Przedmiotem wynalazku jest reaktor do syntezy amoniaku, zwiekszajacy wydajnosc starej instalacji jak najmniejszym kosztem.Najkosztowniejsza czescia reaktora syntezy amoniaku jest jego zewnetrzne naczynie wy¬ sokocisnieniowe. W wiekszosci reaktorów budowanych przed rokiem 1970, zwanych dalej reakto¬ rami starymi, naczynia cisnieniowe sa bardzo dlugie np. o proporcji dlugosci /L/ do sredni¬ cy /d/ wynoszacej L/d = 10-15. Najprostszym sposobem zwiekszenia wydajnosci reaktora, bez zmiany tego naczynia, jest zastosowanie drobniejszego ziarna katalizatora. Temu towarzyszy wzrost oporu zloza przy przeplywie gazu.Z polskiego opisu patentowego 55 446 znane jest takie uksztaltowanie czesci wewnetrz¬ nych reaktora, które pozwala uniknac wzrostu oporu, przez rozdzielenie zawartego w reakto¬ rze zloza katalizatora na dwa mniejsze oraz przez rozdzielenie strugi gazu i równolegle przepuszczanie przez kazde z tak powstalych zlóz polowy gazu. W wyniku mniejszej szybkosci przeplywu gazu przez zloze mozna wtedy zastosowac aktywniejszy katalizator o mniejszej sre¬ dnicy ziarna, badz zwiekszyc dodatkowo cyrkulacje gazu i w ten sposób zwiekszyc zdolnosc produkcyjna reaktora. Korzysci takiego rozwiazania okupione sa znaczna zlozonoscia czesci wewnetrznych reaktora, zwlaszcza tych, które maja umozliwic nagrzewanie obu zlóz przy roz¬ ruchu urzadzenia i regulowanie w nich temperatur.Cecha wspólna ogromnej wiekszosci znanych reaktorów starych jest - oprócz wspomniane- igo wyzej wydluzonego ksztaltu naczynia - wystepowanie w ich wnetrzu wymienników dwóch rpdzajów.Wymiennik zwany fwstepnym" odgranicza strumienie gazu swiezego od przereagowanego i tym samym 1 umozliwia podgrzewanie pierwszego z tych strumieni strumieniem drugim. W reaktorze wedlug opisu patentów. PRL nr 55 446 wymiennik wstepny jest umieszczony ponizej obydwu zlóz katalizato¬ ra. Drugi wymiennik umieszczony jest w zlozu katalizatora tak, ze umozliwia dalsze podgrze¬ wanie gazu swiezego plynacego po jednej stronie tego wymiennika cieplem wywiazujacym sie2 140 352 w wyniku reakcji po stronie drugiej. Ponadto znane reaktory stare zawieraja w sobie grzej¬ nik elektryczny, jeden lub wiecej, do podgrzewania gazu przy uruchamianiu reaktora lub przy redukcji katalizatora.Celem wynalazku jest unikniecie wad reaktorów znanych, glównie ich zlozonej budowy cze¬ sci wewnetrznych, przy równoczesnym zachowaniu niskich oporów przy uzyciu bardzo wydluzone¬ go naczynia np. o proporcji L/d = 10-15. Wynalazek dotyczy reaktora do syntezy amoniaku, po¬ siadajacego w jednym naczyniu cisnieniowym wymiennik wstepny i dwa zloza katalizatora pracu¬ jace równolegle, które to zloza zawieraja w sobie po jednym wymienniku ciepla.Reaktor wedlug wynalazku charakteryzuje sie tym, ze posiada w wymienniku wstepnym - po stronie wlaczonej w droge gazu swiezego - dwie wiazki rur polaczone z wymiennikami umiesz¬ czonymi w zlozach, kazda z innym, przy czym obie te wiazki maja - po stronie gazu przereago- wanego - jedna, wspólna przestrzen miedzyrurowa, oraz ze posiada kanal laczacy przestrzenie nad katalizatorem w obu