178560. lajstromszámú szabadalom • Reaktor ammóniaszintézishez
5 178560 6 szükségtelea A találmány szerinti reaktor lényeges alkatrészeinek ellenőrzésére, így elsősorban a 61 hőcserélőnek az ellenőrzésére a 11 köpeny egy 16 bontható fedéllel van lezárva. A 21 első katalizátorágy és a 22 második katali- 5 zátorágy a találmányunk szerinti reaktor szimmetriatengelyében, azaz egyvonalban van elrendezve. Mindkét készülék erre a tengelyre körszimmetrikus hengerpalásttal határolt elemként van kiképezve. A katalizátorágyak egyikének belsejében kiképzett hen-10 geres térben a 41 közbenső hőcserélő, míg a másik katalizátorágy hengeres terében a 42 szállítócső van elhelyezve. A 21 első katalizátorágynak torusz-szeríí, azaz gyűrűs keresztmetszete van és a két körszimmetikusan ki-15 képzett perforált, fal, egy 23 belső fal és egy 24 külső fal között van kiképezve. Mind a 23 belső fal, mind a 24 külső fal alsó végei egy 25 lemezre vannak felszerelve, amelyek lényegében a 21 első katalizátorágyba töltött katalizátor súlyát hordja.20 Ezzel egyidejűleg a perforált falak felső élei egy 26 lemezzel vannak összekötve, amely egyrészről lezárja a 21 első katalizátorágyat, másrészt a 22 második katalizátorágy töltetének tartójaként működik. A katalizátornak a 21 első katalizátorágyba történő25 töltésére, illetve az abból való eltávolításának megkönnyítésére a 26 lemezen legalább egy, a rajzon fel nem tüntetett bontható fedél van kiképezve, amelyet, illetve amelyeket akkor lehet kinyitni, ha a 22 második katalizátorágy üres. 30 A 21 első katalizátorágyhoz hasonlóan a 22 második katalizátorágy is torusz-szerű, azaz körgyűrűs keresztmetszettel van kiképezve, és két körszimmetrikusan kiképzett és koaxiálisán elrendezett perforált fal, egy 27 belső fal és egy 28 külső 35 fal között van elhelyezve. A 27 belső fal és a 28 külső fal alsó végei a 26 lemezzel vannak összekapcsolva, míg felső éleik egy 29 lemezzel vannak összekötve. A 29 lemezt a 22 második katalizátorágy részbeni vagy teljes töltésekor , illetve ürítésekor tel- 40 jesen vagy részben el lehet távolítani. Azért, hogy biztosítsuk az eljárási feltételek optimumát, a 22 második katalizátorágyba nagyobb mennyiségű katalizátort kell tölteni, mint a 21 első katalizátorágyba. Következésképpen a 22 második 45 katalizátorágy szerkezeti magassága nagyobb a 21 első katalizátorágy szerkezeti magasságánál. A 41 közbenső hőcserélő a 21 első katalizátorágy tengelyében kialakított henger alakú térben van el- 50 helyezve. A 41 közbenső hőcserélő és a perforált 23 belső fal között ily módon létrejövő torusz-keresztmetszetű 52 gyűrűstér fogadja be, illetve vezeti el a 21 első katalizátorágyból kilépő technológiai gázáramot. A 41 közbenső hőcserélő az 1. ábrán fel tűn- 55 tetetteknek megfelelően, egymással párhuzamos 43 hőcserélő csövekből lehet kiképezve. Ennél a megoldásnál a hűtőközeg, azaz a csereáram a 43 hőcserélő csöveken áramlik keresztül, miközben az 52 gyűrűs térben levő, illetve azon áthaladó technológiai ára- 60 mot lehűti még mielőtt az belépne a 22 második katalizátorágyba. Megjegyezzük, hogy jelen bejelentésünk oltalmi körén belül a 41 közbenső hőcserélő kiképzése az előbbiektől eltérő lehet, így például lemezes hőcserélőként is megvalósítható. 