NO840842L

NO840842L - Katalytisk gassynteseprosess og apparat

Info

Publication number: NO840842L
Application number: NO840842A
Authority: NO
Inventors: Robert M Osman; Larry J Shulik
Original assignee: Exxon Research Engineering Co
Priority date: 1983-03-07
Filing date: 1984-03-06
Publication date: 1984-09-10
Also published as: EP0121355A2; EP0121355A3; IN160335B; JPS59169529A; ES530291A0; BR8401032A; ES8607754A1; AR241873A1; CA1211615A; ES551524A0; ES8700957A1; ES8603344A1; EP0121355B1; ES536292A0; US4518574A; DE3485032D1

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte og et apparat som kan brukes under katalytisk gassyntesereaksjoner, mere spesielt en fremgangsmåte og et apparat som kan brukes ved syntese av ammoniakk.

Fremstillingen av ammoniakk innbefatter generelt at man fremstiller en av ammoniakksyntesegass fra en nitrogenkilde, vanligvis luft, og fra en hydrogenkilde, vanligvis enten kull, petroleumsfraksjoner eller naturgass. Ved fremstillingen av ammoniakksyntesegass fra naturgasser, så vil man f.eks. fremstille en rå (dvs. en hydrogenrik) syntesegass ved at man først fjerner gassformede forurensninger,

så som svovel fra naturgassen ved hydrogenering og absorb-sjon, hvoretter man omformer den rensede gassen. Karbon-monoksydet i den rå syntesegassen omdannes til karbondioksyd og ytterligere hydrogen i et eller flere skiftomdannel-seskar, hvoretter karbondioksydet blir fjernet ved vasking. Hvis den råe syntesegassen deretter blir behandlet ved

en metanering, så får man fjernet ytterligere karbondioksyd og karbonmonoksyd fra den hydrogenrike gassen, hvorved man får en ammoniakksyntesegass inneholdende ca. 3 deler hydrogen og 1 del nitrogen, dvs. det som tilsvarer det kjente 3:1 støkiometriske forholdet mellom hydrogen og

nitrogen i ammoniakk, foruten små mengder av inerte forbind-elser, så som metan, argon og helium. Ammoniakksyntesegas-sen blir så omdannet til ammoniakk ved å føre syntesegassen over en katalytisk overflate basert på metallisk jern (vanligvis magnetitt, som er tilsatt og aktivert ved hjelp av andre metalloksyder, hvorved ammoniakken blir syntetisert ved hjelp av følgende eksotermiske reaksjon:

Ammoniakksyntesen som erkarakterisert vedeksotermiske kjemiske reaksjoner, har den ulempe at det er en konkurranse mellom likevektskrefter og kinetiske krefter. Likevekts-omdannelsen av hydrogen og nitrogen til ammoniakk er be-

gunstiget av lave temperaturer. På den annen side så

er imidlertid reaksjonshastigheten med hensyn til dannelse av ammoniakk sterkt økende med temperaturen. Dette fører til en optimal reaktortemperaturprofil som starter relativt høyt for å få reaksjonshastigheten så høy som mulig, mens man ennå er langt fra likevekt, og som så gradvis faller langs reaksjonsveien i reaktoren for å bedre likevekten etterhvert som reaksjonen skrider frem. Pr. definisjon så vil imidlertid eksotermiske reaksjoner avgi varme, og følgelig har temperaturen en tendens til å stige etterhvert som ammoniakksyntesen skrider frem, noe som stopper reaksjonen for tidlig, mens man har en ugunstig likevekt i reaksj onsblandingen.

En rekke oppløsningen^ på dette problem har utviklet en

rekke forskjellige reaktorutforminger for ammoniakksyntese.

I store ammoniakkanlegg (fra. 600-2000 tonn ammoniakk pr. døgn) er det to generelle typer som dominerer. Begge bruker to eller flere adiabatiske trinVmed avkjøling mellom trinnene otr'' i,d/o for sa godt som mulig ankomme veg-g^, fra likevekt etter hvert trinn. Den basiske forskjellen mellom de to reaktortypene ligger i selve følemetoden. I den første bruker man en direkte kontaktkjøling ved at en del av det uomsatte kalde utgangsmaterialet bringes i kontakt med de oppvarmede, utstrømmende væsker som det er ønskelig å avkjøle. I den annen type reaktor bruker man en indirekte varmeveksler for å avkjøle de forønskede gasstrømmer. Den førstnevnte type reaktor er enklere å konstruere, men er ikke så effektiv fordi en del av utgangsmaterialet må passere alle trinnene unntatt det siste for å få en effektiv avkjøling inne i reaktoren. De optimale driftsforhold for begge typer,

som lett kan beregnes, bruker en fallende sekvens av utløps-temperaturer fra hvert reaksjonstrinn. Dette er vist på fig. 7 i US-PS 4.181.701.

Ettersom reaksjonen er eksotermisk, så kan reaksjonsvarmen teoretisk innvinnes som brukbar varmeenergi. Vanligvis blir denne varmeenergien innvunnet fra reaktorproduktet, som imidlertid er realtivt kaldt, ettersom siste reaksjonstrinn har den laveste utløpstemperaturen av flere sjikt inne i reaktoren. Innvinning av varmeenergi mellom trinnene er kjente, og dette er bl.a. beskrevet i US-PS 3.721.532

, 4.101.281, 4.180.543 og 4.181.701 og verserende patent-søknad nr. 414.523 innsendt 2. september 1982 (denne søknad og ovennevnte patenter inngår her som referanser). De forskjelige reaktorutforminger krever imidlertid enten utgifter til et nytt reaktorpar, eller man har en risiko for å forgifte katalysatoren. Videre vil det være en viss eksplosjonsfare på grunn av at man utvikler damp for å fjerne reaksjonsvarmen, og dette gjøres ved hjelp av damput-viklingsspiraler som er plassert inne i reaktorkaret, og som vanligvis inneholder en redusert katalysator som eventuelt er kraftig reaktiv med vann eller damp ved de forhøy-ede temperaturer som brukes.

Foreliggende oppfinnelse angår generelt en forbedret fremgangsmåte og et apparat for fremstilling av gassformede produkter, så som ammoniakk, ved katalyty^iske, eksotermiske gassformede reaksjoner, og angår spesielt en forbedret fremgangsmåte som bruker en gassfasekatalytisk reaksjon mellom nitrogen og hydrogen for syntese av ammoniakk.

Denne forbedrede fremgangsmåte for fremstilling av ammoniakk bruker et ammoniakkomdanningsapparat utformet slik at det innbefatter minst to katalysatorsjikt, plassert slik at man får en indirekte varmeutveksling mellom gassene fra siste reaktorkatalysatorsjikt og gassene fra minst et annet reaktorkatalysatorsjikt med høyere temperatur, for derved å varme opp igjen gassene fra siste reaktorkatalysatorsjikt før de forlater reaktorkaret, hvorved man får en høyere energiinnvinning fra de gasser som forlater ammoniakkomdan-ningsapparatet.

Foreliggende oppfinnelse er spesielt fordelaktig ved at

den tilveiebringer en fremgangsmåte og et apparat ^pra er egnet for ny tilførsel av mer aktiv katalysator inn i det eksisterende eksotermiske reaksjonsutstyret.

Kort beskrivelse av tegningene.

Fig. 1 viser et prosessdiagram for en tidligere kjent eksotermisk, katalytisk synteseprosess. Fig. 2 er et prosessdiagram for en utførelse av en forbedret eksotermisk, katalytisk synteseprosess og reaktor ifølge foreliggende oppfinnelse, hvor man bruker to varmevekslere og to katalysatorsjikt. Fig. 3 er et prosessdiagram av en annen utførelse av en forbedret eksotermisk, katalytisk synteseprosess og reaktor ifølge foreliggende oppfinnelse, hvor man bruker to katalysatorsjikt, en enkelt varmeveksler og en direkte kontakt-kjøling. Fig. 4 er et prosessdiagram av en annen utførelse av en forbedret eksotermisk katalytisk synteseprosess og reaktor ifølge foreliggende oppfinnelse, og hvor man anvender tre katalysatorsjikt, en gjenoppvarmingsvarmeveksler i kombinasjon en eller flere intersjiktsvarmevekslere og/eller direkte kontaktkjøling. Fig. 5 er et vertikalt snitt gjennom en første utførelse av reaktorkaret ifølge foreliggende oppfinnelse. Fig. 6 er et vertikalt snitt gjennom en annen utførelse av reaktorkaret ifølge foreliggende oppfinnelse. Fig. 7 er et lengdesnitt gjennom en tredje utførelse av reaktorkaret ifølge foreliggende oppfinnelse. Fig. 8 er et vertikalt lengdesnitt gjennom en fjerde utfør-else av reaktorkaret ifølge foreliggende oppfinnelse. Fig. 9 er et vertikalt lengdesnitt gjennom en 5. utførelse av reaktorkaret ifølge foreliggende oppfinnelse. Fig. 10 er et vertikalt lengdesnitt i gjennom en sjette utførelse av reaktorkaret ifølge foreliggende oppfinnelse. Fig. 11 er et vertikalt lengdesnitt gjennom en 7. utførelse av reaktorkaret ifølge foreliggende oppfinnelse hvor man anvender kjølegass for avkjøling av gassene fra gjenoppvarmingsvarmeveksleren før annet katalysatorsjikt.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen.

Apparatet ifølge foreliggende oppfinnelse vil bli beskrevet i det etterfølgende spesielt med hensyn til dets bruk ved syntesen av ammoniakk. Det er imidlertid underforstått at apparatet også kan brukes for enhver katalytisk eksotermisk gassyntesereaksjon.

Fig. 1 viser et prosessdiagram for en tidligere kjent fremgangsmåte hvor man bruker en 2-trinns katalytisk reaktor 10 med indre avkjøling. Reaktoren 10 inneholder en "kata-lysatorkurv" som består av 2 katalysatorsjikt 2 og 6, og en indre sjiktvarmeveksler 4 og en nedre varmeveksler 8.

ICn del av tilførselsgassen 15 til reaktoren føres via ledning 1 til nedre varmeveksler 8, og en separat del via ledning 3 til nevnte indre sjiktvarmeveksler 4 for indirekte avkjøling i nevnte varmevekslere av gasstrømmene 6b og 2b henholdsvis. Hvis det er ønskelig, kan endel eller alle gasstrømmene 1, 3 og 5 brukes for kjøling av det ringformede trykkskallet i reaktoren før disse strømmer føres inn i sine respektive reaktorkomponenter, dvs. varmeveksler 8, varmeveksler 4 og det første katalysatorsjiktet 2 henholdsvis. Når det forønskede gassproduktet er ammoniakk,

så vil gassutgangsmaterialet vanligvis være en blanding av N2og H2(vanligvis i et mol-forhold pa ca. 3:1, dvs. fra ca. 2,5:1 til ca. 3,5:1) pluss mindre mengder av inerte gasser, så som argon og helium. Katalysatorsjiktene 2

og 6 reguleres til sine kinetisk optimale temperaturer via de to varmevekslerne. Energi-innvinning fra reaktorproduktet 9 skjer via en høytrykks dampgenerator 16, som

er plassert umiddelbart etter reaktoren 10. Ved hjelp av denne dampgeneratoren vil det vanligvis være mulig å innvinne nesten all tilgjengelig varmeenergi fra de utstrøm-mende produkter som høytrykksdamp (f.eks. med trykk fra 64,1 til 142,8 kg/cm^). Etter denne høytrykk^damp-genera-toren 16, er det en varmeveksler 14 for oppvarming av til-førsel og avkjøling av produkt henholdsvis, som forvarmer tilførselen 12. Denne varmeveksleren 14 er utstyrt med en omføringsledning 23 som reguleres ved hjelp av en omfør-ingsventil 25, som kan brukes for å regulere temperaturen på tilførselen til reaktoren hvis dette er nødvendig. Ventilen 25 vil vanligvis være helt lukket, ettersom dette resulterer i en maksimal innvinning av varmeenergi. Hvis man går utenom varmeveksleren 14, så vil mer energi gå

til spille i en vannavkjølt varmeveksler 18, som er plassert umiddelbart etter varmeveksleren 14.

I den utførelse som er vist på fig. 1, så innbefatter anord-ningene 4 og 8 varmevekslere. Det er imidlertid i tidligere kjente fremgangsmåter også foreslått at man bytter ut varmeveksleren 4 med en direkte kontaktkjøling idet man bruker en del av den kaldere, uomsatte gasstilførselen.

I det tilfellet at en mer aktiv katalysator føres inn i reaktoren 10, så er det mulig å nedsette hastigheten på ammoniakksyntesegasskompressoren og derved nedsette gass-trykket på tilførselen og den totale gasstrømmen gjennom reaktoren. Ettersom katalysatoren har fått en forbedret aktivitet, så vil omdannelsen pr. gjennomgang stige, slik at det stadig er mulig å holde en konstant ammoniakkproduk-sjon selv om den totale gjennomstrømningshastigheten i reaktoren avtar. På grunn av den forbedrede katalysatorak-tiviteten så vil igjen den kinetisk optimale sjikttempera-turen falle betydelig, og med høyere omdannelse pr. gjennomgang, så vil den totale temperaturstigning over reaktoren øke .

Som et resultat av en slik igjeninnføring av mer aktiv katalysator i reaktor 10, så betyr den reduserte gjennom-strømningshastigheten at innvinning av all varmeenergi i høytrykksvarmeveksleren 16 (som har omtrent konstant gassutløpstemperatur på grunn av en liten temperaturdrivende kraft mellom den strøm som skal oppvarmes og den utgående varmevæske) kreve en økning i innløpstemperaturen til varmeveksleren, noe som igjen vil kreve en tilsvarende økning av temperaturen på utløpsgassen 9 fra reaktoren 10. Ut-løpstemperaturen fra annet katalysatorsjikt 6 har imidlertid samtidig falt vesentlig. Dette betyr igjen at det ville være ønskelig å foreta en mindre varmeoverføring i varmeveksleren 8 eller endog føre gassen forbi denne, noe som vil gjøre reaktorutløpstemperaturen lik utløpstemperaturen på katalysatorsjiktet 6. Hvis den nye reinnførte katalysatoren er tilstrekkelig mer aktiv, så vil man ikke kunne oppfylle hensikten ved å innvinne all varmeenergien i høy-trykksvarmeveksleren 16, ettersom temperaturen på strømmen 6b vil være mindre enn den forønskede og nødvendige temperatur på strømmen 9.

Med en gjeninnføring av en i alt vesentlig mer aktiv katalysator (f.eks. en katalysator med minst 20%, fortrinnsvis minst 50-200% mer aktivitet i forhold til den katalysator reaktorsystemet var utformet for), så krever således tidligere kjente fremgangsmåter at man enten åpner omføringsven-tilen 25 forbundet med varmeveksleren 14, hvorved man mister verdifull varmeenergi i avkjølingsvann-varmeveksleren 18, eller at man må installere en lavtrykksvarmeveksler 24

etter høytrykksvarmeveksleren 16, for derved å kunne innvinne varmeenergi ved en lavere temperatur, dvs. som damp med middels trykk (fra 35,7 til 64,1 kg/cm 2). Den første løs-ningen, dvs. at man åpner ventilen 25, fører til at man mister store mengder varmeenergi, mens sistnevnte løsning krever at man bruker en lavtrykksvarmeveksler 24, noe som gjør at man får fremstilt et dårligere dampprodukt enn det som fremstilles i varmeveksleren 16 (og følgelig et

mindre verdifullt produkt, foruten at man må investere i en ny varmeveksler, nemlig varmeveksleren 24.

I hvor sterk grad en slik gjeninnføring av en mer aktiv katalysator representerer et tap av varmeenergi, fremgår ved henvisning til sammenlignende eksempel 1 som er detaljert presentert i det etterfølgende.

I overensstemmelse med den forbedrede fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse, vil temperaturen på den utstrøm-mende gassen fra siste reaksjonstrinn i en eksotermisk reaktor som har to eller flere katalysatorsjikt for sekvens-vis gassgjennomstrømning, bli øket ved at man gjenoppvarmer i det minste en del, og fortrinnsvis all utstrømmende gass,

i en varmeveksler ved en indirekte varmeveksling med en utstrømmende gass fra det første eller et annet reaktortrinn.

Fig. 2 og 3 illustrerer denne fremgangsmåten ved at man bruker en 2-trinns katalytisk reaktor med indre avkjøling,

og en reaktor med direkte kjøling henholdsvis, mens fig.

