UA44778C2 - Спосіб високоефективної каталітичної конверсії монооксиду вуглецю у діоксид вуглецю, реактор і обладнання для здійснення цього способу, способи модернізації реактора та обладнання - Google Patents

Спосіб високоефективної каталітичної конверсії монооксиду вуглецю у діоксид вуглецю, реактор і обладнання для здійснення цього способу, способи модернізації реактора та обладнання Download PDF

Info

Publication number
UA44778C2
UA44778C2 UA97125848A UA97125848A UA44778C2 UA 44778 C2 UA44778 C2 UA 44778C2 UA 97125848 A UA97125848 A UA 97125848A UA 97125848 A UA97125848 A UA 97125848A UA 44778 C2 UA44778 C2 UA 44778C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
carbon monoxide
reactor
catalyst
gas flow
nozzle
Prior art date
Application number
UA97125848A
Other languages
English (en)
Russian (ru)
Inventor
Ерманно Філіппі
Эрманно Филиппи
Джанфранко Бедетті
Джанфранко БЕДЕТП
Original Assignee
Аммоніа Казале С.А.
Аммониа Казале С.А.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Аммоніа Казале С.А., Аммониа Казале С.А. filed Critical Аммоніа Казале С.А.
Publication of UA44778C2 publication Critical patent/UA44778C2/uk

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/0207Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid flow within the bed being predominantly horizontal
    • B01J8/0214Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid flow within the bed being predominantly horizontal in a cylindrical annular shaped bed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/008Details of the reactor or of the particulate material; Processes to increase or to retard the rate of reaction
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen; Reversible storage of hydrogen
    • C01B3/02Production of hydrogen; Production of gaseous mixtures containing hydrogen
    • C01B3/06Production of hydrogen; Production of gaseous mixtures containing hydrogen by reaction of inorganic compounds containing electro-positively bound hydrogen with inorganic reducing agents
    • C01B3/12Production of hydrogen; Production of gaseous mixtures containing hydrogen by reaction of inorganic compounds containing electro-positively bound hydrogen with inorganic reducing agents by reaction of water vapour with carbon monoxide
    • C01B3/16Production of hydrogen; Production of gaseous mixtures containing hydrogen by reaction of inorganic compounds containing electro-positively bound hydrogen with inorganic reducing agents by reaction of water vapour with carbon monoxide using catalysts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00654Controlling the process by measures relating to the particulate material
    • B01J2208/00699Moisture content regulation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00654Controlling the process by measures relating to the particulate material
    • B01J2208/00707Fouling
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141Feedstock
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S423/00Chemistry of inorganic compounds
    • Y10S423/09Reaction techniques

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)

Abstract

Спосіб високоефективної каталітичної конверсії монооксиду вуглецю у діоксид вуглецю, за яким в зону реакції з заданою швидкістю подають газовий потік монооксиду вуглецю з парами води. В зоні реакції відбувається конверсія монооксиду вуглецю у діоксид вуглецю з виділенням водню, при цьому попередньо газовий потік у реактор подають з заданим прискоренням. Реактор, що використовується в заявленому способі, містить циліндричний зовнішній кожух з розміщеним в ньому принаймні одним шаром каталізатора, впускний і випускний патрубки для подавання газового потоку та засоби прискорення газового потоку, що розташовані перед шаром каталізатора. В складі обладнання для високоефективної конверсії є реактор конверсії та засоби для прискорення газового потоку, що розміщені у вхідному патрубку в подачі монооксиду вуглецю. Заявлено також спосіб модернізації реактора та обладнання для високоефективної конверсії монооксиду вуглецю у діоксид вуглецю, за якими конверсія монооксиду вуглецю відбувається у реакторі конверсії, який додатково містить засоби прискорення газового потоку перед шаром каталізатора, або у вхідному патрубку подавання газового потоку.

