NO170148B - Fremgangsmaate ved katalytisk hydrogenering av et nitril til et amin - Google Patents

Description

Syntesereaktor for eksoterme reaksjoner ved høyt trykk.

Foreliggende oppfinnelse angår en syntesereaktor for eksoterme reaksjoner ved hoyt trykk, f.eks. for syntese av ammoniakk eller av methanol, som er særlig egnet for hoy kapasitet og som er istand til å levere gjenvinningsdamp med hoyt varmeinnhold (f.eks. ved et trykk av 150 kg/cm ).

Reaktoren ifolge oppfinnelsen er av typen med tre adiabatiske skikt med to intermediære kjolinger.

Den skjematiske innretning av det interne apparat av reaktoren ifolge oppfinnelsen er vist på den vedfoyede tegning.

Den friske blanding fores inn i den ovre del av reaktoren (gassinnlop 1), strommer nedover i retning av den nedre del og inn i mellomrom (2) som forefinnes mellom det indre apparat og trykk-kapsel (3) og strommer inn i rorene av regenerator (<*>+). På denne måte blir den ovre del av apparatet, hvor alle lukkeventilene og by-pass-ventilene er anordnet, og den indre vegg av trykk-kapselen kontinuerlig og sikkert kjolt.

Etter forvarmning i regeneratoren strommer reaksjonsgassen opp gjennom det fbrste katalysatorlag (5) og kjoles av den forste varmevekslerflate av såkalt "hårnålskoker" (6). Deretter strommer gassen inn i et ringformet mellomrom (7), og deretter gjennom det annet katalysator skikt (8), kjoles av den- annen varmevekslerflate av hårnålskokeren (6) og fores til det tredje katalysatorskikt (9).

De varme omsatte gasser strommer langs yttersiden av regene-ratorens ror, i motstrom til den friske gass, og forlater reaktoren ved dennes bunn (10).

Det indre apparat består av to såkalte kurver. Den ovre kurv omfatter hovedsakelig det forste og annet katalysatorskikt og be-holderen (11) for hårnålskokeren, mens den nedre kurv omfatter det tredje katalysatorskikt og regeneratoren.

Hårnålskokeren er av rorknippetypen og er festet til reaktorens deksel (12). Dette muliggjor lettvint uttagning uten at det er nodvendig å fjerne reaktorens deksel.

Reaksjonsvarmen fjernes ved direkte genering av damp i hår-nål skokeren.

Hårnålskokerensbeholder er inndelt på langs i to halvdeler, og er forsynt med et endestykke (13) av den type som vanligvis oenyttes i varmevekslere med mer enn en passering.

Reguleringen av temperaturen mellom skiktene utfores ved at man leder en del av den varme gass forbi hårnålskokerens to kjoleflater. De anvendte ventiler, som f. eks. kan v-ere av klaffeventil-typen, styres fra utsiden (på tegningen er for enkelhets skyld bare en av de to tilstedeværende by-pass-ventiler (lh) vist).

En særegenhet ved denne reaktor er det originale kjølesystem mellom skiktene, som i henhold til oppfinnelsen er anordnet for å bortskaffe reaksjonsvarmen (og for å g^nvinne damp'med meget stort varmeinnhold).

På grunn av den spesielle form av hårnålskokeren (inndelingen i to seksjoner) og av den tilsvarende beholder, som er inndelt i to halvdeler, er det mulig å generere damp av hoyt trykk direkte og å oppnå lettvint og sikker regulering av temperaturen mellom skiktene, ved at man forbileder en del av gassen som ledes i retning av hårnålskokerens to seksjoner.

Muligheten av å ta hårnålskokeren av rorknippetypen ut av reaktoren uten å behove å fjerne dekslet, forenkler dessuten vedlike-holdet av hårnålskokeren.

Hårnålskokeren utover åledes funksjonen av en ovn med tvungen sirkulasjon (ved hjelp av en ekstern sirkulasjonspumpe, som ikke er vist) eller av en ovn med naturlig sirkulasjon.

For oversiktens skyld er det i det nedenstående gitt en full-stendig liste over de deler som er illustrert på tegningen, med de tilhorende henvisningstall.

1 - gassinnlop (frisk blanding)

2 - mellomrom mellom det interne apparat og trykk-kapselen

3 - trykk-kapsel

h - regenerator (varmeveksler)

5 - forste katalysatorskikt

6 - hårnålskoker for kjoling

7 - ringformet mellomrom

8 - annet katalysatorskikt

9 - tredje katalysatorskikt

10 - gassutlbp

11 - hårnålskokerens beholder

12 - reaktordeksel

13 - hårnålskokerens rorplate

lh - klaffeventil i hårnålskokerens by-pass-ledning

15 - vanninntak

16 - uttak for vann og damp

17 - inntak for varm oppstartningsgass og kald by-pass-gass fra regeneratoren

Eksempel

I det nedenstående gis som eksempel data for en ammoniakk-reaktor med kapasitet 1000 tonn pr. dag:

Driftstrykk: 272 ata

Inerte gasser ved innlopet til reaktoren: 10 mol %

Romhastighet: 13.000 Nm<3>/hm<5>

Katalysatorfordeling: forste skikt 20 %

annet " 38 %

tredje " k2 %

Gjenvunnet varme: 580.000 Kcal/t NH^ ( i form av mettet damp

ved 130 ata)

Hoveddimensjonene av trykk-kapselen for en kapasitet av 1000 tonn pr. dag:

- indre diameter: 2200 mm

- effektiv indre hoyde: 16500 mm

Claims (3)

1. Syntesereaktor for utforelse av eksoterme reaksjoner ved hoyt trykk, f.eks. for syntese av ammoniakk eller methanol, av typen med flere adiabatiske katalysatorskikt, fortrinnsvis 3 katalysatorskikt, og med en intern, sentralt anordnet kjolende koker, bestående av en enkelt koker (6), fortrinnsvis av hårnålstypen, for direkte generering av vanndamp ved gjenvinning av reaksjonsvarmen, karakterisert v, ed at kokeren er inndelt på langs i to halvdeler som huses i samme beholder (11), og som gjennomstrømmes av henholdsvis gassene fra det forste katalysatorskikt (5) og gassene fra det annet katalysatorskikt (8).

2. Syntesereaktor ifolge krav 1, karakterisert ved at den er forsynt med et system for regulering og innstilling av temperaturen, hvilket system er basert på at den varme gass eller en del av denne fra forste katalysatorskikt (5) ledes forbi hårnålskokerens kjoleflater, gjennom rorledninger som kan strupes ved hjelp av innstillingsventiler (1^) som kan styres fra utsiden, og den forbiledede gass derved fores direkte til det annet katalysatorskikt. (8).

3. Syntesereaktor ifolge krav 1,karakterisert ved at det forste skikt (5) er anordnet mellom det annet skikt (8) overst i reaktoren og det tredje skikt (9) nederst i reaktoren.