PL90838B1 - - Google Patents

Download PDF

Info

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
Application number
PL1974172381A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Instytut Nawozow Sztucznych
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Instytut Nawozow Sztucznych filed Critical Instytut Nawozow Sztucznych
Priority to PL1974172381A priority Critical patent/PL90838B1/pl
Priority to FR7520382A priority patent/FR2277035A1/fr
Priority to JP50081007A priority patent/JPS5125498A/ja
Publication of PL90838B1 publication Critical patent/PL90838B1/pl

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)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (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.
PL1974172381A 1974-07-02 1974-07-02 PL90838B1 (pl)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5125498A (pl) 1976-03-02
FR2277035A1 (fr) 1976-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102688873B1 (ko) 냉각 축 유동 변환기
EP3631342B1 (en) Shell-and-tube equipment with bypass
DE2119127A1 (de) Reaktor für exotherme katalytische Reaktion
KR102316737B1 (ko) 균일한 온도 제어가 가능한 수성 가스 전환 반응기
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
US11806707B2 (en) Method, tube bundle reactor and reactor system for carrying out catalytic gas phase reactions
PL90838B1 (pl)
US3895919A (en) Device for the production of a homogenous gas mixture
EP0550539A1 (en) AMMONIA GAS SYNTHESIS APPARATUS.
JP7441231B2 (ja) 固定床装置
EP0007743B1 (en) Synthesis of ammonia and converter system therefor
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
US20240139698A1 (en) Reactor system for mixing operation at partial load
EA041161B1 (ru) Способ и реактор для осуществления экзотермических реакций
EA041640B1 (ru) Охлаждаемый конвертер с осевым потоком
PL119992B1 (en) Device for distributing a gas in cylindrical through-flow apparatusesprotochnykh apparatakh
BR112020012389B1 (pt) Conversor de fluxo axial adiabático
SU729256A1 (ru) Установка дл приготовлени защитных атмосфер
Wilson UPGRADING A BRAUN 1500 STD SYNLOOP FOR CAPACITY INCREASE AND ENERGY SAVINGS: CASE HISTORY
PL55446B1 (pl)