Спосіб модернізації “на місці” реактора гетерогенного екзотермічного синтезу, реактор для проведення екзотермічного гетерогенного синтезу та спосіб проведення високопродуктивного гетерогенного екзотермічного си

1. Спосіб модернізації "на місці" реактора гетерогенного екзотермічного синтезу, який включає зовнішній корпус з численними шарами каталізатора, які накладають один на одний в обопільному просторовому відношенні, при цьому у верхній частині корпусу, яка займає приблизно до 20-50% його внутрішнього простору, розміщують принаймні перший шар каталізатора, який завантажують першим каталізатором з заздалегідь визначеною активністю, при цьому згадані шари каталізатора забезпечують засобами для подавання крізь них потоку реагуючих газів, який відрізняється тим, що надалі розміщують численні шари каталізатора у нижній частині корпусу, яка займає приблизно до 50-80% його внутрішнього простору, при цьому шари каталізатора розміщують паралельно один одному та завантажують їх другим каталізатором з 2 (19) 1 3 75563 4 реагуючих газів, який відрізняється тим, що в няється тим, що додатково подають реакційну нижній частині корпусу розміщені паралельно один суміш з принаймні першого шару каталізатора у одному численні шари каталізатора. верхній частині згаданого корпусу до численних 8. Реактор за п. 7, який відрізняється тим, що шарів каталізатора, розміщених взаємопаралельзгадані шари каталізатора у нижній частині корпуно один одному в нижній частині корпусу, забезпесу виготовлені з обопільними вертикальними газочують протікання згаданої реакційної суміші в згапроникними стінками для впуску і випуску газів. даних шарах каталізатора у згаданій нижній 9. Реактор за п. 7, який відрізняється тим, що частині корпусу крізь каталізатор, що має більшу згадані шари каталізатора у нижній частині корпуреакційну активність по відношенню до активності су виготовлені з газопроникною поверхнею для каталізатора, завантаженого у згаданий принаймні впуску реагуючих газів для сполучення рухливої перший шар каталізатора, після чого вивільняють речовини із згаданим принаймні першим шаром з реактора продукти реакції, що залишають згадані каталізатора у верхній частині корпусу, та з газопшари каталізатора у згаданій нижній частині корроникною поверхнею для випуску відреагованих пусу. 12. Спосіб за п. 11, який відрізняється тим, що газів для сполучення рухливої речовини з одним і тим же патрубком випуску газів. згадану реакційну суміш спрямовують у згадані 10. Реактор за п. 7, який відрізняється тим, що в шари каталізатора у нижній частині корпусу крізь корпусі розміщені п'ять шарів каталізатора: пермасу каталізатора з рутенію на графітовій основі. 13. Спосіб за п. 11, який відрізняється тим, що ший та другий шари - у згаданій верхній частині корпусу, третій, четвертий та п'ятий шари, відповіспрямовують першу порцію згаданої реакційної дно, - взаємопаралельно один одному у згаданій суміші в верхню частину згаданої нижньої частини нижній частині корпусу. корпусу, яку реагуючі гази перетинають по суті 11. Спосіб екзотермічного гетерогенного синтезу з аксіальним рухом крізь перший каталізатор із зависоким виходом продукту, за яким подають газові здалегідь визначеною активністю, а другу порцію реагенти у реактор синтезу, в корпусі якого розмізгаданої реакційної суміші спрямовують крізь часщують численні взаємонакладені шари каталізатину згаданих шарів, що залишається, заповнену тора в обопільному просторовому відношенні, каталізатором з більшою активністю, ніж перший проводять реакцію між згаданими газовими реагекаталізатор, яку газові реагенти перетинають по нтами у згаданих шарах каталізатора, який відрізсуті радіальним рухом. Даний винахід відноситься до галузі хімічної технології, зокрема до способу модернізації «на місці» реактора гетерогенного екзотермічного синтезу, який складається із зовнішнього корпусу, що включає численні шари каталізатора, накладені в обопільному просторовому відношенні, а