RU2828877C1 - Reactor for producing hydrogen cyanide by andrussow method - Google Patents
Reactor for producing hydrogen cyanide by andrussow method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2828877C1 RU2828877C1 RU2024105191A RU2024105191A RU2828877C1 RU 2828877 C1 RU2828877 C1 RU 2828877C1 RU 2024105191 A RU2024105191 A RU 2024105191A RU 2024105191 A RU2024105191 A RU 2024105191A RU 2828877 C1 RU2828877 C1 RU 2828877C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tube sheet
- reactor
- upper tube
- reactor according
- tubes
- Prior art date
Links
- LELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-N hydrogen cyanide Chemical compound N#C LELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 64
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 104
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims abstract description 70
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims abstract description 47
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 29
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 36
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 28
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 claims description 23
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 13
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 9
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 18
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 11
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 6
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 6
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 6
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 5
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical group [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 238000006189 Andrussov oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 238000005184 irreversible process Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BTGRAWJCKBQKAO-UHFFFAOYSA-N adiponitrile Chemical compound N#CCCCCC#N BTGRAWJCKBQKAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000004009 herbicide Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000000116 mitigating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 1
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium atom Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- -1 platinum group metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000021 stimulant Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 1
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯFIELD OF INVENTION
Данное изобретение относится к реактору для получения циановодорода (HCN) способом Андруссова.This invention relates to a reactor for producing hydrogen cyanide (HCN) by the Andrussow process.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION
Циановодород (синильная кислота, цианистый водород) является важным основополагающим химическим веществом, которое выступает в качестве исходного продукта, например в многочисленных органических синтезах, например, получение акрилонитрила, метилметакрилата, адипонитрила и других соединений. Большое число его производных используются при извлечении благородных металлов из руд, при гальванопластическом золочении и серебрении, в производстве ароматических веществ, химических волокон, пластмасс, каучука, органического стекла, стимуляторов роста растений, гербицидов.Hydrogen cyanide (hydrogen cyanide, hydrogen cyanide) is an important basic chemical substance that acts as a starting product, for example, in numerous organic syntheses, such as the production of acrylonitrile, methyl methacrylate, adiponitrile and other compounds. A large number of its derivatives are used in the extraction of precious metals from ores, in galvanoplastic gilding and silvering, in the production of aromatic substances, chemical fibers, plastics, rubber, organic glass, plant growth stimulants, herbicides.
Самые большие объемы циановодорода производят при помощи взаимодействия метана (природный газ) с аммиаком. В способе Андруссова параллельно вводится кислород воздуха с применением металлов платиновой группы как катализаторов, что сопровождается значительным выделением тепла:The largest volumes of hydrogen cyanide are produced by the interaction of methane (natural gas) with ammonia. In the Andrussow method, atmospheric oxygen is introduced in parallel using platinum group metals as catalysts, which is accompanied by a significant release of heat:
CH4+NH3+3/2O2 →HCH+3Н2O dHr=-473,9 кДж.CH 4 +NH 3 +3/2O 2 →HCH+3H 2 O dHr=-473.9 kJ.
Реактор для получения HCN способом Андруссова раскрыт в ЕР 1001843 В1, причем реактор содержит подвод исходных продуктов, катализатор и отвод продуктов реакции. Недостаток этого реактора состоит в отсутствии охлаждения продуктов реакции.A reactor for producing HCN by the Andrussow process is disclosed in EP 1001843 B1, the reactor comprising a feedstock feed, a catalyst and a reaction product outlet. A disadvantage of this reactor is the lack of cooling of the reaction products.
В RU 2470860 C2 описан реактор для получения циановодорода способом Андруссова, содержащий резервуар реактора, по меньшей мере один подвод газа, который впадает в область подвода газа, катализатор и отвод продуктов реакции, причем отвод продуктов реакции содержит пучки труб, предназначенные для теплообмена между поступающими в трубы продуктами реакции и хладагентом, циркулирующим через межтрубное пространство, причем пучки труб снабжены трубными решетками. Вблизи резервуара реактора для защиты труб от теплового воздействия в RU 2470860 C2 предусмотрено использование керамических элементов, например, в виде вставных втулок.RU 2470860 C2 describes a reactor for producing hydrogen cyanide by the Andrussow method, comprising a reactor vessel, at least one gas inlet that flows into the gas inlet region, a catalyst, and a reaction product outlet, wherein the reaction product outlet comprises tube bundles intended for heat exchange between the reaction products entering the tubes and a coolant circulating through the intertube space, wherein the tube bundles are provided with tube sheets. In order to protect the tubes from thermal effects, RU 2470860 C2 provides for the use of ceramic elements, for example, in the form of insert bushings, near the reactor vessel.
Недостатком данного реактора является высокая тепловая нагрузка на верхнюю трубную решетку и заделанные в ней участки труб, что связано со значительным разогревом смеси аммиака, метана и воздуха на катализаторе. Поскольку температура реакции может составлять 950-1200°С, недостаточный темп охлаждения верхней трубной решетки и заделанных в ней участков труб может стать не только причиной превышения предельно-допустимых температур эксплуатации металлических конструкционных материалов, но и причиной нахождения этих материалов при температурах достаточно близких к их точкам плавления в течение длительных промежутков времени, например в течение всего периода пуска реактора. Это влечет за собой необратимые процессы в структуре металлических конструкционных материалов, что приводит к нарушениям герметичности соединений, быстрому выходу из строя теплопередающих поверхностей и др. Появление таких проблем снижает надежность реактора, требует более частых остановок для проведения профилактических осмотров и ремонта реактора, приводит к увеличению сроков и стоимости ремонта, в результате чего падает производительность реактора.The disadvantage of this reactor is the high thermal load on the upper tube sheet and the sections of tubes embedded in it, which is associated with significant heating of the mixture of ammonia, methane and air on the catalyst. Since the reaction temperature can be 950-1200 °C, insufficient cooling of the upper tube sheet and the sections of tubes embedded in it can not only cause the maximum permissible operating temperatures of metal structural materials to be exceeded, but also cause these materials to be at temperatures close enough to their melting points for long periods of time, for example, during the entire period of reactor startup. This entails irreversible processes in the structure of metal structural materials, which leads to violations of the tightness of joints, rapid failure of heat-transfer surfaces, etc. The emergence of such problems reduces the reliability of the reactor, requires more frequent shutdowns for preventive inspections and repair of the reactor, leads to an increase in the time and cost of repairs, as a result of which the productivity of the reactor decreases.
Поэтому в данной области техники существует насущная потребность в реакторе для получения циановодорода способом Андруссова, в котором без снижения производительности обеспечен высокий темп отвода тепла с наиболее теплонапряженных участков конструкции реактора, повышена прочность соединений элементов конструкции, участвующих в отводе тепла, а также улучшена их тепловая защита от набегающего потока реакционной смеси, разогретой до высоких температур.Therefore, in this area of technology, there is an urgent need for a reactor for producing hydrogen cyanide using the Andrussov method, in which, without reducing productivity, a high rate of heat removal from the most heat-stressed sections of the reactor structure is ensured, the strength of the connections of the structural elements involved in heat removal is increased, and their thermal protection from the oncoming flow of the reaction mixture heated to high temperatures is improved.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯESSENCE OF THE INVENTION
Соответственно, настоящее изобретение было выполнено с учетом вышеупомянутых проблем, возникающих в уровне техники.Accordingly, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems arising in the prior art.
Данное краткое изложение сущности изобретения предшествует подробному описанию конкретных примерных вариантов осуществления настоящего изобретения, чтобы дать общее представление об аспектах заявленного изобретения, которые будут дополнительно объясняться ниже, и никоим образом не предназначено для определения или ограничения объема настоящего изобретения.This summary of the invention precedes a detailed description of specific exemplary embodiments of the present invention in order to provide a general idea of aspects of the claimed invention that will be further explained below, and is in no way intended to define or limit the scope of the present invention.
Задача изобретения состоит в том, чтобы разработать реактор для получения циановодорода способом Андруссова, подходящий для продолжительной безаварийной эксплуатации без перегрева теплопередающих поверхностей реактора выше предельно-допустимых температур эксплуатации металлических конструкционных материалов и нарушений их герметичности. The objective of the invention is to develop a reactor for producing hydrogen cyanide using the Andrussov method, suitable for long-term trouble-free operation without overheating the heat-transfer surfaces of the reactor above the maximum permissible operating temperatures of metal structural materials and breaches of their tightness.
Технический результат изобретения состоит в повышении надежности реактора для получения циановодорода способом Андруссова при сохранении его производительности. The technical result of the invention consists in increasing the reliability of the reactor for producing hydrogen cyanide using the Andrussov method while maintaining its productivity.