zlozach. Reaktor moze posiadac jeden grzejnik elektryczny umieszczo¬ ny niesymetrycznie tj. na drodze gazu miedzy wymiennikiem umieszczonym w jednym ze zlóz, ko¬ rzystnie górnym, a tym zlozem.Reaktor ma prostsza budowe w stosunku do reaktorów znanych. Umozliwia prowadzenie roz¬ dzialu gazu na poszczególne zloza katalizatora na zewnatrz reaktora. Stwarza mozliwosc prze¬ prowadzenia calego gazu przez grzejnik bez zadnych zaworów wewnatrz reaktora i osiagniecie zadanej temperatury w obu zlozach dzieki kanalowi laczacemu obydwa te zloza. Reaktor stwarza mniejsze opory przeplywu niz reaktory znane, co umozliwia uzytkownikom osiagniecie zysków na energii sprezania gazu przy tym samym katalizatorze i tym samym przeplywie gazu lub zys¬ ków w postaci zwiekszenia wydajnosci z reaktora przez mozliwosc zastosowania bardziej ak¬ tywnego katalizatora bez zmiany natezenia przeplywu lub zwiekszenia natezenia przeplywu bez zmiany katalizatora lub zastosowania obu tych zmian lacznie.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladzie wykonania na rysunku.Reaktor posiada plaszcz, który stanowi cisnieniowe naczynie 3. Naczynie posiada otwory wlotowe sluzace do oddzielnego doprowadzania gazu syntezowego swiezego przewodem 1 poprzez zawory 2a - 2b i otwór wylotowy sluzacy doaodprowadzania gazu przereagowanego przewodem 12.Wewnatrz naczynia cisnieniowego znajduje sie górne i dolne zloze katalizatora Tb i Ta, a pod nimi wymiennik wstepny 4. W wymienniku wstepnym znajduja sie dwie wiazki rur 5a i 5d schematycznie oznaczone na rysunku jako wezownice i wspólna dla nich miedzyrurowa przestrzen 6* Wiazki rur 5a i 5b maja od dolu polaczenie z doprowadzeniem gazu syntezowego swiezego, a od góry sa polaczone kanalami z wymiennikami 8a, 8b umieszczonymi w zlozach. wymienniki 8a i 8b winny byc polaczone z wymiennikiem wstepnym 4 tak, azeby gaz z kaz¬ dej z wiazek rur 5a i 5b mógl wplynac do jednego tylko wymiennika w zlozu tj. z 5a do 8a i z 5b do 8b, a gaz opuszczajacy obydwa zloza 7a i Tb mieszal sie przed lub na wejsciu do mie- dzyrurowej przestrzeni 6 wymiennika wstepnego 4. Kanal 9 sluzy do polaczenia przestrzeni nad katalizatorami w obu zlozach. Reaktor zawiera równiez jeden grzejnik elektryczny 10 umieszczony niesymetrycznie t j. na drodze gazu miedzy wymiennikiem usytuowanym w jednym ze zlóz, a tym zlozem. Na rysunku przedstawiono korzystna postac umieszczenia grzejnika w ru¬ rze centralnej 11 laczacej wymiennik 8b ze zlozem Tb» Strzalki na rysunku oznaczaja kierun¬ ki przeplywu strumieni.Zasada dzialania reaktora jest nastepujaca: Gaz syntezowy swiezy doprowadzany przewo¬ dem 1 jest rozdzielany poza naczyniem cisnieniowym 3 na dwa przewody z zastosowaniem dwóch zaworów 2a, 2b lub jednego trójdroznego /nie pokazanego/ w sposób umozliwiajacy regulowa¬ nie rozdzialu strumieni. Zawory 2a i 2b winny byc ustawione w zasadzie tak, aby dzielily strumien gazu po polowie. Oba strumienie gazu swiezego po ogrzaniu w wymienniku wstepnym 4 w oddzielnych wiazkach rur 5a i 5b sa kierowane na równolegle pracujace zloza katalizatora Ta i Tb poprzez wymienniki 8a i 