專利名稱：多相催化合成放熱反應(yīng)用反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種用于壓力下，多相催化合成放熱反應(yīng)的反應(yīng)器，特別是用于氨、甲醇等催化合成反應(yīng)的反應(yīng)器。該反應(yīng)器由一個外殼體、一個內(nèi)筒，幾個由同軸園筒壁圍成并可裝有顆粒催化劑的框構(gòu)成的催化床-的框包括位于頂部和底部的兩個框以及至少一個位于中間的框-節(jié)和傳遞反應(yīng)熱的裝置所構(gòu)成。
申請人在其眾多的專利中，已對上述類型的的反應(yīng)器作過描述。尤其是在US4372920號基本專利中，第一次對目前這種眾所周知的、被稱為“軸向一徑向流”的反應(yīng)器作了說明。在US4405562號專利中，申請人介紹了一種用于軸向一徑向流催化床的特殊類型的熱交換器。此外，在其最近的US4755362號專利中，公開了一種通過對傳統(tǒng)的軸向流動反應(yīng)器進行現(xiàn)場改造，使其成為軸向一徑向流反應(yīng)器，從而達到降低能耗目的的系統(tǒng)。
在一份最近的專利申請中，申請人描述了一種反應(yīng)器。這種反應(yīng)器帶有驟冷作用，氣體在催化床中按軸向一徑向流動方式流動，且其中的框與筒的殼體相互獨立。這種反應(yīng)器中的擇優(yōu)結(jié)構(gòu)是有三個絕熱床，兩個中間驟冷器，底部裝有一個氣/氣熱交換器。氣體離心流動穿過前兩個催化床，再向心流動穿過第三個催化應(yīng)。
選用這種擇優(yōu)實施方案，各個床之間可以不必采用凸緣連接方式。但當框與筒的殼體為一整體時，這種凸緣連接是必不可少的。
在另一申請中，介紹了一種特殊的解決方案，即將框的底部倒置安裝，這樣可充分利用有效體積。在該方案中，氣體在第一框中向外流動，在其它的框中向內(nèi)流動。反應(yīng)器構(gòu)造包括三個床，一個驟冷器，一個換熱器，還可有一個底部熱交換器。
經(jīng)過不斷研究，申請人現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)可把這一方案獨有的特征移用于驟冷式反應(yīng)器(無換熱器)上，使其在構(gòu)造和操作上具有明顯的優(yōu)點，即結(jié)構(gòu)更簡單，更容易操作，費用也更低。
在主權(quán)利要求和說明書敘述部分描述的反應(yīng)器具有上述的和其它方面的優(yōu)點。該反應(yīng)器的特征是-筒形殼體與催化框基本上相互獨立;
-至少將第一個頂部框安裝在中間框上面，而該中間框又被裝在與所述筒形殼體成一體的密封圈上，所述兩個結(jié)合在一起的框的底部曲面與反應(yīng)器底部曲面方向相反;
-所述第一個頂部床中，有一個收集器裝在框外壁與筒殼體內(nèi)壁之間;
-所述的中間床中，有一個驟冷收集器裝在構(gòu)成框的園筒形內(nèi)壁內(nèi);和-一個氣/氣熱交換器，至少位于最靠近反應(yīng)器中反應(yīng)后熱氣體出口的那個催化框的園筒形壁內(nèi)的中心位置。
在本發(fā)明的第一個實施方案中，反應(yīng)器包括三個床，頂部床外緣上裝有驟冷收集器，驟冷氣體向心流動，中間床安裝在密封圈上，支撐著第一個頂框，該中間床內(nèi)壁內(nèi)裝有驟冷收集器，驟冷氣體離心流動，第三個床內(nèi)裝有穿過床中心的氣/氣熱交換器，合成氣和驟冷氣從頂部輸入，反應(yīng)后氣體從底部流出。
在本發(fā)明的第二個實施方案中，驟冷收集器裝在頂部床的外緣上，中間框的內(nèi)壁內(nèi)也裝有驟冷收集器，一個氣/氣熱交換器穿過頂、中兩床的中心部位，合成氣由底部輸入，驟冷氣從頂部輸入，反應(yīng)后氣體出口位于頂部。
本發(fā)明的各個方面和其優(yōu)點將通過對附圖所示的較好的，但并非限制性實施方案的說明得到更詳細的闡述。兩幅附圖是示意性的局部剖視圖。