Description

Опис винаходу
Винахід стосується галузі хімічної технології а саме способу високоефективної каталітичної конверсії 2 монооксиду вуглецю у діоксид вуглецю, реактору і обладнання для здійснення цього способу та способу модернізації реактора і обладнання. Реалізація групи винаходів здійснюється при проведенні каталітичної конверсії монооксиду вуглецю у діоксид вуглецю, за яким подають із заданою швидкістю газового потоку, що містить монооксид вуглецю, до зони реакції, проведення реакції у цій зоні.
В нижченаведеному описі та наступних пунктах формули винаходу поняття "зона реакції" взагалі розуміється 70 як зона (простір), який включає засоби, що містять каталізатор, і де відбувається реакція конверсії монооксиду вуглецю у діоксид вуглецю у відповідності з наступним рівнянням:
СО Ж НоО (пара) ее СО» я Но
Реакція конверсії монооксиду вуглецю дуже важлива для промисловості, оскільки вона дозволяє отримати один з головних реагентів для багатьох реакцій синтезу(наприклад, синтезу аміаку), а саме водень. т Даний винахід також стосується, відповідно, реактора і обладнання для впровадження вищезазначеного способу, а також, в рівній мірі, способу модернізації реактора і обладнання для каталітичної конверсії монооксиду вуглецю.
Як відомо, в галузі каталітичної конверсії монооксиду вуглецю все більше відчувається потреба у впровадженні способів конверсії що дозволяють досягти все більшої продуктивності при низьких експлуатаційних та капітальних витратах та низькому рівні витрачання енергії.
Щоб задовольнити ці вимоги в процесах галузі конверсії монооксиду вуглецю потрібні способи, де газові реагенти спрямовуються потоком із здебільшого аксіальним, радіальним або аксіально-радіальним рухом через зону реакції, що включає принаймні один шар каталізатора.
У якості прототипу способа високоефективної каталітичної конверсії монооксиду вуглецю у діоксид вуглецю с 29 обрано спосіб високоефективної каталітичної конверсії монооксиду вуглецю у діоксид вуглецю, за яким подають (9 до зони реакції із заданою швидкістю газовий потік, що містить монооксид вуглецю, в зоні реакції з участю монооксиду вуглецю проводять реакцію для отримання газового потоку, що містить діоксид вуглецю (ЕР- д-0 372 453, С 018 3/12, ВиПейіп 90/24, 13.06.90). зо Спосіб за прототипом має вагомий недолік, пов'язаний з присутністю води - наприклад, у формі краплин - со залученої в газовий потік, що включає монооксид вуглецю. -
Дійсно, вода, що вводиться разом з монооксидом вуглецю до зони реакції необоротно пошкоджує приповерхневий шар каталізатора, що міститься в зоні реакції, та робить його занадто компактним або ге ущільненим. «І
Це відбувається, зокрема, завдяки локальному термічному ударові, викликаному миттєвим випаровуванням води в зоні контакту з розігрітим до високої температури каталізатором, та, частково, завдяки механічному З ударові при зіткненні водяної краплини з каталізатором.
Первинний наслідок такого ущільнення приповерхневого шару каталізатора - значне падіння тиску газового потоку, що прямує крізь масу каталізатора, та зменшення активності каталізатора, із одночасним зменшенням « дю виходу конверсії (і внаслідок цього виробничої потужності) та із зростанням витрат енергії. з
Цей важливий недолік способів конверсії монооксиду вуглецю був відомий в даній галузі протягом двох с десятиріч, і єдине вирішення проблеми, що пропонувалось дотепер, полягало в ручному видаленні робітником :з» шару ущільненого каталізатора та заміні його новим. До того ж, утворення ущільненого шару каталізатора може бути настільки частим та зашкоджаючим загальному протіканню процесу, що буде потребувати згаданих ручних маніпуляцій через дуже короткі інтервали часу, звичайно менші, ніж рік (від З до 9 місяців). їз 15 Як можна зрозуміти, це вирішення згаданого недоліку не може розглядатись як задовільне для промислових потреб, оскільки воно включає зупинку заводу, де втілений процес конверсії, і внаслідок цього зупинку т» виробництва, із зростанням виробничих та експлуатаційних витрат і споживання енергії. - У якості прототипу реактору для високоефективної каталітичної конверсії монооксиду вуглецю у діоксид вуглецю обрано реактор, який включає переважно циліндричний зовнішній кожух, принаймні один шар -і 50 каталізатора, розміщений всередині кожуха, впускний патрубок магістралі у кожусі для подавання до принаймні со одного шару каталізатора газового потоку, що включає монооксид вуглецю (ЕР-А-0О 372 453,С2018 3/12, ВиПейіп 90/24, 13.06.90).
У якості прототипу обладнання для високоефективної каталітичної конверсії монооксиду вуглецю у діоксид вуглецю, обрано обладнання, яке містить реактор конверсії, що включає переважно циліндричний зовнішній 59 кожух і принаймні один шар каталізатора, розміщений у кожусі, патрубок для подавання до реактора газового
