CN115916391A - 多床氨转化器 - Google Patents

Abstract

一种多床氨转化器，包括用于将输入补充气体转化为含氨产物气体的多个催化床，该多床氨转化器包括回收热交换器，诸如蒸汽过热器或锅炉，该回收热交换器集成在该氨转化器中并且可以部分地容纳在环形床的空腔中。

Description

多床氨转化器

技术领域

本发明涉及多床催化氨转化器。

背景技术

多床催化转化器容纳由工艺气体依次经过的多个催化床。通过穿过一序列催化床，反应气体逐渐转化成产物气体。多床转化器通常用于从基本上由氢气和氮气制成的补充气体开始合成氨。

术语氨转化器表示被布置成用于将补充气体催化转化成氨的化学反应器。补充气体包含适当比例的氨和氢，并且可以通过重整获得。

氨多床转化器的常见设计包括具有圆筒环形配置的催化床。每个催化床基本上是由外壁和内壁界定的圆筒形的环。所述外壁和内壁被设计为透气的并且适于保留催化剂，例如所述催化剂为颗粒形式。

氨的合成是强烈放热的过程，这意味着在该过程中产生大量的热量并且每个催化床的流出物具有高温。

床间热交换器可以安装在催化床的中心空腔中，以便从流出物中去除热量并且降低下一个床的入口温度，并且同时回收热量。

催化床的数量可以变化。氨转化器的典型实施例具有三个催化床和两个床间冷却器，其中第一床间热交换器放置在第一催化床的内腔中，第二床间热交换器放置在第二催化床的内腔中。转化器通常为立式装置，且催化床彼此上下竖直设置。每个床间热交换器一般用管束实现。这些管被布置在该床的中心空腔中，热的工艺气体在这些管周围流动并且冷的气体在这些管内流动。

在现有技术的氨转化器中，床间热交换器被布置成将热量从热的部分反应的工艺气体传递到入口新鲜气体或其部分。例如，位于第一催化床内的热交换器将热量从来自第一催化床的部分反应的气体流出物传递至新鲜气体流，该新鲜气体流被引导至第一催化床本身的输入端，新鲜气体流被适当地预热。

通常使转化器的流出物(即，最后催化床的流出物)通过转化器的压力容器外部的回收热交换器。该热交换器通常用于产生饱和蒸汽或热水。

因此，可以说，在床间交换器中传递的反应热在反应器本身中和在氨的合成过程中内部地再循环。仅最后催化床的流出物通常可用于热回收，诸如产生蒸汽或热水等，代价是将热交换器安装在转化器外部。

这种技术的缺点在于，没有最佳地回收通过反应产生的高温的热量，特别是可能高于500℃的第一催化床的流出物。

具体地，将令人感兴趣的是使用由氨转化器释放的热来产生过热蒸汽，因为过热蒸汽可以用于为蒸汽涡轮机提供动力。然而，该转化器的流出物的温度通常不足以达到此目的。安装在转化器下游的锅炉通常可以产生饱和蒸汽，然而，从能量的角度来看，该饱和蒸汽不太有吸引并且不适于驱动涡轮机。这种蒸汽可能以燃料为代价而过热，然而这是额外的成本。

一种氨设备具有包括蒸汽发生器和蒸汽使用的复杂的蒸汽***。蒸汽使用包括例如驱动诸如压缩机的公用设施的涡轮机。在该过程中存在使内部产生蒸汽的动力，该蒸汽可以用作其他过程步骤的热源或者驱动涡轮机或者如果可能的话输出。现有技术不能完全满足这种需要。

又一个问题是可以从该转化器的流出物回收的热量取决于催化床的温度特征曲线。增加可回收热量的尝试可负面影响催化床的运行。在氨合成中，认为通过合成产生的热的回收是基本重要的。为了提高可回收的热量，反应器入口温度应尽可能提高，但提高该入口温度通常会导致催化床偏离最佳温度分布运行。

转化器出口温度也可以通过具体地提高最后床的入口温度来提高。然而，以此方式，最后催化床内的温度分布没有被优化。最后催化床在体积方面通常是最大的，并且如果最后催化床偏离最佳条件运行，转化器的整体性能受到很大影响，例如在氨出口浓度和每道转化率方面。

