Реактор

 

О П И""C"А"H И Е

Союз Советскнк

Социалистических

Республик .

< п791203

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (22} Заявлено 150776 (21) 2380907/23-26 (23) Приоритет (32) 15.07.75 (31) 25421 A/75 (33) Италия (51) М. Кл.

В 01 J 19/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 231280-Бюллетень ¹ 47 (53) УДК 66 ° 023 (088.8) Дата опубликования описания 231280 (72) Автор изобретения

Иностранец

Джорджо Пагани (Италия) Иностранная фирма

"Снампрогетти С.п.A." (Италия) P1) Заявитель (54) РЕАКТОР

Изобретение относится к конструкциям химических реакторов и может быть использовано в процессах синтеза аммиака.

Известен реактор синтеза аммиака, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с крышкой и днищем, в котором выполнена камера высокого давления, размещенную коаксиально в корпусе вертикальную обечайку, верхнюю и нижнюю горизонтальные перегородки, закрепленные внутри обечайки и делящие ее на вер:днюю и нижнюю каталитические зоны, расположенный в нижней части обечайки трубчатый теплообменник, каталитические корзины, помещенные в каталитические зоны и отделяющие от обечайки наружные каналы для газа, и закрепленный на крышке по оси корпуса бойлер, выполненный в виде U-образных теплообменных труб (11.

Недостатками данного реактора являются недостаточная эффективность процесса и отсутствие рекуперации тепла реакции.

Цель изобретения — интенсификация процесса и рекуперация тепла реакции.

Поставленная цель достигается тем, что реактор снабжен закрепленным своими торцами в крышке и верхней горизонтальной перегородке снаружи бойлера цилиндрическим кожухом с выполненными в нижней его части отверстиями, патрубком, соединяющим верхнюю каталитическую зону с кожухом, а каталитические корзины выполнены в виде закрепленных на горизонтальных перегородках коаксиальных перфорированных цилиндров, причем в. горизонтальных перегородках по оси корпуса выполнены центральные отверстия, соединяющие кожух с нижней каталитической зоной и нижнюю каталитическую зону - с трубчатым теплообменником, соответственно, при этом реактор снабжен регулирующей заслонкой, установленной на патрубке между верхней каталитической зоной и кожухом.

На фиг. 1 схематически изображен общий вид реактора, продольный разрез; на фиг. 2 — уплотнение верхнего торца бойлера во фланце.

Реактор синтеза. аммиака содержит вертикальный цилиндрический корпус

1 с крышкой 2 и днищем 3, в котором выполнена камера 4 высокого давле791 20 3

1$

Ю

65 ния, размещенную коаксиально в корпусе вертикальную цилиндрическую обечайку 5, верхнюю и нижнюю горизонтальные перегородки б и 7, закрепленные внутри обечайки 5 и делящие ее на верхнюю и нижнюю каталитические зоны 8 и 9, расположенный в нижней части обечайки 5 трубчатый теплообменник 10, каталитические корзины 11 и 12, помещенные в каталитические зоны 8 и 9 и отделяющие от обечайки 5 наружные каналы 13 для газа, закрепленный на крышке 2 по оси корпуса бойлер 14, выполненный в виде U-образных теплообменных труб, закрепленный своими торцами в крышке 2 и верхней горизонтальной перегородке б снаружи бойлера 14, цилиндрический кожух 15 с выполненными в нижней его части отверстиями 16 и патрубок 17, соединяющий верхнюю каталитическую зону

8 с кожухом 15. Каталитические корзины 11 и 12 выполнены в виде закрепленных на горизонтальных перегородках коаксиальных перфорированных цилиндров. В горизонтальных перегородках б и 7 по оси корпуса выполнены центральные отверстия 18 и 19, соединяющие кожух 15 с нижней каталитической зоной 9 и нижнюю каталитическую зону 9 — с трубчатым теплообменником 10, соответственно. Дополнительно реактор снабжен регулирующей заслонкой 20, установленной на патрубке 17 между верхней каталитической зоной 8 и кожухом 5.

Реактор работает следующим образом.

Подаваемый газ, предварительно подогретый в трубах теплообменника

10, поступает через канал 13 кольцеобразного поперечного сечения в первую каталитическую зону 9, заполненную катализатором, протекает через него радиально и происходит реакция.

