Реактор для газожидкостных процессов

(53) УДК 66.023 (088.8) Опубликовано 25.06.80. Бюллетень 23 по делам изобретений и открытийДата опубликочания описания 05.07.80Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт им. Ленсовета(54) РЕАКТОР ДЛЯ ГАЗОЖИДКОСТН ЫХ Г 1 РОЦЕССОВ О Изобретение относится к химическим реакционным аппаратам и может быть использовано для осуществления экзотермических реакций, а также других процессов, в которых принимают участие жидкий и газообразный реагенты.Для интенсификации процессов массо- обмена между газом и жидкостью широко применяются пленочные аппараты с закрученным движением потоков газа и пленки жидкости, где для улучшения контакта между жидкостью и газом в цилиндрическом контактном элементе вставлены спиралевидные втулки 1.Наиболееблизок по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению многосекционный массо- обменный аппарат с закрученным потоком, содержащий корпус, внутри которого по высоте установлены завихрители с винтовой нарезкой, сепаратор и теплообменные устройства 2.Исходные реагенты вводятся в первую секцию аппарата, а выводятся из последней. Такой аппарат является эффективным при условии отсутствия температурных ограничений на процесс. При проведении в нем процессов с быстропротекающими реакциями и большим тепловыделением при полной нагрузке возможен значительный разогрев реакционной массы в первой секции реактора, что вызывает пережоги и осмоление продукта, т. е. снижение его качества.Цель изобретения - получение продукта высокого качества.Зто достигается тем, что каждая трубка ниже лопастного завихрителя имеет винтовые прорези для ввода газа и снабжена расположенными в них полыми винтовыми вкладышами. Ввод газообразного реагента через обычные отверстия или щели в трубке реактора приводит к разрыву закрученной жидкостнои пленки и образованию газожидкостного аэрозоля, что вызывает, в свою очередь, снижение качества продукта.Указанное конструктивное решение ввода газообразного реагента по секциям реактора обеспечивает сплошное неразрывное смывание пленкой жидкости поверхности реакционной трубки и в то же время крутка потока не только не гасится, а и создается дополнительная его подкрутка.10 формула изобретения 30 зя 40 На фиг. 1 приведена общая схема аппарата; на фиг, 2 изображен узел 1 на фиг. 1; на фиг. 3 дан разрез А - А на фиг, 2.Реактор содержит корпус 1, распределительную головку 2, трубный пучок, состоящий из трубок 3, соединительных дисков 4 и кожухотрубчатых секций 5, охлаждаемых водой.В каждой реакционной трубке 3 расположен лопастной завихритель 6 и имеется устройство 7 для ввода газовой фазы, которое выполнено в виде винтовых прорезей с вставленными в них вкладышами 8, выполненными по форме прорези из коррозионностойкого материала. Они необходимы для того, чтобы обеспечить ввод газовоздушной смеси в реакционную трубку, не нарушая гидродинамическую обстановку закрученного потока и сплошности смывания реакционной трубки пленкой жидкости. Размеры свободного сечения прохода втулок должны позволять ввод газовой фазы со скоростью около 6 мс, что не создает опасности срыва пленки потоком вводимого газа.Стыковка трубок секций осуществляется с помощью упругих соединительных дисков 4, отверстия которых расточены сверху фасками с таким расчетом, чтобы обеспечить свободное попадание в них трубок стыкуемой верхней секции.Все завихрители рекомендуется выполнять из коррозионно-стойкого материала и закреплять их посредством упругой деформации без всяких соединительных стержней между ними, ибо последние могут стать очагами зон осмоления продуктов реакции.Работает реактор следующим образом.Жидкая фаза подается в распределительную головку 2, где она равномерно распределяется по реакционным трубкам первой секции реактора и стекает вниз к завихрителям, размещенным в этих трубках. Проходя завихритель, жидкость приобретает крутящий момент, в результате чего она прижимается в виде равномерной закрученной пленки к внутренней стенке реакционной трубки. Газовый реагент подается в газораспределительные царги, из которых он поступает через прорези с вставленными в них вкладышами 8. Далее, по направлению движения реакционной газожидкостнои среды в реакционных трубках, она проходит снова через завихрители и приобретает подкрутку потока. При этом создается очень эффективная непрерывно обновляемая поверхность масссообмена (между газом и жидкостью) и теплообмена (между пленкой и охлаждаемой стенкой).Пропуская таким образом реакционную смесь через ряд последовательно соединенных секций, можно добитвся любой достаточно высокой степени превращения реагентов.Распределение газового реагента по секциям позволяет снизить мольное. соотношение реагирующих компонентов в первой секции и повысить его в последующих. Это способствует выравниванию по секциям тепловых нагрузок от реакционного тепла, т. е. выравниванию профиля температур по длине реактора.Для отвода реакционного тепла в межтрубные пространства секций подается хлад- агент.Смесь готового продукта и отработанного газа отводится из последующей секции на дальнейшую переработку,Реактор для газожидкостных процессов,содержащий корпус с расположенным внутри него трубным пучком, каждая трубка которого снабжена лопастными завихрителями, устройства для ввода газа и жидкостии. вывода продукта, отличающийся тем, что,с целью повышения качества продукта, каждаяо трубка ниже лопастного завихрителяимеет винтовые прорези для ввода газа иснабжена расположенными в них полымивинтовыми вкладышами.Источники. информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР308763, кл. В 01 1 1/00, 1969.2. Авторское свидетельство СССР207870, кл. В 01 Р 53/18, 1965 (прототип), 741929Редактор Л. Гребенникова Заказ 3349/6 Составитель Н, ЦетовичТехред К. Шуфрич Корректор МТираж 809 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5нал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Шароши