CH99954A - Catalyst apparatus for the synthesis of ammonia. - Google Patents

Catalyst apparatus for the synthesis of ammonia.

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CH99954A
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catalytic
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tube
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Inventor
Casale Dr Luigi
Leprestre Rene
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Casale Dr Luigi
Leprestre Rene
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
    • C01C1/00—Ammonia; Compounds thereof
    • C01C1/02—Preparation, purification or separation of ammonia
    • C01C1/04—Preparation of ammonia by synthesis
    • C01C1/0405—Preparation of ammonia by synthesis from N2 and H2 in presence of a catalyst
    • C01C1/0417—Preparation of ammonia by synthesis from N2 and H2 in presence of a catalyst characterised by the synthesis reactor, e.g. arrangement of catalyst beds and heat exchangers in the reactor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/0005—Catalytic processes under superatmospheric pressure
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Description

  

  
 



  Appareil de catalyse pour la synthèse do   l'ammoniaque.   



   La présente invention a pour objet un
 appareil de catalyse pour   la syntiièse    de l'ammoniaque par ses éléments.



     Lorslque,    dans la préparation de l'ammoniaque synthétique, on opère sous des pressions fortes, de plusieurs centaines d'atmosphères, la quantité de chaleur développée dans un espace catalytique déterminé devient considérable, soit parce que par suite de la pression augmentée il se forme une plus grande quantité d'ammoniaque, soit parce que les gaz qui réagissent occupent un espace plus restreint.   I1    en résulte, dans les appareils connus, que les parois de ceux-ci qui supportent la pression courent le risque   d'être    portées à une température rendant la pression dangereuse et qu'il peut se produire un échauffement excessif en certains points de la masse catalytique.



   La présente invention a précisément pour but de remédier à ces inconvénients.



   A cet effet, l'appareil suivant l'invention est construit de façon à faire passer entre le tube extérieur, qui doit supporter la pression, et un tube contenant la masse catalytique, les gaz qui entrent dans l'appareil et qui ont une température à laquelle l'acier n'est pas   attaqué    par l'hydrogène. Le tube extérieur est ainsi protégé. par un courant de gaz qui en même temps soustrait de la chaleur à la masse catalytique et maintient ainsi la réaction dans des limites convenables.



   Le dessin ci-joint représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention.



   La fig. 1 en est un plan, et la fig. 2 (partie gauche) en est une coupe verticale suivant la ligne A-O, fig. 1, et (partie droite) une coupe verticale suivant la ligne
B-O, fig. 1.



   1 est un tube extérieur à parois épaisses, fermé aux extrémités par des plaques robustes 2 et 3 en acier spécial. 4 et 5 sont deux tubes coaxiaux à parois minces entre lesquels se trouve un espace 6 destiné à contenir la substance catalytique. La cavité in  térieure 7    du tube 5 contient la résistance 10 pour le chauffage. La partie inférieure du tube intérieur 5 est fermée   pour    séparer l'espace contenant la résistance de celui conte  nant la masse catalytique. Des trous 8 per  niettent    aux gaz de passer de l'espace 7 à l'espace   g,   
 La partie inférieure du tube 4 présente la forme d'un entonnoir.

   Le tube 19 relié au fond de ce dernier est fermé en bas par un disque mince 20, et s'étend à travers la plaque   3*    étant logé dans une perforation pratiquée dans cette dernière, perforation dont l'orifice extérieur est fermé par un couvercle 9. Le tube 4 contenant la masse   catalytique    est   recouvert    extérieurement d'une couche de matière isolante 17 entre laquelle et le tube 1 qui doit supporter la pression, il y a un espace libre pour le passage   rapide    des gaz.



   Un canal 11 traverse la plaque 3, débouche dans la perforation dans laquelle est logé le tube 19, et communique ainsi avec l'espace qui entoure le tube 4 contenant la masse catalytique, tandis que deux autres canaux 12, aménagés dans la plaque 2 et qui se réunissent en un seul, relient moyennant des conduits 18 l'espace catalytique avec l'extérieur de l'appareil. Ces conduits sont pratiqués en partie dans ladite plaque et en partie dans un couvercle fermant l'espace catalytique.