Задача настоящего изобретения достигается тем, что в реакторе для получения циановодорода способом Андруссова, включающем резервуар реактора, по меньшей мере один подвод газа, который впадает в область подвода газа, катализатор и отвод продуктов реакции, отвод продуктов реакции содержит пучки труб, предназначенные для теплообмена между поступающими в трубы продуктами реакции и потоком хладагента, циркулирующим через межтрубное пространство, причем пучки труб снабжены верхней и нижней трубными решетками и поперечными перегородками, причем верхняя и нижняя трубные решетки имеют центральный участок, выполненный свободным от труб, причем отвод продуктов реакции снабжен по меньшей мере двумя устройствами впрыска, выполненными с возможностью впрыска дополнительного потока упомянутого хладагента под верхнюю трубную решетку в поток хладагента, циркулирующий через межтрубное пространство.The objective of the present invention is achieved in that in a reactor for producing hydrogen cyanide by the Andrussov method, comprising a reactor tank, at least one gas supply that flows into the gas supply region, a catalyst and a reaction product outlet, the reaction product outlet comprises tube bundles intended for heat exchange between the reaction products entering the tubes and the coolant flow circulating through the intertube space, wherein the tube bundles are provided with upper and lower tube sheets and transverse partitions, wherein the upper and lower tube sheets have a central section made free of tubes, wherein the reaction product outlet is provided with at least two injection devices made with the possibility of injecting an additional flow of said coolant under the upper tube sheet into the coolant flow circulating through the intertube space.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения площадь упомянутого центрального участка, выполненного свободным от труб, составляет от 1 до 6% от площади трубной решетки.In one embodiment of the present invention, the area of said central section made free of tubes is from 1 to 6% of the area of the tube sheet.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения поперечные перегородки установлены с шагом перегородки, причем расстояние от верхней трубной решетки до первой сверху поперечной перегородки меньше шага перегородки в 1,5-3 раза.In one embodiment of the present invention, the transverse partitions are installed with a partition pitch, wherein the distance from the upper tube sheet to the first transverse partition from the top is less than the partition pitch by 1.5-3 times.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения расстояние от верхней трубной решетки до первой сверху поперечной перегородки меньше шага перегородки в 2,2-2,5 раза. In another embodiment of the present invention, the distance from the upper tube sheet to the first transverse partition from the top is 2.2-2.5 times less than the partition pitch.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения внешний край первой сверху поперечной перегородки заканчивается у внутренней стенки отвода продуктов реакции, а в первой сверху поперечной перегородки выполнен вырез, составляющий от 8 до 20% от площади первой сверху поперечной перегородки. In another embodiment of the present invention, the outer edge of the first transverse partition from the top ends at the inner wall of the reaction product outlet, and a cutout is made in the first transverse partition from the top, which is from 8 to 20% of the area of the first transverse partition from the top.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения в первой сверху поперечной перегородки выполнен вырез, составляющий от 12 до 16% от площади первой сверху поперечной перегородки. In another embodiment of the present invention, a cutout is made in the first transverse partition from the top, comprising from 12 to 16% of the area of the first transverse partition from the top.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения вырез выполнен в центральной части первой сверху поперечной перегородки.In another embodiment of the present invention, a cutout is formed in the central portion of the first transverse partition from above.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения между внутренней стенкой отвода продуктов реакции и внешний краем первой сверху поперечной перегородки обеспечен зазор, причем величина упомянутого зазора предусмотрена такой, чтобы вызывать обтекание хладагентом поверхностей упомянутых труб, сводя к минимуму байпасирование хладагента через зазор. In another embodiment of the present invention, a gap is provided between the inner wall of the reaction product outlet and the outer edge of the first transverse partition from above, and the size of said gap is provided such as to cause the coolant to flow around the surfaces of said pipes, minimizing the bypass of the coolant through the gap.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения величина упомянутого зазора составляет не более 1% от внутреннего диаметра отвода продуктов реакции. In another embodiment of the present invention, the size of said gap is no more than 1% of the internal diameter of the reaction product outlet.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения поперечные перегородки являются поперечными перегородками типа «диск-кольцо», причем первая сверху поперечная перегородка имеет форму кольца, вторая сверху поперечная перегородка имеет форму диска с соответствующим чередованием формы последующих поперечных перегородок.In another embodiment of the present invention, the transverse partitions are disc-ring type transverse partitions, wherein the first transverse partition from the top has the shape of a ring, the second transverse partition from the top has the shape of a disk, with the shape of the subsequent transverse partitions correspondingly alternating.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения трубы присоединены к верхней трубной решетке путем двойной вальцовки на участке, составляющем не менее 2/3 толщины верхней трубной решетки, и приваркой труб к верхней трубной решетке при помощи наружного катета сварного шва. In one embodiment of the present invention, the tubes are attached to the upper tube sheet by double rolling over a section that is at least 2/3 of the thickness of the upper tube sheet and by welding the tubes to the upper tube sheet using the outer leg of the weld.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения по всей площади верхней трубной решетки толщина металла является одинаковой.In another embodiment of the present invention, the thickness of the metal is uniform over the entire area of the upper tube sheet.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения хладагентом является вода. In another embodiment of the present invention, the coolant is water.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения вблизи резервуара реактора верхняя трубная решетка и трубы защищены от теплового воздействия со стороны продуктов реакции керамическими элементами, огнеупорным материалом в виде матов и керамической огнеупорной бумагой. In another embodiment of the present invention, near the reactor vessel, the upper tube sheet and tubes are protected from thermal effects from the reaction products by ceramic elements, refractory material in the form of mats and ceramic refractory paper.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения керамические элементы представляют собой вставные втулки. In another embodiment of the present invention, the ceramic elements are insert sleeves.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения вставная втулка имеет головку втулки и трубчатое тело втулки, где трубчатое тело втулки вставляется в трубу через отверстие в огнеупорном материале в виде матов, уложенном на верхнюю трубную решетку, а головка втулки опирается на огнеупорный материал в виде матов. In another embodiment of the present invention, the insert sleeve has a sleeve head and a tubular sleeve body, where the tubular sleeve body is inserted into the tube through an opening in the refractory material in the form of mats laid on the upper tube sheet, and the sleeve head rests on the refractory material in the form of mats.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения толщина огнеупорного материала в виде матов, расположенного под головкой втулки, составляет от 10 до 40% от длины втулки. In another embodiment of the present invention, the thickness of the refractory material in the form of mats located under the head of the sleeve is from 10 to 40% of the length of the sleeve.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения высота головки втулки составляет от 10 до 40% от длины втулки. In another embodiment of the present invention, the height of the bushing head is from 10 to 40% of the bushing length.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения огнеупорная бумага распложена вокруг внешней поверхности трубчатого тела втулки.In another embodiment of the present invention, fireproof paper is arranged around the outer surface of the tubular body of the sleeve.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения катализатор содержит по меньшей мере одну катализаторную сетку. In another embodiment of the present invention, the catalyst comprises at least one catalyst gauze.
В еще одном дополнительном варианте осуществления настоящего изобретения упомянутая по меньшей мере катализаторная сетка расположена на расстоянии 100-1000 мм от верхней трубной решетки.In yet another further embodiment of the present invention, said at least catalyst mesh is located at a distance of 100-1000 mm from the upper tube sheet.
Покажем, каким образом достигается указанный выше технический результат заявляемого реактора для получения циановодорода способом Андруссова.Let us show how the above technical result of the claimed reactor for obtaining hydrogen cyanide using the Andrussov method is achieved.
В заявляемом реакторе для получения циановодорода способом Андруссова наличие в отводе продуктов реакции по меньшей мере двух устройств впрыска обеспечивает возможность впрыска дополнительного потока хладагента под верхнюю трубную решетку, что вызывает интенсификацию теплообмена благодаря турбулизации текучей среды хладагента вблизи нижней поверхности верхней трубной решетки и доставке хладагента, имеющего более низкую температуру, чем уже циркулирующий в межтрубном пространстве основной поток хладагента, непосредственно к нижней поверхности верхней трубной решетки. Это позволяет увеличить темп охлаждения верхней трубной решетки с заделанными в ней участками труб, предотвращая их перегрев выше предельно-допустимых температур эксплуатации металлических конструкционных материалов. Благодаря этому обеспечивается повышение надежности работы реактора при сохранении его производительности. In the claimed reactor for obtaining hydrogen cyanide by the Andrussov method, the presence of at least two injection devices in the reaction product outlet provides the possibility of injecting an additional coolant flow under the upper tube sheet, which causes an intensification of heat exchange due to the turbulence of the coolant fluid near the lower surface of the upper tube sheet and the delivery of a coolant having a lower temperature than the main coolant flow already circulating in the intertube space, directly to the lower surface of the upper tube sheet. This makes it possible to increase the cooling rate of the upper tube sheet with the sections of pipes embedded in it, preventing their overheating above the maximum permissible operating temperatures of metal structural materials. Due to this, the reliability of the reactor operation is increased while maintaining its productivity.
К тому же наличие центрального участка верхней трубной решетки, выполненного свободным от труб, где площадь упомянутого центрального участка составляет от 1 до 6% от площади верхней трубной решетки, позволяет уменьшить число нарушений герметичности соединений с трубами, что повышает надежность работы реактора при сохранении его производительности. Это связано с тем, что центральная часть верхней трубной решетки имеет более высокую тепловую нагрузку по сравнению с ее периферийной частью, соответственно, при эксплуатации центральная часть находится при более высоких температурах, чем периферийная часть, поэтому наибольшее число нарушений герметичности соединений с трубами вследствие превышения предельно-допустимой температуры эксплуатации металла трубной решетки происходит именно в центральной части.In addition, the presence of a central section of the upper tube sheet made free of pipes, where the area of the said central section is from 1 to 6% of the area of the upper tube sheet, allows to reduce the number of leaks in the connections with pipes, which increases the reliability of the reactor while maintaining its productivity. This is due to the fact that the central part of the upper tube sheet has a higher thermal load compared to its peripheral part, accordingly, during operation, the central part is at higher temperatures than the peripheral part, therefore, the greatest number of leaks in the connections with pipes due to exceeding the maximum permissible operating temperature of the metal of the tube sheet occurs precisely in the central part.
Уменьшение расстояния от верхней трубной решетки до первой сверху поперечной перегородки относительно шага перегородки в 1,5-3 раза, предпочтительно в 2,2-2,5 раза, позволяет использовать эффект от впрыска дополнительного потока хладагента, имеющего более низкую температуру, именно в пространстве под верхней трубной решеткой, что увеличивает темп охлаждения верхней трубной решетки, тем самым, обеспечивая повышение надежности работы реактора при сохранении его производительности. Reducing the distance from the upper tube sheet to the first transverse partition from the top relative to the partition pitch by 1.5-3 times, preferably by 2.2-2.5 times, makes it possible to use the effect of injecting an additional flow of coolant, which has a lower temperature, precisely in the space under the upper tube sheet, which increases the cooling rate of the upper tube sheet, thereby ensuring an increase in the reliability of the reactor while maintaining its productivity.
Благодаря наличию поперечных перегородок, например, поперечных перегородок типа «диск-кольцо», и подаче хладагента в нижнюю часть межтрубного пространства с его выводом в верхней части межтрубного пространства, поток хладагента, циркулирует в межтрубном пространстве снизу вверх, разворачиваясь вдоль поверхностей перегородок. При этом расположение внешнего края первой сверху поперечной перегородки у внутренней стенки отвода продуктов реакции при размере выреза в первой сверху поперечной перегородке, составляющем от 8 до 20%, предпочтительно от 12 до 16%, от площади первой сверху поперечной перегородки, обеспечивает направление всего циркулирующего потока хладагента под верхнюю трубную решетку, поскольку при такой конфигурации байпассирование хладагента вдоль внутренней поверхности отвода продуктов реакции становится практически невозможным из-за высокого гидравлического сопротивления в области зазора, составляющего не более 1% от внутреннего диаметра отвода продуктов реакции. Due to the presence of transverse partitions, for example, transverse partitions of the "disk-ring" type, and the supply of coolant to the lower part of the intertube space with its outlet in the upper part of the intertube space, the coolant flow circulates in the intertube space from the bottom up, unfolding along the surfaces of the partitions. In this case, the location of the outer edge of the first transverse partition from the top at the inner wall of the reaction product outlet with the size of the cutout in the first transverse partition from the top, constituting from 8 to 20%, preferably from 12 to 16%, of the area of the first transverse partition from the top, ensures the direction of the entire circulating coolant flow under the upper tube sheet, since with such a configuration, bypassing the coolant along the inner surface of the reaction product outlet becomes practically impossible due to the high hydraulic resistance in the gap area, constituting no more than 1% of the inner diameter of the reaction product outlet.
Кроме того, при указанных выше площади выреза в первой сверху поперечной перегородке, величине зазора между этой поперечной перегородкой и внутренней стенкой отвода продуктов реакции и шаге поперечных перегородок поток хладагента вынужден омывать трубы в поперечном направлении, что улучшает теплопередачу благодаря турбулизации и увеличению скорости потока хладагента, циркулирующего в межтрубном пространстве. В свою очередь, улучшение теплопередачи увеличивает темп охлаждения теплопередающей конструкции, что позволяет повысить надежность работы реактора при сохранении его производительности.In addition, with the above-mentioned area of the cutout in the first transverse partition from the top, the size of the gap between this transverse partition and the internal wall of the reaction product outlet and the pitch of the transverse partitions, the coolant flow is forced to wash the pipes in the transverse direction, which improves heat transfer due to turbulence and an increase in the speed of the coolant flow circulating in the intertube space. In turn, the improvement of heat transfer increases the cooling rate of the heat-transfer structure, which makes it possible to increase the reliability of the reactor while maintaining its productivity.
Присоединение труб к верхней трубной решетке путем двойной вальцовки и приварки труб к верхней трубной решетке при помощи наружного катета сварного шва позволяет существенным образом улучшить прочностные характеристики данного соединения и полностью исключить вероятность попадания механических примесей в пространство между трубой и трубной решеткой в процессе эксплуатации реактора, а, следовательно, обеспечивает повышение надежности работы реактора. The connection of pipes to the upper tube sheet by double rolling and welding of pipes to the upper tube sheet using the outer leg of the weld seam allows for a significant improvement in the strength characteristics of this connection and completely eliminates the possibility of mechanical impurities getting into the space between the pipe and the tube sheet during reactor operation, and, therefore, ensures an increase in the reliability of the reactor.
