Способ перемешивания газа с жидкостью

(5) 4 В 01 Г 3 04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) СПОСОБ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ ГАЗАС ЖИДКОСТЬЮ(57) Изобретение относится к способам перемешивания газа с жидкостью и может бытьиспользовано в химической, микробиологической и других отраслях промышленности.Оно обеспечивает интенсификацию газожидкостных процессов, в том числе и процессов,ЯО, 1378902 А 1 протекающих на суспендированном катализаторе. Способ заключается в том, что в аппарат, оснащенный циркуляционной перегородкой с распределенными по высоте переливными отверстиями, заливают жидкость до уровня, при котором отношение объема жидкости к объему аппарата на верхнем уровне перелива составляет 0,2 - 0,3. Начинают перемешивание мешалкой и ведут его при возрастающем объеме жидкости, который равен 0,8 - 0,9 от объема аппарата на уровне верхнего перелива. При прове дении процесса на суспендированном катализаторе подачу катализатора осуществляют одновременно с началом перемешивания. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.Понижение соотношения объемов нижс 0,2 приводит к срыву работы винта и циркуляциоцного движения в аппарате.Увеличение верхнего предела отнопения объемов К)0,8- 0,9 уменьшает обьем газа, заключенного между верхним уровнем жи.скости в статическом состоянии Ни уровнем пере,(цвз гдзожидкостной смеси через переливцун перегородку Б , что приводит К У Ч С Ц Ь ПЕ Ц И 1 О Г( З С ( .1 Е Р Ж 1 Ц И 51,со ) ниже оптимального значения, равного (= =15 - 20%, ул(ецыпению инт(. нсипцости проведения процессов, увсличецик по;рсбля( чой мощности электроприводд.Подкд чивают едкость в зп пдрз г до максичального рабочего объема, соотвегсгвующего заполнению до уровня Н . и о)- ношению жидкости в аппарате л к обьечл аппарата на верхнем уровне переливцой персгородки 2 ; . О,( 0,(. 11 ри ув(,)и (- (нии уровня заполнения зппдр;(тз 6.дгоддря наличию отверстий 3, 4 по всей вы(оте переливной перегородке возникает интенсивная циркуляция в аппарате ца протяже - нии всего врел(ени заполнения, це возникает разрыва сплошности газожидкостцого слоя и оголения винта.При проведении процессов ца суспецдированном катализаторе одновременцг с ца 35 40 45 50 55 1Изобретение относится к способам перемешивания в емкостцых аппаратах с механическими перемешивающими устройствами и может найти применение в химической, нефтехимической, фармацевтической, микробиологической и других отраслях прочь;шлецности.Цель изобретения интенсификация газожидкостных процессов, повышение производительности реакционного объема за счет увеличения поверхности межфазного контакта, а также интенсификация процессов, протекающих на суспецд(рованном катализаторе.На чертеже представлена схема аппарата для перемешивания газа с жидкостью.Аппарат содержит корпус 1, в котором установлена кольцевая переливная перегородка 2. Перегородка выполнена с распределенными по высоте переливными отверстиями 1 нижничи 3, средними и верхними 4). В аппарате установлена винтовая мешалка 5.Аппарат заполнякзт жидкостью до уровня Н, объемом 1 цри отношении к объему аппарата на всрхнем уровне переливцой (ц регородки 2 К= - 0,2 О 3, и соогне гстс)ецио к (г)ъему цс) лроьче нижних о гверстий 3 в перел и в(и) й перс горо;скс О 8 0,9.11 ри этом исхо,сцыи л рс)вень жидкости в 11 пир(1 тс 11,Ис)хо;1 ися циж(. урвця нижних отверстии .3 в псреливцой црс(ородке Н . Включают мсИс(лку 5. 5 1 О 15 20 25 30 чалом перемешивания осуществляют подачукатализатора,Понижение соотношения объемов ниже0,2 приводит к возрастанию массовой долитвердого катализатора в начальный моментреакции свыше 20 О(, и увеличению плотностиперемешиваемой смеси сверх допустимой1800 кг/м.Кроме того, при К( 0,2, ввиду значигельцой чдссовой кццецгрзции гвер;1 ого катализатора происходит гашение твердымичастицами катализатора турбучентных пульсаций газожидкостной среды, что приводит к уменьшению коэффициента массоотдачи в данном режиме перемешивания,уменыпению интенсивности перемешивания.Пример 1. Проводят перемешивание газас жидкостью в процессе получения альфаразветвленной кислоты окислением альдегида кислородом воздуха в присутствии едкогопатра. Процесс проводят в герметичномаппарате РГ 5,0 - 4,0, объемом 5 м с винтовыч перемен(ивающим устройством с циркуляционцым коцтлсоч и переливцой перегородкой с прорезями по высоте. Г 1 роцессцачицант с загрузки жидкой фазы, объемомм , соответствукнцим нижнему отношеци)о объема жидкости в аппарате к объемудппзрдтд цз верхнем уровне переливной перегредки, равцоч К =,= 0,27.1 ричеч это отношение объемов К одновреченно соответствует отношению объемажидкости в аппарате к объему аппаратауровцс цижцих сквозных прорезей К= - = 118 09.