Безградиентный реактор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН Ю 11) 380 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ССУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДелАм изОБРетений и ОтнРыти(71) Московский ордена Трудового Красного Знамени химико-технологический институт им. ДИ.Менделеева(56) 1, Авторское свидетельство СССР У 295575, кл, В 01 3 8/00, 1968.2,Авторское свидетельство СССР В 144829, кл. В 01 Л 8/02, 1962.(54) (57) БЕЗГРАДИЕНТНЫЙ РЕАКТОР, содержащий корпус с патрубками для ввода и вывода газа, обогреваемую корзину с катализатором, расположенный под корзиной стакан с поршнем со штоком и электромагнитный привод, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения области применения, он снабжен размещенной в верхней части корпуса втулкой с кольцевой проточкой и винтовой прорезью на боковой поверхности.4ф Ф О1110481 50 55 5 1 О 15 20 25 30 35 На фиг, 1 изображен безградиентный реактор, разрез 1 на фиг. 2 и 3графики зависимости выходной концентрации от времени.Реактор состоит из цилиндрического корпуса 1 и стакана 2, соединенных на резьбе, Внутри корпуса вверхней его части расположена втулка 3 с кольцевой прорезью 4 и проточкой 5. Снизу к втулке и здвешена корзинка 6 с катализатором 7. Внутристакана 2 находится поршень 8 соштоком 9 и асбестовая крошка 10 длясмягчения ударов поршня . Сверху накорпус болтами крепится крышка 11.Для измерения температуры,предусмотрен карман термопары 12, вставленныйв реактор через крышку и втулку.Карман приварен к крышке. Реакторгерметизируется прокладками 13 и 14.,Пунктирными линиями 15 и 16 показаны границы электропечей, Снизу реактора на стакане расположена электромагнитная катушка 17 со змеевиком18 для охлаждения катушки проточнойводой. Для входа реакционной смесислужит отверстие 19, для выходаотверстие 20,Втулку 3 и прокладки 13 и 14 целесообразно выполнить из материала,имеющего коэффициент теплового расширения больший чем у материала корпуса, например при изготовлениикорпуса из стали, втулку можно изготовить из бронзы, а прокладки измеди. Это даст улучшение уплотненияреактора при повышенных температурах. Реактор работает следующим обраРеакционная смесь поступает в отверстие 19 и кольцевую прорезь 4, из которой по проточке 5 проходит вокругвтулки 3, нагреваясь до нужной температуры, попадает в реакционныйобъем, где контактирует с катализатором 7, Выходит из реактора черезотверстие 20. Контроль температуры ведется по показаниям термопары вставленной в карман термопары 12. Перемешивание газа осуществляетсяпоршнем 8, приводимым в возвратнопоступательное движение магнитнойкатушкой 17.Испытания реактора на безградиент.ность по концентрации проводились методом иМпульсного ввода трассера,Известно, что в аппарате идеального смешения логарифм выходной концент1110481 Таблица 1 Номер кривой Объем ка- Объемная ско- Давление,на граф, 2 тализатора, рость гелия, Р, атм(фиг.1 и 2) Чк, мл. Ч, мл/мин Температура, оС 120 50 40 0 400 40 50 800 50 40 120 200 0 400 200 800 200 10 Таблица 20,5 2,0 3,0 1,0 700;е 2 70112 Температура,698 р 2 70012 рации трассера есть линейная функциявремени. Для проверки этого фактав поток инертного носителя - гелия,Результаты в виде зависимостей0 С,1 пфф от времени Т , где 0 =Ме= (Чр - Ч)/М - время пребывания, Ч = 13 мл - геометрический свободный объем реактора; Ч - объем катализатора, ф - объемная скорость инертного носителя; Мв - нулевой момент кривой, отражающей зависимость выходной концентрации трассера С 1от времени, представлены на гра фиках. Экспериментапьные данные хорошо аппроксимируются прямыми, что Высота слоя катализатора, см Данные, приведенные в табл . 1 и 2 и на граф. 2 и 3 показывают, что расположение поршня со штоком в обогреваемой части реактора, использование втулки с распределительным кольцом и проточками для предварительного подогрева реакционной смеси, а такжег прокладок, установленных между корпусом, его крышкой и цилиндрическим стаканом, позволяют использовать рЕактор для изучения кинетики межстационарных каталитических процес-,вводилось 0,25 мл трассера - водорода. Условия проведения экспериментов приведены в табл. 1. 25говорит о безградиентности реактора по концентрации. Частота перемешивания в опытах составляла 10 Гц.Отсутствие температурных градиенЗ 0 тов в реакторе устанавливалось припроведении в реакторе реакции гидрирования этилена на сплавном никеле"вом катализаторе. При этом измерялась температура в различных слоях катализатора, для чего термопара за-35креплялась в кармане наразличных высоках. Результаты приведены в табл. 2. сов при давлениях до 200 атм и тем:пературах до 700 С и в условияхобезградиентности по температуре и концентрации реагентов.Предлагаемый безградиентный реактор предназначен для лабораторного использования, а именно для проведения исследований катализаторов, определения их оптимального состава и структуры, оптимизации технологи ф ,ческих режимов каталитических процессов и т,д.1110481 го гоо зп юо ю С ю Ж ЬЮФиг. 3 Составитель Н,Кацовскатейко. Техред А. Ач рректор О.Билак актор каз 6220/5ВНИИ Тираж 532ПИ Государственного комитета СССделам изобретений и открыгийсква, Ж, Раушская наб д, 4 одписное 11303 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,