Колонна синтеза аммиака Советский патент 1979 года по МПК B01J8/02 

. . 1 Изобретение относится к колоннам синтеза аммиака и, может быть использовано в химической промышленности при производстве аммиака. Известна колонна синтеза аммиака, наиболее близкая по технической сущности изобретению. Она содержит вертикальный корпус с патрубками ввода и вывода газа, внутри которого с зазором расположены теплообменник и катализаторная коробка. Последняя состоит из кожуха, двух катализаторных полок с теплообменными трубками и центральной трубы 1. Недостатком этой колонны является малая эффективность ее работы, что обусловлено наличием отклонений от оптимального температурного режима работы колонры при колебаниях в составе газа, нагрузках и изменении актив нести катализатора. Цель изобретения состоит в повшие нии эффективности работы колонны за счет стабилизации теплового режим в колонне. Это достигается благодаря тому, что в колонне синтеза аммиака, со- держащей вертикальный корпус с патру ками ввода и вывода газа, внутри которого с зазором расположены теплообменник и катализаторная коробка, состоящая из кожуха, двух катализаторных полок с теплообменными трубками и центральной трубы, согласно изобретению нижние концы теплообменных трубок катализаторных полок объединены в коллекторы, соединенные.с центральной трубой, между полками установлена присоединенная к кожуху кольцевая горизонтальная перегородка с центральным отверстием, верхняя катализаторная полкЬ размещена без зазора к кожуху катализаторной коробки, а нижняя полка - с зазором. На чертеже представлен эскиз колонны синтеза аммиака. Колонна состоит из вертикального корпусавысокого давления 1, внутри которого с зазором размещены катализаторная коробка 2 и теплообменник 3. Катализаторная коробка содержит верхнюю 4 и нижнюю 5 катализаторные полки с теплообменными трубками 6,7 с коллектированными 8, 9 в нижней части каждой полки, и центральную трубу 10,.соединяющую эти коллекторы. Между катализаторными полками установлена кольцевая горизонтальная перегородка 11 с центральным отверс3соединяющим катализаторные полости верхней 4 и нижней 5 полки. Верхняя катализаторная полка 4 расположена без зазора к кожуху катализаторной коробки 2, а нижняя 5 с зазором. Корпус содержит патрубок входа 12 и выхода 13 газа. Колонна работает следующим образом. Азотоводородная смесь, поступающая в колонну через патрубок 12 с температурой , проходит сверху вниз по кольцевому зазору между корпусом колонны 1 и кожухом катализаторной коробки 2 и поступает в межтрубное пространство теплообменника 3. Из теплообменника подогретый до 170°С газ по зазору между кожухом катализаторной коробки 2 и нижней катализаторной полкой 5 поступа:ет в теплообменные трубки 7 нижней кат лизаторной полки 5. Пройдя теплообменныэ трубки, нагретый до 380°С газ через коллектор 9 и центральную трубу 10 поступает в коллектор 8 ве ней катализаторной полки 4 и распределяется по теплообменным труб кам 6, где нагревается до 450-500 С и сначала проходит верхнюю катализа торную полку где происходит .син тез аммиака с выделением тепла, и затем через центральное отверстие в перегородке 11 поступает в нижнюю катализаторную полку 5, теплообменн 3 и выводится из колонны через патрубок 13. При этом в верхней катализаторной полке 4 поддерживается температура в пределах 450-650 С. В peaкциoннsпo зону нижней катализаторной полки 5 газ поступает с температурой 550-700°С, быстро охлаждается до 450-500°С и выходит из реакционной зоны с температурой 380 450°С. Изобретение позволяет повысить эффе{ тивность работы колонны за сче стабилий ации теплового режима. Так, в начальный период работы на азотводородной смеси стехиометрического состава с содержанием газов, не участвующих в процессе синтеза ( Аг + СН)г до 1% объема, содержании NHg на входе 0,1% (условия предкатализа), при ат. и объемной скорости 26000 ч производительность 1 м катализатора составляет 77 т. NHg/сутки. В конечный период работы на азотводородной смеси стехиометрического состава при указанных выше параметрах процесса производительность 1 м катализатора составляет 69,7 т NH,j/сутки. Формула изобретения Колонна, синтеза аммиака, содержащая вертикальный корпус с патрубками ввода и вывода газа, внутри которого с зазором расположены теплообменник и катализагорная коробка, состоящая из кожуха, двух катализа- . торнчх полок с теплообменными трубками и центральной трубы, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности работы колонны за счет стабилизации теплового режима в колонне, нижние концы теплообменных трубок катализаторных полок объединены в Коллекторы, соединенные с центральной трубой, между полками установлена присоединенная к кожуху кольцевая горизонтальная перегородка с центральным отверстием, верхняя катализаторная полкаразмещена без зазора к кожуху катализаторной коробки, а нижняя полка - с зазором. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Современное состояние производства аммиака за рубежом , Обзорная информация, ГИАП, 1966, с. 78-79, фи. 26е.