ГФ) потоку, що включає монооксид вуглецю (ЕР-А-8 372 453, СО18 3/12, ВиШПеїйіп 90/24, 13.06.90). 7 Недоліки прототипів реактору і обладнання - не забезпечений в достатній мірі процес конверсії монооксиду вуглецю, який дозволив би отримати високі показники виробничої потужності, а також великі капітальні і експлуатаційні витрати та споживання енергії про проведенні конверсії. 60 У якості прототипу способу модернізації реактора для високоефективної каталітичної конверсії монооксиду вуглецю у діоксид вуглецю, за яким і модернізують реактор, який містить переважно циліндричний зовнішній кожух, принаймні один шар каталізатора, розміщений всередині кожуху, впускний патрубок магістралі у кожусі для подавання до принаймні одного шару каталізатора газового потоку, що включає монооксид вуглецю (05 4 140 625, ВО10 8/02, С100 11/10, рибі. 20.09.79) бо У якості прототипу способу модернізації обладнання для високоефективної каталітичної конверсії монооксиду вуглецю у діоксид вуглецю обрано спосіб, за яким модернізують обладнання, яке включає реактор конверсії, що включає переважно циліндричний зовнішній кожух і принаймні один шар каталізатора, розміщений всередині кожуха, патрубок для подавання до реактора газового потоку, що включає монооксид вуглецю (05 4 0140 625, ВОТО 8/02, СТО 11/10, рибі. 20.09.79).
Недоліком способів модернізації реактора і обладнання є не достатнє забезпечення процесу конверсії монооксиду вуглецю, який дозволив би отримати високі показники виробничої потужності.
Задача, що лежить в основі заявленої групи винаходів - забезпечити процес конверсії монооксиду вуглецю, який дозволить отримати високі показники виробничої потужності, і втілення якого не потребуватиме великих 7/о капітальних і експлуатаційних витрат та споживання енергії. Зокрема, задача, що лежить в основі даного винаходу, зробити доступним процес конверсії монооксиду вуглецю, в якому не буде відбуватись приповерхневе ущільнення каталізатора, як це має місце в процесах, відомих в даній галузі.
Вищезгадана задача вирішується в доповненні відомого способу конверсії монооксиду вуглецю зазначеного типу, в якому попередньо проводять прискорювання згаданого газового потоку, що включає монооксид вуглецю, /5 перед згаданою зоною реакції. Крім того прискорювання є таким, що збільшення швидкості газового потоку, що включає монооксид вуглецю, дорівнює від 1,5 до 5 разів. Також газовий потік, що включає монооксид вуглецю, проходить крізь зону реакції здебільшого радіальним або аксільно-радіальним рухом.
Перевага в тому, що завдяки стадії прискорювання газового потоку, що включає монооксид вуглецю та має бути поданий до зони реакції, є можливим отримати розокремлення води, залученої до потоку, в краплини 2о малого діаметру, наприклад, між Т00уМ ї б00уМ, їі таким чином сприяти принаймні частковому випаровуванню останньої в газовому потоці, що подається до зони реакції та звичайно не є насиченим парою.
До того ж, було неочікувано виявлено, що за стадією прискорювання всі водяні краплини, отримані в результаті прискорювання, мають тенденцію накопичуватись - з причини механіки рідинного потоку - ближче до центру газового потоку так, що вони зтикаються тільки з малою обмеженою частиною маси каталізатора в зоні су реакції, при цьому спостерігається дуже обмежене падіння тиску, зумовлене ущільненням каталізатора.
Нарешті, як наслідок вищезазначеного розокремлення води у краплини малого діаметру, практично о виключається будь-яке механічне пошкодження каталізатора.
Таким чином, спосіб за даним винаходом дозволяє переваги, з одного боку, принаймні часткового вилучення води а газовому потоці, а з іншого боку - значне зменшення дії останньої на каталізатор і її пошкоджуючого с зо ефекту.
Бажано, щоб вищезазначене прискорювання було таким, щоб воно збільшувало швидкість газового потоку, в що включає монооксид вуглецю, у інтервалі від 1,5 до 5 разів, для отримання ефективного та повного ї- розокремлення всієї води в газовому потоці.
Перевага в тому, що газовий потік, що включає монооксид вуглецю, проходить крізь зону реакції переважно З з5 радіальним або аксіально-радіальним рухом. «І
В такий спосіб присутність слідів води в газовому потоці, що подається до зони реакції, не викликає особливих проблем із ущільненням каталізатора, і внаслідок цього падінням тиску, оскільки частина зони реакції, що зазнає впливу залишкової води, є вторинною та периферійною.
Поставлена задача вирішується також тим, що для втілення заявленого способу даний винахід передбачає в « реакторі-прототипі нового розташування засобів, які для прискорювання згаданого газового потоку розташовані 8 с перед принаймні одним шаром каталізатора, також засоби розташовані у згаданому патрубку, засоби включають й звужуючий елемент, який має діаметр проходу менше, ніж діаметр проходу патрубку, крім того потрібно, щоб «» відношення між діаметром проходу звужуючого елементу і діаметром проходу патрубку було між 0,45 і 0,85, також в якості звужуючого елементу вибрано трубку Вентурі. Крім того, принаймні один шар каталізатора
Виконано радіального або аксіально-радіального типу. ї» Поставлена задача вирішується також тим, що даний винахід передбачає у відомому обладнанні для високоефективної каталітичної конверсії монооксиду вуглецю у діоксид вуглецю нове розташування та шк включення нових елементів, а саме: у патрубку розташовані засоби для прискорювання газового потоку, згадані -І засоби включають звужуючий елемент, який має діаметр проходу менше, ніж діаметр проходу патрубка, зокрема 5р Відношення між діаметром проходу звужуючого елемента і діаметром проходу патрубка лежить між 0,45 і 0,85 та
