Колонна синтеза аммиака
О П И С А Н И Е 29 53l 9
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ
Союз Соеетскиз
Социалистическил
Республик
Зависимое от авт. свидетельства ¹
М. Кл. В 01 4/02
Заявлено 03.1.1968 (№ 1207397/23-26) с присоединением заявки №
Г! рпоритет
Комитет по делам изобретений и открытий при Сосете Министров
СССР
УДК 66 023.23.661. .534 (088.8) Опубликовано 071.1912. Бюллетень № 3
Дата опубликования описания 16.Ш.1972
Авторы изобретения
A. А. Матвеенко и В. А. Масленников
Заявитель
КОЛОННА СИНТЕЗА АММИАКА
Изобретение относится к конструкциям «олонн синтеза аммиака.
Известная колонна синтеза аммиака имеет корпус, по высоте которого последовательно установлены катализаторные полки и теплообменное устройство, и внешнюю циркуляционную систему, состоящую из холодильника конденсатора и сепаратора и коммуникаций высокого давления, что увеличивает гидравлическое сопротивление и металоемкость системы.
Предлагаемая колонна благодаря размещению холодильника-конденсатора и сепаратора внутри ее корпуса позволяет повысить эффективность работы.
На чертеже изображен продольный разрез колонны синтеза аммиака.
Она состоит из корпуса 1, катализаторных полок 2, регенеративного теплообменника 8, аммиачного пароперегревателя 4, аммиачного холодильника-конденсатора б и сепаратора 6.
Колонна работает следующим образом.
Исходная реакционная газовая смесь после инжектора 7 высокого давления поступает в верхнюю раздаточную головку 8 колонны синтеза аммиака, проходит по кольцевому зазору между корпусом и теплоизоляционным снаружи мантелем 9 насадки, что предохраняет внутренчюю поверхность корпуса колонны от перегрева. Далее газ попадает в межтрубное пространство регенеративного теплообменника
8, установленного после второй радиальной катализаторной полки 2. Здесь газ нагревается за счет отходящих по трубкам реакционных газов до температуры начала реакции, затем проходит центральную трубу 10 обеих катализаторных полок, где размещается электроподогрева гель 11. По выходе из центральной трубы 10 газовый поток попадает в камеру смешения с газом холодного байпаса для ре10 гулирования температуры начала реакции.
Смешанный газовый поток с температурой начала реакции 420 С попадает в,первую катализаторную полку 2. Здесь ход реакционных газов радиальный — от периферии к центру.
15 Вследствие адиабатического течения реакции, протекающей в слое катализатора, реакционные газы повышают свою температуру от
420 до 560 С (температура газа на выходе из первой катализаторной полки). Пройдя коль20 цевой зазор между центральной трубой 10 и телом первой катализаторной полки, горячие реакционные газы попадают в камеру смешения с газораспределительной сеткой между первой и второй катализаторными полками, 25 где за счет подачи холодного газа реакционная смесь охлаждается при температуре ог
560 С (температура газа на входе во вторую катализаторную полку). С этой температурой реакционная смесь входит во вторую катали30 заторпую полку. Здесь ход газа также ради295319 альный, только от центра к периферии. В обеих катализаторных полках применен двухслойный катализатор — низкотемпературный (мелкозернистый) и высокотемпературный (среднезернистый) по ходу газа. Вышедшие реакционные газы из второй катализаторной полки направляются в трубки регенеративного теплообменника 8, где отдают часть своего тепла свежему газу, протекающему в межтрубном пространстве. По выходе из трубок регенеративного теплообменника газа следует далее внутри трубок двух последовательно включенных аммиачных теплообменников — пароперегревателя и холодильника-конденсатора 5, где охлаждается и конденсируется за счет переохлажденного аммиака энергетического цикла, протекающего в их межтрубных пространствах навстречу газу. Так как прореагировавшие газы на выходе из регенеративного теплообмснника имеют высокую температуру, то в зоне парогенерации аммиачного пароперегревателя 4 утилизируется тепло химической реакции, вследствие чего генерируется аммиачный пар необходимых энергетических параметров, который потребляется в энергетическом цикле аммиака. Аммиачный пар отводит ся в энергетический цикл сверху из межтрубного пространства пароперегревателя по отдельному отводу и выводится из колонны синтеза по сверлениям в нижней крышке колонны. Второй отвод подогретого жидкого аммиака производится сверху из межтрубного пространства холодильника-конденсатора и выводится из колонны также через нижнюю крышку в энергетический цикл для переохлаждения.
Проконвертированный газ вместе с частично сконденсировавшимся аммиаком попадает в сепаратор 6 для разделения газообразной и жидкой фаз. Отсепарированная газовая фаза выводится из колонны через специальный выход в ее нижней крышке и попадает в газоструйный компрессор-инжектор 7. Здесь происходит компенсация величины падения давления газового потока в колонне за счет части энергии сжатой свежей азотоводородной сме15 си. По выходе из инжектора свежий циркуляционный газ вновь направляется в верхнюю раздаточную головку 8 колонны синтеза, и цикл синтеза аммиака повторяется тем же порядком. Жидкая фаза в виде продукционного
20 жидкого аммиака также выводится из колонны через нижнюю крышку и направляется в энергетический цикл.
Предмет изобретения
Колонна синтеза аммиака, имеющая корпус, на высоте которого последовательно расположены катализаторные полки и теплообменное устройство, отличающаяся тем, что, с целью
Зо повышения эффективности работы колонны, в нижней части ее размещены аммиачный холодильник-конденсатор и сепаратор.
295319
Коррск1ор О. Зайцева
Ред;.ктор Л. Бердник
Заказ 530 7 Изд. ¹ 216 Тирам< 448 Подписное
Ц11ИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий ири Совете Министров СССР
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4i5
Типография, пр. Сапунова, 2
Нежней газ левый.ий холс3ныц
0ИИУс7/С
Составитель Л. Регинская
Текред 3. Тараненко
