Изобретение относится к способу проведения экзотермического гетерогенного синтеза, в котором реакционный газ проходит через ряд каталитических слоев, расположенных один над другим раздельно один относительно другого и размещенных в едином реакторном пространстве, где газ после прохождения одного каталитического слоя поступает в следующий каталитический слой.
Целью изобретения является Новы- шение выхода готового продукта и производительности реактора.
На фиг. 1 представлен продольный разрез реактора; на фиг. 2 - то же, с радиальным ходом газа.
Реактор содержит корпус 1, кассеты 2 со слоями 3-5 катализатора.
Реактор работает следующим образом.
Исходный газ подается в реактор через его донную часть и проходит снизу вверх через пространство 6 между внутренней частью стенки корпуса 1 и наружной частью стенки кассеты 2, что позволяет сократить до минимума тем- . пературу корпуса.
Газ, выходя из указанного пространства в верхнем-конце кассеты, содержащей три каталитических слоя, подпадает в трубы газового теплообменника 7, расположенного в центральной части первого каталитического слоя 3, где он.предваритепьно нагревается
теплом горячего глча, выходящего из первого каталитического слоя 3. Газ проходит через первым каталитический слой 3 центростремительным потоком.
Горячий газ после прохождения через теплообменник 7 по внешним поверхностям труб попадает во второй каталитический слой 4 и проходит через него в виде, потока, направленного внутрь.
Горячий газ, вступивший в реакцию во втором каталитическом слое 4, собирается в полости 8 и передается
После выхода из парогенератора 10
через центральный трубопровод 9, газ попадает в реактор через трубо20
25
35
положенный аксиально по отношению к реактору, прямо в парогенератор 10, представляющий собой систему из труб и-образнон формы, где часть тепла реакции отбирается для производства пара. Газ после отдачи тепла возвращается непосредственно в реактор через трубопровод 11, расположенный вне передакичего трубопровода 9. Газ после парогенератора непосредственно питает последний каталитический слой 5, проходя через него в виде потока, направленного радиально вовне.
Горячий реакторный газ, выходящий из Каталитического слоя 5, собирает- ,Q ся в периферийной внешней зоне 12 ка- талического слоя и вновь передается в центральную часть реактора, проходя через пространство 13 двойного дна 14 последнего каталитического слоя. После этого газ выходит из донной части реактора через трубопровод 15.
В реакторе, изображенном на фиг. 2, газ проходит через каталитические слои аксиально-радиальным потоком.,,.
Система отбора тепла по изобретению может быть применена в реакторах с каталитическими слоями, в которых газовые потоки полностью радиальные. Система может быть также использована в реакторах, работающих при более низких давлениях, в которых не предусмотрено пространство 6, показанное на фиг-. 1, а каталитические слои прямо контактируют с внутренней стенкой корпуса 1 реактора. В этом случае горячий реакторный газ, выходящий из каталитического слоя 5, вновь направляется в центральную часть реактора через пространство 13, образованное между донной часгью последнего ката- литического сто, ч корпусом.
R данном рракп ро (фиг. 2) газ, / выходящий из третым о реакторного
провод 20, образующий пространство 19, и питает каталитический слой 5 через пространство 21, образованное закрытой донной частью 22 каталитического слоя 5 и донной частью 23, соединенной со стенкой 17.
Стенка 17 в верхней части имеет крышку 24, которая предотвращает перемешивание газа, выходящего из каталитического слоя 4 с газом, питающим каталитический слой 5. Газ из каталитического слоя 5 проходит через передающий трубопровод 9 и выходит из реактора.
Формула изобретения
1.Способ проведения экзотермического гетерогенного синтеза путем пропускания газа через ряд раздельных и последовательно расположенных каталитических слоев, размещенных
в одном реакторном объеме, и отвода готового синтезированного газа, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода готового продукта, газ, выходящий из предпоследнего каталитического слоя, выводят из реакторного пространства, про 45 пускают через установленный снаружи парогенератор и затем вводят в последний каталитический слой с последующим отводом из реакторного пространства.
