Brevet FR2143329A1 — publié le 19730202

La présente invention a pour objet un réacteur pour obtenir de l'ammoniac à partir de gaz de synthèse, aux différentes pressions ettempératures de régime On connaît des réacteurs pour la synthèse de L'ammoniac dans lesquels, aux pressions et températures élevées, il se forme de l'ammoniac à partir de gaz de synthèse. Dans ces réacteurs, le réchauffage du gaz frais à la température de réfaction, se réalise dans un échangeur de chaleur, au dépens du gaz réagi, qui se refroidit. Du fait que l'échangeur de chaleur de ces réacteurs occupe toute la section du réacteur, la vitesse du gaz est faible, le coefficient de transfert de chaleur est également faible et, par conséquent,ilest nécessaire de prévoir de grandes surfaces de transfert de chaleur. Le réacteur pour la synthèse de l'ammoniac conforme à l'inmiention, écarte cet inconvénient en ce sens que, pour augmenter la charge du catalyseur dans l'espace de réaction, il utilise un échangeur de chaleur d'une forme allongée placé centralement et en position verticale, le catalyseur étant placé, en ce cas, dans l'espace annulaire compris entre échangeur de chaleur et le manteau du réacteur. On donne ci-après deux exemples de réalisation de l'invention en référence aux figures 1 et 2 du dessin annexé qui représentent - la figure 1, une section longitudinale en plan vertical par le réacteur de synthèse; - la figure 2, une section longitudinale en plan vertical par le réacteur conformément à l'invention, dans une deuxième forme de réalisation. Si l'on se réfère à la figure 1, le réacteur selon l'invention comprend un manteau de haute pression 1 pourvu d'un couvercle inférieur 2 et d'un couvercle supérieur 3, ou seulement de l'un d'entre eux. Le manteau de haute ,ress-:7: 1 contient l'ensemble des éléments du réacteur, ensemble constitué par une chemise 4 pourvue d'une couche isolante, un nombre convenable de couches de catalyseur 5, un échangeur de chaleur 6 et un réchauffeur de démarrage 7 zui peut être placé en dehors du réacteur. Le gaz frais est introduit à la partie supérieure du réacteur par une canalisation a, parcourt en descendant un espace annulaire b situé entre le manteau de haute pression 1 et la chemise h de l'intérieur, puis pénètre par la partie inférieure du réacteur, dans les tuyaux de l'échangeur de chaleur 6, où il se réchauffe au dépens des gaz réagis. Le gaz frais réchauffé passe dans les tuyaux de l'échangeur de chaleur 6, puis dans un tuyau central c dans lequel est placé aussi le réchauffeur de démarrage 7, puis il parcourt les couches de catalyseur 5 de haut en bas. De la dernière couche de catalyseur 5, le gaz passe en courant ascendant par un espace annulaire d placé entre celui-ci et le manteau d'échangeur de chaleur 6, et puis il rentre dans l'espace intertubulaire d'échangeur 6. Le gaz réagi quitte le réacteur par le bas de celui-ci, par une canalisation e pratiquée dans le couvercle inférieur 2. A l'entrée dans les couches de catalyseur 5, la température se règle ar- introduction de gaz froid, par des tuyaux f,f' et respectivement f". Si lton se réfère à la figure 2, le réacteur conforme à l'invention, an: une deuxième variante de construction est constitué aussi d'un manteau de haute pression 1, d'un couvercle inférieur 2 et dtun couvercle supérieur 3 et à l'intérieur formé d'une chemise 4, d'une couche de catalyseur 5 et dtun échangeur de chaleur 6, mais conformément à cette variante de construction, le catalyseur peut être déchargé à la partie inférieure du réacteur, par une ouverture annulaire g, et l'échangeur de chaleur 6 ayant une longueur équivalente à celle d-- la couche de catalyseur 5 par qui il est entouré, est détachable à la partie inférieure du réacteur. Dans le cas de cette variante de construction, le gaz frais est introduit aussi par la partie supérieure du réacteur, par la canalisation a et tra-çe sa: en descendant l'espace annulaire b d'entre le manteau de haute pression 1 et la chemise de l'intérieur, rentre par la partie inférieure du réacteur, entre les tuyaux de l'échangeur de chaleur 6, où il se réchauffe au dépens de ci.i- leur des gaz réagis.Le gaz qui sort réchauffé par la partie supérieure de l'échangeur de chaleur 6, est introduit dans un espace annulaire d' situé entre l'échangeur de chaleur 6 et la couche de catalyseur 5, traverse en descendant cet espace annulaire d', rentre dans la couche de catalyseur 5 qu'il traverse radialement et puis est collecté dans un espace annulaire h situé entre la couche i catalyseur 5 et la chemise 4 du corps inférieur. Ensuite, le gaz 50 tant par la partie supérieure de l'espace annulaire h est introduit dans les tuyaux de l'échangeur de chaleur 6 par la partie supérieure, puis, traversas en descendant ces tuyaux, quitte le réacteur par la partie inférieure par une canalisation e pratiquée aussi dans le couvercle inférieur 2. Par utilisation du réacteur pour la synthèse d'ammoniac, conformément à l'invention, on obtient les avantages suivants - on assure un accroissement de capacité par rapport aux réacteurs exis tants, ayant le même volume de haute pression; - la vitesse du gaz dans l'échangeur de chaleur peut être réglée dan:- mi large domaine, par le choix du diamètre de l'échangeur de chaleur. REVENDICATION Réacteur pour la synthèse d'ammoniac, constitué d'un manteau de haute pression pourl d'un couvercle inférieur et d'un couvercle supérieur, ou seulement de l'un d'eux, et ayant l'intérieur formé d'une chemise qui contient une ou plusieures couches de catalyseur et un échangeur de chaleur, caractérisé en ce que, pour accroire la charge de catalyseur dans l'espace de réaction, il comprend un échangeur de chaleur (6) de forme allongée, placé centralement et en position verticale, le catalyseur étant placé dans l'espace annulaire compris entre l'échangeur de chaleur (6) et le manteau (1) du réacteur.