Конвертер синтеза аммиака

гостю-отечный комитет ссор по ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ и ОТНРЬГГИЙАРУСЬ ПАТЕНТ Мг 7122 о(54)(57)КОНВЕРТЕР СИНТЕЗА АМИАкА включающий корпус с несколькими вводами синтез-таза.несколько кольцевых слоев катализатора с радиальны распрецеленнем сырья, расположенных вертнкалъно один под другимИ симметрично относительно центральной оси инмеющих кольцевые наружные И внутренние газовые каналы, промеЖточный трубчатый теплообменник,Расположенный вдоль центральная оси,Трубное пространство которого соединено содним из газовых вводов, о т л и ч а ю ш н и с я тем, что, С Целью снижения энердетическнх затрат за счет увепиченнедконцентрации аммиака в газах, отходящих из К 0 НВеРтера и уменьшения объема гаЗ 0 В Рецнркцлируемых в конвертер,ВНУТРИ конвертера выполнен газовыйКОЛЛЕКТОР для объединения всех по даваемых в конвертер потоков синтезгаза, соединенный с наружным кольцевым каналом первого по ходу газа слоякаталнзатора с трубным прост ранством промежуточного теплообменникаизобретение относится к конвертерам СННТЕЗЕ аммиака Н МОЖЕТ бЫТЬ НС пельзовано для осуществления споСССЕ СННТВЭЕ аммиака при повышенНЭМ давлении Н ТЕМПЕРВТУРЕ.Е технике известны конвертеры СННТЕЭВ аммиака, содержащие В корпуна или более отдельных слоев ПИЭЗТОРЕ. Внутри КЗТЗЛИЗЕТОЭЕ между его слоями размещены про. чуточные телообменнини которые сгтжат для поддержания оптимальнорежима синтеза за счет охлажде Ракционного газа, содержащег аммак холодным синтез-газом,псдаваемым в конвертер, или другим охлаждающим агентом 1Недостатком конструкции конвертеров такого типа является в основном. усложнение оборудования н уве.ЕННЕ ЕГО размеров, так как военные теплообменники требуют нтельного дополнительного объедля их размещения. другие известные технические ремшчн. направленные на поддержание оптимального режима синтеза аммнака заключаются в том, что в конверт таре, содержащем два или более слоя катализатора, между слоям выполня- . ют ввод для подачи холодного синтезгаза. - 30Наиболее близким к предлагаемс му является конвертер синтеза аммиака, вклчаюший корпус С несколькими вводам интеэгааа два кольцевых слоя катализатора с-радиальным распределением сырья, расположенных вертикально один под другим.н симетрнчно центральной оси иимеющих кольцевые наружные и внутренние газовые каналы, промежуточные трубчатый теплообменник, расположеннын вдоль центральной оси, трубное пространство которого соединено с С ОДНИМ ИЗ ГЗЗОВЫХ ЕБОДОВ И предваритепьный теплообменник 23.Недостатком этого конвертера явля 45 ется разбавление реакционного газа непрореагнровавшнм синтез-газом,что приводит к снижению концентрации аммиака В газах, отходящих из конвертера, увеличению-объема газов,рецнркулируемх в конвертер, и к повышению энергетических затрат в процессе производства амака.Цель изобретения - снижение энергетических затрат за счет увеличения 55 концентрации амиака в газах, отходящих из конвертера, и уменьшения объема гаэов рецнркулируемых в конвертер.это достигается тем, что внутри 60 конвертера выполнен газовый коллектор для объединения всех подаваемнх в конвертер потоков сннтез-газа, соединенный с наружным коль ЦЕВЫМ КЗНЗЛЭМ ПЭРВОГО ПО ХОДУ га 65за слоя катализатора с трубным прод странством промежуточного теплообменннка н с предварительным теплоОбМеННННОМ.