Реактор синтеза хладонов

11500Изобретение относится к области химической технологии, а именно к реакторам получения Фторхлорметанов и фторхлорэтанов, в которых органическое сырье, представляющее собой хлорпроизводные метана или этана, фторируют посредством фтористого водорода и катализатора: галнда металла 17 или 1 группы в жидком состоянии. 1 ОИзвестен реактор, содержащий корпус с крьппкой и днищем, раздельный сифонный ввод органического и фтористого водорода Я .Однако известный реактор харак теризуется невозможностью интенсификации массообмена и недостаточной надежностью в работе.Наиболее близкой к изобретению по технической сути и достигаемому 2 О эффекту является конструкция, содержащая корпус со штуцерами для ввода и вывода целевых продуктов и вертикальную трубу, проходящую сверху до низу реактора, с распределительным 25 элементом на нижнем конце, представляющим собой Фторопластовый чулок, одетый на трубу с просверленными на нижних 30 см отверстиями диаметром 1 см 2.ЗОНедостатки этой установки заключаются в том, что во время вынужденных остановок процесса и охлаждения смеси в реакторе происходит загустение катализатора и образование твер-дых перефторированных комплексовдля запуска процесса в таких условиях на известном реакторе приходится предварительно вытаскивать трубу с распределительным элементом, служащую для диспергирования газообразного НР, и чистить забившиеся отверстия.Кроме того, размер отверстий определяет наличие слишком крупных 45 пузырей, а также низкую .скорость истечения, что приводит к конденсации на выходе из барботажных отверстий и вследствие этого к гейзерному эффекту, в результате которого проис" 5 О ходит повьппенный унос катализатора по системе (уменьшение отверстий приводит к ухудшению перемешивания).При этом распределение отверстий таково, что за счет разности в гид ростатических давлениях пузыри НР выходят в основном из верхних отверстий и всплывают лишь в небольшой 13 2окрестности трубы - не обеспечивается равномерное перемешивание реакционной массы.В данном реакторе не обеспечивается также эффективного тепломассообмена, что сказывается на величинеконверсии НР, которая составляет в среднем 953. Непрореагировавший НР осложняет систему очистки хладонов, а в некоторых процессах безвозвратно теряется и вызывает загрязнение окружающей среды (хл).Цель изобретения - увеличение степени конверсии, уменьшение уноса катализатора, повышение производительности реактора за счет обеспечения ускоренного запуска синтеза в вязких средах с твердыми частицами.Поставленная цель достигается тем, что в реакторе синтеза хладонов метанового и этанового ряда, содержащем корпус с крышкой, штуцера ввода и вывода продуктов реакции, центральную трубу с распределительным элементом, последний выполнен в виде цилиндрической камеры с гидрозатвором и радиальными пальцами с отверстиями, при этом отверстия в пальцах расположены симметрично относительно вертикальной оси реактора в интервале углов %о 5 р,,с 2.,4а также пальцы выполнены с отверстиями, расположенными в нижней ихчасти по вертикальной оси пальца,На фиг. 1 изображен реактор синтеза хладонов, общий вид; на фиг. 2 -разрез А-А на фиг. 1, на фиг, 3 -разрез Б-Б на фиг. 1,Реактор имеет корпус 1 с рубашкой 2 и основными штуцерами; дляввода органического сырья - А, дляввода НГ - В, для вывода продуктовсинтеза - С, для загрузки катализатора - О, сливной штуцер - Е, а также вертикальную трубу 3, выполненную из нихрома и Футерованную фторопластом 3 с внешней стороны, На нижнем конце трубы имеется распределительный элемент 4 в виде цилиндрической камеры с гидрозатвором 5 ирадиально отходящими от ее наружнойповерхности барботажными радиальными пальцами 6, каждый из которыхснабжен гидрозатворным отверстием 7и барботажными отверстиями 8. Наиболее сильная коррозия идет на поверхности раздела фаз, т,е. на барботажных отверстиях - барботажныепальцы выполнены из фторопласта 3,который не корродирует в этих условиях, но под воздействием повышенной температуры и давления можетдеформироваться. Для обеспеченияжесткости на пальцы одеты металлические направляющие корпуса 11 изстали Х 18 Н 9 Т. В зоне контакта с НРосновную опасность представляют(для коррозии) сварные швы, позтомукамера выполнена из цельного кусканихрома и соединение с трубой 3осуществляется с помощью сальника 10,а с пальцами - при помощи фланцевыхсоединений,. В качестве герметизирующего соединения прокладок и набивокиспользуется ФУИ. Синтез сопровождаюется обильным газовыделением - газораспределительное устройство подвергается сильной вибрации и можетбыть перекошено или даже сорванов процессе работы. Для обеспеченияжесткости и горизонтального центрирования имеется упор 9 в стенке сливного штуцера,Реактор работает следующим обра-зом.Через штуцер Р в реактор загружается (единовременно) жидкий катализатор, через штуцер А непрерывноподается органическое сырье, черезштуцер В - газообразный НР, которыйпо трубе 3 поступает в распределительную камеру 4. После остановкии охлаждения смеси барботажные отверстия могут быть забиты твердымиперефторированными комплексамиБЬРз С 7, БпР дС 1 д, ТхР.С 7, асама реакциойная масса превращаетсяв вязкую жидкость с твердим осадкому дна реактора. В начале запуска газообразный перегретый осадок пойдеткак по сифону через большой гидро 25 Предлагаемый реактор позволяетувеличить степень использования дефицитного и дорогого сырья (до 997и более) и снизить унос катализаторавдвое, что существенно облегчаеточистку целевых хладонов, Вследствиеобеспечения запуска процесса послевынужденных остановок и охлаждениясмеси без предварительной чистки барботажных отверстий снижаются потерирабочего времени на непроизводительный ручной труд при контакте с сильнодействующими ядовитыми веществами. Испытания предложенного реактора показали, что он надежен и долгосрочен в работе, не требует существенных капитальных затрат при пере- монтаже старых реакторов. 40 150013 4затвор 5, представляющий собой отверстие в днище камеры 4 диаметром около 4 см и высотой стенки около 5 см.По мере прогрева и перемешивания 5 реакционной массы твердые комплексы,забивающие барботажные отверстия 8,расплавляются и вытекают через гидрозатворы пальцев 7, представляющиесобой отверстия диаметром около 1 см.1 О По мере вытеснения реакционной массы из пальцев и их прогрева НР начинает барботировать через отверстия 8,а гидрозатворы 5,7 запираются столбами реакционной массы за счет 15 разницы в гидростатических давлениях,Описанное распределение барботажныхотверстий позволяет направить пузырив область образования осадка, чтоспособствует его расплавлению и пере мешиванию с основной массой реакционной жидкости, а также обеспечиваетхорошие условия для равномерногои тонкого диспергирования по объему.