180934. lajstromszámú szabadalom • Reaktor melaminnak karbamidból való előállítására
7 180934 8 osztóelem kombinációjából származó szinergetikus hatás sem lépne fel. Ez a hatás azon alapszik, hogy az említett kombináció alapján lehetőség nyílik nagyobb mennyiségű karbamid betáplálására, mint amely akkor lenne lehetséges, ha az egyes osztóelemeket külön-külön alkalmaznánk. Ezenkívül a hozam megmarad vagy nagyobb lesz és mérhető korrózió nem jön létre. A vertikális osztóelem alkalmazása útján segítjük a keveredést a fluidizált ágyban, emellett hatásosan továbbítunk hőt a hőcserélő eszközöktől. A lefelé haladó katalizátor-részecskéket befogadó zóna vagy zónák keresztmetszeti felülete a reaktor teljes szabad keresztmetszeti felületének 5—35%-át, előnyösen pedig a teljes keresztmetszeti felület 10—25°/o-át teszi ki. A fluidizált katalizátorágyat befogadó reaktor magassága és átmérője közötti arány 0,5:1 és 10:1, előnyösen 1:1 és 5:1 között van. Valamely csőalakú osztóelem hossza és átmérője közötti arány, előnyösen 1:1 és 10:1 között változhat. Előnyös az olyan megoldás, amelynél a felső zóna lényegében adiabatikus körülmények között dolgozik. Ilyen körülmények között a felső zónában uralkodó hőmérsékletet a felső zóna és az izotermikusan dolgozó alsó zóna közötti katalizátorcsere mértéke, valamint a lejátszódó exoterm reakciók határozzák meg. A felső zónához friss karbamidot nem adunk. Lehetőség van azonban arra, hogy más módon, például hőcserélők segítségével, vonjunk el hőt a felső zónából. Egyes esetekben szükség lehet az alsó zóna méreteink a csökkentésére, így nehéz elég nagy fűtőfelület elhelyezésére módot találni. Viszonylag nyitott válaszfalat használhatunk ekkor a zónák között és a teljes fűtőfelület egy részét a felső zónában helyezhetjük el. A tetőn bevezetett hőt ezután abszorbeálhatja a katalizátor és továbbíthatja az alsó zónába. Ez kis mérékben csökkenti a hozamot, de biztosítja azt, hogy a teljes reaktormagasság kisebb lehet és a katalizátorágy térfogata az alsó zónában csökkenhet. A fluidizált ágy alsó szintje szokásosan gázelosztó elemekkel, például gázelosztó lapokkal van ellátva, amelyeken keresztül a fluidizáló gáz áthalad. E gázáram nagyobb lehet a felfelé menő katalizátor-részecskék részére szolgáló zóna vagy zónák alatt, mint a lefelé haladó katalizátor-részecskék számára szolgáló zóna vagy zónák alatt (megfelelő esetben). A karbamidot olvadt állapotban egy vagy több permetező fej, különösen kétfázisú szórófej, útján a betápláló eszközökbe adagoljuk. Az ilyen permetező fejek, előnyösen a reaktor falában a gázelosztó lapok felett vannak elhelyezve a bevezetés és az áramlás megkönnyítése érdekében, valamint azért, hogy meggátoljuk a a katalizátor-részecskék által okozott dugulást, amely akkor jön létre, ha a fluidizáló gáz adagolása csökken vagy megszűnik. A permetező fejek szokásosan a gázelosztó lap felett 10 cm és 75 cm közötti távolságban olymódon vannak elhelyezve, hogy az olvadt karbamidot közvetlenül a gázelosztó lappal szemben szórják. Abban az esetben, ha vertikális osztóelem van jelen, akkor a permetező fejek, előnyösen úgy vannak elhelyezve, hogy az olvadt karbamid szórásiránya vízszintes vagy kissé lefelé hajló, így az úgynevezett „permetezőláng'’ csúcsa a felszálló zóna vagy zónák alatti pontig érjen, de a permetező-láng átterjedhet a levezető zónán vagy zónákon is. Az ammónia-tartalmú gázt az átalakulási reakció során fluidizáló gázként használjuk, de alkalmazhatjuk porlasztó gázként is az olvadt karbamid számára. Az arány a bevitt ammónia és a karbamid között, például úgy alakulhat, hogy 1—5 m3 (N. T. P.) ammóniát használunk 1 kg karbamidra, előnyösen pedig 1,5—2 m3 (N. T. P.) széndioxidot számítunk 1 kg karbamidra és viszünk be a reaktor alján. A gázsebesség a reaktorban az alsó zónában mérve 5 cm/sec és 200 cm/sec között változhat, a legtöbb esetben a gázsebesség 20 cm/sec és 70 cm/sec között mozog. A katalizátor melaminnak karbamidból való szokásos előállításánál használt jól ismert katalizátor, például alumíníumoxid, alumíniumoxid és sziliciumoxid elegye, sziliciumoxid, titánoxid, cirkóniumoxid, bórfoszfát vagy alumíniumfoszfát vagy ezek elegye lehet. A „katalizátor” vagy a „k.atalikusan aktív anyag” megjelölés itt minden olyan anyagot jelöl, amely elősegíti karbamidnak melaminná való alakulását a reakciókörülmények között. A reaktor tetején rendszerint egy ciklon van elhelyezve a szilárd katalizátor-részecskéknek a reakciógázokból való elkülönítésére. A ciklon egy leszálló csővel van ellátva, amelyen keresztül a kiválasztott részecskék visszatérnek a katalizátorágyba. Egy előnyös kiviteli alaknál a leszálló cső a katalizátor-részecskék lefelé haladó árama zónájának a tetejénél végződik. A technika állásának megfelelő eljárások egy változatánál a leszálló cső a fluidizált ágy aljáig nyúlik, mivel különben fluidizációs problémák jelentkeznek. Ennek az a következménye, hogy a ciklont jóval az ágy fölé kell helyezni a nyomáskülönbség áthidalása érdekében, amely az ágyban levő katalizátor-részecskék és a vertikális csőben levő katalizátor-részecskék sűrűsége közötti különbségből származik. A találmány szerinti reaktornál ez a probléma nem jelentkezik, így kisebb hosszúságú leszálló cső elegendő és a reaktor jóval alacsonyabb lesz. A csatolt rajzon, amely a találmány szerinti reaktort ábrázolja, a hivatkozási számok a következőket jelentik: 1 reaktor 2 permetező fej a karbamid bevitelére 3 permetezőfej a karbamid bevitelére 4 adagolófej a fluidizáló gáz bevitelére 5 elosztólap a fluidizáló gáz elosztására 6 hőcserélő csövek 7 szita 8 hőcserélő csövek 9 portalanító ciklon 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
