガス流に、弁２０の閉じた状態において中間
空間５を通る水蒸気の全部または一部を混入するか、弁
２０の開いた状態において、この水蒸気に加えて、中間
空間５外で供給導管１９を通して導かれる水蒸気を反応
のために混入する。反応の全過程中圧力容器壁は内側に
所定の圧力で常に調整される温度の水蒸気からなる絶縁
層の作用しか受けないので、高い圧力および高い温度で
は壁材料中へ深く侵入して甚だしい腐食と傷をもたらす
腕化をひきおこす化学的あるいは物理的影響を圧力容器
壁が受けることはない。
部における反応のためにそれぞれ必要な水蒸気量は、水
蒸気排出導管７および水蒸気戻り導管１７の弁１６およ
び１８と外部水蒸気供聯合導管１９の弁２０における適
当な調整により設定される。必要に応じて、ガス供聯合
導管８内のガス流に、弁２０の閉じた状態において中間
空間５を通る水蒸気の全部または一部を混入するか、弁
２０の開いた状態において、この水蒸気に加えて、中間
空間５外で供給導管１９を通して導かれる水蒸気を反応
のために混入する。反応の全過程中圧力容器壁は内側に
所定の圧力で常に調整される温度の水蒸気からなる絶縁
層の作用しか受けないので、高い圧力および高い温度で
は壁材料中へ深く侵入して甚だしい腐食と傷をもたらす
腕化をひきおこす化学的あるいは物理的影響を圧力容器
壁が受けることはない。
この点で高圧反応器の特に経済的な製造の可能性が与え
られる。
られる。
図は高圧反応器の実施例の縦断面図である。
１…圧力容器、２…内側容器、３…触媒保持体、４・・
・触媒層、５・・・中間空間、６・・・水蒸気供給導管
、７・・・水蒸気排出導管、８・・・ガス供給導管、９
・・・ガス排出導管。
・触媒層、５・・・中間空間、６・・・水蒸気供給導管
、７・・・水蒸気排出導管、８・・・ガス供給導管、９
・・・ガス排出導管。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 外側圧力容器触媒を収容する内側容器とをもちかつ
内側容器の壁と圧力容器の壁とほ間に中間空間を形成さ
れている高圧反応器において、還元性成分を含むガスと
水蒸気とを触媒反応させる方法において、ガス流を直接
内側容器２へ供給し、水蒸気流の少なくとも一部をまず
中間空間５に通し、それからガス流と共に内側容器２へ
供給することを特徴とする、還元性成分を含むガスの触
媒反応方法。 ２ 中間空間５に通す水蒸気流を、反応に必要な水蒸気
量で、内側容器２へ供給する前にガス流と混合すること
を特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３ 水蒸気が付加的に必要な場合、付加的な水蒸気流を
中間空間５に通すことなく直接ガス流へ供給することを
特徴とする、特許請求の範囲第１項あるいは第２項に記
載の方法。 ４ 中間空間５内の水蒸気流に、内側容器２内のガス流
と同じ圧力をかけることを特徴とする、特許請求の範囲
第１項ないし第３項の１つに記載の方法。 ５ 中間空間５内の水蒸気流に、内側容器２内のガス流
よりわずか高い圧力をかけることを特徴とする、特許請
求の範囲第１項ないし第３項の１つに記載の方法。 ６ 中間空間５内の水蒸気流を再冷却することを特徴と
する、特許請求の範囲第１、項ないし第５項の１つに記
載の方法。 ７ 還元性成分を含むガスを水蒸気と触媒反応させる高
圧反応器が、外側圧力容器と触媒を収容する内側容器と
をもち、圧力容器の壁と内側容器の壁との間に中間空間
が形成されているものにおいて、内側容器２が触媒４を
収容し、かつ圧力容器１の壁から少なくともほぼ同じ間
隔をおいて気密に設けられて、この圧力容器１の壁と内
側容器２の壁との間に形成される中間空間５に、水蒸気
供給導管６と水蒸気排出導管７が接続され、さらに内側
容器２に、中間空間５を貫通するガス供給導管８とガス
排出導管９がそれぞれ接続され、水蒸気排出導管７がガ
ス供給導管８に接続されていることを特徴とする、還元
性成分を含むガスの触媒反応用高圧反応器。 ８ 内側容器２内の少なくとも１つの触媒層４の範囲と
中間空間５とにそれぞれ冷却装置１１，１２が設けられ
ていることを特徴とする、特許請求の範囲第７項に記載
の高圧反応器。 ９ 中間空間５に属する冷却装置１１が、中間空間５内
へ突出する噴射ノズルを有する水噴射装置をもつている
ことを特徴とする、特許請求の範囲第８項に記載の高圧
反応器。 １０ 水蒸気排出導管７に戻り導管１７が接続され、こ
の接続個所の後において、戻り導管１７とガス供給導管
８へ至る水蒸気排出導管７の部分とに、水蒸気の流量を
調整する弁１６，１８が設けられていることを特徴とす
る、特許請求の範囲第７項ないし第９項の１つに記載の
高圧反応器。 １１ 中間空間５への水蒸気供給導管６の接続部より前
においてこの水蒸気供給導管６に、ガス供給導管８へ直
接通ずる迂回導管１９が接続され、この迂回導管１９に
水蒸気の流量を調整する弁２０が設けられていることを
特徴とする、特許請求の範囲第７項ないし第１０項の１
つに記載の高圧反応器。 １２ 圧力容器１がその外側に熱絶縁物質１５を備えて
いることを特徴とする、特許請求の範囲第７項ないし第
１１項の１つに記載の高圧反応器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2717101.3 | 1977-04-18 | ||
| DE2717101A DE2717101C2 (de) | 1977-04-18 | 1977-04-18 | Verfahren zur katalytischen Umsetzung eines reduzierenden Gases |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53129176A JPS53129176A (en) | 1978-11-10 |
| JPS6022968B2 true JPS6022968B2 (ja) | 1985-06-05 |
Family
