Химический реактор

,1214191 04 В 01 1 19 ВЕННЦЙ КОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ГОСУДАРС ПО ДЕЛА Я:м; ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Бараба ельство ССС 1/00, 1972. ьс;тво СССР 19/00, 1981(54)(5) 1. ХИМИЧЕСКИЙ РЕАКТОР, со держащий корпус с теплообменной ру башкой, днище, крышку, перемешиваю щее устройство, кольцевой барботер с перфорацией в нижней части, соединенный в .верхней части с патрубком ввода газовых компонентов, и технологические штуцеры, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности путем интенсификации тепломассообмена и надежности в работе, он снабжен размещенными внутри барботера поперечной перегородкой с отверстием, разделяющей его на верхнюю и нижнюю камеры, и турбулнзируюпрщи вставками, размещенными в верхней камере.2. Реактор по п, 1, о т л и ч а - ю щ и Й с я тем, что он снабжен установленным в поперечной перегородке обратным клапаном.5 1 О 15 20 25 12Изобретение относится к аппаратам для проведения гетерогенных реакций, например синтеза гидраксиламинсульФата.Цель изобретения - повышение производительности эа счет интенсификации тепломассаобмена и надежности работы.Иа фиг. 1 показана принципиальная схема аппарата; на фиг. 2 - принципиальная схема кольцевого барбатера.Аппарат содержит корпус 1 с теплообменной рубашкой, крышку 2, днище 3, перемешивающее устройство 4, содержащее одну или несколько мешалак, кольцевой барботер 5, расположенный в донной части аппарата, с патрубком 6 ввода газовых компонентов, присоединенным к верхней части барбатера 5, штуцер 7 ввода жидкой Фазы. штуцер 8 для выхода непрореагировавших газов, расположенный на крышке 2, штуцер 9 для выхода целевого продукта, расположенный в днище 3, штуцеры 10 для входа и выхода теплоносителя.Барботер 5 выполнен в виде полого тора,. в нижней части которого расположены отверстия 11 для поступления газовых реагентов в реакционный объем. Полость барботера разделена на две части горизонтальной перегородкой 12 с отверстием 13. Газ поступает.в верхнюю часть полости барботера через штуцер 6, а через отверстие 13 проходит в нижнюю часть полости барбатера. Отверстие 13 перекрывается обратным клапаном 14, препятствующим попаданию жидкой фазы в верхнюю часть полости барботера. Внутри барбатера 5 в верхней части над перегородкой 12 по всей ,длине кольцевого канала между штуцером 6 и отверстием 13 размещены статические элементы - турбулизаторы 15, Вид турбулиэаторав, их конструк-. ция и количество выбираются в каждом конкретном случае в зависимости от расхода газовых компонентов, гидравлического сопротивления барботера и т. и., например, это могут быть конусные вставки-диафрагмы,Аппарат работает следующимобразом.Исходная жидкая фаза подается ваппарат через штуцер 7 с постояннымрасходам или периодически. Газовые реагенты (два или более) подводятся по трубопроводам к аппарату и вводят. ся в барботер через штуцер б; 11 ри необходимости штуцерав 6 может быть несколько, Из барботера 5 газ поступает в реакционный объем, где барба" ирует через слой жидкости. Реакционная масса турбулизируется, перемешивающим устройствам. Тип перемешивающего устройства и количества мешалак выбираются в зависимости от объема аппарата, физических свойств реакционной массы, обеспечения интенсивности теплообмена и т,д. Иепрореагирававшие газы абгазы) отводятся из аппарата через штуцер 8. Целевой продукт вьвадится через штуцер 9.При осуществлении химических реакций, когда газовых компонентов несколько а скорость массоабмгна и селективность процесса зависят ат качества предварительнага смешения газов, на линии подачи газовых реагентов перед их вводом в реактор обычно устанавливают статический смеситель, в котором газовые реагенты интенсивно смешиваются. Однако в процессах органического синтеза смеси газов обычно взрывоопасны итехнологическая защита газовоготрубопровода от взрыва состоит вобеспечении минимальной длины трубопровода от смесителя до реактора,так как взрыв газовой смеси внутрижидкой реакционной массы практически невозможен, Оптимальными является подача газов порознь в реактори их смешение в самом реакторе, нодо контакта с жицкой фазой. Конструкция барботера обеспечивает выполнение двух функций: гамогениэация газовой смеси и подача диспергираваннаго газа в реактор. Для этого барботер разделен на две части - верхнюю и нижнюю. Верхняя полость барботера выполняет функцию смесителя, для этого она заполнена статическими элементами - турбулизаторами, например коническими диафрагмами. Газы порознь или вместе поступают в барботер, где на расстояния от входного штуцера 6 до отверстия 13 в горизонтальной перегородке проходят сквозь турбулизатары, интенсивно перемещиваясь.Затем газ через отверстие 13 поступает в нижнюю часть барбатера121419 г 18/ 10 . Тираж 527 Подписное НИППИ Зака % Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,и сквозь отверстия 11 выходит вреакционный объем.Во время эксплуатации аппаратаимеют место случаи падения давленияна линии подачи газов, например,из-за выхода из строя компрессора,тогда реакционная масса попадаетв барботер и далее в газопровод.Обычно химические реакции протекают в присутствии твердого катализатора. Твердый катализатор оседаетв барботере и газопроводе, При возобновлении подачи газа жидкость вытесняется из барботера, а катализатор остается на стенках газопровода и возможно протекание химическойреакции в газовой фазе. Если реакцияидет с выделением тепла, это приводит к разогреву газопровода и,следовательно, к возникновению аварийной обстановки,Во избежание такой ситуации отверстие в горизонтальной перегородке снабжено обратным клапаном потипу клапанов, применяемых в противогазах. Это позволяет при падении давления в газопроводе перекрыть отверстие в горизонтальной перегородке и жидкая реакционная масса в этом случае заполнит только нижнюю часть полости барботера,Предлагаемая конструкция барботера позволяет обеспечить надежнуюработу химического реактора при па даче в него нескольких газов безиспользования на газопроводе смесителя. Смешение газов непосредственно вбарботере повышает безопасность работы реактора, А качественное смешение газов в барботере за счет установки в нем турбулизаторов ведетк интенсификации массообмена и 2 О улучшению селективности процессапо газовой фазе, Одновременно реша.ется вопрос о предотвращении образовании взрывоопасных газовых смесей вне реактора и попадания щщ кой реакционной массы и катализатора в газопровод.