RU1773236C

RU1773236C - Способ синтеза метанола и реактор дл его осуществлени

Info

Publication number: RU1773236C
Application number: SU894614926A
Authority: RU
Inventors: Зарди Умберто; Пагани Джорджо
Original assignee: Аммониа Казале С.А.; Зарди Умберто
Priority date: 1988-08-05
Filing date: 1989-08-04
Publication date: 1992-10-30
Also published as: EP0359952A3; CN1040190A; CN1026692C; BR8903924A; EP0359952A2; MX172278B; JPH0299134A

Abstract

Изобретение относитс к способу получени метанов и реактору дл его получени , в которых катализатора раздел етс на несколько последовательных слоев, причем каждый слой имеет днище и коническую диафрагму на рассто нии от свободной поверхности следующего сло катализатора с образованием полости, к внешней периферии которой подвод т охлаждающий газ, так чтобы достичь в указанной полости оптимального смешивани с частично прореагировавшим газом, который прошел в осевом направлении через верхний слой катализатора, В реактор введена труба под верхним слоем катализатора по его центру, разграничивающа внутри массу катализатора нижних слоев от верхнего сло , а нижний слой или слои с макси- мальныти падением давлени преобразованы в слой (слои) в основном с радиальным потоком посредством ввода двух цилиндрических стенок, соосных указанной трубе, в основном перфорированных и образующих воздушные полости с внутренней стенкой оболочки и с внешней стенкой трубы соответственно 2 с.п. ф-лы. 3 з.п. ф-лы, 1 ил. (/

Description

Изобретение относитс к способу синтеза метанола и к реактору дл его осуществлени .

Известны способы синтеза метанола из газообразного СО и водорода в присутствии катализатора, осуществл емого в реакторе один из наиболее известных - это процесс Аи Си Аи, основные параметры которого - низкое давление (например 40-50 бар) и катализатор на основе меди. Реактор, в котором осуществл етс этот синтез, содержит корпус, заполненный катализатором, разделенным на слои, и средства дл подачи охлаждающего газа и реагента.

Способ осуществл емый в этом реакторе , как и сам реактор имеет много недостатков:

-- трудность получени равномерной температуры охлаждени реакционного газа ,

-высока величина механической нагрузки на катализатор, расположенный в нижних сло х, на которые давит весь вес катализатора, f

-большое падение давлени вследствие исключительно осевого протекани газа .

Цель изобретени - интенсификаци процесса.

Можно значительно улучшить выход и снизить потребление энергии, если работать , например, следующим образом:

массу катализатора разделить на несколько последовательных слоев, причем

XI Х|

СО

ю со

ы

каждый слой располагают на днищах, под которыми устанавливают диафрагмы, расположенных на некотором рассто нии от поверхности последующего сло катализатора , с образованием таким образом кольцевой полости. Подают охлаждающий газ к периферийным участкам полости так, чтобы в этой полости получать оптимальное смешение с частично прореагировавшим газом, подаваемым в аксиальном направлении через верхние слои катализатора; по центру и под верхним слоем ката лиза тора установлена труба, чтобы внутри разграничить массу каталитических слоев, расположенных ниже верхнего сло , а нижний слой или слои с максимальным падением давлени преобразованы в слой (слои) в основном с радиальным потоком посредством установки двух цилиндрических перфорированных стенок коаксиальных с указанной трубой и образующих воздушные полости с внутренней стенкой корпуса и соответственно с внешней стенкой трубы. Охлаждающий газ, г;одзпаемый к периферийным участкам смесительной полости направл ют от периферии к центру реактора и смешивают с частично прореагировавшим газом, текущим в аксиальном направлении от дна каж- дого сло катализатора, который направл ют от центра к периферии с помощью упом нутых конических диафрагм.

Дл улучшени интенсивности смешивани , и достижени равномерности температуры газа, частично прореагировавшему газу придают вращательное движение с помощью поворотных пластин, закрепленных на диафрагмах,

Реактор и способ синтеза метанола, осуществл емый с его помощью, показаны на чертеже.

Реактор состоит из устойчивого к давлению корпуса 1, внутренний объем которого заполнен катализатором, разделенным на слои. Слои катализатора 2-5 разделены перфорированными коническими днищами 6-9, которые установлены ,у основани слоев . Каждое днище, под которыми установлены диафрагмы 10, наход тс на рассто нии от свободных поверхностей нижележащих слоев 11,12,13 и образуют кольцевые полости 14,15,16, в которых размещены средства 17,18,19 дл подачи охлаждающего газа, расположенные вблизи внутренней стенки реактора, то есть на самом дальнем крае от центральной оси реактора. Реактор снабжен центральной трубой 20, котора проходит сквозь все слои катализатора, кроме верхнего сло , и установлена в середине поД днищем верхнего сло . В последнем слое катализатора установлена коаксиально перфорированна внешн стенка 21, котора образует полость 22 с внутренней стенкой реактора, и внутренн перфорированна стенка 23 высотой Hi, меньше высоты На, образующа воздушную полость 24. На разности высот На - Ж поток газа аксиальный , а вдоль высоты Нз поток становитс радиальным.

