Аппарат для проведения каталитических реакций между газами под давлением и при повышенной температуре

 

Класс 12 К, 4,„, м ам

ПАТЕНТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ аппарата для проведения каталитических реакций между газами под давлением при повышенной температуре.

К патенту ин-ки Марии Казале Сакки (Maria Сава1е ВассЫ), в r. Риме, Италия, заявленному 17 апреля 1929 года (заяв. свид. Хя 45220}.

О выдаче патента опуоликовано 30 сентября 1934 гсда.

Действие патента распространяется на 15 лет от 30 сентяо..я 1934 года. (145) Для осуществления в крупном масштабе каталитических реакций между газами под давлением и при повышенной температуре употребляют следующий ряд аппаратов, расположенных в открытой или замкнутой цепи: аппарат для катализа, холодильник, в коем поступающие из аппарата для катализа газы охлаждаются ло надлежащей температуры; сборник, в коем собираются продукты, которые образовались в аппарате для катализа и скон1енсировались в холодильнике.

В частном случае в цепь могут входить и другие аппараты, как аппараты для обмена тепла, в которых направляемый в аппарат для катализа газ нагревается за счет тепла газа, выходящего из этого аппарата, газоочистители и т. п.

В случае, если употребляемые аппараты установлены в замкнутой цепи, оказывается необходимым применение. центробежного насоса или подобного равнозначаше о приспособления, обеспечивающего циркулирование i азов. Теперь найдено, что возможно сконструировать аппарат; выполняющий все функции, KQTopi>. å âзамкнутых цепях вышеназванных аппаратов поручены àïïàpary для катализа, холодильнику, сборнику, центробежному насосу и аппарату для. обмена тепла. Такой аппарат может быть выполнен различным образом. В качестве примера на прилагаемых чертежах на фнг. 1 и 2 приведены вертикальные поперечные разрезы двух основных форм выполнения.

На фиг. 1, к кот рой относится приводимое ниже описание, 1 — стальная труба, которая может противостоять давленик1 находя шихся внутри самой трубы газов и сверху закрыта крышкой 2, а снизу крышкой 3. Конц.нтрнчно с трубой 1 уСтаноьлена труба 4, к нижней части коей прикреплен усеченный конус 5 со снабженным отьерстием 7 меньшим основанием 6. Концентрично с труоой 1 располж- ны. кроме того, трубы 8, 9, 10 и 11. Труба 8. снабженная термоизолируюшим покрытием, на верхнем конце открыта, в то время как снизу онз закрыта усеч=нным конусом 2 и круглым дном 13, ккоторому приварена нижняя часть трубы 11. Так же, как и труба 10, о которой речь будет дальше, части 12 и 13 должны быть снабжены изоляцией. Труба 9 внизу закрыта диском 14, который в своей середине имеет отве. стие, через которое плотно прсходиг труоа 11. Труба 10 снизу открыта. Труба11

i меет внизу отверстия 15, 15. которые сообщают замкнутое ею пространство с пространстгом, расположенным м.жду деталями 12 и 14. В ве дней части аппарата нзходится тело 16, кольцеобразный выступ к"его 17 перекрывает свободное пространство между верхними концами труб 4 и

9. Тело 16 закрывает сверху также пространство между трубами 10 и 11 и снабжено двумя отверстиями 18 и 18, через которые проходят две термопары 19 и 19 . В теле 16, кроме того, имеются отверстия 20, которые связывают пространство между трубами 1 и 4 с таковым между трубами 9 и 10. В замкнутом трубой 11 цилиндрическом пространстве находится электрическое нагревательное приспособление. В нижней части аппарата находится, как указано на чертеже, образованный особой частью 23, поддерживаемой крышкой 3, диффузионный конус 22. В пространстве, находящемся между трубами 1 и 4, находится выполненный любым образом холодильник, который мо;кзт занимать та«>«е часть внутренней полости трубы 1, расположенную ниже поверхности 5. В р де примера на чертеже изображ -н =:);«24, че, ез к торый течет любая холодная жидкость, );хгдяшая )проз na" трубок 25 и r ыходяшая через патрубок 26, Конструкция холодильника должна целесообразным образом предотвращать сопри«< сноьеиие находящихся в пространстве, расположенном между трубами 1 н 4, газов с внут>>енней поверхн стью .. трубы 1. Как труба 1, так и крышка 2 могут быть снабжены охлаждающими приспособлениями, которые незаьисимы или зависимы от охлаждающего приспособления, находящегося в простр-:нстве, расноло>кенном между трубами 1 и 4.