Ше звужуючий елемент в обладнанні є трубкою Вентурі. со Згідно з іншим аспектом даного винаходу, також робиться можливим спосіб модернізації реактора для каталітичної конверсії монооксиду вуглецю у діоксид вуглецю такого типу, за яким у відомий реактор додатково розміщують до принаймні одного шару каталізатора засоби для прискорювання газового потоку.
Згідно з ще одним аспектом даного винаходу, також робиться можливим спосіб для модернізації обладнання для каталітичної конверсії монооксиду вуглецю такого типу, за яким у відомий реактор додатково розміщують в іФ) патрубку засоби для прискорювання газового потоку. ко Завдяки вищезазначеним способам модернізації відповідно для існуючого реактора або обладнання, є можливим зробити процес конверсії монооксиду вуглецю простим у втіленні і спроможним досягти високої бо виробничої потужності при низьких експлуатаційних витратах та малому витрачанню енергії, і в якому не відбувається приповерхневе ущільнення каталізатора, що міститься в принаймні одному каталітичному шарі.
Характерні риси та переваги способу за даним винаходом детальніше будуть подані в описі втілення, наведеному нижче, за допомогою прикладу, що не обмежує цей винахід, з посиланнями на фігури, що додаються. 65 Короткий опис фігур
Фіг. показує подовжній розріз крізь секцію реактора для конверсії монооксиду вуглецю згідно з даним винаходом.
З посиланням на Фіг., позначка 1 означає в цілому реактор для високоефективної конверсії монооксиду вуглецю у діоксид вуглецю. Взагалі реакція конверсії відбувається при температурах між 1807С та 500"С і тисках між 1бар та 100бар.
Обладнання 1 включає переважно циліндричний зовнішній кожух 2, котрий визначає в своїх межах зону реакції З, в котрій розміщено шар каталізатору 4, що власне містить каталізатор 5. В прикладі на Фіг. каталізатор 5 весь вміщено в один шар 4. Проте є можливим забезпечити зону реакції, в якій каталізатор 5 розподілено в багатьох шарах 4, наприклад, двох або трьох. 70 В шарі каталізатора 4 також забезпечено газопроникну бокову стінку 8 в магістраль з колектором 9 для збирання газу, що залишає шар каталізатору 4.
Шар каталізатору передбачено такого типу, як описано, наприклад, у ЕР-А-О 372 453.
Щоб запобігти небажаному вилученню каталізатора 5, кінець 6 звичайно обладнано покривною решіткою відомого типу (не показано).
Згідно з альтернативним втіленням даного винаходу (не показано), шар каталізатора 4 може бути чисто радіального типу з газонепроникним кінцем 6.
Позначки з номерами 10 та 11 зображують відповідно впускний та випускний патрубки, розташовані в верхньому та нижньому кінцях кожуху 2.
Перевагою є те, що перед шаром каталізатора 4 належним чином розміщено засоби - загалом показані 2о позначкою 12 - для прискорювання газового потоку, що подається до зони реакції 3.
В прикладі на Фіг., засоби 12 розташовано в газовому впускному патрубку 10 та переважно біля кожуху 2.
Таке розташування є особливо бажаним, оскільки воно дозволяє отримати засоби 12, які є простими в конструюванні, невеликими за розміром та легкими за доступом при їх експлуатації.
Тут треба зазначити, що в кожусі 2 біля газового впускного патрубку 10 взагалі забезпечується отвір (не сч об показано), що в промисловості зветься "люк" або "горловина" для інспективного огляду та обслуговування реактора конверсії 1. і)
Засоби 12 включають звужуючий елемент 13 з внутрішнім діаметром, меншим, ніж газового впускного патрубку 10. Як звужуючий елемент 13, наприклад, можуть бути застосовані елементи типу Вентурі або дископодібного типу. Особливо задовільні результати можна отримати при відношенні внутрішніх діаметрів між со зо 0,45 і 0,85. Завдяки засобам прискорювання 12 є можливим отримати розокремлення води, залученої до газового потоку, що подається, на краплини малого діаметру, забезпечивши принаймні часткове її - випаровування і в будь-якому разі зменшення небезпеки пошкодження каталізатора. ї-
На Фіг., стрілки 14 показують різні шляхи просування газового потоку в реакторі конверсії 1, в той час як позначка 15 показує водяні краплини, що містяться в цьому потоці. «
Склад газового потоку 14, що подається до зони реакції З і включає монооксид вуглецю та пару змінюється «Е під час прямування шаром каталізатора 4 по мірі протікання реакції конверсії, в результаті цього на виході з реактора 1 газовий потік містить головним чином діоксид вуглецю та водень.
Оскільки газовий потік 14 піддається прискорюванню засобами 12, краплини 15 накопичуються в центральній частині зони реакції З і зтикаються тільки з малою і обмеженою часткою поверхні каталізатора 5. До того ж, « оскільки краплини 15 розщеплюються на краплинки нехтовно малого розміру, їх вплив на масу каталізатора 5 не Ше) с викликає будь-яких особливих проблем з ущільненням.
У відповідності з способом каталітичної конверсії в даному винаході, газовий потік 14, що включає з монооксид вуглецю, подається із заданою швидкістю до зони реакції З, де монооксид вуглецю зазнає реакції з утворенням в потоці 14 діоксиду вуглецю.
Перевагою є те, що згідно з попередньою стадією даного способу, газовий потік 14, що включає монооксид їх вуглецю, прискорюється до зони реакції 3.
Таким чином, водяні краплини 15, що залучені до газового потоку, що подається в зону реакції 3, ве розщеплюються, і в результаті відбувається принаймні часткове їх випаровування, так що запобігається або ж -І принаймні суттєво зменшується утворення ущільненого приповерхневого шару каталізатора, що міститься в зоні о реакції З. ш- Експлуатаційні умови тиску та температури в даному процесі зазначено вище, вони відповідають типовим с експлуатаційним умовам каталітичних процесів конверсії монооксиду відомим в даній галузі.
