BE674479A

BE674479A -

Info

Publication number: BE674479A
Application number: BE674479A
Authority: BE
Priority date: 1964-12-31
Filing date: 1965-12-29
Publication date: 1966-06-29
Also published as: NL6516735A; NL149388B

Description


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  Procédé et dispositif pour guider les gaz dans les installations de synthese catalytique a haute pression. 



   Le brevet principal concerne un   procédé   pour guider les gaz dans les installations de synthèse catalytique à haute pression, par exemple pour la production de gaz ammoniac, utilisant deux ou plusieurs récipients ou enceintes de mise en contact séparés les uns des autres, placés en série et reliés les uns aux autres d'une manière assurant le guidage des gaz par de courts tubes échangeurs de chaleur intercalaires traversant les cloisons, ainsi qu'un dispositif utilisable pour la mise en oeuvre de ce procédé, comportant un réacteur constitué de la manière habituelle par une enveloppe extérieure, une chemise intérieure et un échangeur de chaleur principal, dans lequel le gaz froid passe, après avoir 

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 refroidi l'enveloppe extérieure et la chemise intérieure, à travers l'échangeur de chaleur principal,

   puis à travers un conduit central s'étendant sur toute la longueur du réacteur, pour parvenir sur celui de deux ou plusieurs lits de catalyseur qui est placé à la partie supérieure de ce réacteur, ce gaz traversant successivement les divers lits de catalyseur et, entre ceux-ci, les échangeurs themmiques intercalaires faisant communiquer ces lits de catalyseur entre eux en assurant le guidage du gaz, les tubes de refroidissement de ces échangeurs thermiques étant léchés transversalement par le gaz frais provenant de l'échangeur de chaleur principal. 



   Le développement des installations de synthèse catalytique à haute pression, notamment pour la fabrication du gaz ammoniac à partir d'azote et d'hydrogène, tend à se traduire par une augmentation des dimensions des appareillages. Mais il y a une limite à cette augmentation lorsqu'il s'agit des fours à haute pression verticaux actuellement utilisés. 



   La présente invention a pout but d'apporter des changements et perfectionnements au procédé et aux appareils décrits au brevet principal, afin de permettre également une application aux réacteurs horizontaux. 



   Les réacteurs utilisés actuellement ne peuvent fonctionner qu'en position verticale, car lorsqu'on incline le réacteur, il se produit dans le catalyseur utilisé couramment à l'heure actuelle sous forme d'une masse remplissant la cavité du réacteur, un tassement formant des cavités ou creux qui laissent passer le gaz à côté du catalyseur, ce qui est indésirable.   Lorsqu!un   tel four présentant les caractéristiques décrites au brevet principal doit fonction- ner en position horizontale, par exemple à cause de ses très grandes dimensions, souhaitables pour des raisons économiques, le guidage du gaz et la disposition du catalyseur exigent une modification empê- chant le gaz de réaction de passer à côté du catalyseur. 

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  Suivant les présents perfectionnements, le ,;xz .: zut plus guidé dans le sens axial à travers les lits de catalyseur 1' transversalement par rapport à leur sens longitudinal, cyost-,.r' ze que lorsque le four est horizontal et que par conséquent Loi. n. longitudinal est lui-même horizontal, le gaz traverse chaque ... de catalyseur de haut en bas puis, dans chaque échangeur 'hu:'" \.11 intermédiaire suivant, de bas en haut, ou inversement, la dév1to du courant de gaz étant assurée par des chicanes de tôles qui, placées alternativement au-dessus et au-dessous des lits de catalyseur en aval de chaque lit, empêchent le passage des gaz par c=x-.cP chambre exempte de catalyseur, ménagée le long de la péri. '1:r',' intérieure de la chemise. 



  Le gaz frais utilisé tout d'abord de la manière cornue pour refroidir de l'intérieur l'enveloppe extérieure ct en:::' ; tf:")3 de l'extérieur la chemise intérieure averse l'échaneur d? chaleur principal, qui se trouve à l'extrémité du réacteur, en passant dans ce cas de préférence à travers les tubes de refroidissement, puis sort de cet échang.:ur de chaleur principal en longent la paroi extérieure d'un conduit central d'amenée du gaz froid, ou la paroi intérieure du dernier récipient de contact rempli de catalyseur, pour arriver au prochain échangeur thermique intercalaires situé entre deux lits de contact, traverse en s'écoulant toujours vers l'extrémité opposée du réacteur, les tubes de refroidisse .:

  nt de cet échangeur, pus se par le centre du récipient de cc-elyrour .&l1" vant ou baigne les tubes d'échange thermique disposés entre ce récipients, et pénùtre enfin dans le premier-lit de catalyseur, c,ii2 traverse perpendiculairement à l'axe du réacteur, pour bn1Gn ensuite de nouveau, à contre-courant par rapport à la direction suivie jusqu'à présenta les tubes de refroidissement du premier - ' échangeur   thermique   suivant, et ainsi de suite, jusque ce que le gaz, qui a alors réagi, pénètre dans le côté secondaire de   l'échan-   geur de chaleurnprincipal et quitte enfin le réacteur en vue de son traitement ultérieur. 

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   Le dessin schématique annexé montre, à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation possible du réacteur utilisable pour la mise en oeuvre du procédé tel que prévu par les présents perfectionnements. 



   La fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'un réacteur réalisé suivant les présents perfectionnements. 



   La fig. 2 est une vue en coupe transversale par la ligne A-A en fig. 1. 



