[发明专利]合成反应器及其应用

权利要求书

1、氢、氮气体在压力为200～300巴，温度为350～520℃，触媒催化作用下，在合成反应器中以轴向流动方式进行合成氨生产的工艺过程，其特征是合成反应器的两催化床之间的适宜温度，由冷热气体混合器的低温气体通过层间直接换热来进行调节，而对于低温气体的温度调节又有两种流程，即：

（1）低温调节气部份预热流程，即进入低温调节器进口管30的低温调节气，是由循环机64出口气体与预热器62出口回合成反应器的热气体进行混合而成为低温调节气，低温调节气的温度为40～140℃;

（2）低温调节气不预热流程，即是进入低温调节气的进口管30的低温调节气全部由循环机64出口气而来，低温调节气的温度为5～40℃，其余部分的流程与部分预热流程一致。

2、专门适用于权利要求1所述的工艺过程进行氨和甲醇催化合成反应的直接换热式合成反应器，它是由承压外筒（11）、顶盖（33）和内件（10）所组成，其特征是内件由上部2层以上的催化床部分和下部的热交换器所构成。合成反应器直径在0.45～5米之间，在催化床间用冷热气体混合器支承触媒並隔开两催化床，气体混合器可以取出和装入。

3、根据权利要求2所述的合成反应器，其特征是气体混合器为低湿调节气喷头（22）、筛板（20）、锥形外挡气环（24）、园柱形内挡气环（23）、锥形下挡气环（26）、筋板（27）、和布气板（28）七部分，它们的相对位置为在低温气喷头的上面是支承触媒的筛板，外面是锥形外挡气环，里面是园柱形内挡气环，下面是锥形下挡气环，再下面是由筋板支承着的起气体分布作用的布气板，它们被机械地连接在一起的整体组合件，在装卸触媒时可以依次把各层间的气体混合器装入或取出，操作运行时它被机械地固定在托圈（14）上。

4、根据权利要求2所述的合成反应器，其特征是最佳直径为0.45～1.6米，适用压力为150～500巴，更好应用应力为200～300巴。

5、根据权利要求2所述的合成反应器，其特征是可以将原中、小型合成氨或甲醇厂的合成反应器的承压外筒保留，配上本发明的内件（10）和顶盖（33），即为本发明的合成反应器。

6、根据权利要求2所述的合成反应器，其特征是顶盖（33）有1～3个进气管，用法兰与工艺流程中的管道连接。