4 viser denne fremgangsmåten hvor man bruker en 3-trinns katalytisk reaktor. Det er imidlertid underforstått at apparatet og fremgangsmåten kan brukes i alle de tilfeller hvor man bruker minst 2 katalysatortrinn, og for reaktorutforminger hvor man bruker indirekte varmeveksling og/eller direkte avkjøling for det utstrømmende produkt fra et eller flere katalysatortrinn, skjønt mindre gjenoppvarming kan utføres i en utformning hvor man bruker direkte avkjøling, ettersom man da bruker ulike store gasstrømmen gjennom katalysatortrinnene.

Med begrepet "katalysatortrinn" forstås et katalysatorsjikt inne i reaktoren hvor de gassformede produkter enten avkjøles eller føres til et annet katalysatorsjikt inne i reaktoren, eller i forbindelse med siste katalysatorsjikt, tas ut som produktgass fra den reaktor som her er beskrevet.

Det henvises nå til fig. 2-4 som illustrerer reaktorsystemet og fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse, og hvor like tall refererer seg til like eller tilsvarende elementer.

Det henvises nå til fig. 2 hvor det er illustrert en utfør-else av reaktorsystemet og fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse. I reaktor 110 er det tilveiebragt et første katalysatorsjikt 102, intersjiktvarmevekslere 104

og 108 og et annet katalysatorsjikt 106. Reaktortilførsel 112 føres til tilførsel/produktvarmeveksler 114 hvor den tilførte gassen forvarmes. Den således oppvarmede, tilførte gassen 115 spaltes så i to porsjoner. En første porsjon føres som en gasstrøm 119 til reaktoren 110 som tilførsel til første katalysatorsjikt 102. Den andre delen føres som gasstrøm 118a til intersjiktvarmeveksleren 108 inne i reaktoren 110 for oppvarming ved varmeveksling med gass-strømmen 105 som føres til denne varmeveksleren fra den andre varmeveksleren 104, som innbefatter en gjenoppvarmingsvarmeveksler. Den således oppvarmede, tilførte strøm-men 120 tas ut og blandes med den gjenværende, tilførte gassen 119 som en samlet tilførsel 121 til første katalysatorsjikt 102. Den utstrømmende gassen 103 tas ut fra sjikt 102 og føres til varmeveksleren 104, hvor denne gassen oppvarmer i det minste en del av gasstrømmen 107 som er tatt ut fra annet katalysatorsjikt 106, før man tar ut gassene fra 2. katalysatorsjikt fra reaktor 110. Den delvis avkjølte gassen fra første katalysatorsjikt 105 tas ut fra gjenoppvarmingsvarmeveksleren 104 og føres til intersjiktvarmeveksleren 108 som forklart ovenfor, for oppvarming av den tilførte gasstrømmen 118a, hvoretter en ytterligere avkjølt, utstrømmende gass 109 fra første sjikt føres til 2. katalysatorsjikt 106. Den utstrømmende gassen 107 fra 2. katalysatorsjikt blir så oppvarmet i varmeveksleren 104 ved hjelp av de utstrømmende gasser 103 fra 1. katalysatorsjikt og tas så ut fra reaktorene 110 via ledning 124 for innvinning av varmeenergi i dampgeneratoren 122. Koke-ren eller dampgeneratoren 122 kan bestå av en høytrykks-dampkjele som er tilpasset produksjon av høytrykksdamp, (f.eks. fra 64,1 til 142,8 kg/cm 2). Hvis det er ønskelig, lean en lavtrykksdampkjele 128 være plassert etter høytrykks-dampkjelen 122, for derved å kunne innvinne varmeenergi ved en lavere temperatur, f.eks. for å fremstille damp ved middels trykk (fra 35,2 til 64,1 kg/cm 2). Etter innvinning av varmeenergi blir reaktorproduktet ført til tilfør-sel/produktvarmeveksleren 114 og tas ut fra reaktoren og prosessen via ledning 117, og kan føres til en kjølende varmeveksler (ikke vist) for ytterligere avkjøling. Som vist på tegningen, er varmeveksleren 114 utstyrt med en omføringssløyfe 123 som reguleres ved hjelp av en pil 125 for derved å kunne regulere temperaturen på tilførselen 115 til reaktoren 110.

Hvis det er ønskelig, kan en del eller all gass i strømmene 118a og/eller 119 brukes for avkjøling av det ringformede trykkskallet i reaktoren før disse gasstrømmene føres inn i sine respektive reaktorkomponenter, dvs. varmeveksleren 108 og det første katalysatorsjiktet 102 henholdsvis.

Hvis det er ønskelig for temperaturkontroll, kan en del

av strømmen 103 føres rundt gjenoppvarmingsvarmeveksleren 104 og igjen kombineres med strømmen 105 etter varmeveksleren 104. Alternativt kan en del av gassen 10 7jn) fra 2. katalysatorsjikt føres rundt varmeveksleren 104 og igjen blandes med produktgasstrømmen 124.

Fig. 3 viser en annen utførelse av reaktorsystemet og fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse, som tilsvarer utførelsen på fig. 2, bortsett fra at 2. intersjiktvarmeveksler er erstattet med en direkte kontaktkjøling. I denne utførelsen blir den delvis avkjølte gassen fra første katalysatorsjikt kontaktet en del av den kaldere, uomsatte tilførte gassen før denne føres inn i det andre katalysatorsjiktet. På fig. 3 er reaktoren 110 utstyrt med et første katalysatorsjikt 102, en intersjiktvarmeveksler 104 (som består av en gjenoppvarmingsvarmeveksler) og et 2. katalysa torsjikt 106. Reaktortilførsel 115 som etter å ha vært forvarmet i en varmeveksler 114 (ikke vist) spaltes i to deler. En første del føres som en gasstrøm 119 til reaktor 110 til 1. katalysators j ikt 102. Den andre delen føres^-som strøm 118b for en direkte kontaktkjøling med den delvis avkjølte gassen fra 1. katalysatorsjikt 105, som deretter føres som tilførsel til 2. katalysatorsjikt 106.

Den utstrømmende gassen 103 fra 1. katalysatorsjikt 102 føres til varmeveksleren 104 hvor nevnte gass oppvarmer i det minste en del av gasstrømmen 107 fra 2. katalysatorsjikt 106, før denne gassen tas ut fra reaktor 110. Den delvis avkjølte gasstrømmen 105 fra 1. katalysatorsjikt tas ut fra varmeveksleren 104 og avkjøles til den forønsk-ede temperatur ved en kontakt med en kjølende gasstrøm 118b som danner en blanding 109 som så føres som tilførsel til 2. katalysatorsjikt 106. Den utstrømmende gassen fra dette katalysatorsjiktet oppvarmes i varmeveksler 104 og tas ut fra denne via ledning 124 for innvinning av varmeenergi i dampkjelen 122 som beskrevet ovenfor. Hvis det er ønskelig, kan en del eller alt av gasstrømmen 119 og/eller 118b brukes for avkjøling av det ringformede trykkskallet i reaktoren før denne strømmen føres inn i det første katalysators j iktet 102.

Som nevnt ovenfor, kan foreliggende oppfinnelse lett anvendes på to eller flere katalytiske trinn eller sjikt. Således viser fig. 4 en reaktor 110 hvor man anvender 3 katalysatorsjikt 102, 106 og 133. I denne utførelsen blir en forvarmet, frisk gasstilførsel 115 delt i 3 deler. Den første delen 119 føres som en del av gasstilførselen til 1. katalysatorsjikt 102. Den andre delen føres til den første intersjiktvarmeveksleren 108 via ledning 118a, mens en 3. del føres via ledning 131a til en annen intersjiktvarmeveksler 130. Den således oppvarmede del av gassene som er ført til varmeveksleren 130 tas ut fra denne via ledning 132

og blandes med den gjenværende del av den oppvarmede syntesegassen i ledning 120 og brukes deretter som tilførsel til

1. katalysatorsjikt 102 som beskrevet ovenfor.

Den utstrømmende gassen fra 1. sjikt 102 føres som en strøm 103 til varmeveksleren 104, hvori det minste en del av den utstrømmende gassen fra siste katalysatorsjikt, dvs. .3. katalysatorsjikt 133 i den utførelse som er vist på fig. 4, blir oppvarmet før den tas ut som et gassprodukt 124 fra reaktoren 110. Den delvis avkjølte, utstrømmende gassen fra 1. katalysatorsjikt blir så ytterligere avkjølt ved hjelp av en 1. varmeveksler 108 via en indirekte varmeveksling, noe som skjer ved hjelp av gasstilførsel 118a (eller evt. en direkte kontaktkjøling istedet for varmeveksler 108, hvor man bruker en del av den kaldere tilførte gassen, f.eks. som strøm 118b). Den resulterende utstrøm-mende gassen fra 1. katalysatorsjikt, dvs. strøm 109, føres så som tilførsel til 2. katalysatorsjikt 106. Etter at det er skjedd en ytterligere reaksjon i sjikt 106, blir gassen fra dette sjiktet, dvs. gasstrøm 107, avkjølt i en annen intersjiktvarmeveksler 130 med den 3. gassdelen 131a (eller eventuelt ved en direkte kontaktkjøling istedet for varmeveksler 130, hvor man bruker en del av den kaldere tilførte gassen, f.eks. strøm 131b). Den resulterende avkjølte gasstrømmen fra 2. katalysatorsjikt tas ut som strøm 135, og brukes som tilførsel til 3. katalysatorsjikt 133. Som beskrevet ovenfor, så blir i det minste en del av gasstrømmen fra 3. sjikt 133 ført som en strøm 134 til varmeveksleren 104. Produktgass tas ut via ledning 124 fra reaktoren 110, og kan så føres videre for innvinning av varmeenergi, slik det er beskrevet i forbindelse med fig. 2. Som i forbindelse med de foran nevnte figurer,

så kan, hvis det er ønskelig, en del eller hele gasstrømmen 119, 118a, 118b, 131a og/eller 131b brukes for kjøling av det ringformede trykkskallet på reaktoren 110 før disse strømmer føres inn i sine respektive reaktorkomponenter.

Skjønt det ikke er illustrert, så er det innlysende at

den delvis avkjølte gasstrømmen 105 fra 1., katalysators j ikt

som tas ut fra varmeveksleren 104, kan føres direkte inn som tilførsel til 2. katalysatorsjikt 106, og i en slik utførelse er der ingen varmeveksler 108 eller direkte kjøl-ing i sjiktet via ledning 118b for ytterligere avkjøling av gasstrømmen 105 før denne føres inn i 2. sjikt 106.

I denne utførelsen vil derfor tilførselen til 1. katalysatorsjikt 102 bestå av den tilførte gassdelen 119 og den til-førte gassdelen 132 (hvor varmeveksleren 130 brukes for å avkjøle den utstrømmende gassen 107 fra 2. katalysator-sj ikt) .

De utførelser som er vist på fig. 2-4 er selvsagt ikke begrensende for oppfinnelsen, og man kan også bruke reakto-rer som inneholder mer enn 3 katalysatortrinn.

Som vist på fig. 5-11 kan de varmevekslere som brukes i foreliggende fremgangsmåte bestå av rørformede varmevekslere med avbøyningsplater. De brukte varmevekslere/ kan imidlertid være av enhver egnet type, f.eks. varmevekslere med finner, lukkede rørvarmevekslere o.l. Skjønt katalysatorsjiktene fortrinnsvis er plassert slik at man får en radial gasstrøm gjennom sjiktene, så er det selvsagt underforstått at oppfinnelsen ikke er begrenset til slike typer gass-strømmer, og at et eller flere eller alle katalysatorsjikt kan bestå av (1) sjikt som er utformet for langsgående gasstrøm i en retning som i alt vesentlig er parallell med den vertikale lengdeaksen på reaktoren, eller (2) trans-verse strømmer gjennom sjiktene hvor gassen går gjennom sjiktene i en strøm som er på tvers av hovedretningen for gasstrømmen gjennom en horisontal reaktor, f.eks. slik det er vist i G.P.Eschenbrenner og G.A.Wagner, "A New High Capacity AMmonia Converter", vol 14., Ammonia Plant Safety, 51-56 (Chem. Eng. Progr. Techn. Manual, AICHE, 1972).

Som i forbindelse med fig. 2, så er det underforstått at

de utførelsene på fig. 3 og 4, så kan en eller flere av varmeveksleren 104, 108 og 130 hvor dette er passende,

omgås ved at bestemte mengder av den oppvarmende væsken føres forbi varmeveksleren for derved å oppnå den forønskede temperaturkontroll. Videre kan enn del av de utstrømmende gasser fra siste katalysatorsjikt, dvs. gasstrømmen 107

og 134 på fig. 3 og 4 henholdsvis, føres utenom varmeveksleren 104 for derved å få en bedre temperaturkontroll.

"■Flg"! T^viser en utførelse av reaktorkaret ifølge foreliggende oppfinnelse, og hvor reaktorkaret generelt er angitt med tallet 200. Som vist så består reaktoren 200 av et sylindrisk trykkresistent skall 238 som har en øvre sirkulær lukkeanordning 201 utstyrt med en sentralt plassert åpning 202, hvorigjennom gassen føres inn til gassfordelingsrom 203 som er definert ved den indre overflate 233 på lokket 201 og øvre lukkeplate 231 på reaktorhylsen 236. Ved den nedre ende av reaktorskallet 238, er plassert en konsentrisk, rørformet anordning som består av et ytre rør 204 for uttak av gassprodukt fra reaktoren, og et indre rør, 206 for tilførsel av ytterligere gass til reaktoren, og hvor begge rørene 204 og 206 fortrinnsvis er plassert koaksialt inne i lengdeaksen på reaktorskallet 238. Reaktorhylsen 238 er slik avpasset i størrelse at man får en ringformet kjølekanal, 234 mellom den indre vertikale overflate 232 på reaktorskallet 238 og den ytre vertikale overflate på hylstret 236. I tillegg så er reaktorhylstret 236 slik avpasset i størrelse at den nedre del av hylsen 236 som består av overflatene 208, definerer (1) et nedre gassfordelingsrom 278 under overflatene 208 og over den indre overflate på den nedre del 282 av skall 238, (2) et annet gassfordelingsrom 276 over overflatene 280 og under lavere katalysatorplate 274 på nedre katalysatorsjikt 260, og (3) en gassåpning 284, som er ringformet omkring rørene

204 og 206, hvorved tilført gass kan føres inn i 2. gassfordelingsrom 276. Plassert inne i reaktorhylstret 236

er et øvre katalyatorsjikt 210, varmeveksler 240 med avbøy-ningsplater, intersjiktvarmeveksleren 250 også med avbøy-ningsplater og et nedre katalysatorsjikt 260, alle plassert

ringformet omkring den sylindriske aksen på trykkskallet 238. Den øvre overflate av det ringformede katalysatorsjiktet 210 er definert ved en sirkulær lukkeplate 212 og danner et 2. gassfordelingsrom 223 under øvre hylsterlukkeplate 231) som står i kontakt med den indre passasjen 207 på

det indre røret 206, hvorved en første del av syntesegassen som tilføres, og som føres inn via røret 206, kan strømme oppover fra den nedre del av skall 238 til 2. gassfordelingsrom 223 og deretter radialt utover over øvre lukkeplate 212 til den ringformede gasspassasjen 228, som dannes av det ytre sylindriske skallet 224 på katalysatorsjiktet 210 og de tilstøtende indre vertikale overflater på reaktorhylsen 236, hvorved gassene kan strømme nedover og gjennom åpning 229 som er tilveiebragt omkring omkretsen på den sylindriske plate 224 og derved kan komme inn i katalysatorsjiktet 210.

