Реактор для хлорирования газообразных углеводородов

ОП ИСАН И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 и 1644520 Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 30.01.79 Совета Министров СССРло делам изобретенийоткрытий.Г.МЦыбу Я ХЛОРИРОВАНИЯ УГЛ Е ВОДО РОДО В 4) РЕАКТОРГАЗООБРАЗНЬ об Изобретение относится к химическому машиностроению, а именно к реакторам с внутренней циркуляцией для хлорирования газообразных углеводородов, например метана, и может найти применение в производстве хлорметанов.Известен аппарат для процессов в газовой фазе с внутренней циркуляцией, кратность которой регулируют перемещением сопла относительно камеры смешения 11,Недостатком этого аппарата является неполная конверсия исходных компонентов из-за отсутствия зоны вытеснения,Известен также наиболее близкий к изобретению реактор для хлорирования газообразных углеводородов, содержащий корпус, крышку, инжекционный смеситель, регулирующее устройство, выполненное в виде подвижной диафрагмы, которая делит реакционный объем на две зоны; нижнюю, работающую в условиях, приближенных к режиму смешения и, верхнюю, работающую в условиях, приближенных к вытеснению,Данный реактор имеет следующие недостатки.При отражении от диафрагмы газовой смеси, следующей на внутренний рецикл, образуются застойные зоны, объем которых особенно велик при крайнем верхнем положении диафрагмы, в результате чего разуются нежелательные примеси, снижающие качество готового продукта.Кроме того, реактор имеет большие габариты, из-за наличия за диафрагмой ка меры вытеснения. Однако режим в камере за диафрагмой весьма далек от эффективного вытеснения вследствие низких линейных скоростей и наличия радиальных температурных градиентов, что способству ет проскоку непрореагировавшпх компонентов. Можно было бы уменьшить диаметр камеры за диафрагмой и удлинить ее, чтобы высота камеры вытеснения составляла не менее 30 диаметров, но габариты аппа рата при этом еще более возрастут,Цель изобретения - улучшение качества продукта и снижение металлоемкости аппарата.Указанная цель достигается тем, что в 20 реакторе для хлорирования газообразныхуглеводородов, содержащем корпус, крышку, инжекционный смеситель и регулирующее устройство, последнее выполнено в виде стакана с дном выпукло-вогнутой 25 формы, установленного коаксиально корпусу.Выпукло-вогнутая форма дна стаканаобеспечивает плавное движение реакционных газов после выхода из инжекционного 0 смесителя без образования застойных зон,644520 Реактор для хлорирования газообразныхуглеводородов, содержащий корпус, крыш 5 ку, инжекционный смеситель и регулирующее устройство, отличающийся тем,что, с целью улучшения качества продуктаи снижения металлоемкости аппарата, регулирующее устройство выполнено в виде10 стакана с дном выпукло-вогнутой формы,установленного коаксиально корпусу,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР15196596, кл. В 01 Р 5/20, 1964.2. Авторское свидетельство СССР252302, кл. В 011 1/00, 1968. Наличие узкой кольцевой полости междустенкой стакана и корпусом реактора приустановке стакана коакспально корпусупозволяет получить режим практическиидеального вытеснения из-за увеличениялинейной скорости реакционных газов,большого соотношения длины кольцевойполости и ее сечения и, как следствие, отсутствие радиальных температурных градиентов. При этом уменьшаются габаритыреактора, снижается его металлоемкость.Установка стакана с дном выпукло-вогнутой формы увеличивает также дополнительно время пребывания реакционнойсмеси в аппарате, так как последняя прежде, чем покинуть реактор, опускается внизи омывает стенку стакана с двух сторон, ане выходит сразу из камеры идеальногосмешения в верхней части реактора.На чертеже схематически показан предлагаемый реактор, разрез.Реактор содержит цилиндрический корпус 1, крышку 2, инжекционный смеситель3, регулирующее устройство 4, выполненное в виде стакана с дном выпукло-вогнутой формы. Стакан установлен коаксиально корпусу 1, причем внутренняя частьдна стакана расположена напротив инжекционного смесителя. Стакан перемещают спомощью тяги 5. В реакторе предусмотрен ЗОтеплообменник 6 для снятия избыточноготепла реакции.ФРеактор работает следующим образом,Реакционная камера перед пуском разогревается дымовыми газами. Регулирующее устройство 4 ставят в нужное положение, Рабочий поток хлора и метана в необходимом соотношении с нормальной температурой поступает в инжекционный смеситель 3, Поток инжектирует в инжекционный смеситель горячие газы из реакционной зоны. Избыточное тепло горячих газов снимается в теплообменнике 6. Образованная смссь с температурой, достаточной для начала реакции, поступает в зону 45смешения реакционной камеры между инжекционным смесителем и стаканом, Благодаря выпукло-вогнутой форме дна стакана отсутствуют застойные зоны и исключается образование побочных продуктов. Далее реакционные газы проходят кольцевуюполость между стенками стакана 4 и корпуса 1, где процесс заканчивается в условиях эффективного режима вытеснения,Выход продуктов реакции осуществляется 55через штуцер в крышке 2 реактора,4 Формула изобретения