Реактор

ОПИСАНИЕ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М. К . В 01,1 10 м заявки Лев с присоединени (23) Приорите ударственнмн комитет СССР юллетень Ме 6 Опубликовано 15.02. 53) УДК 66.02(54) РЕАКТОР Изобретение относится к конструкциям химических реакторов для контактирования газообразных реагентов с жидкими и может быть использовано для окисления углеводородов, в частности для окисления циклогексана в производстве капролактами.Известен колонный реактор окисления углеводородов, содержащий корпус, разде- ленный горизонтальными перфорированными перегородками на ряд секций, в каждую из1 О которых подают через барботеры кислород- содержащий газ (воздух) 1,Недостатком конструкции данного реактора является повышенное газосодержание в верхних секциях реактора, возникающее из-за того, что кислород из газовой фазы 15 срабатывается непосредственно в той секции, куда подают газ, тогда как инертная часть газовой фазы (азот) и испарившаяся часть углеводорода, представляющие собой реакционные газы, транзитом проходят через все реакционные зоны вышерасположенных секций. При этом реакционные газы из нижних секций разбавляют кислород- содержащий газ, подаваемый в данную секцию, в результате снижается концентрация кислорода в газовой фазе, что отрицательно сказывается на кинетике окисления. С другой стороны, проход больших количеств реакционных газов через барботажные слои секций ведет к существенному уносу жидкой фазы из секции в секцию и из самого реактора и к вынужденному увеличению геометрического объема верхних секций за счет высокого газосодержания,Известен также каскад реакторов, представляющий собой реакторный узел для окисления углеводородов, в котором реакционная жидкость последовательно перетекает из одного реактора в другой, кислород- содержащий газ (воздух) через барботеры подают в каждый реактор, а реакционные газы выводят из каждого реактора в сборный коллектор.В этом случае не происходит разбавления кислородсодержащего газа реакционными газами и не увеличивается газосодержание в рабочих зонах реакторов 2.Однако каскадный реактор также характеризуется значительным механическим уносом реакционной жидкости с реакционными газами, выводимыми в газовый коллектор, что снижает выход полезных про 904767Недостатками известного реактора является возможность исключения из работы расположенной у стенок реактора части его 30 реакционного объема в случае застоя в нем реакционной жидкости или заполнения его смолообразными отложениями. В результате снижается производительность ре,актора. Кроме того, создается возможность загорания смолообразных продуктов в случае их накопления на днище и стенках корпуса при обдуве струями кислородсодержащего газа, выходящего из барботеров, так как температура тления смолообразных продуктов, близка к рабочей температуре процесса, что может вызвать прожиг стенок 40 корпуса реактора и возникновения пламени внутри реактора.Цель изобретения - интенсификация процесса путем улучшения перемешивания реакционной массы и устранения попадания газообразного реагента на смолообразные отложения на стенках корпуса.Цель достигается тем, что реактор снабжен продольными вертикальными перегородками, установленными по две в секциях и соединенными с подпорными и распределительными перегородками, причем верхние торцы вертикальных перегородок расположены ниже подпорных перегородок, а нижние их торцы размещены с зазором над днищем,На фиг. - 1 изображен предлагаемыйреактор, продольный разрез; на фиг. 2 дуктов реакции; возможностью возникновенния взрывоопасных концентраций в сепарационных пространствах отдельных реакторов при нарушении технологического режима окисления в них; наличием протяженных внешних переливных жидкостных и пере- э точных газовых линий, работающих под высоким давлением; большой металлоемкостью каскада, поскольку каждый реактор имеет днище и крышку, работающие под высоким давлением, а также наличием внешних переливных жидкостных линий, рабо тающих под высоким давлением, Эти линии в процессе работы испытывают значительное напряжение из-за термических деформаций.Известен также реактор для окисления углеводородов в жидкой фазе, содержащий горизонтальный цилиндрический корпус с днищем, подпорные и распределительные перегородки, расположенные в корпусе и деляцие его на секции, барботеры, помещенные в секции, и штуцеры ввода и вывода 0 реагентов. Подпорные и распределительные перегородки смонтированы в корпусе реактора с зазором друг к другу, причем каждая подпорная перегородка установлена с зазором к верхней части корпуса, а каждая распределительная - с зазором к днищу% корпуса 31. сечение А - А на фиг, 1; на фиг. 3 - сечение Б - Б на фиг. 1.