Следует отметить, что максимальная величина вальцовки может быть выбрана так, чтобы ее глубина была менее толщины трубной доски на 2-3 мм. Это связано с тем, при выполнении вальцовки на меньшую глубину возникает риск попадания механических «примесей» в зазор между наружной стенкой трубы и отверстием в трубной решетке в моменты тепловых расширений металла, что может привести к деформации труб и появлению протечек. В то же время, при выполнении вальцовки на глубину, равную толщине верхней трубной решетки, возникает риск поломки трубы, например, в результате подрезки трубы краем отверстия в трубной решетке.It should be noted that the maximum value of rolling can be selected so that its depth is 2-3 mm less than the thickness of the tube sheet. This is due to the fact that when rolling to a smaller depth, there is a risk of mechanical "impurities" getting into the gap between the outer wall of the pipe and the hole in the tube sheet during thermal expansion of the metal, which can lead to deformation of the pipes and leaks. At the same time, when rolling to a depth equal to the thickness of the upper tube sheet, there is a risk of breakage of the pipe, for example, as a result of cutting the pipe with the edge of the hole in the tube sheet.
Выполнение верхней трубной решетки с одинаковой толщиной металла по всей ее площади в сочетании с отсутствием труб в центральной части верхней трубной решетки способствует более равномерному распределению температуры по всей плоскости трубной решетки в процессе эксплуатации, что снижает риск перегрева металла верхней трубной решетки относительно предельно-допустимой температуры эксплуатации. The implementation of the upper tube sheet with the same metal thickness over its entire area, combined with the absence of pipes in the central part of the upper tube sheet, contributes to a more uniform temperature distribution over the entire plane of the tube sheet during operation, which reduces the risk of overheating of the upper tube sheet metal relative to the maximum permissible operating temperature.
Использование воды в качестве хладагента является более предпочтительным по сравнению с использованием газов, поскольку вода имеет высокую теплоту парообразования, что позволяет при равной площади поверхности теплообмена отвести большее количество теплоты. До пуска реакции синтеза циановодорода вода может подаваться в нижнюю часть межтрубного пространства при температуре, 85-95°С. После пуска реакции синтеза циановодорода температура может подняться, например, до 160-180°С за счет теплообмена с продуктами реакции, при этом образуется двухфазная пароводяная смесь, состоящая из 10-15% пара и 90-85% воды, которая затем может быть собрана в паросборнике для отделения влаги. Кроме того, под верхнюю трубную решетку может впрыскиваться дополнительный поток воды при температуре 85-95°С. Впрыск дополнительного потока воды, имеющего более низкую температуру, в основной поток пароводяной смеси, циркулирующий через межтрубное пространство, обеспечивает снижение температуры основного потока в пространстве под верхней трубой решеткой. В настоящем документе дополнительный поток воды, подаваемый в устройства впрыска также может называться подпиточной водой. Расход подпиточной воды может регулироваться так, чтобы компенсировать потери пара, сепарируемого в паросборнике. The use of water as a coolant is more preferable compared to the use of gases, since water has a high heat of vaporization, which allows for the removal of a greater amount of heat with an equal heat exchange surface area. Before starting the hydrogen cyanide synthesis reaction, water can be supplied to the lower part of the intertube space at a temperature of 85-95 °C. After starting the hydrogen cyanide synthesis reaction, the temperature can rise, for example, to 160-180 °C due to heat exchange with the reaction products, while a two-phase steam-water mixture is formed, consisting of 10-15% steam and 90-85% water, which can then be collected in a steam collector for separating moisture. In addition, an additional flow of water at a temperature of 85-95 °C can be injected under the upper tube sheet. Injection of an additional flow of water, having a lower temperature, into the main flow of the steam-water mixture circulating through the intertube space provides a decrease in the temperature of the main flow in the space under the upper tube sheet. In this document, the additional water flow supplied to the injection devices may also be referred to as make-up water. The make-up water flow rate may be adjusted to compensate for the loss of steam separated in the steam collector.
Защита верхней трубной решетки и труб вблизи резервуара реактора от теплового воздействия со стороны продуктов реакции посредством керамических элементов, огнеупорного материала в виде матов и огнеупорной бумаги, в указанной выше конфигурации, позволяет предотвратить их перегрев выше предельно-допустимых температур эксплуатации металлических конструкционных материалов, в особенности, в момент пуска реактора, благодаря значительному улучшению теплоизоляции участков, попадающих под воздействие набегающего потока реакционной смеси, разогретой до высоких температур. Это повышает надежность работы реактора при сохранении его производительности.Protection of the upper tube sheet and tubes near the reactor vessel from the thermal impact of the reaction products by means of ceramic elements, refractory material in the form of mats and refractory paper, in the above configuration, prevents their overheating above the maximum permissible operating temperatures of metal structural materials, especially at the moment of reactor start-up, due to significant improvement in the thermal insulation of areas exposed to the oncoming flow of the reaction mixture heated to high temperatures. This increases the reliability of the reactor while maintaining its productivity.
Огнеупорный материал в виде матов может представлять собой керамический или алюмосиликатный материал. Огнеупорная бумага может представлять собой керамическую или алюмосиликатную огнеупорную бумагу. В данном случае может быть использован любой огнеупорный материал, способный выдержать температуру более 1200°С и не выделяющий при нагревании вредных веществ. Например, могут быть использованы материалы торговой марки Nefallit®.The refractory material in the form of mats can be a ceramic or aluminosilicate material. The refractory paper can be a ceramic or aluminosilicate refractory paper. In this case, any refractory material that can withstand temperatures above 1200°C and does not emit harmful substances when heated can be used. For example, materials of the Nefallit® trademark can be used.
Расположение по меньшей мере одной катализаторной сетки на расстоянии 100-1000 мм от верхней трубной решетки позволяет снизить воздействие теплового излучения от раскаленной катализаторной сетки(сеток) на металл верхней трубной решетки с заделанными в ней участками труб, что также обеспечивает защиту верхней трубной решетки от перегрева выше предельно-допустимых температур эксплуатации металлических конструкционных материалов, и, следовательно, позволяет повысить надежность работы реактора при сохранении его производительности.The arrangement of at least one catalyst grid at a distance of 100-1000 mm from the upper tube sheet allows to reduce the impact of thermal radiation from the hot catalyst grid(s) on the metal of the upper tube sheet with the sections of tubes embedded in it, which also ensures protection of the upper tube sheet from overheating above the maximum permissible operating temperatures of metal structural materials, and, consequently, allows to increase the reliability of the reactor operation while maintaining its productivity.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS
Исходя из изложенных выше задачи настоящего изобретения и его аспектов, далее будут подробно описаны конкретные примерные варианты осуществления заявляемого изобретения, которые следует рассматривать вместе с прилагаемыми чертежами и которые ни в коей мере не предназначены для определения или ограничения объема изобретения, а только раскрывают конкретные примеры его осуществления. Следует отметить, что чертежи не обязательно выполнены в масштабе, некоторые элементы могут быть изображены с увеличением или уменьшением с целью иллюстрации деталей отдельных компонентов. Специалистам будут очевидны другие варианты осуществления, модификации или эквивалентные замены на основе данного описания, и все такие варианты осуществления, модификации и эквивалентные замены считаются включенными в настоящее изобретение.Based on the above stated objectives of the present invention and its aspects, specific exemplary embodiments of the claimed invention will now be described in detail, which should be considered together with the accompanying drawings and which are in no way intended to define or limit the scope of the invention, but only to disclose specific examples of its implementation. It should be noted that the drawings are not necessarily drawn to scale, some elements may be depicted enlarged or reduced in order to illustrate the details of individual components. Other embodiments, modifications or equivalent substitutions will be obvious to those skilled in the art based on this description, and all such embodiments, modifications and equivalent substitutions are considered to be included in the present invention.
Чертежи предоставлены исключительно с целью иллюстрации в качестве помощи при чтении и для понимания описания, и их не следует никоим образом рассматривать как определяющие или ограничивающие объем изобретения. На чертежах изображено следующее:The drawings are provided solely for illustrative purposes as an aid to reading and understanding the description and should in no way be construed as defining or limiting the scope of the invention. The drawings depict the following:
На Фигуре 1 показан реактор для получения циановодорода способом Андруссова согласно варианту осуществления настоящего изобретения.Figure 1 shows a reactor for producing hydrogen cyanide by the Andrussow process according to an embodiment of the present invention.
На Фигуре 2 показан контур подачи потока хладагента в межтрубное пространство и контур подачи дополнительного потока хладагента в устройства впрыска.Figure 2 shows the circuit for supplying the refrigerant flow into the intertube space and the circuit for supplying an additional refrigerant flow to the injection devices.
На Фигуре 3А показан фрагмент изображения в разрезе верхней трубной решетки с заделанными в нее участками труб, а также расположение керамических элементов, выполненных в виде вставной втулки, огнеупорного материала в виде матов и керамической огнеупорной бумаги.Figure 3A shows a fragment of a sectional image of the upper tube sheet with sections of tubes embedded in it, as well as the arrangement of ceramic elements made in the form of an insert sleeve, refractory material in the form of mats and ceramic refractory paper.
На Фигуре 3Б показано изображение в разрезе вставной втулки.Figure 3B shows a cross-sectional view of the insert sleeve.
На Фигуре 4 показана фотография верхней трубной решетки с установленными на ней термопарами.Figure 4 shows a photograph of the top tube sheet with thermocouples mounted on it.
На Фигуре 5А показан график измерения температуры продуктов реакции.Figure 5A shows a graph of the temperature measurements of the reaction products.
На Фигуре 5Б показан график измерения температуры в центре верхней трубной решетки.Figure 5B shows a graph of the temperature measurement at the center of the upper tube sheet.
На Фигуре 5В показан график измерения температуры в середине радиуса верхней трубной решетки.Figure 5B shows a graph of the temperature measurement at the mid-radius of the upper tube sheet.
На Фигуре 6 показана фотография фрагмента верхней трубной решетки после вскрытия реактора по настоящему изобретению по истечении 4 месяцев эксплуатации.Figure 6 shows a photograph of a fragment of the upper tube sheet after opening the reactor according to the present invention after 4 months of operation.
На Фигуре 7 показана фотография фрагмента верхней трубной решетки, которая эксплуатировалась в реакторе до реализации заявляемых усовершенствований.Figure 7 shows a photograph of a fragment of the upper tube sheet that was used in the reactor before the implementation of the claimed improvements.
На Фигуре 8А показан график измерения температуры продуктов реакции.Figure 8A shows a graph of the temperature measurements of the reaction products.
На Фигуре 8Б показан график измерения температуры в центре верхней трубной решетки.Figure 8B shows a graph of the temperature measurement at the center of the upper tube sheet.
На Фигуре 8В показан график измерения температуры в середине радиуса верхней трубной решетки.Figure 8B shows a graph of the temperature measurement at the mid-radius of the upper tube sheet.
На Фигуре 9 показан контур подачи потока хладагента в межтрубное пространство для варианта осуществления реактора без устройств впрыска.Figure 9 shows a coolant flow circuit into the intertube space for an embodiment of a reactor without injection devices.