此外，为了优化该转化器内部的温度特征曲线，有必要用相当冷的合成气流进入该转化器。在现有技术布局中，氨转化器可基本上被视为绝热装置，因此出口温度与入口温度成正比。因此，出口温度通常非常低，使得其仅在非常低的水平下适于热回收。

产生过热蒸汽的现有技术解决方案建议将氨转化器分成串联运行的两个单独的压力容器。在这种配置中，每个压力容器容纳一个或两个催化床。通过这样做，蒸汽过热器可以布置在第一压力容器和第二压力容器之间，以从第一容器的热流出物中回收热量。

然而，这种解决方案具有一些缺点。它需要用于转化器的至少另外的压力容器以及用于蒸汽过热器的另外的压力容器。在用于高压和高温下的流的所述部件之间还需要昂贵的管道、连接件和基础设施，从而引入热量损失和压降。这些部件引入显著的成本，因为在约100巴或以上的高压下产生氨，因此任何压力容器或管道是相当昂贵的。该过程的控制需要在所述连接件上安装阀，这意味着所述阀必须在高温和高压下工作，并且因此是昂贵的。

在US 5171543和GB 2075859中描述了具有内部热交换器的催化反应器。

发明内容

本发明旨在解决现有技术的以上缺点和限制。

该目的通过根据权利要求所述的氨转化器来实现，其特征在于，其包括至少一个集成回收热交换器，集成的回收热交换器具有第一侧和第二侧，第一侧布置成被从至少一个催化床流出的部分反应的气体穿过，第二侧布置成被热交换介质穿过，热交换介质不是引导至转化器的任何催化床的反应流。

所述集成回的收热交换器是间接热交换器，即，第一侧和第二侧不流体连通。集成的回收热交换器与氨转化器形成单一件。集成的回收热交换器可以部分地或完全地容纳在转化器的压力容器中。

所述回收热交换器被配置成将反应热传递至介质，该介质不是旨在流过一个或更多个催化床的反应气体。特别地，所述介质不是引导至任何催化床的反应补充气体或含有反应气体的流。因此，回收热交换器可以被认为是转化器的内部散热器，其中在该反应中释放的热量可以被传递到外部介质中。

因此，氨转化器不再是绝热装置。转化器的出口温度不仅仅由入口温度决定，并且可以优化反应器内部温度分布，同时提高反应器入口温度以回收更多的氨合成热。由于集成热交换器提供的内部散热器，该热回收不影响床入口温度优化。

在优选实施例中，回收热交换器连接至蒸汽***，并且介质是沸水或蒸汽。特别地，氨转化器可为包括蒸汽***的氨设备的一部分，并且回收热交换器可连接至蒸汽***并用于产生蒸汽或使饱和蒸汽过热。

术语蒸汽***表示通过回收工艺中释放的热量来产生蒸汽的装置；如此产生的蒸汽可以在工艺中内部使用(例如向氨设备的蒸汽用户提供电力或热量)，或输出。

本发明具有显著的优点在于，可以从第一催化床的流出物中回收的高温下的热量可以以更有效的在热力学方式使用，从而产生例如适于例如驱动涡轮机的蒸汽或过热蒸汽。

同时，避免了外部管道在高压和高温下的缺点。特别地，避免了这种管道的压降和热损失。还消除了对额外压力容器和相关成本的需要。还有另一优点是，该方法可以用安装在气体管线上的阀在低温下进行控制，如将在以下解释的。因此，降低了装置的成本。

本发明的一个方面还是一种根据权利要求的方法，其中该方法包括将热量从至少一个催化床的流出物传递至热交换介质，其中热传递在集成在氨转化器中的回收热交换器中进行，并且热交换介质不是氨合成方法的反应流。

本发明的又一目的是一种氨设备，该氨设备包括氨转化器和蒸汽***，其中被集成在氨转化器中的回收热交换器的第二侧连接至蒸汽***。例如，回收热交换器的第二侧具有连接至供水管线的输入端和连接至蒸汽管线的输出端；或者具有连接至饱和蒸汽管线的输入端和连接至过热蒸汽的管线的输出端。

优选的实施例

回收热交换器可以包括多个热交换元件和任选地围绕这些热交换元件的壳体。因此，第一侧是围绕管的热交换元件的区域，可能容纳在壳体内，并且第二侧是热交换元件的内部。热交换元件在内部被热交换介质穿过。

