專利名稱：：軸徑向復(fù)合床間接換熱式節(jié)能型氨合成塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實用新型涉及一種化工原料生產(chǎn)裝置，特別是一種氨合成塔。技術(shù)背景合成氨工業(yè)是一個高能耗的工業(yè)，氨合成塔是合成氨生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備。舊式軸向氨合成塔的缺點是工作壓力高氨凈值低(即合成效率低)、而反應(yīng)氣體壓力降大(即壓縮機功耗高)。例如，從國外引進的某種大型氨合成塔的工作壓力為14.3Mpa，氨凈值為10%，全塔壓降為0.61.0Mpa。由于合成氨工業(yè)是高能耗的工業(yè)，為提高生產(chǎn)效率降低成本必須將能耗降下來。新的以天然氣為原料的節(jié)能型氨合成工藝的噸氨能耗已從七十年代初的1000萬大卡(41.8GJ)降至現(xiàn)在的700萬大卡(29.3GJ)。降低合成塔的操作壓力(即減少合成氣壓縮氣的功耗)，采用高活性催化劑及采用換熱器代替冷激氣調(diào)溫，提高氨合成塔的氨凈值(即提高效率)、降低合成塔的進出口壓力降(即減少循環(huán)壓縮機功耗)以及提高出塔氣的溫度(即提高出塔氣的熱利用率)便成為現(xiàn)代節(jié)能型合成塔的發(fā)展方向。目前現(xiàn)有的氨合成塔技術(shù)仍然不能克服氨合成工作壓力過高以及能耗過高的缺點。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型為了克服氨合成工作壓力過高以及能耗過高的缺點，而提供一種三床四層軸徑向復(fù)合床間接換熱式節(jié)能型氨合成塔。本實用新型采用了以下的技術(shù)方案包括高壓外殼、合成塔內(nèi)件、第i床、第n床、第in床、換熱器、分布器、集氣器，所述氨合成塔的第I床分為兩層上層Ia為裝有較少催化劑的軸向?qū)?，下層Ib為徑向?qū)?，上、下層之間無溫度調(diào)節(jié)裝置。所述的氣體分布器及集氣器均為二層結(jié)構(gòu)，其中一層為多孔圓筒，另一層為整體長孔絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)。所述第I床上層Ia軸向流動床中裝填少量中等顆粒的催化劑。所述第I床下層ib、第ii床、第ni床的徑向流動床中裝填細顆粒高活性催化劑。所述的換熱器為列管式換熱器,并且以沿合成塔軸心縱向安裝。氨合成塔適宜的工作壓力范圍在730Mpa之間，反應(yīng)器的直徑為01600mm04000ram。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果在合成氨生產(chǎn)工藝中的節(jié)能效果較好，其循環(huán)壓縮機功耗與多床層軸徑向復(fù)合床間接換熱式節(jié)能型氨合成塔相比僅為其90%，見節(jié)能比較表節(jié)能比較表<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>圖l為本實用新型氨合成塔示意圖具體實施方式以下結(jié)合附圖，對本實用新型具體實施例作進一步詳細描述。如圖1所示，本實用新型三床四層軸徑向復(fù)合床間接換熱式節(jié)能型氨合成塔主要包括高壓外殼2、合成塔內(nèi)件l，.第I床、第II床、第III床、換熱器i、分布器和集氣器。所述氨合成塔的第I床分為兩層，上層Ia為裝有較少催化劑的軸向?qū)樱聦覫b為徑向?qū)?，上、下層之間無溫度調(diào)節(jié)裝置。所述第n和第m床層為徑向流動床，在i-n床之間及n-III床之間設(shè)有換熱器。所述第I床上層Ia充填少量的中等粒徑的催化劑，下層ib及第n、第in床充填細顆粒高活性催化劑。所述第i床上層ia充填少量的中等粒徑的催化劑，下層ib及第n、第m床充填細顆粒高活性催化劑。所述第ib、ii、in的氣體分布器與集氣器均為雙層結(jié)構(gòu)一層為多孔圓筒，一層為整體長孔絲網(wǎng)。所述的氨合成塔工作壓力范圍在730MPa之間，反應(yīng)器的直徑為①1600mmO4000mm。