На Фигуре 10А показан график измерения температуры продуктов реакции.Figure 10A shows a graph of the temperature measurements of the reaction products.
На Фигуре 10Б показан график измерения температуры в центре верхней трубной решетки.Figure 10B shows a graph of the temperature measurement at the center of the upper tube sheet.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS OF THE INVENTION
Настоящее изобретение было создано с учетом ряда известных решений, продемонстрированных выше, и направлено, в частности, на устранение и/или смягчение по меньшей мере некоторых недостатков этих известных решений. The present invention was created taking into account a number of known solutions demonstrated above and is aimed, in particular, at eliminating and/or mitigating at least some of the disadvantages of these known solutions.
Специалистам в области техники будет понятно, что различные примерные варианты осуществления настоящего изобретения не следует ни в коем случае истолковывать как определяющие или ограничивающие объем заявляемого изобретения, и что специалистами могут быть предусмотрены другие материальные и технические средства, эквивалентные или явно аналогичные перечисленным ниже, для выполнения различных операций, функций, этапов способа и т.п., описанных ниже. Настоящее подробное описание не предназначено для определения или ограничения объема заявляемого изобретения, которое следует определять только посредством ссылки на прилагаемую формулу изобретения.It will be understood by those skilled in the art that the various exemplary embodiments of the present invention should in no way be construed as defining or limiting the scope of the claimed invention, and that those skilled in the art may provide other material and technical means equivalent or clearly similar to those listed below for performing the various operations, functions, method steps, etc. described below. This detailed description is not intended to define or limit the scope of the claimed invention, which should be determined only by reference to the appended claims.
Далее со ссылкой на Фиг. 1 будет показано схематическое изображение реактора для получения циановодорода способом Андруссова согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Next, with reference to Fig. 1, a schematic diagram of a reactor for producing hydrogen cyanide by the Andrussow method according to an embodiment of the present invention will be shown.
В варианте осуществления, показанном на Фиг. 1, реактор (1) для получения циановодорода способом Андруссова включает резервуар (2) реактора, по меньшей мере один подвод (3) газа, который впадает в область (4) подвода газа, катализатор (5) и отвод (6) продуктов реакции. In the embodiment shown in Fig. 1, the reactor (1) for producing hydrogen cyanide by the Andrussow method comprises a reactor tank (2), at least one gas inlet (3) that flows into a gas inlet region (4), a catalyst (5) and a reaction product outlet (6).
Резервуар (2) реактора может иметь прямоугольное или круглое поперечное сечение. В варианте осуществления, показанном на Фиг. 1, резервуар (2) реактора имеет цилиндрическую форму. Объем резервуара (2) реактора зависит от предусмотренной производительности и может иметь любой из общепринятых объемов. Резервуар (2) реактора может иметь дно с одним или более отверстиями, через которые из него отводятся продукты реакции. Резервуар (2) реактора может иметь внутреннюю футеровку (7) из огнеупорного материала, который может представлять собой керамический или алюмосиликатный материал. К примеру, может быть предусмотрен слой из материала, состоящего из керамических волокон, например, материал, содержащий кремниевые волокна, который в продаже известен под названием Nefallit®, в частности, внутренняя футеровка может содержать материал в виде огнеупорной ваты. The reactor vessel (2) may have a rectangular or circular cross-section. In the embodiment shown in Fig. 1, the reactor vessel (2) has a cylindrical shape. The volume of the reactor vessel (2) depends on the intended capacity and may have any of the conventional volumes. The reactor vessel (2) may have a bottom with one or more openings through which the reaction products are removed from it. The reactor vessel (2) may have an internal lining (7) made of a refractory material, which may be a ceramic or aluminosilicate material. For example, a layer of a material consisting of ceramic fibers may be provided, for example a material containing silicon fibers, which is commercially known under the name Nefallit®, in particular, the internal lining may contain a material in the form of refractory wool.
Отвод (6) продуктов реакции представляет собой вертикально расположенную под резервуаром (2) реактора оболочку (8). Оболочка (8) имеет теплообменную конструкцию, содержащую пучки труб (9), предназначенные для теплообмена между поступающими в трубы (9) продуктами реакции из резервуара реактора (2) и потоком хладагента, циркулирующим через межтрубное пространство. Упомянутый поток хладагента поступает в нижнюю часть межтрубного пространства через устройство впуска (10) и выводится из верхней части межтрубного пространства через устройство выпуска (11). Пучки труб (9) снабжены верхней трубной решеткой (12) и нижней трубной решеткой (13) и поперечными перегородками (14А, 14Б). Также отвод (6) продуктов реакции снабжен по меньшей мере двумя устройствами впрыска (15), выполненными с возможностью впрыска дополнительного потока хладагента под верхнюю трубную решетку (12). The reaction product outlet (6) is a shell (8) vertically located under the reactor tank (2). The shell (8) has a heat exchange structure containing tube bundles (9) intended for heat exchange between the reaction products entering the tubes (9) from the reactor tank (2) and the coolant flow circulating through the intertube space. The said coolant flow enters the lower part of the intertube space through the inlet device (10) and is discharged from the upper part of the intertube space through the outlet device (11). The tube bundles (9) are provided with an upper tube sheet (12) and a lower tube sheet (13) and transverse partitions (14A, 14B). The reaction product outlet (6) is also provided with at least two injection devices (15) configured to inject an additional coolant flow under the upper tube sheet (12).
Трубные решетки (12, 13) обеспечивают герметичность реакционной среды, покидающей резервуар (2) реактора, и текучей среды хладагента, заключенной между трубными решетками и оболочкой (8) и циркулирующей через межтрубное пространство, относительно друг друга. Кроме того, они являются несущей конструкцией для пучков труб (9). Верхняя трубная решетка (12) может служить дном резервуара (2) реактора. The tube sheets (12, 13) ensure the tightness of the reaction medium leaving the reactor tank (2) and the coolant fluid enclosed between the tube sheets and the shell (8) and circulating through the intertube space, relative to each other. In addition, they are a supporting structure for the tube bundles (9). The upper tube sheet (12) can serve as the bottom of the reactor tank (2).
Как показано на Фиг. 1, верхняя и нижняя трубные решетки (12, 13) имеют центральный участок (16), выполненный свободным от труб. Площадь упомянутого центрального участка, выполненного свободным от труб, может составлять от 1 до 6% от площади трубной решетки, предпочтительно, от 1,2 до 4% от площади трубной решетки, более предпочтительно, от 1,4 до 3%. Как верхняя трубная решетка (12), так и нижняя трубная решетка (13) могут иметь одинаковую толщину металла по всей их площади. Толщина верхней трубной решетки (12) может быть выполнена равной толщине нижней трубной решетки (13) или они могут иметь отличающуюся толщину. Например, верхняя и нижняя трубные решетки может иметь толщину от 30 до 100 мм.As shown in Fig. 1, the upper and lower tube sheets (12, 13) have a central section (16) made free of tubes. The area of said central section made free of tubes may be from 1 to 6% of the area of the tube sheet, preferably from 1.2 to 4% of the area of the tube sheet, more preferably from 1.4 to 3%. Both the upper tube sheet (12) and the lower tube sheet (13) may have the same metal thickness over their entire area. The thickness of the upper tube sheet (12) may be made equal to the thickness of the lower tube sheet (13), or they may have a different thickness. For example, the upper and lower tube sheets may have a thickness of 30 to 100 mm.
Трубы (9) могут быть присоединены к верхней трубной решетке (12) путем двойной вальцовки на участке, составляющем не менее 2/3 толщины верхней трубной решетки (12), и приваркой труб (9) к верхней трубной решетке (12) при помощи наружного катета сварного шва. Аналогичным образом может быть выполнено присоединение труб (9) к нижней трубной решетке (13). Максимальная величина вальцовки может быть выбрана так, чтобы ее глубина была менее толщины трубной доски на 2-3 мм. Это связано с тем, что при выполнении вальцовки на меньшую глубину возникает риск попадания механических «примесей» в зазор между наружной стенкой трубы и отверстием в трубной решетке в моменты тепловых расширений металла, что может привести к деформации труб и появлению протечек. В то же время, при выполнении вальцовки на глубину, равную толщине верхней трубной решетки, возникает риск поломки трубы, например, в результате подрезки трубы краем отверстия в трубной решетке. The tubes (9) can be connected to the upper tube sheet (12) by double rolling on a section that is at least 2/3 of the thickness of the upper tube sheet (12) and by welding the tubes (9) to the upper tube sheet (12) using the outer leg of the weld. The tubes (9) can be connected to the lower tube sheet (13) in a similar manner. The maximum rolling depth can be selected so that its depth is 2-3 mm less than the thickness of the tube sheet. This is due to the fact that when rolling to a smaller depth, there is a risk of mechanical "impurities" getting into the gap between the outer wall of the tube and the hole in the tube sheet during thermal expansion of the metal, which can lead to deformation of the tubes and leaks. At the same time, when rolling to a depth equal to the thickness of the upper tube sheet, there is a risk of tube breakage, for example, as a result of the tube being cut by the edge of the hole in the tube sheet.
Поперечные перегородки 14А, 14Б представляют собой пластины перегородок с отверстиями для труб (9). В пластине перегородки может быть выполнен вырез, составляющий некоторую долю от площади поперечной перегородки. Таким образом, пластины поперечных перегородок 14А, 14Б оставляют некоторое свободное пространство в горизонтальном поперечном сечении на высоте поперечных перегородок 14А, 14Б и тем самым обеспечивают циркуляцию потока текучей среды хладагента вдоль поверхности перегородки. В вариантах осуществления в первой сверху поперечной перегородке может быть выполнен вырез (17), составляющий от 8 до 20% от площади первой сверху поперечной перегородки, предпочтительно, составляющий от 12 до 16% от площади первой сверху поперечной перегородки, более предпочтительно, 13 до 15% от площади первой сверху поперечной перегородки. В вариантах осуществления вырез может быть выполнен в центральной части первой сверху поперечной перегородки.The transverse partitions 14A, 14B are partition plates with holes for pipes (9). A cutout may be made in the partition plate, which constitutes a certain fraction of the area of the transverse partition. Thus, the transverse partition plates 14A, 14B leave some free space in the horizontal cross-section at the height of the transverse partitions 14A, 14B and thereby ensure the circulation of the coolant fluid flow along the surface of the partition. In embodiments, a cutout (17) may be made in the first transverse partition from the top, which constitutes from 8 to 20% of the area of the first transverse partition from the top, preferably, which constitutes from 12 to 16% of the area of the first transverse partition from the top, more preferably, 13 to 15% of the area of the first transverse partition from the top. In embodiments, the cutout may be made in the central part of the first transverse partition from the top.
Поперечные перегородки (14А, 14Б) могут быть установлены с шагом перегородки, hпер., где шагом перегородки является расстояние между центрами перегородок. При этом расстояние от верхней трубной решетки (12) до первой сверху поперечной перегородки (14А) может быть меньше шага перегородки в 1,5-3 раза, предпочтительно, в 2,1-2,6 раза предпочтительно, более предпочтительно в 2,2-2,5 раза. The transverse partitions (14A, 14B) can be installed with a partition pitch, h per. , where the partition pitch is the distance between the centers of the partitions. In this case, the distance from the upper tube sheet (12) to the first transverse partition (14A) from the top can be less than the partition pitch by 1.5-3 times, preferably by 2.1-2.6 times, more preferably by 2.2-2.5 times.