також до реактору для проведення екзотермічного гетерогенного синтезу та способу проведення високопродуктивного гетерогенного екзотермічного синтезу. Більш спеціально, винахід відноситься до способу модернізації реактора повністю відкритого типу, що включає таку попередню стадію: забезпечення принаймні першого шару каталізатора у верхній частині згаданого корпусу; при цьому згаданий принаймні перший шар завантажується першим каталізатором, що має заздалегідь визначену активність. У наступному описі та у наступних пунктах формули винаходу, термін "модернізація" спрямовано на те, щоб означати модифікацію вже існуючого реактора для того, щоб покращати його ефективність, отже щоб отримати, наприклад, більше виробничої потужності та/або виходу продукту конверсії в порівняні до характеристик нового виготовленого реактора. У термінології галузі, цей тип модернізації також посилається на терміни: ретрофітінг (переобладнання) або ривемпінг (переналагодження). У наступному описі та у наступних пунктах формули винаходу термін: "верхня частина корпусу", спрямований на те, щоб означати простір усередині корпусу, визначений у його верхній частині. Більш того, верхня частина звичайно займає приблизно до 20-50% внутрішнього простору корпусу. Навпаки, ті 50-80%, що залишаються у внутрішньому просторі корпусу, визначені у його нижній частині і відсилаються до терміну "нижня частина". Більш того, у галузі, термін "повністю відкритий реактор" звичайно спрямовано на те, щоб означати реактор, що включає зовнішній корпус, котрий закривається зверху покривним ковпаком, діаметр котрого по суті співвіднесено до діаметра корпусу. Згідно з подальшим аспектом винаходу, даний винахід так же стосується реактора, як і процесу, щоб виконувати екзотермічний гетерогенний синтез. Як вже відомо у галузі екзотермічного гетерогенного синтезу та, більш того, у виробництві аміаку та метанолу, важливо задовольнити подвійну вимогу, тобто, з одного боку - збільшити виробничу потужність вже існуючих реакторів синтезу, та з іншого боку, щоб мати поліпшення з точки зору виходу продукту конверсії та зменшення енерговитрат. З метою, що відповідає вищезгаданій вимозі, так звана техніка модернізації вже існуючих реакторів все більше заявляє про себе в даній галузі, оскільки прагнуть до уникання дорогої заміни останніх з вищеназваних (існуючих реакторів), при цьому досягається, одночасно, максимальний вихід продукту конверсії та мінімальні енерговитрати порівняно до наявної зони реакції. 5 75563 6 С цією метою, патентна заявка ЕР-0 931 586 версії та потужність по відношенню до досяжного описує спосіб модернізації, котрий грунтується на способу модернізації згідно з існуючим рівнем техзаміні шару або шарів каталізатора вже існуючого ніки, з низькими експлуатаційними коштами та реактора новими шарами, краще радіального або низькими енерговитратами. аксіально-радіального типу. Зокрема, згаданий Вищезгадана проблема вирішується завдяки спосіб грунтується на забезпеченні найнижчого способу типу згаданого раніше, який відрізняється шару каталізатора в корпусі, що має малий об'єм тим, що він включає наступні стадії: реакції, котрий завантажується специфічним ката- забезпечення численних шарів каталізатора лізатором що має високу активність, наприклад, у нижній частині корпусу, розташованих паралелькаталізатор, оснований на рутенії з графітовою но один одному; основою. - завантаження шарів каталізатора у нижній Хоча вищезгаданий спосіб модернізації є частині корпусу другим каталізатором, що має бісприятливим, у деякому відношенні, для так звальшу активність, ніж перший каталізатор, завантаних реакторів типу Келлогга (Kellogg) або вузьких жений у згаданий принаймні перший шар. (bottleneck) реакторів, це не є придатним для виВигідно те що, спосіб згідно з даним винахоконання у вже існуючих реакторах екзотермічного дом дозволяє отримати значно більш ефективний гетерогенного синтезу повністю відкритого типу. реактор у термінах виходу