RU2067494C1 - Устройство для распределения газа и удержания катализатора в каталитических слоях радиальных или аксиально-радиальных реакторов - Google Patents
Устройство для распределения газа и удержания катализатора в каталитических слоях радиальных или аксиально-радиальных реакторов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2067494C1 RU2067494C1 SU914894620A SU4894620A RU2067494C1 RU 2067494 C1 RU2067494 C1 RU 2067494C1 SU 914894620 A SU914894620 A SU 914894620A SU 4894620 A SU4894620 A SU 4894620A RU 2067494 C1 RU2067494 C1 RU 2067494C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- catalyst
- radial
- sections
- permeable
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- B01J8/0403—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 fluid flow within the beds being predominantly horizontal
-
- 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
- B01J8/008—Details of the reactor or of the particulate material; Processes to increase or to retard the rate of reaction
-
- 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
- B01J8/0207—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 flow within the bed being predominantly horizontal
-
- 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
-
- 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
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00796—Details of the reactor or of the particulate material
- B01J2208/00884—Means for supporting the bed of particles, e.g. grids, bars, perforated plates
-
- 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)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Изобретение касается системы изготовления стенок минимального размера для оптимального распределения газа и поддержания катализатора в каталитических слоях радиальных и аксиально-радиальных реакторов. Устройство включает единый элемент с участками, проницаемыми для газа, обеспечивающими необходимое падение давления, и участками, действующими в качестве механической опоры для катализатора и непроницаемыми для газа, элемент, содержащий катализатор, проницаемый для газа и находящийся в прямом контакте с ним и с участками элемента, действующими как механическая опора. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к устройству для распределения газа и удержания катализатора в каталитических слоях радиально или аксиально-радиальных реакторов.
Важность обеспечения равномерного распределения газа по катализатору в вышеупомянутых реакторах для гетерогенного синтеза на фиксированных слоях: например, для синтеза аммиака, метанола или других соединений, хорошо известна.
Более того, стенки для распределения газа и удержания катализатора в каталитических слоях должны, кроме правильного распределения газа, обеспечивать еще и необходимое механическое удержание каталитических слоев /должно обеспечиваться равномерное распределение газа вдоль всей высоты каталитического слоя и минимальный газовый удар по катализатору для избежания образования каналов и повреждения катализатора/.
Термические и механические напряжения, возникающие в стенках, вследствие воздействия катализатора, а также в результате термического расширения, обуславливаемого высокими рабочими температурами, оказываются весьма значительными.
Таким образом, функция механической поддержки /помимо основной функции равномерного распределения газа/ сказывается весьма важной для правильного функционирования системы.
Оптимальный выбор размеров различных элементов, образующих стенку, несущую каталитический слой, которая одновременно должна обеспечивать оптимальное распределение газа, представляет таким образом критический аспект всей проблемы. Другим критическим аспектом является изготовление указанных стенок с минимальными размерами и радиальной толщиной для того, чтобы обеспечить максимальный возможный объем для каталитических слоев, т.е. максимальный объем самих каталитических слоев при минимальном объеме весьма дорогостоящих контейнеров, работающих при повышенном давлении.
С учетом сформулированных целей указанные стенки обычно выполняют из нескольких элементов, имеющих различные предназначения:
a/ тонкий проницаемый для газа элемент /например перфорированная стенка/, единственная функция которого состоит в снижении давления, необходимом для обеспечения равномерного распределения газа вдоль всей высоты каталитического слоя,
b/ элемент для удержания катализатора /например сетка/, не участвующий в механическом поддержании каталитического слоя и обеспечивающий малое падение давления,
c/ утолщенный промежуточный элемент, расположенный между элементом а/ и элементов b/, функцией которого является механическое поддержание каталитического слоя и создание воздушного промежутка для лучшего распределения газа, такой элемент представляет собой стенку с мостиковыми перфорациями.
a/ тонкий проницаемый для газа элемент /например перфорированная стенка/, единственная функция которого состоит в снижении давления, необходимом для обеспечения равномерного распределения газа вдоль всей высоты каталитического слоя,
b/ элемент для удержания катализатора /например сетка/, не участвующий в механическом поддержании каталитического слоя и обеспечивающий малое падение давления,
c/ утолщенный промежуточный элемент, расположенный между элементом а/ и элементов b/, функцией которого является механическое поддержание каталитического слоя и создание воздушного промежутка для лучшего распределения газа, такой элемент представляет собой стенку с мостиковыми перфорациями.
Вышеописанный воздушный зазор должен выполнять следующие функции:
предотвращать прямой удар по катализатору газа, выходящего из элемента /a/ c высокой скоростью, что обеспечивает падение давления,
выравнивать поток питающего газа на каталитический слой по всей высоте этого слоя.
предотвращать прямой удар по катализатору газа, выходящего из элемента /a/ c высокой скоростью, что обеспечивает падение давления,
выравнивать поток питающего газа на каталитический слой по всей высоте этого слоя.