Перевагу було виявлено і в тому, що, належно зі швидкість газового потоку 14, є можливим отримати повне випаровування водяних краплин 15. Зокрема, це це, коли прискорювання таке, що зростання швидкостію потоку 14, зокрема, є в інтервалі між 4 і 5-кратним,
З посиланням на реактор Фіг., вищезазначене зростання швидкості було отримано з використанням
Ф) переважно звго елементу 13 типу Вентурі з відношенням діаметрів елемента впускного патрубку 10 між 0,45 і ка 0,50. Завдяки присутності в зоні реакції З шару каталізатора 4 аксіально-радіального типу, газовий потік 14 переважно спрямовується до реактор конверсії 1 із здебільшого аксіально-радіальним рухом. 60 В такий спосіб, отримується подвійна перевага: з одного боку, компенсуються падіння тиску, викликані звужуючим елементом 13, а з іншого боку, робиться доступною для ущільнення, якщо необхідно, вторинна та периферійна область поверхні каталізатора 5. Дійсно, падіння тиску в результаті прямування газового потоку 14 крізь масу каталізатора 5 значно скорочуються при чисто аксіальному проходженні крізь шар каталізатора. При цьому можна обминути без суттєвих обмежень виробничої потужності навіть значні падіння тиску, викликані 65 проходженням газового потоку крізь звужуючий елемент 13.
До того ж, як показано на Фіг., водяні краплини 15 спрямовуються до мало важливої і периферійної зони шару каталізатора 4, а саме до центральної області аксіальної частини шару 4 так, щоб запобігти будь-якому пошкодженню частини каталізатора 5, що залишилася, і внаслідок цього утворенню додаткових небажаних падінь тиску в шарі каталізатора 4.
У випадку чисто радіального шару каталізатора такі ж переваги отримуються з точки зору падіння тиску, як і в аксіально-радіальному шарі, проте використання маси каталізатора і, внаслідок цього, виробнича потужність реактора конверсії менші за рівних умов, оскільки має місце не оптимальне використання маси каталізатора завдяки втраті аксіального компоненту руху крізь нього.
Згідно з найбільш вигідним втіленням даного винаходу, засоби прискорювання 12 включають елемент /о Вентурі 13, який забезпечує бажане зростання швидкості газового потоку 14 з мінімальним падінням тиску в порівнянні з падінням тиску, викликаним звужуючими елементами каліброваного дискового типу або їм подібними.
Згідно з альтернативним втіленням даного способу конверсії в цьому винаході також робиться доступним обладнання (не показано) такого типу, що включає реактор конверсії, що має переважно циліндричний зовнішній /5 Кожух і принаймні один шар каталізатора, розміщений в цьому кожусі та патрубок для подавання до реактора газового потоку, що включає монооксид вуглецю.
Патрубок взагалі виконує функцію сполучення реактора з процесорним бойлером, розташованим перед реактором.
Під поняттям "процесорний бойлер" розуміється бойлер для виробництва пари за допомогою непрямого го теплового обміну між нагріваючим потоком, що включає монооксид вуглецю, і водяним потоком. Взагалі, ці бойлери є бойлерами трубчасто-гніздового типу з двома кінцями труб, приєднаних до відповідних трубчастих пластин.
Перевагою є те, що це обладнання включає засоби для прискорювання газового потоку 14, що подається, розміщені в патрубку. сч
Засоби прискорювання належно включають звужуючий елемент з внутрішнім діаметром, меншим, ніж діаметр патрубку. і)
Бажано, щоб відношення між зазначеними діаметрами проходу потоку було між 0,45 і 0,85, і звужуючий елемент був типу Вентурі.
Стосовно проблеми ущільнення каталізатора, переваги, отримані за допомогою обладнання цього типу со зо близькі до тих, що обговорювалися вище з посиланнями на реактор Фіг. В цьому разі однак, оскільки засоби прискорювання газового потоку, що подається, розташовано всередині патрубку, їх установка та експлуатація - більш складні. ї-
Даний винахід також забезпечує відповідні способи модернізації реактора та способи модернізації обладнання для каталітичної конверсії монооксиду вуглецю. «
Перевагою є те, що ці способи включають стадію розміщення перед зоною реакції засобів для належного «Е прискорювання газового потоку, що включає монооксид вуглецю.
В такий спосіб, є можливим технічно просто і з малими витратами виконати модернізацію існуючого реактора або обладнання з отриманням вищезазначених переваг і виключенням недоліків, зазначених з посиланнями на існуючий рівень техніки. «
Бажано, щоб засоби прискорювання розташовувались у газовому впускному патрубку або в трубопроводі пт») с подавання, і щоб вони включали звужуючий елемент, а саме типу Вентурі з внутрішнім діаметром проходу, . меншим, ніж діаметр елементу, в якому вони розміщені. а Виходячи з вищевикладеного обговорення є зрозумілими численні переваги, що їх можна досягти з використанням даного винаходу, зокрема, можливість ефективно нейтралізувати, якщо не повністю зняти, проблему приповерхневого ущільнення каталізатора, який міститься в зоні реакції; і це зробити за допомогою їх способу конверсії, простого у своєму втіленні, з високою виробничою потужністю та малими експлуатаційними коштами та витрачанням енергії. щ»
Ше