продукту конверсії та Зокрема, у реакторах повністю відритого типу, отже, збільшення виробничої потужності, завдяки вищезгаданий спосіб не дозволяє використовувазавантаженню каталізатора високої активності у ти відносно велику кількість каталізатора високої всю його нижню частину. Зовнішня будова реактоактивності, таким чином обмежуючи вихід продукра залишається незмінною. ту конверсії та збільшення потужності, до чого праЦе стає можливим дякуючи забезпеченню бігнуть при модернізації існуючого реактора. льшості шарів каталізатора розміщених паралельФактично, у цьому випадку, цей спосіб не доно одне одному у нижній частині реактора. зволяє оптимальне використання каталізатора У такий спосіб, є переважно можливим ексвисокої активності в зоні реакції у нижній частині плуатувати зону реакції, визначену всередині нижреактора, де реакція конверсії звичайно проходить ньої частини реактора, найліпшим чином, роздіважче. ляючи її на кілька шарів, що мають такі розміри, Це є завдяки факту, що структура та розміри щоб бути пристосованими до розміщення каталішарів каталізатора у реакторах повністю відкритозатора високої активності без того, щоб його пошго типу, котрі звичайно мають співвідношення викодити. Все це дає у повній мірі перевагу для висота/діаметр вище чим 8 (на відміну від вузьких ходу продукту конверсії та виробничої потужності реакторів, де згадане співвідношення приблизно існуючого реактора. дорівнює 4) - не підходять для завантаження катаВигідно те що, шари каталізатора у нижній чалізатором, що має високу реакційну активність, стині корпусу розміщено паралельно таким чином, отже це вимагає користування звичайним каталіщо їх експлуатаційне можна порівняти з єдиним затором з низькою активністю. великим шаром, наприклад того типу, що у реакУ цьому відношенні, треба зауважити що, на торах, які мають бути модернізованими, але з вивідміну від традиційних каталізаторів, каталізатори щою реакційною активністю та набагато зниженим що мають високу реакційну активність, наприклад навантаженням на каталізатор. тип, базований на рутенії, є легкими та звичайно Більш того, використання каталізатора високої мають особливо крихку структуру, не вельми тривактивності у всій нижній частині реактора дозволяє ку до механічного напруження. експлуатацію у згаданій частині при нижчих темТому, каталізатори високої активності мають пературах, порівняно до звичайних, отже заощатенденцію руйнуватися, таким чином втрачаючи джуючи також експлуатаційні кошти та енерговитсвою ефективність, якщо вони піддаються нищіврати по відношенню до вищезгаданого способу ним силам, породженим каталітичною масою всеіснуючого рівня техніки. редині вищезгаданих шарів. Ці сили виникають із Бажано, щоб шари каталізатора у нижній часзмінами температури газів-реагентів так же, як і тині корпусу завантажували каталізатором, базовнаслідок циклів нагріву та охолодження, котрим ваним на рутенії на графітовій основі, оскільки цей піддаються згадані шари. Це явище особливо наотип каталізатора має високу реакційну активність чне у шарі або шарах каталізатора, розміщених у та, водночас, тривалий строк експлуатації. Фактинижній області реакторів повністю відкритого типу. чно, цей каталізатор не схильний до старіння та З цього витікає, що спосіб модернізації існуюмає відмінну стійкість до температури та тиску за чих реакторів гетерогенного екзотермічного синтеумов експлуатації, що наявні всередині реактора. зу згідно з існуючим рівнем техніки не дозволяє До того ж, згідно з особливим та сприятливим поки що найліпше експлуатувати потенційні можвтіленням даного способу модернізації, забезпеливості каталізаторів з високою реакційною активчуються п'ять шарів каталізатора. Перший та друністю у реакторах повністю відкритого типу, негий шар каталізатора - у верхній частині корпусу, зважаючи на те, що потреба підвищити вихід та, відповідно, третій, четвертий та п'ятий шари продукту конверсії та потужність цих реакторів все каталізатора