优选地，热交换元件包括管。特别优选地，它们包括U形管或卡口管。当回收热交换器是管式热交换器时，第一侧是管周围的区域，并且第二侧(管侧)是管的内部。

回收交换器可例如利用安装在转化器的上部中的管束来实现。优点是交换器不需要附加的壳体。

在优选实施例中，回收热交换器是管式热交换器，该管式热交换器具有连接至管板的u形管束或卡口管束。管板可以在热交换器的顶部上，并且管束可以自管板向下延伸。

具有u形管或卡口管的这个实施例的优点是回收热交换器仅需要一个管板。热交换器的唯一的管板可以容易地在反应器的顶部接近。还有另一个优点是，如果必要的话，可以移除(从转化器上方抽出)管束，而不触及转化器的内部。

管束的管板可以位于氨转化器的压力容器的顶盖上方。这种布置便于从转化器抽出和移除管束，而不必移除压力容器的盖。

在另一实施例中，该氨转化器的压力容器可以具有顶盖，该顶盖包括该回收热交换器的壳体。

在一些实施例中，回收热交换器至少部分地容纳在这些催化床中的至少一个的中心空腔中。特别地，回收热交换器可部分地容纳或完全地容纳在至少一个催化床的中心空腔中。

除了床间热交换器之外，催化床的中心空腔可以容纳回收热交换器的一部分，该床间热交换器被布置成将热量从催化床的热流出物传递至引导至同一催化床或另一催化床的入口的反应物气体流。

回收热交换器和床间交换器优选地被布置成被从催化床流出的热工艺气体依次穿过，使得催化床的流出物首先穿过回收热交换器，然后穿过床间热交换器。因此，回收热交换器受益于热气体的最高温度。

至少一个回收热交换器可包括回收热交换器，其位于转化器的第一催化床上方并布置成使得回收热交换器的第一侧被第一催化床的流出物穿过。

至少一个回收热交换器可包括热回收交换器，该热回收交换器放置在转化器的第二催化床的下游，使得回收热交换器的第一侧被第二催化床的流出物穿过。

在优选实施例中，该氨转化器是竖直布置的并且这些催化床是竖直对齐的，该第一催化床在该转化器的顶部上。集成回收热交换器安装在转化器的上部中并且在第一催化床上方，使得其主要在第一催化床上方延伸。回收热交换器的底部可接收在第一催化床的中心空腔内。例如，底部可包括u形管束的弯曲部分。根据该实施例，回收热交换器的第一侧，例如管周围的空间，被第一催化床的热流出物穿过。

优选地，在回收热交换器的第二侧中的热交换介质是水或蒸汽。

回收热交换器可布置用于连接至蒸汽***。

在实施例中，回收热交换器是蒸汽过热器；热交换器具有连接至蒸汽管线的输入端(例如饱和蒸汽)和连接至过热蒸汽管线的输出端。

在另一实施例中，回收热交换器是锅炉；热交换器具有连接至水管线的输入端以及连接至蒸汽管线的输出端。

通过将热量传递至蒸汽，集成的回收交换器可以以有效的方式回收热床流出物的高温热量，而不影响床的工作温度，例如不将它们的工作温度增加到最佳值以上。

在优选实施例中，催化床根据其顺序上下竖直布置，使得对于每对相邻床，下面的床接收上面的床的流出物，第一催化床在转化器的顶部。在典型的实施例中，催化床的数目是三个；然而可以是不同的数目。

本发明的又一优点是更好地使用该氨转化器的内部体积。必须注意的是，转化器的压力容器是昂贵的，因此体积本身是昂贵的并且其有效使用是相当大的优势。

例如，在立式转化器中，回收热交换器在转化器的顶部上的安装有效地使用转化器的在催化筒的顶盖与转化器的压力容器的顶盖之间的区域中的上部区域。在现有技术中，这个体积没有被有效地使用；在本发明中它可以用于安装集成热交换器。

本发明的进一步优选方面如下。

回收热交换器可包括围绕热交换元件的壳体，该壳体的直径小于环形催化床的外径。相关的优点是来自热交换元件的热交换介质的任何损失可以被传送以避免与氨合成催化剂接触并且可以在转化器关闭之后测量。

回收热交换器可配备有水平测量***，以监测这种损耗(例如，水损失)。

在一些实施例中，可以优选的是热交换元件中的热交换介质的压力低于氨转化器中的反应物工艺流的压力。优点是在元件损坏或回收热交换器故障的情况下，压力差避免了回收热交换器中的介质(例如，水)和氨合成催化剂之间的接触。

