[发明专利]用于现场改进合成氨反应器的系统

说明书

本发明涉及一种用于现场改进合成氨甲醇等反应器的系统，该反应器包括一个外壳，内筒，多个催化床，热交换器，以及一个冷却系统。

在本申请人的一系列在先申请专利（例如US4372920和4405562）中描述了一个新式的低能耗的反应器，这些反应器采用了基本上是径向的气流的流动方式，特别是采用轴-径向气流的流动方式。在US4755362的申请中公开了一个系统，该系统为在现场把以轴向气流工作的高能耗的老式反应器改造成基本上是以径向气流工作的反应器。

在最近的几份的瑞士专利申请描述了在现场完成的最优化反应器，其特征在于：

构成壳体的圆筒基本上与催化剂筐分开。

至少第一个端部筐支撑在中间筐上，这个中间筐又支撑在与该筒壳构成为一整体的垫圈上，这两个筐的底部的弯曲方向是同反应器底部的弯曲方向相反的;

在该第一端部筐上且在该筐的外壁和该筒壳体之安装一个收集器;

在该中间床中一个热交换器或一个冷却收集器安装在构成该筐的内圆筒壁中，以及

一个气体/气体热交换器安装在至少最靠近反应器的反应后的热气出口的催化剂筐的圆筒壁里的中心位置。

为了清楚简洁说明本发明，在图1中示出了这些反应器的一个最佳实施例;M代表外壳，CU代表圆筒，L1，L2，L3代表3个催化床，每一个催化床基本上由多孔外壁P1e、P2e、P3e和内壁P1i、P2i、P3i划界;CQ1（和可能的CQ2）是向收集器CO1（CO2）供给冷却气体Q1（Q2）的通道;EX1，EX2分别代表在下面的床L3中的气体/气体热交换器，中间床L2的热交换器;Q1I（和可能的Q2I）分别是冷却气体和合成气体的进气口;CO1（和可能有的CO2）代表冷却气体收集器-分配器;S12代表把床L1在床L2顶部的支撑;S2CU代表L2在圆筒CU的环上的支撑。

申请人继续进行试验研究（特别是在现场）之后，完成了一个系统，该系统将现存的反应器在现场改造成为具有低能耗的高效率反应器，例如图1所示的那种类型的反应器（但不限于此）。

总的来说，本发明涉及一种用于装配和拆卸圆筒和催化床的系统;特别是还涉及一种用于拆卸损坏的圆筒和/或有效地维修这个圆筒时，在现场能保证在催化床中的催化剂的活性不会因圆筒的损坏而降低的系统。

在可能的最短时间内把化工厂的主要设备例如合成反应器组装起来的重要性是大家都清楚的，这样可以使设备尽早有效地运行，尽可能地缩短停运时间。

在图1中的具体的合成反应器的安装在壳体内部圆筒CU，包括下列部件：

1）3个催化床（L1、L2、L3）

2）用迷宫式密封组件（LAB）联接在一起的两个热交换器EX1和EX2

3）1个冷却装置

4）装在催化床（L1、L2、L3）上的催化剂（C1、C2、C3）

根据本发明的题所构成的系统，组装过程包括下列步骤：

1、在腾空的壳体M（图2）中安装空的下面的床L3，并将床3的交换器EX1安装在床L3中（图3）;

2、在下面的床L3（图4）中装入催化剂，借助于把某个容器中的氮气AZ供给导管20中可以产生一个保护气体环境，该管20的下端有用于分配气体的钻过孔的准圆形管件21;

3、通过把供给组件装在从圆筒CU内表面凸出的支撑S2上来安装空的中间床L2（图5）;

4、在中间床L2中装入催化剂C2（图6），可以用氮气保护L3;

5、安装在第2热交换器EX2（图7）;

6、安装带有冷却组件CO1的上床L1（图8）;

7、在上床L1中装入催化剂C1（图9）。

为了进一步缩短安装时间，还可以采用先在壳体M的外面把催化剂C2装入中间床L2，把催化剂C1装入床L1的方案（在壳体内部安装已经装入催化剂的中床和上床）

为了缩短设备停运时间，且在必需时保护催化剂不受损害（即不降低它的活性），最优的操作步骤如下：

1、移开上盖而使催化剂筐开放，将氮气AZ注入到第1催化床L1的催化剂中;供给床L1内部的适合的氮气AZ的系统可以由一个20″的管路和一个钻孔的用于气体分配的准圆形的21″的管件组成（图9）;

2、取出装有催化剂C1的催化床L1，并向催化床中注入氮气，同时在该床的外面罩上一个临时的保护罩，以防止氮气逸出，使该床处在纯氮的气氛中;

3、对于中间催化床L2采用同样的操作最好是在氮气气氛中操作（图6）;

4、底部的床的保持在壳体中的内部，用在前两个床中使用的操作向催化床注入氮气（图9）。