Колонна синтеза аммиака

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено l 60672 (21) 1801500/23-26 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Опубликовано 1505.79 бюллетень М 18

Союз Советских

Социал нстнческнх республик iii 662134

l -г

%Г(511М К„.2

В 01 J 8/02

Государственный комитет

СССР по делам наобретеннй н открытнй (53) УДК 66.023. .23!661.532 (088.8) Дата опубликования описания 1505,79 (71) заявитель.(54) KOJIOHHA . СИНТЕЗА АММИАКА

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 к 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 каталиэаторных полок с теплообменными трубкамн и центральной трубы (1) . Недостатком этой колонны является малая эффективность ее работы, что обусловлено наличием отклонений от оптимального температурного режима работы колонны при колебаниях s составе газа, нагрузках и изменении актив-20 ности катализатора.

Цель изобретения состоит в повышении эффективности работы колонны за счет стабилизации теплового режима в колонне.

Это достигается благодаря тому, что в колонне синтеза аммиака, содержащей вертикальный корпус с патрубками 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 каталиэаторных полок объединены в коллекторы, соединенные с центральной трубой, между полками установлена присоединенная к кожуху кольцевая горизонтальная перегородка с центральным отверстием, верхняя каталиэаторная полка размещена без зазора к кожуху каталиэаторной коробки, а нижняя полка - с зазором.

На чертеже представлен эскиз колонны синтеза аммиака. Колонна состоит из вертикального корпуса высокого давления 1, внутри которого с зазором размещены катализаторная коробка 2 и теплообменник 3. Катализаторная коробка содержит верх-. нюю 4 и нижнюю 5 катализаторные полки с теплообменными трубками 6, 7 с коллектированными 8, 9 в нижней час" ти каждой полки, и центральн ю трубу 10,,соединяющую эти коллекторы.

Между катализаторными полками установлена кольцевая горизонтальная перегородка ll с центральным отверс(72) АвторЫ Л. Д. Кузнецов, М. Б. Азенбуд, Э. П. Павлючик, П. Д. Рабина, ИВО1ррЕтЕИИя 3 И. ВоРотилина, В . Д. Павлов, В . В . Иванников, А . H. Чех, И. И. Трофимов и О. В. Кузнецова

662134 тием, соединяющим 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. йэотоводородная смесь, поступающая в колонну через патрубок 12 с температурой 30 С, проходит сверху Ю вниз по кольцевому зазору между кор пусом колонны 1 и кожухом катализаторной коробки 2 и поступает в межтрубное пространство теплообменника

3. Из теплообменника подогретый до )5

170 С газ по зазору между кожухом каталиэаторной коробки 2 и нижней катализаторной полкой 5 поступает в теплообменные трубки 7 нижней катализаторной полки 5. Пройдя тепло- 20 обменные трубки, нагретый до 380 С газ через коллектор 9 и центральную трубу 10 поступает в коллектор 8 верхней каталиэаторной полки 4 и распределяется по теплообменным трубкам 6, где нагревается до 450-500 С и сначала проходит верхнюю каталиэаторную полку 4, где происходит,синтез аммиака с выделением тепла, и затем через центральное отверстие в перегородке 11 поступает в нижнюю катализаторную полку 5, теплообменник

3 и выводится иэ колонны через патрубок 13. При этом в верхней каталиэаторной полке 4 поддерживается температура в пределах 450-650 С.

В реакционную зону нижней ката. лизаторной полки 5 газ поступает с температурой 550-700 С, быстро охлаждается до 450-500 С и выходит из реакционной зоны с температурой 380- 40

450 С.

Изобретение позволяет повысить эффективность работы колонны за счет стабилизации теплового режима. Так, в начальный период работы на азотводородной смеси стехиометрического состава с содержанием газов, не участвующих в процессе синтеза (Ar + CH ), до 1% объема, содержании NH на входе 0,1% (условия предкатализа), при

P=300 ат. и объемной скорости 26000 ч производительность 1 м катализатора составляет 77 т. NH /ñóòêè.

В конечный период работы на аэотводородной смеси стехиометрического состава при указанных выше параметрах процесса производительность 1 м катализатора составляет 69,7 т NH /сутки.

Формула изобретения

Колонна синтеза аммиака, содержащая вертикальный корпус с патрубками ввода и вывода газа, внутри которого с зазором расположены теплообменник и катализаторная коробка, состоящая из кожуха, двух катализаторнчх полок с теплообменными трубками и центральной трубы, о т л ич а ю щ а я с я 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 полка размещена без зазора к кожуху каталиэаториой коробки, а нижняя полка — с зазором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Современное состояние Производства аммиака эа рубежом, Обзорная информация, ГОП, 1966, с. 78-79, фиг. 26е.

662134

Составитель Т. Соколова

Ре акто Л. Новожилова Тех О. Андрейко Ко екто А. Власенко

Заказ 2551/6 Тираж 876 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35 Ра ская наб. д. 4 5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4