PL90838B1 - - Google Patents
Download PDFInfo
- Publication number
- PL90838B1 PL90838B1 PL1974172381A PL17238174A PL90838B1 PL 90838 B1 PL90838 B1 PL 90838B1 PL 1974172381 A PL1974172381 A PL 1974172381A PL 17238174 A PL17238174 A PL 17238174A PL 90838 B1 PL90838 B1 PL 90838B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- reactor
- gas
- bed
- space
- catalyst
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
- C01C1/00—Ammonia; Compounds thereof
- C01C1/02—Preparation, purification or separation of ammonia
- C01C1/04—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase
- C01C1/0405—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase from N2 and H2 in presence of a catalyst
- C01C1/0417—Preparation of ammonia by synthesis in the gas phase from N2 and H2 in presence of a catalyst characterised by the synthesis reactor, e.g. arrangement of catalyst beds and heat exchangers in the reactor
- C01C1/0423—Cold wall reactors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/0005—Catalytic processes under superatmospheric pressure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
- B01J8/04—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds
- B01J8/0446—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical
- B01J8/0449—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical in two or more cylindrical beds
- B01J8/0453—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical in two or more cylindrical beds the beds being superimposed one above the other
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
- B01J8/04—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds
- B01J8/0492—Feeding reactive fluids
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Description
Opis patentowy opublikowano: 15.08.1977
90838
MKP
COlc 1/04
Int. Cl.2
C01C 1/04
CZYTELNIA
PtU, .t\ Imczw"" 't\ !¦¦' ^1
Twórcywynalazku: Waclaw Hennel, Zbigniew Bartosik, Sylwester Mordecki,
Jan Cyrus-Sobolewski
Uprawniony z patentu: Instytut Nawozów Sztucznych, Pulawy (Polska)
Reaktor do syntezy amoniaku
i
Wynalazek dotyczy reaktora do syntezy amoniaku, czyli
urzadzenia do przeprowadzania tej reakcji z azotu i wodo¬
ru w obecnosci katalizatora stalego pod wysokim cisnie¬
niem, a w szczególnosci dotyczy urzadzen sluzacych do
chlodzenia zlozakatalizatora. 5
• Sposród wielu znanych sposobów tego chlodzenia, naj¬
prostszy i (Jlatego w syntezie amoniakuobecnie najczesciej
stosowany polega na podziale zastosowanego katalizatora
na kilka zlóz polaczonych szeregowo i na doprowadzaniu
dodatkowych strumieni gazu swiezego - chlodnego miedzy 10
zlozami. Ochlodzenie glównego strumienia nastepuje
przez zmieszanie go zposzczególnymi strumieniami chlod¬
nymi.
Najbardziej niezawodny ze znanych reaktorów, w któ¬
rych zastosowano ten sposób chlodzenia, jest pionowym 15
aparatem cylindrycznym, wewnatrz którego umieszczone
sa zloza jedno nad drugim. Kierunek przeplywugazu przez
zloza jest takze pionowy, zwykle zgóry na dól. W reaktorze
zwykle znajduje sie takze wymiennik ciepla do ogrzewania
gazu zasilajacego pierwsze zloze, gazem opuszczajacym 20
ostatnie. Wszystkie te czesci wewnatrz reaktora zamkniete
sa w naczyniu wysokocisnieniowym. Reaktor polaczony
jest z reszta instalacji nastepujacymi rurociagami wysoko¬
cisnieniowymi: glówny strumien doplywu, strumien od¬
plywu, tyle strumieni chlodzacych ile jest zlóz minusjeden 25
oraz ewentualnie bocznik wymiennika. Jeden z najczesciej
stosowanych takich reaktorów opisany jest w patencie
francuskim firmy Kellogg nr 1528951.