整個合成塔內(nèi)件1放入合成塔高壓外殼2內(nèi)，合成原料氣從塔底入口A進入，通過內(nèi)件1底部裙座開孔進入內(nèi)件1與高壓殼體2之間的環(huán)隙3，入塔氣經(jīng)環(huán)隙3到達塔上部從中心管4向下進入換熱器ii管程，用以冷卻第II床反應(yīng)后的氣體(在殼程流動)，其氣體本身被加熱；經(jīng)過一次加熱后的原料氣向上再進入換熱器i的管程用以冷卻第I床反應(yīng)后的氣體(在殼程流動)，同時其本身被二次加熱到第I床催化劑反應(yīng)所需溫度后進入第I床上層Ia,在第I床上層Ia床氣體作軸向向下流動，出第I床上層Ia進入第I床下層Ib作徑向流動進行絕熱反應(yīng)。溫度升高后的反應(yīng)氣體出第I床下層Ib床進入環(huán)隙5、再進入換熱器I的殼程被管程入塔氣冷卻到第II床入口溫度后，進入環(huán)隙6，氣體從環(huán)隙6通過第II床的氣體分布器均勻地進入第II床，在第II床中氣體徑向流過催化劑床，繼續(xù)作絕熱反應(yīng)生成氨，然后，反應(yīng)氣進入第II床集氣器，均勻地流出進入環(huán)隙7。反應(yīng)氣通過環(huán)隙7后進入換熱器ii殼程，被換熱器II管程的入塔氣冷卻后進入環(huán)隙8，通過第in床的氣體分布器均勻地進入第in床作徑向流動并絕熱反應(yīng)進一步合成生成氨，溫度升高后從第in床集氣器均勻地流出進入環(huán)隙9后，流入出氣管io，在高溫下經(jīng)出口B出塔。管口c為調(diào)節(jié)第i床催化劑反應(yīng)溫度的副線接口，管口D為調(diào)節(jié)第n床催化劑反應(yīng)溫度的副線接口；氣體入口A的進口管線上的調(diào)節(jié)閥可以調(diào)節(jié)第ni床的反應(yīng)溫度。權(quán)利要求1、一種軸徑向復(fù)合床間接換熱式節(jié)能型氨合成塔，包括高壓外殼、合成塔內(nèi)件、第I床、第II床、第III床、換熱器、分布器、集氣器，其特征在于所述氨合成塔的第I床分為兩層上層Ia為裝有催化劑的軸向?qū)樱聦覫b為徑向?qū)?，上、下層之間無溫度調(diào)節(jié)裝置。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的軸徑向復(fù)合床間接換熱式節(jié)能型氨合成塔，其特在于所述第n和第m床層為徑向流動床，在i-n床之間及n-m床之間設(shè)有換熱器。3、根據(jù)權(quán)利要求i所述的軸徑向復(fù)合床間接換熱式節(jié)能型氨合成塔，其特在于第I床上層Ia中的氣體軸向流動，下層中的Ib氣體作徑向流動。4、根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的軸徑向復(fù)合床間接換熱式節(jié)能型氨合成塔，其特征在于第I床上層Ia充填中等粒徑的催化劑；下層Ib及第II、第III床充填細顆粒高活性催化劑。5、根據(jù)權(quán)利要求l所述的軸徑向復(fù)合床間接換熱式節(jié)能型氨合成塔，其特征在于所述第ib、n、m的氣體分布器與集氣器均為雙層結(jié)構(gòu)一層為多孔圓筒，一層為整體長孔絲網(wǎng)。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸徑向復(fù)合床間接換熱式節(jié)能型氨合成塔，其特征在于:所述的氨合成塔工作壓力范圍在730MPa之間；反應(yīng)器的直徑為01600mra04000mm。專利摘要本實用新型公開了一種三床四層軸徑向復(fù)合床間接換熱式節(jié)能型氨合成塔。該氨合成塔的第I層分為兩層上層Ia為裝有較少催化劑的軸向?qū)?，下層Ib為徑向?qū)?，上、下層之間無溫度調(diào)節(jié)裝置；第II和第III床層為徑向流動床，在I-II床之間及II-III床之間設(shè)有換熱器；上層Ia為氣體軸向流動，下層Ib氣體作徑向流動；上層Ia充填少量的中等粒徑的催化劑；下層Ib及II、III徑向流動床充填細顆粒高活性催化劑。該實用新型在合成氨生產(chǎn)工藝中的節(jié)能效果較好，其循環(huán)壓縮機功耗與多床層軸徑向復(fù)合床間接換熱式節(jié)能型氨合成塔相比僅為其90％。文檔編號C01C1/04GK201045128SQ20072000572公開日2008年4月9日申請日期2007年2月16日優(yōu)先權(quán)日2007年2月16日發(fā)明者伍宏業(yè),敏趙,邱文炳申請人:中國寰球工程公司