8b umieszczone w tych zlozach i- po przereagowaniu sa laczo¬ ne ze soba i wspólnie kierowane do miedzyrurowej przestrzeni 6 wymiennika wstepnego gdzie oddaja swe cieplo i opuszczaja reaktor przewodem 12.140 352 3 Jezeli strumien gazu syntezowego swiezego zostanie rozdzielony po polowie wówczas wo¬ bec znacznie wiekszego oporu hydraulicznego samych zlóz niz innych kanalów w reaktorze, oraz wobec jednakowych lub bardzo zblizonych oporów obu zlóz, gaz rozplynie sie niemal calkiem równo i nie bedzie przeplywu w kanale 9 laczacym zloza lub przeplyw bedzie tylko znikomy.Gdyby z .jakiejs przyczyny jedno ze zlóz zaczelo dzialac silniej niz drugie, np. dolne sta¬ waloby sie goretsze od górnego, to nalezy skierowac zaworami 2a, 2b nieco wiecej gazu do wy¬ miennika 8a w tymze zlozu. Nastapi wtedy pozadane ochlodzenie zloza dolnego, a to dlatego, ze kanal 9 nie dopusci do znaczniejszej zmiany ilosci gazu plynacego po stronie katalizato¬ ra i proporcja strumieni: chlodzacego do chlodzonego wzrosnie na korzysc pierwszego z nich.Przez analogie mozna wykazac, ze jednoczesnie podwyzszy sie temperatura zloza górnego. Do¬ chodzenie do wspólnej temperatury sredniej w obu zlozach bedzie wiec szybkie, bo dwustronne.Dla uruchomienia wychlodzonego reaktora, a takze dla redukowania nowego wsadu katali¬ zatora trzeba do obu zlóz doprowadzic cieplo wydzielane przez grzejnik elektryczny. Wymie¬ nione uprzednio cechy istotne dla reaktora wedlug wynalazku umozliwiaja równoczesne nagrze¬ wanie obu zlóz przy zastosowaniu jednego tylko grzejnika. Jezeli bowiem zamknie sie calkiem zawór 2a wspólpracujacy ze zlozem dolnym 7a to caly strumien gazu przeplynie przez grzej¬ nik 10, po czym rozdzieli sie /w przyblizeniu równo/ na obydwa zloza w wyniku zadzialania kanalu 9 laczacego obydwa zloza. Wstepne podgrzanie gazu doplywajacego gazem odplywajacym nastapi w wymienniku 4- poprawnie, mimo wylaczenia jednej wiazki rur 5"bf a to w wyniku zasto¬ sowania wspólnej miedzyrurowej przestrzeni 6.Zastrzezenia patentowe 1. Reaktor do syntezy amoniaku, posiadajacy w jednym naczyniu cisnieniowym wymiennik wstepny i dwa zloza katalizatora pracujace równolegle, w których umieszczone sa wymienniki ciepla, znamienny tym, ze posiada w wymienniku wsteprym /V po stronie wla¬ czonej w droge gazu swiezego dwie wiazki rur /5a, 5V polaczone z wymiennikami /8a i 8b/ umieszczonymi w zlozach /7a, TV kazda z innym, przy czym obie te wiazki maja po stronie gazu przereagowanego jedna, wspólna miedzyrurowa przestrzen /6/f oraz posiada kanal /9/ la¬ czacy przestrzenie nad katalizatorem obu zlóz. 2. Reaktor wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze posiada jeden grzejnik elektryczny /10/ umieszczony niesymetrycznie na drodze gazu miedzy wymiennikiem znajduja¬ cym sie w jednym ze zlóz, a tym zlozem. 3. Reaktor wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze ma grzejnik elektrycz¬ ny /10/ umieszczony w rurze centralnej /11/ laczacej wymiennik /8b/ usytuowany w zlozu gór¬ nym /Tb/ z tymze zlozem.140 352 Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz.Cena 130 zl PL