专利名称：氨合成塔的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种氨合成塔，包括至少一个基本上径向通流的催化 剂床，该催化剂床同心地围绕一个热交换器，其中，在合成塔外壁与 催化剂的外圆柱套之间和/或在催化剂的内圆柱壁与 一个围绕热交换 器管的导流圆筒之间设置一个外环形腔或一个内环形腔。
背景技术：
这种类型的氨合成塔具有不同的结构。在这一点上只作为实例可
参阅按照本申请人的DE-83 34 218-U1或DE-87 17 724-U1所述的结 构。
这种类型的用于氨产生的反应器配有多个催化剂床，它们被合成 气体连续通流。为了排除在各催化剂床中形成的氨的反应热，在每个 催化剂床上设置热交换器，它们将从催化剂床中流出的气体的反应热 传递到流入的循环气体上，其中已知，按照设备配置，合成塔设有两 个催化剂床和一个被第一床围绕的内部的热交换器，或三个催化剂床， 其中先前的两个床在内部围绕热交换器。
在一种此类型的处理方法中，必需的是，在初次运行之前还原处 于各催化剂床中的催化剂，以便由此激活催化剂材料。在这种情况下， 气体在起动过程中或在催化剂还原时经由一个加热的预热器并从外环 形腔流入到第一催化剂床中，穿过该催化剂床流入到内环形腔并且接 着在那里流到处于内部的热交换器的外套面上。在此气体在正常运行 中将其热量传到流入热交换器中的循环气体上。
如果设置多个催化剂床和处于内部的热交换器，则由一个相应的 流动导向装置在其他的床中也产生一种类似的通流性能，如在DE-19 40 478-A中描述的那样。
现在已证明，在还原或预热阶段期间，由于催化剂的不均匀的流入，如在氨合成塔的正常运行中那样，沿催化剂床的圆周可能产生很 不均匀的温度分布，这特别在还原时或在第 一催化剂床借助冷气体温 度调节时可能导致还原或反应不均匀地进行。通过催化剂床和热交换 器的基本上径向的通流，温度的这种不均匀分布还保持在后接的各催 化剂床中，因为通过在一个圆周区域上较冷的从催化剂床流出的气体 流，流入的循环气体在后接的热交换器的管面上受到少许预热并且这 种因此同样被少许预热的气体流入到催化剂床中。通过这种反馈效应， 不均匀的温度分布基本上按相同的圆周角度区域通过反应器的所有催 化剂床延伸。
发明内容
在这里本发明提供的目的在于，这样达到各催化剂床和热交换器 的一种尽可能均匀的流入，即在经由氨合成塔的圆周流入的和流出的 气体流中形成一种尽可能均匀的温度。
按照本发明，利用 一种开头所述类型的氨合成塔该目的这样达到， 即为了螺旋形地导流通过所述环形腔，至少其中一个环形腔设有静态 混合器。
已证明， 一种微小的在各环形腔中的螺旋形流动已导致经由床圆 周的温度分布明显均匀。这也适用于一个热交换器的流入。在这方面
应指出，用于在催化剂床中导流的装置例如由DE-19 57 696-A或 AT-287 011-B是已知的。
由诸从属权利要求得出本发明的各实施形式。在此可以设定，所 述静态混合器构成为导流板。
本发明的另一种实施形式在于，至少在向热交换器流动的流入区 域内设置导流板，以便产生一种螺旋形的流动。
按照结构尺寸和结构形式，符合目的的可以是，在环形腔中设置 的混合器构成为完整的螺旋，或也可以构成为中断的螺旋区段，按照 本发明设置该两种变化方案。
按照本发明，不同的结构形式可以在于，不同的环形腔配备同向 的盘旋或也可以配备反向的盘旋，例如在俯视图中从外向内沿顺时针方向实现第 一催化剂床的流入区域，而在内环形腔中反时针方向实现 从催化剂床的流出。
这种类型的强制流动不仅可以设置在其主通流方向从外向内配备 的催化剂床中，而且也可以设置在从内向外通流的催化剂床中。
根据以下描述以及借助附图给出本发明的其他的特征、细节和优
点。其中
图1 具有两个催化剂床的氨合成塔的简化的横剖面图； 图2 具有三个催化剂床的氨合成塔的相同的剖面图；以及 图3 静态混合器的原理图。
具体实施例方式
在图1中总体用1标记的氨合成塔具有一个第一催化剂床2，该 催化剂床在内部同心地配备一个热交换器3,其中，沿流动方向看在 下游后接一个第二催化剂床4。循环气体经由合成塔l的一个输入接 管5供给并且经由排出管6离开合成塔。