Reaktor taki posiada wiele zalet wynikajacych z natu¬
ralnego pionowego ukladu calego aparatu ipionowej drogi 30
gazu przez zloza. Przy tym, doswiadczenia powstale w cia¬
guwielu lat zastosowan ulatwiaja jego budowe i niezawod¬
na eksploatacje. Pomimo tego jest on ostatnio wypierany
przez inne typy reaktorów, zwlaszcza reaktor poziomy
z pionowa droga gazu przez katalizator i pionowy z droga
pozioma - promieniowa. Przyczyna jest trudnosc dostoso¬
wania tego reaktora do katalizatora bardzo drobnoziarnis¬
tego. Wspólczesna tendencja stosowania katalizatora
o ziarnie bardzo drobnym, np. 1,5-3 mm, zamiast powsze¬
chnie do niedawnastosowanegoziarna 6-12 mm jest w pel¬
ni uzasadniona zwiekszona aktywnoscia katalizatora. Jed¬
nakze warunkiem koniecznym do wprowadzenia tej zmia¬
ny jest zupelnie inne uksztaltowanie zloza. Ze wzgledu na
wiekszy opór hydrauliczny katalizatora drobnoziarniste¬
go, zloze musi byc teraz bardzo krótkie w kierunku prze¬
plywu gazu, a tym samym szerokie w kierunku poprze¬
cznym.
Trudnoscspelnienia tego warunku w omawianym reak¬
torze pionowym - z pionowa droga gazu, zwiazana jest
z potrzeba dobrego wymieszania niewielkiej ilosci gazu
chlodzacego z bardzo szerokim glównym strumieniem ga¬
zu splywajacego z góry na dól od zloza do zloza.
Znane rozwiazania urzadzen mieszajacychte strumienie
polegaja na pozostawieniu pewnej przestrzeni wolnej od
katalizatora w miejscach, gdzie zloza granicza ze soba i na
umieszczeniu w niej rozdzielacza, czyli rury lub zespolu
rur z licznymi otworkami. Rozdzielacz polaczony jest od¬
powiednimi kanalami wewnatrz reaktora z zewnetrznym
rurociagiem wysokocisnieniowym doprowadzajacymstru-
9083890838
3
mien chlodzacy gazu swiezego. Kazdy z V eh rurociagów
zaopatrzony jest w zawór dla regulacji przeplywu.
Celem wynalazku jest zapewnienie lepszego, niz przy
zastosowaniu urzadzen znanych, wymieszania gazu zim¬
nego z goracym przy zachowaniupionowegoukladu calego
reaktora i pomimo zastosowania bardzo duzej srednicy
zlóz.
Cel ten osiagnieto zasadniczo przez wyposazenie kazde¬
go miejsca, w którym zloza granicza ze soba we dwa lub
wiecej odrebnych rozdzielaczy gazu zimnego, z których
kazdy polaczony jest z odrebnym kanalem doprowadzaja¬
cym gaz zimny, a kazdy kanal wyposazony jest w odrebny
zawór regulacyjny. Takie rozwiazanie umozliwia indywi¬
dualne regulowanie doplywu gazu chlodzacego do po¬
szczególnych czesci przekroju poprzecznego zlóz. Regula¬
cja ta mozna uzyskac wyrównanie temperatur na jednym
poziomie zloza, co jest objawem i celem dobrego wymiesza¬
nia. Dzieki zwielokrotnieniu miejsc regulacji mozna to
uzyskac nawet gdy zaistnieja takie dodatkowe niesprzyja¬
jace okolicznosci, jak rózna jakosc katalizatora w róznych
miejscach zloza, rózny jego opór hydrauliczny itp.
Dzieki opisanemu wyzej podzialowi urzadzen chlodza¬
cych, zasadniczy cel wynalazku jest wiec spelniony, ale
dzieje sie to z jednoczesnym zwiekszeniem ilosci urzadzen
dodatkowych reaktora. Zwlaszcza zwiekszenie ilosci ruro¬
ciagów wysokocisnieniowych gazu chlodzacego byloby
komplikacja praktycznie nie do przyjecia.
Dlatego wprowadza sie druga cechekonstrukcyjna istot¬
na dla wynalazku, umieszczajacwspomniane zawory regu¬
lacyjne wewnatrz reaktora tak, aby podzial calego gazu
swiezego - chlodnego na strumien glówny i strumienie
chlodzace zloza odbywal sie takze wewnatrz reaktora.
