Реактор

ОП ИСАН ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ558443 Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 30,12.78(51) 013 10/О Государственный комит ДК 66,023Лвторыизобретения Д, М, Горловский, В, И. Кучерявыйи А. ф, Стригин Гендельм 71) Заявитель 4) РЕАКТОР а цилиндриальными пещими каме- собой газо- Камера 13 твом теплос инжектоустановле с горизонт12, образую нные межд атором 15.м простран мера 14 -сепаратор 15 в анного у одного размещенной в 17, образующе полнен тз торем спи- винто Изобретение относится к химической аппаратуре для проведения процессов с участием жидких и газообразных веществ и, в частности, может быть использовано в производстве мочевины из аммиака и двуокиси углерода.Известны реакторы, содержащие вертикальный корпус, разделенный горизонтальными перегородками на зоны, кожухотрубный теплообменник, размещенный в средней зоне, центральную трубу, проходящую через теплообменник и соединяющую верхнюю и нижнюю зоны, смесительный инжектор, установленный в верхней части трубы, и штуцеры ввода и вывода реагентов 11 - 31.При взаимодействии жидкости и газа в известных аппаратах рециркуляции в струйном устройстве будет подвергаться не сам газ, а газожидкостная смесь (вне зависимости от точки ввода газа), что ухудшает условия массообмена между фазами,С целью интенсификации процессов контактирования газа с жидкостью в предлагаемом реакторе в верхней зоне установлена цилиндрическая обечайка с горизонтальными перегородками, образующими камеры, соединенные между собой газожидкостным сепаратором, одна из которых соединена с трубным пространством теплообменника, а другая - с инжектором, а также газожидкостной сепаратор выполнен в виде перфорированного у одного из торцов патрубка с размещенной в нем спиральной на садкой, образующей винтовые каналы,На чертеже изображен предлагаемый реактор, общий вид в продольном разрезе.Реактор состоит из вертикального корпуса 1, разделенного перегородками 2 и 3, на 10 зоны 4, 5 и 6, кожухотрубного теплообменника 7, размещенного в средней зоне 5, центральной трубы 8, проходящей через теплообменник 7 и соединяющей верхнюю 6 и нижнюю 4 зоны, и смесительного ин жектора 9, установленного в верхней части трубы 8. В верхней зоне 6ческая обечайка 10регородками 11 иры 13 и 14, соединежидкостным сепарсоединена с трубныобменника 7, а каром 9,Газ ожидкостн ойв виде перфорировцов патрубка 16 сральной насадкой0 вые каналы 18.Штуцеры 19 и 20 служат для подачи исходных реагентов в зону 4. Чтобы обеспечить равномерное распределение реакционной смеси по трубам теплообменника 7, в нижней зоне 4 установлена решетка 21. 5Штуцер 22 предназначен для ввода одного из исходных компонентов в патрубок 16, где он смешивается с потоком, выводимым из трубного пространства теплообменника 7 через камеру 13. 1 ООтверстия 23 позволяют выводить из верхней камеры жидкую фазу, а для рецикла газовой фазы в нижнюю камеру служит инжектор 9. Для отвода инертных газов верхняя зона 6 содержит штуцер 24. 15Реактор работает следующим образом (на примере приготовления водноаммиачного раствора карбамата аммония в процессе получения мочевины).Газообразную С 02 и жидкий ХН, сжимают до давления синтеза мочевины200 кгс/см, а рециркулируемый раствор углеаммонийных солей (УАС) - на 30 - 50 кгс/см выше. СО, подают непосредственно в нижнюю зону 4 через штуцер 20, КН, через штуцер 22 подают в верхнюю зону 6, а раствор УАС через штуцер 19 в качестве рабочего потока входит в инжектор 9 и инжектирует газовую фазу из верхней зоны б (в этом потоке преобладает ХНэ) в нижнюю зону 4. Инжектор 9 наряду с рециркуляцией газовой фазы, обеспечивает интенсивное перемешивание контактирующих в нем потоков, что способствует конденсации ХН Смесь КН СО 2 и раствора УАС с помощью решетки 21 равномерно распределяется по трубкам теплообменника 7, в котором отводится теплота образования карбамата аммония и растворения ХН, в растворе УАС (с продуци О рованием пара в межтрубном пространстве).Реакционная смесь из теплообменника 7 поступает в нижнюю камеру 13, Чтобы в этой смеси интенсивно растворить аммиак, поток МНз смешивают с потоком реакционной смеси в патрубке 16. На выходе смеси из патрубка 16 осуществляется сепарация газожидкостной смеси. Для того, чтобы избавиться от инертных газов, часть газовой фазы через штуцер 24 выводят, Из верхней камеры 14 через отверстия 23 выводят только жидкую фазу, что позволяет обеспечить в этом реакторе высокоинтенсивный режим, близкий к идеальному вытеснению. Благодаря этому удельная производительность реактора синтеза мочевины возрастает почти в два раза при неизменной степени превращения сырья или на десятки процентов при одновременном повышении степени превращения. Формула изобретения1, Реактор, содержащий вертикальный корпус, разделенный горизонтальными перегородками на зоны, кожухотрубный теплообменник, размещенный в средней зоне, центральную трубу, проходящую через теплообменник и соединяющую верхнюю и нижнюю зоны, смесительный инжектор, установленный в верхней части трубы, и штуцеры ввода и вывода реагентов, о тл ич а ю щи й с я тем, что, с целью интенсификации процессов контактирования газа с жидкостью, в верхней зоне установлена цилиндрическая обечайка с горизонтальными перегородками, образующими камеры, соединенные между собой газожидкостным се. паратором, одна из которых соединена с трубным пространством теплообменника, а другая - с инжектором.2. Реактор по п, 1, отличающийся тем, что газожидкостной сепаратор выполнен в виде перфорированного у одного из торцов патрубка с размещенной в нем спиральной насадкой, образующей винтовые каналы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР178358, кл. В 015 1/00, 21.10.64.2. Патент США3696520, кл. 34-10, 10.10.72.3. Патент Великобритании903821, кл. 1 (1) Г, 22.08.62.Составитель А. ТарасовРедактор Е. Месропова Техред А. Камышникова Корректор О. Тюринказ 2638/2 Изд.150 Тираж 944 Подписи 1-1 ПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2