PL45301B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano dnia 20 listopada 1961 r. #?:**< Urzedu Patentowego 'Polskiej Rzeczypospolitej Ludowej POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 45301 KL-12 k, Zaklady Azotowe im. Pawla Findera*) Chorzów, Polska Reaktor do syntezy amoniaku Patent trwa od dnia 14 kwietnia 1960 r.Reaktory do przeprowadzania syntezy amo¬ niaku pod wysokim cisnieniem, zwane równiez konwertorami, skladaja sie z naczynia cisnie¬ niowego oraz wnetrza. Wnetrze zawiera wy¬ miennik ciepla, w którym gaz wchodzacy ogrzewa sie kosztem gazu wychodzacego oraz komore reakcyjna wypelniona katalizatorem i zaopatrzona w rurki wymiennikowe, który¬ mi (plynie gaz, odbierajac cieplo wywiazujace sie w reakcji. Znane i szeroko rozpowszechnio¬ ne sa wnetrza typu N.E.C., opisane np. w dzie¬ le „technologia zwiazków azotowych" tom I strona 641, PWT 1953 r. Zawieraja one w gór¬ nej czesci komore reakcyjna a w dolnej wy¬ miennik ciepla. Gaz wprowadzony do reaktora po przejsciu miedzy sciana naczynia cisnienio¬ wego a sciana wnetrza wchodzi do wymien¬ nika, ogrzewa sie cieplem gazu opuszczaja¬ cego komore reakcyjna, a nastepnie przechodzi *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze twórca wynalazku jest prof. dr Eugeniusz Blasiak. przez rury wymiennikowe systemu Fielda, umieszczone w komorze reakcyjnej, gdzie gaz kosztem pobierania ciepla z katalizatora ogrze¬ wa sie. Po przejsciu tych rur gaz ogrzany juz do temperatury niezbednej do zapoczatko¬ wania reakcji wchodzi do komory reakcyjnej od góry i splywa w dól przez zloze kataliza¬ tora. We wnetrzu typu N.E.C. istnieje mozli¬ wosc wplywania z zewnatrz na ustalajace sie temperatury na katalizatorze przez dodatkowe doprowadzenie zimnego gazu reakcyjnego z po¬ minieciem dolnego wymiennika. Gaz ten miesza sie z glównym strumieniem gazu podgrzanym, opuszczajacym wymiennik i wraz z nim wcho¬ dzi do rur sluzacych do odbioru ciepla z ko¬ mory reakcyjnej. Okazalo sie jednak, ze uklad ten nie rozwiazuje niektórych trudnosci, np. na swiezym bardzo aktywnym katalizatorze i przy stosunkowo niezbyt wielkim przeplywie gazu przez reaktor temperatura ustalajaca sie w ka¬ talizatorze, a zwlaszcza w jego górnych stre¬ fach, jest zbyt wysoka.W urzadzeniu wedlug wynalazku zastosowa¬ no dodatkowy przewód doprowadzajacy zimny gaz reakcyjny do glównego strumienia gazu podgrzanego bezposrednio nad zloze kataliza¬ tora. Azeby uzyskac doskonale wymieszanie doprowadzonego zimnego gazu z gazem go¬ racym i mozliwie równomierna temperature poczatkowa gazu wymieszanego w chwili zet¬ kniecia sie z katalizatorem umieszczono wedlug wynalazku na calym przekroju komory reak¬ cyjnej w przestrzeni nad katalizatorem pozio¬ ma plyte oporowa, rozdzielajaca te przestrzen na czesc górna, do której wchodzi gaz zimny i czesc dolna, do której wchodzi gaz nagrzany.Plyta oporowa przepuszcza zimny gaz równo¬ miernie na calej powierzchni. W tym celu jest ona wykonana z ulozonych na sobie ges¬ tych siatek lub stanowi blache dziurkowana lub sklada sie z paru warstw blachy dziurkowanej.Zimny gaz przenikajacy przez te plyte miesza sie równomiernie z gazem nagrzanym. Za po¬ moca tego dodatkowego doprowadzenia zimnego gazu mozna dowolnie obnizyc temperature po¬ czatkowa gazu wchodzacego na katalizator, która w