180934. lajstromszámú szabadalom • Reaktor melaminnak karbamidból való előállítására
9 180934 10 10 leszállócső 11 szintézisgáz-eltávolító nyílás 12 vertikális osztóelem Az 1 reaktorban levő fluidizált katalizátorágyba a 2 és 3 permetezőfejek útján karbamidot táplálunk be NH3-al együtt. Az ágyat NH3-al fluidizáljuk, amelyet a 4 adagolófej útján viszünk be és az 5 elosztólap segítségével a reaktor keresztmetszeti felületén eloszlatunk. A fluidizált ágyat 6 hőcserélő csövekkel, amelyeket vázlatosan tüntetünk fel, a kívánt hőmérsékleten tartjuk. A hőcserélő csöveket egy hengeres vertikális osztóelemben helyezzük el. Az 1 reaktort a 7 szitával, amely felett 8 hőcserélő csövek vannak elhelyezve, két részre osztjuk. Az 1 reaktor tetején egy 9 portalanító ciklon van felszerelve, amely a katalizátor-részecskéknek a reakciógázokból való kiválasztására szolgál. Az itt kiválasztott katalizátorport a 10 leleszállócső útján vissza visszük az alsó katalizátorágyba. A reakciógázokat a 11 szintézisgáz eltávolító nyíláson keresztül vezetjük el a reaktorból. A találmány szerinti reaktorban végzett eljárást a következőkben példákon is bemutatjuk. 1. példa Melamin előállítására egy 1,45 méter belső átmérőjű hengeres fluidágyas reaktort használunk, amelynek a magassága 15 méter. A katalizátort ammóniával fluidizáljuk, amelyet adagolófej segítségével viszünk be és elosztólappal eloszlatunk. A katalizátort hőcserélő csövekkel fűtjük a reaktorban, a csövekben olvadt só kering. Folyékony karbamidot táplálunk be a reaktorba közvetlenül a gázelosztó lap fölött a hőcserélő alá. A karbamidot kétfázisú adagoló fuvókákkal visszük be, porlasztógázként ammóniát használunk. A melamint ismert módon különítjük el a reaktorból. A gázelosztó lap felett 6 méterrel egy 40% szabad felülettel rendelkező szitát építünk be a reaktorba, így a katalizátoráramlást a szita nélküli áramlás 10%-ára csökkentjük. Az utóreaktorban a szita felett 1,7 mé- 5 tér magas az ágy 5800 kg katalizátortartalom esetén. A kétfázisú adagoló fuvókákkal másodpercenként 644 gramm karbamidot és 405 gramm ammóniát, mint porlasztógázt táplálunk be a reaktorba. A fluidizáló gázként bevitt am- 10 mónia 401 gramm másodpercenként, így az ammónia/karbamid arány 1,8 m3 (N. T. P.) ammónia 1 kg karbamidra számítva. A betáplált karbamid mennyisége 0,40 kg óránként 1 kg katalizátorra számítva. A reakció 6,5 atmoszféra 15 abszolút nyomáson és 390 C° legnagyobb hőmérsékleten megy végbe. Ezeket az értékeket az utóreaktor-ágyban mértük. Az adiabatikusan működő utóreaktor-ágyban az exoterm reakciók eredményeként az utóreaktor-ágy hőmér- 20 séklete 1,5 C°-al magasabb az alsó zóna hőmérsékleténél. A vízmentes karbamid melaminná való átalakulása az elméleti érték 98,7%-ig emelkedik. 25 2. példa A—F kísérletsorozatban melamint állítunk elő különböző mennyiségű anyagok felhasználásával az 1. példában leírt reaktorban. Ezenkí- 30 vül ugyanabban a reaktorban G és H kísérleteket is végzünk, de a szita feletti ágyban egy hőcserélőt helyezünk el, amely a reaktorba beviendő hőmennyiség 25%-át szolgáltatja. A felső és az alsó zónák katalizátorágyai közötti hő- 35 mérsékletkülönbség kis növekedése katalizátoráramlást és ennek következtében hőszállítást indít meg a két katalizátorágy között. E kísérletek eredményeit a következő táblázatban foglaljuk össze. A táblázat adatai mu- 40 tátják, hogy a találmány szerintni reaktor alkalmazásával a melamin kitermelés jelentős mértékben növelhető. Kísérlet Karbamid g/sec Porlasztóammónia g/sec Fluidizáláshoz használt ammónia g/sec NHa/karbamid m3 (NTP)/kg Katalizátor kg Agy magasság a felső zónában m P absz. atm. T felsó zóna C° AT alsó felső C° Kitermelés Katalizátor tart. idő a felső zónában, sec A 660 390 476 1,7 5600 0,5 6,4 390 7 96 9 B 660 395 480 1,7 6100 1,0 6,3 390 5 99,5 20 O 060 400 470 1,7 6800 2,0 6,5 391 6 99,5 40 D 655 400 466 1,7 7400 2,7 6,4 391 3,5 99,0 54 E 650 352 571 1,9 6800 1,6 6,4 380 4 97,5 31 F 652 395 535 1,9 7000 1,6 6,4 401 6 98,9 31 G 640 400 330 1,5 7800 3,0 6,4 390 7 99,0 55 H 760 400 420 1,4 7000 1,8 6,5 390 10 99,3 34 3. példa Egy 1,30 m átmérőjű és 5,20 m hosszú csövet koncentrikusan beépítünk olyan hengeres fluidágyas reaktorba, amelynek az alján gázelosztó lapot helyezünk el és e gázelosztó lap alatt fiúi- 60 dizáló gázt vezetünk be. A reaktor belső átmérője 1,45 m. Karbamid bevitelére szolgáló kétfázisú adagoló fejeket szerelünk be a reaktorfalba 0,20 m-re a gázelosztó lap fölött és 0,40 m-re a cső alsó vége alatt. Az adott üzemelési 65 körülmények között az adagolók permetezőlángjai a cső alsó nyílása alatti pontra irányulnak. A csövet hőcserélő köteggel vesszük' körül a szükséges hő közlésére. A legalsó csöveket 0,80 m-re a karbamidot adagoló fejek felett helyezzük el. A gázelosztó lap felett 6,60 m-re 40% szabad felületű szitalapot építünk a reaktorba. A reaktorba betöltünk 600 kg sziliciumdioxidalumíniumoxid katalizátor elegyet, amely elegendő ahhoz, hogy 9,0 méter magas ágyat al-5