Den andre delen av den tilførte syntesegassen føres inn gjennom åpning 202 og så ut over i gassfordelingsrom 203

og så ned i den ringformede kjølekanalen 234 hvorved man får en avkjøling av trykkskallet 238. Den tilførte gassen føres ut av den nedre del av den ringformede kanalen 234

i nedre gassfordelingsrom 278 og opp gjennom åpning 284

til 2. gassfordelingsrom 276 og så inn i det ringformede gassfordelingsrom 272, som er definert av den ytre sylindriske platen 262 og den indre veggen av reaktorhylsen 236. I det ringformede rommet 272, vil gassen strømme forbi det nedre katalysatorsjiktet 260 og inn på skallsiden av intersjiktvarmeveksleren 250 via åpningen 256. I varmeveksleren 250 vil gasstrømmen stadig måtte skifte retning på grunn av avbøyningsplatene 258 og blir ytterligere oppvarmet ved en indirekte varmeveksling med gasstrømmen fra 1. katalysatorsjikt 210 (som først er blitt delvis avkjølt i en gjenoppvarmingsvarmeveksler 240 som vil bli mere detaljert beskrevet i det etterfølgende). Den således oppvarmede tilførte gass tas ut fra varmeveksleren 250 og føres opp gjennom det ringformede rom 228, langs de ytre vertikale

vegger 224 på varmeveksleren 240 og føres inn i 1. katalysators j ikt 210 via åpningen 229 sammen med den gjenværende del av den tilførte gassen som føres ned til det ringformede rom 228 fra 2. gassfordelingsrom 223 slik dette er beskrevet ovenfor.

Katalysatorsjiktet 210 består av en lavere katalysatorplate, 226 som bærer katalysatoren, og en sirkulær lukkeplate 212 som er tilveiebragt med en ytre gasspermeabel vegg 222 (som definerer en ringformet gassfordelingskanal 222

for at de gasser som føres inn gjennom åpningene 229 skal fordele seg inne i katalysatorsjiktet 210) og en indre gasspermeabel vegg 214. (Som en gasspermeabel vegg i foreliggende oppfinnelse kan man bruke metallplater og/eller sikter med egnede perforeringer som muliggjør en gasspassasje samtidig som man unngår tap av katalysatorpartikler fra katalysatorsjiktene). Veggene 214 og 220 er i den nedre ende festet til katalysatorplaten 226.

Gass som kommer ut fra katalysatorsjikt 210 føres gjennom den permeable veggen 214 og føres inn i en ringformet gassuttakskanal 216 som er definert av den gasspermeable veggen 214 og de tilstøtende deler av den ytre sylindriske overflaten 246 på gasstilførselsrøret 206. Gassene fra gassuttakskanalen 216 føres inn i en 1. varmeveksler 240 med avbøyningsplater via gassfordelingsrommet 230 som er definert ved en lavere katalysaatorplate 226 og øvre rørplate 247 på varmeveksleren 240. Denne gasstrømmen vil føres inn i rørene 249 på varmeveksleren 240 for oppvarming av gasstrømmen fra 2. katalysatorsjikt 260 som stadig må skifte retning gjennom veksleren 240 på grunn av avbøyningsplatene 248. Gassene føres fra varmeveksler 240 og inn i varmeveksler 250, og i den utførelse som er vist på tegningen, så bruker de to varmevekslere\ de samme gassgjennomgangsrørene 249.

I den nedre del av rørene 249 i varmeveksleren 250, vil gasstrømmen fra katalysatorsjikt 210 bli ytterligere avkjølt ved hjelp av en del av gasstilførselen som føres gjennom denne varmeveksleren for å få et siste avkjølingstrinn på gassen fra det øvre katalysatorsjikt før denne gassen føres til nedre katalysatorsjikt 260. De gasser som strøm-mer ut fra rørene 249 fra varmeveksleren 250 og inn i gassfordelingsrom 257 som er definert ved den lavere rørplaten 253 i varmeveksleren 250 og den sirkulære lukkeplaten 264

i 2. katalysatorsjikt 260, føres så nedover gjennom den ringformede gassfordelingskanalen 268 (definert ved den ytre sylindriske platen 262 og den ytre gasspermeable veggen 270), og gjennom den nevnte ytre gasspermeable veggen 270 og så radiært inn gjennom katalysatorsjikt 260, gjennom den indre gasspermeable veggen 266 og så inn i den ringformede gassuttakskanalen 241 som er definert av den indre sylindriske platen 242 og den indre gasspermeable veggen 266, langs sjikt 260 og den indre sylindriske platen 254

og langs varmeveksleren 250. Gassene fra nevnte 2. katalysatorsjikt vil strømmen oppover gjennom den ringformede gasspassasjen 241 og utenom varmeveksleren 250 og inn i varmeveksleren 240, for oppvarming ved direkte varmeveksling med gasstrømmen fra 1. katalysatorsjikt 210. Den således oppvarmede gasstrømmen som tas ut fra skallsiden på varmeveksleren 240 via den ringformede produktpassasjen 244, definert ved den indre sylindriske platen 242 og den ytre sylindriske overflaten 246 på gasstilførselsrøret 206, tas så ut fra reaktor 200 som produkt via rør 204.

Under drift vil en første del av syntesegasstilførselen føres inn via røret 206 og inn i den nedre del av reaktoren 200. Denne gassen føres opp gjennom tilførselspassasje 207 til øvre gassfordelingsrom 223, hvorfra gassen føres radialt utover og deretter nedover langs den indre ringformede kanalen 228 for tilførsel via åpningene 229 til et 1. katalysatorsjikt 210. Den andre delen av den tilførte gassen til reaktor 200 føres inn via åpning 202 til det øvre gassfordelingsrom 203 og derfra til den ringformede avkjølingskanal 234 for avkjøling av trykkskallet 238. Disse kjølegassene tas ut fra kanal 234 i dennes nedre del, og føres inn i de suksessive gassfordelingsrommene 278 og 276, og føres så inn i den indre gasskanalen 272

for tilførsel til skallsiden på varmeveksleren 250. I denne varmeveksleren vil endel av den tilførte gassen bli oppvarmet ved en indirekte varmeveksling med en delvis avkjølt, utstrømmende gass fra 1. katalysatorsjikt, og de således oppvarmede, tilførte gasser tas så ut fra skallsiden på varmeveksleren 250 og føres inn i den nedre del av den indre ringformede gasskanalen 228 for videre passasje til åpning 229 som den gjenværende del av gassutgangsmaterialet til katalysatorsjikt 210.

Gassprodukt fra katalysatorsjikt 210 samles i gassuttakskanal 216 og føres så nedover og inn i gassfordelingsrom 230 for videre å bli ført inn i rørene 249 på varmeveksleren 240, hvor de utstrømmende gasser fra det første katalysators jiktet vil oppvarme de utstrømmende gasser fra det andre katalysatorsjiktet, og hvor gassene fra 1. katalysatorsjikt etter å ha blitt delvis avkjølt, føres til rørsiden 249 på varmeveksleren 250, for frigjøring av ytterligere varme ved at man som ovenfor beskrevet, oppvarmer de gasser som føres inn på skallsiden av varmeveksleren 240. Ytterligere avkjølt gass fra 1. katalysatorsjikt føres fra varmeveksleren 250 og inn i gassfordelingsrom 257, og deretter inn i gassfordelingskanal 268 og derfra som tilførsel til 2. katalysatorsjikt 260. Ytterligere omsatt gass tas ut fra katalysatorsjikt 260 og inn i gassuttakskanal 241, hvoretter gassene føres til skallsiden på varmeveksleren 240 for oppvarming ved hjelp av den ut-strømmende gass fra 1. katalysatorsjikt, slik dette er beskrevet ovenfor. De således oppvarmede gasser fra 2. katalysatorsjikt tas ut fra skallsiden av varmeveksleren 240 og inn i gassproduktkanal 244 og tas så ut fra reaktor 200 via produktrøret 204.

jFig^J^j viser en annen utførelse av reaktorkaret ifølge foreliggende oppfinnelse, og her er reaktoren generelt angitt med 300. Som vist på tegningen, består reaktoren

300 av et sylindrisk trykkresistent skall 338 som har et øvre, sirkulært lokk 301 utstyrt med en sentralt plassert åpning 302, gjennom hvilken gassen føres inn i reaktoren og inn i gassfordelingsrom 303 som er definert ved den indre overflate 333 på lokket 301, og den øvre lukkeplaten 331 på reaktorhylstret 336. I den nedre enden av reaktorskallet 338 er det plassert en konsentrisk rør^anordning som består av et ytre rør 304 for uttak av gassprodukt fra reaktoren, og et indre rør 306 for tilførsel av ytterligere mengder gassutgangsmateriale til reaktoren, og hvor begge rørene 304 og 306 er plassert sammen, fortrinnsvis koaksialt med den sylindriske reaktoren. Reaktorhylstret 336 er slik avpasset i størrelse at man får en ringformet kjølekanal 334 mellom den indre vertikale overflate 332

på reaktorskallet 338 og den ytre vertikale overflate på hylstret 336. I tillegg til dette, er hylstret 336 slik avpasset i størrelse at den nedre ende av reaktorhylstret 336 som innbefatter overflatene 308, definerer (1) et nedre gassfordelingsrom 378 under overflatene 308, og over den indre overflate pa den nedre del 2^82 pa skallet 338, (2 )

et annet gassfordelingsrom 376 over overflatene 380 og under den nedre katalysatorplaten 326 på nedre katalysatorsjikt 310 og, (3) en gassåpning 384 som er ringformet plassert omkring rørene 304 og 306, hvorved tilført gass kan føres inn i and^re gassfordelingsrom 376 og deretter oppover gjennom det indre ringformede gassfordelingsrommet 372 for videre passasje til 1. katalysatorsjikt 310 via gassåpningen 329.

Inne i reaktorhylstret 336 er det plassert et hylster 362 med avbøyningsplater og med en øvre lukkeplate 313 og en sylindrisk vertikal plate 362. Den øvre platen 313 på

det indre hylstret 362 er plassert under topplaten 331

på den ytre reaktorhylsen 336, hvorved man får tilveiebragt et annet øvre gassfordelingsrom 335, som står i kontakt med den sentralt plasserte gasspassasjen 307 i den indre ringformede gasskanalen 372 som er definert av og plassert

mellom de sylindriske plater som definerer de vertikale overflater på reaktorhylstret 336 og det indre hylstret 362 .

Et i alt vesentlig ringformet, øvre katalysatorsjikt 360

som består av et annet katalysatorsjikt for behandling av prosesstrømmen, er tilveiebragt ved hjelp av en sirkulær, øvre katalysatorplate 364 og en sirkulær, lavere katalysatorplate 374, som bærer katalysatoren inne i sjiktet 360.

Den ytre periferien av det ringformede katalysatorsjiktet 360 er definert ved de tilstøtende, vertikale overflater på hylstret 362 og den indre sylindriske platen 342. I tillegg er katalysatorsjiktet 360 utstyrt med en sylindrisk ytre gasspermeabel vegg 370 og en sylindrisk indre gasspermeabel vegg 366, og hvor disse veggene er festet til bæreplate 374. Den ytre gasspermeable veggen 370 definerer en ringformet gassfordelingskanal 368 langs den tilstøt-ende del av den ytre sylindriske platen som definerer den vertikale overflaten på det indre hylstret 362 med avbøy-ningsplater, og hvor den indre gasspermeable veggen 366

og den indre sylindriske platen 342 definerer en gassuttakskanal 352 som kommuniserer med et nedre gassfordelingsrom 372 plassert under den nedre katalysatorplaten 374, og den øvre avbøyningsoverflaten 375 på den ringformede varmeveksleren 340 som er utstyrt med avbøyningsplater. Gassfordelingskanalen 368 kommuniserer med et 3. gassfordelingsrom 357 som i seg selv er definert ved den øvre overflaten av øvre katalysatorplate 364 og den sirkulære toppdelen 313 på hylstret 362, hvorved gassene føres radiært utover gjennom gassfordelingsrom 357 og deretter ned langs gassfordelingskanalen 368, hvoretter gassen strømmer radialt innover gjennom katalysatorsjikt 360 og tas ut fra dette sjikt gjennom den permeable veggen 366 og inn i uttaks-kanal 352, hvoretter gassene føres utover gjennom gassfordelingsrom 373 og inn på skallsiden av varmeveksleren 340, hvor gassene fra 2. katalysatorsjikt stadig må endre retning på grunn av avbøyningsplatene 358 og hvor gassene videre

blir oppvarmet ved indirekte varmeveksling med varme, ut-strømmende gasser fra første katalysatorsjikt 310 slik dette vil bli mer detaljert beskrevet i det etterfølgende. De således oppvarmede, utstrømmende gasser fra 2. katalysatorsjikt tas ut fra skallsiden av varmeveksleren 340 via den ringformede produktkanalen 308 (som er definert ved den ytre veggen 318 på tilførselsrør 306 og den ytre overflate 317 på produktuttaksrøret 304) og tas så ut fra reaktorskallet 338 gjennom produktrøret 304.

Et ringformet, nedre katalysatorsjikt 310 og som innbefatter et første katalysatorsjikt for behandling av prosesstrømmen i apparatet på fig. 6, er utstyrt med en øvre sirkulær katalysatorplate 312 og en nedre katalysatorplate 326 som bærer katalysatoren i sjikt 310. Det nedre katalysatorsjiktet 310 er videre utstyrt med en ytre gasspermeabel vegg 320 og en indre gasspermeabel vegg 314 som begge i alt vesentlig er sylindriske og som er festet til plate 326. En ringformet gassfordelingskanal 328 er definert ved den ytre gasspermeable veggen 320 og de tilstøtende deler av den ytre sylindriske platen som igjen definerer den vertikale overflaten på det indre hylstret 362 som er utstyrt med avbøyningsplater, og hvor det er tilveiebragt åpninger 329 langs den nedre, ytre periferien av katalysatorsjiktet 310, slik at de tilførte gasser kan føres inn i gassfordelingskanalen 328 og derfra radialt innover gjennom sjikt 310. Den indre gasspermeable veggen 314 definerer en gassuttakskanal 351 langs de tilstøtende deler av den ytre sylindriske overflaten 317 på produkt-uttaksrøret 304. Gassuttakskanalen 351 mottar gassen fra 1. katalysatorsjikt 310 og fører disse gasser opp og inn i gassfordelingsrom 386 som er definert ved hjelp av katalysatorplaten 312 og den nedre rørplaten 385 på varmeveksleren 340. Fra gassfordelingsrom 386 vil gassene fra 1. katalysatorsjikt føres inn i rørene 349 for oppvarming ved hjelp av indirekte varmeveksling, av gassene fra 2. katalysatorsjikt 360, slik dette er beskrevet ovenfor.

De delvis avkjølte gasser fra 1. katalysatorsjikt tas ut fra rørene 349 og føres inn på skallsiden av varmeveksleren 350 som er utstyrt med avbøyningsplater, slik at gassene stadig må skifte retning, og hvor disse gasser blir ytterligere avkjølt ved en indirekte varmeveksling med frisk syntesegass som føres inn på rørsiden av varmeveksleren 350 fra gasstilførselspassasje 315 som er blitt tilført gassen via rør 306. De ytterligere avkjølte gasser fra katalysatorsjikt 310 tas ut fra skallsiden av varmeveksleren 350 via det ringformede gassfordelingsrom 344 som er definert av den indre sylindriske platen 342 på katalysatorsjiktet 360 og den ytre sylindriske overflate på senter-røret 346, som så igjen står i forbindelse med rørsiden av varmeveksleren 350 ved hjelp av andre, øvre gassfordelingsrom 335. Den således delvis avkjølte gassen fra 1. katalysatorsjikt føres opp gjennom den ringformede kanalen 344 til nevnte 3. gassfordelingsrom 357 og deretter radialt utover til gassfordelingskanalen 368 og deretter nedover som tilførsel til 2. katalysatorsjikt 360.

De delvis oppvarmede gasser som tas ut fra rørene 345 i varmeveksleren 350 føres opp gjennom rør 346 og inn i gassfordelingsrom 307 og deretter radialt utover gjennom andre gassfordelerrom 335 hvorfra gassene føres ned og inn i den ringformede kanalen 372 hvor gassene strømmer forbi øvre katalysatorsjikt 360 og varmeveksleren 350 og inn gjennom åpningeene 329 som utgangsmateriale til 1. katalysatorsjikt 310.

En annen del av syntesegasstilførselen til reaktoren føres inn via åpningen 302 i øvre gassfordelerrom 303, hvorfra gassen strømmer utover til den ringformede kjølekanalen 334 og inn i det nedre gassfordelingsrom 376, og en indre ringformet kanal 372 som en del av utgangsmaterialet til 1. katalysatorsjikt 310 via åpningene 329.

