JPH0432693B2 - - Google Patents

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JPH0432693B2
JPH0432693B2 JP59250693A JP25069384A JPH0432693B2 JP H0432693 B2 JPH0432693 B2 JP H0432693B2 JP 59250693 A JP59250693 A JP 59250693A JP 25069384 A JP25069384 A JP 25069384A JP H0432693 B2 JPH0432693 B2 JP H0432693B2
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heat exchanger
tube
catalyst
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Fuerusuteru Furiidoritsuhi
Buriike Hansuugyunteru
Marushu Hansuudeiiteru
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、耐高圧ジヤケツトおよび上部閉鎖カ
バーを備えた挿入体とから成り、この挿入体のジ
ヤケツトが少くとも二つの互いに重なり合つて設
けられた触媒容器を外側から内側へと行われる半
径方向のガス流のためのガス透過性の内壁と外壁
とを備えた環状の円筒状の配設で、かつガス／ガ
ス−熱交換器を第一および第二の触媒容器の内側
で中央において管束の様式で備えている様式のア
ンモニア合成或いはメタノール合成用の発熱的か
つ触媒的反応を実施するための装置に関する。
従来の技術 アンモニアおよびメタノールを生産するための
触媒による高圧合成は発熱工程である。このよう
な工程が、最適な反応、即ち最適な変換のための
熱挙動が達せられるような温度で行われるように
久しい以前から努力が払われて来た。最も好都合
な反応温度の維持は反応の際著しく発熱する反応
ガスを冷却することによつて行われて来た。新鮮
ガスが300℃以上の温度で第一の触媒層に与えら
れなければならないので、この新鮮ガスを熱い反
応ガスと直接熱交換して加熱するように努力が払
われて来た。
反応ガスの冷却は、冷却蛇管を備えた触媒管型
炉或いは有室炉（Vollraumofen）における触媒
物質内工程と同様に反応が殆んど等温で行われる
ように、或いは冷却が全触媒物質が分割されてい
る単個の触媒パツクに応じて段階的に行われるよ
うに実施されている。
上記の諸種の要件を解決するため多数の装置お
よび炉タイプが公知になつている。例えば、触媒
物質を多数の層にして相互に上下に設け、中間空
間に加熱される新鮮ガスのための管型−熱交換器
を組込み、反応温度を低下させることが知られて
いる。
ドイツ連邦共和国公開特許公報第3026199号に
より、中央に中間熱交換器を備えている軸方向−
半径方向型反応器が公知になつている。この反応
器にあつては、冷い新鮮ガスは下方から上方へと
管に沿い順次個々の中間熱交換器を流れ、熱い反
応ガスはジヤケツトに沿つて管の周囲を流れる。
中間熱交換器の各々は中央で管型の触媒バケツト
の下方部分内に設けられている。触媒バケツトお
よび熱交換器は、予め当該触媒バケツトを空に
し、解体してからでなくては各熱交換器を解体で
きないように組込まれている。其上、個々の熱交
換器間に弾性的な中間部材を必要とし、この中間
部材は次の中間熱交換器が故障して解体するのに
先立つて先ず解体せねばならない。更に、触媒を
交換する際この触媒を下方へと反応槽から除去す
ることが不可能である。熱交換器を解体する以前
に前もつて触媒バケツトを解体しておかなければ
ならないと云う事実は必然的に、耐高圧ジヤケツ
トの閉鎖カバーを全断面にわたつて解体すること
を余儀なくする。凹んでいる蓋は使用できない。
従来の構造様式で層状に熱交換器が内蔵されて
いる他の一般に公知の炉タイプは、複雑なかつ交
換しにくい装置を必要とし、アンモニア合成或い
はメタノール合成作業中温度差および圧力差が大
きい場合の封隙が困難であると云う欠点がある。
発明が解決しようとする問題点 本発明の根底をなす課題は、公知の構造の欠点
を克服する新しい反応器の構造を提供することで
ある。
問題点を解決するための手段 上記の課題は本発明により、特許請求の範囲第
１項に記載した構造的な構成に相応する特徴を備
えた、アンモニア合成域いはメタノール合成のた
めの発熱的、接触的ガス反応を行うための装置に
よつて解決される。
本発明の構成により中央の案内管は混合ガスの
ための供給導管によつて囲繞されている。
発明の効果 以下に図面によつて詳しく述べる本発明による
装置あつては、一方では熱交換器が使用されるガ
ス量と必要なガス速度とに相応して最適な直径／
長さ比率で構成されるので、アンモニアコンバー
タ内における最適な熱交換が達せられ、他方この
