JPH0471574B2 - - Google Patents

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JPH0471574B2
JPH0471574B2 JP62306069A JP30606987A JPH0471574B2 JP H0471574 B2 JPH0471574 B2 JP H0471574B2 JP 62306069 A JP62306069 A JP 62306069A JP 30606987 A JP30606987 A JP 30606987A JP H0471574 B2 JPH0471574 B2 JP H0471574B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、再循環ガスが使用されていて、供
給ガスの量が合成されたアンモニヤの量にほぼ等
しいアンモニヤ合成プラントの触媒床を温度制御
する制御装置に関する。
〔従来の技術〕
アンモニヤ合成のため発熱触媒ガス反応を行う
装置は多数知られている。例えば、ドイツ特許第
3343114号明細書、ドイツ特許第3026199号明細書
あるいはドイツ特許第3146778号明細書に記載さ
れている。それ故、例えば、反応温度を低下させ
るため、触媒を多数の場所に分散させて配設した
り、中間室に加熱すべき供給ガスの円管・熱交換
機を組み込んだりすることが知られている。この
種の製造装置では、触媒に関して制御できる多く
の可能性が提示されている。
アンモニヤ合成の場合、第一触媒床が特定な温
度になると、初めてプロセスが始まる。このため
には、例えば組み込まれている加熱装置により外
から外部エネルギが導入される。プロセスが一度
始まると、触媒床の発熱反応のため、通常このプ
ロセスは外部エネルギを更にする必要がなく、維
持されている。それ故、予熱のため、通常再循環
ガスは第一触媒床に続く熱交換機の中に導入され
る。この熱交換機は第一触媒床を出た再循環ガス
によつて加熱される。次いで、他の触媒床が続
き、この触媒床には第三の触媒床が続く。
この制御には以下の問題がある。即ち、比較的
大量のプロセスガスが再循環ガスとして導入され
るため、一方で反応を進行させるため温度を充分
高くし、しかも他方で高い変換効率となり、更に
その場合に触媒床から出る温度が触媒を保護する
のに充分低く維持されるような温度に、この大量
のプロセスガスが触媒床の入口で保持する必要が
ある。このことは、場合によつては、温度やプロ
セスガスの組成を変えるだけで、つまり急冷によ
つて行える。このことから、個々の触媒床を制御
するとこれ等の触媒床は相互に依存していること
になる。
米国特許第4655277号明細書によれば、完全に
別な関連技術であつて、並列熱交換機用の非常に
経費のかかるプロセス制御系として使用されるバ
イパス通路が熱交換機の中にあることも知られて
いる。
アンモニヤを合成するため、外筒、共通軸上に
配設されたリング状の第一触媒および第二触媒床
とこれ等の触媒床の中心にある熱交換機を備えた
変換機を使用することもドイツ特許第2710247号
明細書により公知である。その場合、合成ガスの
プロセスガスの流が順次半径方向に第一触媒床を
通過して、熱交換機の中で間接的に合成ガスを冷
却し、次いで半径方向に第二触媒床を通過して導
入さる。そして、合成ガスの流は変換機の外筒に
沿つて流れ出て往く。その際、触媒の負荷を最適
に制御するため、個々の流れの相対速度が変わる
と、これ等の触媒床の温度を互いに無関係に選択
できる。
上記の装置では、速度を制御してアンモニヤ合
成を最適に制御することが不可能であると言う重
大な難点がある。
〔発明の課題〕
この発明の課題は、アンモニヤ合成プラントの
個々の触媒床をできる限り個別に制御できる解決
策を提供することにある 〔課題を解決する手段〕 上記の課題は、この発明により、再循環ガスが
使用されていて、合成されたアンモニヤの量にほ
ぼ等しい量の供給ガスの導入される、アンモニヤ
合成プラントの触媒床を温度制御する装置の場
合、少なくとも１本の束ね管１７を備えた蒸気を
発生する熱交換機８として形成され、束ね管１７
に沿つたバイパス導管１８を設け、冷えたプロセ
スガスが集まる空間のところに、制御スライダー
として構成された混合装置がバイパス導管１８を
通過する高温のプロセスガスに対して配設されて
いることによつて解決されている。
この発明による他の有利な構成は、特許請求の
範囲の実施態様項に記載されている。
〔作用と効果〕
バイパス導管を備えた束ね管による熱交換機
は、この発明による装置の特に合理的な構成であ
る。何故なら、そこでは、蒸気の発生により設計
に応じ、以下に続く触媒床を非常に高精度に制御
