RO114565B1 - REACTOR Șl PROCEDEU PENTRU SINTEZA METANOLULUI - Google Patents

Abstract

Invenția se referă la un reactor și la un procedeu pentru sinteza metanolului. Reactorul conform invenției are un înveliș (1] sferic, în care se află niște fascicule (2] de țevi, dispuse orizontal și care pot avea curbura în formă de U, dispusă vertical sau orizontal, fasciculele (2) de țevi fiind amplasate într-un catalizator (3] așezat între un pat (4) inferior și un pat (5) superior din material inert, la partea superioară a catalizatorului (3) fiind amplasate un distribuitor (6) și o cămașă (7) perforată, intrarea/ieșirea mediului de răcire realizându-se prin niște colectoare (10 și 11) de intrare în niște colectoare (12 și 13) de ieșire, legate în paralel la fasciculele (2] de țevi. Procedeul conform invenției constă în trecerea gazelor prin niște reactoare înseriat și prin niște schimbătoare de căldură gaz-lichid și gaz-gaz, și un condensator, produsul fiind strâns fntr-un separator de produs, iar gazele nereacționate fiind recirculate împreună cu gazul proaspăt de sinteză, de către c pompă de recirculare, căldura de reacție fiind preluată de la sistemul apă-abur, circulat forțat cu ajutorul unei pompe care recirculă apa între tamburul unui separator de abur, fasciculele de țevi și reactoarele înseriate.

Description

Invenția se referă la un reactor și un procedeu pentru sinteza metanolului.

Sunt cunoscute un reactor și un procedeu pentru sinteza metanolului, expuse în brevetul RO 102732 la care amestecul de gaze de reacție trece succesiv prin straturile adiabatice și prin straturile neadiabatice de catalizator, răcite cu apă, ultimele fiind străbătute de fascicule de țevi cu aripioare cu distanța între țevi și aripioare fiind de 10 până la 15 ori mai mare decât diametrul particulelor de catalizator. Acestea prezintă dezavantajul că în partea superioară a reactorului și mai ales în apropierea planului ecuatorial, se obțin temperaturi ridicate care duc la scăderea productivității catalizatorului.

Reactorul, conform invenției, înlătură dezavantajele adaptate mai sus prin aceea că, în învelișul sferic se află niște fascicule de țevi, dispuse orizontal și care pot avea curbura în formă de U dispusă vertical sau orizontal, fasciculele de țevi fiind amplasate într-un catalizator așezat între un pat inferior și un pat superior din material inert, la partea superioară a catalizatorului fiind amplasate un distribuitor și o cămașă perforată, intrarea/ieșirea mediului de răcire realizându-se prin niște colectoare de intrare în niște colectoare de ieșire legate în paralel la fasciculele de țevi.

Procedeul, conform invenției, constă în trecerea gazelor prin niște reactoare înseriate, și prin niște schimbătoare de căldură gaz-lichid și gaz-gaz și un condensator,produsul fiind strâns într-un separator de produs iar gazele nereacționate fiind recirculate împreună cu gazul proaspăt de sinteză de către o pompă de recirculare, căldura de reacție fiind preluată de la sistemul apă-abur circulat forțat cu ajutorul unei pompe care recirculă apa între tamburul unui separator de abur și fasciculele de țevi și reactoarele înseriate.

Prin utilizarea reactorului și a procedeului conform invenției se obțin următoarele avantaje:

- gabarit redus;

- temperaturi de reacție uniforme;

- creșterea producției de metanol;

- consum redus de combustibil.

Se dă în continuare, un exemplu de realizare a invenției în legătură cu fig.1 ...5, care reprezeintă .

- fig.1, secțiunea prin reactor, cu fasciculul de țevi cu curbura dispusă vertical;

- fig.2, secțiune prin reactor, cu fasciculul de țevi cu curbura dispusă orizontal;

- fig.3, schema dispunerii țevilor din fascicul în plan orizontal și vertical,

- fig.4, schema tehnologică a instalației pentru aplicarea procedeului.

Reactorul, conform invenției, este prevăzut cu un înveliș 1 sferic în care sunt introduse niște fascicule 2 de țevi dispuse orizontal și paralel față de planul ecuatorial al învelișului 1 sferic.

Fasciculele 2 de țevi sunt acoperite de un catalizator 3 plasat între un pat 4 inferior și un pat 5 superior din material inert.

Pentru o mai bună distribuire a gazului din secțiunea mai mică de intrare în cxatalizator spre secțiunea maximă a învelișului 1 sferic, sunt prevăzute un distribuitor G și o cămașă 7 perforată pe partea superioară a catalizatorului 3.