   Comme il a été dit précédemment, le dispositif utilisable pour la mise en oeuvre de ce procédé de guidage du gaz est une variante de l'appareillage décrit dans le brevet principal. L'installation est constituée par les   éléments   connus, c'est-à-dire par une enveloppe extérieure 1, une chemise intérieure entourant de manière étanche au gaz l'ensemble de   1* installation   de catalyse, un échangeur de chaleur principal 1 et un   brûleur   avec son tube 5. Les .tubes d'échange thermique   ,   10, etc... faisant communiquer entre eux les'divers récipients à catalyseur 6, 7, 8 et assurant le guidage du gaz correspondent aux tubes 11 formant échangeurs thermiques, mentionnés au brevet principal. 



   Comme visible sur la vue en coupe longitudinale et sur la vue en coupe transversale qui forment respectivement les fige 1 et 2, le catalyseur 6, 7, 8 repose dans le cas présent sur une tôle perforée ou fendue ou sur un grillage ou treillis 11 approprié et est recouvert par un élément identique 12 de telle sorte qu'il ne puisse pas se former de cavité permettant au gaz de passer librement dans le sens axial, ni sous l'orifice central 13, ni sous la tôle perforée 12. Les tôles perforées 11 et 12 forment avec la paroi interne conjuguée de la chemise Intérieure deux cavités 12 et 18 ayant une section droite en forme de segment et s'étendant sur toute la longueur de la chemise et à l'intérieur de celle-ci, ces cavités servant au passage du gaz de réaction de l'un des échangeurs thermiques au lit de catalyseur suivant. 



   La circulation dans le sens transversal du gaz au cours de son mouvement' de retour, à travers les faisceaux de tubes de 

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 refroidissement des divers échangeurs thermiques intercalaire: 2- 10, etc... est assurée de la manière connue comme cela est déjà j prévu dans le brevet principal, par des chicanes de tôle s'étendant ' en alternance jusqu'à la paroi interne de la chemise intérieure . ' En outre, le courant transversal du gaz de réaction ainsi refroidi par paliers traversant le lit de catalyseur placé chaque fois en aval est envoyé directement, après chaque récipient à catalY0, à l'étage de refroidissement suivant, par d'autres chicanes de tôle J, obturant les cavités 12 et 18r. 



  Bier que l'installation décrite permette déjà, grâce au principe de construction mentionné dans le brevet principal, un très bon réglage des températures de fonctionnement du réacteur dans tous ses éléments, et par conséquent une production option de gaz ammoniac, il' est également prévu de façon rationnelle un réglage de précision supplémentaire assuré par une aûP'ir '*"#*#' r1  gaz froid, comme décrit dans le brevet principal. Il s'agit dans i cas présent, des tubes coaxiaux 15 et 16, qui envoient   séparèrent   et de façon réglable le mélange froid de gaz de synthèse aux   diffé-   rents échangeurs thermiques intermédiaires successifs 9, 10   etc...   ou au lit de catalyseur d'entrée 8. 



   L'installation décrite permet d'utiliser des réacteurs de synthèse de toutes dimensions désirées, placés horizontalement ce qui en outre rend inutile la construction de fondations très lourdes, qui sans cela seraient nécessaires, ainsi que l'utilisation d'une grue de chargement de très grande hauteur. 



   Les détails de réalisation peutent être modifiés, dans le domaine des équivalences techniques.

Claims

RESUME.

1 - Changements et perfectionnements au procédé pour guider les gaz dansles installations de synthèse catalytique à haute pression, par exemple pour la synthèse du gaz ammoniac, comportant deux ou plusieurs lits de catalyseur séparés les uns des autres, disposés en série et communiquant entre eux de manière à assurer le passage du gaz par de courts tubes d'échange thermique intercalaires, suivant le brevet principal, consistant à titre caractéristique à faire passer le mélange frais de gaz de synthèse, préalablement chauffé de lamanière connue dans l'espace annulaire ménagé entre 'enveloppe extérieure et la chemise intérieure et dans l'échangeur de chaleur 'incipal situé à l'extrémité du réacteur, sur son trajet entre le lit de catalyseur d'enivrée et cet échangeur de chaleur principal,

non seulement à travers les échangeurs thermiques intercalaires, mais aussi à travers les divers lits de catalyseur selon un courant transversal, c'est-à-dire perpendiculaire à l'axe longitudinal d'un réacteur de synthèse disposé horizontalement.

2 - Changements et perfectionnements au dispositif pour la aise en oeuvre du procédé selon 1 , comportant une enveloppe extérieure, une chemise intérieure isolant la structure intérieure du réacteur par rapport à cette enveloppe extérieure, un échangeur de chaleur principal, et deux ou plusieurs lits de catalyseur séparés les uns des autres, disposés en série et communiquant entre eux par de courts tubes d'échange thermique intermédiaire permettant le passage du gaz, suivant le brevet principal, caractérisés en ce que le réacteur de synthèse est disposé horizontalement, les divers lits de catalyseur étant constitués par des masses remplissant entièrement des chambres, reposant sur une tôle perforée ou fendue ou sur un élément analogue et recouvertes sans espace vide par un élément analogue,

ces éléments de limitation créant au-dessous et au-dessus du catalyseur une cavité de section droite en forme de segment s'étendant sur toute'la longueur de la chemise intérieure, cette cavité assurant la déviation du gaz de réaction et étant obturée alternativement en haut et en bas par une ou plusieurs <Desc/Clms Page number 7> EMI7.1 chicanes de tôle, afin d'obliger les gaz de réaction :\ Litransversalement à travers.chaque lit de catalyseur placé devant ces chicanes.