   Les gaz destinés à la synthèse de l'ammaniaque entrent dans l'appareil par un tube 14 relié au canal 11, passent dans l'espace   21.    coulent ensuite entre le tube extérieur 1 qui supporte la pression et la couche protectrice 17, et pénètrent par un canal (non représenté au dessin) aménagé dans la plaque 2, dans la cavité intérieure 7. Ils descendent et débouchent dans l'espace catalytique à tra  vers    de petits trous 8 pour couler le long de cet espace et pour   s'échapper    à travers les canaux 18, 12 dans le tube extérieur   1. J.   



   On peut faire entrer le mélange   gazeux    aussi à travers la plaque 2; mais dans ce cas il faut diviser l'espace libre entre l'isolant   thermique    17 et le tube 1 en deux parties moyennant un diaphragme de manière que ]es gaz commencent par descendre entre le   diaphragme    et le tube 1, montent ensuite entre le diaphragme et la couche d'isolant thermique 17 pour descendre encore une fois   il    travers l'espace central 7 et s'échapper par les trous 8.



   Cette forme d'exécution   a    l'davantage de rendre la température du tube extérieur 1 toujours plus indépendante de la température intérieure.



   Dans cette appareil on peut changer la masse   catalytique    sans qu'on soit obligé d'ôter le cylindre 4 contenant ladite masse du tube 1 qui supporte la pression. Il suffit d'enlever le couvercle 9 et le disque 20 pour ôter la masse   catalytique.    Après avoir remis   la    plaque et le   disque    à leur place, on introduit la nouvelle   masse    catalytique dans l'espace 6 à travers des trous 18 fermés par des bon  chons    13.
  



  
 



  Catalytic apparatus for the synthesis of ammonia.



   The present invention relates to a
 catalysis apparatus for the synthesis of ammonia by its elements.



     When, in the preparation of synthetic ammonia, one operates under strong pressures, of several hundred atmospheres, the quantity of heat developed in a determined catalytic space becomes considerable, either because as a result of the increased pressure it is formed a larger amount of ammonia, or because the reacting gases occupy a smaller space. It follows, in the known devices, that the walls thereof which withstand the pressure run the risk of being brought to a temperature making the pressure dangerous and that excessive heating may occur at certain points of the mass. catalytic.



   The object of the present invention is precisely to remedy these drawbacks.



   For this purpose, the apparatus according to the invention is constructed so as to pass between the outer tube, which must withstand the pressure, and a tube containing the catalytic mass, the gases which enter the apparatus and which have a temperature to which the steel is not attacked by hydrogen. The outer tube is thus protected. by a stream of gas which at the same time withdraws heat from the catalytic mass and thus maintains the reaction within suitable limits.



   The accompanying drawing represents, by way of example, one embodiment of the object of the invention.



   Fig. 1 is a plan, and FIG. 2 (left part) is a vertical section along the line A-O, fig. 1, and (right part) a vertical section along the line
B-O, fig. 1.



   1 is a thick-walled outer tube, closed at the ends by sturdy plates 2 and 3 of special steel. 4 and 5 are two coaxial thin-walled tubes between which there is a space 6 for containing the catalytic substance. The inner cavity 7 of the tube 5 contains the resistance 10 for heating. The lower part of the inner tube 5 is closed to separate the space containing the resistance from that containing the catalytic mass. Holes 8 allow gases to pass from space 7 to space g,
 The lower part of the tube 4 has the shape of a funnel.

   The tube 19 connected to the bottom of the latter is closed at the bottom by a thin disc 20, and extends through the plate 3 * being housed in a perforation made in the latter, the perforation of which the external opening is closed by a cover 9. The tube 4 containing the catalytic mass is covered on the outside with a layer of insulating material 17 between which and the tube 1 which must withstand the pressure, there is a free space for the rapid passage of gases.



   A channel 11 passes through the plate 3, opens into the perforation in which the tube 19 is housed, and thus communicates with the space which surrounds the tube 4 containing the catalytic mass, while two other channels 12, arranged in the plate 2 and which meet in one, connect by means of conduits 18 the catalytic space with the outside of the apparatus. These conduits are formed partly in said plate and partly in a cover closing the catalytic space.



