Способ проведения каталитических экзотермических реакций

Способ проведения каталитических экзотермических реакций

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ии 443677

Союз Соеетскнх

Соцнаанстнческнх

Распублнк (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 04.07.72 (21) 1807942/23-26 с присоединением заявки ¹ (32) Приоритет

Опубликовано 25.09.74. Бюллетень ¹ 35

Дата опубликования описания 07.04.75 (5!) М. Кл. В Olj 9/00

С 01с 1/04

Государственный комитет

Совета Мнннстров СССР о делам изобретений и открытий (53) УДК 661.53(088.8) (72) Авторы изобретения С. С. Лачинов, Н. С. Торочешников, В. Н. Чекунин, Б. Г. Овчаренко, Л. И. Козлов, В. М. Низяев, А. П. Смирнов, H. М. Восвилов, А. Л. Кирпа, А. Ф. Головко и М. П. Бондарь (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ КАТАЛИТИЧЕСКИХ

ЭКЗОТЕРМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

Изобретение относится к проведению каталитических экзотермических реакций, например синтезу аммиака.

Известен способ проведения каталитических экзотермических реакций, например синтеза 5 аммиака, путем вывода газовой смеси в количестве 15 — 35% из зоны катализа с максимальной температурой, например 550 С, и использования ее тепла для получения пара высоких параметров. Основная часть газовой 10 смеси проходит остальную зону катализа, охлаждается в теплообменнике и направляется в конденсационную систему агрегата для выделения продукта.

Однако отвод газовой смеси из зоны ката- 15 лиза с максимальной температуроп в количестве 15 — 35% значительно снижает температуру основного потока (до 80 — 100 С), интенсивность рекуперации тепла в предварительном теплообменнике, увеличивая его габари- 20 ты, что приводит к снижению производительности колонны синтеза из-за уменьшения объема катализатора.

Кроме того снижение температуры основного потока до 80 — 100 С вынуждает основной 25 поток направлять в конденсационную систему для конденсации и выделения продукта.

Использование же тепла только на высоком уровне приводит к меньшей степени полезного использования тепла реакции. ЗЭ

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что из зоны катализа с максимальной температурой выводят газовую смесь в количестве 5 — 12%, предпочтительно 8—

1O%, а основной ноток газа после охлаждения направляют для получения низкопотенциального пара.

Увеличение количества газа, выводимого из зоны с максимальной температурой, выше

12 —:15% снижает эффективность работы предварительного теплообменника и позволяет лишь использовать тепло реакции для получения высокопотенциального пара, а при уменьшении количества отводимого газа ниже 5% становится нецелесообразным создание устройств для использования высокопотенциального пара.

Предлагаемый способ позволяет повысить эффективность процесса, так как использование тепла синтеза аммиака на двух температурных уровнях приводит к увеличению степени превращения азотоводородиой смеси в аммиак вследствие увеличения зоны катализа, уменьшению габаритов предварительного теплообменника и к увеличению степени использования тепла реакции из-за уменьшения необратик;ых потерь тепла при отводе тепла реакции на двух уровнях.

Способ осуществляют следующим образом.

443677

Предмет изобретения

Составитель Г. Леонтьева

Техред О. Гуменюк

Редактор О. Стеннна

Корректор Н. Лебедева

Заказ 794/6 Изд. № 414 Тираж 651 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Основной поток газовой смеси вводят в колонну 1 (см. чертеж) синтеза аммиака через патрубок 2. Газ проходит трубки теплообменника 3 и на выходе из трубок объединяется со вторым потоком газовой смеси, поступающей в колонну через патрубок 4 и проходящей в кольцевом пространстве между корпусом и катализаторной коробкой 5. Объединенный поток газовой смеси направляют сквозь слой катализатора по трубкам 6, на выходе из которых

его объединяют с холодным байпасным газом, входящим в колонну через патрубок 7 и прошедшим трубки Фильда 8. Газовая смесь проходит катализатор сверху вниз. 5 — 10% прореагировавшего газа при температуре 500—

600 С выводят из зоны катализа по трубе 9 и направляют в котел-утилизатор 10 для получения высокопотенциального пара, а остальной поток прореагировавших газов направляют в межтрубное пространство теплообменника 3, откуда его выводят через патрубок 11 при температуре 200 С и направляют в котел-утилизатор 12 для получения низкопотенциального пара. 0оа потока объединяют в смесителе 13, далее смесь проходит холодильник 14 и сепаратор 15, где из газового потока выделяют жидкий аммиак и после добавки в него свежей смеси направляют в инжектор 16 или циркуляционный компрессор.

Из инжектора 16 или циркуляционного компрессора дожатая газовая смесь проходит по5 следовательно конденсационную колонну 17 и направляется в колонну синтеза.

После предварительного теплообменника 3 газ может быть направлен в абсорбционнохолодильную установку для получения хо10 лоЛа.

Способ проведения каталитических экзотер15 мических реакций, например синтеза аммиака, путем вывода части газовой смеси из зоны катализа с максимальной температурой, использования ее тепла для получения высокопотенциального пара, охлаждения основно26 го потока газа и выделения продукта, отл ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса, из зоны катализа с максимальной температурой выводят газовую смесь в количестве 5 — 12, предпочтительно

25 8 — 10%, а основной поток газа после охлаждения направляют для получения низкопотенциального пара.