^På^f^g^J7j er det vist en annen utførelse av reaktorkaret ifølge foreliggende oppfinnelse, og hvor reaktoren er angitt

med 400. Reaktoren består av et sylindrisk trykkresistent skall 438 som er utstyrt med et øvre lokk, 405, som har en sentralt plassert åpning 402 som muliggjør gasstilførsel til reaktor 400. Inne i trykkskallet 438 er det plassert et reaktorhylster 465 som har en øver topplate 403 som definerer et øvre gassfordelerrom 406 plassert under indre overflate 404 på lokket 405. De ytre i alt vesentlig sylindriske og vertikale overflater av reaktorhylstret 465 definerer en ringformet gassavkjølingskanal 461 inne i trykkskallet 438 inntil den sylindriske overflaten 463. Reaktorhylstret 465 er så avpasset i størrelse at man får

et nedre gassfordelerrom 484 i den nedre enden 486 av trykkskallet 438, og den nedre overflate 482 av reaktorhylstret 465. Overflatene 482 definerer også en gasstilførselskanal 494 som står i forbindelse med nedre gassfordelerrom 484

og et annet, nedre gassfordelerrom 480 plassert over overflaten 482 og under katalysatorplaten 478. I den nedre delen 486 av trykkskallet 438 er det plassert en rørformet anordning som består av et ytre produktrør 488 og et indre gasstilførselsrør 490 som er plassert fortrinnsvis koaksialt omkring den vertikale, sylindriske akse i trykkskallet 438, og som tilveiebringer et ringformet gassrom 492 mellom rørene 488 og 490, hvorved produktgasser kan tas ut fra skallsiden av varmeveksleren 440, noe som vil bli mer detaljert beskrevet i det etterfølgende. Gasstilfør-selsrør 490 er slik tilpasset at den tilførte gassen kan føres opp gjennom reaktoren og inn på rørsiden 410 av øvre varmeveksler 450, noe som også vil bli detaljert beskrevet i det etterfølgende.

Inne i reaktorhylstret 465 er det tilveiebragt et i alt vesentlig sylindrisk, indre hylster 418 med avbøyningsplater og som har en øvre topplate 414 og en katalysatorplate 478, og som huser i oppadstigende rekkefølge fra katalysatorplaten 478: et 1. katalysatorsjikt 431, en rørfor-

met varmeveksler med avbøyningsplater (angitt med tallet 440); et 3. katalysatorsjikt 421, et annet katalysatorsjikt 411 hvori det langs senteraksen er plassert en rørformet

varmeveksler med avbøyningsplater (angitt generelt med tallet 450). Katalysatorsjiktene 431, 421 og 411 er ringformet og plassert omkring den sentrale aksen på gasstilførselsrøret 490 som fører den tilførte gassen fra den nedre del av reaktoren 400 og gjennom de indre deler av reaktoren, hvorved man får tilført synteseblandingen til rørsiden 410 i den øvre, sentralt plasserte varmeveksleren 450. Det indre hylstret 418 med avbøyningsplater er dimensjonert slik at man får definert et øvre gassfordelerrom 401 over- platen 414 og under platen 403 , og slik at man også får definert en indre ringformet gasskanal 424 mellom de vertikale, ytre overflater på hylstret 418 og de tilstøtende deler av de vertikale overflater på reaktorhylstret 465. Gasskanal 424 står i forbindelse med 2. nedre gassfordelerrom 480 og 2. øvre gassfordelerrom 401, slik at den tilførte gassen kan føres til 1. katalysatorsjikt 431 via åpning 476, dvs. nedover fra 2. gassfordelerrom 401 og oppover fra nedre gassfordelerrom 480.

1. 2. og 3. katalysatorsjikt 431, 411 og 421 henholdsvis,

og varmeveksleren 440, er i alt vesentlig ringformede og er plassert langs den langsgående aksen på trykkskallet 438. Det 1. katalysatorsjiktet 431 er definert ved den indre sylindriske platen 468 og de tilstøtende sylindriske vertikale overflater på den indre hylsen 418 med avbøynings-plater, og er plassert over katalysatorplaten 478 som også bærer katalysatoren i sjikt 431. Sjikt 431 er også tilveiebragt med en ytre gasspermeabel vegg 474 og en indre gasspermeabel vegg 470 som er festet til bæreplaten 478 og som er slik plassert at de danner et ringformet gassfordel-ingskammer 472 og en ringformet gassuttakskanal 466, som støter inntil de respektive vertikale platene 418 og 468.

På lignende måte er det 3. katalysatorsjiktet 421 plassert på en katalysatorbæreplate 455, og utstyrt med en øvre katalysatorplate 430, en ytre gasspermeabel vegg 448 og en indre gasspermeabel vegg 444, en ringformet gassfordel ingskanal 420 og en ringformet gassuttakskanal 446 langs de respektive tilstøtende deler av de vertikale sylindriske veggene på det indre hylstret 418 med avbøyningsplater og den indre sylindriske platen 442. Veggene 444 og 448

er festet til bæreplaten 455.

Det 2. katalysatorsjiktet 411 som består av det øvre katalysators jiktet i reaktoren 400, er utstyrt med en ytre gasspermeabel vegg 422 og en indre gasspermeabel vegg 426,

og katalysatoren bæres av en plate 430 til hvilken man har festet veggene 422 og 426. Den øvre del av katalysatorsjiktet 411 er definert av den sirkulære topplaten 418.

Det er tilveiebragt en ringformet gassfordelingskanal 416 mellom den indre gasspermeable veggen 426 og den ytre, sylindriske platen 427 som definerer de ytre overflater på den øvre varmeveksleren 450, slik at man kan føre gasstilførselen til 2. katalysatorsjikt 411 fra varmeveksleren 450. Gassen til sjikt 411 går gjennom sjiktet radialt og utover, og går gjennom den ytre gasspermeable veggen 422 og inn i den ringformede gasskanalen 422 og så ned til det 3. katalysatorsjiktet 421, gjennom hvilket gassen går radialt innover.

Varmeveksleren 440 er utstyrt med rør 496 som står i forbindelse med det nedre gassfordelingsrommet 462, plassert under rørplaten 467 og over topplaten 464, og med et annet gassfordelingsrom 456 plassert over rørplaten 460 og under den sirkulære kanalen 454, noe som gjør at gassen fra 1. katalysatorsjikt 431 føres via kanal 466 og inn i gassfordelingsrom 462 og så opp gjennom dørsiden 496 på varmeveksleren 440 for en indirekte varmeveksling og oppvarming av produktgassene som tas ut via kanal 446 fra 3. katalysatorsjikt 421. Varmeveksleren 440 er også utstyrt med av-bøyningsplater 458, noe som gjør at de produktgasser som kommer inn på skallsiden av varmeveksleren 440 via gassfordelingsrom 452, stadig må skifte retning gjennom varmeveksleren 440 for derved å få en effektiv indirekte varme veksling og oppvarming av de utstrømmende gasser fra det 1. katalysatorsjiktet 431. De produktgasser som er oppvarmet, tas ut av varmeveksleren 440 via den ringformede pro-duktkanalan 492 som er plassert mellom gassproduktrøret 448 og de ytre overflater på gasstilførselsrøret 490.

Disse produktgassene tas ut fra reaktoren 400 via rør 488. Det er tilveiebragt en ringformet gasspassasje 445 mellom den indre sylindriske platen 442 i sjiktet 421 og de tilstøt-ende deler av veggene på gasstilførselsrør 497,

og nevnte passasje står i forbindelse med gassfordelerrom 456 og.derved med skallsiden på varmeveksleren 450, slik at gasser kan føres fra rørene 496 på varmeveksleren 440

til intersjiktvarmeveksleren 450, noe som vil bli mere detaljert beskrevet i det etterfølgende.

Den øvre varmeveksleren 450 er plassert sentralt langs

den langsgående aksen på reaktorskallet 438, og er utstyrt med rør 410 som står i forbindelse med gasstilførselskanalen 498 inne i gasstilførselsrøret 490 og det overliggende 2. gassfordelingsrom 401, og varmeveksleren oppvarmer den tilførte gass ved en indirekte varmeveksling med den delvis avkjølte gassen som strømmer ut fra 1. katalysatorsjikt 431 og som føres til varmeveksleren via den ringformede gasskanalen 445. Avbøyningsplater 499 inne i varmeveksleren 450 gjør at den delvis avkjølte gassen fra 1. katalysatorsjikt stadig må skifte retning inne i varmeveksleren, og gassen strømmer gjennom varmeveksleren i en indirekte varmeveksling med denne delen av gasstilførselen til reaktoren.

Under drift vil en første del av den tilførte gassen føres inn via rør 490 og føres opp gjennom den sentrale kanal 498 til øvre varmeveksler 450 hvor denne gassen oppvarmes med den delvis avkjølte gassen fra 1. katalysatorsjit som føres inn på skallsiden av varmeveksleren 450 via den ringformede gasskanalen 445. Den således oppvarmede gassen tas ut fra rørsiden 410 på varmeveksleren 450 og inn i gassfordelingsrom 401 og føres utover gjennom dette og ned langs den indre ringformede gasskanalen 424 til den nedre del av det indre hylstret 418 som er utstyrt med avbøyningsplater, til åpning 476 (som er plassert langs periferien på det sylindriske hylstret 418 for at nevnte gass kan strømme inn i gasspassasje 472) og så radialt innover gjennom 1. katalysatorsjikt 431. De således omsatte gasser blir så tatt ut på rørsiden 496 av varmeveksleren 440 for oppvarming av de utstrømmende gasser fra 3. katalysatorsjikt 421, hvoretter gassene føres til skallsiden på den øvre varmeveksleren 450 for en forvarming av den tilførte syntesegassen, slik dette er beskrevet ovenfor.

Fra skallsiden på øvre varmeveksler 450, ble gassene fra

1. katalysatorsjikt ført til den ringformede gassfordelingskanalen 416 og deretter radialt ut gjennom katalysatorsjikt 411 hvor gassene blir videre omsatt. Produktgassene fra 2. katalysatorsnsjikt 411 føres inn i den ringformede gasskanalen 420 og føres så til 3. katalysatorsjikt 421 gjennom hvilket gassene strømmer radialt innover. Produktgassene fra 3. katalysatorsjikt 421 tas ut via gasskanal 446 og gassfordelingsrom 452, og føres til skallsiden på varmeveksleren 440 for oppvarming før gassene tas ut som produkt via rør 488.

En annen del av den tilførte syntesegassen føres via øvre åpning 402 til det øvre gassfordelingsrom 406 hvor gassene strømmer radialt utover og deretter ned langs den ringformede avkjølingskanalen 461, hvoretter gassene først kommer inn i det nedre gassfordelingsrom 484 og så til det andre, nedre gassfordelingsrom 480 for så å bli ført til den nedre del av den indre gasskanalen 424 som en del av tilførselen til 1. katalysatorsjikt 431.

Det er å bemerke at de 3 katalysatorsjiktene i den utfør-else som er vist på fig. 7, i virkeligheten representerer 2 katalysatortrinn, ettersom det i alt vesentlig ikke er noen fjerning av varmeenergi for temperaturregulering mellom

2. katalysatorsjikt 411 og 3. katalysatorsjikt 421, slik at sjiktene 411 og 421 kan anses å utgjøre et katalysatortrinn. Fig. 7 illustrerer derfor at en fjerning av varme fra katalysatorsjiktene ikke er nødvendig mellom hvert enkelt katalysatorsjikt ifølge foreliggende oppfinnelse,

og dette gjør f.eks. at man kan konstruere en reaktor hvor et enkelt katalysatortrinn er skilt i to eller flere katalysators j ikt.

På^fig. 8jer det vist en annen utførelse av apparatet ifølge foreliggende oppfinnelse (angitt med tallet 500), og som består av et sylindrisk trykkresistens skall 512 med et lokk 506, hvor det er tilveiebragt en sentralt plassert gasstilførsel/produktanordning med et ytre gasstilførselsrør 504 og et indre gassproduktrør 502. Rørene 502 og 504

er fortrinnsvis plassert konsentrisk omkring den vertikale, sylindriske akse i trykkskallet 512, og tilveiebringer en ringformet gasspassasje 509 som står i forbindelse med det øvre gassfordelingsrommet 505. Inne i trykkskallet 512 er det plassert et sylindrisk reaktorhyIster 526 med en øvre lukkende topplate 501 og en nedre bæreplate 560. Hylstret 526 er slik avpasset i størrelse at man får tilveiebragt (1) en ringformet gasskjølingskanal 514

langs de tilstøtende vertikale, sylindriske indre vegger 510 på trykkskallet 512, (29 et øvre gassfordelingsrom 505 over platen 501 og under den indre overflate 503 på nevnte sirkulære topplate 506, og (3) et nedre gassfordelingsrom 564 under den nedre bæreplaten 560 og over den nedre, indre overflate 562 på trykkskallet 512.

I den nedre delen av trykkskallet 512 er det plassert et annet gasstilførselsrør 566, fortrinnsvis plassert langs den vertikale, sylindriske akse på trykkskallet 512 for tilførsel av syntesegass til det øvre katalysatorsjiktet 508, noe som vil bli mer detaljert beskrevet i det etterfølg-ende. Inne i reaktorhylstret 526 er det i oppadstigende rekkefølge fra den nedre del av reaktoren plassert følgende: Et 2. katalysatorsjikt 552, en indre varmeveksler 550 og et 1. katalysatorsjikt 508 som er plassert omkring den vertikale sylindriske aksen på trykkskallet 512 og inne i den ringformede gjenoppvarmingsvarmeveksleren 540.

Det andre katalysatorsjiktet 552 er ringformet og plassert på katalysatorbæreplaten 558 som virker som et underlag for katalysatoren inne i sjikt 552 og som er plassert slik at man får dannet et nedre gassfordelingsrom 568 under plate 558 og over bæreplaten 560 på reaktorhylstret 526. Sjikt 552 er også utstyrt med en indre gasspermeabel vegg 548, en indre sylindrisk plate 546, en ytre gasspermeabel vegg 556 og en øvre topplate 574. Veggene 548 og 556 er festet til bæreplaten 558. Det er tilveiebragt en ringformet gassuttakskanal 553 mellom de indre gasspermeable veggene 548 og den indre sylindriske platen 546. Det er også tilveiebragt en ringformet gassfordelingskanal 554 mellom de ytre gasspermeable veggene 556 og den tilstøtende del av den ytre sylindriske platen 538. nevnte plate strekker seg oppover slik at den også definerer de ytre veggene av varmeveksleren 550 og tilveiebringer en annen ringformet gasspassasje 536 mellom platen 538 og de tilstøtende deler av de indre vertikale, sylindriske overflater på reaktorhylstret 526. Gasser som strømmer ut av katalysatorsjiktet 552 vil bli oppsamlet i den indre gasskanalen 553 og vil strømme ned gjennom gassfordelingsrom 568 og så oppover og inn i det ringformede gassfordelingsrom 536 til skallsiden på varmeveksleren 540, noe som vil bli mer detaljert beskrevet i det etterfølgende. Den indre sylindriske platen 546 er plassert slik at man får tilveiebragt en indre, ringformet gasspassasje 570 mellom platen 546 og den ytre veggen 572 på nevnte andre gasstilførselsrør 566. Den indre, ringformede gasskanalen 570 står i forbindelse med nedre gassfordelingsrom 564 og skallsiden på den sentralt plasserte varmeveksleren 550 for ytterligere oppvarming, noe som vil bli mer detaljert beskrevet i det etterfølgende.

Varmeveksleren 550 består av gassrørene 54.3 som er slik tilpasset at de mottar oppvarmede gasser fra rom 532, av- bøyningsplatene 576, øvre rørplate 541 og nedre rørplate 542. Varmeveksleren 550 er slik utformet at gassen fra den ringformede gasspassasjen 570 kommer inn på skallsiden av varmeveksleren, og hvor gassen stadig må skifte retning omkring rørene 543, hvorved gassene ble oppvarmet ved direkte varmeveksling med den delvis avkjølte gassen fra katalysatorsjikt 508 som føres til rørene 543. Det er tilveiebragt et gassfordelingsrom 544 mellom rørplaten 542 og topplaten 574 som mottar gasser fra rørene 543 og fører disse gasser til gassfordelingskanal 554 som tilførsel til 2. katalysatorsjikt 552. Et annet gassfordelingsrom 532 er tilveiebragt over rørplaten 541 på varmeveksleren 550,

og nevnte fordelingsrom mottar delvis avkjølte gassene fra 1. katalysatorsjikt som strømmer ut fra rørsiden 584

på varmeveksleren 540, og fører denne gassen til rørsiden 543 på varmeveksleren 550. Den oppvarmede syntesegassen tas ut fra skallsiden av varmeveksleren 540 i det sentrale gassfordelingsrommet 580 hvor nevnte oppvarmede syntesegass blandes med den andre delen av syntesegassen som føres opp gjennom gasstilførselsrør 566 fra den nedre del av trykkskallet 512. Denne samlede syntesegasstrømmen vil så komme inn i det intermediære røret 534 som står i forbindelse med gassfordelingsrom 580 med en sentral gassfor-delingspassasje 519 for tilførsel av disse gasser til 1. katalysatorsjikt 508.

