ХИМИЧЕСКИЙ РЕАКТОР РАДИАЛЬНОГО ИЛИ АКСИАЛЬНО-РАДИАЛЬНОГО ТИПА С МЕЛКОЗЕРНИСТЫМ КАТАЛИЗАТОРОМ

1. Реактор (1) для каталитических химических реакций, содержащий: слой (3) катализатора, имеющий форму цилиндрического кольца и
радиальное или комбинированное аксиально-радиальное направление пересекающего потока;
по меньшей мере первую цилиндрическую стенку (4) и вторую цилиндрическую стенку (5), которые определяют границы слоя (3) катализатора и находятся с катализатором в непосредственном контакте, и вторая стенка проходит внутри первой стенки коаксиально с ней;
причем первая стенка и вторая стенка имеют проходы, делающие эти стенки газопроницаемыми;
проходы представляют собой щели (10), имеющие вытянутую форму в продольном направлении (А-А) щелей и соответствующий поперечный размер (s) в поперечном направлении, которое перпендикулярно продольному направлению;
1
слой катализатора состоит из частиц катализатора, имеющих номинальный минимальный размер (d), такой что:
а) отношение поперечного размера щелей и номинального минимального размера частиц катализатора равно или меньше 0,6;
б) слой катализатора содержит не более 3 мас. % частиц, размеры которых меньше номинального размера,
при этом минимальный размер частиц катализатора определяют как квадратный корень из максимальной площади живого сечения квадратной ячейки сита, которое задерживает катализатор, причем просеивание катализатора осуществляется в соответствии с методикой испытаний стандарта ASTM D4513-11.
2. Реактор по п. 1, в котором номинальный минимальный размер частиц катализатора меньше 1,5 мм и предпочтительно равен 1 мм.
3. Реактор по п. 1 или 2, в котором поперечный размер щелей меньше или равен 1 мм и предпочтительно находится в диапазоне 0,5-0,8 мм, более предпочтительно, в диапазоне 0,5-0,6 мм.
4. Реактор по любому из предыдущих пунктов, в котором катализатор содержит сферические частицы.
5. Реактор по любому из пп. 1-3, в котором катализатор содержит несферические частицы.
6. Реактор по любому из предыдущих пунктов, в котором слой катализатора содержит не более 2 мас. % частиц, имеющих реальный размер меньше упомянутого номинального размера, и предпочтительно не более 1,5 мас. %.
7. Реактор по любому из предыдущих пунктов, в котором количество частиц, имеющих реальный размер меньше упомянутого номинального размера, определяется с помощью сита с квадратными ячейками, стороны которых равны номинальному минимальному размеру.
8. Реактор по любому из предыдущих пунктов, в котором слой катализатора и цилиндрические стенки представляют собой часть модуля, который может быть извлечен из корпуса реактора.
9. Реактор по любому из предыдущих пунктов, предназначенный для преобразования газового потока реагентов с получением газового потока продуктов реакции.
10. Реактор по любому из предыдущих пунктов, предназначенный для осуществления синтеза аммиака с использованием подпиточного газа, содержащего водород и азот.
11. Способ загрузки катализатора в реактор для каталитических химических реакций, в котором:
реактор содержит по меньшей мере первую цилиндрическую стенку и вторую цилиндрическую стенку, которые определяют границы пространства, способного содержать катализатор, причем вторая стенка проходит внутри первой стенки коаксиально с ней, так что загрузка катализатора между двумя стенками формирует слой катализатора в форме цилиндрического кольца с радиальным или аксиально-радиальным направлением пересекающего потока;
первая стенка и вторая стенка имеют проходы, делающие эти стенки газопроницаемыми, причем одна стенка приспособлена таким образом, чтобы она действовала в качестве распределителя газового потока, содержащего реагенты, а другая стенка приспособлена таким образом, чтобы она действовала в качестве коллектора газового потока, содержащего продукты реакции;
проходы представляют собой щели, имеющие вытянутую форму и соответствующий продольный размер в продольном направлении щели и соответствующий поперечный размер в поперечном направлении, которое перпендикулярно продольному направлению;
слой загружаемого катализатора формируется частицами катализатора, имеющими номинальный минимальный размер;
отношение поперечного размера щелей и номинального минимального размера частиц катализатора равно или меньше 0,6;
минимальный размер частиц катализатора определяют как квадратный корень из максимальной площади живого сечения квадратной ячейки сита, которое задерживает катализатор, причем просеивание осуществляется в соответствии с методикой испытаний стандарта ASTM D4513-11,
отличающийся тем, что просеивают катализатор перед введением в реактор, так чтобы введенный катализатор содержал не более 3 мас. % частиц, размер которых меньше упомянутого номинального размера.