Dzieki temu ilosc rurociagów wysokocisnieniowych lacza¬
cych reaktor z reszta instalacji nie tylko nie wzrosnie ale
zmaleje, zasadniczo do dwóch tylko: doplywu i odplywu.
Zawory umieszczone wewnatrz naczynia wysokocisnie¬
niowego, maja wrzeciona poprowadzone przez sciane tego
naczynia. Wobec malej srednicy tych wrzecion uszczelnie-
- nie ich wzgledem sciany nie stanowi trudnosci.
Na rysunku fig. 1 przedstawiono w przekroju osiowym
reaktor stanowiacy przyklad jednego z mozliwych rozwia¬
zan wedlug wynalazku. Rysunek lig. 2 przedstawia prze¬
krój poprzeczny tego- reaktora na poziomie zaznaczonym
na fig. 1.
• Reaktor ten sklada sie z pionowego naczyniawysokocis¬
nieniowego 1, umieszczonego w nim kosza katalizatorowe-
go 2 i wymiennika 3. Kosz 2 jest mniejszy od naczynia 1
dzieki czemu miedzy tymi elementami powstaje wolna
przestrzen 4. Wewnatrz kosza 2 znajduja sie cztery zloza 5
katalizatora, jedno nad drugim. Miejsca 6, w których zloza
granicza ze soba, polaczone sa, kazde osobno, kanalami 7
4
z przestrzenia wolna 4 otaczajaca kosz 2. Na rysunku fig. 1
pokazane sa tylko 2 takie kanaly, ale z rys. fig. 2 wynika, ze
jest ich po szesc dla jednej przestrzeni 6. Kazdy kanal 7
polaczony jest z jednej strony z odrebnym rozdzielaczem 8
zaopatrzonym w liczne otworki 9. Z drugiej strony kanal 7
konczy sie zaworem 10. Wrzeciono 11 zaworu 10 jest
przeprowadzone przez pokrywe naczynia 1 i uszczelnione
wzgledem niej odpowiednim dlawikiem nie pokazanym na
rysunku.
Droga gazu przez reaktor jest nastepujaca. Strumien
gazu swiezego - chlodnego, doplywa do reaktora otworem
12 a nastepnie w przestrzeni 4 rozdziela sie na strumien
glówny zasilajacy wymiennik 3 oraz strumienie chlodzace
prowadzone kanalami 7 od zaworów 10 do rozdzielaczy 8.
Z wymiennika 3 strumien glówny przedostaje sie rura
centralna 13 na najwyzsze zezlóz katalizatora 5. Po przejs¬
ciu przez zloze i zmieszaniusieze strumieniamichlodzacy¬
mi miedzy zlozami, gaz który teraz jest juz gazem przerea-
gowanym, przeplywa przez wymiennik 3 wnetrzem jego
rur i opuszcza reaktor otworem 14.
W omawianym przykladzie rozklad temperatur wzdluz
i w poprzek zlóz mozna regulowac az w osiemnastu rejo¬
nach niezaleznie, podczas gdy reaktor polaczony jest z re¬
szta instalacji tylko dwoma, ewentualnie trzema rurocia-
gami: wlotowym, wylotowym i ew. bocznikiem wymien¬
nika.
Claims (4)
1. Zastrzezenia patentowe 30 1. Reaktor do syntezy amoniaku skladajacy sie z naczy¬ nia wysokocisnieniowego i umieszczonego w nim wymien¬ nika ciepla oraz kosza katalizatorowego, zawierajacego zloza katalizatora umieszczone jedno nad drugim, przy czym miejsca, w których zloza granicza zesoba, sa polaczo- 35 ne ze zródlem chlodnego gazu swiezego, znamiennytym, ze zaopatrzonyjestw kanaly (7) laczacemiejsca (6), w których zloza granicza ze soba z przestrzenia (4) miedzy koszem (2) a naczyniem wysokocisnieniowym (1), przy czym kazdy kanal (7) zakonczony jest w przestrzeni (4) zaworem (10) 40 umozliwiajacym regulacje doplywu gazu z przestrzeni (4) do tego kanalu (7), a wrzeciono zaworu (10)wyprowadzone jest na zewnatrz reaktora.
