[其他]減少多相合成的多單元反應(yīng)器及有關(guān)反應(yīng)器中能量損耗的系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 87107596
• 申請日: 1987-11-03
• 公開（公告）號: CN87107596A
• 公開（公告）日: 1988-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尤姆伯托·薩迪;吉奧吉奧·帕加尼
• 申請（專利權(quán)）人: 阿莫尼·卡薩爾公司;尤姆伯托·薩迪
• 主分類號: B01J8/04
• 分類號: B01J8/04;C01C1/04
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利代理部
• 代理人: 王以平

本發(fā)明涉及在多相合成的多單元反應(yīng)器中增加合成產(chǎn)量、減少能量損耗的系統(tǒng)，更具體地說，涉及合成氨的多單元反應(yīng)器中增加反應(yīng)產(chǎn)量、減少能量損耗的系統(tǒng)。其中，反應(yīng)器的各單元由一個外殼（P）和一個直徑為（Dc）、總高度為（Hl）的內(nèi)筒芯（C）構(gòu)成，并包含放置在軸向高度為（Hl）的催化床（K）中的顆粒狀催化劑，催化床（K）位于直徑為（Di）、高度為（Hi）的圓筒形外壁和直徑為（D′i）（小于Di）、高度為（H′i）的圓筒形內(nèi)壁以及一個錐狀的底（PR）之間，催化床的上部橫向表面是敞開著的，合成氣體可以軸向通過，圓筒形內(nèi)壁內(nèi)收集反應(yīng)后的氣體。

眾所周知，用于在壓力下催化合成的反應(yīng)器，特別是用于進(jìn)行氨、甲醇、高（分子）醇等催化合成的反應(yīng)器由一個外殼和單個單元或幾個單元組成（根據(jù)C.F.Braun工藝），各單元有一個裝有催化劑的內(nèi)筒芯，其中裝有放在一層或多層催化床中的各種不同形狀和不同特性的粒狀催化劑。在C.F.Braun工藝的反應(yīng)器中，各單元有一個單層催化床。

流過各種催化床的合成氣體在一個催化床及其鄰近的床之間通常要被冷卻。因為這些反應(yīng)是放熱反應(yīng)，為使各種催化床達(dá)到最佳的溫度條件，要注入新鮮氣體（急冷反應(yīng)器）或直接與冷的輸入氣體交換。在C.F.Braun工藝中，上述冷卻是在置于反應(yīng)器外部和反應(yīng)器多個單元之間的熱交換器中進(jìn)行的。

最近，在Lummus、Topsoe、Kellogg的美國專利No.3918918、No.4181701以及歐洲專利申請No.007743-Al和Ammonia????Casale的美國專利No.4372920、No.4405562中已提出了氣體在催化床中徑向流動或軸向-徑向流動的反應(yīng)器。這和軸向流動反應(yīng)器（包括C.F.Braun反應(yīng)器）相比有明顯的進(jìn)步。特別是軸向反應(yīng)器需要使用大量的催化劑來降低催化劑中的壓力降和能量損耗。在這些情況下，軸向反應(yīng)器需要很寬的反應(yīng)器（裝置的長度/直徑比低），其設(shè)備費用高、能量損耗多。

Ammonia????Casale的美國專利No.4372920和No.4405562已使簡化合成反應(yīng)器中的筒芯的設(shè)計成為可能，從而得到便于維修保養(yǎng)的內(nèi)部反應(yīng)器結(jié)構(gòu)，并能在低的壓力降條件下同時裝入和卸出催化劑。根據(jù)上述專利，各催化床實際上由一個穿孔的圓筒形外壁和一個穿孔的只有一端密封的圓筒形內(nèi)壁構(gòu)成（藍(lán)的上壁實際上是完全敞開的），所述圓筒形內(nèi)壁（或兩個圓筒形壁）的上部未穿孔的部分和位于兩個圓筒形壁的上端部之間與所述穿孔壁的長軸近似垂直的方向上的那部分敞開通道一起構(gòu)成了少部分氣體按一般的軸向流動流過催化床的通道，余下的主要部分的氣體徑向流過催化床的兩個圓筒形壁穿孔區(qū)構(gòu)成的主要部分。

根據(jù)上述發(fā)明，按一般的軸向流動流過床的那部分氣體是由未穿孔的那部分圓筒形內(nèi)壁（或內(nèi)、外兩個壁）的高度所控制的。按該發(fā)明的一般特征，這總之是壁總高度的較小部分。按上述發(fā)明，最好使用高度/直徑比大于10（即直徑/高度比小于0.1）的反應(yīng)器進(jìn)行生產(chǎn)。

在當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)世界里，現(xiàn)有工廠的現(xiàn)代化正變得愈來愈重量：大多數(shù)這類進(jìn)行合成工藝生產(chǎn)的工廠（例如合成氨）都使用氣體軸向流過催化床的反應(yīng)器（軸向反應(yīng)器），其特征是具有低的高度/直徑比，這是因上面提到的在反應(yīng)器中具有壓力降所需要的。對于C.F.Braun反應(yīng)器來說，它由幾個具有低的高度/直徑比的單元組成，各單元包含單個的催化床。和上面所述的同樣的特征不僅適用于現(xiàn)有的反應(yīng)器，而且也適用于由C.F.Braun設(shè)計的具有兩個或兩個以上單元的新的反應(yīng)器。

在以前的專利申請中，特別是在歐洲專利申請No.86104911.2中，申請人已描述了一種降低在壓力下進(jìn)行多相催化合成的反應(yīng)器中的能量損耗的系統(tǒng)，更具體地是一種高度/直徑比（小于10）低的反應(yīng)器中的能量損耗的系統(tǒng)。這是一種特別適合于改進(jìn)現(xiàn)有的氣體軸向流動反應(yīng)器（更具體地說，就是在大多數(shù)于七十年代末建成的高容量工廠（800÷1500t/d）中所用Kellogg反應(yīng)器）的系統(tǒng)。

在另一項專利申請中描述了用于改造“Chemico”軸向反應(yīng)器的系統(tǒng)。

上述所有使用軸向反應(yīng)器的工廠的特點是在能達(dá)到低成本的那些年中沒有顧及到高的能量損耗，因為這種軸向型反應(yīng)器是引起高能量損耗的原因之一。

在繼續(xù)對此進(jìn)行研究的過程中，申請人發(fā)現(xiàn)了一種目前能易于實現(xiàn)其它軸向反應(yīng)器，特別是C.F.Braun反應(yīng)器的現(xiàn)代化的系統(tǒng)，不管該反應(yīng)器是現(xiàn)存的還是新建的。