Реактор для экзотермического гетерогенного каталитического синтеза Советский патент 1993 года по МПК B01J8/04 

Изобретение относится к реактору для экзотермического гетерогенного каталитического синтеза под давлением, в частности для каталитического синтеза аммиака, метанола и т.д.

Цель изобретения - упрощение конст- руции и уменьшение затрат.

На фиг.1 представлен продольный разрез реактора с верхним вводом газа для синтеза и для охлаждения и нижним выводом прореагировавшего газа; на фиг.2 представлен продольный разрез реактора с нижним вводом газа для синтеза, и верхним вводом газа для охлаждения и выводом прореагировавшего газа.

Реактор содержит внешний кожух 1, патрон 2, слои катализатора 3,4 и 5, ограниченные наружными перфорированными

стенками 6, 7, 8 и внутренними стенками 9, 10.11. Трубопроводы для подачи охлаждающих газов к коллекторам 14,15, два ввода 17 для охлаждающего газа, теплообменник 18 газ-газ, вход 19 газа для синтеза, опору 20 для слоя 3 в верхней части слоя 4, опору 21 для слоя 4 на кольце патрона 2, электронагреватель 22, днище 23, вывод 24 для прореагировавшего газа, обвод 25 для газа входящего в реактор, третий ввод 26 для охлаждающего газа, третий коллектор - распределитель 27 охлаждающего газа, днища 28, 29, 30 корзин.

Реактор работает следующим образом.

Согласно фиг.1 охлаждающие газы входят через ввод 17 (в то время как другой вход им закрыт) и через трубопроводы 12 и 13

00

со

W

о

00

Сл

поступают на коллекторы 14 и 15 соответственно, расположенные на наружной периферии слоя 3 (что соответствует верху участка со стенкой 9) и соответственно на внутренней части слоя 4 (в верхней части 10). Поэтому один поток охлаждающего газа течет наружу, в то время как другой поток охлаждающего газа течет внутрь.

Корзина 3 опирается на опору 20, расположенную вверху слоя 4, и поэтому независима от патрона 2, в то время как указанный второй слой опирается на упаковочное кольцо 21, выполненное заодно с кожухом, таким образом легко достигается уплотнение между вторым и третьим слоем (4, 5). На фиг.1 третий слой 5 пропускает сквозь себя теплообменник 18, и реакционный газ выходит из вывода 24 через днище 23.

Согласно фиг.2 газ для синтеза вводят через днище 23. прореагировавший газ выводят через вывод 24, третье средство охлаждения 26 вводит холодный газ в кольцевое пространство выше первого слоя 3 катализатора, и теплообменник 18 проходит через оба слоя катализатора 4 и 3.

Формула изобретения 1. Реактор для экзотермического гетерогенного каталитического синтеза под давлением в частности аммиака, метанола, включающий наружный корпус, днище, внутренний наполнительный патрон с размещенными внутри него тремя слоями катализатора, расположенными в корзинах, образованных концентрически установленными перфорированными цилиндрическими стенками, средства для регулирования и передачи тепла реакции, включающие теплообменник газ-газ, охлаждающие коллекторы и корзины с катализатором, установленные с зазором относительно внутренней стенки наполнительного патрона, о т л и ч аю щ и и с я тем, что по крайней мере первая концевая корзина установлена на промежуточной корзине, которая опирается на уп- лотнительное кольцо, закрепленное на внутренней стенке наполнительного патрона, при этом днища указанных двух корзин имеют вогнутость, противоположную по отношению к кривой профиля днища реактора, один из охлаждающих коллекторов размещен в первом конечном слое между

наружной стенкой корзины и внутренней поверхностью наполнительного патрона, второй охлаждающий коллектор помещен в промежуточном слое внутри внутренней цилиндрической стенки, образующей корзину.

а теплообменник расположен по центру по крайней мере внутри цилиндрической стенки на выходе горячего прореагировавшего газа из реактора.

2, Реактор по п.1,отличающийся

Тем, что теплообменник газ-газ расположен в нижнем слое, при этом средства для подачи синтез-газа и охлаждающего газа расположены вверху, а вывод прореагировавшего газа расположен внизу,

з. Реактор по п. 1,отличающийся тем, что теплообменник газ-газ расположен в верхнем слое с коллектором охлаждения на его наружном периметре и в промежуточном слое с охлаждающим коллектором внутренней стенки корзины, при этом средства для подачи синтез-газа расположены внизу, а средства для подзчи газа для охлаждения и вывод прореагировавшего газа - вверху.

Фи.{

19 f8

15

гз

го

Фиг.1

Реактор содержит кожух, образующий наполнительный патрон, практически независим от коррозии с катализатором, при этом по крайней мере первая концевая корзина опирается на промежуточную корзину, которая в свою очередь опирается на упаковочное кольцо, выполненное заодно с указанным кожухом наполнительного патрона, при этом днище обеих указанных корзин, соединенных вместе изогнуто противоположно по отношению к кривой изгиба на днище реактора. В указанном первом концевом слое помещен коллектор между наружной стенкой корзины и внутренней поверхностью кожуха наполнительного патрона. В промежуточный слой помещен коллектор внутри внутренней цилиндрической стенки, образующей корзину. Теплообменник газ/газ помещен в центральном положении внутри цилиндрической стенки, по крайней мере корзины с катализатором, которая находится ближе всего к выходу реактора для горючего прореагировавшего типа газа. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. сл