Газожидкостной реактор

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Севз СоветскикСбциалистичеснихРеспублик11)1000094(22) Заявлено 27.05. 81 (21) 3293737/23-26 РЦМ К, з с присоединением заявки М В 01 д 10/00 Государственный комитет СССР по делам изобретениИ и открытий(71) Заявите ГАЗОЖИДКОСТНОЙ РЕАКТ за га маИзобретение относится к аппаратам для .проведения газожидкостных реакций, например в процессах органического синтеза, и может быть исполь зовано в различных процессах химической и нефтехимической технологии.Известен химический реактор для проведения процессов в гетерогенных средах, содержащий корпус с теплооб менной рубашкой, встроенный теплообменный циркуляционный стакан, вал с мешалкой, выполненной в виде винтового насоса, отражатель потока,. выполненный в виде полутора, обращенного выпуклостью к крьптке, дополнительный отражатель, смонтированный на валу мешалки и выполненный в виде полуоткрытой турбины 1).Основными недостатками данного аппарата при проведении массообмен" ных реакций с быстрорастворимыми газами и большим тепловым эффектом являются слабо развИтая поверхность теплообмена и высокая энергоемкость перемешивающего устройства в аппаратах большой единичной мощности, низкий энергетический КПД аппарата изнеиспользования энергии вводимогоза на перемешивание реакционнойссы.30 Известен кожухотрубный газлифтныйреактор, содержащий корпус, выполненный в виде кожухотрубчатого теплообменника с центральной циркуляционной трубой, увеличенную по высоте верхнюю крышку, теплообменные трубы, закрепленные в верхней и нижней трубных решетках, Нижние концы всех труб выведены под трубную решетку и в низ на одинаковом расстоянии от нижнего среза просверлены отверстия. Аппарат имеет развитую поверхность теплообмена, циркуляция жидкости в аппарате обеспечивается за счет ввода газового реагента, газ подается под нижнюю трубную решетку, под которой образуется газовый слой, отжимающий жидкость вниз до тех пор, пока не откроются отверстия в барботажных трубах, В барботажных трубах образуется газожидкостная смесь, в циркуляционных - находится только жидкосТь За счет разности их плотностей и обеспечивается циркуляция жидкости в аппарате. Интенсивность процессов теп. ломассообмена в таком аппарате в основном зависит от расхода газа 2).Однако в известном устройстве нн нсивность тепломассообмена при алых расходах газов, особенно раст 1000094воряющихся в жидкости, недостаточна. Локальные перегревы жидкости на поверхности раздела Фаз при обработке быстрорастворимого газа и невозможф ность использования аппарата в периодических процессах, протекающих в 5 две или более стадий, когда одна иэ них осуществляется без ввода газового реагента также относятся к недос-. таткам известного устройства.Цель изобретения - интенсификация процессов при обработке быстрорастворимых газов путем регулирования их подачи.Поставленная цель достигается тем, что в известном аппарате, содержащем вертикальный цилиндрический корпус, горизонтальные трубные решетки, установленные в верхней и нижней частях корпуса и делящего его на верхнюю центральную и нижнюю камеры, барботажные трубы, закрепленные в труб ных решетках и выполненные с отверстиями для ввода газа расположенными в нижних их частях в нижней камере, циркуляционнуюю трубу, закрепленнуюв трубных решетках по оси корпуса, 25и штуцеры ввода и вывода реагентови теплоносителя, имеются подвижнаяв вертикальном направлении ложнаятрубная решетка, установленная поднижней трубной решеткой в нижней камере на трубах, и упоры, закрепленныена внутренней поверхности корпуса пообе стороны от ложной трубной решетки и отверстий для ввода газа.Причем верхний упор расположенпод патрубком для ввода газообразного реагента, а нижний - под отверстиями для ввода газа в барботажныхтрубах. Кроме того газожидкостнойреактор снабжен диффузором, уста-новленным соосно над циркуляционной 40трубой в верхней камере, и помещенной в диффуэор мешалкой, выполненнойв виде осевого насоса, а ложная трубная решетка изготовлена из материала с плотностью, меньшей плотности 45реакционной смеси..На чертеже показана принципиальная схема аппарата.Реактор содержит корпус 1 в видекожухотрубчатого теплообменника,верхнюю 2 и нижнюю 3 камеры. Корпус1 содержит верхнюю и нижнюю трубныерешетки 4, в которых закреплены барботажные трубы 5, и центральную циркуляционную трубу б,. Барботажные трубы 5 снабжены отверстиями 7. В верхней камере 2, коаксиально циркуляционной трубе б размещен диффузор 8 смешалкой 9, выполненной в виде осевого насоса. В нижней камере 3 размещен штуцер 10 для ввода газа, расположенный между трубной решеткой иотверстиями в барботажных трубах.