[实用新型]一种氨合成反应器

权利要求书

1.一种氨合成反应器，包括外筒（21），设置在外筒（21）内的内筒（11）；所述内筒（11）在高度方向通过封头隔离成多段区域，各段区域内均对应设置有催化剂筐，其中定义最上段的区域为第一区域，紧邻最上段区域底端的区域为第二区域，紧邻第二区域底端的区域为第三区域；其特征在于，

在第一区域内的催化剂筐筐盖与内筒（11）顶部之间形成气体混合空间，在第二区域内的催化剂筐上部无催化剂空间与第一区域底部的封头之间形成第一集气区域，在第三区域内的催化剂筐上部无催化剂空间与第二区域底部的封头之间形成第二集气区域；在第一区域内的催化剂筐内设有第一换热装置，在第二区域内设有第二换热装置；

所述第二换热装置的进气端与第一未反应气管（1）连通，该第二换热装置的出气端通过预热出气管（14）与所述气体混合空间连通；所述第一换热装置的进气端与第二未反应气管连通，该第一换热装置的出气端通过管道与所述气体混合空间连通；

所述气体混合空间与第一区域内的催化剂筐内连通，且在该第一区域内的催化剂筐的中心位置设有与第一集气区域连通的第一集气管（12）；所述第一集气区域与第二区域内的催化剂筐内连通，所述第二区域内的催化剂筐的中心位置设有与第二集气区域连通的第二集气管（16），最下一段内的催化剂筐中心设有底端集气管（20），该底端集气管（20）兼作反应气出管；

所述第一未反应气管（1）设置在外筒（21）顶部，第二未反应气管设置在外筒（21）底部。

2.根据权利要求1所述的氨合成反应器，其特征在于，所述第一未反应气管（1）穿过外筒（21）的顶盖和第一区域后与所述第二换热装置的进气端连通。

3.根据权利要求1所述的氨合成反应器，其特征在于，所述预热出气管（14）套装在所述第一未反应气管（1）上。

4.根据权利要求1所述的氨合成反应器，其特征在于，所述外筒（21）与内筒（11）之间形成内外筒环隙，该内外筒环隙与第二未反应气管直接连通，所述第一换热装置的进气端通过管道与内外筒环隙连通。

5.根据权利要求1所述的氨合成反应器，其特征在于，各催化剂筐的筐壁上开有孔，反应气径向穿过对应的催化剂筐从各集气管流通至下一段。

6.根据权利要求1所述的氨合成反应器，其特征在于，所述内筒（11）在高度方向通过封头隔离成三段区域，其中第三区域内不设置换热装置。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的氨合成反应器，其特征在于，所述第一换热装置为冷管束换热装置，其包括与第二未反应气管连通的内环管（9），与所述气体混合空间连通的外环管（10），连通所述内环管（9）和外环管（10）的冷管束。

8.根据权利要求7所述的氨合成反应器，其特征在于，所述第一区域内的催化剂筐在径向方向上分为oa，ab，bc，cd四圈，其中oa圈为绝热圈，ab圈和cd圈均为内冷反应圈，ab圈和cd圈之间设有形成绝热反应圈的间隙；所述oa圈内装有催化剂，ab圈和cd圈均为多片冷管片组成冷却圈，冷管片的片与片之间装有催化剂。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的氨合成反应器，其特征在于，所述第二换热装置为列管换热器（17）。

10.根据权利要求1-6中任一项所述的氨合成反应器，其特征在于，所述第一未反应气管（1）和/或第二未反应气管上装有阀门。