RO115425B1

RO115425B1 - Ansamblu de amestecare pentru curenti gazosi la diferite temperaturi si procedeu de amestecare a curentilor gazosi in reactoare de sinteza eterogena, exoterma

Info

Publication number: RO115425B1
Application number: RO96-01737A
Authority: RO
Inventors: Umberto Zardi; Giorgio Pagani
Original assignee: Methanol Casale Sa
Priority date: 1994-03-01
Filing date: 1995-02-25
Publication date: 2000-02-28
Also published as: CA2181785C; DE69501154D1; TW272147B; ZA951641B; CA2181785A1; US6290920B1; AU689553B2; EP0748253B1; UA43360C2; MX9603783A; EP0748253A1; ES2112643T3; RU2135274C1; AU1849295A; JPH09509611A; BR9506753A; WO1995023642A1; US5951953A; DE69501154T2

Description

Invenția de față se referă la un ansamblu de amestecare pentru curenți gazoși de diferite temperaturi și la un procedeu de amestecare a curenților gazoși în reactoare de sinteză eterogenă exotermă, reactoarele fiind echipate cu aceste ansambluri de amestecare.

După cum se știe, în timpul desfășurării unei reacții de sinteză eterogenă exotermă este necesar să se răcească curentul de gaz fierbinte ce părăsește fiecare strat catalitic, pentru a aduce din nou temperatura la o valoare, astfel, încât să se permită atingerea unui randament maxim al conversiei în următorul strat.

în acest scop, reactoarele destinate acestui tip de sinteză sunt prevăzute cu dispozitive sau ansambluri de amestecare proiectate pentru a răci amestecul de gaz, parțial reacționat, ce curge printr-un singur strat catalitic sau printre mai multe straturi catalitice suprapuse.

Astfel, de exemplu, în cererea de brevet europeană EP-A-0359952 este descris un reactor pentru sinteza eterogenă exotermă a metanolului, în care sunt prevăzute mai multe straturi catalitice suprapuse în relație mutuală spațială, între care sunt prevăzute ansambluri de amestecare pentru răcirea imediată a produselor de reacție de către un gaz de răcire bruscă.

Numitul ansamblu cuprinde o șicană ce se extinde dedesubtul și paralel cu baza permeabilă la gaz, a cel puțin unui strat catalitic ,cu, care definește un spațiu de aer pentru colectarea unui curent de gaz fierbinte ce părăsește numitul strat.

Este prevăzută o deschidere inelară pentru evacuarea numitului curent de gaz fierbinte din numitul spațiu de aer, ce este definit între numita șicană și peretele reactorului ce sprijină numitul strat.

Sub șicană la o distanță predeterminată de deschiderea inelară este prevăzut un distribuitor perforat pentru un curent de gaz de răcire.

Amestecarea curentului de gaz fierbinte de sinteză cu un curent de gaz de răcire are loc în zona periferică a reactorului, lângă peretele lateral ce sprijină stratul catalitic.

Dacă, pe de o parte, acest tip de ansamblu permite obținerea unui anumit grad de amestecare a curenților gazoși, pe de altă parte, nu este posibil să se atingă o amestecare completă a gazelor fierbinți și a gazelor reci înainte ca ele să intre în contact cu următorul pat catalitic.

Suplimentar, ansamblul cunoscut, prezentat mai sus, nu poate să corecteze și uniformizeze orice debit local și neuniformitate de temperatură a gazelor fierbinți ce părăsesc deschiderea inelară.

Această neuniformitate locală a debitului și temperaturii se datorează faptului că, curentul de gaz fierbinte ce vine de pe un strat ce conține, în general, masă catalitică granulară, este supus unor variații necontrolate ale debitului și, în cazul fenomenului foarte extins așa-numit de “înfundare” a catalizatorului și unor variații ale temperaturii.

Cu alte cuvinte, ansamblul de amestecare, descris mai sus, nu permite atingerea unui grad optim de amestecare a unor curenți gazoși fierbinți și reci și nici a unei compensări în mod independent pentru orice debit local și neuniformitate de temperatură a curentului de gaz fierbinte.

Incapacitatea acestor dispozitive de a corecta aceste variații conduce inevitabil la o amestecare neoptimală între gazele calde și gazele reci și, în consecință, la formarea diferențelor de temperatură în debitele locale cu deviații chiar și, peste 20°C în curentul de gaz ce părăsește ansamblul de amestecare.