Внешний край первой сверху поперечной перегородки (14А) может заканчиваться у внутренней стенки отвода (6) продуктов реакции, в частности, между внутренней стенкой отвода (6) продуктов реакции и внешний краем первой сверху поперечной перегородки (14А) может быть обеспечен зазор (18), величина которого может быть предусмотрена такой, чтобы вызывать обтекание хладагентом поверхностей упомянутых труб (9), сводя к минимуму байпасирование хладагента через зазор (18). В варианте осуществления с Фиг. 1 максимальная величина зазора (18) может составлять не более 1% от внутреннего диаметра отвода (6) продуктов реакции, предпочтительно, не более 0,6% от внутреннего диаметра отвода (6) продуктов реакции, еще более предпочтительно, не более 0,4% от внутреннего диаметра отвода (6) продуктов реакции. The outer edge of the first transverse partition (14A) from the top can end at the inner wall of the outlet (6) of the reaction products, in particular, between the inner wall of the outlet (6) of the reaction products and the outer edge of the first transverse partition (14A) from the top a gap (18) can be provided, the size of which can be provided such as to cause the coolant to flow around the surfaces of the said pipes (9), minimizing the bypass of the coolant through the gap (18). In the embodiment from Fig. 1, the maximum value of the gap (18) can be no more than 1% of the inner diameter of the outlet (6) of the reaction products, preferably no more than 0.6% of the inner diameter of the outlet (6) of the reaction products, even more preferably no more than 0.4% of the inner diameter of the outlet (6) of the reaction products.
В варианте осуществления, представленном на Фиг. 1, предусмотрены поперечные перегородки типа «диск-кольцо». Первая сверху поперечная перегородка (14А) имеет форму кольца с указанными выше характеристиками, вторая сверху поперечная перегородка (14Б) имеет форму диска. Диаметр дисков выбран таким, чтобы в них размещались все пучки труб (9). Кроме того, размеры колец и дисков для перегородок могут быть определены из расчета получения одинаковой скорости потока хладагента в трех сечениях: внутри кольца, между кольцом и диском при поперечном омывании труб и в кольцевом зазоре между внутренней стенкой выпуска (6) продуктов реакции и диском. In the embodiment shown in Fig. 1, transverse partitions of the "disk-ring" type are provided. The first transverse partition from the top (14A) has the shape of a ring with the above-mentioned characteristics, the second transverse partition from the top (14B) has the shape of a disk. The diameter of the disks is selected so that all the tube bundles (9) are placed in them. In addition, the sizes of the rings and disks for the partitions can be determined based on obtaining the same flow rate of the coolant in three sections: inside the ring, between the ring and the disk during transverse washing of the tubes, and in the annular gap between the inner wall of the outlet (6) of the reaction products and the disk.
На Фиг. 1 показано пять поперечных перегородок, которые установлены с шагом перегородки, hпер. Первая сверху, третья сверху и пятая сверху поперечные перегородки выполнены одинаковым образом в форме кольца, вторая сверху и четвертая сверху перегородки выполнены одинаковым образом в форме диска. В этой конфигурации поток хладагента циркулирует в межтрубном пространстве снизу вверх и вдоль поверхности перегородок с омыванием труб (9) в поперечном направлении. В других вариантах осуществления реактора могут быть использованы другие типы поперечных перегородок: сегментные, с секторным вырезом и др., выполненные с возможностью направления движения потока хладагента в межтрубном пространстве поперек труб. Fig. 1 shows five transverse partitions, which are installed with a partition pitch of h per . The first from the top, the third from the top and the fifth from the top transverse partitions are made in the same way in the form of a ring, the second from the top and the fourth from the top partitions are made in the same way in the form of a disk. In this configuration, the coolant flow circulates in the intertube space from the bottom up and along the surface of the partitions with washing of the pipes (9) in the transverse direction. In other embodiments of the reactor, other types of transverse partitions can be used: segmental, with a sector cutout, etc., made with the possibility of directing the movement of the coolant flow in the intertube space across the pipes.
Упомянутые по меньшей мере два устройствами впрыска (15) предназначены для впрыска дополнительного потока хладагента в общий поток хладагента, циркулирующий в межтрубном пространстве. Они могут быть выполнены в виде трубок, выведенных в верхней части межтрубного пространства непосредственно в область между верхней трубной решеткой (12) и первой сверху поперечной перегородкой (14А), к которым посредством фланцевого соединения или любого другого способа подключен контур подачи дополнительного потока хладагента. Отвод (6) продуктов реакции может быть снабжен, например, двумя устройствами впрыска (15), тремя устройствами впрыска (15) или шестью устройствами впрыска (15). На конце трубки может быть установлена форсунка или насадка (не показана на Фиг. 1), которая производит разбиение дополнительного потока хладагента на более мелкие потоки или капли в соответствии с заданными характеристиками. Разбиение дополнительного потока хладагента приводит к увеличению эффективности процесса теплообмена.The mentioned at least two injection devices (15) are intended for injecting an additional flow of refrigerant into the general flow of refrigerant circulating in the intertube space. They can be made in the form of tubes, brought out in the upper part of the intertube space directly into the area between the upper tube sheet (12) and the first from the top transverse partition (14A), to which the circuit for supplying an additional flow of refrigerant is connected by means of a flange connection or any other method. The outlet (6) of the reaction products can be provided, for example, with two injection devices (15), three injection devices (15) or six injection devices (15). A nozzle or a nozzle (not shown in Fig. 1) can be installed at the end of the tube, which breaks up the additional flow of refrigerant into smaller flows or drops in accordance with the specified characteristics. Breaking up the additional flow of refrigerant leads to an increase in the efficiency of the heat exchange process.
Катализатор (5) может содержать по меньшей мере один металл платиновой группы (платину, палладий, иридий, осмий и родий). Использование платины является предпочтительным. Катализатор (5) может быть выполнен в форме по меньшей мере одной катализаторной сетки. Катализаторная сетка может быть расположена на расстоянии 100-1000 мм от верхней трубной решетки (12), предпочтительно на расстоянии 200-700 мм от верхней трубной решетки (12), более предпочтительно на расстоянии 300-400 мм от верхней трубной решетки (12). Катализатор (5) может быть расположен на опорной поверхности (не показана на Фиг. 1), которая может быть изготовлена из металла или из керамического материала и может содержать несколько слоев. Кроме того, на катализаторе может быть расположен слой керамического материала (не показан на Фиг. 1), который может представлять собой одну или нескольких керамических тканей или керамической пены.The catalyst (5) may contain at least one platinum group metal (platinum, palladium, iridium, osmium and rhodium). The use of platinum is preferred. The catalyst (5) may be in the form of at least one catalyst gauze. The catalyst gauze may be located at a distance of 100-1000 mm from the upper tube sheet (12), preferably at a distance of 200-700 mm from the upper tube sheet (12), more preferably at a distance of 300-400 mm from the upper tube sheet (12). The catalyst (5) may be located on a support surface (not shown in Fig. 1), which may be made of metal or of a ceramic material and may comprise several layers. In addition, a layer of ceramic material (not shown in Fig. 1) may be located on the catalyst, which may be one or more ceramic fabrics or ceramic foam.
В вариантах осуществления между областью подвода газа (4) и катализатором (5) может быть предусмотрен по меньшей мере один смесительный элемент (не показан на Фиг. 1), который служит для смешивания подведенных исходных газов. Кроме того, за смесительным элементом может быть предусмотрен газопроницаемый промежуточный слой (не показан на Фиг. 1), выполненный с возможностью защиты от обратного удара пламени, фильтрации исходных газов, а также обеспечения равномерного набегания исходных газов на катализатор (5).In embodiments, at least one mixing element (not shown in Fig. 1) may be provided between the gas supply region (4) and the catalyst (5), which serves to mix the supplied source gases. In addition, a gas-permeable intermediate layer (not shown in Fig. 1) may be provided behind the mixing element, which is designed to provide protection against flame backfire, filter the source gases, and also ensure uniform inrush of the source gases onto the catalyst (5).
На Фиг. 2 показан вариант осуществления контура (19) подачи потока хладагента в межтрубное пространство отвода (6) продуктов реакции и контура (20) подачи дополнительного потока хладагента в устройства впрыска (15). В случае, показанном на фиг. 2, в качестве хладагента используется вода, при этом контур (19) подачи хладагента в межтрубное пространство может быть снабжен паросборником (21), который служит для сбора пароводяной смеси, поступающей из верхней части межтрубного пространства, и отделения пара от влаги. Из паросборника (21) вода поступает в нижнюю часть межтрубного пространства. Ток воды между паросборником (21) и межтрубным пространством происходит за счет свободной конвекции.Fig. 2 shows a variant of the embodiment of the circuit (19) for feeding the coolant flow into the intertube space of the outlet (6) of the reaction products and the circuit (20) for feeding an additional coolant flow into the injection devices (15). In the case shown in Fig. 2, water is used as the coolant, and the circuit (19) for feeding the coolant into the intertube space can be equipped with a steam collector (21), which serves to collect the steam-water mixture coming from the upper part of the intertube space and to separate the steam from moisture. From the steam collector (21), water comes into the lower part of the intertube space. The water flow between the steam collector (21) and the intertube space occurs due to free convection.
До пуска реакции синтеза циановодорода вода в контурах (19) и (20) находится при температуре 85-95°С (вблизи точки кипения). При этом до пуска реакции синтеза вода в этих контурах находится без движения, т.е. заполнено внутреннее пространство аппаратов (межтрубное пространство, паросборник и трубопроводы). После пуска реакции синтеза циановодорода температура в контуре (19) плавно поднимается до температуры 160-180°С за счет теплообмена с продуктами реакции, проходящими через трубы, при этом температура продуктов реакции снижается от ~1100 °С до не более 220°С. За счет парообразования и отвода пара возникает естественная циркуляция пароводяной смеси по контуру (19) (причем расход естественной циркуляции может составлять порядка 450 м3/час, давление в контуре (19) в установившемся режиме может составлять от 0,6 до 0,7 МПа). Образующаяся двухфазная пароводяная смесь, состоящая из 10-15% пара и 90-85% воды, поступает в паросборник (21). После начала отвода пара уровень жидкости в паросборнике (21) начинает снижаться. Для поддержания уровня жидкости в паросборнике (21) осуществляется подача подпиточной воды с температурой 85-95°С по контуру (20) к устройствам впрыска (15). Регулирование давления в паросборнике (21) осуществляется датчиком давления и регулирующими клапанами многодиапазонного регулирования. Контроль уровня заполнения паросборника (21) выполняется регулятором уровня заполнения и регулирующим клапаном. Before the hydrogen cyanide synthesis reaction is started, the water in circuits (19) and (20) is at a temperature of 85-95°C (near the boiling point). Before the synthesis reaction is started, the water in these circuits is motionless, i.e. the internal space of the apparatuses is filled (the intertube space, the steam collector and the pipelines). After the hydrogen cyanide synthesis reaction is started, the temperature in circuit (19) smoothly rises to a temperature of 160-180°C due to heat exchange with the reaction products passing through the pipes, while the temperature of the reaction products decreases from ~1100°C to no more than 220°C. Due to steam formation and steam removal, natural circulation of the steam-water mixture occurs along circuit (19) (the flow rate of natural circulation can be about 450 m3 /hour, the pressure in circuit (19) in the steady state can be from 0.6 to 0.7 MPa). The resulting two-phase steam-water mixture, consisting of 10-15% steam and 90-85% water, enters the steam collector (21). After the start of steam removal, the liquid level in the steam collector (21) begins to decrease. To maintain the liquid level in the steam collector (21), make-up water with a temperature of 85-95°C is supplied along the circuit (20) to the injection devices (15). The pressure in the steam collector (21) is regulated by a pressure sensor and multi-range control valves. The filling level of the steam collector (21) is controlled by a filling level regulator and a control valve.
