Реактор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 51)5 В 01 ) 19 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ МУ СВИ Л ЬСТ К АВТО СССРЛоктиодивый,ивание с.324 -ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Институт проблем механики АН(57) Изобретение относится к химическому машиностроению и позволяет увеличить выход продукта за счет исключения локальных зон перегрева, Реактор содержит цилиндрический корпус О-образной формы, патрубки ввода, вывода и расположенный внутри корпуса смесительный элемент, НоИзобретение относится к области химического машиностроения и предназначается для проведения тепломассообменных процессов. Известен реактор, содержащии корпус внутри которого установлена цилиндрическая направляющая, в которой установлена пропеллерная мешалка,Недостатком данного аппарата является локальный перегрев реакционной смеси что приводит к осмолению продуктов.Известен реактор, содержащий цилиндрический.корпус в виде О-образной трубы, патрубки подвода и отвода, внутри корпуса установлен смесительный элемент в виде пропеллерной мешалки. Ы 1710124 А 1 вым в реакторе является то, что боковые трубки О-образного корпуса расположены одна над другой, смесительные элементы размещены вдоль корпуса, промежутки между ними снабжены наборами наклонных пластин, отстоящих одна от другой на равном расстоянии и смещенных по высоте последовательно по мере удаления от входного патрубка к нижней части корпуса, и установленным над пластинами собирающим усечен н ым конусом, меньшее. верхнее основание которого соединено с отводящей трубкой, верхний конец которой введен в верхнюю трубку корпуса в промежуток между смесительными элементами и изогнут, при этом выходное отверстие ориентировано в сторону выходного патрубка. Кроме того, в корпусе устанавливается несколько отводящих трубок по длине корпуса, а отводящие трубки могут быть охвачены водяными рубашками, 3 з,п,ф-лы, 2 ил. 1 д. иНедостатками данного аппарата явля- -с 4 ются локальный перегрев реакционной сме--д си, что приводит к осмолению продуктов,С) снижение выхода реакции, так как процессъ в зонах перегрева ведется неэффективно. ) Целью изобретения является увеличе +Ль ние выхода готового продукта за счет исключения локальных зон перегрева,Поставленная цель достигается тем, что а в реактор, содержащий цилиндрический корпус в виде О-образной трубы, патрубки ввода и вывода, расположенный внутри корпуса смесительный элемент, боковые трубы О-образного корпуса расположеНы горизонтально одна над другой, смесительные элементы расположены вдоль корпуса, а промежутки между ними снабжены набо10 15 20 25 30 40 50 55 ром наклонных пластин, отстоящих одна от другой на равном расстоянии и смещенных по высоте последовательно по мере удаления от входного патрубка к нижней части корпуса, и установленными над пластинами собирающим усеченным конусом, меньшее верхнее основание которого соединено с отводящей трубкой, верхний конец которой . введен в верхнюю трубу корпуса в промежуток между смесительными элементами изогнут, при этом выходное отверстие трубки ориентировано в сторону выходного патрубка.Кроме того, в реакторе в одном сечении установлены несколько отводящих трубок, выходные отверстия которых размещены в нескольких точках поперечного сечения верхней трубы корпуса и трубки охвачены водяными рубашками, а нижние края собирающего конуса соединены перегородкой с боковой поверхностью трубки корпуса,На фиг.1 представлен реактор, продольныйй разрез; на фиг,2 - разрез А - А на фиг.1.Реактор содержит цилиндрический корпус 1, имеющий О-образную форму, при этом боковые трубы О-образной трубы рас- положены горизонтально, одна над другой, образуя нижнюю 2 и верхнюю 3 боковые трубы, патрубки 4 и 5 ввода реагентов и патрубок 6 вывода смеси. Внутри корпуса 1 на равном расстоянии один отдругого размещены смесительные элементы 7, в промежутках между смесительными элементами находится область 8 сепарации, в которой установлен набор наклонных пластин 9, расположенных одна за другой под углом к вертикали, при этом пластины 9 из одного набора по мере удаления от входного патрубка 4 последовательно смещаются ближе к нижней части корпуса 1. Все пластины установлены с зазором с верхней частью корпуса 1. Над пластинами установлен собирающий усеченный конус 10, обращенный большим основанием вниз, а верхним соединен с отводящими трубками 11. Верхние концы трубок 11 введены в верхнюю боковую трубу 3, верхние концы трубок 11 загнуты и ориентированы в сторону выходного патрубка,6. Отводящие трубки 11 охвачены водяной рубашкой 12 с патрубками 13 для ввода и вывода охлаждающего агента.