Спосіб проведення екзотермічного гетерогенного синтезу та реактор для його здійснення

Изобретение относится к способам экзотермического гетерогенного с и н т е з а , например, аммиака и реакторам для его осуществления и позволяет повысить выход продукта. Способ э к з о т е р мического гетерогенного синтеза осуществляют путем пропускания г а з а ч е рез ряд последовательно установлен" ных слоев катализатора и парогенератор с последующим розвратом его в п о следний слой катализатора. Реактор содержит корпус, внутри которого по высоте установлен ряд слоев катализатора, и размещенный вне реактйра парогенератор с U-обраэными трубками. 2с. и 3 ч . п . ф-лы, 2 и л . Изобретение относится к способу проведения экзотермического г е т е р о генного с и н т е з а , в котором реакционный г а з проходит через ряд каталитических слоев, расположенных один над другим раздельно один относительно другого и размещенных в едином р е акторном пространстве, где г а з п о с л е прохождения одного каталитического слоя поступает в следующий к а т а литический с л о й . Целью изобретения является йовы- ( шение выхода готового продукта и производительности реактора. На фиг. 1 представлен продольный р а з р е з р е а к т о р а ; на фиг. 2 - то же, с радиальным ходом г а з а . Реактор содержит корпус 1, к а с с е ты 2 со слоями 3 - 5 катализатора. - Реактор работает следующим образом. Исходный г а з подается в реактор ч е р е з его донкую часть и проходит снизу вверх через пространство 6 м^жду внутренней частью стенки корпуса 1 и наружной частью стенки кассеты 2, что позволяет сократить до минимума температуру корпуса. Г а з , выходя из указанного п р о с т ранства в верхнем.конце кассеты, с о держащей три каталитических с л о я , п о п а д а е т в трубы газового^теплообменника 7, расположенного в центральной ' части первого каталитического слоя 3 , г д е он,предварительно нагревается (46) 2 8 . 0 2 . 9 1 . Йол. № Я ,(71) Аммония Казане С.А. (СИ) и Умберто Зарди (IT) (72) Умберто Зарди и Джорждо Пата— ни (IT) (53) 6 6 . 0 2 3 ( 0 8 8 . 8 ) 1632365 теплом горячого гл'іл, выходящего из первого ката питичес кого слоя 3. Газ проходит через первый каталитический слой 3 центростремительным потоком. ГорячиГі газ после прохождения ч е рез теплообменник 7 по внешним п о верхностям труб попадает во второй каталитический слой 4 и проходит ч е рез него в виде потока, направленно- 10 го внутрь. Горячий г а з , вступивший в реакцию во втором каталитическом слое 4 , с о бирается в попости 8 и передается через центральный трубопровод 9, р а с - j с положенный аксиально по отношению к реактору, прямо в парогенератор 10, представляющий собой систему из труб U-образной формы, где часть тепла р е акции отбирается дня производства 20 пара. Газ после отлачи тепла в о з в р а щается непосредственно в реактор ч е рез трубопровод 11, расположенный вне передающего трубопровода 9 . Газ после парогенератора непосредственно 25 питает последний каталитический слой 5, проходя черпз него в виде потока, направленного радиально вовне. Горячий реакторный г а з , выходящий из 'каталитического слоя 5, собирает— ™ ся в периферийной внешней зоне 12 к а талического слоя и вновь передается в центральную часть р е а к т о р а , проходя через пространство 13 двойного дна 14 последнего каталитического с л о я . 35 После этого газ выходит из донной части реактора через трубопровод 15. В р е а к т о р е , изображенном на фиг. 2, газ проходит через каталитические слои аксиально-радиальным потоком. . Система отбора тепла по изобретению может быть применена в реакторах с к а талитическими слоями, в которых г а зовые потоки полностью радиальные. Система может быть также использована 45 в реакторах, работающих при более низких давлениях, в которых не предусмотрено пространство 6, показанное на фиг. 1, а каталитические слои п р я мо крнтактируют с внутренней стенкой 50 корпуса 1 реактора. В этом случае горячий реакторный г а з , выходящий из каталитического слоя 5, вновь направляется в центральную часть реактора через пространстро 13, образованное между донної! час гьи последнего к а т а - 55 литического стоя и корпусом. В данном рраїл'>ро (Лиг. 2) г а з , / выходящий из трОіЬґч-о реакторного ^ 4 слоя 5, подается в парогенератор через пространство 16, образованное между стенкой кассеты 2 и новой дополнительной цилиндрической стенкой 17, вводимой рядом со стенкой 18 для распределения газа, осуществляя питание последнего каталитического слоя 5 центростремительным потоком. 