Toate aceste deficiențe au ca rezultat reducerea randamentului de conversie a reactorului de sinteză comparat cu cel teoretic.

RO 115425 Bl

Problema tehnică, pe care o rezolvă invenția de față, este de a elabora un ansamblu de amestecare pentru curenții gazoși la diferite temperaturi, în particular pentru reactoarele de sinteză eterogenă și exotermă, care să permită atingerea unei amestecări în esență, perfecte și uniforme a gazelor fierbinți și gazelor reci și să fie capabil de a absorbi independent orice neuniformitate locală în debitul de gaz fierbinte.

Ansamblul de amestecare pentru curenți gazoși de diferite temperaturi, conform invenției, destinat echipării reactoarelor catalitice pentru sinteze eterogene exotermice, cuprinde o șicană ce se extinde paralel și dedesubtul peretelui permeabil la gaz, cu care este prevăzut reactorul, cu un spațiu de aer pentru colectarea curentului de gaz fierbinte cu o grosime constantă, corelată cu dimensiunea deschiderii inelare de evacuare a aerului din respectivul spațiu, raportul dintre lățimea acestei deschideri inelare și grosimea spațiului de aer variind, între 0,2 și 1 și cu un distribuitor perforat de aer rece de formă toroidală fixat dedesubtul șicanei la o distanță prestabilită de deschiderea inelară menționată.

Procedeul de amestecare a curenților gazoși în reactoarele de sinteză eterogenă extotermă, prevede folosirea ansamblului de amestecare a curenților gazoși și, de diferite temperaturi, definit mai sus prin :

- colectarea unui curent de gaz de reacțiie fierbinte în spațiul de aer de grosime constantă;

- uniformizarea curentului de gaz fierbinte de reacție, care părăsește spațiul de reacție menționat, prin realizarea unei căderi de presiune de magnitudine predeterminată;

- injectarea curentului de gaz de răcit cu un debit prestabilit, alimentat prin distribuitor.

Invenția de față prezintă următoarele avantaje:

- ansamblul de amestecare, conform invenției, se poate folosi eficient pentru echiparea reactoarelor catalitice, ca, de exemplu, pentru obținerea metanolului;

- se poate realiza în condițiile, conform invenției, un grad optim de amestecare între curenții gazoși de diferite temperaturi;

- existând capacitatea de compensare a variațiilor locale posibile ale debitului de gaz fierbinte, există posibilitatea menținerii constante a condițiilor de amestecare;

- în condițiile, conform invenției, apare posibilitatea creșterii în continuare a randamentului conversiei reactorului, pentru sinteze eterogene exoterme.

în cele ce urmează se prezintă invenția în detaliu.

Ansamblul de amestecare, conform invenției, este prevăzut cu spațiul de aer, pentru colectarea curentului de gaz fierbinte, generat în reactoare catalitice, cu înălțime constantă corelată cu deschiderea inelară de evacuare a aerului din acest spațiu raportul între lățimea acestei deschideri inelare și înălțimea spațiului de aer variind, între 0,2 și 1.

Atunci când înălțimea spațiului de aer este constantă, este corelată cu deschiderea inelară și când raportul dintre lățimea deschiderii inelare și înălțimea spațiului de aer este cuprinsă între valorile date mai înainte, orice neuniformitate locală a curentului de gaz fierbinte ce părăsește spațiul de aer este absorbită atâta timp, cât curentul de gaz fierbinte este supus la o cădere de presiune de magnitudine predeterminată.

Debitul curentului de gaz fierbinte, astfel redistribuit, rămâne uniform pentru o perioadă de timp, invers proporțională cu numitul raport de mai sus.

Această condiție este esențială pentru obținerea unui debit gazos ce părăsește ansamblul de amestecare cu o temperatură uniformă variațiile de temperatură fiind limitate la câteva centrigrade.

100

RO 115425 Bl

Respectiva cădere de presiune la care este supus curentul de gaz fierbinte, depinde de raportul dintre lățimea deschiderii inelare și înălțimea spațiului de aer și este, de preferință, cuprinsă, între 0,5 x 1CT³ bar și 6 χ 1O³ bar, depinzând de caracteristicile procesului de sinteză eterogenă.

în reactoarele de sinteză eterogenă exotermă de acest tip, înălțimea spațiului de aer condiționată de dimensiunile straturilor catalitice corespunzătoare este cuprinsă, între un minim de 60 mm și un maxim de 300 mm, și în general, variază, între 120 și 180 mm.