Продукты реакции и непрореагировавшие газы протекают через канал 21 и выходят из него частично через отверстия 16 и частично поступают через патрубок 17 в кожух 15 трубчатого бойлера 14.

Оба потока объединяются внизу бойлера 14 и оттуда поступают через вторую каталитическую зону 8 по второму каналу 22 с кольцеобразным поперечным сечением. Реагенты и продукты реакции вытекают радиально через вторую зону 9 и собираются в центральном канале 23 второй зоны

9, откуда они выступают и контактируют с внешней (наружной) поверхностью труб теплообменника 10.

Наружный корпус 1 из легированной стали с крышкой 2 на верхнем конце, с центральным каналом, через который пропускается бойлер 24, образуемый пучком труб О или штыко30

55 ного типа, непосредственно присоединенный к крышке 2 реактора при помощи фланцев 25 и таким образом легко извлекается. Вода,для труб бойлера поступает через вход 26, а пар выходит через штуцер 27. Кожух

15 бойлера 14 представляет собой цилиндрическую трубу, приваренную в нижней части к перегородке б и предпочтительно — снабжена стыком 28 термического расширения. Длина кожуха 15 устанавливается таким образом, что при присоединении крышки к бойлеру верх кожуха 15 вдавливается в специально предусмотренную канавку или желоб, образуемую на нижней поверхности фланца 25 бойлера, так что образуется внутренний затвор между холодным газом, обмывающим снаружи стенку кожуха, и горячим гаэом внутри бойлера.

В зазор 29.между кожухом 15 и фланцем 25 вставлена кромка кожуха

15 в канавку 30 фланца 25, снабженную уплотняющим материалом 31. Плотный затвор снаружи обеспечивается линзообразным сальником (набивкой) 32

Бойлер снабжен регулирующей заслонкой 20, работающей снаружи и позволяющей изменять скорость потока газов к бойлеру. Кожух бойлера снабжен на нижнем конце комплектом отверстий 16, пропускающих часть газа, когда заслонка 20 полностью открыта

Холодный гаэ поступает в реактор через канал 33 в пространство над катализатором и оттуда поступает через кольцеобразный канал 4 в трубы теплообменника 10, а из последнего на первый слой (катализатора) и затем на второй, как показано выше.

Образуемые при реакции горячие газы поступают в бойлер через канал 4, который также снабжен стыком термического расширения.

В тороидальном расположении вокруг бойлера и внутри пространства, ограниченного наружной поверхностью бойлерного котла и цилиндрической стенкой, соосной корпусу, ограничивается канал 4 кольцеобразного сечения, через который проходит газ, и расположен первый слой катализатора.

Последний собственно расположен от наружной поверхности бойлера и внутренней поверхностью вышеупомянутой цилиндрической стенки.

Формула изобретения

Реактор синтеза аммиака, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с крышкой и днищем, в котором выполнена камера высокого давления, размещенную коаксиально в корпусе вертикальную цилиндрическую обечайку

791203

Ю Я/ И f2

ВНИИПИ Заказ 9083/71

Тираж 809 Подписное верхнюю и нижнюю. горизонтальные перегородки, закрепленные внутри обечайки и делящие ее на верхнюю и нижнюю каталитические зоны, расположенный в нижней части обечайки трубчатый теплообменник, каталитические корзины, помещенные в каталитические зоны отделяющие от обечайки наружные каналы для газа, и закрепленный на крышке по оси корпуса бойлер, выполненный в виде U-îáðàýíûõ теплообменных труб, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса и рекуперации тепла реакции, он снабжен закрепленным своими торца-. ми в крышке и верхней горизонтальной перегородке снаружи бойлера ци- 15 линдрическим кожухом с выполненными в нижней его части отверстиями, патрубком, соединяющим верхнюю каталитическую зону с кожухом, каталитические корзины выполнены в виде закрепленных на горизонтальных перегородках коаксильных перфорированных цилиндров, в горизонтальных перегородках по оси корпуса выполнены центральные отвер-. стия, соединяющие кожух с нижней каталитической зоной и нижнюю каталитическую зону — с трубчатым теплообменником, соответственно, при этом реактор снабжен регулирующей заслонкой, установленной на патрубке между верхней каталитической зоной и кожухом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент C2IA 9 3753662, кл. 23-289, 21.08.73.

Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул, Проек тная 4