在其他实施例中，可以优选的是这些热交换元件中的压力高于该反应物工艺流的压力。在那种情况下，在回收热交换器损坏或故障的情况下，避免反应物工艺流与热交换元件的内部部分之间的任何接触。

该转化器可以由控制***控制，该控制***包括关闭程序，该关闭程序被配置成在这些热交换元件损坏的情况下避免在该热回收交换器内部流动的热交换介质与该氨合成催化剂之间的接触。

***可以包括该热交换介质的压力的自动控制，该自动控制被布置成用于在关闭过程中将该热交换介质的压力保持在该转化器内部的反应物气体的压力之下。

在热交换元件故障的情况下，通常关闭转化器和合成回路。上述自动控制确保在关闭程序期间没有热交换介质(例如，水)与催化剂接触。

以下仍是本发明的其他方面。

本发明的广义方面是具有集成热交换器的一种多床反应器，其中该热交换器被可操作地放置在容纳在该多催化床反应器中、优选地在该反应器的最热部分中的两个连续的催化床之间。用外部流体运行集成的热交换器，外部流体即不是反应器的工艺流体(诸如引导至任何催化床的反应流)的流体。

当提及两个连续的催化床时，提及上游催化床(也称为“第一”催化床)和下游催化床(也称为“第二”催化床)。在运行中，从第一催化床流出的工艺流(诸如部分反应气体)可能在加入另一流如急冷流之后进料至第二催化床中，以用于进一步反应。

本发明的另一方面是如上所定义的多催化床反应器，该多催化床反应器进一步包括热交换器或急冷***，该热交换器或急冷***与用外部流体运行的上述热交换器分开，并且热交换器或急冷***被布置用于调节进入两个连续催化床中的下游催化床的工艺流的温度。因此，可以调节下游催化床的入口温度，而不影响到外部流体的热传递。

相关的优点是，例如，可以调节下游催化床的入口温度，而不影响蒸汽或过热蒸汽的产生。

另一方面是如上定义的多催化床反应器，其中容纳在该反应器中的每个催化床的入口温度是可独立调节的。因此，反应器可以包括各自的床间热交换器或急冷***，其可操作地放置于反应器中所容纳的每对连续的催化床之间，使得对于每对催化床，可以独立地控制下游催化床的入口温度。

本发明的另一个方面是如上限定的多催化床反应器，包括至少另一个热交换器，其是气体预加热器，布置成来将热量从由至少一个催化床抽出的反应气体传递至新鲜反应气体的流。更优选地，该反应器在内部布置成使得新鲜气体的输入在其进入气体预加热器之前在反应器的压力容器的内表面上经过，使得压力容器被新鲜气体冷却。

借助于以下与多个优选实施例相关的详细说明，本发明的优点将变得甚至更清楚。

附图说明

图1示出了根据实施例的氨转化器的示意图。

图2是根据优选应用的氨转化器的功能示意图。

具体实施方式

图1示出以下项：

R立式氨转化器

A-A转化器R的轴线

1转化器R的压力容器

C1 第一催化床

C2 第二催化床

C3 第三催化床

2第一催化床C1的中心空腔

3第二催化床C2的中心空腔

4第三催化床C3的中心空腔

RHE集成回收热交换器

HE1转化器的第一床间交换器，其装配在第一催化床C1的中心空腔2中

HE2转化器的第二床间热交换器，其装配在第二催化床C2的中心空腔3中

GI气体入口(反应物)

GO气体出口(产物)

30集成交换器RHE的u形管束

31u形束30的下部

32集成交换器RHE的管侧的入口

33集成交换器RHE的管侧的出口

34u形管束30的管板

40压力容器1的顶部凸缘

41压力容器1的顶盖

42容纳催化床的筒的顶盖

S饱和蒸汽管线，其连接至管束30的输入端32

SH过热蒸汽管线，其连接至管束30的输出端33

催化床C1、C2和C3以及床间热交换器HE1、HE2例如是装配在压力容器1中的筒的一部分。筒可以是从该压力容器可移除的。

催化床C1、C2和C3具有圆筒环形形状。每个床分别具有中心空腔2、3和4。

附图是示意性的并且没有详细示出转化器的内部。

转化器R在内部配置成使得工艺气体以径向或轴向径向流穿过催化床。该流从床的外表面朝向轴线A-A向内引导，如图1的箭头所示。

输入气体GI被引导至第一催化床C1并且可以在转化器的一个或更多个热交换器中、例如在床间交换器HE2和HE1中被预热。输入气体也可以在压力容器1和催化筒之间的环形空间中通过，以便冷却压力容器1。预热气体可与一部分冷气体混合以小心调节第一催化床的入口温度。该转化器可以包括用于所述冷气体的附加输入端。