Проходящая чер з нижнюю крышку 3 труба 27 служит для ввода каталнзируемых газов в anna,>ат.

Эта труба имеет на своем конце сопло 28> которое вместе с особой частью 23 является ) астоящнм эжектором, снабженным диффузионным конусом 22 и засасывающими каналами 29, Каталнзируемые газы подходят к соплу сжатыми под давлением, которое выше господствующего в аппарате и следовательно, при входе в аппарат они расширяются и часть их поте>щияльнсй энергии превращается в кинетическую, котоpaÿ используется э>кектором для циркуляции находящился в самом аппарате газов. Посредством не приьеденного на чертеже приспособления возможно передвигать сопло 28 вдоль его оси, так что изменяется положение само о сопла относительно диффузионного конуса; внутри сопла находится регулировочная игла, которая так>«е мо кет передгигаться вдоль своей оси посредством особого (не изображенного па чертеже) приспособл ния. Посредствсм обоих этих и;испособлений возможно в самых широких размерах изменять как скорость циркулирующих газов, так и отношение между объем iûè

) азов — оставленного . циркулировать и свеж введенного.

Как видно пз чертежа, идущие из компрессора газы, которые смешаны с ) адлежащим количеством газов, уже находящихся в annapaie, проходят сперва пространство, расположенное между поверхностями 5 и 12, и затем простря ства, располон.енные между трубами 4 и 8, 8 и 9 и между поьерхнсстями 12 и 14.Через отверстия 15 они nvl адают загем Ео ш;утре>нее пространство т;)убы 11. и коем находи,ся электрическое гягроьательноз приспособление. Из этого пространства i>: и выходят ч< рез расположенные в верхней части тр. бы 11 отьерстпя 30 и проходят затем пространство рясполо>«енное между трубами 10 ". 11, в котором находится «атализат >р.

После этого газы проходят простран< r>io, расположенное между трубамн 9 и 1Î и через от1ерстия 20 прихсдят в пространство, расположенное между трубами 1 и 4, де они охлаждаются до надлежащей температуры, благодаря охлаждающим приспособлениям, о которых шла речь > ыше.

Во время этого охлаждения образовавшиеся ссединения выделяются в жидком состоянии и собираются в свободном пространстве 31, откуда они извлекаются посредством трубы 32. Газы засасывиотся теперь через каналы 29 входящими газами и сноса циркулируют через аппарат уже описанным образом.

Между газами, проходящими через п >остранство, расположенное между трубами 8 и 9, и теми, которые проходят между трубами 9 и 10, и .легт место обмен т пла, благод ря которому п след; не из назва. n.:.х газов отдают свое тепло первым. Поэтому полезно снабжать трубу 9 пережимами, жолобами и т. д., которые увеличиаа«>r ее no):epxr ь, а также снабжа-.ь ими частично нли полностью трубу 4, благодаря чему газы, проходя)цне через пространство между этсй трубой и трубой 1, лучше отдают часть своего тепла газам, находящимся в пространстве, расположенном между той же трубой 4 и трубой 8

Как уже указывалссь, фиг. 2 изображает другую форму выполнения того >ке аппарата, ко.орая отличается от предыдущей главным образом двумя металлическими частями 33 и 34, из коих первая расположена сверху, другая — снизу и из коих каждая снабжена д1умя рядами отверстий (как это показано на чертеже); эти части служат для того, чтобы связывать между собой последовательно проходимые газами пространства.

Поло>кение и цепь каждо.о из обоих рядов отверстий очевидны при рассмотрении чертежа, согласно которому каждая ).a двух частей, на которые самый чертеж делится своей осью, изображает поперечное сечение, исполненное так, что оно показывает одно отверстие каждого из названных выше рядов.