できるからである。その際、１個の制御スライダ
ー（後述の制御ピストン）のみを操作して、簡単
に高温のガスと冷えたガスの比率を調節できる。
この発明による制御装置の他の構成では、軸方
向あるいは半径方向に調整できる制御ピストンを
備えた案内導管から成る混合装置を設け、この案
内導管と制御ピストンに軸方向あるいは半径方向
の変位によつて全部あるいは一部を遮断できる混
合開口部がある。
この発明の他の構成では、制御ピストンの一方
の最終位置で、冷えたプロセスガスのバイパス導
管あるいは流路が遮断される。
この発明の他の構成では、制御ピストンが案内
導管の中でバイパス導管用の中心封止部材と一緒
に軸方向に移動できる。
この発明の他の構成では、特に加熱ガスと冷え
たガスに対する同じ入口ノズルと出口ノズルを備
えた熱交換機の場合、制御ピストンが熱交換機に
加熱ガスを運ぶ中心導管の自由端を閉じるキヤツ
プ付きのポツト状部材で構成され、このポツトの
外面に混合開口部がある。
この発明の他の構成では、中心導管の外面に外
向きの封止デイスクである封止ウエブが設けてあ
る。このウエブは動作位置で〓間となる混合開口
部に嵌まり、最終位置に応じて、中心導管あるい
は中心導管とポツトの外面との間にあり、バイパ
ス導管として使用される中心導管あるいはリング
状スペースを塞ぐ。
〔実施例〕
添付図面を参照してこの発明を以下により詳し
く説明する。
第１図には、NH3反応器３中の第一触媒床１
と、第二触媒床２と、模式的に矢印６で示す方向
に通過する再循環ガスを予熱するための第一熱交
換機４とが示してある。第一触媒床１、熱交換機
４および第二触媒床２を通過した後、再循環ガス
は第三触媒床７に供給される。この発明による装
置は、第二触媒床２と第三触媒床７の間に装備さ
れている。
この制御装置は、実質上蒸気発生機８と、交互
に動作するバイパス導管９および急冷導管１０と
で構成されている。個々の具体例を以下に説明す
る。第三触媒床７を出た再循環ガスは、次に他の
蒸気発生機１１を経由してガス・ガス交換機１
２、冷却機１３および最終的に分離器１４に供給
され、その後この発明の対象ではない再循環ガス
の圧縮機に導入される。
第２図には、二重熱交換機の中に制御装置を装
備した実施例が示してある。蒸気発生機８と蒸気
発生機１１が共通のハウジングに収納されてい
る。この発明の主要な構成は、蒸気発生機８が前
室１６、束ね管１７および中心バイパス導管１８
を装備していて、このバイパス導管の一端を封止
円錐部材２０を介して制御ピストン１９によつて
遮断できる点にある。
制御ピストン１９は案内導管２１の中に収めて
ある。この案内導管には、制御ピストンと同じよ
うに、混合開口部２２がある。この場合、制御ピ
ストンの混合開口部に記号２３を付ける。これ等
の開口部は制御ピストン１９のところの押し棒２
４の位置に応じて、制御ピストン１９により全部
または一部が開放されたり、全部遮断される。開
口の位置に応じて、バイパス導管１８を流れる未
だ冷えていない高温プロセスガスと冷えたプロセ
スガスとが案内導管２１中で混合する。両方のガ
スの混合物は、図中に示していない第三触媒床に
導入される。
各々のガスの流れには、第２図と第３図中で小
さい矢印が付けてある。
第３図は、幾分異なつた形式の構造を示すもの
で、熱交換機８ほただ暗示的に示してある。高温
のプロセスガスは左下に示す供給導管２５を経由
して導入される。このガスは、図示しているよう
な制御ピストン１９ａの位置の場合、中心導管２
６に入り、熱交換機８に流入し、ここを通過して
冷えた後、他の導管２８に流入するリング状スペ
ース２７を経由して戻る。
しかし、高温ガスの一部は制御ピストン１９ａ
の内面と中心導管２５の外面との間を流れ、所謂
バイパス導管を経由して直接導管２８に流れ、そ
こでリング状スペース２７から出る冷却ガスと混
合する。
混合比率を設定するため、中心導管の自由端に
封止デイスク２９が設けてあり、このデイスクが
制御ピストン１９ａの外面の〓間３０に嵌まつて
いる。例えば、制御ピストン１９ａが二重矢印３
１に従い下向きに最終位置に移動すると、〓間３
０の上端がデイスク２９に当たり、バイパス導管
を完全に遮断する。そして、中心導管２６を見る
と、流路の全断面が開放されて使用されることに
なる。逆の位置では、つまり制御ピストン１９ａ
が二重矢印３１に従い上向きに最終位置に移動す
ると、〓間の下端がデイスク２９に当たり、中心
導管２６を完全に遮断する。その結果、高温ガス
は全てバイパス導管を通り抜けてノズル２８に直
接流入する。
更に、第１図で暗示的にのみ示した急冷導管１
０が接続されている他の導管ノズル３２も設けて
ある。この導管によつて、未処理の再循環ガスを