розміщено паралельно одне одному більше відчувається у даній галузі. у нижній частині корпусу. Задача, що лежить в основі даного винаходу, Таким чином, покращуються як кінетична конполягає у забезпеченні способу модернізації реакфігурація реактора, так і використання наявних зон тора гетерогенного екзотермічного синтезу, що реакції. дозволяє відчутно збільшити вихід продукту кон 7 75563 8 Вираз "об'єм реакції", спрямовано, щоб ознакотре не є газопроникним, щоб дозволити аксіальчати об'єм шару каталізатора зайнятого каталізано-радіальному протіканню газових реагентів в тором та отже, простір всередині шару, де фактишари. Дно 9 останнього шару каталізатора 7с тачно відбувається реакція синтезу. кож співвідноситься з дном патрона 6. Перервна Згідно з подальшим аспектом винаходу, також лінія показана у відповідності із верхом шарів казабезпечено процес для того, щоб виконувати талізатора 7а-7с відділяє верхній рівень, досягнуекзотермічний гетерогенний синтез з високим витий каталізатором всередині шарів, та, разом із ходом продукту, такого типу, що включає стадії: боковими стінками 8 та дном 9, це визначає об'єм - подавання газових реагентів до реактора сиреакції згаданих шарів. Між патроном 6 та корпунтезу, що включає корпус який підтримує численні сом 2 утворюється по суті кільцеподібний простір накладені шари каталізатора в обопільному прос10, і він простягається від патрубка 4 до камери торовому відношенні; збирання 11 реагуючих газів, що визначається між - реагування згаданих газових реагентів у згаковпаком 3 та верхньою частиною патрону 6. Проданих шарах каталізатора; котре відрізняється стір 10, котрий перетинається холодними реагуютим, що воно далі включає стадії: чими газами, має функцію захисту корпусу 2 від- подавання реакційної суміші з принаймні високих температур реакції, що досягаються всепершого шару каталізатора, який простягається в редині реактора 1 та, одночасно, це підігріває гаверхню частину згаданого корпусу, до численних зові реагенти. Згодом, підігрів газових реагентів шарів каталізатора, розміщених паралельно одне завершується всередині, відповідно, двох газоодному в нижній частині корпусу; газових теплообмінників 12 та 13, котрі звичайним - протікання згаданої реакційної суміші у згаспособом підтримуються всередині шарів каталідані шари каталізатора у нижній частині корпусу затора 7а та 7b. Потім, забезпечується трубопрочерез каталізатор, що має більшу реакційну активвід 14, щоб доставити газові реагенти з камери 11 ність по відношенню до активності каталізатора, до дна 13а теплообмінника 13, котрий є у сполузавантаженого у згаданий принаймні перший шар ченні рухливої речовини з входом першого шару каталізатора; вивільнення з реактора синтезу прокаталізатора 7а через труби обмінників 13 та 12. дуктів реакції, що залишають згадані шари каталіТеплообмінники 12 та 13 обопільне послідовно затора у нижній частині корпусу. зв'язуються з боку труби, наприклад через лабіриХарактеристики та переваги даного винаходу нтове з'єднання 13b. Підігрів газових реагентів стануть зрозумілими з наступного показового та виконується через непрямий теплообмін з гарячине-обмежувального опису втілення винаходу, з ми газами, що залишають шари каталізатора 7а та посиланням на додані фігури. 7b, котрі, у свою чергу, охолоджуються. Навпаки, Короткий опис фігур. продукти реакції, що лишають останній шар катаНа фігурах: лізатора 7с, є не охолодженими. Реактор 1 далі - Фігура 1 показує вид подовжнього перерізу включає трубопроводи 15 та розподілювачі 16, реактора повністю відкритого типу для виконання котрі мають тороїдальну форму, для введення екзотермічного гетерогенного синтезу згідно з іспрохолодних або " охолоджуючих" реагуючих газів нуючим рівнем техніки; вище за . потоком першого шару каталізатора 7а з - Фігура 2 показує вид подовжнього перерізу метою контролю температури газів, що вступають реактора, отриманого модифікацією реактора на до реакції. фігурі 1 способом