Фиг. 3 н 4 изображают две различные формы выполнения холодильника для одновременного охлаждения трубы l и проходящих через пространство между трубами 1 и 4 газов. В изоб,:aI женной на фиг. 3 форме ьыполнения кснцен трнчно с трубой 1 расположена труба 35, кото рая, хотя сама по с=бе и неспособна противо стоять давлению, которому она подвергается, 1 упруго на него отзываясь, передает его трубе 1

l (которая должна противостоять давлению) и в своих деформациях мо;кет к ней пр> способиться, так что между находящимися в соприкосновении с трубами 1 и 35поьерхностями всегда осуществляется согершенное уплотнение. На наружной стенке трубы 35 предусмотрен ряд каналов, через которые направляется холодная жидкость, служащая для охлаждения газов и трубы 1 до надлежащей температуры. На фиг. 4 труба 35 заменена трубами 36 и 37. В обеих указанных формах выполнения целессоб.азно. чтобы соприкасгнощнеся с ) азами поверхности были снабжены ие ежимами или жолсбами. Этим типом охладит ля безусловно устранено непосредст;енное сопри«основение между газами и внутренней поверхностью трубы 1.

В приведенных здесь примерах газы проходят шесть раз нижнюю часть тр)бы, в коей имеют место как реакции, так и получение обратно тепла; мс>кно, однако, построить аппараты, в КСНх это пространство проходится значител но большее число раз, Так, газы, вместо того, чтобы итти по путям, указанным на фиг. 1 и 2, которы схематически поьторены на фиг. 5 и 8, могут итти по другим путям, схематически показанным на фиг. 6 и 7. Соответствующие фиг. 6 и 7 формы выполнения не приведены, так как их легко чообразить на основании приведенного на фиг,1и2.

В описанных до сих пор формах выполнения пояснен характер пгиме» ения настоящего изобретения в случае трубы для синтеза, образованной рядом концент.:ических вомешений, из коих в центральном находится электрическое нагревательное приспособлен е, окруженное кольцевым пространством, в котором находится катализатор, причем этот последний, в свою очередь, окружен д„угими кольцевыми пространствами. Однако, предлагаемое изобретение может с тем же успехом применяться при трубках для синтеза такой конструкции, которая отличается от приведенных здесь для описания самого изобретения форм выполнения. Достигнутые употреблением наст< яшего аппарата преимушества следуюшие: удешевление стоимости установки, так как стоимость аппарата такого типа оказывается всегда ниже суммарной стоимости заменяемых им аппаратов, во-первых, а во-вторых, так как необходимое для него прЬстранство практически то же, какое требует в установке той же мощности одна труба для катализа; больш я простота установки, так KQK исключены все труоопроводы, которые в обычных схемах для синтеза служаг для то о, чтобы связывать между собою различные аппараты; большая легкость соединения между собой всех приспособлений для контроля и управления агр=гатом для синтеза, благодаря чему получается экономия рабочей силы. Наконец, уменьшение преодолеваемого сопротивления при циркуляции газов с обусловленной этим экономией энергии, необходимой для достижения втой циркуляции.

Предмет патента.

1. Алпаэат для проведения каталитических реакций между газами цод д.влением при повышенной температуре, снабженный, в целях сообще ия циркуляции обрабатываемым газам, эжектором состоящий из выдерживаюшей давление внешней трубы, внутри которой концентрично расположен ряд труб, из коих в центральной содержится электрическое на.ревательное приспособление, и она окружена простра;:ством, в котором помешается катализатор, и которое, в свою очередь, окружено кольцевыми пространствами, служащими для обмена т пла через ограничивающие их стенки, отличающийся тем, что наружное кольцевое пространство снабжено охладителем с целью конденсации частично охлажденных уже ьо внутре них кольцеьых прост1.анствах продуктов реакции, для сбора которых аппарат имеет камеру, расположенную между нижними концами названных выше вну.тренних труб и нижней крышкой аппарата, в каковой камере расположен и вышеназванный эжектор.

2. Форма выполнеоия аппарата, означенного в и. 1, отличаюшаяся тем, что охладитель состоит из трубы 35 (фиг, 3), прилегающей к выдерживающей давле; ие трубе 1 и снабженной на внешгей поверхности каналами, образующими совместно с внутренней стенкЬЙ трубы 1 змееьик для циркуляции охлаждающей жидкости. патенту ин-ки Марий Казале Сакки % 8893

Эксперт и редаиюр ф. ф. Рыбкин

Тип Промполи раф Тамбовская 12 Зак 99д