催化床C1的部分反应的热流出物在回收交换器RHE的管30周围和床间热交换器HE1的管周围的区域中通过。每个所述热交换器基本上是由合适介质穿过的管束。热的流出气体通过管周围并将热量传递到管内的介质。

可以理解的是，回收交换器RHE具有第一侧和第二侧，该第一侧由管周围的空间表示，该第二侧由管的内部形成。所述第一侧和第二侧不是连通的，使得第一侧中的介质(热工艺气体)不与第二侧中的介质(例如，水或蒸汽)混合。

回收交换器RHE可以是例如蒸汽过热器。管侧的输入端32和输出端33可以连接到氨设备的蒸汽***。例如，当交换器RHE用作蒸汽过热器时，输入端32进料有饱和蒸汽，并且在输出端33处收集过热蒸汽。可替代地，例如，输入端32可以进料有在交换器RHE中蒸发的水，并且在输出端33处收集蒸汽。图1示出了示例，其中输入端32连接至蒸汽管线S并且输出端33向过热蒸汽管线33进料。

该图示出了优选实施例，其中热交换器RHE具有u形管束30。u形管束30包括管弯曲的底部部分31。热交换器RHE的底部部分(例如，管束30的底部部分)可容纳在第一催化床的空腔2内。

床间交换器HE1的管内的介质可以是在进入第一催化床之前预热的新鲜气体。

图1示出了优选实施例，其中与随后的催化床C2和C3相比，由于减小的径向宽度，第一催化床C1具有细长的设计。第一催化床C1的这种设计增加了空腔2的尺寸，使得所述空腔在径向方向上更宽并且在轴向方向上更长，并且因此有助于将回收交换器RHE的下部部分和床间热交换器HE1容纳在第一催化床C1的空腔2中。

回收交换器RHE安装在立式转化器R的顶部上并且在床间交换器HE1的上方。这种布置使得交换器RHE易于接近，并且如果必要的话，易于从转化器移除。特别地，在优选的实施例中，管板34在容器的盖41上方，这使得可以在不移除盖41的情况下抽出整个管束30。

在实施例中，回收交换器RHE可以具有管板，该管板直接用法兰连接到压力容器的盖。

交换器RHE在转化器的压力容器1中的集成提供了对容器的上部区域(特别是催化筒的盖42上方的区域)中的体积的更好利用。

在围绕所述回收热交换器RHE的管并且围绕第一床间热交换器HE1的管的通道之后，来自第一催化床C1的流出气体被重新引导至也被向内穿过的第二催化床C2。然后，第二催化床的流出物通过安装在第二催化床C2的空腔3中的第二床间热交换器HE2。所述第二床间热交换器HE2还可以是管式热交换器，并且这些管内的介质可以是有待预加热的进入气体。例如，该进入气体可在热交换器HE2中预热，然后在交换器HE1中预热。

在穿过热交换器HE2之后，工艺气体被引导至第三催化床C3，该第三催化床还以向内径向流动穿过。第三催化床的流出物收集在空间4中并代表完全反应的出口气体GO。可选地，热交换器也可安装在空间4中。

图1中的箭头示意性地表示气流。转化器的合适内部提供了必要的气体分布和收集。

图2示出了可以用图1的转化器R实施的方法示意图。图2中的数字表示以下。

11部分反应的工艺气体从第一催化床C1流出、被引导至交换器RHE

12工艺气体在经过交换器RHE之后并且被引导至第一床间交换器HE1

13工艺气体在穿过第一床间热交换器HE1之后并且被引导至第二催化床C2的入口

14工艺气体从第二催化床C2流出

15工艺气体在第三催化床C3的入口处

16完全反应的工艺气体(产物)从第三催化床C3流出

17热回收热交换器

18热交换器17的流出

19气-气热交换器

20新鲜工艺气体(反应物)