В предпочтительном варианте конические днища состо т из нескольких сегментов перфорированной пластины со сварной сеткой, контактирующей с катализатором, поддерживаемой балками, которые на одном конце опираютс на центральную трубу , а другим концом опираютс на кольцо 25, предусмотренное на корпусе реактора, Согласно предпочтительному аспекту изобретени диафрагмы 10 снабжены пластинами , повернутыми на 45° относительно

радиуса, и приваренными к вышеупом нутым диафрагмам, что придает частично про- реагировавшему газу вращательное движение.

Способ осуществл етс следующим образом .

Газ 26 поступает через верхнюю центральную часть реактора и протекает аксиально через первые три сло катализатора, В кольцевых полост х 14, 15, 16, частично

прореагировавший газ охлаждаетс вблизи внутренней стенки реактора посредством охлаждающего кольца 27 и смешиваетс путем контактировани с охлаждающим газом , поступающим внутрь реактора из

средств 17, 18. 19.

В последнем слое, где имеет место максимальное падение давлени , поток газа протекает в радиально-осевом направлении благодар двум воздушным полост м 22 и

24, Полностью прореагировавший газ выходит через патрубок 28.

Следует отметить, что наибольшее па: дение давлени в этом реакторе происходит в 4-м слое, потому что через него проходит

наибольший поток и потому что высота сло катализатора больше предыдущих. Дела этот 4-й слой радиальным, можно достичь заметного снижени падени по сравнению с осевым потоком, сохран в то же врем

принципиальную простоту реактора.

Можно еще более улучшить качество работы реактора Путем преобразовани и других слоев из осевого в радиально-осевой тип.

Работа согласно изобретению можно получить следующие преимущества:

- более эффективное охлаждение газа при легком управлении температурой,

- независимость слоев катализатора с удельными давлени ми внутри катализатора ,

-уменьшение падени давлени .

Изобретение ыло описано на примере предпочтительного исполнейи реактора, показанного на чертеже, с четырьм сло ми катализатора, первые три с осевым потоком , четвертый преобразован преимущественно в слой с радиальным потоком б подачей охлаждающего газа в трех местах. Очевидно, что реконструкци на месте может быть применена к любому обычному реактору с осевым потоком, с количеством слоев отличающимс от четырех, с, по мень- шей мере, одним радиальным или радиаль- ноосевым слоем, и с подачей охлаждающего газа более чем в трех местах.

Claims

Формула изобретени

1,Способ синтеза метанола в реакторе, заполненном катализатором со средствами дл подачи охлаждающего газа и реагента, отличающийс тем, что, с целью интенсификации процесса, слои катализа- тора располагают на конических днищах, наход щихс на рассто нии от свободной поверхности нижерасположенного сло с образованием кольцевых полостей, охлаждающий газ подают к периферии кольцевых полостей, в которых его смешивают с частично прореагировавшим реагентом, подаваемым аксиально через верхние слои катализатора и аксиально-радиально через нижние слои.
2.Способ по п. 1, отличающийс тем, что охлаждающий газ, подаваемый к

периферийным участкам смесительной м лости, направл ют от периферии к центр реактора и смешивают с частично прореагировавшим газом, текущим в осевом направлении от дна каждого сло (Катализатора, который направл ют от центра и периферии .
3.Способ по п. 2, отличающийс тем, что частично прореагировавшему газу придают вращательное движение.
4.Реактор дл синтеза метанола, содержащий корпус, заполненный катализатором , разделенным на слои, и средства дл подачи охлаждающего газа и реагента, о т- личающийс тем, что, с целью интенсификации процесса, он снабжен разделительными коническими перфорированными днищами, на которых расположены слои катализатора с аксиальным направлением реагента , расположенные на рассто нии от нижележащих слоев катализатора и образующие полости с размещенными в них средствами дл подачи охлаждающего реагента.
5.Реактор по п. 4, отличающийс тем, что он снабжен закрепленными под днищем поворотными пластинами, центральной трубой, проход щей через слои катализатора с аксиальным ходом реагента, и установленными коаксиально по крайней мере в последнем слое катализатора перфорированными вертикальными стенками, образующими воздушные полости с внутренней стенкой корпуса реактора и с внешней стенкой центральной трубы соответственно , при этом верхний конец трубы закреплен в верхнем днище, а нижний - во внутренней перфорированной стенке.

2Ц

28