65 __ A 42 szállítócső a 22 második katalizátorágy tengelye mentén kiképzett 53 hengeres térben van elhelyezve, és a csereáramnak a 41 közbenső hőcserélőbe való bevezetésére szolgál. A 42 szállítócső és a 22 második katalizátorágy perforált 27 belső fala között egy 53 gyűrűs tér van kialakítva a 22 második katalizátorágyba belépő technológiai gázáram vezetésére. Egy 31 hengeres köpeny segítségével egy 55 gyűrűs tér van a 11 köpeny mentén kiképezve a szintézisgáz 12 belépőcsonkon keresztül bevezetett technológiai áramának bevezetésére, ezen belül pedig és a 22 második katalizátorágy 28 külső fala között kialakított 54 gyűrűs tere az elreagált gáz levezetésére. A 21 első katalizátorágyat egy 32 hengeres köpeny veszi körül, amellyel egy 5i gyűrűs tér van kialakítva. Ezeken túlmenően a sziníézisgáz köpenyáramának az 55 gyűrűs térből kilépő járatai vannak a 61 hőcserélőn keresztül az 51 gyűrűs tér irányában. Miközben a szintézisgáz köpenyárama áthalad ezeken a járatokon, keveredik a szintézisgáz kerülő áramának a 14 belépőcsonkon bevezetett kerülőáramával, míg a szintézisgáz csereárama a 41 közbenső hőcserélőből kilépve jelenti a 21 első katalizátorágyon keresztülhaladó szintézisgáz áramát. Minden eddig felsorolt tápáram egy 45 pontban találkozik egymással. A 45 ponttól számítva a szintézisgáz árama radiálisán kifelé van irányítva és a 46 radiális járaton keresztül kerül a 21 első katalizátorágy külső részébe. A 46 radiális járat a tápáramok keverésére, továbbá a 21 első katalizátorágyba bevezetett szintézisgáz hőmérsékleteltérésének kiegyenlítésére van kialakítva. A 2-6. ábrákon a találmány szerinti reaktor további változatait tüntettük fel. Ezek közül négynél, a 2-5. ábráknál az 1. ábrán feltüntetett 61 hőcserélőt elhagytuk, míg kettőnél az 5. és 6. ábrák esetében a 22 második katalizátorágyon áthaladó gázáram mozgása kívülről befelé van irányítva. A különféle elemek helyzetei is változnak az 1. ábrához viszonyítva. Ez magával hozza a tápáramok belépőcsonkjainak más elrendezését és a szintézisgáz áramlási rendszerének a berendezés belsejében történő módosítását is. A fentiek ellenére azonban a reaktor lényeges jellemzői és működésük változatlanok, miért is az ábrákon az azonos vagy hasonló alkatrészek jelölésére ugyanazokat a hivatkozási jeleket használjuk. A 2-6. ábrákon bemutatott kiviteli változatokat csak annyiban ismertetjük, amennyiben az adott kiviteli alaknak az 1. ábrához viszonyított jellemző változásai miatt szükséges. A 2. ábrán a szintézisgáz köpeny árama folyamat előrehaladtával csereáramként van kihasználva. Következésképpen a szintézisgáz csereáramához rendelt 13 belépőcsonkot elhagytuk és a 42 szállítócsövet úgy kötöttük be, hogy az elvezesse a palástáramot és csereáramként bevezesse azt a 41 közbenső hőcserélőbe. A reaktor többi alkatrészeinek egymáshoz viszonyított elrendezése azonos az 1. ábrán bemutatottakkal, kivéve azt, hogy ebbe a változatba a 61 hőcserélőt nem építettük be. A 3. és 2. ábra szerinti reaktor mindössze annyiban tér el a 2. ábra szerinti változattól, hogy a 41 közbenső hőcserélő a 22 második katalizátorágy magasságába van beépítve. Következésképpen a szinté-3