Distribuitorul de aer rece al ansamblului de amestecare este, de preferință, de formă toroidală și cuprinde, cel puțin un rând de găuri distanțate, și aranjate de-a lungul unei generatoare.

Diametrul găurilor din rând sau rândurile de găuri trebuie să fie astfel ales, încât să se asigure că jeturile de gaz de răcire au, atât un efect de urcare și aspirare a întregului curent de gaz fierbinte ce vine din spațiul de aer de sus, cât și o penetrare optimă în el. Pasul este definit, astfel, încât să asigure o slabă interferență între jeturile de gaz.

în acest scop găurile au un diametru optim cuprins, între 5 și 15 mm, în timp ce pasul este, de preferință, între 20 și 60 mm.

Alegerea valorilor în intervalele definite mai sus depinde de caracteristicile fizice ale gazelor ce se amestecă, în particular de raportul dintre debitele curenților gazoși.

Caracteristicile de mai sus ale căderii de presiune, urcării și penetrării, permit atingerea unui grad optim de amestecare a gazelor fierbinți și gazelor reci imediat în aval de distribuitor.

în funcție de caracteristicile procesului de sinteză eterogenă, numărul de rânduri și diametrul găurilor și pasul selectat este ușor să se determine presiunea curentului de gaz de răcire în numitul distribuitor ,în scopul atingerii efectului de urcare și penetrare descris mai sus.

într-o formă de realizare particulară avantajoasă a ansamblului de amestecare, distribuitorul cuprinde un prim și un al, doilea rând de găuri suprapuse, care formează cu un plan orizontal, ce trece prin axa distribuitorului un unghi, între - 10° și + 10° și, respectiv, între - 20° și - 40°.

Al doilea rând realizează ridicarea completă a curentului de gaz cuprinzând gazul de răcire injectat de pe primul rând obținându-se astfel o amestecare intimă și mai avantajoasă a curenților gazoși.

S-a stabilit, de asemenea, că, pentru o amestecare a gazului fierbinte cu gazul de răcire, distribuitorul toroidal, de preferință, nu trebuie să interfere cu curentul de gaz fierbinte ce vine din spațiul de aer.

în acest mod este posibil să se mențină uniformă presiunea în aval de deschiderea inelară și astfel, să se realizeze atingerea unui debit local uniform a curentului de gaz fierbinte și astfel ,să se asigure recirculările puternice ale gazului fierbinte, care trebuie să aibă loc, în jurul distribuitorului pentru a trece prin găuri fără căderi locale excesive de presiune.

în conformitate cu prezenta invenție, distanța între distribuitor și peretele lateral, ce sprijină stratul sau straturile catalitice ale reactorului, care este prevăzut cu ansamblul de amestecare este, de asemenea, cuprins, de preferință, între 1 și de trei ori valoarea lățimii deschiderii inelare, a acestuia.

Distanța dintre distribuitor și șicană este, de preferință, cuprinsă, între 0,25 și 0,5 ori distanța dintre distribuitor și peretele lateral.

în descrierea dată și în revendicări, termenul gaz fierbinte, este înțeles ca un

RO 115425 Bl gaz parțial reacționat, sau un amestec de gaze ce părăsește un strat catalitic al reactorului de sinteză, în care a reacționat exoterm. De exemplu, în reacția de sinteză eterogenă exotermă a metanolului, numitul gaz are o temperatură, în general, cuprinsă, între 240 și 290°C.

Termenul: gaz de răcire, trebuie înțeles a fi un gaz de răcire având o temperatură mai mică decât a gazului parțial reacționat ce părăsește stratul catalitic. în mod uzual, numitul gaz constă dintr-o parte predeterminată a gazului reactiv, nou în cazul sintezei metanolului, are o temperatură cuprinsă, între 60 și 200°C.

în terminologia din domeniu gazul de răcire este, de asemenea, indicat prin termenul “gaz de răcire bruscă”.

în mod avantajos, ansamblul de amestecare cuprinde, de asemenea, un deflector sau un generator de turbulență sprijinit sub șicana la o distanță cuprinsă, între 300 și 500 mm pentru o amestecare intimă a gazului fierbinte cu gazul rece.