Известное решение представляет собой систему, состоящую из трех элементов, которая доказала свою исключительную эффективность, обеспечивая одновременно оптимальное решение проблемы газораспределения, надежного механического удержания катализатора в каталитических слоях и максимального использования имеющегося объема контейнеров для каталитических патронов.
В отдельных случаях, однако, такая система оказывается не только излишне дорогой, но чрезмерно сложной и трудоемкой в изготовлении. Продолжая свои исследования, заявители с полной неожиданностью для себя смогли решить задачу создания системы, улучшающей операционные возможности трехэлементной стенки и одновременно лишенную ее недостатков.
Указанная и другие цели изобретения будут очевидны из следующего описания и реализуются с помощью системы по изобретению, описанной в описании и раскрытой в пункте 1 формулы изобретения, отличающейся тем, что она состоит из:
a/ единственного элемента с частями, проницаемыми для газа, обеспечивающими необходимое падение давления, и частями, действующими как механический носитель катализатора, проницаемый для газа,
b/ элемента, содержащего катализатор, проницаемого для газа и находящегося в прямом контакте с ним и с частью, действующей как механическая опора.
a/ единственного элемента с частями, проницаемыми для газа, обеспечивающими необходимое падение давления, и частями, действующими как механический носитель катализатора, проницаемый для газа,
b/ элемента, содержащего катализатор, проницаемого для газа и находящегося в прямом контакте с ним и с частью, действующей как механическая опора.
В наиболее простом и преимущественном воплощении единственный элемент образован смежными выпуклыми частями, непроницаемыми для газа и действующими как механическая опора, и перфорированными частями, проницаемыми для газа, которые обеспечивают необходимое падение давления, причем перфорации расположены между упомянутыми смежными выступающими частями, а элемент содержит катализатор, который непосредственно удерживается выступающими частями элемента. Желаемый результат таким образом достигается благодаря тому, что элемент, содержащий катализатор, оказывается поддерживаемым выступающими частями элемента, образуя воздушный зазор, соответствующий невыступающим частям, через который протекает газ, претерпевая при этом необходимое падение давления, что обеспечивается его прохождением через перфорацию.
Такое воздушное пространство предотвращает прямой удар по катализатору газа, выходящего с высокой скоростью из перфораций, и обеспечивает выравнивание питания газовым потоком каталитических слоев вдоль всей высоты катализатора.
Кроме указанных характеристик, предлагаемая система обеспечивает некоторые дополнительные преимущества, среди которых следует упомянуть тот факт, что поскольку стенка состоит только из двух элементов, удается обеспечить более полное использование имеющегося объема контейнера для катализаторных патронов /вследствие меньшего размера стенок/, при этом конструкция реактора синтеза оказывается существенно легче.
На фиг. 1 изображен схематический вид спереди в сечении части двухэлементной стенки по изобретению, на фиг. 2 схематическое изображение продольного сечения части двухэлементной стенки по изобретению, на фиг. 3 - поперечное сечение стенки по изобретению.
Устройство содержит стенку, состоящую из по крайней мере проницаемого для газа элемента 2, который обеспечивает падение давления, а также из сетки 3, удерживающей катализатор. Проницаемый для газа элемент 2 имеет выпуклые участки 4, непроницаемые для газа, и участки 5, лишенные выпуклостей, проницаемые для газа через перфорации 6.
Сетка 3 удерживается элементом 2, причем выпуклые области 4 расположены вдоль продольных осей у-у как показано на фиг. 2.
В такой конструкции устройства имеются соответственно участки 5, лишенные выпуклостей. Между участком или сеткой образованы воздушные зазоры 7, позволяющие газу, проходящему через перфорации 6, расширяться перед проникновением в катализатор.
