JPS6044037A - 水平型転換装置 - Google Patents

水平型転換装置

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JPS6044037A
JPS6044037A JP14579683A JP14579683A JPS6044037A JP S6044037 A JPS6044037 A JP S6044037A JP 14579683 A JP14579683 A JP 14579683A JP 14579683 A JP14579683 A JP 14579683A JP S6044037 A JPS6044037 A JP S6044037A
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JP
Japan
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horizontal
catalyst bed
gas
wall
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ロバート ビー.ピーターソン
ラルフ フイネロ
ジヨージ エイ.デナビツト
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EMU DABURIYU KEROTSUGU CO ZA
EMU W KEROTSUGU CO ZA
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EMU DABURIYU KEROTSUGU CO ZA
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  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアンモニア合成に使うようにされた水平型転換
装置に関する。特に本発明は圧力降下の少ない設計を持
つ少くとも2個の水平型触媒ベッドを持ち、且すべでの
合成ガスが各触媒ベッドを通して進む転換装置をもたら
すものである。転換装置の独特性はガス移送部分を持つ
内側円筒型殻体、即ちバスケットであり、ガス移送部分
は予熱された合成ガスを第1触媒ベツドの頂部に進め、
第1触媒ベツドの底部からのガスを第2触媒ベツドへの
チューブに進める前に熱交換チューブに進める。
通常のアンモニア転換装置は垂直転換装置である。垂直
の「急冷型」反応装置はアメリカ特許第3475136
号に示されている。「急冷型」転換装置とは、冷たい反
応ガスが一方の触媒ベッドから流れる熱い反応ガスと、
他方の触媒ベッドを通る前に混合してガスの温度を調節
するものである。アメリカ特許第3567404号では
急冷ガスを放出するのに一連の同心パイプを使った水平
型急冷型転換装置ケ記している。アメリカ特許第418
0543号では圧力降下を少くするため平行の触媒ベッ
ドを持つアンモニア転換装置を記している。
本発明の水平型転換装置は、2個以上の水平の触媒ベッ
ドを持つ内側、外側円筒型殻体を有する。
本発明の装置を使う時、合成ガス(アンモニアを作るた
めの水素と窒素との混合物)は外側殻体の入口を経て供
給され、外側殻体と内側殻体との間の環状通路を経て進
む。ガスはガスが加熱される熱交換部分を経て内側殻体
に入る。次にがスはガス移送部分を経て第1水平触媒ベ
ツドの頂部に進む。アンモニア反応は熱い反応ガスを生
じる発熱反応でありこのガスは第1触媒ベツドの底部か
らガス移送部分の内側小断面部分の一部を経て取出され
る。熱いガスは熱交換部分内のチューブの一端に進み、
冷却されたガスはガス移送部分の内側小断面部分の他の
部分内のチューブから取出される。冷却されたガスはパ
イプを経て第2触媒ベッド部分に進む。本発明の転換装
置の設計は、すべての合成ガスが転換装置内のすべての
触媒を経て進むので圧力降下が少なく、通過量当りの転
換が最大である。
図面で、文字Sは本発明の外側殻体を示している。外側
殻体Sは円筒型圧力槽であり、一端に入口12と出口1
4とを持つ本体10を有する。本体10にヘッド16が
取外し可能に取付けられる。
ヘッド16は急冷ガス入口18を持っている。入口と出
口との機能はあとで詳しく述べる。
外側殻体Sの中に内側殻体即ちバスケラ)Bが取外し可
能に置かれる。内側殻体Bは部分に分割された円筒型槽
である。端壁20と第1壁22とは殻体Bの熱交換部分
25を形成する。第2壁24と第6壁26とは第1触媒
部分28を形成する。第6壁26と殻体Bの外端壁30
との間に第2触媒ベッド部分32が形成される。独特の