Nevnte 1. katalysatorsjikt 508 er ringformet og er utstyrt med en øvre topplate 592, en ytre gasspermeabel vegg 520

og en indre gasspermeabel vegg 518 som er festet til bæreplate 528. En sentralt plassert gassfordelingskanal 516

er tilveiebragt inne i sjikt 508 for en fordeling av syntesegassen fra det intermediære rør 534 radialt utover gjennom katalysatorsjikt 508. En ringformet gassuttakskanal 522

er tilveiebragt mellom den ytre gasspermeable veggen 520

og den indre vertikale platen 524 på varmeveksleren 540

for oppsamling av gass fra 1. katalysatorsjikt 508 som så føres inn i varmeveksleren 540.

Varmeveksleren 508 som er utstyrt med avbøyningsplater,

er ringformet og plassert omkring den langsgående aksen på trykkskallet 512 og omgir et 1. katalysatorsjikt 508. Denne 1. varmeveksleren 540 er tilveiebragt med gassrørene 584, avbøyningsplater 586 og en nedre rørplate 530, og er utformet slik at den mottar den utstrømmende gass fra 1. katalysatorsjikt via kanal 522 og inn i et øvre gassfordelingsrom 590 plassert over rørplaten 531 og under den øvre topplaten 592 som er festet til kanten av overflaten 591.

Varmeveksleren 540 er også slik utformet at den på skallsiden i nedre del mottar utstrømmende gasser fra 2. katalysators j ikt som føres til varmeveksleren via den ringformede gasspassasjen 536, og hvor gassene stadig må skifte retning gjennom varmeveksleren 540 på grunn av avbøyningsplatene 586, hvorved man får en effektiv indirekte varmeveksling med gassene fra 1. katalysatorsjikt som strømmer gjennom rørene 584. De således oppvarmede, utstrømmende gasser fra 2. katalysatorsjikt tas ut fra skallsiden på varmeveksleren 540 inn i det øvre gassfordelingsrom 507 og tas så ut fra reaktoren 500 via produktrør 502. Delvis avkjølt gass fra 1. katalysatorsjikt tas ut fra rørene 584 og føres til gassfordelingsrom 532 for videre innføring på rørsiden av varmeveksleren 550 slik dette er beskrevet ovenfor.

Under drift vil en første del av den tilførte syntesegassen føres via rør 504 som en kjølegass i kanal 514, for derved å få avkjølt reaktorskallet 512. Denne kjølende gassen føres så fra kanal 514 til gassfordelingsrommet 564 og den indre gasskanalen 570, og derfra inn på skallsiden av varmeveksleren 540, hvor den tilførte gassen ytterligere oppvarmes ved en inndirekte varmeveksling med en delvis avkjølt gass fra 1. katalysatorsjikt, hvoretter den ytterligere oppvarmede, tilførte syntesegassen blandes i sone 580 med en annen del av syntesegassen som er tilført sone 580 via gasstilførselsrør 566, hvoretter blandingen via katalysatorsjikt 508. Gassene passerer gjennom sjikt 508 radialt utover, og den omsatte og reagerte gassen tas ut som gassprodukt i kanal 522 og føres så via gassfordelingsrom 590 inn i rørene 584 for en endelig oppvarming av de utstrømmende gasser fra 2. katalysatorsjikt 552.

De delvis avkjølte gasser fra 1. katalysatorsjikt tas ut

i gassfordelingsrom 532 fra varmeveksleren 540, og føres så til rørene 543 i varmeveksleren 550 for en forvarming av den tilførte syntesegassen, og ytterligere avkjølt gass fra 1. katalysatorsjikt blir oppsamlet i gassfordelingsrom 545 og føres til gassfordelingskanalen 554, og derfra radialt innover i 2. katalysatorsjikt 552. Produktgassene tas ut fra sjikt 552 i gassuttakskanalen 553 og føres via gassfordelingsrom 568 og gasskanal 536 til skallsiden av varmeveksleren 540 for en avsluttende oppvarming og et endelig uttak fra reaktoren 500 via gassfordelingsrom 507 og gasspro-duktrør 502 som beskrevet ovenfor.

"jpå^fi^T^j e r vist en annen utførelse av reaktorappar atet ifølge foreliggende oppfinnelse (angitt generelt med tallet 600), og hvor reaktoren består av et sylindrisk trykkresistent skall 616 som er utstyrt med et øvre sirkulært lokk 601 hvor det er en sentralt plassert åpning 602 som står i forbindelse med gassfordelingsrommet 605 plassert under de indre overflater 607 av lokket 601. Inne i trykkskallet 616 er det plassert: (1) i den øvre del et første reakto-hylster 622 (som huser 1. katalysatorsjikt 614 og varmeveksleren 640 med avbøyningsplater); og (2) i den nedre del et annet reaktorhylster 654 (som huser andre katalysatorsjikt 672). En intersjiktvarmeveksler 650 med avbøynings-plater er plassert i trykkskallet 616 mellom de to hylstrene 622 og 654, og den er slik utformet at gass kan strømme mellom de to hylstrene, noe som vil bli detaljert beskrevet i det etterfølgende.

Nevnte første reaktorhylster 622 er slik avpasset med hensyn til størrelse at man får tilveiebragt et gassfordelings rom 605 og en første ringformet kjølekanal 626 mellom hylstret 622 og de tilstøtende deler av den indre sylindriske vertikale overflate 618 på trykkskallet 616. På lignende måte er andre reaktorhylster 654 slik avpasset i størrelse at man får tilveiebragt et nedre gassfordelingsrom 660

under katalysatorbæreplaten 658 og over den nedre, indre overflate 661 på den nedre del 622 av trykkskallet 616,

og en annen ringformet kjølekanal 656 mellom hylstret 654

og tilstøtende deler av de indre, vertikale sylindriske overflater 618 på reaktorskallet 616. Den første ringformede kjølekanalen 626 vil motta gasser fra det øvre gassfordelingsrommet 605 hvorfra gassene strømmer inn i katalysators j iktet 614, og er skilt fra gasskanal 656 ved hjelp av en perifert plassert lukkeplate 638.

Varmeveksleren 640 er plassert inne i 1. katalysatorsjikt

614 som er ringformet, og katalysatorsjikt 614 og varmeveksleren 640 er begge plassert omkring den vertikale, sylindriske aksen på trykkskallet 616. Katalysatorsjikt 614 bæres av katalysatorbæreplate 684 og er lukket på toppen ved hjelp av plate 603. Sjikt 614 er utstyrt med en ytre gasspermeabel vegg 624 og en indre gasspermeabel vegg 632 som er festet til bæreplaten 684. En ringformet gassfordelingskanal 620 er definert mellom den ytre gasspermeable veggen 624 og de tilstøtende deler av den sylindriske plate som danner de indre vertikale overflater på første reaktorhylster 622. En indre ringformet gassuttakskanal 628 er definert mellom den indre gasspermeable veggen 632 og den indre sylindriske platen 630 som består av den ytre vertikale veggen på varmeveksleren 640. Gassuttakskanalen 628 er slik utformet at gassene fra 1. katalysatorsjikt 614 føres til skallsiden på varmeveksleren 640 for en indirekte varmeveksling og oppvarming av de utstrømmende gasser fra 2. katalysatorsjikt 672, noe som vil bli mer detaljert beskrevet i det etterfølgende.

Varmeveksleren 640 består av rørene 608, avbøyningsplatene 686, topplaten 604 og en nedre konkav avbøyningsplate 634. Den øvre platen 604 tilveiebringer et gassfordelingsrom 606 for oppsamling av gasser fra rørsiden 602 og for å

føre disse gasser til den øvre del av produktrøret 668

hvor produktgassene tas ut fra reaktoren via den langsgående gasspassasjen 674. Den lavere konkave avbøyningspla-ten 634 definerer et konisk gassfordelingsrom 682 som er slikt utformet at det mottar gasser fra 2. katalysatorsjikt 672 via den ringformede gasspassasjen 643, hvoretter gassene føres til rørene 608. Avbøyningsplatene 686 gjør at gassene fra 1. katalysatorsjikt gjør at gassene stadig må skifte retning gjennom varmeveksleren 640. Denne varmeveksleren er slik utformet at delvis avkjølte gasser fra avkjølte katalysatorsjikt kan tas ut fra skallsiden av varmeveksleren og derfra inn i det nedre gassfordelingsrom 680 (som er plassert under katalysatorbæreplaten 684 og den konkave avbøyningsplaten 634 og øvre rørplate 636 på nevnte andre varmeveksler 650), og derfra inn i rørene 678 i andre varmeveksler 650.

Varmeveksleren 650 mellom de to katalysatorsjiktene består av rørene 678, avbøyningsplatene 653, den øvre rørplaten 636 og den nedre.rørplaten 644. Varmeveksleren 650 har en slik størrelse at det blir tilveiebragt en indre ringformet gasspassasje 643 langs de tilstøtende deler av den ytre veggen 676 på gassproduktrøret 688, hvorved det blir forbindelse for gassen mellom den indre uttakskanalen 641 pa 2. katalysatorsjikt 672 og det koniske gassfordelingsrommet 682 ved varmeveksleren 640. Rørplaten 644 og den øvre platen 646 på katalysatorsjiktet 672 definerer et gassfordelingsrom 642 for oppsamling av gasser fra rørene 678 og en passasje for disse gasser til gassfordelingskanalen 652 for tilførsel til 2. katalysatorsjikt 672. Rørene 678 forbinder gassfordelingsrom 680 med gassfordelingsrom 642 for passasje av delvis avkjølt gass fra 1. katalysatorsjikt gjennom varmeveksleren 650. Varmeveksleren 650 er slik utformet at den mottar avkjølingsgasser på skallsiden og avbøyningsplatene 653 er slik plassert at kjølegassen må stadig skifte retning omkring de ytre overflater av rørene 678, hvorved man får en effektiv oppvarming ved varmeveksling med de varmere gassene i rørene 678.

I det andre katalysatorhylstret 654 er det tilveiebragt

et 2. katalysatorsjikt 672 som i alt vesentlig er ringformet og plassert omkring den vertikale, sylindriske aksen på trykkskallet 616. Sjikt672 er båret av katalysatorbærer-plate 658 og er utstyrt med en ytre gasspermeabel vegg 648 og en indre gasspermeabel vegg 651 som begge er festet til bæreplate 658. En topplate 646 definerer den øvre del av katalysatorsjiktet 672. En i alt vesentlig ringformet gassfordelingskanal 652 er tilveiebragt mellom den ytre gasspermeable veggen 648 og den tilstøtende vertikale sylindriske platen som definerer den vertikale overflaten på det andre katalysatorhylstret 654, noe som gjør at gasser kan fordeles som tilførsel til katalysatorsjikt 672 langs hele sjiktets lengde. En gassoppsamlingskanal 641 er også tilveiebragt som en i alt vesentlig ringformet kanal mellom den indre gasspermeable veggen 651 og de tilstøtende deler av de sylindriske, ytre overflater 676'på gassproduktrøret 668. Gassoppsamlingskanal 641 står i forbindelse med den ringformede gasspassasjen 643 som fører utstrømmende gasser fra 2. katalysatorsjikt til rørsiden på varmeveksleren 640, hvor gassene blir oppvarmet ved en indirekte varmeveksling med gassene fra 1. katalysatorsjikt 614.

Nedre del 662 av trykkskallet 616 er utstyrt med et konsentrisk plassert indre gassproduktrør 668 og et ytre rør 666 for tilført syntesegass, og hver av rørene er plassert omkring den vertikale sylindriske akse på trykkskallet 616. Det ytre røret 666 definerer en ringformet gasstilfør-selskanal 670 som står i forbindelse med nedre gassfordelingsrom 660 som igjen står i forbindelse med andre ringformede kjølegasskanal 656 for avkjøling av de tilstøtende nedre deler av trykkskallet 616, og for å .føre disse kjøle- gasser til skallsiden på varmeveksleren 650 mellom katalysators j iktene, hvor gassene blir ytterligere oppvarmet ved indirekte varmeveksling med de delvis avkjølte gasser fra 1. katalysatorsjikt, slik dette er beskrevet ovenfor.

Under drift vil en første del av gasstilførselen føres via åpning 602 og inn i øvre gassfordelingsrom 605 og så

ut over og nedover langs den ringformede kjølekanalen 626 til den nedre del av gassfordelingskanalen 620, og på dette punkt vil kjølegassene bli blandet med de gasser som kommer ut fra skallsiden på varmeveksleren 650, hvoretter blandingen føres som utgangsmateriale til 1. katalysatorsjikt 614. En annen del av den tilførte syntesegassen føres via tilførselsrør 666 og den ringformede gasspassasjen 670 til nedre gassfordelingsrom 660, og deretter til andre ringformede kjølekanal 656, hvoretter gassen føres inn på skallsiden av varmeveksleren 650 for videre oppvarming ved kontakt med delvis avkjølt gass fra 1. katalysatorsjikt. De således oppvarmede kjølegasser tas ut fra skallsiden

av varmeveksleren 650 og blandes med den gjenværende del av den tilførte gassen i gassfordelingskanal 620 slik det er beskrevet ovenfor, hvoretter blandingen føres som utgangsmateriale inn i 1. katalysatorsjikt 614.

De gasser som strømmer ut fra 1. katalysatorsjikt 614 samles i gasskanal 628 og føres til skallsiden på varmeveksleren 650 for oppvarming av produktgasser som tas ut fra 2. katalysatorsjikt 672. De delvis avkjølte gasser fra 1. katalysatorsjikt føres til nedre gassfordelingsrom 680 og derfra til rørsiden av varmeveksleren 650 for en forvarming av kjølegassene som føres til varmeveksleren fra nevnte andre ringformede kjølekanal 656 slik det er beskrevet ovenfor. Gassene fra 1. katalysatorsjikt tas ut fra rørene 678 i varmeveksleren 650 og føres så via gassfordelingsrom 642

til gassfordelingskanal 652, og derfra som utgangsmateriale til 2. katalysatorsjikt 672.

Produktgasser tas ut fra 2. katalysatorsjikt 672 og samles i kanal 641 for derfra å føres oppover via den indre ringformede gasspassasjen 643 og gassfordelingsrom 682 til rørene 608 i varmeveksleren 640 for en oppvarming ved en indirekte varmeveksling med gasser fra 1. katalysatorsjikt. De således oppvarmede gasser fra 2. katalysatorsjikt tas

ut fra reaktoren via produktrør 668.

På fig. 101 er det vist en annen utførelse av apparatet "ifølge foreliggende oppfinnelse som er betegnet med 700. Reaktoren 700 består av et sylindrisk trykkresistent skall 708 som er tilveiebragt med et sirkulært lokk 705 hvori det er en sentralt plassert rørformet anordning som består av et indre gassproduktrør 702 og et ytre gasstilførselsrør 704 som hver er plassert omkring den vertikale sylindriske aksen på trykkskallet 708. Det ytre gasstilførselsrøret 704 definerer en ringformet gasskanal 748 som står i forbindelse med et øvre gassfordelingsrom 782 som er tilveiebragt under den indre overflate 780 på lokket 705.

Inne i trykkskallet 708 er det plassert: (1) i den øvre del av reaktoren, et første indre reaktorhylster eller skall 720 (som huser et 1. katalysatorsjikt 774 og en varmeveksler 740 med avbøyningsplate) og (2) i den nedre del et annet reaktorskall eller hylster 746 (som huser et annet katalysatorsjikt 766). En varmeveksler 750 med avbøynings-plater er plassert i trykkskallet 708 mellom første indre reaktorskall 720 og andre indre reaktorskall 746, og slik utformet at gassene kan strømme fra det ene katalysatorsjiktet til det andre gjennom varmeveksleren.