   The gases intended for the synthesis of ammania enter the apparatus through a tube 14 connected to the channel 11, pass into the space 21. then flow between the outer tube 1 which supports the pressure and the protective layer 17, and enter by a channel (not shown in the drawing) arranged in the plate 2, in the interior cavity 7. They descend and open into the catalytic space through small holes 8 to flow along this space and to escape through through the channels 18, 12 in the outer tube 1. J.



   The gas mixture can also be made to enter through the plate 2; but in this case it is necessary to divide the free space between the thermal insulator 17 and the tube 1 into two parts by means of a diaphragm so that] es gases begin by descending between the diaphragm and the tube 1, then rise between the diaphragm and the thermal insulating layer 17 to descend once again through the central space 7 and escape through the holes 8.



   This embodiment has the advantage of making the temperature of the outer tube 1 always more independent of the inner temperature.



   In this apparatus it is possible to change the catalytic mass without having to remove the cylinder 4 containing said mass from the tube 1 which supports the pressure. It suffices to remove the cover 9 and the disc 20 to remove the catalytic mass. After replacing the plate and the disc in their place, the new catalytic mass is introduced into the space 6 through holes 18 closed by good chons 13.
  

 

Claims (1)

REVENDICATION: Appareil pour la synthèse catalytique de l'ammoniaque en partant de ses éléments, comprenant au moins trois tubes concentriques disposés autour d'un axe non horizontal, dont un, placé entre les deux autres et entourant la chambre catalytique, est recouvert d'une couche d'isolant thermique, ces tubes étant disposés et raccordés de telle façon que les gaz froids qui entrent dans l'appareil coulent entre le tube extérieur à paroi épaisse qui supporte la pression, et la couche d'isolant thermique, puis entrent dans le tube central, qui renferme un dispositif d'échauffement à résistance électrique, et de là passent dans la chambre catalytique pour sortir ensuite à travers un couvercle supérieur, CLAIM: Apparatus for the catalytic synthesis of ammonia starting from its elements, comprising at least three concentric tubes arranged around a non-horizontal axis, one of which, placed between the other two and surrounding the catalytic chamber, is covered with a layer of thermal insulation, these tubes being arranged and connected in such a way that the cold gases entering the apparatus flow between the thick-walled outer tube which supports the pressure, and the layer of thermal insulation, then enter the tube central, which contains an electric resistance heating device, and from there pass into the catalytic chamber to then exit through a top cover, dans lequel est pratiqué au moins un orifice fermé par un solide bouchon à vis, ledit orifice permettant d'introduire dans l'appareil la matière catalytique, laquelle peut être extraite par le bas en étant un disque qui ferme la chambre -catalytique, ainsi qu'un couvercle qui ferme un orifice corrcspondant pratiqué dans une plaque inférieure de fermeture, le tout disposé de façon telle que les gaz qui entrent dans l'appareil et réagissent, maintiennent à une température relativement basse la paroi du tube extérieur et modérent la réaction dans la chambre eatalytique en em pêchant une élévation excessive dc la température dans ladite chambre. in which is made at least one orifice closed by a solid screw cap, said orifice making it possible to introduce into the apparatus the catalytic material, which can be extracted from the bottom by being a disc which closes the -catalytic chamber, as well as 'a cover which closes a corresponding orifice made in a lower closure plate, the whole arranged in such a way that the gases which enter the apparatus and react, keep the wall of the outer tube at a relatively low temperature and moderate the reaction in the analytical chamber by preventing an excessive rise in temperature in said chamber. SOUS-REVENDICATION: Appareil suivant la revendication, caractérisé en ce que la partie inférieure du tube renfermant la matière catalytique présente la forme d'un entonnoir, l'orifice inférieur de ce dernier faisant fonction de trou de décharge pour la masse catalytique SUB-CLAIM: Apparatus according to claim, characterized in that the lower part of the tube containing the catalytic material has the shape of a funnel, the lower orifice of the latter acting as a discharge hole for the catalytic mass.
CH99954D 1921-05-21 1921-05-21 Catalyst apparatus for the synthesis of ammonia. CH99954A (en)

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