'После прохождения через пространство 16 газ проходит через пространство 19 и попадает в U-образные трубы парогенератора 10. После віїхода из парогенератора 10 газ попадает в реактор через трубопровод 20, образующий пространство 19, и питает каталитический слой 5 через пространство 21, образованное закрытой донной частью 22 каталитического слоя 5 и донной частью 23, соединенной со стенкой 17. Стенка 17 в верхней части имеет крышку 24, которая предотвращает перемешивание газа, выходящего из каталитического слоя 4 с газом, питающим каталитический слой 5. Газ из каталитического слоя 5 проходит через передающий трубопровод 9 и выходит из реактора. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 1. Способ проведения экзотермического гетерогенного синтеза путем ' пропускания г а з а через ряд р а з д е л ь ных и последовательно расположенных каталитических слоев, размещенных в одном реакторном объеме, и отвода готового синтезированного г а з а , о т л и ч а ю щ и й с я тем, ч т о , с целью повышения выхода готового продукта, г а з , выходящий из предпоследнего каталитического с л о я , выводят из реакторного пространства, п р о пускают через установленный снаружи парогенератор и затем вводят в п о следний каталитический слой с п о с л е дующим отводом из реакторного пространства. 2. Способ по п . 1, о т л и ч а гащ и й с я тем, что г а з пропускают в виде аксиально-радиального или р а диального потока с внешней стороны к внутренней через каталитические слои от первого до предпоследнего, а через последний слой - в виде п о тока из 'внутренней части наружу. 3 . Реактор для проведения э к з о термического гетерогенного с и н т е з а , 1632365 нено в виде установленного по оси ревключающий корпус, в котором устаактора трубопровода, нижний конец коновлены внутренний газовый теплообторого пропущен коаксиально через выменник и корзины для каталитических ходной патрубок парогенератора, расслоев, расположенный снаружи и соедиположенного перпендикулярно оси реакненный с корпусом посредством выходтора, при этом предусмотрен второй ного патрубка парогенератор, о т л итрубопровод, коаксиальный и внешний ч а ю щ и й с я тем, что, с целью по отношению к первому трубопроводу, повышения производительности, он 5. Реактор по пп. З и 4, о т л и снабжен средством для накопления го- 1 0 ч а ю щ и й с я тем, что нижняя ка*рячего газа, выходящего из предпоталитическая корзина выполнена с следнего каталитического слоя, среддвойным дном, пространство которого ством для возврата газа после отбора служит для сбора и вывода из центральтепла в парогенераторе внутрь корпу15 ной части днища реактора газа, соса для реакции в последнем каталитибранного с периферии последнего катаческом слое и средством для вывода литического слоя. газа, собранного на периферии послед6. Реактор по пп. U и 5, о т л инего каталитического слоя в из донной ч а ю щ и й с я тем, что он снабжен части реактора. 4. Реактор по п . 3, о т л и ч а ю - 20 дополнительной стенкой, образующей щ и й с я тем, что средство для насо стенкой кассеты канал для распрекопления горячего газа после предподеления газа в последнем каталитичесследнего каталитического слоя выполком слое. BY-РШ 1632365 GAS OUTLET BY-PASS Фиг. 2 Редактор О.Спесивых Составитель Н.Кацовская Техред Л.Олийнык Корректор Н.Ревская Заказ 558 Тираж 334 Подписное В И П Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР НИИ 113035, -Москва, Ж-35, Раушская наб., д . 4/5 Проиэводственно-пз^агельский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101