Cтраница 2
На рис. 5 - 42 изображена трубчатая насадка типа БАТЗс противоточ-ными трубками Фильда. Газ входит в колонну сверху, проходит кольцевой зазор у корпуса, межтрубное пространство теплообменника, центральный шарнир, центральную трубу катализаторной коробки с электроподогревателем, верхнюю полость катализаторной коробки, внутренние и наружные трубки, катализатор, отверстия в дне катализаторной коробки, трубки теплообменника и выходит из колонны через центральное отверстие в днище. Байпасный газ вводится снизу. [16]
Катализаторная коробка соединена по периферии с теплообменником при помощи монтажного линзового компенсатора; - для пусковых операций предусмотрен центральный электроподогреватель. Газ поступает сверху, опускается вдоль корпуса колонны, проходит последовательно трубки теплообменника и катализаторной коробки, нагревается в электроподогревателе, входит в катализатор и далее через центральный шарнир и межтрубное пространство теплообменника выходит из колонны. Байпасный газ подается ( аналогично тому, как показано на рис. 5 - 27) через центральную трубу теплообменника ( конец которой уплотняется сальником в днище колонны), а затем через боковые сверления в верхнем шарнире теплообменника смешивается с основным потоком прямого газа, прошедшим теплообменник. [17]
На рис. 5 - 41 изображена современная конструкция насадки с па-раллельноточными трубками Фильда. Газ поступает в колонну сверху, проходит кольцевой зазор у корпуса, межтрубное пространство теплообменника, центральный штуцер, нижнюю полость распределительной коробки, внутренние и наружные трубки, верхнюю полость распределительной коробки, центральнуютрубу, слой катализатора, зазор вокруг распределительной коробки, трубки теплообменника и выходит из колонны через центральное отверстие в днище. Байпасный газ подается снизу по центральной трубе в верхнюю-зону межтрубного пространства теплообменника. [18]
Этим условиям удовлетворяют давно применяемые аппараты - полочные колонны. Здесь используют несколько адиабатических слоев катализатора, между которыми для регулирования температуры подают холодный байпасный газ. Здесь синтез-газ нагревается до температуры 400 - 430 С теплотой прореагировавшего газа, выходящего из катали-заторной коробки, и затем последовательно проходит четыре полки 10 катализатора, между которыми по трубам 5 подается холодный байпасный газ. Пройдя четвертый слой, продукты реакции при температуре 500 - 520 С поднимаются по центральной трубе 3, проходят по трубкам теплообменника 8, охлаждаясь при этом до 320 - 350 С, и выходят из колонны сверху. Теплообменник расположен в верхней суженной части корпуса. [19]
Катализаторная коробка представляет собой цилиндр с внутренней центральной трубой ( диаметром 261 X 6 мм), служащей для установки спирали электроподогревателя, и наружной центральной трубы. По высоте катализаторной коробки размещены четыре полки с решетками. На каждую из них загружается слой катализатора, а под колосниковыми решетками устанавливаются смесители, куда подается холодный байпасный газ по специальным трубопроводам. Этот газ, смешиваясь с прореагировавшим газом, снижает температуру смеси с 525 -до 480 и поступает в нижележащий слой катализатора. [20]
Ко второму типу относятся полочные насадки. В насадках этого типа ( см. рис. 5 - 15) катализаторная масса делится по высоте на несколько участков, или полок, через которые последовательно проходит газ. В результате протекания реакции газ нагревается, поэтому после каждой полки ( кроме последней) к нему для снижения температуры добавляют холодный байпасный газ. Этим достигается ступенчатое изменение температур процесса в желательных пределах. [21]
В колоннах такой конструкции ( рис. VI-13) катализаторная коробка, состоящая из четырех или пяти полок с катализатором, расположена над теплообменником. Нижняя часть полки представляет собой трубную решетку. Между полками размещены устройства 9 для перемешивания основного потока газа с газом, поступающим через холодный байпас. Байпасный газ поступает в смесители по трубам, введенным через отверстия в верхней крышке 2 колонны. [22]