導管２８またはバイパス導管に直接導入すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第１図、この発明による装置の関連するプラン
トの典型的な模式配置図。第２図、この発明によ
るの具体例を示す装置の断面図。第３図、この発
明によるの他の具体例を示す装置の断面図。 図中参照記号：１，２，７……触媒床、３……
アンモニヤ反応器、４……熱交換機、８……蒸気
発生機、１８……バイパス導管、１９，１９ａ…
…制御ピストン、２１……案内導管、２２，２３
……混合開口部、２６……中心導管、２７……リ
ング状スペース、２９……封止デイスク（封止ウ
エブ）、３０……〓間。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 再循環ガスが使用されていて、合成されたア
    ンモニヤの量にほぼ等しい量の供給ガスが導入さ
    れる、アンモニヤ合成プラントの触媒床を温度制
    御する装置において、少なくとも１本の束ね管１
    ７を備えた蒸気を発生する熱交換機８として形成
    され、束ね管１７に沿つたバイパス導管１８を設
    け、冷えたプロセスガスが集まる空間のところ
    に、制御スライダーとして構成された混合装置が
    バイパス導管１８を通過する高温のプロセスガス
    に対して配設されていることを特徴とする装置。 ２ 混合装置としては、軸方向あるいは半径方向
    に移動可能な制御ピストン１９を備えたほぼ円筒
    状の案内導管２１が配設してあり、案内導管２１
    と制御ピストン１９には、軸方向あるいは半径方
    向の移動によつて全部あるいは一部を遮断できる
    混合開口部２２，２３が配設されていることを特
    徴とする特許請求の範囲第１項に記載の装置。 ３ 制御ピストン１９の一方の最終位置では、バ
    イパス導管１８または冷却ガスの流路が遮断され
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１項または
    第２項に記載の装置。 ４ 制御ピストン１９は案内導管２１の内部で、
    バイパス導管１８の中心封止部材と一緒に軸方向
    に移動可能に構成されていることを特徴とする特
    許請求の範囲第２項または第３項に記載の装置。 ５ 高温のガスと冷えたガスに対する同じ入口ノ
    ズルと出口ノズルを備えた熱交換機の場合、制御
    ピストン１９は加熱ガスを熱交換機８に案内する
    中心導管２６の自由端に嵌まるポツト状の制御部
    材として形成され、ポツトの外面には混合開口部
    ３０が配設されていることを特徴とする特許請求
    の範囲第１項に記載の装置。 ６ 中心導管の外壁には、外向の封止デイスクで
    ある封止ウエブが設けてあり、これ等の封止ウエ
    ブは混合開口部である〓間３０に嵌まり、最終位
    置に応じて、中心導管２６あるいは中心導管２６
    とポツトの外面との間のリング状スペースが封止
    されることを特徴とする特許請求の範囲第５項に
    記載の装置。
JP62306069A 1986-12-22 1987-12-04 アンモニヤ合成プラントの触媒床を温度制御する装置 Granted JPS63214339A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3643858.8 1986-12-22
DE19863643858 DE3643858A1 (de) 1986-12-22 1986-12-22 Verfahren und vorrichtung zur temperaturregelung von katalysatorbetten in ammoniaksyntheseanlagen

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Publication Number Publication Date
JPS63214339A JPS63214339A (ja) 1988-09-07
JPH0471574B2 true JPH0471574B2 (ja) 1992-11-16

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EP (1) EP0272449A3 (ja)
JP (1) JPS63214339A (ja)
CN (1) CN1009434B (ja)
AU (1) AU8241287A (ja)
DE (1) DE3643858A1 (ja)
DK (1) DK612487A (ja)
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