ID=6006559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53026724A Expired JPS6022968B2 (ja) | 1977-04-18 | 1978-03-10 | 還元性ガスの触媒反応方法およびこの方法を実施するための高圧反応器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4259312A (ja) |
| JP (1) | JPS6022968B2 (ja) |
| AU (1) | AU521097B2 (ja) |
| DE (1) | DE2717101C2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3430887A1 (de) * | 1984-08-22 | 1986-02-27 | Didier-Werke Ag, 6200 Wiesbaden | Verfahren zur reaktivierung eines katalysators und anlage zur durchfuehrung des verfahrens |
| DE3430886A1 (de) * | 1984-08-22 | 1986-02-27 | Didier Engineering Gmbh, 4300 Essen | Katalysator zum abscheiden von stickoxiden aus verbrennungsabgasen |
| DE3430870A1 (de) * | 1984-08-22 | 1986-02-27 | Didier Engineering Gmbh, 4300 Essen | Verfahren zur abgasreinigung |
| DE3516359C1 (de) * | 1985-05-07 | 1986-12-04 | Didier Engineering Gmbh, 4300 Essen | Verfahren zum Entfernen von Stickoxiden und Russ aus Abgasen von Schweroelmaschinen oder Schweroelfeuerungen |
| DE3532207A1 (de) * | 1985-09-10 | 1987-03-19 | Didier Eng | Verfahren zur herstellung von katalysatorformlingen |
| US5840259A (en) * | 1993-04-05 | 1998-11-24 | Catalytic Distillation Technologies | Boiling point reactor with heat removal |
| US6432368B1 (en) * | 1994-06-30 | 2002-08-13 | General Electric Company | Staged catalytic ammonia decomposition in integrated gasification combined cycle systems |
| US6641625B1 (en) | 1999-05-03 | 2003-11-04 | Nuvera Fuel Cells, Inc. | Integrated hydrocarbon reforming system and controls |
| WO2003106946A2 (en) * | 2002-06-13 | 2003-12-24 | Nuvera Fuel Cells Inc. | Preferential oxidation reactor temperature regulation |
| CN106861559A (zh) * | 2015-12-14 | 2017-06-20 | 江苏氢阳能源有限公司 | 用于两相及两相以上的催化吸热反应的反应釜 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR35077E (ja) * | 1926-03-31 | 1929-12-10 | ||
| BE366454A (ja) * | 1928-12-31 | |||
| DE973995C (de) * | 1951-08-03 | 1960-08-11 | Metallgesellschaft Ag | Verfahren zur Ausnutzung der Reaktionswaerme bei der Synthese von Ammoniak oder bei anderen katalytischen Gasreaktionen |
| AT215436B (de) * | 1959-06-24 | 1961-06-12 | Chemie Linz Ag | Verfahren zur Gasführung in katalytischen Hochdrucksyntheseanlagen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| NL131801C (ja) * | 1964-02-10 | |||
| US3479298A (en) * | 1964-08-04 | 1969-11-18 | Lummus Co | Production of hydrogen |
| US3498752A (en) * | 1966-10-26 | 1970-03-03 | Chemical Construction Corp | Apparatus for exothermic catalytic reactions |
| GB1307845A (en) * | 1969-05-28 | 1973-02-21 | Ici Ltd | Reactor |
| US3663179A (en) * | 1970-04-20 | 1972-05-16 | Chemical Construction Corp | Apparatus for exothermic catalytic reactions |
