Способ и колонна для синтеза аммиака Советский патент 1935 года по МПК C01C1/04 

При реакции образования аммиака из азотс-водородной смеси, производимой в присутствии катализатора при температуре 450 - 600° и давлении 300 - 1000 атм. происходит энергичное выделение тепла в больших количествах 700-800 кал1кг.). Столь интенсивное выделение тепла реакции заставляет организовать в зоне катализа отвод тепла, так как в противном случае температура конвертируемого газа поднялась бы до предела, при котором процент аммиака в газе оказался бы невыгодным для выделения его из большой массы газа.

Отвод тепла осуществляется через поверхность теплопередачи, размещенную в зоне катализатора, и производится газом, идущим для синтеза, причем, как известно, весь газ, подаваемый в колонну для синтеза, используется для охлаждения зоны катализа, а затем весь поступает в катализатор, где происходит синтез аммиака.

Небольшой объем внутриколонного пространства, заключенного в толстостенный сосуд, выдерживающий большие давления, представляет .большую ценность и поэтому заставляет экономно использовать его для размещения конструктивных элементов, необходимых для -проведения синтеза.

В конструкциях практикуемых колонн имеющиеся в зоне катализа поверхности

теплопередачи, не удовлетворяют условиям синтеза, а это приводит к тому, что температура конвертируемого газа резка повышается, отчего не используется вся масса катализатора, которая при той же объемной скорости, но более низкой температуре может дать повышенный выход аммиака.

Поэтому, для создания в зоне катализа более благоприятной температуры настоящим изобретением предлагается конструкция колонны, принцип работы которой основан на том, что поверхность теплопередачи, расположенной в зоне катализа, омывается большим количеством газа против того, который поступает на катализ. Избыточное количество газа выпускается из колонны перед выходом на катализатор остального количества, причем избыточный газ, имеющий температуру газа, входящего в зону катализатора, по выходе из колонны поступает в тот же цикл, что и газ, прошедший всю колонну. Таким образом, избыточное количество газа, обращаясь в замкнутом цикле, дает возможность получить с одной колонны большее количество аммиака, чем это имело место до сих пор.

Конструкция колонны, основанная на вышеизложенном принципе, изображена на прилагаемом чертеже. Колонна состоит из корпуса 7, внутри которого разгмещены теплообменник 2 н катализатормая коробка 3. Катализаторная коробка и теплообменник покрыты слоем плотной изоляции. Газ впускается в колонну снизу и сверху через вентили 4 VL 5. Движение внутри колонны легко проследить по стрелкам.

Избыточное количество газа выпускается перед входом газа на катализатор через трубу 6, соединенную с выпускным вентилем 7, после чего он присоединяется к потоку газа, прошедшего катализатор и поступающего в систему для выделения образовавшегося аммиака.

Избыточное количество газа составит 10-IS /) от газа, поступающего в зону катализатора, а увеличение производительности колонны будет на 25-ЗО /о больше против существующей.

Данное изобретение может быть прилиенимо к конструкции практикуемых колонн, что дает возможность без затраты огромных капиталовложений, которые имеют место при сооружении заводов синтеза аммиака, повысить их производительность до .

Предмет изобретения.

1.Способ синтеза аммиака из водорода и азота под давлением с отводом тепла реакции при помощи циркулирующих газов, отличающийся тем, что для отвода тепла реакции в колонну вводят количество газов, превышающее количество, поступающее в контактное пространство.

2.Колонна для осуществления способа, означенного в п. 1, отличающаяся тем, что в верхней головке она имеет канал б, сообщающийся с полостью над контактным пространством и предназначенный для отвода из колонны избыточного газа.