КАТАЛИЗАТОРНАЯ КОРОБКА Советский патент 1968 года по МПК B01J8/02 

Изобретение относится к области производства аммиака в колоннах синтеза под высоким давлением.

Известна конструкция внутреннего устройства катализаторной коробки колонны для синтеза аммиака.

С целью упрощения конструкции катализаторной коробки, а также операций по загрузке и выгрузке катализатора, в предлагаемой коробке на центральной трубе укреплено два типа перегородок, одни из которых обращены вниз малыми основаниями, образуя кольцевой зазор с внешней перфорированной стенкой, а другие - большими, образуя кольцевой зазор с центральной трубой.

На чертеже схематически изображена предлагаемая катализаторная коробка.

Она состоит из корпуса 1, внутри которого в кольцевом пространстве, ограниченном перфорированными стенками 2 и 3, размещен катализатор 4 с теплоотводящими трубками 5 и центральной трубой 6, расположенной концентрично оси колонны. На центральной трубе укреплено два типа конических перегородок 7 и 8, одни из которых обращены вниз малыми основаниями, образуя кольцевой зазор 9 с внешней перфорированной стенкой 2, а другие - большими, образуя кольцевой зазор 10 с центральной трубой 6. Перегородки 7 и 8 чередуются между собой по высоте и имеют отверстия, через которые свободно проходят трубки 5.

Чтобы обеспечить полноту загрузки катализатором всех отсеков зоны катализа, угол наклона конических перегородок 7 и 8 к горизонтальной плоскости должен быть равен или больше угла естественного откоса гранулированного катализатора, а ширина кольцевых зазоров 9 и 10 конических перегородок с перфорированной стенкой и центральной трубой должна превышать в 8-10 раз максимальный линейный размер гранул катализатора.

При усадке катализатора в любом из отсеков катализаторной коробки будет происходить заполнение освободившегося пространства из вышерасположенных отсеков. Поэтому верхний отсек должен иметь увеличенный объем для размещения дополнительного количества катализатора, компенсирующего усадку.

Работает колонна следующим образом.

Газ снизу через патрубок 11 попадает в коллектор 12 и распределяется по теплоотводящим трубкам 5, где он нагревается, охлаждая катализатор. Выходя из верхних концов теплоотводящих трубок 5, большая часть газа поступает в центральную трубу 6, а небольшая часть проходит через слой катализатора 4. Газ выходит из центральной трубы 6 через отверстия в нижнем конце ее и проходит через катализатор 4 в обратном направлении через кольцевые зазоры 13 и 14 между перфорированными стенками 2 и 3, центральной трубкой 6 и корпусом 1. Таким образом, он проходит по зигзагообразному пути через все отсеки с катализатором в радиальном направлении. При выходе из последнего верхнего отсека зоны катализа газ смешивается с той своей частью, которая прошла через слой катализатора 4, поступает в кольцевой канал 15, образованный корпусом 1 и стенкой аппарата 16, и спускается к выходу из катализаторной коробки.

Катализаторная коробка, состоящая из корпуса внутри которого в кольцевом пространстве, ограниченном перфорированными стенками, размещен катализатор, с теплоотводящими трубками и центральной трубой, расположенной концентрично оси колонны, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции катализаторной коробки, а также операций по загрузке и выгрузке катализатора, на центральной трубе укреплено два типа перегородок, одни из которых обращены вниз малыми основаниями, образуя кольцевой зазор с внешней перфорированной стенкой, а другие - большими, образуя кольцевой зазор с центральной трубой.