модернізації згідно з даним виНарешті, трубопровід або колектор 17, котрий находом. простягається коаксіальне до останнього шару Докладний опис переважного втілення каталізатора 7b, забезпечується в реакторі 1 для Посилаючись на фігуру 1, позначка 1 звертавилучення продуктів реакції з такого шару каталіється в цілому до реактора повністю відкритого затора та остаточного вивільнення з реактора 1 типу згідно з попереднім рівнем техніки, призначечерез патрубок 5. ного для того, щоб виконувати екзотермічний геНа фігурі 1, стрілки F показують різноманітні терогенний синтез при високому тиску та темперашляхи газу по простору 10, через шари 7а-7с та турі (50-300 бар, 300-550оС), наприклад для теплообмінники 12-13. виробництва аміаку. Реактор 1 включає трубчасФігура 2 показує в цілому реактор для екзотетий чохол або корпус 2, котрий закривається зверрмічного гетерогенного синтезу, отриманий при ху покривним ковпаком 3, що має діаметр, котрий модифікації реактора на фігурі 1 згідно із способом по суті відповідає діаметру корпусу 2. Останній з модернізації даного винаходу. На цій фігурі, деталі вищеназваних забезпечується на нижньому кінці реактора 1, чия будова або функція еквівалентні відповідними патрубками 4 та 5 для впуску реагупо відношенню до деталей, раніше показаних на ючих газів та випуску відреагованих газів. Патрон фігурі 1, будуть показані тими же позначками та не 6, що включає - на прикладі фігури 1 - три шари будуть далі описуватися. каталізатора 7а, 7b та 7с, накладених та у обопіДаний винахід не обмежений модернізацією льному просторовому відношенні, підтримується реакторів повністю відкритого типу з покривним відомим способом всередині корпусу 2. Кожен ковпаком, який по суті має той же діаметр як і корвнутрішній шар каталізатора 7а-7с є звичайним пус, але він буде спроможний вигідно запроваджузалізним каталізатором (магнетит) малої грануловатися для модернізації будь-якого типу реактора метрії (на фігурі не показано). Шари каталізатора екзотермічного гетерогенного синтезу з одним або 7а-7с відкриті у верхній частині та забезпечені габільшою кількістю шарів каталізатора, і отже, тазопроникними боковими стінками, показані переркож для модернізації на місці реакторів так званого вними лініями з позначкою 8, так же, як і дном 9, 9 75563 10 типу Келлогга або вузького типу, тобто, з кришкою, ційною активністю у всій нижній частині корпусу, що має діаметр менше ніж діаметр корпусу. де швидкість реакції значно нижча, ніж у верхній Згідно з попередньою стадією даного способу, частині, завдяки забезпеченню у такій частині чиспатрон 6 реактора 1 раніше спорожняється від ленних шарів належним чином фракціонованого його вмісту, і перший шар каталізатора 18 та друкаталізатора, розміщених паралельно одне одногий шар каталізатора 19 - нижче першого - розміму. щуються всередині його у верхній частині 2а корЯк показано на фігурі 2, згідно з особливо пусу 2. Шари каталізатора 18 та 19 еквівалентні сприятливим втіленням способу даного винаходу, шарам 7а та 7b реактора згідно з існуючим рівнем оптимальний розподіл об'ємів реакції і, отже, кататехніки на фігурі 1. лізатора (як звичайного типу, так і типу з високою У подальшій стадії даного способу модернізаактивністю) досягається за допомогою забезпеції, більшість шарів каталізатора 20-22 переважно чення двох шарів каталізатора 18 та 19 послідовно забезпечується в нижній частині 2b корпусу 2, і такі у верхній частині 2а корпусу 2, та трьох шарів кашари розміщуються паралельно одне одному. талізатора 20-22 паралельно у нижній частині 2b. До того ж, згідно з винаходом, перший каталіУ будь-якому випадку, число шарів каталізатозатор (на фігурі не показано), що має заздалегідь ра всередині реактора 1 може відрізнятися від визначену активність, завантажується в перший та показаного на фігурі 2, згідно з структурними харадругий шар каталізатора, 18 та 19, відповідно, у ктеристиками реактора, що має бути модернізоватой час, як другий