Claims (1)

  1. Формула винаходу со 1. Спосіб високоефективної каталітичної конверсії монооксиду вуглецю у діоксид вуглецю, за яким подають до зони реакції із заданою швидкістю газовий потік, що містить монооксид вуглецю, в зоні реакції з участю монооксиду вуглецю проводять реакцію для отримання газового потоку, що містить діоксид вуглецю, який відрізняється тим, що попередньо проводять прискорювання згаданого газового потоку, що включає монооксид вуглецю, перед згаданою зоною реакції. (Ф; 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що прискорювання є таким, що збільшення швидкості газового ГІ потоку, що включає монооксид вуглецю, дорівнює від 1,5 до 5 разів.
    З. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що газовий потік, що включає монооксид вуглецю, проходить крізь во Зону реакції здебільшого радіальним або аксільно-радіальним рухом.
    4. Реактор для високоефективної каталітичної конверсії монооксиду вуглецю у діоксид вуглецю, який включає переважно циліндричний зовнішній кожух, принаймні один шар каталізатора, розміщений всередині кожуха, впускний патрубок магістралі у кожусі для подавання до принаймні одного шару каталізатора газового потоку, що включає монооксид вуглецю, який відрізняється тим, що засоби для прискорювання згаданого газового бе потоку розташовані перед принаймні одним шаром каталізатора.
    5. Реактор за п. 4, який відрізняється тим, що згадані засоби розташовані у згаданому патрубку.
    6. Реактор за п. 4, який відрізняється тим, що згадані засоби включають звужуючий елемент, який має діаметр проходу менше, ніж діаметр проходу патрубка.
    7. Реактор за п. 6, який відрізняється тим, що відношення між діаметром проходу звужуючого елемента і діаметром проходу згаданого патрубка, лежить між 0,45 і 0,85.
    8. Реактор за п. 6, який відрізняється тим, що звужуючий елемент є трубкою Вентурі.
    9. Реактор за п. 4, який відрізняється тим, що принаймні один шар каталізатора є радіального або аксіально-радіального типу.
    10. Обладнання для високоефективної каталітичної конверсії монооксиду вуглецю у діоксид вуглецю, яке 7/0 Містить реактор конверсії, що включає переважно циліндричний зовнішній кожух і принаймні один шар каталізатора, розміщений у кожусі, патрубок для подавання до реактора газового потоку, що включає монооксид вуглецю, яке відрізняється тим, що у патрубку розташовані засоби для прискорювання газового потоку.
    11. Обладнання за п. 10, яке відрізняється тим, що згадані засоби включають звужуючий елемент, який має діаметр проходу менше, ніж діаметр проходу патрубка.
    12. Обладнання за п. 11, яке відрізняється тим, що відношення між діаметром проходу звужуючого елемента і діаметром проходу патрубка лежить між 0,45 і 0,85.
    13. Обладнання за п. 11, яке відрізняється тим, що звужуючий елемент є трубкою Вентурі.
    14. Спосіб модернізації реактора для високоефективної, каталітичної конверсії монооксиду вуглецю у діоксид вуглецю, за яким модернізують реактор, який містить переважно циліндричний зовнішній кожух, принаймні один шар каталізатора, розміщений всередині кожуха, впускний патрубок магістралі у кожусі для подавання до принаймні одного шару каталізатора газового потоку, що включає монооксид вуглецю, який відрізняється тим, що перед принаймні одним шаром каталізатора розташовують засоби для прискорювання газового потоку.
    15. Спосіб за п. 14, який відрізняється тим, що згадані засоби розташовані у патрубку. сч
    16. Спосіб за п. 14, який відрізняється тим, що засоби включають звужуючий елемент, який має діаметр проходу менше, ніж діаметр проходу патрубка. і)
    17. Спосіб за п. 16, який відрізняється тим, що звужуючий елемент є трубкою Вентурі.
    18. Спосіб модернізації обладнання для високоефективної каталітичної конверсії монооксиду вуглецю у діоксид вуглецю, за яким модернизують обпадання, яке включає реактор конверсії, що включає переважно со зо циліндричний зовнішній кожух і принаймні один шар каталізатора, розміщений всередині кожуха, патрубок для подавання до реактора газового потоку, що включає монооксид вуглецю, який відрізняється тим, що у - згаданому патрубку розташовують засоби для прискорювання газового потоку. ї- « «
    - . и? щ» щ» -і -і ІЧ е) іме) 60 б5
UA97125848A 1996-12-05 1997-12-05 Спосіб високоефективної каталітичної конверсії монооксиду вуглецю у діоксид вуглецю, реактор і обладнання для здійснення цього способу, способи модернізації реактора та обладнання UA44778C2 (uk)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP96203447A EP0846653B1 (en) 1996-12-05 1996-12-05 High efficiency catalytic carbon monoxide conversion process