| US3751232A (en) * | 1971-01-14 | 1973-08-07 | Universal Oil Prod Co | Means for effecting a multiple stage contact of a reactant stream |
| US3807963A (en) * | 1972-03-09 | 1974-04-30 | J Smith | Reaction apparatus |
| DE2427530C2 (de) * | 1974-06-07 | 1984-04-05 | Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt | Methanisierungsreaktor |
| US4152407A (en) * | 1977-02-02 | 1979-05-01 | Warren Fuchs | Process and apparatus for exothermic reactions |
-
1977
- 1977-04-18 DE DE2717101A patent/DE2717101C2/de not_active Expired
-
1978
- 1978-03-10 JP JP53026724A patent/JPS6022968B2/ja not_active Expired
- 1978-04-17 AU AU35149/78A patent/AU521097B2/en not_active Expired
-
1979
- 1979-10-03 US US06/081,615 patent/US4259312A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU521097B2 (en) | 1982-03-18 |
| DE2717101A1 (de) | 1978-10-26 |
| AU3514978A (en) | 1979-10-25 |
| DE2717101C2 (de) | 1986-04-03 |
| JPS53129176A (en) | 1978-11-10 |
| US4259312A (en) | 1981-03-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1308256C (en) | Vessel for the generation of synthesis gas | |
| JP5189975B2 (ja) | 小型改質反応装置 | |
| US4830834A (en) | Reactor for the catalytic reforming of hydrocarbons | |
| US5750076A (en) | Apparatus for the two-stage selective oxidation of carbon monoxide in a hydrogen-containing gas mixture | |
| JPH0333002A (ja) | 水素製造装置 | |
| US4778662A (en) | Synthesis process and reactor | |
| JPS6022968B2 (ja) | 還元性ガスの触媒反応方法およびこの方法を実施するための高圧反応器 | |
| RU2117626C1 (ru) | Реактор для получения синтез-газа и способ получения синтез-газа | |
| CA1257478A (en) | Process and equipment for the generation of a product gas containing hydrogen and carbon oxides | |
| EA005910B1 (ru) | Пассивация металла в установке теплообменного риформинга | |
| US4839391A (en) | Method and reactor for catalytic methanization of a gas containing CO, CO2 and H2 | |
| US4296088A (en) | Heat exchange techniques for the catalytic oxidation of gaseous sulfur compounds to sulfur trioxide | |
| US4258006A (en) | Apparatus for fluid catalytic conversion of gases | |
| US5236671A (en) | Apparatus for ammonia synthesis | |
| CA2194298C (en) | Apparatus for cooling hot gas | |
| RU98104925A (ru) | Способ совместного производства аммиака и метанола | |
| JP3977840B2 (ja) | クラウスプラント用廃熱ボイラー | |
| JPS62502462A (ja) | 温度制御式アンモニア合成法 | |
| JPS60248230A (ja) | 触媒燃焼式反応器 | |
| CN111164046B (zh) | 用于硫酸设备中的床间冷却的新型布局 | |
| CA1200073A (en) | Ammonia synthesis process | |
| JP7228613B2 (ja) | 燃料合成装置 | |
| JPH03247501A (ja) | メタノール改質装置のシャットダウン方法 | |
| US20080019884A1 (en) | Apparatus for Producing Hydrogen | |
| JP3924040B2 (ja) | 反応器 |