一种具有外壳（2）的非均相放热合成反应器（1），所述合成反应器中支承至少一个催化床（15,16,17），所述催化床(15,16,17)通过反应气体出口接管（4）和在所述接管（4）中延伸的导管（29）连接至用于产生高压蒸汽的外部锅炉（21），在所述接管（4）与所述导管（29）之间形成环形空间（30）。有利地，所述空间（30）界定了在所述锅炉（21）中被冷却的气体的流动路径，从而避免所述接管（4）过热。
【技术实现步骤摘要】
从总体上来看，本专利技术涉及用于实现非均相放热合成的反应器。特别地，本专利技术涉及具有外壳的氨或甲醇的合成反应器，该合成反应器中支承至少一个催化床，并且该催化床通过流体与延伸至上述外壳下面的接管相连通，所述接管设置有开口，该开口用于排出离开所述至少一个催化床的反应产物。在用于非均相合成的反应器中，特别是在非均相合成的放热反应器中，越来越意识到需要在尽可能保持所述反应器的外部结构不变，特别是外壳、盖以及反应气体的气体出口接管不改变的同时，在较高热能级下回收在反应过程中产生的热量。 保持所述反应器的外部结构公认是最重要的，因为对反应器外部结构的任何修改不仅可使反应器本身经济上不可行，而且由于在修改区域可能的反应器结构，会造成潜在的危险。
技术介绍
现有技术的反应器，基本上是仅对外壳的内部进行替换，特别是用新的径向或轴向-径向高产率床替换预先存在的催化床。一方面，尽管这些反应器在保持其外部结构不变的同时，可提高反应器的生产能力和/或转化率，但是另一方面，他们不能实现在较高热能级下回收在合成反应中产生的热量。在大部分情况下，实际上，所述反应器气体出口接管不能承受离开最下面催化床的反应气体的温度，达到此温度的反应气体在排出之前必须对其进行冷却。因此，保持所述合成反应器外部结构不变的需要使得已知反应器仅仅在有限的热能级下回收反应产物具有的热量，这种回收仅限于锅炉给水的预热或生产低压蒸汽(少于40 巴)。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种非均相放热合成反应器，该反应器使得在保持所述反应器的外部结构基本不变的同时，在较高热能级下回收在所述合成反应器中产生的反应热。通过上文中所提到的反应器来解决上述问题，该反应器的特征在于，包括 用于在所述外壳外部生产高压蒸汽的锅炉； 用于在紧靠着所述接管处将所述锅炉连接至所述外壳的装置； 在所述接管内伸展的导管，用于连接所述至少一个催化床与在所述锅炉内的进口集气管，在所述接管与导管间形成环形空间； 所述导管与空间界定了用于所述反应气体进入所述锅炉和从所述锅炉至所述反应器外部相应的流动路径。本专利技术的反应器有利于在高热能级下回收反应热，从而使比反应器气体出口接管的设计温度高很多的热气体得到利用。可通过非常有效的方式进行回收，例如通过在置于所述反应器外部的锅炉产生高压蒸汽(80-120巴，250-350° C)。为此，所述本专利技术的反应器提供导管，该导管在所述反应产物的出口接管中延伸，用于将所述催化床或反应器的最下面催化床连接至上述锅炉，所述接管与导管间形成环形空间。这样，在高温下离开所述最下面催化床的反应产物，直接被送入所述锅炉，而不与所述接管直接接触，这归功于将反应产物与接管隔离的所述空间。流经出口接管的是在锅炉中产生高压蒸汽而被冷却的气体，从而确保在操作中出口接管温度不超过设计值。在所述反应器的一个具体的和优选的实施例中，通过所述外壳与锅炉气体出口接管的相互连接将上述锅炉与合成反应器连接起来。优选地，用于将反应产物送入锅炉的所述导管同轴地在所述气体出口接管中延伸，从而使得管壁能均匀冷却。·因此，本专利技术的反应器提供了反应产物拥有热量的最佳回收方法，而无需更换或改变气体出口接管。优选地，通过反应器中已存在的气体收集和输送装置，将所述催化床或所述反应器最下面的催化床连接至锅炉给料导管。根据本专利技术的另一个目的，提供一种用于实现在高热能级下热回收的非均相放热合成的方法，该方法包括以下步骤 将气态反应物送入支承在合成反应器内的至少一个催化床； 所述气态反应物在所述至少一个催化床上发生反应； 通过延伸到所述反应器下面的接管和设置的相应气体出口，将离开所述至少一个催化床的反应产物从反应器中排出， 其特征在于，该方法还包括以下步骤 通过在所述接管中延伸的导管，将离开所述至少一个催化床的反应产物送入所述反应器外的锅炉，所述导管与接管间形成环形空间； 通过同时产生高压蒸汽来冷却所述锅炉中的反应产物； 通过所述环形空间和所述气体出口将离开所述锅炉的冷却反应产物排出。在上述反应器中，这样获得的方法使得可利用离开多个催化床中的一个的产物的热量，最好产生高压蒸汽。优选地，将反应产物在最终从反应器排出之前，经过最下面的催化床送入锅炉。参照幅图，通过对下面旨在解释而非限制的本专利技术反应器的实施例描述，本专利技术的特点和优点便显而易见了。附图说明图I展示了现有技术用于非均相放热合成反应器的纵向剖面 图2展示了通过修改图I所示反应器得到的本专利技术反应器的纵向剖面 图3展示了如图2所述反应器的一些细节的放大后的纵向剖面图。具体实施方式参考图1，数字I表示已知的非均相放热反应器，如用于生产氨或甲醇的反应器。