ガス移送部分34は第1壁22と第2壁24との間にあ
る。各部分の詳細はあとでより詳しく述べる。
図示目的のため、本発明の転換装置は、窒素と水素とか
らアンモニアを触媒合成するその使用に関して述べられ
、その用途はアンモニア転換装置に制限するものでない
事が理解される。アンモニア合成で、通常6:1の比の
水素と窒素とで広(行なわれている合成ガスは50−4
00気圧の範囲内の圧力でアンモニア合成触媒上に進む
。今日使われている商業的アンモニア合成触媒は鉄又は
修正された鉄触媒であり、260°と540℃との間の
温度で作用する。アンモニア反応は発熱反応であり、本
発明の転換装置は反応内で生じる発生熱を除去又は処理
するよう設計されている。第1図と特に第1A図とを参
照すると、ここにはガスの流れと本発明の転換装置の作
動とが示されている。合成がスは入口12を経て外側殻
体Sに入る。
ガスは所望の反応温度以下の温度であるがガスが外側殻
体Sと内側殻体Bとの間の環状空間36〔第1A図に拡
大して示す〕を通る時に外側殻体Sを低温に維持する。
ガスは一端の入口12を経て導入され、他端に流れ、こ
こで端壁20内の開口40を経て進むのが好ましい。開
口40は端壁20の頂部にあり、ここでガスは内側殻体
Bの熱交換部分25に入る。ガスは複数個のチューブ4
2上に流下し、ガスを反応温度に加熱する。第1A図に
示すよう、且あとで詳しく述べるよう、ガスはガス移送
部分34の底部に入り、頂部に進み、ここで水平の触媒
ベッド上の第1触媒ベッド部分28に入る。ガスが触媒
を通る時、水素と窒素とは反応してアンモニアを形成し
、発熱反応のため発生ガスは入って来るガスより熱い。
発生ガスはアンモニアの混合物と未反応の水素及び窒素
を含んでいる。発生ガスはガス移送部分34を経て進み
、ここでチューブ42の内側に入る。発生ガスがチュー
ブ42を進む時、ガスは熱交換部分25内で冷却される
。冷たい発生ガスは次にガス移送部分34に再入し、こ
こでガス移送部分34から延びるパイプ44に入り、第
1触媒ベッド部分28を経て、第2触媒ベッド部分32
内の触媒の水平ベッドの上のパイプ44内に開口46を
経て進む。第2触媒ベッド部分32は2個の水平の触媒
ベッドを有し、これを経て第1触媒ベツドからの発生ガ
スが進むのが好ましい。さらにアンモニアが作られ、又
発生ガスが加熱される。熱い反応発生ガスは次に端壁3
0を経て、出口バイブ48を経て進み、ここで出口14
′(!−経て進む。
本発明の一般的ガス流と転換装置の機能とが述べられた
が、好適実施例の特定の特徴は第2図から第5図につい
て示されている。外側殻体Sは取外し可能のヘッド16
を持ち、それゆえ内側殻体、即ちバスケラ)Bは触媒な
塔載及び取替えのため取外すことが出来る。殻体Bは殻
体Bの端部に取付けられた車輪50.52により外側殻
体S内に転入される。止め54,56は殻体Bが外側殻
体Sの本体10に入る距離を正しく位置決めする。
殻体Bが止め54,56に一致した時、ジヤツキがシャ
ツキ支持体58.60上に置かれ、車輪50.52を取
外す。殻体即ちパスケラ)Bの外面上のローラ(図示な
し)は殻体Bを、これが加熱時に膨張しても中心に維持
する助けをする。車輪は本体10の端部にある人孔62
を経て取出される。殻体Bは次に殻体Sの中心に置かれ
、錠64.66で所定位置に固定される。出口バイブ4
8はいくつかの部分を有する。部分6Bは夫々その各端
に7ランシ70.72を持っており、これらは本体10
内で働らく人により結合される。
殻体Bを殻体S内に取付けたあとで取外し可能のヘッド
16が取付けられる。急冷ガスパイシフ8の部分76を
結合するため人がヘッド16内に人孔74を経て入る。
急冷ガスパイプはその一端が熱交換部分25の底部まで
延び、複数個の開口80を持っている。急冷ガスパイプ
78の外端に、これが出口18を通る前にヘッド16の
内側に膨張接手82がある。
熱交換部分25とガス移送部分34との詳細を示す第6
図を参照すると、本発明の転換装置内の独特のガスの処
理が示されている。入口12を経て導入された新しい合
成ガスは内側殻体Bの外面上に進み端壁20の頂部で開
口40を経て進む。
ガスは熱交換部分25に入る。複数個のチューブ42が
下部入口管板84から延び、上部出口管板86に戻る。
両管板84,86は壁22の一部である。チューブ42
のまわりに保持壁88.90がある。端壁20から複数
個のバッフル92が延びる。熱交換部分25に入るガス
はそれゆえ、保持壁88.90とバッフル92とのため
にチューブ42の上を経て部分25の底部に流れる。保
持壁88.90の中の壁22の底部に2個の開口94.
