Газо-жидкостной инжектор для фотохимических реакторов

(5 И В 01 3 10 00 В 01 Л 19/О 23427.79 я тем, что, с и процесса сме ти, он снабжен м, размещеннымподводящим паотверстия вып,25-2,0 диамебка, и располэлементе, прверстиями и павен 30-90месительной ку 1:1-3.1. л том т я ение соотмеры 4 ь СУДАРСТВЕКНЬЙ НОМИТЕТ ССС О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ ОПИСАНИЕ ИЗОБРИ ПАТЕНТУ(54)(57) ГАЗОЖИДКОСТНЫЙ ИНЖЕКТОРДЛЯ ФОТОХИМИЧЕСКИХ РЕАКТОРОВ,содержащий цилиндрический корпус свыполненными в нем смесительной камерой подводя корпусо щ и й с сификаци и жидко элементо пусом и круглые равным 0 го натру ническом между от рубком р высоты диаметр круглыми отверстиями ий патрубок, соединенный спо его оси, о т л и ч а ю целью интеншения газаконическим между коррубком, а лнены сечением, ра подводящежены на коИзобретение относится к конструкциям газожидкостных инжекторов и может быть использовано при фотохимических газожидкостных реакциях, особенно при способе сульфоокисления для получения вторичных алкансульфокислот из парафиновых углеводородов с прямой цепью в присутствии воды облучением ультрафиолетовыми лучами,Известен газожицкостный инжектор, 1 О содержащий цилиндрический корпус с выполненными в нем смесительной камерой и круглыми отверстиями н подводящий патрубок, соединенный с корпусом по его оси Ц .15Недостатком известного инжектора является низкая эффективность смешения газа и жидкости.Цель изобретения - интенсификация процесса смешения газа и жидкости. 20Эта цель достигается тем, что газожидкостный инжектор для фотохимических реакторов, содержащий цилиндрический корпус с выполненньпж в нем смесительной камерой и круглыми от верстиями н подводящий патрубок,соединенный с корпусом по его оси,снабжей коническим элементом, размещенным между корпусом и подводящим патрубком, а круглые отверстия выполнены сечением, равным 0,25-2,0 диаметра. подводящего патрубка, и расположены на коническом элементе, при этом угол между отверстиями и подводящимопатрубком, равен 30-90 , а соотношение высоты смесительной камеры к ее диаме;ру 1:1-3:1.На чертеже изображен общий внд инжектора, продольный разрез.Газожидкостный инжектор для фото О химических реакторов содержит цилиндрический корпус 1 с выполненными в нем смесительной камерой 2 и круглыми отверстиями 3, подводящий патрубок 4, соединенный с корпусом по 45 его оси, и конический элемент 5., размещенный между корпусом 1 и подводящим патрубком 4.Круглые отверстия 3 выполнены сечением, равным 0,25-2,0 диаметра подводящего патрубка 4, и расположены на коническом элементе 5, при этом угол между отверстиями 3 и подводящим патрубкомо4 равен 30-90 , а соотношение высоты смесительной камеры 2 к ее диаметРу 1:1-3:1. Внутреннее поперечное сечение патрубка 4 для впуска газа имеет форму от круглого до звездообразного,а его длина не является критической, однако должна иметь такую длину, чтобы обеспечивалось достаточное расстояние всасывающих отверстий 3 от основания корпуса 1 или (при многоламповом реакторе) от общей трубы для подачи газа, чтобы каждая фаза перед газовым потоком могла беспрепятственно всасываться через всасывающие отверстия. В качестве материала, из которого изготовляются эти газационные установки, особенно пригоден при использовании при сульфоокислении армированный стекловолокном политетрафторэтилен.Эти газационные устройства монтируются в реакторе под УФ-погружаемой лампой, а именно на одну погружаемую лампу одно сонло, причем эти сопла в многоламповом реакторе на один ряд погружных ламп могут монтироваться соответственно на общей трубе для подачи газа . Плотность газации для достаточно тонкого распределения газа и особенно благоприятный режим потока вдоль продольного направления лампы составляет около 50-500 м,преимущественно 200-500 мз на м 2 /с. При этом следует учитывать, что предварительное давление газа зависит также от уровня жидкости над соплом.Газовая смесь с высокой скоростью выходит иэ узкой части сопла в патрубке 4 в воронкообразное расширение. камеры 2, в результате этого там чеРез, боковые отвеРстиЯ 3 всасывается жидкость. Благодаря срезающим усилиям всасываемой жидкости получается тонкое распределение газовой смеси. Иэ камеры 2 выходит струя жидкости,и газа, которая сообщает всей реакционной жидкости внутри реактора движение по принципу маммут-насоса. Благодаря конструкции этой газационной установки обеспечивается то, чтомассообмен в прилегающей области наружной огчбающей трубы лампы, т.