Реактор

(5)з В 01 3 19/2 ПРИ ГКНТ СССРОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ИЯ ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯ(71) Институт проблем механики Ан СССР(57) Изобретение относится к химическому.машиностроению и позволяет повыситьпроизводительность реактора и снизить доИзобретение относится к химической технологии и предназначено для проведения химических реакций в системах жидкость жидкость.Известен реактор, содержащий корпус с патрубками ввода компонентов и патрубка отвода готового продукта, расположенный внутри корпуса смеситель циклонного типа с нижним разгрузочным отверстием, нэ вне которого выполнены отве тия в витающей трубке. проходящей по оси смесителя и соединенной с патрубком подачи одного из реагентов, со смесителем таигвнциально его боковой стенке соединен циркуляционный трубопровод,Однако в указанном реакторе недостаточно эффективное осуществляется смвйение реагентов, так как выходящий мз отверстий питающей трубки реагент ускоряющимся потоком прижимается к внееним стенкам питающей трубки (" размазывается") и далее. дробясь на мелкие капли; рас 2лю осмоленных продуктов. Реактор содержит корпус с патрубками подвода и отвода, расположенный внутри корпуса циклонный смеситель и соединенную с одним из патрубков подвода реагента питающую трубку с отверстиями в нижней части. соединенный с боковой стенкой смесителя тангенциально трубопровод для подачи реакционного раствора. Киже отверстия на питающей трубке выполнены зигзагообразные осесимметричные выступы, радиусы которых уменьшаются сверху вниз, к нижнему выступу основанием прикреплен конус вершиной вниз, на выступах и между отверстиями питающей трубки выполнены канавки, Ь ил. ходится в виде осесимметричного потока с небольшим углом конусности, что приводит к локальному перегреву и осмолению части готового продукта.Наиболее близким к предлагаемому является реактор, содержащий корпус с патрубками ввода компонентов и патрубка отвода готового продукта, расположенный внутри корпуса смеситель циклонного типа с нижним разгрузочным отверстием, по оси корпуса смесителя установлена соединен ная с патрубком ввода одного из реагентов Од питающая трубка с отверстиями в нижней части, с бокоааа стен кои смесителя (танген. ), циально) соединен трубопровод для цирку-, д ляции реакционной смеси, С отверстиями в питающей трубке соединены радиально расположенные отводящие трубки.Однако в известном реакторе, радиальные трубки, хотя и отводят реагент от стенок питающей трубки к периферии, одновременно вызывают дополнительное сопротив 17119635 10 15 20 25 30 35 40 50 55 ление в узкой части смесителя, при этом скорость потока снижается и увеличивается размер капель реагента, т,е, уменьшается межфазная поверхность и эффективность перемешивания реактора.Цель изобретения - повышение производительности реактора и снижение доли осмоленных продуктов.Поставленная цель достигается тем, что в реакторе, содержащем корпус с патрубками подвода реагентов и отвода продукта, расположенный внутрИ корпуса циклонный смеситель с нижним разгрузочным отверстием, расположенную по оси циклонного смесителя и соединенную с одним иэ патрубков подвода реагентов питающую трубку с отверстиями в нижней части, соединенный тангенциально с боковой стенкой циклонного смесителя трубопровод для подачи циркулирующего реакционного раствора, ниже отверстий на питающей трубке выполнены зигзагообразные осесимметричные выступы, радиусы которых уменьшаются сверху вниз, к нижнему выступу основанием прикреплен конус вершиной вниз, причем диаметр основания конуса меньше диаметра нижнего выступа, на выступах между отверстиями питающей трубки выполнены канавки, причем глубина канавок меньше разности радиусов выступа с канавками и нижерасположенного соседнего выступа.На фиг. 1 представлен реактор, общий вид, на фиг, 2 - нижний конец питающей труби; на фиг. 3 - то же, вид снизу,Реактор содержит корпус 1, внутри которого размещен смеситель 2 циклонного типа. С корпусом 1 соединены патрубки 3 подвода реагентов и патрубок 4 отвода продукта, С одним из патрубков 3 подвода реагентов соединена верхним концом питающая трубка 5, на нижнем конце которой выполнен отверстия 6, Питающая трубка 5 раэмецена по оси смесителя 2,С боковой стенкой смесителя 2 тангенциально соединен трубопровод 7 для циркуляции реакционного раствора. Последний совместно с патрубком 8, трубопроводом 9 и насосом 10 образует циркуляционный контур. Смеситель 2 в нижней конической части имеет разгрузочное отверстие 11. Ниже отверстий 6 на питающей трубке 5 выполнены зигзагообразные осесимметричные выступы 12, радиусы которых уменьшаются сверху вниз. Между отверстиями 6 на выступах 12 выполнены канавки 13, глубина которых меньше разности радиусов выступа с канавками и нижерасположенного соседнего выступа, при этом канавки 13 нижних выступов 12 сдвинуты по азимутальному углу относительно верхнего выступа 12. К нижнему выступу 12 прикреплен своим основанием конус 14, обращенный вершиной вниз. Диаметр основания конуса 14 меньше диаметра нижнего выступа 12,Реактор работает следующим образом, Реагенты через патрубки 3 подаютвнутрь корпуса 1. Реакционный раствор через патрубок 8, насос 10, трубопроводы 9 и 7 подается тангенциально внутрь смесителя 2 циклонного типа, В последнем реакционный раствор закручивается, движется через смеситель и выводится через нижнее разгрузочное Отверстие 11 с большой окружной и осевой скоростью.