为了控制或为了起动合成塔，其中，该过程在初次运行时用于还 原催化剂材料，经由一个在合成塔顶部的环形分配器7供给气体，所 述气体首先对外环形腔8加载，该外环形腔构成在合成塔嵌件的壳体 壁9与外圆柱套IO之间。
按照本发明，在该环形腔9中设置一些静态混合器11，这在图1 和2由一些小的斜置的线条表示。
通过这些静态混合器11产生一种螺旋形的流动，该流动简化地示 于图3中。该螺旋流动由一些箭头12表示，在图3中由一些小箭头 13表示流入到催化剂2中的气体流。
在流过催化剂2以后，气体进入到用14标记的在第一催化剂2 的内圆筒15与圆柱形导流板16之间的环形腔，该导流板基本上围绕 热交换器3的热交换器管。
按照本发明，在该环形腔14中也可以设置一些静态混合器，例如
5以相同于或类似于图3中所示各导螺旋11或各导螺旋区段lla的结 构。在氨合成塔l中其他的流动在图1中由一些小箭头表示，其中如 果这应该是必需的，由第二催化剂床4构成的环形腔17或18也可以 在必要时配备一些混合器，这在图1中未更详细地示出。
图2示出一个改变的实施例，因为那里的氨合成塔la配备三个催 化剂床，亦即配备在图2中上面的第一催化剂床2a、 一个接着该催化 剂床的催化剂床2b和然后接着的下面的催化剂床4a,其中两个催化 剂床2a和2b在内部配备总体用3a和3b标记的同心的热交换器。
为了控制、起动或还原催化剂，气体可以经由环形管道7a供给上 面的催化剂床并且经由一个围绕中心的用于循环气体的供给管5a的 管7b供给位于其下面的催化剂床2b。在该实施形式中，各相应的静 态混合器11在各环形腔中也由一些倾斜的线条表示。此外在这里流动 也由一些小箭头表示。
如上所述，通过经由管道7a或7b的加热气体或冷却气体的导入 实现了反应器或合成塔的温度调节，在第一热交换器3a的下面或在第 二热交换器3b的下面的空腔19或20用于相应的气体的导流或导入， 末端空腔20用于将通过管道5a流入的气体导入到热交换器3b。
图3只用于说明。本发明并不例如限于在那里由箭头标明的流动 方向。外套侧的气体导向装置在图3中可以从左下向右上延伸，也可 反之，亦即与那里的箭头相反。催化剂可以从外向内通流或从内向外 通流，亦即其与各箭头13所示不同。
权利要求
1.氨合成塔(1)，具有至少一个基本上径向通流的催化剂床(2)，该催化剂床同心地围绕一个热交换器(3)，其中，在合成塔嵌件外壁(9)与催化剂(2)的外圆柱套(10)之间和/或在催化剂(2)的内圆柱壁(15)与一个围绕热交换器管的导流圆筒(16)之间设置一个外环形腔或一个内环形腔(8、14)，其特征在于，为了螺旋形地导流通过所述环形腔，至少其中一个环形腔(8、14)设有静态混合器(11)。
2. 按照权利要求1所述的氨合成塔，其特征在于，所述静态混合 器构成为导流板(11)。
3. 按照权利要求1或2所述的氨合成塔，其特征在于，至少在向 热交换器(3)流动的流入区域内设置导流板(11)，以便产生一种螺 旋形的流动。
4，按照上述权利要求之一所述的氨合成塔，其特征在于，在环形 腔中设置的混合器(11)构成为完整的螺旋。
5. 按照权利要求1至3之一所述的氨合成塔，其特征在于，在环 形腔中设置的混合器(lla)构成为中断的螺旋区段。
6. 按照上述权利要求之一所述的氨合成塔，其特征在于，在不同 的环形腔(8、 14)中构成同向的或反向的盘旋。
7. 按照上述权利要求之一所述的氨合成塔，其特征在于，通过催 化剂床(2、 4)的主通流方向径向从外向内或径向从内向外地构成。
全文摘要
本发明涉及一种氨合成塔(1)，具有至少一个基本上径向通流的催化剂床(2)，该催化剂床同心地围绕一个热交换器(3)，其中，在合成塔嵌件外壁(9)与催化剂(2)的外圆柱套(10)之间和/或在催化剂(2)的内圆柱壁(15)与一个围绕热交换器管的导流圆筒(16)之间设置一个外环形腔或一个内环形腔(8、14)，拟这样达到催化剂床和热交换器的一种尽可能均匀的流入，以致在经由氨合成塔圆周流入和流出的气体流中产生尽可能均匀的温度。这要这样达到，即为了螺旋形地导流通过所述环形腔，至少其中一个环形腔(8、14)设有静态混合器(11)。
文档编号B01J8/02GK101616730SQ200780046528
公开日2009年12月30日 申请日期2007年11月21日 优先权日2006年12月21日
发明者D·李普曼, J·约翰宁, R·米歇尔 申请人:犹德有限公司