Реактор для хлорирования газо-образных углеводородов

О П И С А Н И Е 111188642ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Соеетских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ олнительное к авт 2) Заявлено 16,05,78 (21) 2615371/23(51) 1 19/24 оединением заявкиГосударстеенныи комит СССР(23) Приорите оллетень13 (53) У 6.023 088.8 3) Опубликовано 07.04.5) Дата опубликования по делам нзабретени и открытийписания 07.04,81 РЕАКТОР ДЛЯ ХЛОРИРОВАНИЯ ГАЗООБРАЗНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ еактора непрориводит ереработки реа ию выше допус родуктов: мети реагироваврродированкционноготимой кислленхлорид шего хлора, что ию аппаратуры газа и увеличеотности готовыхи хлороформа. Изобретение относится к аппаратам химических производств и может быть ис:пользовано в производстве метиленхлорида и хлороформа,Известен реактор для хлорирования метана, имеющий одну реакционную камеру,режим движения потока в которой близокрежиму идеального перемешивания 11.Для реакций последовательного хлорирования метана при идеальном перемешивании в реакционном потоке образуется максимальное для данной нагрузки по хлоруколичество глубоко прохлорированных продуктов; хлороформа и четыреххлористогоуглерода. 15Целевыми продуктами производствахлорметанов являются метиленхлорид ихлороформ, причем конъюнктура спроса наэти продукты существенно колеблется.Диапазон соотношений метиленхлорид-хлороформ в продуктах, получаемых на выходе реактора, невелик и определяется изменением нагрузки по метану, котораяограничена пропускной способностью аппаратов переработки реакционного газа. 25Кроме узкого диапазона соотношений, кнедостаткам такого реактора следует отнести большой выход побочного продуктапроизводства - четыреххлористого углерода и возможность проскока на выход 30 Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для получения хлористого метила и метиленхлорида, содержащее трубчатый реактор и многоканальный реактор, расположенный непосредственно после трубчатого реактора по ходу реакционного потока 2. Режим движения реакционного потока в трубчатом реакторе близок режиму идеального перемешивания, а в многоканальном реакторе - режиму идеального вытеснения.Недостатками данного устройства являются отсутствие возможности регулирования выработки метил енхлорида и хлороформа, невозможность стабилизации выпуска хотя бы одного из продуктов при колебаниях нагрузки по хлору, невозможность снижения выхода побочного продукта - четыреххлористого углерода.Целью изобретения является расширение диапазона соотношений продуктов раз. личной глубины хлорирования (метиленхлорида и хлороформа).60 65 3Поставленная цель достигается тем, что реактор снабжен смесителем, размещенным между камерой перемешивания и камерой вытеснения, байпасцым трубопроводом с регулятором расхода, соединяющим вход камеры перемешивания со смесителем; объем смесителя (/, объема камеры перемешивания.В камеру перемешивания подается только часть входного потока, а оставшуюся часть входного потока перемешивают в смесителе с прореагировавшими горячими газами, выходящими из камеры перемешивания, и подают в камеру вытеснения. Таким образом, температура потока на входе в камеру вытеснения поддерживается достаточной для инициирования процесса хлорирования, Чтобы исключить возможность протекания процесса хлорирования метана в смесителе, объем его выбирается в б или более раз меньше объема камеры перемешивания. Поскольку в режиме идеального перемешивания образуется максимальное количество хлороформа, а в режиме идеального вытеснения - максимальное количество метиленхлорида, соотношение этих продуктов регулируется степенью конверсии хлора, приходящейся на реакционные камеры перемешивания и вытеснения, которая, в свою очередь, варьируется путем изменения доли исходного потока, подаваемой в каждую из камер, С этой целью на байпасном трубопроводе установлен регулятор расхода. Следовательно, в предлагаемом реакторе расширение диапазона соотношений продуктов различной глубины хлорирования достигается за счет того, что наряду с варьированием соотношения компонентов исходного потока обеспечивается возможность регулирования степени конверсии хлора, приходящейся на реакционные камеры с различными режимами движения реакционного потока.