Nevnte første reaktorhylster eller indre skall 720 er slik tilpasset i størrelse av det er tilveiebragt et gassfordelingsrom 782 over det indre skallet, og en første ringformet kjølekanal 722 mellom det indre skall 720 og tilstøtende deler av de indre sylindriske vertikale overflater 724

på trykkskallet 708. På lignende måte er andre indre reak-

torskall 746 slik tilpasset i størrelse av man får tilveiebragt et nedre gassfordelingsrom 756 under katalysatorbæreplaten 764, og over den nedre indre overflate 758 på den nedre del 760 av trykkskallet 708, en annen ringformet kjølekanal 744 mellom det indre skalet 746 og de tilstøtende deler av de indre vertikale sylindriske overflater 724

på reaktorskallet 708. Den første ringformede kjølekanalen 722 vil motta gasser fra det øvre gassfordelingsrommet 782 og derfra vil gassene strømme til 1. katalysatorsjikt 774 og er skilt fra gasskanalen 744 ved hjelp av en perifer lukeplate 736.

Varmeveksleren 740 er plassert inne i 1. katalysatorsjikt 774 som er ringformet, og katalysatorsjiktet 774 og varmeveksleren 740 er hver plassert omkring den vertikale sylindriske aksen på trykkskallet 708. Katalysatorsjikt 774

er båret av katalysatorbæreplate 726 og er lukket på toppen av topplate 776. Sjiktet 774 er tilveiebragt med en ytre gasspermeabel vegg 716 og en indre gasspermeabel vegg 710 som hver er festet til bæreplaten 726. En ringformet gassfordelingskanal 718 er definert mellom den ytre gasspermeable veggen 716 og de tilstøtende deler av den sylindriske plate som danner den indre vertikale overflate på første indre reaktorskall 720. En indre ringformet gassuttakskanal 714 er definert mellom den indre gasspermeable veggen 710 og indre sylindriske plate 712 som er den ytre vertikale overflate på 1. varmeveksler 740. Gassuttakskanal 714

er slik utformet at den fører de utstrømmende gasser fra 1. katalysatorsjikt til skallsiden av varmeveksleren 740 for en indirekte varmeveksling og oppvarming de utstrømmende gasser fra 2. katalysatorsjikt 766 slik det vil bli detaljert beskrevet i det etterfølgende.

Varmeveksleren 740 består av rørene 706, avbøyningsplater 772, en øvre topplate 771 og en nedre avbøyningsplate 773. Nevnte øvre topplate 771 definerer et gassfordelingsrom

778 som oppsamler gasser som kommer ut fra rørsiden 706

og hvor.gassene så føres til den nedre del av produktrøret 702 for uttak av produktgasser fra reaktoren. Nevnte nedre konkave avbøyningsplate 773 definerer et nedre konisk gass-oppsamlingsrom 781 som mottar gasser fra 2. katalysatorsjikt 766 via en langsgående gasspassasje 754, og hvor gassene derfra strømmer til rørene 706. Avbøyningsplatene 772 gjør at gassene fra 1. katalysatorsjikt stadig må skifte retning inne i varmeveksleren 740. Varmeveksleren 740

er slik utformet at de delvis avkjølte gasser fra 1. katalysators j ikt som tas ut fra skallsiden av varmeveksleren 740 kan føres til nedre gassfordelingsrom 728 (som er plassert under katalysatorbæreplate 726, og den konkave avbøy-ningsplate 773, og over øvre rørplate 735 på varmeveksleren 750), og derfra inn i rørene 734 på varmeveksleren 750.

Varmeveksleren 750 mellom de to katalysatorsjiktene består

av rørene 734, avbøyningsplater 768, en øvre rørplate 735

og en nedre rørplate 743. Varmeveksleren 750 er ringformet og plassert omkring den indre langsgående gasspassasjen 754. Rørplate 743 og topplaten 742 på katalysatorsjiktet 766 definerer gassfordelingsrom 738 for oppsamling av gasser fra rørene 734, hvorfra gassene kan strømme til gassfordelingskanal 753 som utgangsmateriale for videre reaksjon i 2. katalysatorsjikt 766. Rørene 734 gjør at det er forbindelse mellom gassfordelingsrom 728 og gassfordelings-

rom 738, hvorved delvis avkjølte gasser fra 1. katalysatorsjikt kan strømme gjennom varmeveksleren 750. Denne varmeveksleren mottar kjølegasser på skallsiden, og avbøynings-platene 768 er plassert slik at gassene stadig må skifte retning omkring de yter overflater av rørene 734, hvorved nevnte kjølegasser blir oppvarmet ved en indirekte varmeveksling ved de varmere gassene i rørene 734.

I nevnte andre indre katalysatorskall eller hylster 746

er det tilveiebragt et annet katalysatorsjikt 766 som i alt vesentlig er ringformet og plassert omkring den vertikale sylindriske aksen på trykkskallet 708. Sjikt 766.er tilveie-

bragt med en ytre gasspermeabel vegg 748 og en indre gasspermeabel vegg 752 som begge er festet til katalysatorbæreplate 764. En topplate 742 definerer den øvre del av katalysatorsjiktet 766. En i alt vesentlig ringformet gassfordelingskanal 753 er tilveiebragt mellom ytre gasspermeable vegg 748 og den tilstøtende vertikale sylindriske platen som definerer de vertikale overflater på nevnte andre indre katalysatorskall 746, hvorved nevnte gasser kan føres inn som utgangsmateriale til katalysatorsjikt 766 langs hele dettes lengde. Det er også tilveiebragt en i alt vesentlig sylindrisk, langsgående gasspassasje 754 inne i sjikt 766, og som er definert ved den indre gasspermeable veggen 752.

En sentralt plassert åpning 762 er plassert i den nedre

del 760 av trykkskallet 708, slik at tilført syntesegass kan føres inn i det nedre gassfordelingsrommet 756.

Under drift eil en første del av den tilførte syntesegassen føres inn via åpning 762, og inn i nedre gassfordelings-

rom 756 og deretter utover og opp langs den ringformede kjølekanalen 744 til skallsiden av varmeveksleren 750,

hvor disse gassene blir oppvarmet ved en indirekte varmeveksling med delvis avkjølte gasser fra 1. katalysatorsjikt som føres gjennom rørene 734. De således oppvarmede syntesegasser tas ut fra skallsiden av varmeveksleren 750 og blandes med den gjenværende del av den tilførte syntesegassen, og føres til den ringformede fordelingskanalen 718 langs den ytre delen av 1. katalysatorsjikt 774. En annen del av den tilførte syntesegassen føres via rør 704 og den ringformede gasspassasjen 784 til det øvre gassfordelingsrommet 782 og deretter til den øvre ringformede kjølekanalen 722, og derfra vil denne delen av de tilførte syntesegasser blandes med de gasser som kommer ut fra skallsiden av varmeveksleren 750, hvoretter blandingen som beskrevet ovenfor, føres til 1. katalysatorsjikt 774.

Gassene -fra 1. katalysatorsjikt tas ut via gassoppsamlingskanal 714 og føres til skallsiden av varmeveksleren 740, hvor gassene avgir i det minste en del av sin varme til gassene fra 2. katalysatorsjikt som føres gjennom rørene 706 i varmeveksleren 740. Deretter vil de delvis avkjølte gassene fra 1. katalysatorsjikt føres til rørene 734 i varmeveksleren 750 slik dette er beskrevet ovenfor, hvoretter gassene føres inn i gassfordelingsrom 738 og deretter langs gasskanal 753, og deretter radialt innover til 2. katalysatorsjikt 766 for ytterligere reaksjon. Produktgassene tas ut fra andre sjikt 766 og inn i den sentralt plasserte langsgående gasspassasjen 754 og oppover forbi varmeveksleren 750 og inn i rørene 706 på varmeveksleren 740 for en avsluttende oppvarming av gassene fra 2. katalysatorsjikt, slik-dette er beskrevet"ovenfor. De -således oppvarmede produktgasser tas ut fra reaktoren 700 via pro-duktrøret 702.

Vå fig. 111 er det vist en annen utførelse av apparatet ifølge foreliggende oppfinnelse (angitt med 800), basert på en kjølekonfigurasjon. Nevnte apparat består av et sylindrisk trykkresistent skall 834 som er tilveiebragt med et øvre sirkulært lokk 810, hvori det er plassert sentralt en røranordning som består av konsentrisk plasserte rør 802 og 804, som står i forbindelse med gassfordelingsrommene 814 og 822 henholdsvis, noe som vil bli mer detaljert beskrevet i det etterfølgende. Inne i reaktorskallet 834

er det plassert et i alt vesentlig sylindrisk indre reaktorskall eller hylster 826 som har en øvre topplate 816 og en nedre overflate 882. Nevnte indre reaktorskall 826

er slik utformet i størrelse at man får tilveiebragt et øvre gassfordelingsrom 814 over topplaten 816, og under de indre overflater 812 på reaktorlokket 810, og slik at man får et lavere gassfordelingsrom 876 i den nedre del av reaktoren 800 over de indre overflater 881 på reaktorskallet 834 , og -under nedre overflate 882 på indre reaktorskall 826. I tillegg til dette, vil nevnte indre reaktorskall 826 være slik utformet i størrelse at man får en

ringformet kjølekanal 828 mellom de vertikale overflater på det indre skallet 826 og de tilstøtende deler av de indre vertikale sylindriske overflater 832 på reaktorskallet 834. Den ringformede kjølekanalen 828 står i forbindelse med øvre gassfordelingsrom 812 og nedre gassfordelingsrom 876, slik at gassene kan kjøle overflaten 832. Inne i det indre reaktorskallet 826 er det plassert: (1) i den øvre del et 1. katalysatorsjikt 830; (2) i den nedre del 2. katalysatorsjikt 890 og (3) mellom sjiktene 830 og 890 en varmeveksler 840 som gjør at gassene kan strømme mellom katalysatorsjiktene slik det er beskrevet i det etterfølg-ende .

Øvre katalysatorsjikt 830 innbefatter en sirkulær topplate 824, en ytre gasspermeabel vegg 820 og en indre gasspermeabel vegg 836. Veggene 820 og 836 er festet til bæreplaten 838. Øvre topplate 824 er plassert slik at man får definert et indre gassfordelingsrom 822 som står i forbindelse med gasstilførselsrør 804, og en ringformet gassfordelingskanal 821 som er definert og plassert mellom den ytre gasspermeable veggen 820 og de tilstøtende vertikale overflater på det indre reaktorskallet 826. Den indre gasspermeable veggen 836 er i alt vesentlig sylindrisk og definerer en i alt vesentlig sylindrisk gassuttakskanal 1818 som står i forbindelse med gassfordelingsrommet 844 som er tilveiebragt under katalysatorbæreplate 838 og øvre rørplate 855 på varmeveksleren 840. Katalysatorbæreplate 838 danner en perifer lukkeplate 842 som hindrer en direkte gasstrøm mellom gassfordelingsrommet 844 og gassfordelingskanalen 821.

Varmeveksleren 840 er utstyrt med avbøyningsplater og

rør, og består av øvre rørplate 855, nedre rørplate 856, rørene 852 og avbøyningsplatene 853. Rørene 852 mottar gasser fra 1. katalysatorsjikt 830 via gassfordelingsrommet 844, og fører disse gassene i indirekte varmeveksling med produktgassene fra 2. katalysatorsjikt 890, noe som vil

bli mer detaljert .beskrevet i det etterfølgende. De således avkjølte gasser fra 1. katalysatorsjikt tas ut fra rørene 852 og strømmer inn i nedre gassfordelingsrom 857 som er plassert mellom rørplaten 856 og over katalysatorlukkeplaten 891. Avbøyningsplaten 853 gjør at gassene fra andre katalysatorsjikt stadig må skifte retning gjennom varmeveksleren 840, hvorved man får en effektiv indirekte varmeveksling.

De således oppvarmede produktgasser samles i et sentralt gassfordelingsrom 846 for et uttak via en langsgående gass-produktpassasje 848, som består av den indre gasspassasjen i røret 801 plassert i den nedre del av reaktoren 834 for uttak av produktgasser fra den nedre del av reaktoren 800.

Andre katalysatorsjikt 890 består av en topplate 891, en katalysatorbæreplate 892, en ytre sylindrisk plate 893,

en ytre gasspermeabel vegg 866 og en indre gasspermeabel vegg 862. Veggene 866 og 862 er festet til bæreplaten 892. Den sylindriske platen 893 er plassert slik at den definerer et ringformet gassfordelingsrom 860 mellom platen 893 og de tilstøtende vertikale overflater på det indre reaktorskallet 826, og er videre tilveiebragt med en åpning 868 for passasje av gasser inn i gassfordelingskanal 864 som er definert av og plassert mellom de indre overflater av platen 893 og den ytre gasspermeable veggen 866. Det er videre tilveiebragt en indre ringformet gassuttakskanal 352 mellom den indre gasspermeable veggen 862 og de ytre overflater 854 på produktrøret 801 for uttak av produktgasser fra andre katalysatorsjikt 890, hvoretter gassene strøm-mer oppover til skallsiden av varmeveksleren 840.

Under drift vil en første del av de tilførte syntesegasser føres inn via rør 804 til øvre gassfordelingsrom 822, og deretter ned gjennom den ringformede gassfordelingskanalen 821 og så innover i radial retning gjennom 1. katalysatorsjikt 830. Produktgassene fra 1. kataslysatorsjikt 830 oppsamles i kanal_ 818 og føres deretter ned til gassfordelingsrom 844 .og rørene 852 i varmeveksleren 840, hvor nevnte gasser oppvarmer produktgassene fra 2. katalysatorsjikt 890. De således avkjølte gasser fra 1. katalysatorsjikt samles i andre gassfordelingsrom 857 og føres så inn i det ringformede gassfordelingsrommet 860 for kombinasjon med en kjølende strøm før blandingen føres inn i 2. katalysatorsjikt 890.

Den andre delen av den tilførte syntesegassen føres inn

via rør 802 og den ringformede passasjen 806 til gassfordelingsrom 814 for videre passasje til den ringformede kjølekanalen 828 som gir en kjøling av reaktorskallet 834. De således oppvarmede kjølegasser tas ut fra kanal 828

og føres inn i nedre gassfordelingsrom 875 og så opp gjennom gasspassasje 888 og nedre gassfordelingsrom 808 som en kjølestrøm som blandes med og ytterligere avkjøler de delvis avkjølte produktgasser fra første sjikt. De samlede gasser føres gjennom åpningen 868 i den sylindriske platen 893

som tilførsel til 2. katalysatorsjikt 890. Produktgasser tas ut fra andre sjikt 890 via kanal 858, og føres til varmeveksleren 840 for oppvarming som beskrevet ovenfor,

før gassene tas ut fra reaktoren via produktrøret 801.

Fig. 1 er selvsagt ikke bare den eneste mulighet for å bruke en kjølende tilførsel i kombinasjon med en varmeveksler ifølge foreliggende oppfinnelse, og det apparat som her er beskrevet. Man kan lett utføre alternativer, uten at man derved forlater oppfinnelsens intensjon. Mens f.eks. varmeveksleren på fig. 11 er plassert mellom 1.

og 2. katalysatorsjikt, så er det også mulig å bruke en varmeveksler inne i et av de to katalysatorsjiktene (analogt til plasseringen varmeveksler 740 i sjikt 774 på den utfør-else, som er vist på fig. 10). På fig. 9 vil således en eliminering av andre varmeveksler 650 bety at de delvis avkjølte gasser fra 1. katalysatorsjikt som tas ut fra varmeveksleren 640, kunne føres direkte til gassfordelingskanalen 652 og deretter inn i 2. katalysatorsjikt 672 etter å ha blitt blandet med den andre delen av de tilførte

syntesegasser som føres inn i reaktoren via ledning 666.

I den utførelse som er vist på fig. 9, vil således strømmen 666 være en kjølende strøm.

Det tør videre være innlysende for fagfolk at den måte man fører de forskjellige tilførte syntesegasser og tar ut produktstrømmen fra reaktoren slik denne er illustrert på de foran nevnte figurer, ikke er kritisk i foreliggende oppfinnelse. Det"er således ikke kritisk at de tilførte syntesegasser eller uttak av produkt skjer sentralt langs aksen i reaktoren, og hvis det er ønskelig, kan uttak og tilførsel skje perifert, eller tilført syntesegasser og uttak av produktstrømmer kan også skje fra siden av reaktoren. I tillegg til dette, så ville strømretningen på gassene gjennom reaktoren—ikke være kritisk, og de totale - retninger på strømmene av tilført syntesegass og produktstrøm kan enten være i motstrøm eller medstrøm, eller i alt vesentlig oppover, nedover eller -horisontalt. Det er således innlysende at reaktoren ifølge foreliggende oppfinnelse kan plas-seres vertikalt som vist på tegningene, eller horisontalt eller på enhver annen ønsket måte.