Нижние края собирающего усеченного конуса 10 соединены с верхней частью трубы 2 с помощью обечайки 14. Отводящие трубки 11 в одном сечении устанавливаются как одна, так и несколько (фиг.2), при этом верхние концы трубок 11, ориентированные на выходной патрубок 6, размещены в разных точках поперечного сечения на,одинаковом расстоянии один от другого. Реактор работает следующим образом. Реагенты через патрубки 4 и 5 подают внутрь корпуса 1 в его нижнюю трубу 2, которые затем поступают в емесительный элемент 7, представляющий собой набор перфорированных конусов, ориентированных большими основаниями в сторону патрубков 4 и 5 ввода. При прохождении смесительных элементов 7 реагенты смешиваются, при этом протекает бурная химическая реакция, которая нагревает реакционную смесь. При этом реакционная смесь нагревается неравномерно, так как где в реакцию вступило больше реагентов, реакционная смесь нагрелась больше, а там, где меньше реагентов- соответственно нагрелась меньше, Реакционная смесь выходит из зоны смешения (из смесительного элемента 7) и поступает в область 8 сепарации, где более горячие слои поднимаются вверх, проходят между набором пластин 9 и устремляются в собирающий усеченный конус 10. Пластины 9 выполняют при этом трифункции; создают в верхней части трубы 2 зонуспокойного течения, которая позволяет горячим массам реакционного раствора подниматься вверх и не сносится потоком;между пластинами 9 возникают циркуляционные течения, которые из-за наличия в них центробежных сил способствуют отделению горячей реакционной смеси от более холодной;35 перемешивают реакционный объем и выравнивают температуру перед входом в следующую смесительную зону (смесительный элемент 7). Все пластины 9 установлены с зазором с верхней частью трубы 2 для того, чтобыгорячая реакционная масса, поднявшаяся к верхней части трубы 2, беспрепятственно попала в усеченный конус 10, Пластины 9 последовательно смещены от входного патрубка 4 к нижней стенке трубы 2, при этом удается охватить сепарационным процессом практически весь объем жидкости. Горячая реакционная смесь подается в верхнюю трубу 3, при этом, так как отводящая трубка 11 изогнута и установлена параллельно потоку, то горячая реакционная смесь из трубы 2 будет отсасываться эжекцией через трубку 11, Горячая отсепарированная смесь подается в верхнюю трубу 3, где реакция илет с небольшими скоростями (основная масса реагентов в трубе 2 уже вступила в реакцию) и слоев с повышенными температурами нет, Горячая реакционная смесь смешивается с движущейся по трубе 3 смесью и, пройдя смесительные элементы 7, удаляется через патрубок 6 отвода.Горячая смесь при движении через отводящие трубки 11 охлаждается охлаждающим агентом, который через патрубки 13 подают в водяную рубашку 12, Края собирающего 5 конуса 10 глухо соединены со стенкой корпуса 2, что позволяет избежать скопления горячей реакционной смеси над конусом 10 и осмоления продукта в этой области.Если в результате реакции образуется 10 газ, то образовавшийся горячий газ отводится отводящими трубками 11 в верхнюю трубу 3, при этом реакционная смесь поднимается в верхнюю трубку эрлифтом. В верхней трубе газ снова смешивается с 5 раствором и пары реагентов, находящиеся в газовых пузырях взаимодействуют вторично, тем самым не теряются исходные реагенты и повышается эффективность вза-имодействия, 20Установив несколько отводящих трубок 11 в одном сечении, получают более быстрое и интенсивное смешение в трубе 3 горячего раствора с основным раствором, так как выход трубок 11 установлен в разных 25точках сечения.Таким образом, в предложенном реакторе удается непрерывно отводить из зоны с интенсивной химической реакцией (труба 2) наиболее горячую смесь (реакционный 30 раствор) в зону с медленной химической реакцией (труба 3), и тем самым исключить локальный перегрев раствора.Для оценки эффективности предложенного реактора были проведены сравнитель ные экспериментальные опыты. В качестве рабочих жидкостей использовался оксидат и раствор каустической соды и едкого натрия. В реакционном объеме протекает реакция нейтрализации. После проведения 40 процесса нейтрализации в предложенном реакторе выход циклогексанона увеличился на 0,24 опо сравнению с известным реактором, что свидетельствует о том, что процесс осмоления резко уменьшился.Формул а и зоб рете н и я 3. Реактор, содержащий цилиндрический корпус 0-образной формы, патрубки ввода и вывода, расположенный внутри корпуса смесительный элемент, о тл и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью увеличения выхода готового продукта за счет искл ючения л окал ьных зон перегрева, боковые трубы О-образного корпуса установлены горизонтально одна над другой и снабжены размещенными вдоль корпуса между смесительными элементами набором наклонных пластин, отстоящих одна от другой на равном расстоянии и смещенных по высоте последовательно по мере удаления от верхнего патрубка к нижней части корпуса, и установленном над пластинами собирающим усеченным конусом, меньшее верхнее основание которого соединено с отводящей трубкой, верхний конец которой введен в верхнюю трубу корпуса в промежуток между смесительными элементами и изогнут, при этом выходное отверстие отводящей трубки ориентировано в сторону выходного патрубка.2. Реактор по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в фиксированном поперечном сечении реактора устанавливаются несколько отводящих трубок, а выходные отверстия размещены в разных точках поперечного сечения верхней трубы на равном расстоянии одна от другой.3, Реактор по пп,1 и 2, отл и ч а ю щ ий с я тем, что отводящие трубки охвачены водяной рубашкой.4, Реактор по пп,1 - 3, о тл и ч а ю щ ий с я тем, что края собирающего конуса соединены перегородкой с верхней частью нижней трубы корпуса.1710124 Фыг У оставитель Л.Чубуковаехред М,Моргентал актор В.Бугренко рректор М.Шароши аказ 289 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и.открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1