каталізатор (на фігурі не поканий, та з умовами експлуатації. Наприклад, можзано), має вищу реакційну активність по відношенливо забезпечити від 2 до 5 шарів каталізатора в ню до першого каталізатора, завантаженого в інші нижній частині 2b корпусу 2, завантаженого каталішари, завантажується в шари каталізатора 20-22 у затором, що має високу реакційну активність. нижній частині 2b корпусу 2. Згідно з подальшою характеристикою даного Каталізатор першого типу, завантажений в винаходу, кожний шар каталізатора 20-22 у нижній шари 18 та 19, складається, наприклад, із звичайчастині 2b корпусу 2, забезпечується засобами ного базованого залізі каталізатора малої гранупо суті відомими - для отримання радіального або лометрії (магнетит), у той час, як каталізатор друаксіально-радіального потоку газу через ці шари. гого типу, завантажений в шари каталізатора 20Згадані засоби можуть, наприклад, включати на22, є переважно базований на рутенії каталізатор, лежним чином перфоровані протилежні газопрота краще, каталізатор, базований на рутенії на никні стінки 23 для впуску та випуску газу, та дно графітовій основі. Реакційна активність каталіза24, котре не є газопроникним. В такий спосіб, тора, а саме останнього з вищеназваних, звичайно втрати завантаження, спричиненого потоком реакє в інтервалі між п'ятьма та двадцятьма разами ційної суміші крізь шари каталізатора 20-22 перепорівняно з активністю звичайного базованого на важно зменшуються, таким чином зменшуючи тазалізі каталізатора. С цією метою, шари 20-22 накож енерговитрати та кошти на експлуатацію. лежним чином з'ясовуються за розміром, так щоб Засоби цього типу для реалізації аксіальновмістити каталізатор високої активності без його радіального газового потоку всередині шарів катапошкодження. Згідно з дослідженнями, виконанилізатора описуються, наприклад, у патенті США ми заявником, краще щоб висота згаданих шарів 4,755,352, опис котрих тут включено як посилання. каталізатора не перевищувала 4 метрів, так щоб У випадку аксіально-радіального потоку через тиск або руйнівна сила, що діють на каталізатор шари каталізатора 20-22, можливо отримати опвсередині, перебували в межах допустимих інтертимальне використання каталітичної маси з висовалів. Наприклад, особливо сприятливі результати кою реакційною активністю, так що всі частини досягались з шарами каталізатора 20-22 у нижній каталізатора піддаються реакційній суміші та жодчастині модернізованого реактора 1, що мав висона з них не буває невикористаною, що викликало б ту між 2,5 та 3,5 метрами. втрату виходу продукту реакції та інвестиційних Дякуючи стадіям забезпечення нижньої частикоштів. ни корпусу численними шарами каталізатора, та Переважно, як зазначено на фігурі 2, шари казавантаження згаданих шарів каталізатором висоталізатора 20-22 у нижній частині 2b корпусу 2 кої активності, можливо отримати збільшення вивключають відповідну газопроникні поверхні для ходу продукту конверсії до 130% по відношенню впуску реагуючих газів, відісланих зовнішніми гадо виходу продукту, досяжного у реакторі на фігурі зопроникними боковими стінками 23. Стінки 23 1. Більш того, також досягаються заощадження з знаходяться у сполученні рухливої речовини з точки зору коштів експлуатації та енерговитрат. другим шаром каталізатора 19 у верхній частині 2b Таке збільшення виходу продукту, котрий перевакорпусу 2. Більше того, шари каталізатора 20-22 жно приводить до значного збільшення виробничої включають відповідні газопроникні поверхні для потужності модернізованого реактора, цілком вивипуску реагуючих газів, відісланих внутрішніми правдовує інвестиційні кошти, необхідні, щоб вигазопроникними боковими стінками 23, що знахоконати спосіб модернізації згідно з даним винаходяться у сполученні рухливої речовини з колектодом, зокрема витрату використання каталізатора, ром 17 для випуску газів. Крім того, будучи надщо має високу реакційну активність, наприклад, звичайно легким та крихким, каталізатор з високою