е. в области максимальной плотности облучения, лучше всего и в этой области концентрация газовых пузырьков максимальная и скорость массо- передачи самая высокая. При помощи этой газационной установки простым путем получают высокий выход алкансульфокислот, обусловленный улучшен.3 11 ным использованием излучаемого, Уф-света и лучшими массопередачами. Это действительно как при применении в одноламповом реакторе, так и в многоламповом реакторе.Предлагаемая газационная установка применяется для всех газожидкостных реакций, но преимущественно для получения вторичных алкансульфонатов сульфоокислением. При этом используются О -парафиновые углеводороды или их смеси с 8-30 С-атомами,преимущественно с 10-18 С-атомами, а также газовая. смесь ЯОв молярном соотношении около 2:,1, т.е. в стехиометрическом соотношении, или преимущественно с 80, - избытком до молярного соотношения около 3:1. Температура реакции составляет 20-40 С, преимущественно 30-38 фС. В реакторе поддерживается давление приблизительно до 1 изб. бар, пре,имущественно 0.,08-0,25 изб. бар. Реакционная жидкость отбирается в основании реактора, проходит через отделительное устройство и там отделяется нижняя Фаза, которая содержит полученные алкансульфокислоты и, серную кислоту наряду с парафином и водой, Верхняя фаза,парафиновая Фаза охлаждается и затем после освежения парафином и водой направляется обратно в верхнюю часть реактора. Отбор направляемой также в циркуля цию газовой смеси 80, -О производится из газовой зоны в верхней области реактора. После асвежения 80, и О, газовая смесь в компрессоре компримируется до требуемого предварительного давления и через предлагаемую газационную установку вводится в реактор.П р и м е р. Примененной реакционной смесью является коммерчес- кая Фракция из н -парафинов с 12-18 С-атомами. Отбирают снизу из реактора 4 м/ч жидкости, пропускают через отделительное устройство и после освежения парафином и водой подают насосом обратно через верхнюю часть реактора. Реактор26204 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 приблизительно на 5/6 своего объема наполняетея жидкостью и приблизительно на 1/6 газом. Давление в газовом пространстве верхней части ре-, актора составляет 0,13 изб.бар.Температура реакции подцерживается охлаждением циркулирующей жидкости при 31-33 С.Облучение ультрафиолетовым светом происходит с помощью ртутной лампы. высокого давления с герметичной арматурой мощностью 3,84 кВт,Диаметр ее наружной, трубки с кварцевой оболочкой-составлял 120 мм. Эта УФ-лампа производит поток излучения 545 Вт в области длин волн от 248 до 400,мм. За 1 ч вводится через газационную установку 33 мз смеси газа ЯО -0 молярного состава 2,2:1, как описано, с предварительным давлением 1,1 изб. бар в реактор. Это устройство закреплено в нижнем основании реактора точно под Уф-лампой, и имеет размеры отверстие для выхода газа имеет внутренний диаметрмм, расположен" ные симметрично четыре всасывающих отверстия имеют внутренний диаметр соответственно 10 мм, внутренний диаметр смесительного резервуара составляет 35 мм, гаэационная уста.- новка имеет высоту всего 110 мм и смесительный резервуар от выходного отверстия газа имеет высоту 50 мм, За 1 ч получают 76 эквивалентов алкансульфокислоты. Молярное соотношение моно- к дисульфокислоте составляло приблизительно 9: 1.Если работают с таким же реактором и при одинаковых условиях, как указано, но с используемым до снх пор нри сульфоокислении душем с отверстиями диаметром 180 мм, который на своей верхней поверхности имеет отверстия с диаметром в свету около 0,8-1,5 мм, и вводят в реактор через этот душ с отверстиями 75 м /ч газовой смеси 80 -О с мох к лярным составом 2,2:1, то получают за 1 ч только 52 эквивалента алкансульфокислоты.1126204 Соста Техре ель А. ТарасовГергель Корректор А. Обручарв В 11303 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,едактор Н. Бобковаказ 8564/46 Тираж 532 Государствен делам изобрет осква, Ж"35, Подписноеого комитета СССРний и открытийаушская наб., д, 4