分流立式氨转换器制造技术

一种立式氨转换器，其包括：　　　　具有直立圆柱形外壳的容器；　　　　多个固定床催化剂区域在该容器内垂直间隔开，并包括最上方和最下方催化剂区域和至少一中间催化剂区域；　　　　至少该最上方和中间催化剂区域围绕各自的管壳式热交换器同心布置，以便对于来自催化剂区域的流出气体进行级间冷却；　　　　磁铁催化剂布置在最上方的催化剂区域内，并且高活性催化剂布置在中间和最下方催化剂区域内；　　　　其中至少中间催化剂区域包括至少两个机械分开的催化剂床，该催化剂床相互垂直布置并构造成在至少两个催化剂床之间平行向下分流气流。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
分流立式氨转换器
本专利技术涉及对于含有氮和氢的气态供料流进行催化反应以便产生氨的氨转换器。
技术介绍
已经开发出的精心设计和先进的反应器结构用于在固定催化床中转化气相的氮和氢以便形成氨。该结构试图优化气流与催化剂容积单元的比例以便使得催化剂的效率最大。即使如此，始终希望降低反应器相对于氨产量的尺寸。该反应器的尺寸当然对于其成本具有影响。由于通过氮和氢气体合成氨是在高的温度和压力下进行的反应，所以氨转换器是复杂的。因此，通常在一系列催化区域之间使用级间冷却，从而保持适于最佳转化效率的动态和平衡的条件。同样必须提供用于维护催化区域的措施，例如催化剂失去其有效性时周期地去除和更换催化剂。在氨转换器结构中使用径向流动和混合的轴向流动的配置已经变成立式氨转换器的标准。但是这些结构通常需要干舷或不起作用的催化剂容积单元。这些结构同样可使得催化剂加载和去除复杂化，并需要在结构上注意以便避免径向流动催化剂容积单元的上端处可能出现的催化剂流化。
技术实现思路
本专利技术针对立式固定床氨转换器，其中固定床催化剂区域构造成两个机械分开的催化剂容积单元和两个平行操作的气流。该结构在整个床上保持所述气流与催化剂容积单元的比例，与垂直径向流动的结构相比，没有催化剂有效性的损失。由于两个催化剂容积单元可最佳地布置在反应器外壳内，本专利技术可以降低反应器的尺寸。催化剂床和气流路径构造成使得气流向下流过每个催化剂容积单元，因此消除不起作用的催化剂容积单元和可能的催化剂的流化。该结构有助于现有技术的立式径向固定床氨转换器中常用的热交换器和催化剂床进行常规现有技术的对中。本专利技术的每个固定床催化剂区域最好将催化剂保持在两个同心罩-->之间形成的空间内，该同心罩围绕管壳式热交换器布置。与每个区域相关联的两个催化剂床沿内部热交换器的长度上下布置。在优选的分流结构中，管道或导管布置通过该床以便实现平行的气流构形。在另一优选实施例中，通过经过包括催化剂床的内罩的通道形成环形流动。在一个实施例中，本专利技术提供一种立式氨转换器，其包括具有直立圆柱形外壳的容器和多个在容器中垂直间隔开的固定床催化剂区域，该多个催化剂区域包括最上方和最下方催化剂区域和至少一中间催化剂区域。至少该最上方和中间催化剂区域围绕各自的管壳式热交换器同心布置，以便对于来自催化剂区域的流出气体进行级间冷却。磁铁催化剂布置在最上方的催化剂区域内，并且高活性催化剂布置在中间和最下方催化剂区域内。至少中间催化剂区域包括至少两个机械分开的催化剂床，该催化剂床相互垂直布置并构造成在至少两个催化剂床之间平行向下分流气流。最下方催化剂区域最好具有至少两个机械分开的催化剂床，该催化剂床相互垂直布置并构造成在至少两个催化剂床之间平行向下分流气流。该容器外壳最好沿催化剂区域的长度具有大致一致的直径以有助于制造。立式氨转换器最好包括多个通过每个各自催化剂床以便实现平行气流分流的导管或围绕每个催化剂床以便实现该分流的环形流动通道。在另一实施例中，氨转换器包括直立的圆柱形外壳和至少一个在该外壳内布置在上气体入口区域和下气体出口区域之间的固定床区域。该固定床区域具有上和下催化剂容积单元，其构造用于平行流过每个催化剂容积单元的向下气流。用于催化剂容积单元的环形壳体通过围绕管壳式热交换器的内和外同心罩形成。环形壳体内的分隔板布置在上催化剂容积单元和下催化剂容积单元之间。上排出增压通道形成在分隔板和上催化剂容积单元之下的催化剂支承件之间。中间入口增压通道形成在分隔板和下催化剂容积单元之间。气体旁路设置用来将来自气体入口区域的向下气流的一部分通过上催化剂容积单元分流到下催化剂容积单元之上的中间入口增压通道。在下催化剂容积单元的下端处有位于催化剂支承件之下的下排出增压通道。排出通道与每个上和下排出增压通道以及通向热交换器的外壳侧部流体入口之间流-->体连通。通向热交换器的外壳侧部流体出口与气体出口区域流体连通。当希望使用氨转换器时，催化剂容积单元填充适当的氨转化催化剂。气体旁路最好包括通过上催化剂容积单元和上排出增压通道的第一组管。第二组管可通过中间入口增压通道和下催化剂容积单元，并在上和下排出增压通道之间连通。外罩可从固定在外壳和外罩上端之间的倒转的支承锥体悬置。