Установка для проведения химических реакций

(56) 1. Карпачева С. М. Разработкаи применение пульсационной аппаратуры.М., Атомиздат, 1974, с. 13-14.2. Патент США Ж 2986562,кл, 260-47, опубляк. 1961.3. Карпачева С. М. и др. Пульсацнонвая химическая аппаратурае Ме Ф.НИЯ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ, содержа 8 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТН ОПИСАНИЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕ:щая реакционную трубу, связанную с двух позиционным гидравлическим распределителем дискретного действия с входным патрубком и выходным цатрубком, установленным на входе в реакциошую трубу, и регулирующим лапаном, установлен)шм на выходе реакционной трубы, о т л и ч а в .щ а я с я тем,что,с целью предотвращения загрязнения окружающей среды и интеасификации масссобмена, на выходе реак; ционной трубы установлен пневмогидрав-, "лический аккумулятор, а распреае литель снабжен регулирующим орж-ном, размещенным на выходном па трубке.Язобрегение Относится к ус гаиовкамдля пвоведения химических реакций впульсационнь реакторах, предиазначенньгх для проведения химических реакцийв жидких системах в хгп;1 геской промъицленности.Известны реакто,)ы, представляоцц 18собой трубу с трбулизующим 11 злемен=тами. Перемешивание в них осуществляется за счет бо:ьшой скорости потокаи ир у"тиДостоинством Этих реакторов является предельная простота конструкции иотсутствие продоп ного перемецпгеания,Зти реакторы удобны для проведения1быстрых реакцийг, но применение их дляпроведен 11 Я медлешжх реакций нецелесообразно,. поскольку длина реактора Возрастает пропсрционально времени реакЦИГ 1 ЪДВозврат части реакционной массы сконца В 1 ичало реактора позволяет увеличить время пребьп 1 ания В реакторе безуВелич 8 ния дгпгны реактора) Од 1 икО приэтом появляется вредное Влияние смеше" 25ния продукгов различной степени конверСИИ,Зтот чедосгчток можнО уменьшитьесли разделить трубу на ряд последовательно соединенньгх секций и возврат час-з 1,ти реакционной массы осуществлять ско 1 гца каждой секции В ее начало2.г 1 О при этОм конструкция реактора иего эксплуатация услои 1 гя 10 тся, посколькудля рециркуляции массь 1 В каждой секции35догеяяъ 1 быть насссы и регулятОры расхода.г 1 аиоолее близким:ехническим решением является установка для проведенияхимических реакций, в которой требуемачдля перемешиВанич скорОсть сОздаетсяВозвратно-поступательным движениема очба жидкости в ггульсационной колоннеУстановка содержит Вертикально установлен 1 гь 18 колон 11 у с насадко 1. и пульсацисн45ную камеру нижние части которых соединены мсжду собой трубопроводом, а также пульсатор, воздухопроводом соединенный с В 8 рхней частью ггульсационной камеры, В нерабочем состоянии уровни5 Ожидкост".1 В колонне и пульсационной камере Одинаковы3Установка работает следугощил образом-ЕСУЕШИВа 1011 ГИ 8 чя КИДКОРТЧ Поцагот"1 В олонну Ониу и сверху, движутсч про ивотоком и Въгводятся сверху и снизулонеьг НеобхОдимая для диспергирова" ния скорость создается наложением пульса 11 ии.,жтьгй воздух из магистрали по-,-ту 11 ает через уходной 1 цтуцер ггущ сатораи далее через пу;гьсопровод - В пульсацион 1 ргю 1;амеоу и вытес 111181 ча тькости из нее в колонну в результат 8чего в колонне столб жидкости пвижется вверх и создается перепад уровнейжидкости в колонне и пулъсационной камере. Б случае отсутствия подачи сжатого воздуха В пульсационную камерупослсдняя соединяется через пульсаторс атмосферой, сжатый воздух из нее выходит ч 8 рез пульсопроводпульсатор ивыходной штуцер пульсатора в атмосфс -ру, столб жидкости в колонне под дейстВием силы тяжссти движется Вниз.В 11 ульсационньгх колоннах степеипродольного перемеы 1 ивазпя меньше, чем.в секционном трубчатом реакторепоскольку здесь происходит смешение реакционной массы то 1 гькО в сос 8 д 11 их слОяхт, епо ти с Одинаковой степенью конверсии. Кроме того, конструкция пульса 1 гионных колонн проц 18, поскольку вместо нескольких насосов,. испожзуемых всекционном трубчатом реакторе в пульсационной колонне исполь;. уется оды пульсатОр,Однако ггульсационные колонны обладают тем сущес",юеишь 1 м н 8 дос татком рчто при их работе получается большоеколичество загрязненного парами рабочейжидкости отработанного воздуха. Другимнедостатком пульсациогпьж колснн является Относительно малая скорость Возвпатно-.