Предпочтнтельнын вариант исполНЕННЯ ЕКЛЮЧЗЭТ ввод-сннтезегаза в предварительный теплообменник в виде КОЛЬЦЕВОГО канала ВДОЛЬ ВНУТреннен стенки корпуса.На фиг. 1 показан вариант выполненив конвертера со встроенным предварительным теплообменником на фиг. 2 4 варианты исполненив без встроенного предварительного теплообменника. .Конвертер синтеза амиака (фнг.1) включает корпус 1 с вводами синтезгаза 2 4, два слоя катализатора 5 и 6 с радиальны распредерасполсженных вертнкально один под другим н симметрично относительно центральной оси н имеющих наружные кольцевые каналы 7 н 8, внутренние газовые каналы 9 и 10, промежуточный теплообменннк 11, трубное пространство которого соединено с газовым вводом 3, и предварительный теплообменник 12. ВНУТРИ конвертера ВНполнен газовыи коллектор 13, сое.диненнын с кольцевым каналом 7 слон 5, с трубнм пространством промежуточного теплообменника 1111 предварнтельны теплообменником 12. канал 14 для подачи синтез-газа в предварительнаятеплообменник 12 выполнен кольцевым и соединен с вводом синтеэгаза 2. Согласно фиг. 2 конвертер выполнен без встроенного предварительного теплообменника 12, кольцевой канал 14 соединен с промежуточным теплообменником 11 в связи с чемнсклчает газовый ввсд 3.На Фиг. 3 изменено расположение промежуточного теплообменника 11,который размещен на уровне второго слоя катализатора 6, в связи с чем сокращена длина подводящего газового канала а кольцевой канал 10 выполнен с помощью перегородки 15На фиг. 4 первый по ходу газа слон катализатора 5 расположен выше слоя 6 н на одном уровне с промежуточным теплообменником 11, что несколько упрощает конструкцию конвертера за счет исключения перегородки 16, показаннои на фиг. 2 и 3.Работа и принцип действия конвертера состоят в следующем.технологический поток сннтез-газакоторын проходит через слои катализатора,обраэуется в коллекторе 13 путем объединения в нем всех подаваемых в конвертер потоков синтез-газа. Эти потоки подают через вводы 2 - д или 2 и 4 в зави 3 1037831 4СНМЬСТН ОТ НСПОЛЬЭУЕМОГО варианта ИСПОЛНЕНИЯ. При ЭТОМ ОДИН НЭ ПОТОКОВЕСЕГДН ПОДЗЮТ ВДОЛЬ ВНУТРЕННЕЙ СТЕН-1кн корпуса по каналу 14.В данном случае один из потоков всегда подают в коллектор 13 через ввод 2-и кольцевой канал 14, и другоа поток через ввод 4 Непосредственно в коллектор 13.прииепользованин вариантов с тремя потоками третий поток подают в трубки промежуточного теплообменника 11 через ввод фиг.1 и 4 . В этом случае газ из канала 14 проходит вколлектор 13 или непосредственно, или через предва рительный теплообменник 12, гдеза, выкодящнм из трубок теплообменника 11 и газомподаваемым через ввод 4. далее, объединеннын поток газа проходнт кольцевой канал 7, 10слон катализатора 5, колцевоп канал 9 попадает в межтрубное проотранство теплообменника 11, где охлаждается газом, проходящим внут ри трубок, проходит кольцевой канал 10, второй Слон катализатора 6, кольцевой канал В н выщодит из конвертера в частном случае (фнг.1) по трубкам предварительного теплообменника 12. В случае-использования вариантов с двумя потокам, когда из конструк ции коннертераисключен предварительный теплообменник, поток газа из канала 14 направляется в трубки промежуточноготеплообменника,для охлажде НИЯ ПРОМЕЖУТОЧНОГО ПОТОКа реакционного-газа,бвыходящего.иэ первого слоя катализатора 5 через канал 9. при этом дальнейшее движед нне объецнненногопотока газов не отличается от описанного выше.