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA44778C2 true UA44778C2 (uk) 2002-03-15

Family

ID=8224666

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UA97125848A UA44778C2 (uk) 1996-12-05 1997-12-05 Спосіб високоефективної каталітичної конверсії монооксиду вуглецю у діоксид вуглецю, реактор і обладнання для здійснення цього способу, способи модернізації реактора та обладнання

Country Status (11)

Country Link
US (2) US5985231A (uk)
EP (1) EP0846653B1 (uk)
JP (1) JPH10182120A (uk)
AU (1) AU733699B2 (uk)
BR (1) BR9706225A (uk)
CA (1) CA2221815A1 (uk)
DE (1) DE69612204T2 (uk)
ES (1) ES2155573T3 (uk)
PT (1) PT846653E (uk)
RU (1) RU2186023C2 (uk)
UA (1) UA44778C2 (uk)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69612204T2 (de) * 1996-12-05 2001-11-08 Ammonia Casale S.A., Lugano Verfahren zur katalytischen Konvertierung von Kohlenmonoxid mit hohem Wirkungsgrad
RU2236895C2 (ru) * 2002-04-10 2004-09-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "ПО "Электрохимический завод" Центробежный способ получения высокообогащенного изотопа 13с и устройство для проведения реакций изотопного обмена в каскаде газовых центрифуг
WO2005003078A1 (fr) * 2003-07-04 2005-01-13 Shi, Guangqiang Procede de preparation de 4-aminodiphenylamine
US8486223B2 (en) * 2003-07-04 2013-07-16 Jiangsu Sinorgchem Technology Co., Ltd. Falling film evaporator
US8197785B2 (en) 2008-02-27 2012-06-12 Kellogg Brown & Root Llc Split flow contactor
CN102259029B (zh) 2010-05-24 2014-12-10 江苏圣奥化学科技有限公司 固体碱催化剂

