一轴四径式准全径向流氨合成反应器的氨合成方法技术

本申请公开了一轴四径准全径向流氨合成反应器的氨合成方法，反应器具有外壳和内件，内件内自上而下依次设置有轴向催化剂床层、第一、第二、第三和第四径向催化剂床层，第一、第二、第三径向催化剂床层内分别设有上、中、下部换热器，第四径向催化剂床层内设有反应气集气管；轴向催化剂床层内设有气体分布器，轴向催化剂床层和第一径向催化剂床层内设有中部冷激管；第一、三、四、五股反应气被加热后进入轴向催化剂床层进行反应，再依次进入第二、三、四径向催化剂床层反应，反应后气体经反应气集气管流出反应器。通过采用各换热器分流气加热后以“并联”方式进入“零米”的气体工艺布置方式，可以使得反应器出口氨净值高达21％以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化工设备领域，具体涉及一种一轴四径准全径向流氨合成反应器的氨合成方法。

技术介绍

1、氨的合成反应是3个h2分子与1个n2分子在高温、高压和有催化剂的条件下进行，反应后生成2个nh3分子。这是一种体积缩小的化学平衡反应，是一种“放热”反应，提高反应压力、提高反应温度和提高有效气体组分浓度有利于氨合成反应的进行。由于受催化剂及反应效率等的影响，氨合成反应工序设置有气体“循环”系统，采用循环反应的方式来逐步提高生成物的浓度。氨合成塔的“单程”反应效率按合成塔出口氨含量与入口气含量的差值％来衡量，称之为“氨净值”。氨合成反应器设计的最大优化方式是要达到最高的“氨净值”，相应也会达到最小的循环量，也就是要求系统达到最小的“循环比”。

2、目前氨合成反应器采用了高温、高压的“固定床催化剂反”应器，反应器设置有“压力壳体”和装催化剂和移热用的“触媒筐”内件，反应器内件中的移热和床层设置对反应效率影响很大，一般来说，受结构复杂程度和移热的基本要求，氨合成反应器内件催化剂筐设置为“三床”式反应器，每床催化剂温度升高以后再进行冷却气体后再进入下一床本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一轴四径式准全径向流氨合成反应器的氨合成方法，其特征在于：包括反应器，反应器设有外壳(10)和内件(20)，外壳(10)和内件(20)之间具有第一气腔(101)、第二气腔(102)和主环隙(103)，第一气腔(101)和第二气腔(102)分别位于内件(20)的顶部和底部，且通过主环隙(103)连通，

2.根据权利要求1所述的一轴四径准全径向流氨合成反应器的氨合成方法，其特征在于：第三股反应气被加热到345～395℃后进入气体分布器(34)；第四股反应气被加热到345～395℃后进入气体分布器(34)；第五股反应气加热到345～395℃后，与第四股反应气混合进入中部换热器(...

【技术特征摘要】

1.一轴四径式准全径向流氨合成反应器的氨合成方法，其特征在于：包括反应器，反应器设有外壳(10)和内件(20)，外壳(10)和内件(20)之间具有第一气腔(101)、第二气腔(102)和主环隙(103)，第一气腔(101)和第二气腔(102)分别位于内件(20)的顶部和底部，且通过主环隙(103)连通，

2.根据权利要求1所述的一轴四径准全径向流氨合成反应器的氨合成方法，其特征在于：第三股反应气被加热到345～395℃后进入气体分布器(34)；第四股反应气被加热到345～395℃后进入气体分布器(34)；第五股反应气加热到345～395℃后，与第四股反应气混合进入中部换热器(45)换热。

3.根据权利要求2所述的一轴四径准全径向流氨合成反应器的氨合成方法，其特征在于：第一股反应气的质量流量为总反应气质量流量的0～15％，第二股反应气的质量流量为总反应气质量流量的10～25％，第三股反应气的质量流量为总反应气质量流量的35～45％，第四股反应气的质量流量为总反应气质量流量的20～30％，第五股反应气的质量流量为总反应气质量流量的15～25％。

4.根据权利要求2所述的一轴四径准全径向流氨合成反应器的氨合成方法，其特征在于：轴向催化剂床层进口温度为360～380℃，第一径向催化剂床层出口温度为480～510℃；第二径向催化剂床层进口温度为395～410℃，出口温度为450～470℃；第三径向催化剂床层的进口温度为395～410℃，出口温度为435～445℃，第四径向催化剂床层的进口温度为395～405℃，出口温度为425～435℃，反应后出塔气体温度为425℃～435℃。

5.根据权利要求1所述的一轴四径准全径向流氨合成反应器的氨合成方法，其特征在于：外壳(10)包括外筒体(11)，内件包括内筒体(21)，内筒体(21)通过支撑圈可拆卸地支撑在外筒体(11)上，支撑圈上设有连通主环隙(103)和第二气腔(102)的通气孔(105)。

6.根据权利要求5所述的一轴四径准全径向流氨合成反应器的氨合成方法，其特征在于：外筒体(11)的上端由外筒体上封头(12)封闭，下端由外筒体下封头(13)封闭，外筒体(11)上端侧壁的两侧设有第一合成气进口和第二合成气进气口，外筒体下封头(13)设有第三合成气进口，外筒体上封头(12)的中心部设有第四合成气进气口，外筒体下封头(13)底部中心设有反应气出气口，第一进气管(14)穿过第一合成气进口与气体分布器(34)进气口连接；第二进气管(15)穿过第二合成气进气口与轴径向转换器(33)进口连接；第三进气管(17)穿过第三合成气进口与第二气腔(102)连通，第四进气管(16)穿过第四合成气进气口、轴向催化剂床层、上部换热器(35)、中部换热器(45)，与中部换热器(45)的下封头连通；第五进气管(18)穿过第五合成气进口与下部换热器(55)的下封头连通，反应气集气管(65)下端与反应气出气口连接。

7.根据权利要求1所述的一轴四径准全径向流氨合成反应器的氨合成方法，其特征在于：内件(20)包括内筒体(21)，内筒体(21)上端由内筒体上封头(211)封闭，下端由内筒体下封头(212)封闭；内筒体(21)内由自上而下依次设置的第一内封头(41)、第二内封头(51)和第三内封...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢健，王雪林，
申请(专利权)人：南京聚拓化工科技有限公司，
类型：发明
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