АППАРАТ ТРУБЧАТОГО ТИПА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ГАЗОВЫХ РЕАКЦИЙ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

Аппарат, составляющий предмет настоящего авторского свидетельства предназначается для проведения каталитических реакций под давлением.

На чертеже фиг. 1 изображает аппарат в продольном разрезе и фиг. 2 - то же в поперечном разрезе.

Аппарат представляет собой стальной цилиндр 1 с двумя крышками 2, 3, крепящимися на болтах, рассчитанный на рабочее давление процесса. На нижней крышке 3 имеются два штуцера: 4 для впуска свежей и 5 для выпуска проконтактированной газовой смеси. На верхней крышке 2 имеется один штуцер 6 для впуска газовой смеси из подогревателя непосредственно в катализаторную зону. Устройство катализаторной зоны основано на принципе разделения реакционного пространства на отдельные элементы (работающие параллельно) во избежание местных перегревов, а также для обеспечения его необходимой поверхностью теплообмена. Катализаторная зона представляет собой серию трубок 7 определенного диаметра, смонтированных вплотную друг к другу на двух трубных плитах 8. К трубным плитам 8 на болтах привертываются крышки 9, образующие верхнюю и нижнюю камеры 10 для распределения газового потока. Трубки 7 заключены во внешний цилиндр 11, приваренный к нижней трубной плите и служащий для направления потока газа. В центре пучка трубок проходит центральная труба 12, укрепленная на верхней трубной плите и служащая также для направления потока газов. Внешний цилиндр 11, центральная труба 12 и камеры 10 покрыты тепловой изоляцией 13 во избежание паразитических процессов теплообмена. Катализатор засыпается в трубки на решетки 14, помещенные в нижней их части. Пространство между трубками может быть заполнено какими-нибудь инертными телами, служащими для увеличения скорости газовой смеси. Диаметр трубок определяется расчетом, исходя из требования необходимой поверхности теплообмена, по уравнению:

где:

d - диаметр трубки

σ - поверхность теплообмена, приходящаяся на единицу объема катализаторной зоны.

Катализаторная зона в собранном виде представляет собой цельную конструкцию, которая легко может быть вынута из аппарата после снятия верхней крышки 2 последнего.

Ход газовой смеси в аппарате осуществляется следующим образом. Во время установившегося рабочего процесса холодная газовая смесь поступает через боковой штуцер 4 в нижней крышке 3 аппарата. Войдя в аппарат, газовая смесь поднимается вверх по кольцевому пространству между стенкой аппарата и изолированным внешним цилиндром 11 катализаторной коробки, исключая таким образом возможность перегрева наружных стенок аппарата. Далее газовая смесь поступает в пространство между трубками, где она движется вниз в одинаковом направлении с газовой смесью внутри трубок. Дойдя до низа катализаторной коробки, газовая смесь поступает в центральную трубу 12, откуда она попадает в верхнюю камеру 10. Из верхней камеры 10 газовая смесь проходит в катализаторное пространство (в трубках 7) и удаляется из аппарата через нижнюю камеру 10 и центральный штуцер 5 (для горячего газа) на нижней крышке 3. Во время пуска аппарата горячая газовая смесь (для разогрева катализатора) из отдельного подогревателя подается через штуцер 6 (для горячего газа) в верхней крышке 2 и попадает прямо в верхнюю камеру 10, откуда далее она идет обычным путем. Устройство уплотнений и сальников у штуцеров для горячего газа на прилагаемом эскизе показано условно.