DE1542278C - Vorrichtung zur Durchführung von katalytischen Hochdruckreaktionen - Google Patents

Description

lässigen Boden 11 auf und ist durch ein gleiches Element 12 nach oben derart abgeschlossen, daß sich weder unterhalb der zentralen Öffnung 13 noch unterhalb des gasdurchlässigen Bodens 12 ein den freien Gasdurchgang in axialer Richtung ermöglichender Hohlraum bilden kann. Die gasdurchlässigen Böden 11 und 12 bilden mit der jeweiligen anliegenden Innenwand des Leitrohres 2 einen im Querschnitt segmentartigen Hohlraum 17 und 18, der sich durch die ganze Länge des Leitrohrinneren zieht und der der Reaktionsgasumleitung von. einem Zwischenbodenwärmetauscher zur nächstliegenden Katalysatorlage dient.

Der Querstrom des rückfließenden Gases durch die Kühlröhrenpakete der einzelnen Zwischenbodenwärmetauscher 9, 10 usw. ist in üblicher Weise und wie auch in dem Hauptpatent durch Schikanebleche gesichert, die abwechselnd bis zur Innenwand des Leitrohres 2 reichen. Darüber hinaus wird der Querstrom des solcherart stufenweise gekühlten Reaktionsgases durch die jeweils nachfolgende Katalysatorlage zur nächstfolgenden Kühlstufe durch weitere, den jeweiligen Hohlraum 17 oder 18 abschließende Schikanebleche 14 unmittelbar nach jedem Katalysatorbehälter veranlaßt.

Obwohl die bisher beschriebenen Einrichtungen, dank des grundsätzlichen Aufbaues gemäß dem Hauptpatent 1 142 586, bereits eine sehr -gute ,Regelung der Betriebstemperaturen des Reaktors in allen seinen Teilen und damit eine optimale Ammoniakausbeute ermöglichen, ist auch hier zweckmäßigerweise eine zusätzliche Feinregelung durch Zuführung von Kaltgas vorgesehen, wie sie im Hauptpatent beschrieben ist. Es sind dies in der Zeichnung die koaxialen Röhren 15 und 16, die das kalte Synthesegasgemisch den einzelnen, aufeinanderfolgenden Zwischenbodenwärmetauschern 9, 10 usw. und der Eingangskatalysatorlage 8 getrennt voneinander regelbar zuführen.

Die beschriebene Vorrichtung erlaubt es, Synthesereaktoren beliebig großer Abmessungen in liegender Anordnung zu betreiben, wobei außerdem die sonst notwendige Errichtung überschwerer Fundamente und die Anwendung eines extrem hohen Bedienungskranes überflüssig wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

Patenta s Ίν °*^{εη wur}den. Sofern ein solcher Ofen mit den sonsti-

^ ' gen Merkmalen des vorerwähnten Patentes beispiels-

Vorrichtung zur Durchführung katalytischer weise wegen der aus wirtschaftlichen Gründen gebote-

Hochdrucksynthesen, insbesondere der Ammo- nen Übergröße liegend betrieben werden soll, erfor-

niaksynthese, mit zwei oder mehreren, voneinan- 5 dert die Gasführung und die Katalysatoranordnung

der getrennten, hintereinander angeordneten und eine Abänderung, die den Durchgang des Reaktions-

durch kurze Zwischenbodenwärmetauscherröh- gases neben dem Katalysator unmöglich macht,

ren gasführend miteinander verbundenen Kataly- Erfindungsgemäß wird das Frischgas nicht mehr in

satorlagen innerhalb eines in einem Druckkörper axialer Richtung durch die Katalysatorschüttungen

befindlichen, die gesamte katalytische Einrichtung io geführt, sondern im Querstrom zur Längsausdehnung,

nebst einem Hauptwärmetauscher enthaltenden d.h., beim liegend angeordneten Ofen mitwaägerech-

Leitrohres nach Patent Γ142 586, dadurch ter Achse, durch jede Katalysatorlage hindurch von

gekennzeichnet, daß der Synthesereaktor oben nach unten und durch den jeweils nachfolgenden

liegend.angeordnet ist und die einzelnen Katalysa- Zwischenbodenwärmetauscher von unten nach oben

torlagen (6,7,8 usw.) als Vollraumschüttungen 15 oder in beiden Fällen umgekehrt, wobei die Umlen-

auf einem gasdurchlässigen Boden (11) aufruhen kung des Gasstromes durch Schikanebleche bewirkt

und nach oben durch einen ebensolchen Boden wird, die nach jeder Katalysatorlage abwechselnd

(12) ohne Leerraum abgeschlossen sind, wobei oberhalb und unterhalb der Katalysatorlagen den

durch diese Begrenzungsorgane (11 und 12) je- Gasdurchgang durch einen vom Katalysator frei ge-

weils unterhalb und oberhalb des Katalysators ein 20 haltenen Gasdurchgangsraum entlang des gesamten ■

im Querschnitt segmentartiger, die ganze Länge Leitrohrinneren sperren.

des Leitrohres (2) durchsetzender Hohlraum (17, Das in der üblichen Weise vorerst zur Kühlung des