На чертеже схематично изображен предлагаемый реактор.Реактор содержит камеру 1 перемешивания, выполненную в виде трубчатого реактора с отношением длины к диаметру поперечного сечения, близким единице, камеру 2 вытеснения, выполненную в виде многоканального реактора с симметрично расположенными вертикальными цилиндрическими каналами. Длина каналов определяется из условия отсутствия проскока непрореагировавшего хлора на выход реактора для заданной нагрузки по хлору, при этом число каналов выбирается таким, чтобы отношение длины канала к диаметру его поперечного сечения было не менее 20, Такое соотношение линейных размеров канала обеспечивает режим движения реакционного потока в нем, близкий режиму идеального вытеснения. Камера 1 перемешивания, камера 2 вытеснения и смеситель 3 помещены в общий корпус, причем сме 5 10 15 20 25 30 35 40 5 50 55 4ситель расположен между камерами перемешивания и вытеснения. Камера 1 отделена от смесителя 3 царгой 4 с наклонными симметрично расположенными цилиндрическими каналами, .Вход смесителя, соединенный байпасным трубопроводом через регулятор расхода 5 с входом камеры 1, выполнен тангенциальным.Реактор работает сл:едующим образом, Исходная смесь, содержащая хлор, метан и рециркуляционный хлористый метил, на входе в реактор разделяется на два потока, один из которых поступает в камеру 1 перемешивания, а другой через регулятор расхода 5 по байпасному трубопроводу - в смеситель 3. Г 1 рореагировавшая в камере перемешивания реакционная смесь с температурой 400 530 С (в зависимости от соотношения хлор в мет в исходном потоке и его температуры) через наклонные каналы царги 4 поступает в смеситель 3, где смешивается с потоком, подаваемым по байпасному трубопроводу. Из смесителя реакционный поток поступает в каналы камеры вытеснения.Реактор для хлорирования может работать в режиме преимущественного получения метиленхлорида, в режиме преимущественного получения хлороформа или в промежуточных режимах. В режиме преимущественного получения хлороформа вся исходная смесь поступает в камеру перемешивания, байпас закрыт. В режиме преимущественного получения метиленхлорида доля исходного потока, подаваемая по байпасному трубопроводу в смеситель, зависит от соотношения хлор в мет в исходном потоке, его температуры и поддерживается такой, чтобы обеспечить температуру в смесителе 250 С, то есть температуру инициирования реакций хлорирования метана и его хлорпроизводных,Возможен вариант выполнения реактора для хлорирования газообразных углеводородов с выносным смесителем, соединенным с камерами перемешивания и вытеснения трубопроводами.Технико-экономическая эффективность реактора обусловлена возможностью стабилизации выхода целевых продуктов при колебании нагрузки по хлору, а также увеличения выхода метиленхлорида в режиме преимущественного получениявыхода метиленхлорида за счет снижения выпуска избыточного хлороформа и четыреххлористого углерода, реализуемых как кубовые продукты. Формула изобретения1. Реактор для хлорирования газообразных углеводородов, включающий корпус с последовательно расположенными камерами перемешивания и вытеснения, отл ич а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона соотношений продуктоведактор Г. Бельск Заказ 733/8НПО Поиск Госуда Изд. Мо 284 Тираж 58 Подписно венного комитета СССР по делам изобретений и открыти 13035, Москва, Раушская наб., д. 4/5 ипография, пр. Сапунова,различной глубины хлорирования, реактор снабжен смесителем, размещенным между камерой перемешивания и камерой вытеснения, байпасным трубопроводом с регулятором расхода, соединяющим вход камеры перемешивания со смесителем.2. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что объем смесителя (/, объема камеры перемешивания. 6 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Корсаков-Богатков С. М. Химические 5 реакторы как объемы математического регулирования. М., Химия, 1967, с, 49,рис. 111 - 7. 2. Патент ГДР Мо 84177, кл. 12 о, 2/01.