На Фиг. 3А показан фрагмент изображения в разрезе верхней трубной решетки (12) с заделанными в нее участками труб (9). Трубная решетка (12) и трубы (9) могут быть защищены от теплового воздействия керамическими элементами, выполненными в виде вставной втулки (22) (см. также Фиг. 1), огнеупорным материалом в виде матов (23) (см. также Фиг. 1) и огнеупорной бумагой (24). Огнеупорный материал в виде матов может представлять собой керамический или алюмосиликатный материал. Огнеупорная бумага может представлять собой керамическую или алюмосиликатную огнеупорную бумагу. В данном случае может быть использован любой материал, способный выдержать температуру более 1200°С и не выделяющий при нагревании вредных веществ. Например, могут быть использованы материалы, торговой марки Nefallit®.Fig. 3A shows a fragment of a sectional image of the upper tube sheet (12) with sections of tubes (9) embedded therein. The tube sheet (12) and tubes (9) can be protected from thermal effects by ceramic elements made in the form of an insert sleeve (22) (see also Fig. 1), by a refractory material in the form of mats (23) (see also Fig. 1) and by refractory paper (24). The refractory material in the form of mats can be a ceramic or aluminosilicate material. The refractory paper can be a ceramic or aluminosilicate refractory paper. In this case, any material that can withstand temperatures above 1200°C and does not emit harmful substances when heated can be used. For example, materials of the Nefallit® trademark can be used.
На Фиг. 3Б показано изображение в разрезе вставной втулки (22). Вставная втулка имеет головку (22А) втулки и трубчатое тело (22Б) втулки, где трубчатое тело (22Б) втулки вставляется в трубу (9) через отверстие в огнеупорном материале в виде матов (23), уложенном на верхнюю трубную решетку (12), а головка втулки (22А) опирается на огнеупорный материал в виде матов (23). При этом огнеупорная бумага (24) расположена с уплотнением вокруг внешней поверхности трубчатого тела (22Б) втулки.Fig. 3B shows a cross-sectional view of the insert sleeve (22). The insert sleeve has a head (22A) of the sleeve and a tubular body (22B) of the sleeve, where the tubular body (22B) of the sleeve is inserted into the pipe (9) through an opening in the refractory material in the form of mats (23) laid on the upper tube grid (12), and the head of the sleeve (22A) rests on the refractory material in the form of mats (23). In this case, the refractory paper (24) is located with a seal around the outer surface of the tubular body (22B) of the sleeve.
Толщина огнеупорного материала в виде матов (23), расположенного под головкой втулки, может составлять от 10 до 40% от длины втулки (22), предпочтительно, от 15 до 35% от длины втулки (22), более предпочтительно, от 20 до 30% от длины втулки (22). Высота головки 22А втулки может составлять от 10 до 40% от длины втулки (22), предпочтительно, от 15 до 35% от длины втулки (22), более предпочтительно, от 20 до 30% от длины втулки (22). В вариантах осуществления могут быть реализованы любые варианты в пределах указанных диапазонов, например, толщина огнеупорного материала в виде матов (23), расположенного под головкой втулки, может составлять 30% от длины втулки (22), а высота головки 22А втулки может составлять от 15% от длины втулки (22), или толщина огнеупорного материала в виде матов (23), расположенного под головкой втулки, может составлять 20% от длины втулки (22), а высота головки 22А втулки может составлять от 35% от длины втулки (22).The thickness of the refractory material in the form of mats (23) located under the head of the sleeve may be from 10 to 40% of the length of the sleeve (22), preferably from 15 to 35% of the length of the sleeve (22), more preferably from 20 to 30% of the length of the sleeve (22). The height of the head 22A of the sleeve may be from 10 to 40% of the length of the sleeve (22), preferably from 15 to 35% of the length of the sleeve (22), more preferably from 20 to 30% of the length of the sleeve (22). In the embodiments, any variants within the specified ranges can be implemented, for example, the thickness of the refractory material in the form of mats (23) located under the head of the sleeve can be 30% of the length of the sleeve (22), and the height of the head 22A of the sleeve can be from 15% of the length of the sleeve (22), or the thickness of the refractory material in the form of mats (23) located under the head of the sleeve can be 20% of the length of the sleeve (22), and the height of the head 22A of the sleeve can be from 35% of the length of the sleeve (22).
Проведена экспериментальная проверка предлагаемого технического решения.An experimental test of the proposed technical solution was carried out.
Экспериментальный пример 1 Experimental example 1
В качестве реактора использовался реактор для получения циановодорода (HCN) способом Андруссова, в котором отвод продуктов реакции содержал пучки труб, снабженные верхней и нижней трубными решетками и поперечными перегородками.The reactor used was a reactor for the production of hydrogen cyanide (HCN) by the Andrussow method, in which the outlet of the reaction products contained tube bundles equipped with upper and lower tube sheets and transverse partitions.
Отвод продуктов реакции был снабжен 2 устройствами впрыска, выполненными с возможностью впрыска дополнительного потока хладагента под верхнюю трубную решетку. Подача хладагента в межтрубное пространство отвода продуктов реакции и в устройства впрыска осуществлялась по контурам (19) и (20), соответственно, как представлено на Фиг. 2. В качестве хладагента использовалась вода. The reaction product outlet was equipped with 2 injection devices, designed with the possibility of injecting an additional flow of coolant under the upper tube sheet. The coolant was supplied to the intertube space of the reaction product outlet and to the injection devices via circuits (19) and (20), respectively, as shown in Fig. 2. Water was used as the coolant.
Верхняя и нижняя трубные решетки имели центральный участок диаметром 300 мм, выполненный свободным от труб, площадь которого составляла 1,8% от площади верхней трубной решетки. Верхняя и нижняя трубные решетки были выполнены из поковки 09Г2С и имели одинаковую толщину металла по всей их площади, составляющую 42 и 40 мм, соответственно. Трубы были присоединены к верхней трубной решетке путем двойной вальцовки на участке, составляющем 39 мм, и приваркой труб к верхней трубной решетке при помощи наружного катета сварного шва. The upper and lower tube sheets had a central section with a diameter of 300 mm, made free of tubes, the area of which was 1.8% of the area of the upper tube sheet. The upper and lower tube sheets were made of 09G2S forging and had the same metal thickness over their entire area, amounting to 42 and 40 mm, respectively. The tubes were attached to the upper tube sheet by double rolling over a section of 39 mm and welding the tubes to the upper tube sheet using the outer leg of the weld.
В качестве поперечных перегородок было использовано пять перегородок типа «диск-кольцо». Первая сверху поперечная перегородка была выполнена в форме кольца и имела наружный диаметр 2433 мм. В центральной части первой сверху поперечной перегородки был выполнен вырез диаметром 900 мм, составляющий 14% от площади первой сверху поперечной перегородки. Вторая сверху поперечная перегородка была выполнена в форме диска диаметром 2100 мм. Перегородки были установлены с шагом перегородки, составляющим 848 мм. Расстояние от верхней трубной решетки до первой сверху поперечной перегородки составляло 358 мм, т.е. было меньше шага перегородки в ~2,37 раза. Величина зазора между внутренней стенкой отвода продуктов реакции и внешним краем первой сверху поперечной перегородки составляла 7,5 мм (0,3% от внутреннего диаметра отвода продуктов реакции, равного 2448 мм). Five disk-ring type partitions were used as transverse baffles. The first transverse baffle from the top was made in the form of a ring and had an outer diameter of 2433 mm. In the central part of the first transverse baffle from the top, a cutout with a diameter of 900 mm was made, which was 14% of the area of the first transverse baffle from the top. The second transverse baffle from the top was made in the form of a disk with a diameter of 2100 mm. The baffles were installed with a baffle pitch of 848 mm. The distance from the upper tube sheet to the first transverse baffle from the top was 358 mm, i.e. it was less than the baffle pitch by ~2.37 times. The gap between the inner wall of the reaction product outlet and the outer edge of the first transverse baffle from the top was 7.5 mm (0.3% of the inner diameter of the reaction product outlet, equal to 2448 mm).
Для защиты трубной решетки и труб от теплового воздействия набегающего потока реакционной смеси были использованы керамические втулки, керамический огнеупорный материал в виде матов и керамическая огнеупорная бумага. Длина втулки составляла 200 мм, высота головки керамической втулки составляла 50 мм (25% от длины втулки), толщина огнеупорного материала в виде матов, расположенного под головкой втулки, составляла 50 мм (25% от длины втулки). Керамическая огнеупорная бумага была расположена с уплотнением вокруг внешней поверхности трубчатого тела втулки. Керамический огнеупорный материал в виде матов и керамическая огнеупорная бумага имели торговую марку Nefallit®. Ceramic liners, ceramic refractory mats and ceramic refractory paper were used to protect the tube sheet and tubes from the thermal effects of the oncoming flow of the reaction mixture. The length of the liners was 200 mm, the height of the head of the ceramic liners was 50 mm (25% of the length of the liners), the thickness of the refractory mats located under the head of the liners was 50 mm (25% of the length of the liners). The ceramic refractory paper was located with a seal around the outer surface of the tubular body of the liners. The ceramic refractory mats and ceramic refractory paper had the trade mark Nefallit®.
Катализаторная сетка была расположена на расстоянии 330 мм от верхней трубной решетки.The catalyst grid was located at a distance of 330 mm from the upper tube sheet.
Для подтверждения работоспособности заявляемого технического решения и постоянного контроля температуры верхней трубной решетки на ее поверхности, обращенной в сторону набегающего потока реакционной смеси, были установлены две термопары, одна из которых была расположена в центре верхней трубной решетки, а вторая - на расстоянии половины радиуса от центра верхней трубной решетки. Фотография верхней трубной решетки с установленными на ней термопарами показана на Фиг. 4. Кроме того, выполнялось измерение температуры продуктов реакции. Для этого использовалась термопара, установленная под катализаторной сеткой, в частности, в области ее опорной поверхности. На основании измерений температур были построены соответствующие графики.To confirm the operability of the claimed technical solution and to continuously monitor the temperature of the upper tube sheet, two thermocouples were installed on its surface facing the oncoming flow of the reaction mixture, one of which was located in the center of the upper tube sheet, and the second - at a distance of half the radius from the center of the upper tube sheet. A photograph of the upper tube sheet with thermocouples installed on it is shown in Fig. 4. In addition, the temperature of the reaction products was measured. For this, a thermocouple installed under the catalyst grid, in particular, in the area of its support surface, was used. Based on the temperature measurements, the corresponding graphs were constructed.