Основной поток газа, предварительно подогретый в выносном теплообменнике, проходит по трубам внутреннего теплообменника /, нагреваясь в нем дополнительно до температуры 330 - 380 С за счет тепла конвертированного газа, выходящего из зоны катализа. Далее газ по трубам 5, равномерно расположенным по сечению зоны катализа, поднимается вверх, где нагревается до температуры 480 - 490 С за счет тепла, выделяющегося в зоне реакции. Из нижней части коробки 2 выведены концы изолированных внизу трубок 5 для второго холодного байпаса. Байпасный газ, поднимаясь вверх по трубкам 6, нагревается до температуры 350 - 370 С. По выходе из трубок байпасный газ смешивается с основным потоком. После смешения газовая смесь с температурой 450 - 460 С опускается вниз, проходя через катализатор. При этом образуется аммиак. [23]
На рис. 5 - 38 представлена конструкция трубчатой насадки типа Фаузера. Прямой газ поступает в колонну снизу, проходит по трубкам теплообменника, а затем по противоточным трубкам катализаторной коробки. Обратный газ из зоны катализа через центральный безболтовой шарнир направляется в межтрубное пространство теплообменника и выходит снизу через центральное отверстие днища колонны. Байпасный газ поступает в колонну сверху, проходит вдоль кожуха катализаторной коробки и у входа в трубку последней смешивается с основным потоком прямого газа. Верхний край теплообменника уплотнен в корпусе колонны при помощи сальника. [24]
Следует отметить, что во входных слоях катализатора, через которые проходит лишь часть газа, время контактирования больще и, следовательно, средняя скорость реакции ниже, чем в трубчатых насадках. Скорость реакции байпасного газа, содержащего небольшое количество аммиака, также уменьшается при смешении его с прореагировавшим газом. При недостаточной очистке поступающего газа от катализа-торных ядов отравление катализатора в полочной насадке происходит на входе в каждый слой, куда добавляется байпасный газ, в то время как в трубчатой насадке зона отравления ограничена входным участком. [25]
Этим условиям удовлетворяют давно применяемые аппараты - полочные колонны. Здесь используют несколько адиабатических слоев катализатора, между которыми для регулирования температуры подают холодный байпасный газ. Здесь синтез-газ нагревается до температуры 400 - 430 С теплотой прореагировавшего газа, выходящего из катали-заторной коробки, и затем последовательно проходит четыре полки 10 катализатора, между которыми по трубам 5 подается холодный байпасный газ. Пройдя четвертый слой, продукты реакции при температуре 500 - 520 С поднимаются по центральной трубе 3, проходят по трубкам теплообменника 8, охлаждаясь при этом до 320 - 350 С, и выходят из колонны сверху. Теплообменник расположен в верхней суженной части корпуса. [26]
Основной поток газа, предварительно подогретый в выносном теплообменнике, проходит по трубам внутреннего теплообменника /, нагреваясь в нем дополнительно до температуры 330 - 380 С за счет тепла конвертированного газа, выходящего из зоны катализа. Далее газ по трубам 5, равномерно расположенным по сечению зоны катализа, поднимается вверх, где нагревается до температуры 480 - 490 С за счет тепла, выделяющегося в зоне реакции. Из нижней части коробки 2 выведены концы изолированных внизу трубок 5 для второго холодного байпаса. Байпасный газ, поднимаясь вверх по трубкам 6, нагревается до температуры 350 - 370 С. По выходе из трубок байпасный газ смешивается с основным потоком. После смешения газовая смесь с температурой 450 - 460 С опускается вниз, проходя через катализатор. При этом образуется аммиак. [27]
Корпус имеет две крышки - верхнюю и нижнюю, которые крепятся к корпусу при помощи шпилек высокого давления. Уплотнение между крышками и корпусом создается посредством медных прокладок. Через штуцер, расположенный в центре верхней крышки, вводится основной поток газа, кроме того, имеются отверстия для карманов термопар. Через нижнюю крышку вводится байпасный газ и отводится прореагировавшая газовая смесь. [28]