排出通道可包括在内罩和具有更大直径的同心中间罩之间的环形通道。作为选择，气体旁路最好包括外罩和外壳之间的环形通道和多个位于外罩内并进入中间入口的开口。外罩可支承在固定在外壳和外罩下端之间的支承锥体上。排出通道可包括内罩和具有更大直径的同心中间罩之间的环形通道。多个开口可形成在上排出增压通道和排出通道之间的中间罩内。固定床区域最好构造成通过支承锥体连接在外壳上模块化的预制组件。附图说明图1是按照本专利技术一个实施例的分流固定床立式氨转换器的局部截面示意图，其表示在催化剂区域内催化剂容积单元之间分流气流的管道的使用；图2是按照本专利技术另一实施例的分流固定床立式氨转换器的局部截面示意图，其表示在催化剂区域内催化剂容积单元之间分流气流的环形通道的使用；图3是按照本专利技术另一实施例的立式氨转换器的局部截面示意图，其表示传统上部床之下的多个平行分流固定床催化剂区域。具体实施方式参考附图，附图中相同参考标号用来表示类似部件。图1表示布置在按照本专利技术的一个实施例的氨转换器的垂直外壳102内的催化剂区域100，设置人孔104、106以便在各自气体入口区域108和气体出口区域110处操作。壳体112同心地围绕管壳式热交换器114布置，壳体112具有内和外同心罩116、118。中间罩140布置在内罩116的外部。罩118、140布置在环形上和下催化剂容积单元120、122的任一侧上。如这里所使用的那样，术语“催化剂容积单元”指的是用来包括氨转化催化-->剂的空间，而不管它实际包括催化剂还是仍未填充催化剂。环形分隔板124布置在催化剂容积单元120、122之间。每个催化剂容积单元120、122之下的催化剂支承件126、127由金属网、成形金属丝网筛(例如商品名称Johnson Screen)、或本领域公知的支承固定催化剂床的其他结构制成。类似的网筛128、129布置在每个催化剂床120、122的顶部。每个催化剂容积单元120、122最好具有大致相同的体积，即大致相同的内直径、外直径和深度，以便对于供应到每个催化剂床的相同量的气体进行大致相同程度的氨转化处理，将在下面详细说明。环形上排出增压通道130形成在分隔板124和催化剂支承件126之间。环形下排出增压通道132类似地形成在催化剂支承件127和壳体112的环形底板134之间。环形中间入口增压通道136形成在分隔板124和下催化剂容积单元122的上端之间。环形排出通道138形成在内罩116和从中向外间隔开的同心中间罩140之间。在中间罩140的下端和底板134之间有用于气体的通道。通向热交换器114上端的外壳侧部流体入口142通过在内罩116的上端处开孔形成。第一组管道144布置通过上催化剂容积单元120和分隔板124。第二组管道146布置通过分隔板124和下催化剂容积单元122。如果需要，管道144、146可以圆形形式均匀隔开地布置，但每组需要提供大致相同的截面流动区域和水力半径，以有助于供应到每个催化剂容积单元的气体进行均匀的50-50分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种立式氨转换器，其包括：具有直立圆柱形外壳的容器；多个固定床催化剂区域在该容器内垂直间隔开，并包括最上方和最下方催化剂区域和至少一中间催化剂区域；至少该最上方和中间催化剂区域围绕各自的管壳式热交换器同心布置，以便对于来自催化剂区域的流出气体进行级间冷却；磁铁催化剂布置在最上方的催化剂区域内，并且高活性催化剂布置在中间和最下方催化剂区域内；其中至少中间催化剂区域包括至少两个机械分开的催化剂床，该催化剂床相互垂直布置并构造成在至少两个催化剂床之间平行向下分流气流。2.如权利要求1所述的立式氨转换器，其特征在于，最下方催化剂区域包括至少两个机械分开的催化剂床，该催化剂床相互垂直布置并构造成在至少两个催化剂床之间平行向下分流气流。3.如权利要求1所述的立式氨转换器，其特征在于，该外壳沿催化剂区域的长度具有大致一致的直径。4.如权利要求1所述的立式氨转换器，其特征在于，其还包括多个通过每个各自催化剂床以便实现平行气流分流的导管。5.如权利要求1所述的立式氨转换器，其特征在于，其还包括围绕每个催化剂床以便实现该分流的环形流动通道。6.一种立式氨转换器，其包括：直立圆柱形外壳；至少一个在该外壳内布置在上气体入口区域和下气体出口区域之间的固定床区域并包括上和下催化剂容积单元，该催化剂容积单元构造成用于平行流过每个催化剂容积单元的向下气流；通过围绕管壳式热交换器的内和外同心罩形成并用于催化剂容积单元的环形壳体；位于环形壳体内并布置在上催化剂容积单元和下催化剂容积单元之间的分隔板；形成在分隔板和上催化剂容积单元之下的催化剂支承件之间的上排出增压通道；形成在分隔板和下催化剂容积单元之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·L·布兰查德，
申请(专利权)人：凯洛格布朗及鲁特有限公司，
类型：发明
国别省市：