96があり、ここでガスは移送部分34に入る。
ガス移送部分34は内側小断面部分98を持っている。
断面部分98は十字型が好ましい。内側小断面部分98
は水平の仕切100により下部102と上部104とに
分割される。下部102と上部104との形状は長方形
が好ましい管板84.86の形状に適応している。下部
102から部分106が延び、この部分は本体10の内
壁まで延びる。同様に、上部10Bは一ヒ部104から
本体10の内壁まで延びる。それゆえ開口94゜96を
経て進むガスは小断面部分98の外側をガス移送部分3
4の底部から、ガスが壁24の開口110.112を経
て進む頂部まで進む。開口110.112は第1触媒ベ
ッド部分28内に開いている。ガスは次に第1触媒ペツ
ド114を経て進む。第1触媒ペツド114かもの発生
がスは壁24内の開口11Bを経て、部分106を経て
進み、入口管板84を経てチューブ42に入る。
チューブ42内のガスは熱交換部分25内の新しいガス
と熱交換して冷える。冷えたガスはチューブ42から出
口管板86を経て上部104に進む。
ガスは次に部分10Bに進み、壁24の開口120を経
てチューブ44に進む。冷却したがスは第21 触媒ベッド部分32内の第2触媒ペツド122の上の開
口46を経て進む。第2触媒ベッド部分32は、触媒ベ
ラI’122の上に延びる部分壁124と、隣りの触媒
ベッド12Bの下に延びる部分壁126とで形成された
2個の部分であるのが好ましい。触媒ペラV128を通
ったあとのガスは出口バイア°48と出口14とを経て
取出される。
ガスは触媒ベッド114,122,128を通る前に下
部板130で分配されるのがよく、この下部板130は
上部板134より数が多く且大きい開口132を持って
いる。上部板は数が少なくより小さい開口136を持ち
、この開口は下部板130の開口132と、どれも整合
しないように置かれる。第5図に示すように、いくつか
の人孔板13Bは触媒ベッドへの近接を可能にする。同
様に殻体B内のいくつかの人孔140は第1触媒ベッド
部分28と第2触媒ベッド部分32への近接を可能にす
る。殻体Bが殻体Sから取出される時、触媒な塔載又は
取出すため触媒ベッドへり近2 接は容易となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の水平型転換装置の断面図、第1A図は
本発明の転換装置を通るがス流を示す断面図、 第2図は内側円筒殻体の一端を示す第1図の線2−2に
おける断面図、 第3図は内側円筒型殻体内のガス移送部分の詳細を示す
ため分離されたガス移送部分の拡大斜視図、 第4図は第1図の線4−4における断面図、第5図は第
1図の部分5内に示された触媒ベッドの頂部にある分配
板の一部の断面図である。 S・・・外側殻体、B ・・・内側殻体、1o・・・本
体、12・・・入口、14・・・出口、16・・・ヘッ
ド、18・・・ガス入口、20・・・端壁、22・・・
第1壁、24・・・第2壁、25・・・熱交換部分、2
6・・・第3壁、28・・・第1触媒ベッド部分、30
・・・外端壁、32・・・第2触媒ペツV部分、34・
・・ガス伝達部分、36・・・環状空間、40・・・開
口、42・・・チューブ、44・・・パイゾ、46・・
・開口、4B・・・パイプ、50.52・・・車輪、5
4.56・・・止め、58.60・・・支持体、62・
・・人孔、64.66・・・錠、68・・・部分、70
゜72・・・フランジ、74・・人孔、76・・・部分
、78・・・パイプ、80・・・開口、82・・・接手
、84.86・・管板、88.90・・・壁、92・・
・バッフル、94゜96・・・開口、98・・・小断面
部分、100・・・仕切、102・・・下部、104・
・・上部、106・・・部分、108・・上部、110
,112・・・開口、114・・・第1触媒ベツド、1
18,120・・・開口、122・・・第2触媒ベツド
、124,126・・・壁、128・・・触媒ベッド、
130・・・板、132・・・開口、134・・・板、
136・・・開口、138,140・・人孔。 代理人 浅 村 皓 5