所述反应器I包括管式套筒或外壳2，紧接上端的气封盖3以及设置在下端的用于排出反应产物的出口接管4。所述接管4依次设置有用于所述反应产物的出口 7，以及用于将第一部分气态反应物送入所述反应器的开口 8。在靠近所述盖3的位置的透过所述外壳2设置有第一开口 5和多个间隔开的开口6(图I中仅展示出一个)，第一开口 5用于将第二部分气态反应物送入所述反应器，所述开口 6用于将第三部分气态反应物或“急冷”气体送入所述反应器。 芯子9包括在其上部的反应段10和在其下部的换热器11，该换热器通常支撑在所述外壳2内部。在这种情况下，所述反应段10由两个催化床12和13构成，粒状或球形催化剂装载在催化床上，所述催化床通过导管集气管14，流体将催化床12与接管4连通起来。在图I中，展示了穿过所述催化床12和13以及所述换热器11的气体流动路径，该气体流动路径用于在所述反应产物通过接管4离开所述反应器前对其进行冷却。在这方面应该提到，由于这种冷却，所述接管4能够承受的最高温度比从所述反应段离开的产物的温度低得多。图2展示了通过修改图I所示反应器得到的用于非均相放热合成的本专利技术反应器。在图中，反应器I中结构与功能同图I所述部分相同者，将使用与图I中相同的参考数字，并不再做进一步描述。在图2中，箭头表示流入和流出所述反应器I的的各种气体流动路径。根据本专利技术特别优选的实施例，按照本领域已知的技术技巧，首先将图I中所示所述反应器的所述芯子9的内件拆除，然后装上轴向-径向流动式催化床15，16，17，使用介质急冷式冷却装置(通过与冷合成气体混合)和间接式冷却(通过换热器)装置。为此,急冷气分布器18a, 18b设置在所述第一和第二催化床15，16的上游,而气/气换热器23设置在所述第三催化床17的上游。通过穿过所述盖3的导管20作为所述急冷气分布器18a的入口。以上述方式修改所述反应器I之后，锅炉21设置在所述反应器的外部，这样，该类型的锅炉适合生产高压蒸汽。所述锅炉21，如图2所示的例子为管壳式，包括外壳22，通常支撑多个管23，所述管的相反自由端通向管程入口和出口集气管24和25。所述锅炉21也包括多个入口接管26和多个出口接管27，用于使合适冷却液，如水在壳程中流动。28表示用于排出锅炉21管程中流动气体的接管。然后以本领域已知的方式，通过连接装置将所述锅炉21连接至所述反应器1，该连接装置将所述接管4和28相互连接，例如通过多个常规的螺栓，未在图中示出。随后通过在所述接管4中延伸的导管29将所述最下面催化床17连接至所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有外壳（2）的非均相放热合成反应器，所述合成反应器中支承至少一个催化床（15,16,17），该催化床通过流体与延伸至所述外壳（2）下面的接管（4）相连通，所述接管设置有开口（7），该开口（7）用于排出离开所述至少一个催化床（15,16,17）的反应产物，其特征在于，所述反应器还包括：用于在所述外壳（2）外部产生高压蒸汽的锅炉（21）；用于将所述锅炉(21)？在紧靠所述接管(4)处连接至所述外壳(2)的装置；在所述接管(4)内延伸的导管(29)，用于将所述至少一个催化床(15,？16,？17)与在所述锅炉(21)内的进口集气管(24)相连，所述导管（29）和所述接管（4）间形成环形空间(30)；所述导管(29)与所述空间(30)界定了用于所述反应气体进入所述锅炉(21)和从所述锅炉(21)至所述反应器外部的相应的流动路径。
【技术特征摘要】
1.一种具有外壳(2)的非均相放热合成反应器，所述合成反应器中支承至少一个催化床(15，16，17)，该催化床通过流体与延伸至所述外壳(2)下面的接管(4)相连通，所述接管设置有开口(7)，该开口(7)用于排出离开所述至少一个催化床(15，16，17)的反应产物，其特征在于，所述反应器还包括 用于在所述外壳(2)外部产生高压蒸汽的锅炉(21)； 用于将所述锅炉(21)在紧靠所述接管(4)处连接至所述外壳(2)的装置； 在所述接管(4)内延伸的导管(29)，用于将所述至少一个催化床(15，16，17)与在所述锅炉(21)内的进口集气管(24)相连，所述导管(29)和所述接管(4)间形成环形空间(30)； 所述导管(29)与所述空间(30)界定了用于所述反应气体进入所述锅炉(21)和从所述锅炉(21)至所述反应器外部的相应的流动路径。2.根据权利要求I所述的反应器，其特征在于，所述锅炉(21)通过连接锅炉21的气体出口接管(28 )与所述接管(4 )，从而连接至所述外壳(2 )。3.根据权利要求I所述的反应器，其特征在于，所述导管(29)在所述接管(4)中同轴延伸。4.根据权利要求I所述的反应器，其特征在于，所述至少一个催化床(15，16，17)通过气体输送装置连接至所述导管(29 )。5.根据权利要求4所述的反应器，其特征在于，所述气体输送装置包括离开所...
【专利技术属性】
技术研发人员：艾曼诺·菲利普，
申请(专利权)人：阿梅尼亚卡萨莱股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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