装置にあつては触媒層内への熱交換器の組込みの
構造的な単純化と炉挿入体と熱交換器の作業操作
の容易性が達せられる。
特に、中間熱交換器の外径を本発明により低減
することにより、中間熱交換器と触媒層とがもは
や一つのユニツトを形成せずに、ばらばらにコン
バータ内に組込みおよび解体可能である。中間熱
交換器或いは触媒に支障を来たした際、各々を自
体反応器から取外すことが可能である。熱交換器
を経て行われる煩雑な触媒充填および取出しは必
要ない。
本発明により熱交換器を中央の触媒層の真中に
組込むことにより、熱交換器をその都度の最適な
寸法で、即ち最善の熱伝達値が達せられるような
寸法および最も経済的な管寸法で構成することが
可能となる。熱交換器の直径はもはやコンバータ
の直径に左右されることがない。公知のように熱
交換器にあつて管内のガス速度と管相互の間の間
隙幅との関係を最適な熱交換が行われるように維
持することが可能である。
更に本発明による装置にあつては、上記の欠点
の回避の下に、熱交換器を直径２ｍもしくはそれ
以上の直径を備えたコンバータ内の触媒容器の中
央に最適に組込みことが可能である。閉鎖部は、
公知の取扱いが容易な蓋を使用することを可能に
する直径に寸法を設定できる。これによつて、組
立時間が短縮され最適な作業持続時間が達せられ
る。
実施例 以下に添付図面に図示した実施例につき本発明
を詳説する。
アンモニア合成或いはメタノール合成のための
発熱的、接触的ガス反応を実施するための装置
は、本質的に凹状に形成された蓋２を備えた耐高
圧ジヤケツト１および触媒容器４，４′とガス／
ガス−熱交換器５，５′を含んでいる挿入体３と
から成る。装置の作動状態におけるガス路に関し
ては個々の構造要素相互の構造的な関連の下で説
明を行う。
耐高圧ジヤケツト１内に設けられたガス流入接
続管６を介して、循環ガス−ここでは新鮮ガスと
称する−が低温で耐高圧ジヤケツト内に入り、こ
の耐高圧ジヤケツト１と挿入体３との間の環状空
間内を上方へと流れる。この還状空間内で流動す
る途上でガスは同時に耐高圧ジヤケツトを内から
冷却する。挿入体３の上部の空所７から新鮮ガス
は中央の案内管８内へと再び下方へと転向して第
一のガス／ガス−熱交換器５の管底部９の前方へ
と案内される。覆いフード１０は第一のガス／ガ
ス−熱交換器５の下方管底部において加熱される
べき新鮮ガスをガス／ガス−熱交換器の管内に導
く。この第一のガス／ガス−熱交換器５は中央で
第二の触媒層のための容器４′の全長にわたつて
延びている。上方の管底部１１は第一の触媒層の
ための容器４内の第二のガス／ガス−熱交換器
５′の下方管底部１２および金属板１３と共に既
に部分的に加熱された新鮮ガスの温度調節のため
の室１４を形成している。この室１４内に導管１
５が開口しており、この導管を介して冷い新鮮ガ
スが既に部分的に加熱された新鮮ガスに混合され
る。室１４から部分的に加熱された新鮮ガスは第
二のガス／ガス−熱交換器５′の管を通り第一の
触媒層のための容器４の上方の空所６内に流入す
る。この空所には、必要な場合第二のガス／ガス
−熱交換器から流出する加熱された新鮮ガスの温
度をあえて低下させることが可能であるように、
冷ガスのための図示していない導管が開口してい
る。空所１６から来る一定の温度に調節された新
鮮ガスは再び方向転換され、下方へと挿入体３と
触媒容器４の穿孔された外壁間の空所１７内に流
入する。ここから新鮮ガスは触媒充填部１８に分
配され、環状室１９に対して半径方向でそこから
転向して上方へと流れて第二のガス／ガス−熱交
換器５′のジヤケツト空間内に達する。第一の触
媒充填部内での発熱反応によつて著しく加熱され
て反応ガスとなつた循環ガスは加熱されるべき新
鮮ガスと直接熱交換しながらガス／ガス−熱交換
器５′の管内に流入する。ガス流は熱交換器を流
過した後空所２０内に達し、そこから転向して挿
入体３と触媒容器４′の穿孔された外壁との間の
空所２１内に達する。ガスの触媒充填部と第一の
ガス／ガス−熱交換器のジヤケツト空間を経る流
れは第一の触媒層と第二のガス／ガス−熱交換器
に関しての行程と類似して行われる。第一のガ
ス／ガス熱交換器５のジヤケツト空間から流出す
る部分的に冷却された反応ガスはベル形部２２に
よつて集められ、接続管２３を経て耐高圧ジヤケ
ツトから導出される。
両ガス／ガス−熱交換器５，５′は案内管８と
固く、即ち溶接により結合されており、下方の触
媒容器４′の内壁の上縁部に載つている。両熱交
換器はここから片側で伸びることが可能であり、
しかもこの場合両熱交換器は損傷を招く熱による
伸びを伴うことがない。第二の熱交換器の上方の
管底部２３の封隙と第一の触媒容器の蓋もしくは
挿入蓋における案内管の封隙はパツキンにより公
知様式で行われる。
本発明にとつて重要なことは、両熱交換器と案
内管とが一つのユニニツトを形成し、このユニツ
トの固定点がユニツトのほぼ中央部に存在してお
り、したがつて両熱交換器のそれらの熱さらされ