într-o realizare particulară, avantajoasă deflectorul cuprinde o porțiune plată și o porțiune conică, având în porțiunea conică un rând de palete perpendiculare pe aceasta și orientate în direcția numitei șicane pentru a imprima curentului amestecat de gaz o mișcare de rotație.

Mișcarea de rotație a gazului amestecat, permite o atenuare suplimentară a oricăror diferențe locale de temperatură datorate unei distribuții neuniforme a stratului catalitic urmând fenomenul așa-numit de “înfundare”a catalizatorului.

Procedeul pentru amestecarea curenților gazoși la diferite temperaturi, ce folosește sistemul de amestecare, conform invenției, în reactoarele de sinteză eterogenă exotermă de tipul celor ce cuprind mai multe straturi catalitice suprapuse, și în care, cel puțin unul dintre straturi este prevăzut cu un perete permeabil pentru evacuarea curentului de gaz fierbinte, cuprinde următoarele faze:

- alimentarea reactivilor gazoși în stratul/straturile catalitice;

- realizarea reacției între reactivi gazoși în stratul/straturile catalitice;

- colectarea unui curent de gaz fierbinte de reacție ce părăsește numitul spațiu de aer supunând respectivul curent gazos la o cădere de presiune de magnitudine predeterminată;

- injectarea în curentul de gaz fierbinte astfel obținut a unui curent de gaz de răcire, care este alimentat cu o viteză predeterminată dintr-un distribuitor perforat fixat sub șicana ansamblului la o distanță predeterminată de deschidere inelară de evacuare a gazului fierbinte din spațiul de aer.

în mod avantajos, căderea de presiune este cuprinsă, între 0,5 x 10³ bar și 6 x 10^-3 bar, de preferință, între 2,5 x 10^-3 bar și 4 x 1Q³ bar.

Procedând în acest mod .debitul curentului de gaz fierbinte ce părăsește spațiul de aer este, în principal, uniform chiar și local, obținându-se astfel un curent uniform de gaze, care părăsește ansamblul de amestecare la o temperatură aproape constantă, cu variații, nu mai mari de 3°C.

Viteza curentului de gaz de răcire ce părăsește distribuitorul trebuie să fie, astfel aleasă, încât să asigure ca jeturile de gaz de răcire să asigure, atât un efect de urcare sau de aspirație a întregului volum de curent de gaz fierbinte care circulă din spațiul de aer prevăzut deasupra, cât și o penetrare optimă în curentul de gaz fierbinte.

în acest scop, debitul curentului de gaz de răcire ce părăsește distribuitorul perforat este cuprins, între 20 și 5D m/s.

Alegerea valorilor, în intervalul definit mai sus, este determinat de caracteristicile fizice ale gazelor de amestecat, în particular, de raportul dintre debitele curenților gazoși.

150

155

160

165

170

175

180

185

190

195

RO 115425 Bl în continuare, se prezintă exemple concrete de realizare a invenției, cu referire și la fig. 1 la 3, care reprezintă:

- fig.1, o secțiune transversală longitudinală, a unui reactor de sinteză eterogenă exotermică echipat cu ansamblul de amestecare, conform invenției;

- fig.2, o secțiune transversală frontală cu unele detalii la scară mărită ale ansamblului de amestecare, conform invenției, cu care este echipat reactorul din fig.1;

-fig.3, o secțiune transversală frontală cu unele detalii la scară mărită ale unor întruchipări alternative ale ansamblului de amestecare, din fig.2.

Exemplul 1. Se folosește pentru exemplificare, un reactor 1 destinat fabricării metanolului.

Reactorul 1 este prevăzut cu o carcasă exterioară tubulară 2, având la partea de sus, un orificiu 3, pentru alimentarea gazelor de reacție, iar la partea de jos, un orificiu 4, pentru evacuarea produselor de reacție, ce comunică cu un racord 8.

Prin reperele 5a-5d sunt indicate straturile catalitice dispuse într-o relație spațială în carcasa 2, prin intermediul unor grinzi tubulare 7, ce se extind coaxial cu carcasa 2.

între ele straturile 5a-5c au o bază ce cuprinde un perete 6 permeabil la gaz, iar stratul catalitic 5d este prevăzut cu un perete permeabil 6'.

în reactorul 1 este introdus ansamblul de amestecare a gazelor notat pentru ilustrare cu reperul 9.

Ansamblul de amestecare 9 cuprinde o șicană 10, ce se extinde dedesubt și paralel cu peretele 6 permeabil la gaz, de exemplu, cu peretele 6 al stratului 5a cu care definește un spațiu de aer 11 pentru colectarea unui curent A de gaz fierbinte parțial reacționat.