псступатедьного движения столбание вниз происходит под действием силытяжест 11 и вследствие незначительной амплитуды колебаний высоты падения) скорость н 8 мож 8 т дОстиГать Оольших значеьгий, - ре ьдРВте малой скорости движения В 1 гульсацко.зхь:-: колоннах труднодостигнуть высокой дисперсности гетероГенных систем, позтому они используютсяв Основном в ка ":тве экстракторов.Целью изобретения является предотвращение гагрязнен 11 я окружсцощ й среды и1 гнтенсиф 11 ка 1 п 111 массообмена, которыедостигаютчя за счет ликвида 11 ии сбросаОтработанного возг;уха, а также за счет119 чшего диспеиг 11",ВаггиЯ фаз 068 спечиВанием больио 11 скорости Возвратно-поступатель 1 ОГО двыкения р акггионнои ма сФ"-РПоставленная ц 81 ь дсстщ.ается темчто в установк 8 для проведсния хи 4 ических реакций, содержащей реакционнуютрубу, связанную с ортл 1 озиционньгм гид3 10363равлическим распределителем дискретного действия с входным патрубком и выходным патрубком, установленным навходе в реакционную трубу, и регулирующим клаланом, установленным на выходереакционной трубы установлен пневмогид,рввлический аккумулятор, а распределитель снабжен регулирующим органом, размещенным на выходном патрубке,На чертеже изображена. схема установки для проведения химических реакцийеУстановка содержит двухпозиционныйгидравлический распределитель Х диск ретного действия с входным 2 ц выходньы 3 патрубками, реакционную трубу4, пневмогидравличесйий аккумулятор 5,регулирующий клапан 6, регулирующийорган 7, нормально закрытый или нормально открытый, сборник 8 прореагиро- -,Ованной массы, емкость 9 для исходноймассы, центробежный насос 10.Установка работает следующим образом,Исходная масса из емкости 9 центробежным насосом 10 подается к гидравлическому распределителю 1, В периодвремени, когда распределитель находитсяв исходной позиции, как изображено иачертеже, исходная масса поступает втрубу 4 и сжимаег газ в пневмогидравлическом аккумуляторе 5. При достижениизаданного давления открывается регулирующий клапан Я и прореагирован."иямасса поступает в сборник 8. При переключении распределителя во вторую пози 35цию поступление исходной массы в трубу4 прекращается и исходная масса из трубы давлением газа в пневмогидравлическом аккумуляторе 5 начинает вытесняться через распределитель 1 и регулирую 4 Ощий орган 7 в емкость 9. Регулирующийорган 7 имеет более низкое давлениесрабатывания, чем. регулируюищй клал".н6. При некотором понижении давлениягаза в пневмогидравлическом аккумуля 45торе 5 регулирующий клалан 6 закрываетоя и поступление прореагировавшей мас 59 4сь в сборник 8 прекращается. Затем циклповторяется,Таким образом, в трубе создаетсявозвратно-поступательное движение реакционной массы. Скорость движения в прямом направлении определяется обьемным .расходом исходной массы с площадью:поперечного сечения трубы, а в обратномразностью давлений, при которых срабатывают регулирующий клапвл 6 и регулирующий оргВ качестве двухпозиционного гидраЫлическсго распределителя дискретногодействия могут использоваться, например,роторные, поршневые или клшщнные цульсаторы или трехходовой электромагнитный клапан, управляемый двумя реле вре-.мени. В качестве регулирующего клалана6 могут бьггь использованы пружинныеили мембранные клапаны. В качестве регулирующего органа 7 могут быть использованы, налример, пружинные или мембранные клапаны, диафрагма или сливная труба,поднятая на заданную высоту с разрывомсифона. В качестве трубы могут бытьиспользованы теплообменники типа труба в трубеф, кожухотрубные теплообменники и каналы, образованные горизонтальчыми и вертикальньщи перегородками ввертикально установленных колоннах. Таким образом, сброса загрязненного вохдуха при работе установки не происходит, поскольку возвратное движение массы в трубе осуществляется за счет расширения одной и той же порции сжатого воздуха в пневмогидравлическом аккумуляторе, Ускорение массообмеиадостигается за счет лучшего диспергиро вания фаз обеспечением болыпой скорости возвратно-поступательного движения массы в трубе, Скорость возвратного движечия зависит от перепада цавления сра батывания регулирующего клапана и регулирующего органа, а перепад может бьггь очень большим, поскольку ограни чивается только механической прочности узлоь- реактора.Составитель Н. РудькоРедактор Т. Киселева Техред м, Гергепь Корректор О. ТигорЗаказ 5882/6 Тираж 537 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб,; д. 4/5филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4