Fremgangsmåte og apparatet ifølge foreliggende oppfinnelse er videre illustrert ved henvisning til de følgende eksempler .

Sammenlignende eksempler A og B;

Eksemepl 1.

For sammenligning brukte man et tidligere kjent 2-sjikts ammoniakkomdannelsesapparat 10 slik dette er vist på tegningen, med en indre varmeveksler 4 og en lavere varmeveksler 8 for avkjøling av gassene fra hvert sjikt ved indirekte varmeveksling med en del av frisk syntesegass 15, og hvor katalysators j iktene 2 og 6 hair et definert volum av en tidligere kjent katalysator for ammoniakksyntese og med kjent katalytisk aktivitet (dvs. en "1 x aktivitets" kata lysator). Apparatet var innstilt for maksimum innvinning av varmeenergi fra de utstrømmende gasser 9 ved at man brukte en dampkjele 16 for å fremstille damp med høyt trykk (101,7 kg/m 2), og en tilførsel/produktvarmeveksler 14 (hvor man brukte en lukket omføringsventil 25) for å forvarme syntesegassen til den forønskede reaktortemperaturen. Videre hadde syntesegassen en utvalgt sammensetning som

ble ført til reaktoren 10 ved et valgt trykk, en valgt temperatur og i en valgt mengde (dvs. romhastighet).

Katalysatoren i hvert av sjiktene 2 og 6 ble erstattet

med et tilsvarende volum av en reaktivert katalysator (dvs. en "3 x aktivitets" katalysator), som hadde omkring 3 ganger den ammoniakksynteseaktivitet som "1 x aktivitets" katalysatoren, og reaktoren 10 ble så igjen brukt for å fremstille ammoniakk. På bakgrunn av den høyere aktiviteten på den reaktiverte katalysatoren, kan nå syntesegasskompressoren (som ikke er vist på fig. 1) og som tilfører syntesegassen til reaktoren, nå kjøres ved lavere hastighet, hvorved man krever mindre energi. Ved lave hastigheter blir også reaktortrykket senket og man får en lavere tilførsel av syntesegass til reaktoren. Etter som den mer aktive katalysatoren imidlertid gir høyere omdannelse pr. gjennomgang (dvs. høyere ammoniakkinnhold i reaktorproduktgassen) enn den første katalysatoren, så kan mengden av ammoniakk produ-sert i mol pr. tidsenhet holdes på samme nivå som når man brukte nevnte "1 x aktivitets" katalysatoren.

I den etterfølgende tabell 1 er det angitt de temperaturer og ved andre resultater man oppnådde når man brukte nevnte reaktiverte "3 x aktivitets" katalysatoren i det apparat som er vist på fig. 1 (sammenlignende eksempeler A og B).

I det sammenlignende eksempel A brukte man bare en høytrykks dampkjele. I det sammenlignende eksempel B ønsker man å oppnå ytterligere innvinning av varmeenergi ved også

å bruke en lavtrykks dampkjele i tillegg til den høytrykks-dampkjelen som er brukt i det sammenlignende eksempel A.

I eksempel 1.brukte man. et apparat .ifølge foreliggende oppfinnelse som vist på fig. 2 med en varmeveksler 104

og en høytrykks dampkjele 122, og de ble brukt under de betingelser som er angitt i den etterfølgende tabell 1

idet man brukte "3 x aktivitets" katalysatoren i de mengder og under de reaksjonsbetingelser som ble brukt i de-sammen-lignene eksempeler A og B.

Det skal bemerkes at alle de forsøk som er angitt i tabell 1, så var innløpstemperatur og utløpstemperatur for katalysators j iktet den samme. Temperaturen på gassene som føres inn og som føres ut av reaktoren er imidlertid vesentlig forskjellig. Det skal også bemerkes at alle de tre utformingene av synteseapparatet oppnår den samme omdannelse av hydrogen .og .nitrogen til ammoniakk, og at mengden av ammoniakk er den samme i alle produktgasser.

Med-den reduserte sirkulasjonen av syntesegass som er mulig i hvert av disse apparater når man bruker nevnte høyaktive katalysator, å vil en innvinning av all varmeenergi i den etterfølgende dampkjelen (101,7 kg/cm 2) kreve en økning av utløpstemperaturen på reaktoren (strøm 9 på fig. 1) ettersom en lavere gjennomstrømningshastighet vil gi lavere varmekapasitet og følgelig vil det være nødvendig med et større temperaturfall for å overføre den samme varme-mengde i dampkjelen 16. Med en mere aktiv katalysator vil imidlertid det kinetiske optimum i reaktorsjikt-temperaturen være lavere. Således vil utløpstemperaturen på gassene fra. 2. katalysatorsjikt falle vesentlig når man bruker den høyaktive katalysatoren. I et forsøk på å oppnå en høyere og forønsket reaktorutløpstemperatur, kan man redusere den mengde av tilførsel som forvarmes i den nedre varmeveksleren 8 på fig. 1 inntil man nesten fullstendig går utenom denne varmeveksleren for derved å få reaktor-ut løpstemperaturen (på strøm 9) i alt vesentlig den samme som temperaturen på. gassene som forlater 2. katalysatorsjikt (strøm 6b)..Dette ville imidlertid ikke føre til fullt ut tilfredsstillende resultater med hensyn til innvinning av all varmeenergi, dvs. som damp med et trykk på 101,7 kg/cm i dampkjele 19, fordi temperaturen på strøm 9 vil være for lav.

Sammenlignende eksempel A representerer en situasjon hvor overskudd av varme som man ikke kan innvinne som damp i generator 16, går fullstendig tapt. For å unngå en for sterk forvarming av den tilførte syntesegassen, så må ventilen 25 på varmeveksleren 14 åpnes, hvorved man taper verdifull varme ved avkjølingen i den etterfølgende kjøleren 18. I dette tilfellet vil nesten 22% av varmeenergien bli fullstendig tapt.

I sammenlignende eksempel B har man vist effekten av å installere en 42,8 kg/cm 2 dampkjele 24 etter den første dampkjelen 16, for derved bedre å kunne innvinne varmeenergi. Ved installering av denne lavtrykks dampkjelen 24, kan omføringsventilen 25 holdes lukket. Den damp som imidlertid fremstilles ved trykk på 42,8 kg/cm 2 er mindre verdifull enn den opprinnelige dampen som hadde et trykk på 101,7 kg/cm 2. Videre vil installeringen av denne dampkjelen kreve betydelig investeringer på selve apparatet og kreve dessuten modifikasjoner av røropplegget.

Bruken av det katalytiske apparat ifølge foreliggende oppfinnelse som vist på fig. 1, som bruker samme størrelse på katalysatorsjiktene som i de sammenlignende eksempler,

og i kombinasjon med en varmeveksler 104 og en intersjikt varmeveksler 108 (som erstatter intersjiktvarmeveksleren 4 og den nedre varmeveksleren 8 i de tidligere kjente apparater), resulterer i en dramatisk økning av temperaturen på produktgassene, dvs. fra 457,2°C for de sammenlignende eksempeler A og B til 492,2 for eksempel 1. Denne høyere temperaturen gjør det mulig å innvinne all spillvarme som mer verdifull damp ved et trykk på 102,7 kg/cm 2, noe som gjør at man ikke bare unngår et 22% tap av spillvarme til kjølevann, men man eliminerer også investeringen av en lavtrykks dampkjele.

Sammenlignende eksempler C og D og

EKSEMPLENE 2- 3.

Disse eksempler viser den forbedring man kan oppnå ved

å bruke fremgangsmåten og apparatet ifølge foreliggende oppfinnelse, ved å innsette en enda mer aktiv katalysator (her betegnet "6 x aktivitets" katalysator) som har omtrent den dobbelte aktivitet for ammoniakksyntese som nevnte "3 x aktivitets" katalysatoren som ble brukt i eksemplene 1 og de sammenlignende eksempler A og B ovenfor. Nevnte "6 x aktivitets" katalysatoren har derfor omkring 6 ganger aktiviteten for "1 x aktivitets" katalysatoren. Med denne høyere aktiviteten på katalysatoren kan man oppnå enda større reduksjon av hastigheten på syntesegasskompressoren sammenlignet med det man brukte ovenfor når man anvendte nevnte "3 x aktivitets" katalysatoren. Følgelig vil trykket og gjennomstrømningshastigheten i reaktoren avta. Videre vil man ytterligere få redusert den kinetisk optimale temperatur på produktene fra 2. katalysatorsjikt. Dette gjør det enda vanskeligere å innvinne spillvarme fra produktene når man bruker et apparat som vist på fig. 1.

De sammenlignende eksemplene C og C i tabell II tilsvarer

de sammenlignende eksemplene A og B nevnt ovenfor. Sammenlignende eksempel C tilsvarer derfor en ifylling av en "6 x aktivitets" katalysator i et apparat på fig. 1, hvor man bruker en dampkjele 16 med et damptrykk pa 101,7 kg/cm 2, mens man i eksempel D i tillegg har en dampkjele 24 med et damptrykk på 42,8 kg/cm 2. Eksempel 2 tilsvarer apparatet på fig. 2 utformet som i eksempel 1 ovenfor, og hvor man bruker en dampkjele 122 som leverer damp med et trykk på 101,7 kg/cm 2. Et ytterligere eksempel, dvs. eksempel 3, tilsvarer det apparat som er vist på fig. 2, bortsett fra at man også her bruker en dampkjele 128 med et damptrykk på 42,8 kg/cm 2 i tillegg til å o motta den delvis avkjølte ammoniakkproduktgassen som tas ut fra dampkjele 122 for ytterligere innvinning av spillvarme.

Det fremgår av tabell II, at temperaturen på produktet

som forlater apparatet når man bruker tidligere kjente fremgangsmåter og apparater som angitt i eksemplene C og D, og hvor man bruker en varmeveksler inne i katalysatorsjiktet, faller fra 457 til 440°C, noe som i vesentlig -

grad reduserer evnen til å innvinne spillvarme fra apparatet. I virkeligheten er det sammenlignende eksempel C enda dårligere, fordi nesten 38% av den tilgjengelige spillvarmen blir tapt til kjølevannet (dvs. varmeveksler 14 når ventil 25 er åpen). I det sammenlignende eksempel D så vil en installasjon av dampkjele 24 som leverer damp med et trykk pa 42,8 kg/cm 2 redusere dette tapet til 17%. Denne innvinning av 21% spillvarme kommer imidlertid i form av mindre verdifull damp med et trykk på 41,8 kg/cm 2 istedet for damp levert til et.trykk pa 101,7 kg/cm 2.

I eksesmpel 2 hvor man bruker en varmeveksler 104 som vist på tegningen, så -får man bare et 21% tap av spillvarme fra produktene til kjølevann. All spillevarme blir imidlertid innvunnet i form av høytrykks damp (010,7 kg/cm 2),

og at spillvarmeinnvinningen er langt større enn i det sammenlignende eksempel C.

I eksempel 3, hvor man anvender en varmeveksler 104 i kombinasjon med en både lavtrykks- og høytrykks dampkjele,

så får man innvunnet all spillvarme, skjønt 21% er av lavere kvalitet, dvs. man får levert damp med et trykk på 41,8 kg/cm 2. I motsetning til dette, vil det sammenlignende eksempel D ikke være istand til å innvinne all spillvarme selv når man bruker først en dampkjele 16 (101,7 kg/cm 2)

og en dampkjele 24, et damptrykk på o 42,8 kg/cm 2), 17% av spillvarmen går tapt til kjølevannet i det sammenlignende eksempel D.

Apparatet ifølge foreliggende oppfinnelse muliggjør således en høyere temperatur på produktene som forlater apparatet, noe som igjen .forbedrer innvinningen av spillvarme for utvikling av damp med høyt trykk. Av den forutgående beskrivelse kan man lett sette seg inn i oppfinnelsens vesentlige trekk, og man kan lett utføre forskjellige forandringer og modifikasjoner uten at man derved forlater oppfinnelsens intensjon slik denne fremgår av de etterfølgende krav. Det er således underforstått at slike forandringer og modifikasjoner inngår i oppfinnelsen.

Claims

1. Fremgangsmåte for fremstilling av et gassformet produkt ved eksotermisk katalytisk reaksjon av et gassformet utgangsmateriale, karakterisert ved at man reagerer, nevnte gassformede utgangsmateriale i en reaktor som består av minst to etter hverandre plasserte katalysatortrinn; gasstilførselsanordninger for å tilføre i det minste en del av nevnte gassformede utgangsmaterialer til et første av nevnte katalysatortrinn; gassfjerningsanordnin-ger for å fjerne nevnte gassformede produkt fra det siste av de nevnte katalysatortrinn, og inters^ikt _gjenoppvarmings varmeveksler-anordninger for å oppvarme i det minste en del'av nevnte gassformede produkt fra nevnte reaktor ved en indirekte varmeveksling med en oppvarmende væske før nevnte gassformede produkt tas ut fra reaktoren, og hvor nevnte oppvarmende væske består i det minste av en del av gassene som tas ut fra minst et av de andre nevnte katalysatortrinn.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at en delvis avkjølt, oppvarmende væske A . tas ut fra nevnte gjenoppvarmings varmeveksleranordninger \ * -v og føres til en annen intersjiktvarmeveksler i nevnte reaktor for derved å forvarme i det minste en del av nevnte tilførte gassmaterialer før man fører nevnte delvis avkjølte oppvarmede væske som utgangsmateriale til det neste av nevnte katalysatortrinn, og hvor nevnte forvarmede gassutgangsmateriale føres, i det minste som en del av nevnte gasstilførsel, til det første av nevnte katalysatortrinn.;3.

Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at en delvis avkjølt, oppvarmende væske' v-^j^j^, tas ut fra nevnte gj enoppvarmings varmeveks ler anordninger <v> v?<f> og blandes med en kjølende gasstrøm, som består i det minste av en del av det tilførte gassutgangsmaterialet, og hvor den resulterende gassformede blandingen føres som utgangs materiale til det neste av nevnte katalysatortrinn.;4.

Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det gassformede produktet inneholder ammoniakk, og hvor nevnte gassformede utgangsmateriale består av en blanding av hydrogen og nitrogen.;5.

Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte oppvarmende væske som føres inn i nevnte gjenoppvarmingsvarmeveksleranordninger består i det minste, av en del av de gassformede produkter som tas ut fra det første av de nevnte katalysatortrinn.;6.

Fremgangsmåte for fremstilling av ammoniakk ifølge^.

J^ ,.,,-krav 4, karakterisert ved at nevnte syntesegass reageres i en ammoniakksyntesereaktor for derved å få fremstilt en gassformet produktstrøm inneholdende ammoniakk, og" hvor nevnte reaktor består av minst to katalytiske reaktortrinn plassert for gjennomgående gasstrøm; gasstilførselsanordninger for å føre nevnte hydrogen og nitrogen til et første av de nevnte katalysatortrinn, gass-fjerningsanordninger for å fjerne nevnte ammoniakkprodukt-strøm fra det m^iste av de n ^ nte ^ ea ^ tor ^ trj ^^, og gjenopp- \^ iX ^ J \ j varmingsvarmeveksleranordninger for å oppvarme i det minste en del av nevnte ammoniakkproduktstrøm med i det minste en del av de gassformede produkter fra minst et annet av de nevnte katalysatortrinn før nevnte ammoniakkproduktstrøm tas ut fra nevnte reaktor.;7.

Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at nevnte ammoniakksyntesereaktor består av to katalytiske reaktorsjikt for radial gjennomstrømning og dessuten av en annen intersjiktvarmeveksler, og hvor nevnte gjenoppvarmingsvarmeveksleranordninger er tilpasset slik at de mottar gassformede produkter fra nevnte 1. katalysatorsjikt for indirekte varmeveksling og derved oppvarming av de gassformede produkter fra nevnte 2. katalysator sjikt for derved å få fremstilt nevnte ammoniakkholdige produktstrøm, og dessuten er slik utformet at de tilfører i det minste en del av de resulterende delvis avkjølte gassformede produkter fra nevnte 1". katalysators j ikt til nevnte andre varmeveksler for indirekte varmeveksling og oppvarming i det minste av en del av den syntesegass som\ V føres til nevnte reaktor. v,;8.