2. Reaktor wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jest wyposazony w co najmniej dwa razywiecej kanalów (7)niz 45 miejsc (6) w których zloza granicza ze soba, czyli niz ilosc zlóz minus jeden.
3. Reaktor wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jeden koniec kazdego kanalu (7) polaczony jest z rura zawieraja¬ ca szereg otworków (9), stanowiaca rozdzielacz gazu. 50
4. Reaktor wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze kazdy kanal (7) polaczony jest z odrebnym rozdzielaczem.90838 nJ ILI Figi 1 2 Fig.2.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL1974172381A PL90838B1 (pl) | 1974-07-02 | 1974-07-02 | |
| FR7520382A FR2277035A1 (fr) | 1974-07-02 | 1975-06-27 | Reacteur pour la synthese de l'ammoniac |
| JP50081007A JPS5125498A (pl) | 1974-07-02 | 1975-07-02 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL1974172381A PL90838B1 (pl) | 1974-07-02 | 1974-07-02 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL90838B1 true PL90838B1 (pl) | 1977-01-31 |
Family
ID=19968047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL1974172381A PL90838B1 (pl) | 1974-07-02 | 1974-07-02 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5125498A (pl) |
| FR (1) | FR2277035A1 (pl) |
| PL (1) | PL90838B1 (pl) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2967342D1 (en) * | 1978-07-17 | 1985-02-14 | Kellogg M W Co | Synthesis of ammonia and converter system therefor |
| EP0026057B1 (en) * | 1979-09-14 | 1984-03-14 | Imperial Chemical Industries Plc | Synthesis reactor and processes |
| FR2539524B1 (fr) * | 1983-01-17 | 1986-08-22 | Azote & Prod Chim | Procede de regulation des temperatures de fonctionnement d'un reacteur de synthese et equipement interne de mise en oeuvre |
| JPH0647021Y2 (ja) * | 1990-07-21 | 1994-11-30 | 田村駒株式会社 | ロールスクリーン |
-
1974
- 1974-07-02 PL PL1974172381A patent/PL90838B1/pl unknown
-
1975
- 1975-06-27 FR FR7520382A patent/FR2277035A1/fr not_active Withdrawn
- 1975-07-02 JP JP50081007A patent/JPS5125498A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5125498A (pl) | 1976-03-02 |
| FR2277035A1 (fr) | 1976-01-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5635145A (en) | Multi-bed downflow reactor | |
| CN111556782B (zh) | 用于执行放热反应的方法和反应器 | |
| PL111651B1 (en) | Converter for ammonia synthesis | |
| US4230669A (en) | Radial ammonia converter | |
| KR102316737B1 (ko) | 균일한 온도 제어가 가능한 수성 가스 전환 반응기 | |
| DE2119127A1 (de) | Reaktor für exotherme katalytische Reaktion | |
| CN108421506B (zh) | 一种适用于强放热反应的节能型径向反应器 | |
| US4696799A (en) | Ammonia synthesis converter | |
| US4482523A (en) | Ammonia synthesis converter | |
| EP3631342B1 (en) | Shell-and-tube equipment with bypass | |
| PL90838B1 (pl) | ||
| US3895919A (en) | Device for the production of a homogenous gas mixture | |
| US5236671A (en) | Apparatus for ammonia synthesis | |
| EP0007743B1 (en) | Synthesis of ammonia and converter system therefor | |
| WO2009019045A1 (en) | Chemical reactor | |
| US3459511A (en) | Exothermic catalytic reaction apparatus | |
| PL113935B1 (en) | Apparatus for gas reduction of oxide iron ores | |
| US3567404A (en) | Reactor vessel | |
| JPS60501566A (ja) | 固体間の熱交換方法及びその装置 | |
| JP7441231B2 (ja) | 固定床装置 | |
| US2028684A (en) | Method of and an apparatus for subjecting a flowing medium in a continuous operation to a reaction | |
| US20240139698A1 (en) | Reactor system for mixing operation at partial load | |
| EA041161B1 (ru) | Способ и реактор для осуществления экзотермических реакций | |
| PL119992B1 (en) | Device for distributing a gas in cylindrical through-flow apparatusesprotochnykh apparatakh | |
| CA1131889A (en) | Radial ammonia converters |