între șicana 10 și peretele interior al carcasei 2 este definită o deschidere inelară 12, pentru evacuarea numitului curent A de gaz, din numitul spațiu de aer 11.

Un distribuitor perforat 13 pentru un curent B de gaz de răcire este sprijinit dedesubtul șicanei 10 la o distanță predeterminată de numita deschidere inelară 12. Distribuitorul 13 are o formă toroidală ce cuprinde două rânduri de găuri 14 distanțate și care se extind de-a lungul generatoarei.

într-o realizare preferată găurile 14 ale distribuitorului 13 au un diametru cuprins, între 6 și 12 mm, iar pasul dintre două găuri adiacente ale celor două rânduri de găuri 14 este, între 20 și 60 mm.

Cele două rânduri fac, cu un plan orizontal ce trece prin axa distribuitorului 13, un unghi a cuprins, între +10° și, respectiv, - 20°.

Pasul și diametrul găurilor 14, menționate mai sus, asigură curentului B de gaz de răcire o penetrare optimă și o aspirare a întregului curent A de gaz fierbinte, ce vine din spațiul de aer 11.

De preferință, lățimea b a deschiderii 12 este cuprinsă, între 24 și 180 mm, valoarea distanței c între distribuitorul 13 și peretele interior al carcasei 2 variază, între 1,5 și 2,5 b, iar distanța d dintre distribuitorul 13 și șicana 10 este cuprinsă, între 0,25 și 0,4 c.

în acest exemplu, ansamblul de amestecare 9 cuprinde un deflector 15, ce constă într-o porțiune plată 15' și o porțiune conică 15”, de lungime variabilă, fixată sub șicana 10, de preferință, la o distanță, între 350 și 450 mm, pentru a provoca recircularea curenților A și B și contactul lor intim.

RO 115425 Bl

Unghiul de înclinare al suprafeței conice 15 în relație cu suprafața plată 15' este, de preferință, mai mic, de 45°.

în mod avantajos, porțiunea conică 15 a deflectorului 15 cuprinde un rând de palete 16, perpendiculare pe aceasta și orientate în direcția șicanei 10, pentru a atenua orice diferență locală de temperatură a curenților gazoși.

într-o variantă de realizare alternativă, nefigurată, deflectorul 15 poate cuprinde cel puțin 3 porțiuni de lungime variabilă și cu unghiuri față de planul orizontal, de 0°, 25° și, respectiv, 90°.

Exemplul 2. Prin intermediul ansamblului de amestecare 9 prezentat mai sus, procedeul de amestecare, conform cu prezenta invenție, se desfășoară între două straturi catalitice consecutive ale reactorului, de exemplu, între straturile 5a-5b, în următorul mod.

în prima etapă, reactivii gazoși sunt alimentați în stratul 5a, prevăzut cu un perete 6, permeabil la gaz, unde ei reacționează parțial.

în a doua etapă, curentul A de gaz fierbinte, ce părăsește numitul perete 6 permeabil la gaz este colectat în spațiul de aer 11 definit între stratul 5a și șicana 10 ce se extinde dedesubt și paralel la acesta.

în a treia etapă, curentul A de gaz fierbinte, ce părăsește numitul spațiu 11 este împărțit cât se poate de uniform, de-a lungul întregii periferii a șicanei 10, prin supunerea numitului curent A, la o cădere de presiune de magnitudine predeterminată.

Valoarea căderii de presiune este avantajoasă să fie cuprinsă, între 2,5 x 1D’³bar și 4 x 10’³ bar.

într-o a patra etapă, un curent B de gaz de răcire, care iese la o viteză predeterminată dintr-un distribuitor 13 este injectat în curentul A de gaz fierbinte, ce vine din spațiul de aer 11, cu un debit uniform.

De preferință, viteza curentului B de gaz de răcire din distribuitorul 13 este între 28 și 45m/s.

în acest fel, este posibil să se atingă ,într-un mod eficient, un curent A-B de gaz amestecat în aval de distribuitorul 13, efectiv lipsit de gradienți de temperatură.

Ansamblul de amestecare și procedeul de folosire a acestora, conform prezentei invenții ,se aplică, de asemenea, avantajos în reactoare ,în care se desfășoară reacții de sinteză eterogenă de diferite tipuri, cum ar fi, de exemplu, sinteza amoniacului. în acest caz, în interiorul carcasei exterioare 2 este prevăzut ,de asemenea, un cartuș care susține straturile catalitice.