21一部分气体20被引导至气-气热交换器19

22一部分气体20由阀V1控制、绕过气-气热交换器19

23冷新鲜气体由阀V2控制、被引导至第一催化床的入口

24新鲜气体被引导至床间热交换器HE2

25新鲜气体由阀V3控制、绕过床间热交换器HE2

26预热的新鲜气体被引导至床间热交换器HE1

27完全预热的新鲜气体从交换器HE1流出并且与气体23一起被引导至第一催化床的入口。

经由阀V1、V2和V3控制在催化床入口处的工艺气体的温度。

特别地，阀V2控制“冷射”23的流速，即未在床间交换器HE2和HE1中预热的新鲜气体流。该冷气体23在第一催化床C1的入口处与从床间交换器HE1流出的完全预热的流27混合。流23和流27的混合物形成图1所示的入口气体GI。

来自第一催化床C1的部分反应的气体11处于升高的温度下(例如高于500℃)并将热传递至在集成回收交换器RHE的管中流动的蒸汽S。如此获得的过热蒸汽SH可以在本方法内部用作热源或产生能量。例如，蒸汽SH被运送至氨设备的一个或更多个蒸汽使用者。如果合适，蒸汽也可从氨设备导出。

仍处于高温的流出物12在第一床间交换器HE1中将热量传递到反应物流26中。所述流26是在交换器HE2中预热的流24与旁路流25混合的结果。因此，所述流26的温度基本上通过控制流25的旁路管线的阀V3来控制。这进而影响工艺流13的温度，即第二催化床的入口温度。

同样，管线23和25中的冷气体的温度由阀V1控制，因为它是将交换器19的流出物与绕过交换器19的气体22混合的结果。

离开第三催化床C3的产物流16可以在回收交换器17中冷却。该交换器17以及气-气交换器19可安装在第三催化床的环形空腔4中(即压力容器内部)或者可以在外部。在交换器19中冷却之后的气体18代表产物气体。

可以理解的是，阀V1、V2和V3对冷气体流进行操作。在诸如管线26或27的热管线上不需要阀。这是相当多的优点，因为在高压下在热流上运行的阀将是关键且昂贵的物品。

本发明实现了以上阐明的目的。特别地，除了氨转化器的容器之外，它不要求额外的压力容器；它不要求用于连接到外部容器上的高压管道；它不要求在高温和高压管线上的阀门来控制该过程。可以理解的是，本发明提供了通过化学反应产生的热量的有效回收，特别是包含在热工艺流11、14和15中的热量的有效回收。

Claims (24)

1.氨转化器，包括用于将输入补充气体转化为含氨产物气体的多个催化床(C1、C2、C3)，其中：

所述催化床具有由外圆筒壁和内圆筒壁界定的圆筒环形形状；

根据从所述转化器的入口到出口的气流的路径，将所述催化床按顺序从第一催化床到最后催化床布置在所述转化器的压力容器(1)中，使得对于每对连续的床，在该对床中的下游床中进一步处理该对床中的上游床的流出气体；

其特征在于：

所述转化器包括至少一个集成的回收热交换器(RHE)，所述回收热交换器具有第一侧和第二侧，所述第一侧布置成被从至少一个催化床流出的反应的工艺气体穿过，所述第二侧布置成被热交换介质穿过，所述热交换介质不是引导至所述转化器的任何催化床的反应流。

2.根据权利要求1所述的转化器，其中，所述回收热交换器包括多个热交换元件和可选地围绕所述热交换元件的壳体，所述第一侧是围绕所述热交换元件的区域，并且所述第二侧是所述热交换元件的内部。

3.根据权利要求2所述的转化器，其中：

所述回收热交换器是管式热交换器，所述管式热交换器具有连接至管板(34)的u形管束(30)或卡口管束，所述管板在所述热交换器的顶部上，并且所述管束自所述管板向下延伸。

4.根据权利要求3所述的转化器，其中，所述回收热交换器的所述管板(34)位于所述转化器的压力容器的顶盖(41)上方。

5.根据前述权利要求中任一项所述的转化器，其中，所述压力容器具有顶盖，所述顶盖包括所述回收热交换器的壳体。

6.根据前述权利要求中任一项所述的转化器，其中，所述回收热交换器(RHE)至少部分地容纳在至少一个所述催化床(C1)的中心空腔(2)中。

7.根据权利要求6所述的转化器，其中，至少一个催化床(C1)的所述中心空腔(2)容纳：

所述回收热交换器(RHE)的至少一部分，以及

床间热交换器(HE1)，所述床间热交换器(HE1)布置成将热量从所述催化床的热流出物传递至被引导至同一或另一催化床的反应气体流。

8.根据权利要求7所述的转化器，其中，所述回收热交换器和所述床间交换器布置成由从所述催化床流出的热工艺气体依次穿过，使得所述床的流出物首先穿过所述回收热交换器，并且然后穿过所述床间热交换器。