18) für die Reaktionsgasumleitung geschaffen ist, Druckkörpers von innen und gleichzeitig des Leitroh-

der abwechselnd oben und unten je durch ein oder res von außen benützte Frischgas passiert den end-

mehrere Schikanebleche (14) abgeschlossen ist. 25 ständigen Hauptwärmetauscher, in diesem Falle vorzugsweise durch die Kühlröhren hindurch, strömt aus

diesem entlang der Außenwand eines zentral angeordneten Kaltgaszuführungsrohres und entlang der Innenwand des letzten Katalysatorbehälters bis zum anGegenstand des Patentes 1 142 586 ist ein Verfah- 30 schließenden Zwischenbodenwärmetauscher, durchren zur Gasführung in katalytischen Hochdruckreak- strömt, immer in Richtung auf das gegenüberliegende toren, beispielsweise für die Ammoniaksynthese, mit Ende des Reaktors, dessen Kühlröhren, umgeht auch zwei oder mehreren, voneinander getrennten, hinter- den oder die nachfolgenden Katalysatorbehälter zeneinander angeordneten und durch kurze Zwischenbo- tral und durchströmt die zwischen diesen angeordnedenwärmetauscherröhren gasführend miteinander 35 ten Wärmetauscherröhren und tritt endlich in die erste verbundenen Kontaktschüssen und eine, seiner Katalysatorlage ein, passiert diese quer zur Richtung Durchführung dienende Vorrichtung, wobei in einem, der Reaktorachse, umströmt sodann, nun wieder im wie üblich aus einem Druckkörper, einem Einsatz- Gegenstrom zur bisher eingehaltenen Richtung, die mantel (Leitrohr) und einem Hauptwärmetauscher Kühlröhren des ersten anliegenden Wärmetauschers bestehenden Reaktor das kalte Frischgas nach Küh- 40 und so fort, bis das nunmehr ausreagierte Gas die Seiung des Druckkörpers und des Leitrohres durch den kundärseite des Hauptwärmetauschers betritt und Hauptwärmetauscher, sodann durch eine zentrale, schließlich den Reaktor zur Aufarbeitung verläßt,
durchgehende gemeinsame öffnung auf die oberste Die Erfindung betrifft demnach eine Vorrichtung von zwei oder mehreren Vollraumschüttungen des zur Durchführung katalytischer Hochdrucksynthesen, Katalysators und in weiterer Folge durch die einzel- 45 beispielsweise der Ammoniäksynthese, mit zwei oder nen Katalysatorschüttungen und abwechselnd mit die- mehreren, voneinander getrennten, hintereinander ansen durch diese letzteren gasführend miteinander ver- geordneten und durch kurze Zwischenbodenwärmebindende Zwischenbodenwärmetauscher strömt, de- taucherröhren 9,10 usw. gasführend miteinander verren Kühlröhren im Querstrom von dem aus dem bundenen Katalysatorlagen 6,7,8 usw. innerhalb Hauptwärmetauscher ankommenden Frischgas um- 50 eines in einem Druckkörper 1 befindlichen, die gespült werden. ■ samte katalytische Einrichtung nebst einem Haupt-Die Entwicklung der katalytischen Hochdruck- wärmetauscher enthaltenden Leitrohres 2 nach dem Syntheseeinrichtungen, insbesondere für die Ammo- Patent 1142586, dadurch gekennzeichnet, daß der niakfabrikation aus Stickstoff und Wasserstoff, geht Synthesereaktor liegend angeordnet ist und die einzelderzeit in Richtung auf die Vergrößerung der Appara- 55 nen Katalysatorlagen 6,7,8 usw. als Vollraumschütturen. Dieser Vergrößerung sind aber Grenzen ge- tungen auf einem gasdurchlässigen Boden od. dgl. 11 setzt, soweit es sich um die bisher üblichen aufrecht aufruhen und nach oben durch einen ebensolchen Bostehenden Hochdrucköfen handelt. Die vorliegend be- den 12 ohne Leerraum abgeschlossen sind, wobei schriebene Erfindung betrifft nun eine Verbesserung durch diese Begrenzungsorgane 11 und 12 jeweils un- und Abänderung der im Patent 1142586 beschriebe- 60 terhalb und oberhalb des Katalysators ein im Quernen Vorrichtung, die deren Anwendung auch in lie- schnitt segmentartiger, die ganze Länge des Leitrohgendem Zustand des Reaktors erlaubt. res 2 durchsetzender Hohlraum 17, 18 für die Reak-Die bisher in Anwendung stehenden Reaktoren tionsgasumleitung geschaffen ist, der abwechselnd können nur stehend betrieben werden, weil beispiels- oben und unten je durch ein oder mehrere Schikaneweise die heute vielfach angewendeten Vollraum- 65 bleche 14 abgeschlossen ist.

schüttungen des Katalysators durch Zusammensinken Wie der Längs- und der Querschnitt (F i g. 1

desselben beim Umlegen Hohlräume für den uner- und 2) der Zeichnung zeigt, ruht im vorliegenden

wünschten Gasdurchgang neben dem Katalysator bil- Falle der Katalysator 6,7,8 usw. auf einem gasdurch-