2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что газ пропускают
в виде .аксиально-радиального или радиального потока с внешней стороны к внутренней через каталитические слои от первого до предпоследнего, а через последний слой - в виде потока из внутренней части наружу.
3.Реактор для проведения экзотермического гетерогенного синтеза,
50
323654
слоя 5, подается в парогенератор через пространство 16, образованное между стенкой кассеты 2 и новой допол- - нительной цилиндрической стенкой 17, вводимой рядом со стенкой 18 для распределения газа, осуществляя питание последнего каталитического слоя 5 центростремительным потоком. Ю После прохождения через пространство 16 газ проходит через пространство 19 и попадает в U-образные трубы парогенератора 10.
После выхода из парогенератора 10
5 газ попадает в реактор через трубо
.
провод 20, образующий пространство 19, и питает каталитический слой 5 через пространство 21, образованное закрытой донной частью 22 каталитического слоя 5 и донной частью 23, соединенной со стенкой 17.
Стенка 17 в верхней части имеет крышку 24, которая предотвращает перемешивание газа, выходящего из каталитического слоя 4 с газом, питающим каталитический слой 5. Газ из каталитического слоя 5 проходит через передающий трубопровод 9 и выходит из реактора.
Формула изобретения
1.Способ проведения экзотермического гетерогенного синтеза путем пропускания газа через ряд раздельных и последовательно расположенных каталитических слоев, размещенных
в одном реакторном объеме, и отвода готового синтезированного газа, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода готового продукта, газ, выходящий из предпоследнего каталитического слоя, выводят из реакторного пространства, про- пускают через установленный снаружи парогенератор и затем вводят в последний каталитический слой с последующим отводом из реакторного пространства.
2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что газ пропускают
в виде .аксиально-радиального или радиального потока с внешней стороны к внутренней через каталитические слои от первого до предпоследнего, а через последний слой - в виде потока из внутренней части наружу.
3.Реактор для проведения экзотермического гетерогенного синтеза,
5163
включающий корпус, в котором установлены внутренний газовый теплообменник и корзины для каталитических слоев, расположенный снаружи и соеди- ненный с корпусом посредством выходного патрубка парогенератор, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, он снабжен средством для накопления го- рячего газа, выходящего из предпоследнего каталитического слоя, средством для возврата газа после отбора тепла в парогенераторе внутрь корпуса для реакции в последнем каталити- ческом слое и средством для вывода газа, собранного на периферии последнего каталитического слоя, из донной части реактора.
4. Реактор по п. 3, отличаю- щ и и с я тем, что средство для накопления горячего газа после предпо - следнего каталитического слоя выполнено в виде установленного по оси реактора трубопровода, нижний конец кб- торого пропущен коаксиально через выходной патрубок парогенератора, расположенного перпендикулярно оси реактора, при этом предусмотрен второй трубопровод, коаксиальный и внешний по отношению к первому трубопроводу.
5.Реактор по пп. 3 и 4, отличающийся тем, что нижняя талитическая корзина выполнена с двойным дном, пространство которого служит для сбора и вывода из центральной части днища реактора газа, собранного с периферии последнего каталитического слоя.
6.Реактор по пп. 4 и 5, отличающийся тем, что он снабжен дополнительной стенкой, образующей со стенкой кассеты канал для распределения газа в последнем каталитическом слое.
Изобретение относится к способам экзотермического гетерогенного синтеза, например, аммиака и реакторам для его осуществления и позволяет повысить выход продукта. Способ экзотер-- мического гетерогенного синтеза осуществляют путем пропускания газа через ряд последовательно установленных слоев катализатора и парогенератор с последующим возвратом его в последний слой катализатора. Реактор содержит корпус, внутри которого по высоте установлен ряд слоев катализатора, и размещенный вне реактбра парогенератор с U-образными трубками. 2с. и 3 я.п. ф-лы, 2 ил. I
ФиеЛ
Ш OUTLET
Фиг. 2