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1085613A (en) * 1963-11-27 1967-10-04 Gas Council Process and apparatus for reacting gases, vapours or liquids
GB1116585A (en) * 1965-11-22 1968-06-06 Engelhard Min & Chem Treatment of gases
BE754657Q (fr) * 1965-11-29 1971-01-18 Kenics Corp Appareil melangeur
CA1007421A (en) * 1969-07-07 1977-03-29 Cominco Ltd. Process and apparatus for production of ammonium phosphate fertilizers
DE2107960A1 (de) * 1971-02-19 1972-08-24 Badische Anilin- & Soda-Fabrik Ag, 6700 Ludwigshafen Verfahren und Vorrichtung zum Vermischen eines Gases und einer Flüssigkeit
GB1371402A (en) * 1972-01-26 1974-10-23 Kachita Co Ltd Method for oxidizing carbon monoxide contained in moist air
US3941869A (en) * 1972-05-23 1976-03-02 Warren Fuchs Process for exothermic reactions
US4177249A (en) * 1977-09-12 1979-12-04 Stoddard Xerxes T Wet oxidation of sulphur and the capture of generated heat
US4140625A (en) * 1977-12-19 1979-02-20 Uop Inc. Mixed-phase distributor for fixed-bed catalytic reaction chambers
US4234314A (en) * 1978-09-25 1980-11-18 Uop Inc. Guard-bed vapor bypass to overcome pressure drop in mixed-phase reactions
FR2575453B1 (fr) * 1984-12-28 1990-03-02 Pro Catalyse Procede de conversion du monoxyde de carbone par la vapeur d'eau a l'aide d'un catalyseur thioresistant
US5184386A (en) * 1988-12-09 1993-02-09 Ammonia Casale S.A. Method for retrofitting carbon monoxide conversion reactors
EP0372453B1 (en) * 1988-12-09 1995-11-15 Ammonia Casale S.A. Method for retrofitting in situ an axial flow carbon monoxide conversion reactor.
NL8902250A (nl) * 1989-09-08 1991-04-02 Veg Gasinstituut Nv Werkwijze voor het uitvoeren van een chemische reactie en daarbij te gebruiken reactor.
DE69612204T2 (de) * 1996-12-05 2001-11-08 Ammonia Casale S.A., Lugano Verfahren zur katalytischen Konvertierung von Kohlenmonoxid mit hohem Wirkungsgrad

Also Published As

Publication number Publication date
RU2186023C2 (ru) 2002-07-27
DE69612204T2 (de) 2001-11-08
PT846653E (pt) 2001-06-29
US6610259B1 (en) 2003-08-26
DE69612204D1 (de) 2001-04-26
CA2221815A1 (en) 1998-06-05
AU733699B2 (en) 2001-05-24
EP0846653A1 (en) 1998-06-10
AU4520497A (en) 1998-06-11
US5985231A (en) 1999-11-16
BR9706225A (pt) 1999-05-25
MX9709584A (es) 1998-10-31
JPH10182120A (ja) 1998-07-07
EP0846653B1 (en) 2001-03-21
ES2155573T3 (es) 2001-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1364910B1 (en) Carbon monoxide conversion process and reaction unit
US3334971A (en) Catalytically reforming hydrocarbon and steam mixtures
US3930812A (en) Methane synthesis
KR860001868A (ko) 탄화수소의 개질 방법 및 개질 반응기
NZ210933A (en) Autothermal production of synthesis gas
DK162935B (da) Apparat til fremstilling af produktgas med indhold af hydrogen og carbonoxider
RU2261756C2 (ru) Способ и реактор для проведения неадиабатических каталитических реакций
EP1570901B1 (en) Process for cooling an exothermic reaction zone and reactor unit
EP0841317B1 (en) Process for dehydrogenation of ethylbenzene to styrene
CN109650346A (zh) 一种二次加压生产浓硫酸的湿法硫酸工艺系统和方法
UA44778C2 (uk) Спосіб високоефективної каталітичної конверсії монооксиду вуглецю у діоксид вуглецю, реактор і обладнання для здійснення цього способу, способи модернізації реактора та обладнання
WO1990006297A1 (en) Production of methanol from hydrocarbonaceous feedstock
UA48177C2 (uk) Спосіб та реактор для гетерогенного екзотермічного синтезу формальдегіду
KR19980042067A (ko) 에틸벤젠을 스티렌으로 탈수소화하기 위한 방법
JP2011143370A (ja) 反応器およびこれを用いた反応生成物製造方法
US3595628A (en) Apparatus for reforming hydrocarbons
EP4005974A1 (en) Ammonia burner for nitric acid production
US3297409A (en) Sulfur recovery apparatus and method
SU921621A1 (ru) Реактор
CN222753286U (zh) 甲醇部分氧化制氢装置
MXPA97009584A (es) Proceso para la conversion catalitica de alta eficiencia de monoxido de carbono
JP3540206B2 (ja) 二酸化炭素固定化装置
RU2674123C1 (ru) Установка для получения водорода
RU2664138C1 (ru) Компактный реактор для получения синтез-газа из природного/попутного газа в процессе автотермического риформинга
RU1792736C (ru) Аппарат дл проведени химических реакций между жидким и газообразными реагентами с выделением твердого продукта