Реактор снабжен штуцерами 11 и 12для ввода жидкой Фазы и вывода целевого компонента. В нижней камере 3 65 под штуцером 10 расположен кольцевой упор 13, а ниже уровня отверстий 7 - упор 14. Между упорами 13 и 14, с воэможностью перемещения расположен элемент 15 в виде ложной трубной решетки. Элемент 15 изготовлен таким образом, что его плотность меньше плотности жидкой фазы. Штуцеры 1 служат для подачи и отвода теплоносителя в межтрубное пространство аппарата.Аппарат работает следующим образом.Жидкая фаза подается в реактор через штуцеры 11 или 12 до его з аполне- ния. В дальнейшем ее подача зависит :от того, в каком режиме работает аппарат, а именно, в непрерывном или периодическом. Затем через штуцер 10 подают в аппарат газ. Под трубной решеткой образуется газовый слой, отжимающий ложную трубную решетку 13 вниз до тех пор, пока не оголятся отверстия 7 в барботажных трубах 5. Тогда гаэ начинает поступать в барботажные трубы 5, обеспечивая циркуляцию жидкости в аппарате. Гаэ, проходя по барботажным трубам, растворяется в жидкости. Тепло реакции отводится с помощью теплоносителя, подаваемого в межтрубное пространство.Ложная трубная решетка.15 плавает на поверхности жидкостного слоя и предохраняет гаэ от контакта с жидкостью до момента поступления газа в барботажные трубы. Перемещение элемента 15 ограничено упорами.Если расход газа недостаточен для обеспечения интенсивной циркуляции продукта в аппарате, то включается мешалка, нагнетающая жидкость через диффузор в циркуляционную трубу, обеспечивая продольную циркуляцию продукта в аппарате.В случае проведения различных стадий процесса в аппарате при отсутствии подачи газа в аппарат уровень жидкости в нижней камере повышается. Ложная трубная решетка всплывает до верхнего упора. Верхний упор может быть выполнен в виде уплотняю- щего кольца. Тогда элемент 15, прижимаясь к кольцевому упору 13, предохраняет от поступления реакционной жидкости в штуцер 10. Отверстия 7 в этом случае оголены и омываются жидкостью, что предохраняет их от зарастания.В аппарате можно обрабатывать гетерогенную смесь, содержащую твердую фазу, например катализатор.Основным преимуществом аппарата является использование Комбинированного способа перемешивания реаКционной массы как газом, так и мешалкой.Формула изобретения1. Газожидкостной реактор, содержащий вертикальный цилиндрическийкорпус, горизонтальные трубные решетки, установленные в верхней и нижней частях корпуса и делящие его на верхнюю, центральную и нижнюю камеры, барботажные трубы, закрепленные в трубных решетках и выполненные с отверстиями для ввода газа, расположенными в нижних их частях в нижней камере, циркуляционную трубу, закрепленную в трубных решетках по оси корпуса, и штуцеры ввода и вывода реа-О гентов и теплоносителя, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с.целью интенсификации процессов при обработке быстрорастворимых газов путем регулированияих подачи, он снабжен подвижной в вертикальном направлении ложной трубной решеткой, установленной под нижней трубной решеткой в нианей камере на трубах, и упорами, закрепленными на внутренней поверх,ности корпуса по обе стороны от ложной трубной решетки и отверстий для ввода газа.2. Реактор по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что верхний25 упрр расположен под патрубком для ввода газообразного реагента а нижнийпод отверстиями для ввода " газа в барботажных трубах.3. Реактор по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что он снабжев диффузором, установленным соосно над циркуляционной трубой в верхней камере, и помещенной в диффузор мешалкой, выполненной в аиде осевого насоса.4. Реактор по п. 1, о т л и " ч а ю щ и й с я тем, что ложная трубная решетка выполнена из материй" ла с плотностью, меньшей плотности реакционной смеси.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1Авторское свидетельство СССРР 571294, кл. В 01 Л 8/10, 1977Соколов В.Н., Доманский И,В. ГЙзожидкостные реакторы. Л., "Иашино"строение", 1976., с. 81, рис.,42.1000094 ч 1 б 10 Составитель А. Тарасоовальчук Техред О.Неце Редакто Корректор С. Шекмар Заказ 1216/6 Тираж 535 ВНИИПИ Государственного комитета СС по делам иэобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., одписное 4/5. Филиал ППП "Патентф, г. ужгород, ул. Проектная, 4