Реактор для окисления углеводорододов содержит установленный горизонтально или с небольшим наклоном (О - 5) цилиндрический корпус 1, имеющий штуцеры 2 - 4 для ввода исходной жидкости - циклогексана, для вывода продукта - оксидата и вывода реакционных газов, попарно смонтированные на корпусе с зазором 5 друг к другу вертикальные подпорные и распределительные перегородками 6 и 7, которые делят корпус на секции 8 - 12. Подпорные перегородки 6 герметично прикреплены к днищу и боковым стенкам аппарата. Между подпорной перегородкой 6 и верхней частью цилиндрического корпуса 1 имеется зазор. Подпорные перегородки 6 обеспечивают поддержание рабочего уровня реакционной смеси в секциях 8 - 12. Распределительные перегородки 7 герметично прикреплены к верхней части корпуса и боковым стенкам аппарата. Между распределительной перегородкой 7 и днищем цилиндрического корпуса 1 имеется зазор. Зазор 5 между распределительной перегородкой 7 и подпорной перегородкой 6 служит для сепарации пузырьков газа от перетекающей из одной секции в другую реакционной жидкости. Отверстия 13 в верхней части распределительных перегородок 7 служат для выравнивания давления во всех секциях реактора. В каждой секции реактора для обеспечения подачи кислородсодержащего газа помещены барботеры 14. Корпус реактора 1 снабжен разгрузочной камерой 15, отделенной от последней рабочей секции 12 только подпорной перегородкой 6. Внутри каждой рабочей секции 8 - 12 помещены две продольные вертикальные перегородки 16 и 17, которые в первой по ходу реакционной жидкости секции 8 герметично соединены с подпорной перегородкой 6 и эллиптической торцовой стенкой реактора. Перегородки 16 и 17 всех остальных секций 9 - 12 герметично соединены с соответствующими распределительной 7 и подпорной 6 перегородками, Верхние торцы вертикальных перегородок расположены ниже подпорных перегородок, а нижние их торцы размещены с зазором над днищем. Реактор работает следующим образом.Исходный углеводород 1 циклогексан) поступает через штуцер 2 в секцию 8. Из секции 8 через подпорную 6 и распределительнуюперегородки циклогексан перетекает в секцию 9 и далее в секции 10 - 12. Из секции 12 циклогексан через соответствующую подпорную перегородку 6 перетекает в разгрузочную камеру 15, из которой реакционная жидкость затем выводится через штуцер 3. Воздух на окисление подается в каждую рабочую секцию 8 - 12 и распределяется в барботажном слое с помощью9047676Устройство безопасно и. надежно в работе. 5барботеров 14. Реакционные азы выводятся из реактора через штуцеры 4 в общий коллектор (не показан).Циклогексан с пузырьками газа устремляется в пространство между перегородками 16 и 17, поднимается и, огибая перегородки 16 и 17 сверху, попадает в зазор, образованный названными продольными перегородками и стенкой корпуса реактора. Проходя по этому зазору вниз со значительной скоростью, циклогексан препятствует отложению смолообразных продуктов на внутренних устройствах и стенках корпуса реактора, обеспечивая интенсивное перемешивание реакционной массы. Кроме этого, исключается попадание пузырьков газа на стенки корпуса, чем обеспечивается повышение безопасности эксплуатации реактора.Наличие продольных вертикальных перегородок, установленных по две в секциях, обеспечивает направленную циркуляцию и более интенсивное перемешивание реакционной массы и служит преградой на пути барботер - стенка корпуса. Этим достигается повышение эффективности процесса окисления углеводорода и предотвращение попадания пузырьков и струй кислородсодержащего газа на наслаивающиеся на днище и стенках корпуса реактора смолообразные отложения,Формула изобретенияРеактор для окисления углеводородов вжидкой фазе, содержащий горизонтальныйцилиндрический корпус с днищем, подпорные и распределительные перегородки, расположенные в корпусе и делящие его насекции, барботеры, помещенные в секции, иштуцеры ввода и вывода реагентов, отли 1 О чающийся тем, что, с целью интенсификациипроцесса путем улучшения перемешиванияреакционной массы и устранения попаданиягазообразного реагента на смолообразныеотложения на стенках корпуса, он снабженпродольными вертикальными перегородкамиустановленными по две в секциях и соединенными с подпорными и распределительными перегородками, причем верхние торцывертикальных перегородок расположены ниже подпорных перегородок, а нижние их20 торцы размещены с зазором над днищем.Источники информации,принятые во внимание экспертизе1. Патент Франции1428064,кл. С 07 С 08.01.66.2. Патент Франции1595542,кл. С 07 С 27/1 О, 24.07.70.3. Патент ПНР64449, кл. 12 д 1/01,1972./7 17 г.Г б 17 иг енц 1130илиал Редактор М. ТовтЗаказ 201/12ВН ель А. ТарасБойкас Составит н Тех ред А. Тираж 576 ИПИ Государственно по делам изобретени Москва, Ж - 35, Р ППП Патент, г. УжКорректор АПодписноего комитета СССРй и открытийаушская наб., д. ф/5город, ул. Проектная, 4