る部分が自由伸長可能であることである。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明による装置の一実施例を示す図で
ある。 図中符号は、１……耐高圧ジヤケツト、２……
閉鎖蓋、３……挿入体、４，４′……触媒容器、
５，５′……ガス／ガス−熱交換器、７……空所、
８……案内管、９……管底部、１０……覆いフー
ド、１１……終端管底部、１２……初端管底部、
１３……ジヤケツト板。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 本質的に耐高圧ジヤケツト１と上部の閉鎖蓋
    ２を備えた挿入体３から成り、この挿入体が外方
    から内方へと行われる半径方向のガス流動のため
    のガス透過性の内壁と外壁とを備えた環状で円筒
    形状に上下に配設された少くとも二つの触媒容器
    ４，４′と、第一と第二の触媒容器の内部中央で
    管束構造の様式で設けられた二つのガス／ガス−
    熱交換器５，５′とを有する、アンモニア合成或
    いはメタノール合成のための発熱的、接触的ガス
    反応を行うための装置において、 (a) 挿入体３の上方の空所７から、この挿入体に
    対してパツキンにより封隙された状態で、第一
    のガス／ガス−熱交換器５の下方の管底部９に
    至るまで延びている中央の案内管８が設けられ
    ていること、 (b) 中央の案内管８からガスを転向するための下
    方の管底部９の下方に被いフード１０が設けら
    れていること、 (c) 熱交換器ジヤケツトを有する第一のガス／ガ
    ス−熱交換器５の管束が管束よりも短い長さで
    設けられており、したがつて両側においてガス
    入口とガス出口とが形成され、この場合第一の
    ガス／ガス−熱交換器の終端管底部１１がガス
    密に一体に案内管８を囲繞しており、かつガス
    密に第二の触媒層のための容器４′の内壁に載
    つていること、 (d) 第一のガス／ガス−熱交換器５の終端管底部
    １１、第二のガス／ガス−熱交換器５′の初端
    管底部１２およびジヤケツト板１３とから成
    り、かつ混合ガスのための自己の供給導管出口
    １５を備えた室１４が設けられていること、 (e) 両側においてガス入口とガス出口を形成する
    ように、第一の触媒容器４の長さよりも大きな
    長さを持ち、管束よりも小さな長さを有する熱
    交換器ジヤケツトおよび管底部２３を備えたガ
    ス／ガス−熱交換器５′の管束が設けられてお
    り、この場合第二のガス／ガス−熱交換器の初
    端管底部板１２が気密に一体的に案内管８を囲
    繞しており、終端底部が二つのパツキンバケツ
    トを介して第一の触媒容器４の案内管８とフラ
    ンジ２４に対して気密に摺動可能である、 ことを特徴とする、上記装置。 ２ 中央の案内管８を第一の触媒層の内で環状に
    囲繞している混合ガスのための供給導管２５が設
    けられている、特許請求の範囲第１項に記載の装
    置。
JP59250693A 1983-11-29 1984-11-29 アンモニア合成或いはメタノ−ル合成のための発熱的、触媒的反応を実施するための装置 Granted JPS60179131A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3343114.0 1983-11-29
DE3343114A DE3343114C2 (de) 1983-11-29 1983-11-29 Vorrichtung zur Durchführung exothermer, katalytischer Gasreaktionen für die Ammoniak- oder Methanol-Synthese

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60179131A JPS60179131A (ja) 1985-09-13
JPH0432693B2 true JPH0432693B2 (ja) 1992-06-01

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JP59250693A Granted JPS60179131A (ja) 1983-11-29 1984-11-29 アンモニア合成或いはメタノ−ル合成のための発熱的、触媒的反応を実施するための装置

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US (1) US4976928A (ja)
EP (1) EP0143280B1 (ja)
JP (1) JPS60179131A (ja)
AT (1) ATE31878T1 (ja)
CA (1) CA1242867A (ja)
DE (2) DE3343114C2 (ja)
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