КОЛОННА СИНТЕЗА ПОД ДАВЛЕНИЕМ С HACftftKOH Советский патент 1969 года по МПК B01D3/26 

Известно, что синтез аммиака в промышленных условиях протекает во внутридиффузионной зоне катализатора. Уменьшение размеров зерен катализатора может значительно увеличить выход аммиака с единицы объема реакционной колонны, в ряде случаев до 150- 200%. Известные колонны синтеза под давлением с насадкой содержат теплообменник, смонтированную над -ним полку с вертикальными трубками и неподвижным катализатором, а также лылеотделяющее устройство в верхней части насадки.

Однако использование катализаторов мелкого зернения в известных колоннах с неподвижным слоем катализатора значительно увеличивает гидравлическое сопротивление колонн, ухудшает газораспределение и ведет к дальнейшему отступлению от оптимального температурного режима в продольном и поперечном сечениях колонны из-за низкой теплопроводности неподвижного слоя.

Кроме того, применение для синтеза аммиака колонн с насадкой с кипящим слоем катализатора затруднено из-за резкого увеличения реакционного объема.

Предложенная колонна отличается тем, что для повышения производительности между полкой с неподвижным катализатором и пылеотделяюшим устройством смонтированы тюлки с псевдоожижаемым катализатором н вертикальными труоками для нисходяш,его газа. На полках с псевдоожижаемым катализатором установлен змеевиковый котел для отвода тепла.

Согласно такой конструкции колонны интенсифицируется процесс синтеза аммиака, синтеза метанола и другие аналогичные процессы.

Колонна синтеза показана на чертеже. В корпусе 1 размешена насадка 2. В верхней ее части установлены полки 3 с кипящим слоем катализатора, образующего первую реакционную зону. Поверх полок находится фильтр 4, а снизу-перегородка 5, отделяющая первую реакционную зону от второй с неподвижным слоем катализатора. Иасадка заканчивается днищем 6 с неподвижным слоем катализатора.

Над насадкой расположен поверхностный теплообменник 7. Газ распределяется по сечениям колонны и реакционным зонам в первой зоне отдувочными трубами 8, соединяющими первую и вторую зоны. С другой стороны теплообменник 7 соединен с первой зоной трубами 5, а внутри него проходят трубы 10 и центральная труба 11 с электрическим подогревателем внзтри.

Газ, постуиающий на реакцию, идет по кольцевому зазору 12 в теплообменник, нагревается теплом отходящих газов и через трубы II и 9 поступает в первую реакционную зону. Пройдя через полки, а затем фильтр 4, газ

по трубам 8 поступает на неподвижный слой катализатора во второй реакционной зоне. Через кольцевой зазор между днищем и стенкой насадки 2 газ поступает в трубы 10 теплообменника и охлажденный удаляется из колонны.

Для поддержания и регулирования температурного режима колонны в первой реакционной зоне устанавливают змеевиковый котел-утилизатор или трубы для подвода холодного байпасного газа. Байпасный газ можно подавать и через центральную трубу теплообменника.

Предмет изобретения

1. Колонна синтеза под давлением с иасадкой, включающая теплообменник, смонтированную над теплообменником полку и вертикальными трубками и неподвижным катализатором и пылеотделяющее устройство, расположенное в верхней части насадки, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности, между полкой с неподвижным катализатором и пылеотделяющим устройством смонтированы полки с псевдоожижаемым катализатором и вертикальными трубками для нисходящего газа, иа полках с псевдоожижаемым катализатором установлен змеевиковый котел для отвода тепла.

2. Колонна по п. 1, отличающаяся тем, что на полках с псевдоожижаемым катализатором смонтированы обводные трубопроводы холодного циркуляционного газа.