каталізатора з рутенію, котрий тепер коштує значреакційною активністю, наприклад типу базованоно більше, ніж звичайний каталізатор з низькою го на рутенії на графітовій основі, є також дуже активністю. Переваги, що надані даним винахочутливим до температури. Фактично, було відзнадом, головним чином можуть бути віднесені до чене те що, на відміну від звичайних каталізаторів факту використання каталізатора з високою реакз низькою реакційною активністю, якщо каталіза 11 75563 12 тор високої активності нагрівається до температур Згідно з подальшим аспектом даного винахопонад 450°С під час екзотермічної реакції синтезу, ду, реактор для виконання екзотермічного гетеровін зазнає безповоротних пошкоджень завдяки генного синтезу, може бути отриманий шляхом реакції метанування між вуглецем графіту та водвищезгаданого способу модернізації, або він може нем, присутнім у реакційній суміші. бути вигідно виготовлений як новий ("бренд"). С цією метою, у прикладі на фігурі 2 з аксіальЗ цією метою, реактор 1, що включає зовнішно-радіальними шарами каталізатора, було виявній корпус 2 та принаймні перший шар каталізатолено, що ліпше завантажити шари каталізатора ра 18-19, котрий простягається у верхній частині 20-22 у нижній частині 2b корпусу 2 першим ката2а корпусу 2, відрізняється тим, що він далі вклюлізатором, що має заздалегідь визначену активчає більшість шарів каталізатора 20-22, розміщеність - наприклад, каталізатором, базованим на них паралельно одне одному у нижній частині 2b залізі (магнетит) - у верхній частині 25 згаданих корпусу 2. шарів, які перетинаються реагуючими газами по Характеристики та переваги реактора, отрисуті аксіальним рухом, та другим каталізатором, маного вищезгаданим способом модернізації та що має більшу активність, ніж перший каталізатор описані з посиланням на фігуру 2 всі можуть бути - наприклад рутеній на графітовій основі - у частизнайдені також у новому виготовленому реактору, ні шарів 20-22, що залишається, які перетинаютьта тому вони не будуть повторюватися у наступся реагуючими газами по суті радіальним рухом. ному описі. Як при виготовленні новий реактор, так Фактично, у верхній частині каталітична маса і отриманий за допомогою модернізації вжеперетинається реагуючими газами по суті аксіальіснуючого реактора, реактор 1, показаний у прикним рухом, отже є можливим, щоб час перебуванладі на фігурі 2 дозволяє виконувати екзотермічня згаданих газів при певних умовах експлуатації ний гетерогенний синтез з високим виходом про(наприклад, тиск біля 200 бар або більше) був додукту конверсії та виробничою потужністю, і при статнім для температурного підйому до приблизно цьому з низькими енерговитратами, - згідно з на450°С або більше. Це би викликало безповоротні ступним процесом. пошкодження каталізатора з високою реакційною Газові реагенти - такі як, наприклад, водень та активністю, таким чином спричиняючи також втраазот або метан та пар - що подаються до реактора ти у виході продукту конверсії та збільшення капі1 крізь патрубок 4, підігріваються у просторі 10 та у таловкладень. теплообмінниках 13 та 12. Як наслідок, а очікувати кожний міг би протиПотім, вони подаються до першого шару каталежне, у деяких ситуаціях, використання малих лізатора 18, що включає звичайний каталізатор, прошарків звичайного малоактивного каталізатора наприклад, каталізатор, базований на залізі (маг- наприклад, каталізатора базованого на залізі нетит). (магнетит) - розміщеного у верхній частині 25 шаТемпература газових реагентів, що подаються рів каталізатора 20-22, може стати більш сприятдо першого шару каталізатора 18, контролюється ливим, ніж завантаження згаданих шарів тільки в межах бажаних значень як за допомогою першої каталізатором високої активності. Це є завдяки частини прохолодних або "охолоджуючих" газових тому фактові, що звичайний каталізатор не пошреагентів, що доставляються до реактора 1 крізь коджується високими температурами, що може розподілювач 16, так і за