圖1和2中，CF表示外殼體;CU是內(nèi)筒;L1，L2，L3是三個催化床，每個床由基本上是穿孔的外壁P1e、P2e、P3e和內(nèi)壁P1i、P2i、P3i所構(gòu)成;CQ1和CQ2是將驟冷氣Q1和Q2輸送到收集器CO1和CO2的導(dǎo)管;EX是氣/氣熱交換器;Q1I、Q2I和GI分別是驟冷氣和合成氣的入口;CO1和CO2是驟冷氣體收集-分配器;S12是床L1在床L2頂部的支撐，S2CU是L2在筒是L2在筒殼的圈上的支撐。
在圖1中，驟冷氣體Q1和Q2從頂部輸入(入口Q1I，Q2I在Q1I的后方)并通過導(dǎo)管CQ1，CQ2分別到達收集器CO1和CO2，收集器CO1和CO2各自位于L1的外緣上(相當于P1i的頂部)和L2的內(nèi)部(在P2i的頂部)。因此驟冷氣Q1是向外流動的，而第二驟冷Q2是向內(nèi)流動的。
L1的框安裝在位于L2頂部的支撐S12上，所以與筒殼體CU是分離的，而所述的第二個床L2是安裝在與殼體CU成一體的密封圈S2CU上;采用這種方式，第二和第三床之間很容易達到密封。圖1中，熱交換器EX穿過第三床L3，反應(yīng)后氣體從底部GO流出。EH是電加熱器，BPGI是氣體進入反應(yīng)器的旁路。
圖2中，驟冷氣Q1和Q2及第一和第二床的支撐與圖1相同，但合成氣GI從底部輸入，反應(yīng)后氣體GO從頂部流出，第三驟冷器CQ。將冷氣體輸入第一催化床L1上部的環(huán)形空間內(nèi)，熱交換器EX穿過L2和L1兩個催化床。
在不影響本發(fā)精神或目的的情況下，可對所述實施方案進行各種改造和改進。
權(quán)利要求
1.一種用于壓力下，多相催化合成放熱反應(yīng)，特別是氨、甲醇等催化合成反應(yīng)的反應(yīng)器，該反應(yīng)器由一個外殼、一個內(nèi)筒、幾個由同軸園筒壁圍成并可裝有顆粒催化劑的框構(gòu)成的催化床-所說的框包括位于頂部和底部的兩個框，以及至少一種位于中間的框-和調(diào)節(jié)及傳遞反應(yīng)熱的裝置構(gòu)成，其特征是-筒形殼體與催化框基本上相互獨立；-至少將第一個頂部框安裝在中間框上面，而該中間框又被裝在與所述筒形殼體成一體的密封圈上，所述的兩個結(jié)合在一起的框的底部曲面與反應(yīng)器底部曲面方向相反，-所述第一個頂部床中，有一個收集器裝在框外壁與筒殼體內(nèi)壁之間，-所述的中間床中，有一個驟冷收集器裝在構(gòu)成框的園筒形內(nèi)壁內(nèi)，-一個氣/氣熱交換器，至少位于最靠近反應(yīng)器中反應(yīng)后熱氣體出口的那個催化框的園筒形壁內(nèi)的中心位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征是，所述反應(yīng)器包括三個床，頂部床的外緣上裝有驟冷收集器，其中驟冷氣體向心流動，中間床安裝在密封圈上，并支撐著所述的第一個頂部框，該中間床的內(nèi)壁內(nèi)裝有驟冷收集器，其中驟冷氣體離心流動，第三個床的中心部位裝有氣/氣熱交換器，合成氣及驟冷氣從頂部輸入，反應(yīng)后氣體由底部流出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征是頂部床的外緣上裝有驟冷收集器，中間框的內(nèi)壁內(nèi)也裝有驟冷收集器，一個氣/氣熱交換器穿過上述兩床的中心位置，合成氣由底部輸入，驟冷氣從頂部輸入，反應(yīng)后氣體出口位于頂部。
全文摘要
一種用于多相合成的反應(yīng)器，其中——筒形殼體與催化框基本上相互獨立，——至少將第一個頂部框安裝在中間框上面，而該中間框又被裝在與所述筒形殼體成一體的密封圈上，所述兩個結(jié)合在一起的框的底部曲面與反應(yīng)器底部曲面方向相反，——所述第一個頂部床中，有一個收集器裝在框外壁與筒殼體內(nèi)壁之間，——所述的中間床中，有一個驟冷收集器裝在構(gòu)成框的圓筒形內(nèi)壁內(nèi)，——一個氣/氣熱交換器，至少位于最靠近反應(yīng)器中反應(yīng)后熱氣體出口的那個催化框的圓筒形壁內(nèi)的中心部位。
文檔編號C01C1/02GK1043447SQ8910977
公開日1990年7月4日 申請日期1989年12月9日 優(yōu)先權(quán)日1988年12月9日
發(fā)明者尤姆伯托·薩爾迪, 吉奧吉歐·帕格尼 申請人:阿莫尼·卡薩爾公司, 尤姆伯托·薩爾迪