Способ гетерогенного синтеза Советский патент 1991 года по МПК B01J8/04 

Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано для производства аммиака, метанола и др продуктов.

Цель изобретения - увеличение производительности и уменьшение потребления энергии.

На чертеже представлен патрон синтезирующего реактора с тремя каталитическими слоями и осевым - радиальным течением газа.

Большая часть потока 1 подаваемого газа из донной части оболочки 2 реактора проходит от донной части к верхней части вдоль воздушного пространства между оболочкой 2 и патроном 3 и затем идет к наружной стороне теплообменника 4 для предварительного нагрева горячим газом, уходящим из головной части реактора (поток 5).

Предварительно нагретый таким образом газовый поток 6, температура которого контролируется частью подаваемого газового потока 7, перемешивается с потоком 8, предварительно нагретым в теплообменнике 9, и достигает первого каталитического слоя, через который он проходит осевым-радиальным потоком с внутренней стороны наружу, собираясь в воздушном пространстве между патроном 3 и наружной стенкой 10 первого каталитического слоя, где он перемешивается со свежим потоком 11 охлаж- дающего газа Газ, перемешанный с потоком 12, имеющим меньшую температуру, достигает второго каталитического слоя, через который он проходит, вступая в реакцию и нагреваясь осевым-радиальным потоком, с наружной стороны по направлению к внутренней стороне слоя Затем горячий газ

О

VJ

-N 00

I

I

со

собирается в воздушном пространстве, образованном внутренней стенкой каталитического слоя и наружной оболочкой теплообменника 9, расположенного в центральной части второго каталитического слоя, и охлаждается, проходя от верхней части к днищу снаружи от труб теплообменника 9, в конечном итоге собираясь у выхода теплообменника 9, чтобы дойти до входа в третий каталитический слой (поток 13).

Поток свежего газа подается к донной части теплообменника 9, через которую он проходит изнутри труб, в конечном итоге соединяясь с потоком 6 и предварительно нагревая его. Поток 13 проходит посредством осевого-радиального течения снаружи к внутренней стороне через третье каталитическое основание 14, собираясь в центральном коллекторе 15, откуда через центральную перемещакпцую трубу 16 он достигает внутренней стороны труб теплообменника 4, где он охлаждается, предварительно нагревая поток перед тем, как наконец покидает конвертер, поток 5.

П р и м е р. В синтезирующем реакторе для производства 1000 Мт аммиака давление на входе реактора 140 бар.

Поток

1 7 11

8

ц

тав ков 11,8,мол

%.

66,68

22,22

4,7

4,30

2,1

Состав потока 5, мол. %;

54,68 18,22 5,38 4,92

Н2 N2

СН4

А NH3

16,80

5

0

5

0

5

Формула изобретения

1.Способ гетерогенного синтеза в реакторе с тремя слоями катализатора, предусматривающийпреимущественнорадиальное пропускание потоков газа через слои катализатора с охлаждением газа, покидающего слой катализатора, свежим газом, при этом охлаждение газа, покидающего первый слой, осуществляют потоком свежего газа, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности и уменьшения потребления энергии, через один-слой катализатора газ пропускают в направлении от внутренней стороны слоя к его наружной стороне, а через два других слоя - в направлении от наружной стороны слоя к его внутренней стороне, при этом охлаждение газа, покидающего второй слой катализатора, осуществляют косвенным охлаждением посредством теплообменника, в трубное пространство которого подают свежий газ.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что количество свежего газа, подаваемого на охлаждение, составляет по меньшей мере 20% общего количества подаваемого газа, при этом количество газа, подаваемого в трубное пространство теплообменника, составляет по меньшей мере 20% общего потока подаваемого газа.

Изобретение относится к технологии гетерогенного синтеза и позволяет увеличить производительность и уменьшить потребление энергии. В способе гетерогенного синтеза, осуществляемом в реакторе с тремя слоями катализатора, через которые пропускают потоки газа с охлаждением газа, покидающего слой катализатора, свежим газом, через один слой катализатора газ пропускают в направлении от внутренней стороны слоя к его наружной стороне, а через два других слоя - в направлении от наружной стороны слоя к его внутренней стороне, при этом охлаждение газа, покидающего второй слой катализатора, осуществляют косвенным охлаждением посредством теплообменника, в трубное пространство которого подают свежий газ. Количество свежего газа, подаваемого на охлаждение, составляет 20% от общего количества подаваемого газа, а количество газа, подаваемого в трубное пространство теплообменника, составляет 20% от общего потока подаваемого газа. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.