допомогою другої частибути зроблено у аксіальній частині шарів 20-22, ни прохолодних газових реагентів, що доставлятаким чином воно гарантує в усіх випадках визнаються до реактора крізь трубопровід 15 та підігрічений вихід продукту конверсії. ваються в теплообміннику 12. Навпаки, ця проблема не виявляється у більЗгодом, реакційна суміш, що залишає шар кашій частині шарів каталізатора 20-22, що пересіталізатора 18, який перетинається аксіальнокаються реакційною сумішшю по суті радіальним радіальним доцентровим потоком, в центрі збирарухом, і отже вони переважно завантажуються ється та подається - на боці корпусу - до обмінникаталізатором, що має високу реакційну активка 12, де вона частково охолоджується завдяки ність. непрямому теплообміну з потоком прохолодних До того ж, дякуючи присутності цих прошарків реагуючих газів, що течуть на боці труби. звичайного каталізатора з низькою реакційною Реакційна суміш, охолоджена таким чином, активністю, можливо захистити дорогий та крихкий потім доставляється до наступного шару каталізакаталізатор високої активності від можливих висотора 19, котрий завантажено звичайним каталізаких швидкостей реагуючих газів, що входять до тором, наприклад базованим на залізі (магнетит). шарів каталізатора 20-22. Друга реакційна суміш залишає шар каталізаНаводячи приклад, прошарки каталізатора тора 13, що перетинається доцентровим аксіальзвичайного типу з низькою реакційною активністю, но-радіальним потоком. Згадана реакційна суміш розміщені у верхній частині 25 шарів каталізатора збагачується продуктами реакції, та подається - на 20-22, що перетинаються реагуючими газами по боці корпусу - до обмінника 13, де вона частково суті аксіальним рухом, можуть займати від 5% до охолоджується завдяки непрямому теплообміну з 30% загальної висоти згаданих шарів. потоком прохолодних реагуючих газів, що течуть Стадії способу модернізації згідно з даним вина боці труби. находом можуть виконуватися незалежно від поВигідно те що, реакційна суміш, охолоджена рядку, в якому вони слідують у даному описі та таким чином, подається потім одночасно до шарів наступних пунктах формули винаходу, згідно з каталізатора 20-22, котрі розміщено паралельно у специфічними технічними вимогами впровадженнижній частині 2b корпусу 2. Згідно з винаходом, ня, що можуть змінюватися раз від разу. шари каталізатора 20-22 завантажаться каталіза 13 75563 14 тором, що має високу реакційну активність, краще першої частини реакційної суміші, щоб текла в каталізатором на базі рутенію на графітовій основерхню частину 25 шарів каталізатора 20-22 у ниві. жній частині корпусу по суті аксіальним рухом крізь Завдяки присутності каталізатора високої акперший каталізатор, що має заздалегідь визначетивності у шарах каталізатора 20-22, з перевагою ну активність, та утворення другої частини реакє можливим зручно працювати з порівняно низьційної суміші, щоб текла крізь частину згаданих кими температурами реакції, нижче, ніж у реакційшарів 20-22, що залишається, по суті радіальним ної суміші, що входить до попередніх шарів каталірухом крізь другий каталізатор, що має більшу затора 18-19, таким чином заощаджуючи активність, ніж перший каталізатор. експлуатаційні кошти та енерговитрати. Кілька переваг, що їх отримують в результаті Нарешті, остання реакційна суміш виходить із даного винаходу, відразу стають очевидними з шарів каталізатора 20-22, що перетинається доцетого, що викладено вище; зокрема, є можливим нтровим аксіально-радіальним потоком. Згадана значно збільшити вихід продукту конверсії і виробостання реакційна суміш збирається в центральничу потужність вже існуючого реактора, при одному колекторі 17, до того, як її остаточно вивільночасному зменшенні як експлуатаційних коштів, нять з реактора 1 крізь патрубок 5. так і енерговитрат. Згідно з переважним втіленням, процес за даним винаходом далі включає стадію утворення Комп’ютерна верстка М. Клюкін Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601