Безградиентный реактор

, тр295575 ОП И САН ИЗОБРЕТЕН Союз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС ависимое от авт. свидетельства Л 1 ЧПК В О 1 9 влено 04,17.1968 ( 1231148/23-26рисоедицецием заявки ЛЪ1 оритет Комитет по деламизобретений и открытипри Совете МинистровСССР ДК 541.127.542.97.1 т 9 тд опубликоцдии опис;и Лвтор зобретен Г. орнеичу Институт физической химии имени Л. В, Писаржевског явитсл ЕЗ ГРАД И Е НТН ЕАКТО Изобретение относится к оборудованию научно-исследовательских и промышленных лабораторий кинетики газовых гетерогенных каталитических процессов и определения активности катализаторов, а именно к безградиент ному реактору.Известен безградиентиый реактор, содержащий два коаксиально расположенных вертикальных цилиндра с отверстиями и патрубками для подачи и вывода газа, поршневое прис иособлеиис с электромагнитным приводом для прокачки газа сквозь слой катализатора.Реактор применяется для исследования процессов с высококипящими веи 1 ествами. Однако более широкое использование его ограни чивается тем, что он не может быть применен для исследования процессов, требуощтх пол. ной изоляции катализатора от атмосферы, а также ири исследовании кинетики процессов в условиях пониженных давлений, так кдк 20 шлиф, расположенный в горячей части прибора (без смазки), це обеспечивает надежной герметичности. Сложность изготовления прибора связана, главным образом, с необходимостью внесения и конструкцию реактора ири сиособлеиия для контроля безградиснтности, позволяющего отбирать пробы для анализа до слоя катализатора. Это приспособление, требующее двух сложных внутренних спаев, выполняется в виде отдельного канала-трубки и З 0 дополнительного штуцера для вывода газа из реактора. Для смягчения напряжений в стекле канал-трубка изготовляется в виде змеевика.Известно, что в реакторах полного смешения соблюдается отсутствие зависимости производительности контакта от интенсивности псрсмсшиваиия. При здддццой скорости циркуляции реакционной смеси в испытуемом реакторе подбирается такое количество катализдторд, что при наибольшей заданной скорости потока реакционной смеси через реактор степень превр 1 щения не 3 висит От скорости цирку"5 и 1 ии, которая определяет интенсивность исрсмешивдния. Скорость циркуляции регулируется частотой переключения электромдгцитнои катушки и дмплитудо хода поршня,В условиях, когда степень превращения нс зависит от шггеисивцости иеремсшивашя, и с.Ос к 11 тд,и 31 тор уставвлив 1 стс 51 Оезгрддиситность ио концсцтрдцш и температуре. В укдзациом случае отпадает необходимость в дополнительном контроле безгрддисцтцости, а следовасльцо, в приспособлении для отбора пробы до слоя катализатора. Благодаря этому можно усрпить внутренние сиди и упростить тем самым конструкцию бсзградиситиого реактора, сделав его разьемцым на отдельные детали,Отличие предлагаемого реактора заключается в том, что коаксиальные цилиндры в ниж.ней части соединены при помощи шлифа, ашток поршня снабжен втулкой, укрепленной вверхнем торце внутреннего цилиндра.На чертеже приведена схема предлагаемогооезградцсцтцого реактора, в котором можно 5исследовать кинетику газовых гстерогешыхкаталитических процессов как прп атмосферном, так и црн цошжешим давлении,Реактор состоит пз двух коаксиально совмещенных цилиндров 1 и 2, которые в нижней 10части соединены между собой ца шлифе 3. Вовнутреннем цилиндре 2 размещен поршень 4,имеющий шток 5 и стеклянную камеру б с запаянным в ней паетом пластин из т)апсформаторцого железа. Поршень подвешен на верхцем срезе внутреннего цилиндра 2 ца упорнойвтулке 7 с пружиной 8, амортизирующей удары при падении поршня, Поршень 4 сочлецецсо штоком 5 проволочным кольцом или припаяц к штоку 5. Внутренний цилиндр 2 в пижцей и верхнеи частях имеет по два отверстия9 и 10 (диаметром 6 - 7 лг,ц) и вмятины в виде",вколов 11 в стенках цилипда для упора опрокинутого вверх сетчатым дном стаканчика 12с целью удерисация шихты исследуемого зернпстого катализатора 13. Кроме того, впутрецшш цилиндр 2 в шжпей части имеет дополнительный шлиф 14, на котором закреплен карман для термопары 15, и штуцер 16 для вывода газа из реактора. Ввод газа в реактор осуществляется через штуцер 17, которьв в верхней части оканчивается наружный цилиндр 1.Смонтированный внутренний цилиндр 2 с загружешп.м исследуемым катализатором и поршнем 4 прикрыт наружным цилиндром 1 и герметизируется шлифом 3, Пунктирной линией18 показаны границы нагревателя, которыйможет быть выполнен в виде съемной электропечи. Проволока цагревателя располагаетсянепосредственно ца стенках наружного цццилиндра 1, вдоль которого в виде подкладкиразмещено восемь - десять асбестовых шнуров.Для обеспечения безградиецтцостп в слоекатализатора по концентрациям и температуре 45 при помощи электромагнитной катушки 19 приводится в прямое и возвратное движения поршень 4, который перекачивает газ через слой катализатора. Реакционная смесь поступает в штуцер 17, а выходит из реактора через штуцер 1 б, Оба штуцера имеют краны. Для удобства монтажа на входе и выходе из реакгора штуцеры с кранами соединяются шлифами.При заданных условиях опыта безградиентность имеет место при такой скорости циркуляции газа через слой катализатора, при которой наблюдается отсутствие зависимости степени превращения от интенсивности перемешивация. Последнее определяется скоростью циркуляции, варьирование которой достигается частотой переключения электромагнитной катушки и величиной амплитуды хода поршня. Для контроля изменения давления в реакторе к нему в удобном месте подсоединяется манометр.Отсутствие спаев в реакторе позволяет в случае износа или разрушения деталей производить замену их па вновь изготовленные. Кроме того, эти детали могут изготавливаться из неодинаковых сортов стекла и при необходимости применяться даже в сочетании с металлическими. Если изготовить такой прибор малого размера (например довести его объем до 20 - 40 мл), он окажется пригодным для исследования катализа при атмосферном и пониженных давлениях не только в стационарных, цо и в цестационарных условиях. Предмет изобретенияБезградиентный реактор, включающий коаксиальцые цилиндры, поршень со штоком и электромагпитньв приводом, отличагощийся тем, что, с целью исследования кинетики процс:ссов црц пониженном давлении и упрощения конструкции, коаксиальцые цилиндры в нижней части соединены цри помощи шлифа, а шток поршня снабжен втулкой, укрепленной ца верхнем торце внутреннего цилиндра.9 11 1 О Составитель В. Г. Постыляков Редактор Н. Л. Корченко Техред 3. Н. Тараненко Корректор Г. С, Мухина аказ 738/ Изд.322 Тираж 473 Подписное НИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская наб., д. 415ипография, пр, Сапунова,