Pentru intrarea reactanților, reactorul este prevăzut cu un ștuț 8 superior,, ieșirea gazelor reacționate făcându-se printr-un ștuț 9 inferior central.

RO 114565 Bl

Fasciculele 2 de țevi sunt legate în paralel la niște colectoare 10 și 11 de intrare și niște colectoare 12 și 13 de ieșire a mediului de răcire.

încărcarea/descărcarea materialului inert și a catalizatorului se face printr-un manloc 14, și niște ștuțuri 15 de golire.

Diametrul țevilor din fasciculele 2 este cuprins între 15 50 mm, de preferat între 20 4- 30 mm, distanța a pe orizontală și b pe verticală dintre țevi fiind cuprinsă între 15 -? 20 mm, respectiv 20 4- 50 mm.

Procedeul, conform invenției, constă în trecerea gazelor prin niște reactoare 17, 18 și 19, similare, înseriate între schimbătoarele 20 și 21 de căldură.

La ieșirea din reactorul 19 un schimbător 22 de căldură gaz-gaz, un condensator 23, un separator 24 de produs și o pompă 25 de recirculare a gazelor nereacționate.

Căldura de reacție este preluată de la sistemul apă-abur circulat forțat cu ajutorul unei pompe 28, care recirculă apa între tamburul unui separator 27 de abur și fasciculele 2 de țevi și reactoarele 17, 18 și 19. După ce circulă prin fasciculele 2 de țevi, emulsia apă-abur este colectată într-un colector 28 și trimisă în separatorul 28 de abur printr-un colector 29, este extras aburul de medie presiune, completarea cu apă realizându-se printr-o conductă 30 dintr-un cazan, neredat în figură.

Gazul proaspăt de sinteză, adus printr-o conductă 31, este recirculat împreună cu gazele nereacționate preluate de la reactorul 19 de către pompa 25, se preîncălzesc în schimbătorul 22 de căldură gaz-gaz și sunt transmise către primul reactor pe care îl parcurg de sus în jos trecând prin schimbătorul 20 de căldură, apoi prin reactorul 18 și schimbătorul 21 de căldură și în final prin reactorul 19 și prin schimbătorul 22 de căldură gaz-gaz unde se răcește, preîncălzind reactanții.

Gazele reacționate se răcesc până ce condensează vaporii de metanol și apă în condensatorul 23, fazele separându-.se în separatorul 24.

Claims (4)

1. Revendicări

   1. Reactor pentru sinteza metanolului, care are un înveliș sferic prevăzut cu un ștuț superior pentru intrarea reactanților și un ștuț inferior central pentru ieșirea gazelor reacționate, încărcarea/golirea cu material inert și catalizator făcându-se printr-un manloc și niște ștuțuri de golire, caracterizat prin aceea că, are un în înveliș (1) sferic în care se află niște fascicule (2) de țevi, dispuse orizontal și care pot avea curbura în formă de U dispusă vertical sau orizontal, fasciculele (2) de țevi fiind amplasate într-un catalizator (3) așezat între pat (4) inferior și un pat (5) superior din material inert, la partea superioară a catalizatorului (3) fiind amplasate un distribuitor (6) și o cămașă (7) perforată,intrarea/ieșirea mediului de răcire realizându-se prin niște colectoare (10 și 11) de intrare în niște colectoare (12 și 13) de ieșire, legate în paralel la fasciculele (2) de țevi.
2. 2. Reactor, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, fascicolele 2, de țevi sunt amplasate simetric față de planul ecuatorial al învelișului (1) sferic.

   RO 114565 Bl
3. 3. Reactor, conform revendicărilor 1 și 2, caracterizat prin aceea că, diametrul țevilor din fasciculele (2) de țevi este cuprins între 15+-50 mm, de preferat între 20+-30 90 mm, distanța (a) dintre țevi pe verticală este cuprinsă între 15+-20 mm iar distanța (b) dintre țevi pe orizontală este cuprinsă între 20 +- 50 mm.
4. 4. Procedeu pentru sinteza metanolului, care utilizează reactorul conform revendicării 1...4, caracterizat prin aceea că, constă în trecerea gazelor prin niște reactoare înseriate, și prin niște schimbătoare de căldură gaz-lichid și gaz-gaz, un 95 condensator,produsul fiind strâns într-un separator de produs iar gazele nereacționate fiind recirculate împreună cu gazul proaspăt de sinteză de către o pompă de recirculare, căldura de reacție fiind preluată de la sistemul apă-abur circulat forțat cu ajutorul unei pompe care recirculă apa între tamburul unui separator de abur, fasciculele de țevi și reactoarele înseriate. 100