Исходный уровень жидкой фазы в статическом состоянии устанавливают ниже ниж цих прорезей в переливной перегородке нд 1 ОО л(м 50 мм.,Затем вклк)чают мепалку, возникает пиркуляционцое движецие газожидкостной среды через цижцие прорези в переливной перс городке. Газ, находящийся в об ьсме мсжду исходцыл( уровнем и уровнем перелива чсрез нижние прорези вовлекается в пцркуляцию и диспергируется в растворе. Госл( начала циркуляции в аппарат подак 1 т воздух до достижения рабочего давления и производят нагрев до рзбоч(и температуры.Госле начала падения давления и, следовз ельцо, поглоц;ения газа, производят подзчу воздухд и подкачку жидкости в аппарат до объема 3,5 м, соответствук- щего верхцелъ пределу отношения объема жидкости в аппарате к объему аппарата на всрхцем уровне переливной перегородки,рзвцолу К = -- , = - - =- 0,81 . ВЪ. 35--- 5, статиче скол( состоянии этот уровень жидкости в аппарате Н . ниже верхнего уровня 1)ереливцой пс ре ородки на 100- -200 мм5 10 15 20 Формула изобретения 25 30 35 40 Перемешивание ведут при возрастающем отношении объема жидкости в аппарате к объему аппарата от 0,27 до 0,8 5.Газ, находящийся в объеме между максимальным статистическим уровнем Н и уровнем перелива через перегородку, вовлекается в циркуляцию. Кроме того, возникает дополнительная циркуляция газожидкостной смеси через щели в вертикальной перегородке.Массовые доли исходных веществ жидкой фазы 84,6 ф, воздуха 15,4 О.Время проведения непрерывного процесса 15,5 мин.Процесс идет при оптимальном газосодержании С= 20 Я, необходимом для обеспечения интенсификации.Пример 2. Заполняют аппарат жидким раствором глюкозы объемом 0,16 м , что соответствует отношению К =, = - 0,25./аИсходный уровень жидкости в статическом состоянии устанавливают ниже нижних прорезей на 150 - 200 мм. Включают мешалку и загружают никельскелетный катализатор, подогревают рабочую среду до температуры реакции 90 - 120"С. Водород для гидрирования подается в газовую фазу аппарата. Давление в аппарате поддерживается равным 60 атм. После начала реакции, по мере поглощения водорода, подают водород и производят подкачку жидкой фазы в аппарат до максимального объема жидкой фазы, соответствующего соотношению объемов К=Ъ,к 2= 0,85 - 0,9 и объему жидкой фазычиг370 в 4 л.Массовая доля катализатора уменьшается при возрастании объема жидкой фазы от 15 в начальный момент до 4 Я в конце реакции без добавления катализатора. Реакция идет при уменьшенном расходе катализатора, вследствие увеличения его стабильности и при оптимальном газо- содержании на протяжении всего процесса 15- 20 ф. что приводит к интенсификации процесса гидрирования, сокрашению времени реакции до 1 ч вместо 2,0 - 2,5 ч, увеличению производительноти в 1,5 раза. При начале газожидкостных реакций в присутствии твердого катализатора, при минимальном объеме жидкой фазы в аппарате, соответствующей К - ," - 0,2 - 0,3Ъагнаблюдается повышение стабильности катализатора на протяжении всего процесса, уменьшение его расхода на единицу получаемой продукции. Если реакцию начинать с загрузки сразу максимального объема жидкой фазы свыше отношения К= 0,8 - 0,9 катализатор попадает в худшие условия в начале реакции ввиду высокой концентрации исходных реагентов, быстро дезактивируется и требуется подача его новой порции.Кроме того, при начале реакции с максимального объема жидкости при К) 0.8 - 0,9, начало реакции идет бурно, реагирует вся реакционная масса, сразу выделяется значительное количество тепла, которое трудно отвести.. Способ перемешивания газа с жидкостью, включающий подачу газа и перемешивание путем циркуляции жидкости через переливную перегородку при заполнении аппарата жидкостью до уровня, при котором отношение объема жидкости в аппарате к объему аппарата на уровне перелива составляет 0,8 0,9, отличающийся тем, что, с целью интенсификации газожидкостных процессов, повышения производительности реакционного объема за счет увеличения поверхности межфазного контакта, используют перегородку с распределенными по высоте переливными отверстиями, а перемешивание начинают при заполнении аппарата до уровня, при котором отношение объема жидкости к объему аппарата на верхнем уровне перелива составляет 0,2 0,3, и ведут при возрастающем объеме жидкости в аппарате до максимального.2. Способ по и. 1, отличающийся тем,что, с цельк интенсификации процессов, протекающих на суспендированном катализаторе, подачу катализатора осуществляют одновременно с началом перемешивания.1378902 дыРоР газа Ма Релктр С Лака 6336 В Г 111111 роизнолсг(зсг,ние.ь Г Кргтр гнева Гскрел 1 Верес1 ярак 564уларственного комитгта О,(. по ле.а13635, Москва, Ж 35, Раугнслаягни.итигрфичеслое прелприятие. г, у пвКрректор . Чсрни1 олписноеизобретений и открытий6 . л, 45кгород, ул. 11 роектная, 4