9.根据前述权利要求中任一项所述的转化器，其中，所述至少一个回收热交换器包括回收热交换器，所述回收热交换器位于所述转化器的所述第一催化床上方并且被布置成使得所述第一催化床的所述流出物穿过所述回收热交换器的第一侧。

10.根据前述权利要求中任一项所述的转化器，其中，所述至少一个回收热交换器包括热回收交换器，所述热回收交换器放置在所述转化器的所述第二催化床(C2)的下游，使得所述第二催化床的流出物穿过所述回收热交换器的第一侧。

11.根据前述权利要求中任一项所述的转化器，其中，所述热交换介质是水或蒸汽，并且所述回收热交换器被布置成连接至蒸汽***。

12.根据权利要求11所述的转化器，其中，所述回收热交换器是蒸汽过热器。

13.根据权利要求11所述的转化器，其中，所述回收热交换器是锅炉。

14.根据前述权利要求中任一项所述的转化器，其中，所述回收热交换器具有直径小于所述催化床的直径的壳体。

15.根据前述权利要求中任一项所述的转化器，其中，所述回收热交换器配备有水平测量以监测所述压力容器内部的所述热交换介质的损失。

16.根据前述权利要求中任一项所述的转化器，其中，所述回收热交换器的第二侧中的所述热交换介质的压力低于反应物工艺流的压力。

17.根据权利要求1至15中任一项所述的转化器，其中，在所述回收热交换器的第二侧中的所述热交换介质的压力高于反应物工艺流的压力。

18.根据前述权利要求中任一项所述的转化器，包括控制***，其中所述控制***被配置成根据关闭程序来操作所述转化器的关闭，其中在所述关闭程序中，穿过所述回收热交换器的所述热交换介质的压力保持在所述转化器中的反应气体的压力以下。

19.根据前述权利要求中任一项所述的转化器，其中，用外部流体运行的所述热交换器位于两个连续的催化床之间，所述转化器进一步包括热交换器或急冷***，所述热交换器或急冷***与用外部流体运行的所述热交换器分开，并且所述热交换器或急冷***被布置成调节进入所述两个连续的催化床中的下游床的工艺流的温度。

20.根据前述权利要求中任一项所述的转化器，包括各自的床间热交换器或急冷***，所述床间热交换器或急冷***操作地放置在所述反应器中所容纳的每对连续的催化床之间，使得对于每对催化床，可以独立地控制所述下游床的入口温度。

21.根据前述权利要求中任一项所述的转化器，其中，用外部流体运行的所述热交换器位于两个连续的催化床之间，所述转化器进一步包括至少另一个热交换器，所述至少另一个热交换器为气体预加热器，所述至少另一个热交换器布置成将热量从由至少一个催化床抽出的反应气体传递到新鲜反应气体的流，所述转化器在内部布置成使得新鲜气体的输入在其进入所述气体预加热器之前在所述转化器的压力容器的内表面上经过，使得所述压力容器被所述新鲜气体冷却。

22.一种用于合成氨的设备，包括：

根据以上权利要求中任一项所述的氨转化器；

蒸汽***；

其中，集成在所述氨转化器中的所述回收热交换器的第二侧的输入端和输出端连接至所述蒸汽***。

23.一种氨的合成方法，包括：

使包含氢和氮的补充气体流过布置在氨转化器的压力容器内部的多个环形催化床，所述环形催化床至少包括第一床和第二床，其中所述床依次布置，使得从所述第一床流出的部分反应的气体在所述第二床中进一步反应；

其特征在于：

所述方法包括将热量从至少一个所述催化床的流出物传递至热交换介质，其中：

热传递是在被集成在所述氨转化器中的回收热交换器中进行的；

所述热交换介质不是氨合成方法的反应流。

24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述热交换介质是水或蒸汽，并且所述方法包括在所述回收热交换器中产生蒸汽或过热蒸汽。

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