Ansamblul de amestecare este prevăzut între două straturi catalitice consecutive în interiorul cartușului, într-un mod similar cu exemplul reactorului pentru sinteza metanolului, prezentat în fig. 1.

Exemplul 3. Capacitatea de compensare a variațiilor locale ale debitului unui gaz fierbinte, într-un ansamblu de amestecare prezentat pe fig. 3 și, într-un ansamblu de amestecare descris în cererea de brevet european EP-A-0359952, a fost simulată prin intermediul unui program de simulare dinamică fluidă cunoscut sub numele “Fluent” pus la dispoziție de Fluent Europe Ltd of Sheffield, U.K.

în următoarele tabele 1 și 2 sunt comparate diferențele locale de temperatură ale curentului A-B de gaz amestecat, ce părăsește numitele ansambluri de amestecare.

în ambele cazuri temperaturile indicate în tabelul 2 se referă la temperatura curentului A-B de gaz, în cinci puncte diferite de probă, dispuse în aval de deflectorul

250

255

260

265

27D

275

280

285

290

RO 115425 Bl distanțate de-a lungul unei semicircumferințe cu raza egală cu jumătate din raza reactorului 1 sau a ansamblului de amestecare 9.

Pentru a simula variațiile locale ale debitului a fost imprimat curentului de gaz fierbinte ce părăsește spațiul de aer o valoare exactă egală cu 50% din valoarea atribuită în condiții constante și staționarea de operare, de exemplu, în conformitate cu punctul central de probă.

Cu acest program de simulare au fost determinate temperaturile curentului de gaz amestecat în fiecare punct de probă.

Tabelul 1

	EP-A-0 359952	Invenție
Spațiu de aer
Grosimea deschiderii inelare	160	160
b (mm)	200	80
Distribuitor
Distanța c (mm)	160	160
Distanța d (mm)	10	40
Numărul de rânduri de găuri	3	2
Diametrul găurilor (mm)	16	7
Pasul găurilor (mm)	150	50
Curent A de gaz
Temperatura (°C)	267	267
Debit (mediu) (m³/s)	7,05	7,05
Curent B de gaz
Temperatura (°C)	57	57
Presiunea la ieșirea din distribuitor (bar)	82,7	82,7
Debit (m³/s)	0,684	0,684
Căderea de presiune p
La ieșirea din spațiul de aer (mm H₂0)	2,0	32

Tabelul 2

Punctele de probă	1	2	3	4	5
Invenție
Temperatura curentului A-B de gaz amestecat (°C)	239	237	236	237	239
EP-A-O 359 952
Temperatura curentului A-B de gaz amestecat (°C)	240	240	219	240	240

RO 115425 Bl

După cum se poate vedea, din tabelul 2, ansamblul de amestecare, conform prezentei invenții, permite atingerea unei amestecări optime a curenților de gaz, chiar și în prezența unor variații de la debitele locale ale gazului ce părăsește spațiul de aer, contrar datelor cunoscute din stadiul tehnicii.

Claims

1. Ansamblu de amestecare a curenților gazoși de diferite temperaturi, destinat echipării reactoarelor pentru sinteză eterogenă exotermă, ce cuprind mai multe straturi catalitice suprapuse, în care, cel puțin un strat catalitic este prevăzut cu un perete permeabil la gaz, pentru evacuarea curentului de gaz de reacție fierbinte, și care ansamblu cuprinde: o șicană ce se extinde paralel și dedesubtul peretelui permeabil la gaze menționat; un spațiu de aer, delimitat între șicană și peretele permeabil menționat, pentru colectarea curentului de gaz fierbinte; o deschidere inelară pentru evacuarea curentului de gaz fierbinte din spațiul de aer menționat, delimitată între șicană și peretele lateral al reactorului, ce susține stratul catalitic; și un distribuitor perforat, pentru alimentarea unui curent de gaz de răcire, fixat dedesubtul șicanei menționate, la o distanță predeterminată de respectiva deschidere inelară, caracterizat prin aceea că, cuprinde un spațiu de aer (11), pentru colectarea curentului de gaz fierbinte (A), cu o grosime constantă, corelată cu dimensiunea deschiderii inelare de evacuare (12), raportul dintre lățimea (b) a respectivei deschideri inelare (12) și grosimea spațiului de aer (11), fiind cuprins, între D,2 și 1 și un distribuitor (13) de profil predeterminat, pentru alimentarea curentului de gaze reci (B).