Eksotermisk katalytisk reaktor med minst to katalytiske sjikt, arrangert for gjennomgående gassgjennomstrømn-ing, gasstilførselsanordninger for å føre et gassformet utgangsmateriale til det første av nevnte katalysatorsjikt for delvis reaksjon av nevnte gassformede utgangsmateriale, inters j ikt gassavk j ølingsanordninger for å kjøle de utstrøm- . '-^ rnende gasser fra hvert katalysators j ikt for å fjerne varme fra nevnte gasser før de føres til det neste av de nevnte u etterfølgende plasserte katalysatorsjikt, samt anordninger for å fjerne et gassformet produkt fra det siste av katalysators j iktene som et gassformet produkt, karakterisert ved at nevnte reaktor dessuten består av gjenoppvarmings varmevekslingsanordninger for å oppvarme i det minste en del av nevnte gassformede produkter fra siste katalysatorsjikt ved en indirekte varmeveksling med en oppvarmende væske som i det minste består av en del av det gassformede produkt fra minst et av de andre nevnte reaktorsjikt, før nevnte produktgass tas ut fra nevnte reaktor.;9.

Eksotermisk katalytisk reaktor ifølge krav 8, karakterisert ved at hvert enkelt katalysatorsjikt er arrangert for en radial gjennomstrømning av gasser.;10.

Eksotermisk katalytisk reaktor ifølge krav 8, karakterisert ved at nevnte reaktor dessuten består av gassavkjølingsanordninger for å tilføre i det minste en del av nevnte gassformede utgangsmaterialer, som er en kjølende væske til minst en av (a) nevnte opp- I 57 / Hev varmende væske etter at denne er tatt ut/av nevnte gjenopp- varmingsvarmevekslingsanordninger, og ((b) ) de /Utstrømmende'? gasser fra minst et av de nevnte katalysator^ ikt som er / ^ > forskjellig fra nevnte siste sjikt, eller det sjikt fra 5 hvilket nevnte oppvarmende væske oppnås.;11. eksotermisk katalytisk reaktor ifølge krav 8 for syntese av gassformede produkter, fra et gassformet utgangsmateriale ved forhøyet ^temperatur og trykk,_^' A<, >^ ti 10 karakterisert ved å bestå av: '(aTj et trykkskall som utgjør den ytre overflaten av reak-Vjri'-' toren og som i alt vesentlig har (syTindrisk folFmT^) "^Tb)/ et første ringformet katalysators j ikt plassert inne < j-.. i nevnte trykkskall i et av dettes ender og med en15 ytre konsentrisk gasspermeabel vegg, en indre konsentrisk gasspermeabel vegg og to motsatt plasserte, horisontale katalysatorplater festet til nevnte gasspermeable vegger i nevnte første katalysatorsjikt; '(c) et annet ringformet katalysatorsjikt plassert inne 20 i nevnte trykkskall i den motsatte enden av 1. katalysators j ikt og med en ytre konsentrisk gasspermeabel vegg, en indre konsentrisk gasspermeabel vegg og to motsatt plasserte, horisontale katalysatorplater festet til nevnte gasspermeable vegger i nevnte andre 25 katalysatorsjikt; VfdT", gasstilførselsanordninger for å føre nevnte gassform-^" Jr ,;jj>P'-e<^e utgangsmateriale til nevnte 1. katalysators j ikt t'g " ; for delvis reaksjon i nevnte sjikt, og derved få fremstilt et første sjikts gassformede produkt; 30 ,(e) °'gjenoppvarmingsvarmevekslingsanordninger plassert 1 \ ^ inne i nevnte trykkskall for avkjøling av nevnte første sjikts gassformede produkt;^ (f) gassavkjølingsanordninger for ytterligere å avkjøle , nevnte avkjølte første sjikts gassformede- produkt "jb^ff |J 35 ^tatt ut fra nevnte gjenoppvarmingsvarmevekslingsanord- "J" (g) A anordninger for å ta ut et ytterligere avkjølt første ]a'A(i( V sjikts gassformede produkt fra nevnte gassavk j ølings- "/*'■ > anordninger og deretter føre nevnte gassformede produkt som utgangsmateriale til nevnte 2. katalysatorsjikt for videre reaksjon i dette sjikt for derved å få fremstilt et annet sjikts gassformede produkt; ° <9> (h) anordninger for a føre nevnte andre sjikts gassformede produkt til nevnte varmeveksler for en indirekte i ( J 1 ' Q6 varmeveksling med nevnte første sjikts gassformede ) produkt og for deretter å ta ut det således oppvarmede andre sjikts gassformede produkt fra nevnte reaktor J som det nevnte endelige gassformede produkt.

12. Eksotermisk reaktor ifølge krav 11, karakterisert ved at nevnte gasskjølingsanordninger består av andre varmevekslingsanordninger for ytterligere avkjøling av nevnte avkjølte gasser fra nevnte 1. katalysatorsjikt ved en indirekte varmeveksling med i det minste en del av nevnte tilførte gassformede utgangsmateriale, og hvor nevnte ytterligere avkjølte gass føres som utgangsmateriale til nevnte andre katalysatorsjikt, og hvor nevnte reaktor dessuten består av andre gasstilførselsanordninger for å føre nevnte porsjon av nevnte gassformede utgangsmateriale til nevnte andre varmevekslingsanordninger, og for deretter å føre de således oppvarm-' ede gasser til nevnte 1. katalysatorsjikt som i det minste en del av utgangsmaterialet til dette sjiktet.

13. Eksotermisk reaktor ifølge krav 11, karakterisert ved at nevnte gasskjølingsanordninger består av kjølegassanordninger for å blande en del av nevnte gassformede utgangsmateriale med nevnte avkjølte gasser fra første katalysators j ikt tatt ut fra^ p^' ^ nevnte gjenoppvarmingsvarmeveksler for fremstilling av v nevnte ytterligere avkjølte gass som siden brukes som utgangsmateriale i nevnte andre katalysatorsjikt.

14. Reaktor ifølge krav 8 for gjennomføring av en katalytisk gassyntese av gassformede produkter fra et gassformet utgangsmateriale ved forhøyet temperatur og trykk, karakterisert ved å bestå av: (a) et trykj^ skall.; (b) et ^rørformet kammer' plassert inne'i "nevnte trykkskall og som definerer en ytre ringformet kjølekanal mellom nevnte rørformede kammer og nevnte trykkskall; (c) første og andre ringformede katalysatorsjikt plassert separat og vertikalt innenfor nevnte rørformede kammer, og hvor hvert av de nevnte katalysatorsjikt er utformet slik at de kan huse faste katalysatorpartikler og at gass kan strømme radialt gjennom sjiktene, for derved å få dannet et gassformet produkt fra hvert enkelt sjikt; (d) første og andre varmevekslere plassert separat og vertikalt innenfor nevnte rørformede kammer, og som er utformet for en indirekte varmeveksling av gass-strømmer, og som gir en forbindelse for gasser mellom nevnte 1. og 2. katalysatorsjikt; (e) første gasstilførselsanordninger for å føre et første gassformede utgangsmateriale først til nevnte ringformede kanal for avkjøling av nevnte trykkskall, og deretter i rekkefølge til (1) nevnte andre varmeveksler for ytterligere oppvarming av nevnte første gassformede utgangsmateriale; og (2) nevnte første katalysatorsjikt som en del av tilførselen til dette sjikt; (f) andre gasstilførselsanordninger for å føre en annen strøm av gassformede utgangsmaterialer til nevnte 1. katalysatorsjikt som den gjenværende del av utgangsmaterialet til dette sjikt; (g) anordninger i 1. katalysatorsjikt for å føre gasser fra nevnte 1. katalysatorsjikt som oppvarmende væske til nevnte første varmeveksler; f(h)] varmeveksleranordninger for uttak av delvis avkjølt ^•c? 1. katalysators j iktgasser fra nevnte første varmeveks-f "li o r ler og for a føre de delvis avkjølte gasser som utgangs materiale til nevnte andre varmeveksler; (Tijj andre varmeveksler^gass^anordninger for å ta ut ytterligere avkjølt gass fra 1. katalysatorsjikt fra nevnte andre varmeveksler, og for å føre nevnte ytterligere5 avkjølte gass som utgangsmateriale til nevnte 2. katalysators j ikt ; og (j) andre katalysatorsjiktanordninger for å føre gasser fra nevnte andre katalysatorsjikt til nevnte første varmeveksler for der å bli oppvarmet ved indirekte10 varmeveksling ved hjelp av nevnte utstrømmende gasser fra 1. katalysatorsjikt, hvoretter man tar ut de oppvarmede gasser fra 2. katalysatorsjikt fra nevnte reaktor som et gassformet produkt. 15

15. Reaktor ifølge krav 8 for gjennomføring av en katalytisk gassyntese av gassformede produkter fra et gassformet utgangsmateriale ved forhøyet temperatur og trykk, karakterisert ved å bestå av: Cfa] et trykkskall; 20 (fb) et rørformet kammer plassert inne i nevnte trykkskall og som definerer minst en ytre ringformet kjølekanal mellom nevnte rørformede kammer og nevnte trykkskall; \\\ (c) første og andre ringformede katalysatorsjikt plassert separat og vertikalt inne i nevnte rørformede kammer,25 og som hver er utformet slik at de kan huse faste katalysatorpartikler og en radial gasstrøm gjennom sjiktene, for derved å få fremstilt et gassformet ^ji^produkt fra hvert enkelt sjikt; v, (,d) en varmeveksler plassert i nevnte rørformede kammer30 ^' og som er utformet for en indirekte' varmeveksling med gasstrømmer; [(el) første gasstilf ørselsanordninger for å føre et første ^ gassformet utgangsmateriale til minst en av de nevnte ringformede kanaler for avkjøling av nevnte trykkskall,35 hvoretter det resulterende oppvarmede utgangsmateriale føres til nevnte 1. katalysatorsjikt som utgangsmateriale for dette; (f) første katalysatorsjiktanordninger for å føre gassene fra nevnte 1. katalysatorsjikt som oppvarmende væske til nevnte varmeveksler; (g) første varmeveksler gassanordninger for å ta ut de delvis avkjølte gasser fra 1. katalysatorsjikt fra 5 nevnte varmeveksler; ((h)j andre gasstilførselsanordninger for å tilføre en kjøl-ende gasstrøm til nevnte uttatte delvis avkjølte gasser fra nevnte 1. katalysatorsjikt, hvoretter gassblandingen føres som utgangsmateriale til nevnte andre kata-10 lysatorsjikt, hvorved man kan kontroll ere temperaturen på det gassformede utgangsmaterialet som føres til dette sjikt; og (i) 2. katalysatorsjikt anordninger for å føre gassene fra dette katalysatorsjikt til nevnte varmeveksler^5 for der å bli oppvarmet ved en indirekte varmeveksling med nevnte gasser fra nevnte katalysatorsjikt, og anordninger for å ta ut nevnte oppvarmede gasser fra nevnte andre katalysatorsjikt fra nevnte reaktor som et gassformet produkt. 20

16. Reaktor ifølge krav 15, karakterisert , ved at nevnte andre gasstilførselsanordninger dessuten er utformet slik at man kan tilføre nevnte kjøle-strøm til minst en annen av de nevnte ringformede kjøle-25 kanaler for ytterligere avkjøling av nevnte trykkskall før man blander den således oppvarmede gasstrømmen, som kjølegass, med den delvis avkjølte gassen fra 1. katalysator-sj ikt. 30

17. Reaktor ifølge krav 8 for gjennomføring av en katalytisk gassyntese av gassformede produkter fra et gassformet utgangsmateriale ved forhøyet temperatur og trykk, karakterisert ved å bestå av: (a) et trykkskall; 35 (b) første, andre og tredje ringformede katalysatorsjikt plassert separat og vertikalt innenfor nevnte trykkskall, og hvor hvert av de nevnte katalysatorsjikt er utformet for å huse faste katalysatorpartikler og for en radial gassgjennomstrømning for derved å få fremstilt et gassformet produkt fra hvert enkelt sj ikt; (c) gjenoppvarmingsvarmeveksleranordninger innenfor nevnte trykkskall for indirekte varmeveksling av gasstrømmer; (d) første gasstilførselsanordninger for å føre et første gassformet utgangsmateriale til nevnte 1. katalysataor-sjikt som i det minste en del av gasstilførselen til dette sjikt; (e) 1. katalysatorsjiktanordninger for å føre gassene fra dette sjikt som en oppvarmende væske til nevnte gjenoppvarmingsvarmevekslingsanordninger; (f) gjenoppvarmingsvarmevekslingsanordninger for å ta ut de i et minste delvis avkjølte gasser fra 1. katalysators j ikt fra nevnte varmevekslingsanordninger og deretter føre nevnte delvis avkjølte gass som utgangsmateriale til nevnte andre katalysatorsjikt; (g) andre katalysatorsjiktanordninger for å ta ut et gassformet produkt fra nevnte 2. katalysatorsjikt; (h) anordninger for å kjøle gassen fra nevnte andre katalysatorsjikt og deretter føre disse gasser som utgangsmateriale til nevnte 3. katalysatorsjikt; og (i) tredje katalysatorsjiktanordninger for å føre i det minste en del av gassene fra nevnte 3. katalysatorsjikt til nevnte første varmevekslingsanordninger for der å bli oppvarmet ved en indirekte varmeveksling med nevnte gasser fra nevnte 1. katalysatorsjikt, hvoretter man tar ut de oppvarmede gasser fra nevnte 3. katalysatorsjikt fra reaktoren som et gassformet produkt .

18. Reaktor ifølge krav 17, karakterisert ved at nevnte andre katalysatorsjikts kjølean-ordninger innbefatter en indirekte varmeveksler og hvor nevnte reaktor dessuten består av andre gasstilførselsanord^ jÆ^fT ninger for å føre en annen del av nevnte gassformede ut- j ^ fj " gangsmateriale til nevnte andre katalysatorsjikt^ kjølean- ordninger for der å bli oppvarmet ved en indirekte varmeveksling med gasser fra nevnte 2. katalysatorsjikt, og hvoretter den således oppvarmede delen av utgangsmaterialet blir blandet med utgangsmaterialet til nevnte 1. katalysators j ikt.

19. Reaktor ifølge krav 18, karakterisert ved at nevnte reaktor dessuten består av andre varmevekslingsanordninger inne i nevnte trykkskall og utformet for en ytterligere avkjøling av de nevnte delvis avkjølte gasser fra nevnte 1. katalysatorsjikt før denne gassen føres til 2. katalysatorsjikt, ved en indirekte varmeveksling med en separat gassformet tilførsel, hvoretter man blander det således oppvarmede, separate gassformede utgangsmaterialet med utgangsmaterialet til nevnte 1. katalysators j ikt .

20. Reaktor ifølge krav 18, karakterisert ved at nevnte reaktor dessuten består av anordninger for å blande en kjølende gasstrøm med nevnte delvis avkjølte gasser fra nevnte 1. katalysatorsjikt, og for å føre den resulterende gassblanding som nevnte utgangsmateriale til nevnte andre katalysatorsjikt.

21. Reaktor ifølge krav 17, karakterisert ved at nevnte kjøleanordninger for nevnte gasser fra nevnte andre katalysatorsjikt innbefatter kjøle-gasstilførselsanordninger for å blande en kjølende gasstrøm med nevnte gasser fra nevnte 2. katalysatorsjikt for derved å avkjøle disse, hvoretter den resulterende gassblandingen føres til nevnte 3. katalysatorsjikt som utgangsmateriale for dette.

22. Reaktor ifølge krav 21, karakterisert ved at nevnte reaktor dessuten innbefatter andre varmevekslingsanordninger inne i nevnte trykkskall utformet for ytterligere avkjøling av nevnte delvis avkjølte gasser fra nevnte 1. katalysatorsjikt før denne gassen føres til nevnte 2. katalysatorsjikt, ved en indirekte varmeveksling med en separat gasstrøm, hvoretter den således oppvarmede separate gasstrømmen blandes med utgangsmaterialet til nevnte 1. katalysatorsjikt.

23. Reaktor ifølge krav 21, karakterisert ved at nevnte reaktor dessuten innbefatter anordninger for å blande en kjølende gasstrøm med nevnte delvis avkjølte gasser fra nevnte 1. katalysatorsjikt, og for å føre den resulterende gassblanding som nevnte utgangsmateriale til nevnte 2. katalysatorsjikt.