wysokim stopniu decyduje o dalszym rozkladzie temperatury wzdluz katalizatora. Po¬ nadto uklad ten umozliwia zastosowanie znacz¬ nie wyzszej warstwy górnej katalizatora, po- zbawonej calkowicie wymiany ciepla. Dlatego we wnetrzu wedlug wynalazku rurki wymien¬ nikowe sa znacznie skrócone w porównaniu z typowym wnetrzem N.E.C. tak, iz górna warstwa bez rurek wynosi okolo XU—Vs wyso¬ kosci calego zloza katalizatora. Stosowanie wy¬ sokiej, bo az 2 metrowej, górnej warstwy nie chlodzonej znane jest z artykulu w czasopismie „Przemysl Chemiczny" 38 str. 438 (1959), jednakze bez dodatkowego doprowadzenia zim¬ nego gazu, co stwarza powazne niebezpieczen¬ stwo przegrzania katalizatora zwlaszcza w tej wlasnie warstwie.Reaktor posiadajacy oprócz znanego dopro¬ wadzenia zimnego gazu poza dolny wymiennik równiez drugie dodatkowe doprowadzenie zim¬ nego gazu wedlug wynalazku jest znacznie latwiejszy do prowadzenia ruchu, zapewnia wysoka wydajnosc i wysokie stezenie amonia¬ ku w gazie poreakcyjnym oraz pozwala na za¬ stosowanie nowoczesnych bardzo wysoko ak¬ tywnych katalizatorów.Rysunek przedstawia schematycznie przekrój osiowy reaktora znacznie skrócony, poniewaz dlugosc reaktora w rzeczywistosci przekracza kilkunastokrotnie jego srednice. Na rysunku uwidocznione sa podstawowe elementy wyste¬ pujace w reaktorze wedlug wynalazku, jak równiez i w znanym reaktorze typu N.E.C. Sa to wymiennik ciepla 1, komora reakcyjna 2, rurki wymiennikowe 3 systemu Fielda, umiesz¬ czone w komorze reakcyjnej, wlot glównego strumienia gazu 4 i wylot 5 oraz wlot gazu zimnego 6 obiegajacego wymiennik 1. W re¬ aktorze wedlug wynalazku rurki wymienniko¬ we 3 w komorze reakcyjnej sa znacznie krótsze niz w typowym reaktorze N.E.C, tak ze górna czesc zloza katalizatora 7 nie zawiera rurek na wysokosci Vs—XU wysokosci calego zloza.Wobec tego, ze rysunek schematyczny z ko¬ niecznosci nie podaje proporcjonalnie wymiaru podluznego reaktora, powyzsza cecha nie moze byc zaznaczona na rysunku proporcjonalnie.Pusta przestrzen nad zlozem katalizatora po¬ dzielona jest plyta zaporowa 8 na dwie czesci dolna 9 i górna 10. Do czesci górnej 10 do¬ prowadzony jest zimny gaz doprowadzeniem 11, który przenikajac przez plyte zaporowa 8 siplywa równomiernie na calym przekroju wnetrza reaktora do podgrzanego glównego strumienia gazu rozdzielajacego sie w czesci dolnej 9. Na rysunku schematycznym nie uwi¬ doczniono armatury, wobec tego nalezy za¬ znaczyc, ze na obu dodatkowych doplywach zimnego gazu 6 i 11 znajduja sie zawory poza reaktorem, pozwalajace na precyzyjne dozo¬ wanie. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Reaktor do synitezy amoniaku posiadajacy w dolnej czesci wymiennik ciepla a w górnej komore katalityczna z rurkami wymienniko¬ wymi typu Fielda, oraz doprowadzenie zimne¬ go gazu reakcyjnego pomijajace wymiennik ciepla, znamienny tym, ze dodatkowo posiada drugie doprowadzenie zimnego gazu do prze¬ strzeni nad zlozem katalizatora, *przy czym przestrzen ta jest przedzielona pozioma prze¬ puszczalna plyta zaporowa (8) na czesc górna (10), do której doprowadzony jest dodatkowy gaz zimny i dolna <9), do której skierowany jest glówny strumien podgrzanego gazu. Zaklady Azotowe im. Pawla Findera Zastepca: mgr inz. Witold Hennel rzecznik patentowyDo opisu patentowego nr 45301 PL