Колонна синтеза аммиака

 

Союз Советских

Социалистических

Республнк

ОП ИСААКИЕ

g3О5РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВТЮЛЬСТВУ

««674783 (6l) Дополнительное к авт. свнд-ву

{22) ЗаЯвлено 12.0 1. 73 {21) 1871116/23-26 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 25,07.79,Бюллетень М 27

Дата опубликования описания 27.07.79

2 (5l) М. Кл.

В 01 Х 8/06

Гесударстевллыя кеметет

СССР ее делам езвбрвтвнеЯ е вткрмтхЯ (53) УДК 66.021.. 3 1(088. 8) (72) Авторы изобретения

Л. О. Кузнецов, Э. П. Павлючнк, О. В. Кузнецова, А. А. Орлов, В. П. Павлов н 3. И. Воротнлнна (71) Заявитель (54) КОЛОННА СИНТЕЗА АММИАКА

Изобретение относится к колоннам синтезе аммиака и может быть использовано в химической промышленности при пронэводстве аммиака.

Известны колонны.сннтеза аммиака, снабженные теплообменнымн элементами с двойными трубками типа трубок

Фнльда (1j.

Наиболее близкой к изобретению по технической сушностн является колонна синтеза аммиака, содержашая корпус, каталнзаторную коробку с расположеннымн внутри нее теплообменнымн элемен- тами с двойными трубкамн типа трубок

Фнльда, электронагреватель )2). Гаэ в межтрубном пространстве теплообменных элементов н в катализаторе движется протнвотоком.

Недостатком таких конструкций является низкая эффективность работы колонны, обусловленная отклонением температуры в зоне катализа от оптнмаль ной для данного процесса вследствие осушествлення теплообменв между газом

2 в зоне катализа и в наружных трубках тенлообменных элементов только по иринципу протнвотока, тогда как оптнмальным для каталнзаторного слоя является . комбинированный теплообменннк, состояшнй последовательно по ходу газа нз. чротнвоточных н прямоточных трубок.

Бель изобретения - повышение эффективности работы колонны.

Это достигается тем, что внутренняя трубка снабжена поперечной перегородкой и расположенными выше н ниже нее отверстнямн, а между отверстиями н внут ренней поверхностью внешней трубки установлена по крайней мере одна 2 -образная перегородка, разделятошая зоны протнвотокв н прямотокв.

На фнг. 1 дана предлагаемая колонна синтеза аммиака, разрез; на фнг. 226 конструкция теплообменного элемента..

Колонна синтеза аммнвка состоит нз корпуса 1 высокого давления, внутри которого с зазором размешена катализаторная коробка 2 с катализатором 3.

674783

В сFloo катализатора 3 pQcHO io>KeH > теп лсобменные элементы с двойными трубками типа трубок Фильда. Теплообменные элементы содержат наружные трубки 4 и внутренние трубки 5, сколлектпрованные в верхней части. Внутренняя трубка 5 снабжена поперечной перегородкой 6 и располо>кенными выше и ниже ее отверстиями 7 и 8. Между отверсгиями в межтрубном пространстве установлены 7 -образныс перегородки, верхние поперечные части 9 которых расположены выше отверстия 7, а нижние поперечные части

10 расположены ниже отверстия 8, отверстия смещены относительно друг друга. Верхние и нижние части 7 -образных перегородок соединены между собой вертикальными перегородками 11 (см. фиг. 2), секционируюшими пространство между трубками 4 и 5.

Корпус колонны имеет патрубки 12 и 13 для axoga и выхода газа. В верхней части колонны размещен электронагреватель 14.

Колонна работает следующим образом.

Азото-водородная смесь, содержащая

20Fo Яр, 677о Н, 10ю А р и СН, 3 Ж Я Н под давление м 3 20 атм, поступает в колонну через патрубок 12, проходит по зазору между корпусом 1 и катализаторной коробкой 2 в верх колонны,,проходит электоонагреватель 14 и с темперетурой 200 С поступает в трубки 5 теплообменных элементов. Через отверстие 7 газ выходит в межтрубное пространство теплообменных элементов и проходит их сверху вниз, затем газ поступает во внутренние трубки 5 и через отверстие 8 поступает в межтрубное пространство теплообменных элементов, цо которому поднимается вверх о и с температурой 450-475 С поступает в слой катализатора, где происходит синтез аммиака. Газ проходит слой катализатора сверху вниз. В зоне катализа до уровня перегородки 6 газ в слое катализатора движется противотоком по отношению к газу, проходящему в межтрубном пространстве теплообменных элементов. B этом слое синтез аммиака осуществляется при температуре 475о

570 С. В слое катализатора, расположенного ниже перегородки 6, газ движется прямотоком по отношению к газу в межтрубном пространстве теплообменных элементов. Синтез аммиака в этом слое

10 осуществляется при температуре 570400ОС.

Применение предлагаемого изобретения позволит повысить эффективность работы колонны вследствие проведения процесса

15 синтеза аммиака в зоне катализа при температурах, близких к оптимальньп., за счет осуществления теплообмена ду газом в зоне катализа и в наружных трубках теплообменных элементов по принципу противотока в верхней час ги катализаторной коробки (выше Z -образных перегородок) и по принципу прямотока в нижней части (ниже 7 -образных перегородок).

Формула изобр етения

Колонна синтеза аммиака, в корпусе

ЗО которой имеется катализаторная коробка с расположенными внутри нее теплообменными элементами с двойными трубками типа трубок Фильда, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности работы колонны, внутренняя трубка снабжена поперечной перегородкой и имеет выше и ниже нее отверстия, а между отверстиями и внутренней поверхностью внешней трубки уста4О новлена по крайней мере одна Z -образная перегородка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Справочник азотчика, т.1 М., Химия", 1967„с. 381, 2. Патент CIHA № 3212862, кл. 23-28 9, 1 96 3.

6 74783

Составитель Л. Регинская

Редактор С. Суркова Техред И, Астало л Корректор М. Пожо

Заказ 4169/5 Тираж 876 Подлисное

IMHHHH Государственного комитета СССР до делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35; Раушская наб., д. 4/5

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