2. Ansamblu de amestecare, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că distribuitorul (13) este substanțial de formă toroidală și cuprinde, cel puțin un rând de găuri (14) distanțate și distribuite reciproc și extinse de-a lungul generatoarei acestuia.

3. Ansamblu de amestecare, conform revendicărilor 1 și 2, caracterizat prin aceea că distribuitorul (13) poate cuprinde un prim rând și un al doilea rând de găuri suprapuse (14), respectivele rânduri formând cu planul orizontal ce trece prin axa distribuitorului (13) un unghi a cuprins, între -10° și +10° și, respectiv, între -20° și - 40°.

4. Ansamblu de amestecare, conform revendicărilor 1 și 2, caracterizat prin aceea că găurile (14) ale distribuitorului (13) au un diametru cuprins, între 5 mm și 15 mm.

5. Ansamblu de amestecare, conform revendicărilor 1 și 2, caracterizat prin aceea că pasul dintre două găuri adiacente (14), ale cel puțin unui rând de găuri (14) este cuprins, între 20 și 60 mm.

6. Ansamblu de amestecare, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că valoarea distanței (c), dintre distribuitorul (13) și peretele lateral (2), care susține, cel puțin un strat (5a) este, între 1 până la de 3 ori lățimea (b) a deschiderii inelare (12).

7. Ansamblu de amestecare, conform revendicărilor 1 și 6, caracterizat prin aceea că valoarea distanței (d) dintre distribuitorul (13) și șicana (10) este, de la 0,25 până la 0,5 ori distanța (c) dintre distribuitorul (13) și peretele lateral (2) al reactorului.

8. Ansamblu de amestecare, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că poate cuprinde suplimentar, un deflector (15) sprijinit dedesubtul șicanei (10) la o distanță (e), între 300 și 500 mm.

335

340

345

350

355

360

365

370

375

380

RO 115425 Bl

9. Ansamblu de amestecare, conform revendicărilor 1 și 8, caracterizat prin aceea că deflectorul (15) cuprinde o porțiune plană (15’) și o porțiune conică (15).

10. Ansamblu de amestecare, conform revendicărilor 1 și 8, caracterizat prin aceea că deflectorul cuprinde suplimentar (15) mai multe palete (16), ce se extind perpendicular de pe porțiunea conică (15) a acestuia.

11. Ansamblu de amestecare, conform revendicărilor de la 1 până la 10, caracterizat prin aceea că este dispus între cel puțin două straturi catalitice (5a5b), prevăzute cu un perete permeabil pentru gaz (6 și 6'), într-un reactor de sinteză eterogenă exotermă.

12. Procedeu de amestecare a curenților gazoși în reactoare de sinteză eterogenă exotermă prin: alimentarea reactanților gazoși în stratul/straturile catalitice; conducerea sintezei în condiții predeterminate; evacuarea curentului de gaz de reacție din stratul/straturile catalitice, și răcirea curentului de gaz de reacție, ce părăsește stratul/straturile catalitice, prin injectarea unui curent de gaz de răcire, caracterizat prin aceea că se prevede folosirea ansamblului de amestecare a curenților gazoși, de diferite temperaturi, definit în revendicările, de la 1 la 11, prin:

- colectarea unui curent (A) de gaz de reacție fierbinte în spațiul de aer (11) de grosime constantă;

- uniformizarea debitului curentului (A) de gaz de reacție fierbinte, care părăsește spațiul de aer menționat (11), prin realizarea unei căderi de presiune de magnitudine predeterminată și

- injectarea curentului de gaz de răcire (B), care este evacuat, cu un debit prestabilit, din distribuitorul (13).

13. Procedeu, conform revendicării 12, caracterizat prin aceea că la evacuarea curentului de gaz de reacție (A) din spațiul de aer (11), are loc o cădere de presiune, între 0,5 x 10‘³ și 6 x 10‘³ bar, de preferință, între 2,5 x 10³ și 4 x 10³ bar.

14. Procedeu, conform revendicării 12, caracterizat prin aceea că, curentul de gaz de răcire (B), pentru injectare, este alimentat din distribuitorul perforat (13), cu un debit cuprins, între 20 și 50 m/s.