Claims (2)
1. Устройство для распределения газа и удержания катализатора в каталитических слоях радиальных или аксиально-радиальных реакторов, включающее опорный элемент и сетку, отличающееся тем, что опора выполнена в виде выпуклых участков, не проницаемых для газа, выполняющих роль механической опоры для сетки, и проницаемых для газа перфорированных участков, обеспечивающих необходимое падение давления, которые расположены между выпуклыми участками, удерживающими сетку.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сетка, опирающаяся на выпуклые участки, образует зазор с перфорированными участками, через которые проходит газ.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH617/90 | 1990-02-27 | ||
CH61790 | 1990-02-27 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2067494C1 true RU2067494C1 (ru) | 1996-10-10 |
Family
ID=4191178
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU914894620A RU2067494C1 (ru) | 1990-02-27 | 1991-02-26 | Устройство для распределения газа и удержания катализатора в каталитических слоях радиальных или аксиально-радиальных реакторов |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0446592B1 (ru) |
CN (1) | CN1037583C (ru) |
AT (1) | ATE105734T1 (ru) |
CA (1) | CA2037169C (ru) |
DE (1) | DE69101996T2 (ru) |
RU (1) | RU2067494C1 (ru) |
UA (1) | UA8084A (ru) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1818094A1 (en) * | 2006-02-13 | 2007-08-15 | Ammonia Casale S.A. | Wall system for catalytic beds of synthesis reactors |
CN102580527B (zh) * | 2012-02-29 | 2015-09-09 | 中电投远达环保工程有限公司 | 用于催化剂单元的锯齿型固定带及催化剂模块 |
DE102017208319A1 (de) | 2017-05-17 | 2018-11-22 | Thyssenkrupp Ag | Radialstromeinsatzvorrichtung zum Vorgeben wenigstens eines radialen Strömungspfades in einem Schüttungsreaktor sowie Montageverfahren und Verwendung |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2835560A (en) * | 1954-02-23 | 1958-05-20 | Braun & Co C F | Catalytic reactor |
EP0332757A3 (en) * | 1987-12-24 | 1990-03-07 | Ammonia Casale S.A. | Converters for heterogeneous catalytic synthesis, particularly for ammonia and methanol, under pressure |
DE3829214A1 (de) * | 1988-08-29 | 1990-03-08 | Uhde Gmbh | Reaktor zur durchfuehrung katalytischer gasreaktionen mit einer mehrzahl von kaltgaszufuehrungen |
EP0365929A3 (en) * | 1988-10-24 | 1990-07-04 | Ammonia Casale S.A. | System for the optimal gas distribution in reactors and walls thereof |
-
1991
- 1991-01-31 DE DE69101996T patent/DE69101996T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-01-31 EP EP91101255A patent/EP0446592B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-01-31 AT AT91101255T patent/ATE105734T1/de not_active IP Right Cessation
- 1991-02-26 RU SU914894620A patent/RU2067494C1/ru not_active IP Right Cessation
- 1991-02-26 UA UA4894620A patent/UA8084A/ru unknown
- 1991-02-27 CA CA002037169A patent/CA2037169C/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-02-27 CN CN91101211A patent/CN1037583C/zh not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЕП N 265654, кл. B 01 J 8\04, 1988. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE69101996T2 (de) | 1994-12-08 |
UA8084A (ru) | 1995-12-26 |
CN1037583C (zh) | 1998-03-04 |
ATE105734T1 (de) | 1994-06-15 |
CA2037169A1 (en) | 1991-08-28 |
EP0446592B1 (en) | 1994-05-18 |
CA2037169C (en) | 2001-12-25 |
CN1054381A (zh) | 1991-09-11 |
EP0446592A1 (en) | 1991-09-18 |
DE69101996D1 (de) | 1994-06-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2008136573A (ru) | Система стенок для слоев катализатора в реакторах синтеза | |
DK559884D0 (da) | Apparat til gennemfoerelse af exotherme, katalytiske gasreaktioner iammoniak- eller methanolsyntesen | |
RU2004108028A (ru) | Горизонтальный химический ректор, в частности, для синтеза метанола | |
RU2067494C1 (ru) | Устройство для распределения газа и удержания катализатора в каталитических слоях радиальных или аксиально-радиальных реакторов | |
JPS6344008B2 (ru) | ||
BR102015010744B1 (pt) | reator de leito radial multitubular | |
CA1209789A (en) | Ammonia synthesis converter | |
US5891405A (en) | Catalyst-seal support device in particular for exothermic heterogeneous catalytic synthesis reactors | |
EP0332757A3 (en) | Converters for heterogeneous catalytic synthesis, particularly for ammonia and methanol, under pressure | |
US2198795A (en) | Tray type sulphuric acid converter | |
US5110564A (en) | Device for accommodating catalyst especially in the production of synthesis gas | |
US4169879A (en) | Reactor suitable for chemical reactions bringing fluids into action in contact with a bed of solids | |
CA1317094C (en) | System to improve the efficiency of reactors for exothermic synthesis and more particularly for the reaction of ammonia | |
KR100778536B1 (ko) | 촉매 반응기의 유동 균일화 장치 | |
CA2001386C (en) | System for the optimal gas distribution in reactors and walls thereof | |
US5006316A (en) | Reactors for heterogeneous synthesis | |
JPH06296854A (ja) | 反応器およびその製造方法 | |
RU2002131458A (ru) | Каталитический реактор для экзотермических процессов, протекающих в газ-твердой фазе с невысокой разностью температур | |
US4849206A (en) | Process to obtain an optimal gas distribution in catalytic beds for heterogeneous reactions in gaseous phase | |
EP0253350A2 (en) | Ammonia synthesis converter | |
US2310962A (en) | Contact treatment of fluids | |
SU1058487A3 (ru) | Реактор дл проведени гетерогенного катализа реакций газообразных реагентов под давлением | |
JPS60232241A (ja) | 触媒層を半径方向に貫流する一様なガス分布を得るための装置 | |
CL2023000410A1 (es) | Conjunto de pared para lechos catalíticos de reactores de síntesis | |
JPS5853933B2 (ja) | 触媒装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090227 |