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1) 水平型転換装置において、 入口及び出口を持つ外側円筒型殻体と、前記外側殻体内
    に置かれた内側円筒型殻体とを有し、 前記内側円筒型殻体は、 前記内側殻体の一端と前記内側殻体内にある第1壁とで
    形成され、前記殻体の一端に置かれた熱交換部分を有し
    、前記熱交換部分内の複数個のチューブは前記第1壁内
    に上部チューブ板と下部チューブ板とを持ち、さらに 前記内側殻体内の第2及び第6壁により形成された第1
    触媒ベッド部分と、 前記第3壁と前記内側殻体の他端とで形成された第2触
    媒ベッド部分と、 前記第1及び第2触媒ベッド部分の中に置かれた水平触
    媒ベッドと、 前記第1熱交換部分と前記第1触媒ベッド部分との間に
    置かれたガス移送部分とを有し、前記ガス移送部分は内
    側小断面部分を持ち、前記部分は、前記第1壁内と前記
    小断面部分の外側の前記第2壁内とに開(第1部分と第
    2部分とに垂直に分割され、それゆえガスは前記熱交換
    部分から前記第1触媒ベッド部分に、さらに前記第1部
    分内の開口と、前記第2壁の前記内側小断面部分の前記
    第2部分内の開口に進み、それゆえ前記ガスは前記第1
    触媒ベッド部分から前記第1部分を経て、前記複数個の
    チューブを経て、前記第2部分を経て進み、さらに 前記第2触媒ベッド部分に前記ガスを進めるため 前記内側小断面部分の前記第2部分内の前記開口に結合
    するパイプを有する水平型転換装置。 (21特許請求の範囲第1項記載の水平型転換装置にど
    いて、前記内側小断面部分は十字型である水平型転換装
    置。 (3)特許請求の範囲第1項記載の水平型転換装置にお
    いて、前記外側円筒型殻体は欧外し可能のヘッドを持っ
    ている水平型転換装置。 (4)特許請求の範囲第1項記載の水平型転換装置にお
    いて、前記第1壁内の前記開口は前記熱交換部分内の前
    記チューブの下にある一対の開口である水平型転換装置
    。 (5)特許請求の範囲第1項記載の水平型転換装置にお
    いて、前記第2触媒ベッド部分は2個の部分的壁と2個
    の水平触媒ベッド部分とを持っている水平型転換装置。 (6)特許請求の範囲第1項記載の水平型転換装置にお
    いて、さらに、前記熱交換部分の底部に置かれた排出チ
    ューブに結合され、前記外側円筒型殻体内にある第2人
    口を有する水平型転換装置。 (7)特許請求の範囲第1項記載の水平型転換装置にお
    いて、前記ガス移送部分は前記熱交換部分の底部からガ
    スを前記第1ベツドの頂部に進め、且前記第1触媒ベッ
    ド部分の底部からガスを前2記第2触媒ベッド部分の前
    記」二部にある前記パイプに進める水平型転換装置。 (8)特許請求の範囲第7項記載の水平型転換装置にお
    いて、前記内側小断面部分は十字型である水平型転換装
    置。 (9) 特許請求の範囲第8項記載の水平型転換装置に
    おいて、前記第2触媒ベッド部分は2個の部分的壁と2
    個の水平触媒ベッド部分とを持っている水平型転換装置
    。 00) 特許請求の範囲第9項記載の水平型転換装置に
    おいて、さらに、前記熱交換部分の底部に置かれた排出
    チューブに結合され、前記外側円筒型殻体内にある第2
    人口を有する水平型転換装置。
JP14579683A 1983-08-11 1983-08-11 水平型転換装置 Granted JPS6044037A (ja)

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US6132687A (en) * 1998-05-21 2000-10-17 Kellogg Brown & Root, Inc. Horizontal ammonia converter adapted for high activity catalyst

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