Со ссылкой на Фиг. 5А, 5Б, 5В приведены: график измерения температуры продуктов реакции, Tпрод., график измерения температуры в центре верхней трубной решетки, Tцентр., график измерения температуры в середине радиуса верхней трубной решетки, Тсеред.рад., соответственно, где по оси абсцисс показано время в часах, по оси ординат показаны Tпрод., Tцентр., Тсеред.рад. в °С, соответственно. На графиках участки с резким подъемом температур соответствуют периоду пуска реактора. По данным измерений видно, что даже в период пуска реактора, когда температура реакции за считанные минуты вырастает со ~100°С до ~1100°С, температура на поверхности верхней трубной решетки не превышает предельно-допустимую температуру эксплуатации для углеродистого металла, равную 450°С. После выхода реактора на стабильный режим работы температура поверхности верхней трубной решетки снижается до расчетных значений в районе 300°С.With reference to Figs. 5A, 5B, 5C there are given: a graph of the measurement of the temperature of the reaction products, T cont. , a graph of the measurement of the temperature in the center of the upper tube sheet, T centr. , a graph of the measurement of the temperature in the middle of the radius of the upper tube sheet, T med.radian , respectively, where the abscissa axis shows the time in hours, the ordinate axis shows T cont. , T centr. , T med.radian in °C, respectively. In the graphs, the sections with a sharp rise in temperatures correspond to the reactor startup period. According to the measurement data, it is evident that even during the reactor startup period, when the reaction temperature increases from ~100°C to ~1100°C in a matter of minutes, the temperature on the surface of the upper tube sheet does not exceed the maximum permissible operating temperature for carbon metal, equal to 450°C. After the reactor has reached a stable operating mode, the surface temperature of the upper tube sheet decreases to the calculated values in the region of 300°C.
На Фиг. 6 показана фотография фрагмента верхней трубной решетки после вскрытия описанного выше реактора по истечении 4 месяцев эксплуатации. По результатам осмотра никаких изменений в металле не зафиксировано. Fig. 6 shows a photograph of a fragment of the upper tube grid after opening the reactor described above after 4 months of operation. No changes in the metal were recorded as a result of the inspection.
Для сравнения на Фиг. 7 показана фотография фрагмента верхней трубной решетки, которая эксплуатировалась в реакторе до реализации заявляемых усовершенствований. После каждого вскрытия реактора обнаруживались дефекты в виде нарушений герметичности в местах приварки труб к верхней трубной решетке со стороны входа продуктов реакции. Характер дефектов верхней трубной решетки, представленной на Фиг. 7, говорит о том, что температура металла в этом месте в течение длительного промежутка времени превышала предельно-допустимую температуру эксплуатации для углеродистого металла, составляющую 450°С. Переход металла в состояние «обугленного»(«выжженого») также дает основания полагать, что температура поверхности трубной решетки могла достигать температур 1000-1100°С, достаточно близких к точкам плавления материала решетки, что вызывало необратимые процессы в структуре металла. Определить, в какой момент могли достигаться эти температурные значения было невозможно, т.к. до реализации заявляемых усовершенствований приборов объективного контроля температуры верхней трубной решетки предусмотрено не было.For comparison, Fig. 7 shows a photograph of a fragment of the upper tube sheet, which was used in the reactor before the implementation of the claimed improvements. After each opening of the reactor, defects were found in the form of leaks in the places where the tubes were welded to the upper tube sheet on the side of the reaction product inlet. The nature of the defects in the upper tube sheet shown in Fig. 7 indicates that the temperature of the metal in this place exceeded the maximum permissible operating temperature for carbon metal, which is 450°C, for a long period of time. The transition of the metal to a "charred" ("burned") state also gives reason to believe that the surface temperature of the tube sheet could reach temperatures of 1000-1100°C, quite close to the melting points of the sheet material, which caused irreversible processes in the structure of the metal. It was impossible to determine at what point these temperature values could be reached, since before the implementation of the claimed improvements, no devices were provided for objectively monitoring the temperature of the upper tube sheet.
Экспериментальный пример 2 Experimental example 2
В качестве реактора использовался реактор для получения циановодорода (HCN) способом Андруссова, в котором отвод продуктов реакции содержал пучки труб, снабженные верхней и нижней трубными решетками и поперечными перегородками.The reactor used was a reactor for the production of hydrogen cyanide (HCN) by the Andrussow method, in which the outlet of the reaction products contained tube bundles equipped with upper and lower tube sheets and transverse partitions.
Отвод продуктов реакции был снабжен 2 устройствами впрыска, выполненными с возможностью впрыска дополнительного потока хладагента под верхнюю трубную решетку. Подача хладагента в межтрубное пространство отвода продуктов реакции и в устройства впрыска осуществлялась по контурам (19) и (20), соответственно, как представлено на Фиг. 2. В качестве хладагента использовалась вода. The reaction product outlet was equipped with 2 injection devices, designed with the possibility of injecting an additional flow of coolant under the upper tube sheet. The coolant was supplied to the intertube space of the reaction product outlet and to the injection devices via circuits (19) and (20), respectively, as shown in Fig. 2. Water was used as the coolant.
Верхняя и нижняя трубные решетки не имели центрального участка, выполненного свободным от труб. Верхняя и нижняя трубные решетки были выполнены из поковки 09Г2С. Толщина металла верхней трубной решетки была разной от центра к ее краю, а именно: в центре составляла 50 мм, на краю составляла 41,7 мм. Присоединение труб к верхней трубной решетке путем двойной вальцовки и приваркой труб к верхней трубной решетке при помощи наружного катета сварного шва не выполнялось.The upper and lower tube sheets did not have a central section free of tubes. The upper and lower tube sheets were made of 09G2S forging. The thickness of the upper tube sheet metal varied from the center to its edge, namely: in the center it was 50 mm, at the edge it was 41.7 mm. The connection of the tubes to the upper tube sheet by double rolling and welding the tubes to the upper tube sheet using the outer leg of the weld was not performed.
Было использовано пять поперечных перегородок. Первая сверху поперечная перегородка была выполнена в форме «звезды», при этом вырез диаметром 1300 мм был выполнен в центральной части этой перегородки и шесть дополнительных вырезов было выполнено со стороны наружного диаметра этой перегородки. Вторая сверху поперечная перегородка была выполнена в форме диска диаметром 1750 мм. Поперечные перегородки были установленных с шагом перегородки 750 мм и с соответствующим чередованием первой и второй перегородок. Расстояние от верхней трубной решетки до первой сверху поперечной перегородки составляло 932 мм. Внутренний диаметр отвода продуктов реакции составлял 2448 мм. Five transverse partitions were used. The first transverse partition from the top was made in the form of a "star", with a cutout of 1300 mm in diameter made in the central part of this partition and six additional cuts made on the side of the outer diameter of this partition. The second transverse partition from the top was made in the form of a disk with a diameter of 1750 mm. The transverse partitions were installed with a partition pitch of 750 mm and with the corresponding alternation of the first and second partitions. The distance from the upper tube sheet to the first transverse partition from the top was 932 mm. The internal diameter of the reaction product outlet was 2448 mm.
Для защиты трубной решетки и труб от теплового воздействия набегающего потока реакционной смеси были использованы керамические втулки, керамический огнеупорный материал в виде матов и керамическая огнеупорная бумага. Длина втулки составляла 200 мм, высота головки керамической втулки составляла 50 мм (25% от длины втулки), толщина огнеупорного материала в виде матов, расположенного под головкой втулки, также составляла 50 мм (25% от длины втулки). Керамическая огнеупорная бумага была расположена с уплотнением вокруг внешней поверхности трубчатого тела втулки. Керамический огнеупорный материал в виде матов и керамическая огнеупорная бумага имели торговую марку Nefallit®. Ceramic liners, ceramic refractory mats and ceramic refractory paper were used to protect the tube sheet and tubes from the thermal effects of the oncoming flow of the reaction mixture. The length of the liners was 200 mm, the height of the head of the ceramic liners was 50 mm (25% of the length of the liners), the thickness of the refractory mats located under the head of the liners was also 50 mm (25% of the length of the liners). The ceramic refractory paper was located with a seal around the outer surface of the tubular body of the liners. The ceramic refractory mats and ceramic refractory paper had the trade mark Nefallit®.
Катализаторная сетка была расположена на расстоянии 330 мм от верхней трубной решетки.The catalyst grid was located at a distance of 330 mm from the upper tube sheet.
Контроль температур на поверхности верхней трубной решетки осуществлялся по показаниям термопар, одна из которых была расположена в центре верхней трубной решетки, а вторая - на расстоянии половины радиуса от центра верхней трубной решетки, как показано выше на Фиг. 4. Кроме того, выполнялось измерение температуры продуктов реакции посредством термопары, установленной под катализаторной сеткой, в частности, в области ее опорной поверхности. На основании измерений температур были построены соответствующие графики.The temperature on the surface of the upper tube sheet was monitored using thermocouple readings, one of which was located in the center of the upper tube sheet, and the other at a distance of half the radius from the center of the upper tube sheet, as shown above in Fig. 4. In addition, the temperature of the reaction products was measured using a thermocouple installed under the catalyst mesh, in particular, in the area of its support surface. Based on the temperature measurements, the corresponding graphs were constructed.
Со ссылкой на Фиг. 8А, 8Б, 8В приведены: график измерения температуры продуктов реакции, Tпрод., график измерения температуры в центре верхней трубной решетки, Tцентр., график измерения температуры в середине радиуса верхней трубной решетки, Тсеред.рад., соответственно, где по оси абсцисс показано время в часах, по оси ординат показана температура в °С. На графиках участки с резким подъемом упомянутых температур соответствуют периоду пуска реактора. По данным измерений видно, что в период пуска реактора, температура в середине радиуса трубной решетки в течение непродолжительного промежутка времени (примерно 1,5 часа) превышает предельно-допустимую температуру эксплуатации для углеродистого металла (450 °С), составляя 555°С, а температура в центре трубной решетки остается ниже этой величины. После выхода реактора на стабильный режим работы температура поверхности верхней трубной решетки снижается до расчетных значений в районе ~300°С.With reference to Figs. 8A, 8B, 8C there are given: a graph of the measurement of the temperature of the reaction products, T cont. , a graph of the measurement of the temperature in the center of the upper tube sheet, T centr. , a graph of the measurement of the temperature in the middle of the radius of the upper tube sheet, T med.rad. , respectively, where the abscissa axis shows the time in hours, and the ordinate axis shows the temperature in °C. In the graphs, the sections with a sharp rise in the mentioned temperatures correspond to the reactor startup period. According to the measurement data, it is evident that during the reactor startup period, the temperature in the middle of the radius of the tube sheet exceeds the maximum permissible operating temperature for carbon metal (450 °C) for a short period of time (approximately 1.5 hours), amounting to 555 °C, and the temperature in the center of the tube sheet remains below this value. After the reactor has reached a stable operating mode, the surface temperature of the upper tube sheet decreases to the calculated values in the region of ~300 °C.
Экспериментальный пример 3Experimental example 3
В качестве реактора использовался реактор для получения циановодорода (HCN) способом Андруссова, в котором отвод продуктов реакции содержал пучки труб, снабженные верхней и нижней трубными решетками и поперечными перегородками. The reactor used was a reactor for the production of hydrogen cyanide (HCN) by the Andrussow method, in which the outlet of the reaction products contained tube bundles equipped with upper and lower tube sheets and transverse partitions.
В качестве хладагента использовалась вода. Подача воды осуществлялась только в нижнюю часть межтрубного пространства отвода продуктов реакции по контуру (19), устройства впрыска и контур (20) предусмотрены не были. Подпиточная вода подавалась непосредственно в паросборник, как показано на Фиг. 9. Расход подпиточной воды регулировался так, чтобы компенсировать потери пара, сепарируемого в паросборнике. Water was used as a coolant. Water was supplied only to the lower part of the inter-tube space of the reaction product discharge along the circuit (19); injection devices and circuit (20) were not provided. Make-up water was supplied directly to the steam collector, as shown in Fig. 9. The make-up water flow rate was regulated to compensate for the loss of steam separated in the steam collector.