Один из реагентов через патрубок 3подают в питающую трубку 5, и через отверстия 6 реагент.поступает в циркулирующий реакционный раствор, выходящий из смесителя 2 через отверстие 11.Вышедший через отверстия 6 реагентсразу же попадает в область интенсивного перемешивания, так как ниже отверстий 6 находится первый выступ 12, и "размазанный" по поверхности реагент "срывается" в область интенсивного турбулентного тече- .ния, Часть реагента, вышедшего из отверстий 6, эа счет большой окружной скорости, не "сорвавшись" с выступа 12, попадает в канавку 13 и в виде осевого потока также подается в область интенсивного турбулентного течения основного потока, имеющего большую окружную скорость. В результате за выступом 12 образуется замкнутое циркуляционное движение реакционного раствора, которое не дает реа генту, вышедшему из отверстий 6; прижиматься к стенке питающей трубки 5, Так как в область за выступом 12 постоянно прибывает реакционный раствор по канавкам 13, образующиеся вихревые циркуляционные течения неустойчивы. Сначала они возрастают в размерах, включая в себя вновь поступивший реакционный раствор, а затем под действием основнрго потока вихревое образование скользит по поверхности питающей трубки 5 и срывается с нижерасположенного выступа 12, При этом сорвавшееся вихревое образование имеет также большую радиальную составляющую скорости. а поступающие осевые потоки из канавок 13 на выше- расположенном выступе 12 также взаимодействуют с основным потоком, образуя разветвленную сеть микровихревых нерегулярных образований. Аналогичные процессы протекают также за другими выступами.В результате многослойного микровихревого перемешивания выходящий из отверстий 6 реагент равномерно распределяется в потоке, выходящем из разгрузочного отверстия 11. Кроме того, за счет много-:ступенчатого уменьшения диаметроввыступов 12 увеличивается угол. распыла потока, выходящего из отверстия 11, т.е. увеличивается объем интенсивного перемешивания, расположенный под смесителем 2.Установленная система выступов 12 суменьшающимися диаметрами по ходу движения жидкости (сверху вниз) и наличие конуса 14 позволяют снизить сопротивлениеосновному потоку до минимума, так как образующиеся за выступами 12 замкнутыевихревые образования выполняют рольсмазки.Таким образом, в результате интенсивного перемешивания реагентов в микровихрях удается создать равномерное распределение реагентов во всем объеме реактора,Кроме того, низкое гидравлическое сопротивление позволяет увеличить скорость осевого потока и тем самым увеличитьсдвиговые напряжения в зоне смешения и,соответственно, раздробить капли реагента(циклогексаноноксима) до более мелких 25размеров,Все это существенно увеличивает поверхность контакта фаэ, что положительно сказывается на производительности реак тора, а также рассредоточивает реагенты более равномерно по объему реактора, что позволяет снизить количество и объемы местных зон перегрева, что в конечном итоге снижает потери целевого продукта на осмо ление.Готовый продукт выходит из реактора через патрубок 4. Для сравнения эффективности предложенного технического решения с эффективностью известного аппарата выполнены сравнительные эксперименты на реальных реакторах. Эксперименты показаЛи, что в предлагаемом реакторе нагрузка (произво-. дительность) увеличивается на 15 оь. В каче- стае рабочих сред используют олеум и циклогексаноноксим. В предлагаемом реакторе такой параметр, как перманганатная потребность, характеризующий степень осмоления продукта, снижается с 2300 в известном реакторе до 1400 и, соответственно, почтй вдвое снижается доля осмоленных продуктов,Формула изобретения Реактор, содержащий корпус с патрубками подвода реагентов и отвода продукта, размещенньй внутри циклонный смеситель с нижним разгрузочным отверстием, расположенную по оси циклонного смесителя и соединенную с одним из патрубков подвода реагентов питающую трубку с отверстиями в нижней части, соединенный тангенциаль,но с боковой стенкой циклонного смесителя трубопровод для подачи циркулирующего реакционного раствора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения производительности реактора и снижения доли осмоленных продуктов, ниже отверстий на питающей трубке выполнены зигзагообразные осесимметричные выступы, радиусы которых уменьшаются сверху вниз, при этом нижний выступ снабжен конусом, обращенным вершиной вниз, диаметр основания которого меньше диаметра нижнего выступа, на выступах и между отверстиями питающей трубки выполнены канавки,1711963 едактор М.Пет иэводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина. 101 Заказ 488 ВНИИПИ В ф Составитель Ю,МартыновТехред М.Моргеитал Корректор О, Крввцо Тираж Подписноеарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж. Раушская наб 4/5