Верхняя и нижняя трубные решетки не имели центрального участка, выполненного свободным от труб. Верхняя и нижняя трубные решетки были выполнены из поковки 09Г2С. Толщина верхней трубной решетки была разной от центра к ее краю, а именно: в центре составляла 50 мм, на краю составляла 41,7 мм. Присоединение труб к верхней трубной решетке путем двойной вальцовки и приваркой труб к верхней трубной решетке при помощи наружного катета сварного шва не выполнялось.The upper and lower tube sheets did not have a central section free of tubes. The upper and lower tube sheets were made of 09G2S forging. The thickness of the upper tube sheet varied from the center to its edge, namely: in the center it was 50 mm, at the edge it was 41.7 mm. The connection of the tubes to the upper tube sheet by double rolling and welding the tubes to the upper tube sheet using the outer leg of the weld was not performed.
Было использовано пять поперечных перегородок. Первая сверху поперечная перегородка была выполнена в форме «звезды», при этом вырез диаметром 1300 мм был выполнен в центральной части этой перегородки и шесть дополнительных вырезов было выполнено со стороны наружного диаметра этой перегородки. Вторая сверху поперечная перегородка была выполнена в форме диска диаметром 1750 мм. Поперечные перегородки были установленных с шагом перегородки 750 мм и с соответствующим чередованием форм первой и второй перегородок. Расстояние от верхней трубной решетки до первой сверху поперечной перегородки составляло 932 мм. Внутренний диаметр отвода продуктов реакции составлял 2448 мм. Five transverse partitions were used. The first transverse partition from the top was made in the form of a "star", with a cutout of 1300 mm in diameter made in the central part of this partition and six additional cuts made on the side of the outer diameter of this partition. The second transverse partition from the top was made in the form of a disk with a diameter of 1750 mm. The transverse partitions were installed with a partition pitch of 750 mm and with the corresponding alternation of the shapes of the first and second partitions. The distance from the upper tube sheet to the first transverse partition from the top was 932 mm. The internal diameter of the reaction product outlet was 2448 mm.
Для защиты трубной решетки и труб от теплового воздействия набегающего потока реакционной смеси были использованы керамические втулки и керамический огнеупорный материал в виде матов. Длина втулки составляла 120 мм, высота головки керамической втулки составляла 5 мм (4% от длины втулки), толщина огнеупорного материала в виде матов, расположенного под головкой втулки, составляла 20 мм (16% от длины втулки). Керамический огнеупорный материал в виде матов имел торговую марку Nefallit®.Ceramic bushings and ceramic refractory material in the form of mats were used to protect the tube sheet and tubes from the thermal effects of the oncoming flow of the reaction mixture. The length of the bushing was 120 mm, the height of the head of the ceramic bushing was 5 mm (4% of the length of the bushing), the thickness of the refractory material in the form of mats located under the head of the bushing was 20 mm (16% of the length of the bushing). The ceramic refractory material in the form of mats had the trade mark Nefallit®.
Катализаторная сетка была расположена на расстоянии 114 мм от верхней трубной решетки.The catalyst grid was located at a distance of 114 mm from the upper tube sheet.
Со ссылкой на Фиг. 10А, 10Б приведены график измерения температуры продуктов реакции, Tпрод., график измерения температуры в центре трубной решетки, Tцентр., соответственно, где по оси абсцисс показано время в часах, по оси ординат показана температура в °С. На момент получения графиков 10А, 10Б не была предусмотрена возможность измерения температуры в середине радиуса верхней трубной решетки, Тсеред.рад..With reference to Fig. 10A, 10B, a graph of the measurement of the temperature of the reaction products, T cont. , and a graph of the measurement of the temperature in the center of the tube sheet, T cen. , are shown, respectively, where the abscissa axis shows the time in hours, and the ordinate axis shows the temperature in °C. At the time of obtaining graphs 10A, 10B, the possibility of measuring the temperature in the middle of the radius of the upper tube sheet, T mid.rad. , was not provided.
По данным измерений с Фиг. 10А, 10Б видно, что после пуска реактора температура в центре верхней трубной решетки находилась на уровне 660°С в течение длительного времени, превышая предельно-допустимую температуру эксплуатации для углеродистого металла (450°С). После выхода реактора на стабильный режим работы температура в центре трубной решетки так и не снизилась до расчетных значений в районе 300°С, находясь на уровне 470°С.According to the measurement data in Fig. 10A, 10B, it is evident that after the reactor was started, the temperature in the center of the upper tube sheet was at 660°C for a long time, exceeding the maximum permissible operating temperature for carbon metal (450°C). After the reactor reached a stable operating mode, the temperature in the center of the tube sheet did not decrease to the calculated values of around 300°C, remaining at 470°C.
Следует отметить, что варианты осуществления настоящего изобретения описаны со ссылкой на различные объекты. Однако специалист в данной области техники поймет из вышеприведенного и последующего описания, что, если не указано иное, в дополнение к любой комбинации признаков, относящихся к одному типу объекта, любая комбинация признаков, относящихся к различным объектам, также считается раскрытой в настоящей заявке. Однако все признаки могут быть объединены с обеспечением синергетических эффектов, которые представляют собой нечто большее, чем простое суммирование признаков.It should be noted that embodiments of the present invention have been described with reference to different objects. However, one skilled in the art will understand from the above and following description that, unless otherwise indicated, in addition to any combination of features related to one type of object, any combination of features related to different objects is also considered to be disclosed in the present application. However, all features can be combined to provide synergistic effects that are more than a simple summation of the features.
Хотя изобретение было проиллюстрировано на чертежах и подробно описано в предшествующем описании, эти чертежи и описание следует рассматривать как иллюстративные или примерные, но не ограничительные. Изобретение не ограничено раскрытыми вариантами осуществления настоящего изобретения. Специалисты в данной области техники смогут предусмотреть и осуществить на практике другие вариации раскрытых вариантов осуществления настоящего изобретения в результате изучения чертежей, раскрытия и зависимых пунктов формулы изобретения.Although the invention has been illustrated in the drawings and described in detail in the foregoing description, these drawings and description are to be considered as illustrative or exemplary and not restrictive. The invention is not limited to the disclosed embodiments of the present invention. Those skilled in the art will be able to conceive and practice other variations of the disclosed embodiments of the present invention as a result of studying the drawings, the disclosure and the dependent claims.
В формуле изобретения слово «содержащий» не исключает других элементов или компонентов, а упоминание элемента в единственном числе не исключает множества таких элементов. Сам факт того, что некоторые меры упоминаются во взаимно отличающихся зависимых пунктах формулы изобретения, не означает, что комбинация этих мер не может быть использована с пользой. Любые ссылочные обозначения в формуле изобретения не следует рассматривать как ограничивающие его объем.In the claims, the word "comprising" does not exclude other elements or components, and the mention of an element in the singular does not exclude a plurality of such elements. The mere fact that certain measures are mentioned in mutually distinct dependent claims does not mean that a combination of these measures cannot be used to advantage. Any reference signs in the claims should not be construed as limiting the scope of the invention.
Claims (25)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2828877C1 true RU2828877C1 (en) | 2024-10-21 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8133458B2 (en) * | 2007-03-01 | 2012-03-13 | Eicproc As | Reactor and the use thereof for producing cyanides |
| RU2470860C2 (en) * | 2007-07-23 | 2012-12-27 | Эвоник Рем ГмбХ | Reactor for producing hydrogen cyanide using andrussov's method |
| RU2474469C2 (en) * | 2007-06-06 | 2013-02-10 | Уде Гмбх | Device and method for catalytic gas phase reactions and their application |
| RU2567619C2 (en) * | 2010-01-22 | 2015-11-10 | Басф Се | Single-chamber evaporator and its application in chemical synthesis |
| US20160046499A1 (en) * | 2012-12-18 | 2016-02-18 | Invista North America S.A R.L. | Apparatus and method for reducing catalyst poisoning in an andrussow process |
| US10597302B2 (en) * | 2013-07-19 | 2020-03-24 | Arkema France | Reactor for preparing hydrogen cyanide by the andrussow process, equipment comprising said reactor and process using such an equipment |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8133458B2 (en) * | 2007-03-01 | 2012-03-13 | Eicproc As | Reactor and the use thereof for producing cyanides |
| RU2474469C2 (en) * | 2007-06-06 | 2013-02-10 | Уде Гмбх | Device and method for catalytic gas phase reactions and their application |
| RU2470860C2 (en) * | 2007-07-23 | 2012-12-27 | Эвоник Рем ГмбХ | Reactor for producing hydrogen cyanide using andrussov's method |
| RU2567619C2 (en) * | 2010-01-22 | 2015-11-10 | Басф Се | Single-chamber evaporator and its application in chemical synthesis |
| US20160046499A1 (en) * | 2012-12-18 | 2016-02-18 | Invista North America S.A R.L. | Apparatus and method for reducing catalyst poisoning in an andrussow process |
| US10597302B2 (en) * | 2013-07-19 | 2020-03-24 | Arkema France | Reactor for preparing hydrogen cyanide by the andrussow process, equipment comprising said reactor and process using such an equipment |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4477432B2 (en) | Reformer | |
| RU2469785C2 (en) | Reactor - heat exchanger with bayonet pipes; reactor - heat exchanger design allowing its operation with pressure drops of about 100 bar between pipe and calandria | |
| RU2466176C2 (en) | Vessel of gasification reactor with inner wall from multiple tubes and comprising several burners | |
| KR102447384B1 (en) | catalyst tube for reforming | |
| RU2265480C2 (en) | Reactor for realization of the exothermic or endothermic heterogeneous reactions and a method of its production | |
| RU2459172C2 (en) | Compact inductance heat exchanger using multiple porous burners | |
| US3172739A (en) | Koniewiez | |
| BRPI0708847A2 (en) | exchanger reactor and utilization thereof | |
| JP2990548B2 (en) | Equipment for gasifying carbon-containing materials | |
| NO344874B1 (en) | Apparatus and method for steam reforming of hydrocarbons | |
| WO2007099698A1 (en) | Core catcher and its manufacturing method, and reactor container and its modifying method | |
| US20210148652A1 (en) | Shell-and-tube heat exchanger | |
| JPS62158901A (en) | Double tube type steam generator | |
| US7658078B2 (en) | System for reforming heavy oil, method therefor, and combined cycle power system | |
| CN102782096A (en) | System and method for cooling syngas produced from a gasifier | |
| AU2005202782B2 (en) | Heat exchanger and heat exchange process | |
| RU2828877C1 (en) | Reactor for producing hydrogen cyanide by andrussow method | |
| RU2552623C2 (en) | Heat exchanger for cooling of hot gases, and heat exchange system | |
| US9481574B2 (en) | Apparatus for HCL synthesis with steam raising | |
| JP2000065487A (en) | Heat exchanger used for cooling process gas of high temperature | |
| RU2598435C2 (en) | Heat exchange reactor for producing hydrogen using built-in steam generator beam | |
| US3156538A (en) | Cooling of bed reactors | |
| US4325916A (en) | Reformer furnace seal | |
| KR0147900B1 (en) | High Pressure Pressurized Bed Reactor | |
| US3084742A (en) | Heat exchange apparatus |