Реактор прямого хлорирования этилена

(51)5 В 01 3 1 И Т К АВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬСТ АНИЯ 1 е изоктора Сущт коовую ован- ивым(21) 4845759/2 (22) 02,07.90 (46) 07,11,92, Б (71) Иркутский конструкторск шиностроения ное объединен (72) В,И.Харит валов, В.Е.Поп стаков, А,В,Са (5 б) Авторское М 787079, кл,юл. %41 научно-исследоваий институт химич и Саянское прои ие "Химпром"онов, З,А,Шишкин ов, Р.Г,Мубаракозонов и А.М,Кузнесвидетельство ССВ 01 Л 19/00, 1980,ия. настояще струкции реа ния этилена, ктор содержитрубу, винт ми перфорир зменяемым ж тельскии и еского ма- зводствен, А.Ф,Перев, Ю,М.ШецовСР тивно такти ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯРИ ГКНТ СССР САНИЕ ИЗО Изобретение относится к конструкциям аппаратов, применяемых в химической промышленности для получения дихлорэтана путем прямого катализатораИзвестен барботажный реактор для проведения химических реакций в системе жидкость - газ, выполненный в виде вертикальной колонны со штуцерами ввода и вывода реагентов, снабженный циркуляционной трубой и перфорированными тарелками, которые могут быть выполнены ситчатыми провального типа с живым сечением 1-20,Реакция хлорирования этилена - экзотермическая. При синтезе 1 г моль этилена выделяемого количества тепла достаточно для испарения синтезированного дихлорэтана и дополнительно еще 5 г моль дихлорэтана. Поэтому в зоне распределения этилена, где введенный этилен вступает в контакт с введенным ранее хлором, протекает бурная реакция синтеза дихлорэтана, сопровождающаяся интенсивным парообразованием. Образовавшиеся пары дихлорэтана, объем которых более чем на два(54) РЕАКТОР ПРЯМОГО ХЛОРИРОЭТИЛЕНА(57) Область использованбретение относится к кондля прямого хлорированость изобретения:реалонну, циркуля ционнуюперегородку с поперечныными перегородками с исечением. 2 з,п. ф-лы, 8 ил. порядка превышает обьем вводимого и синтезированного жидкого дихлорэтана и более чем в три раэв превышает обьем вводимых на синтез голоа(хлора и этилена),смешиваются с нерастворзиными в жидком дихлоэтане хлором и этиленом и существонно снижают их концентрация, по сравнению с концентрацией газов при их вводе, 4 Вследствие разбавления компонентов реак ции парами дихлорэтана снижаются скоро д сти процессов перемешивания и тепдо- и,фь массообмена, что, в конечном счете, требует увеличения расхода этилена (повышение ф, его концентрации в паровой фазе) для полного использования хлора,Кроме того, параллельно с основным процессом хлорирования этилена до полезного целевого продукта - дихлорэтана в реакторе протекают побочные реакции заместительного хлорирования дихлорэтана до полихларидов (в основном, трихлорэтана),Прот отип имеет недостаточную эффекь процессов перемешивания конющих фаз из-за ограниченнойдлины пути их перемешивания в зоне расположения перфорированных тарелок. Длина этого пути от нижней тарелки до верхней составляет около 4 м, а средняя приведенная скорость перемещения контактирующих фаз составляет всего 0,42 м/с, что является недостаточным для своевременного связыванйя хлора этиленом, Поэтому, чтобы обеспечить эффективность эого процесса, необходимо расходовать дополнительное избыточное количество этилена, что в своа очередь приводит к повь.шенному выходу побочных продуктов синтеза и снижению выхода основного продукта - дихлорэтана.Целью изобретения является повышение эффективности процесса за счет увеличения длины пути и скорости перемещения контактирующих фаэ,Поставленная цель достигается тем, что в реакторе прямого хлорирования этилена, включающем вертикальную колонну Со штуцерами ввода и вывода компонентов и продуктов реакции и установленные внугри нее циркуляционную трубу с окнами и распределители хлора, эгилена и возвратного дихлорэтана. согласно изобретению, он снабжен винтовой перегородкой с поперечными перфорированными перегородками, отверстия в которых выполнены неравномерно по поверхности, при этом винтовая перегооодка установлена на уровне верхнего края циркуляционной трубы над окнами между стенками реактора и циркуляционной трубы.Кроме того, живое сечение отверстий поперечных перфорированных перегородок может увеличиваться от центра к периферии реактора и от верха к низу перегородки, или увеличиваться в четных перегородках от центра к периферии, а в нечетных - от периферии к центру,На фиг,1 изобракена схема реактора; на фиг.2 - 5 представлена перегородка и ее установка относительно вертикали; на фиг,6.8 показаны горизонтальные сечения реактора с расположением поперечных радиальных перегородок и перегородок, установленных под некоторыми углами к радиугуРеактор представляет собой вертикальную колонну 1 со штуцерами для подвода этилена 2, подвода хлора - 3, подвода возвратного дихлорэтана - 4, выводов паров дихлорэтана - 5, вывода жидкого дихлорэтана с трихлорэтаном - 6, слива - 7. Внутри реактора установлена циркуляционная труба 8, распределитель возвратного дихлорэтана в виде трубы 9 с продольными5 10 15 прорезями, распределители хлора 10 и этилена - 11, выполненные в виде концентрически расположенных кольцевых трубчатых диспергаторов с отверстиями, подключенных параллельно к штуцерам 3 и 2 подвода хлора и этилена соответственно, Между зоной ввода реагентов и сепарационным про-. странством на уровне верхней части циркуляционной трубы 8 выполнен спирально-винтовой канал, сформированный сплошной винтовой перегородкой 12,снабженной поперечными радиальными перфорированными перегородками 13. В циркуляционной трубе 8 ниже начала спирально-винтового канала выполнены окна 14, соединяющие верхнюю часть зоны ввода реагентов реактора с общим контуром циркуляции через циркуляционную трубу 8. 20 В поперечных перегородках 13 выполнены проходные отверстия 15, образующиеживое сечение и размещенные неравномерно по их площади см.фиг.2 и 3).В варианте, показанном на фиг.2 и 6,25 живое сечение перфорированных перегородок 13 увеличивается сверху вниз и от центра к периферии.В вариантах, показанных на фиг.2, 3, 7и 8, живое сечение перегородок 13 увеличиЗО вается сверху вниз, у четных перегородок 13 -от центральной части колонны 1 к периферии (см. фиг.2), у нечетных - от периферийной части колонны 1 - к центральной (см.фиг.З),35 Относительно вертикали поперечныеперегородки 13 могут располагаться под углом Р, который может изменяться в пределах от Р = О, как показано на фиг,4, дор -- 45, Вариант расположения перегородки40 13 с 3=0 показан на фиг.5.В плане средние линии перегородок 13могут располагаться радиально, как показанона фиг.6 и 7, или образовывать с радиусомнекоторый угол а, как показано на фиг.8. Угол45 а может находиться в пределах + 45 О.Поперечные перегородки 13 могут бытьплоскими, как показано на фиг.6 и 7, илимогут иметь криволинейную поверхность,как показано на фиг.8,В реактор непрерывно через соответ 50 ствующий распределитель подают возвратный дихлорэтан, газообразный хлор,газообразный этилен, Из реактора непрерывно через штуцер 5 выводятся пары сырого (неочищенного, с примесями)55 дихлорэтана, а через штуцер 6 - жидкийдихлорэтан с трихлорэтаном, Вместе с парами дихлорэтана из реактора выводитсяизбьгточный этилен, 1773474Газожидкостная смесь. образующаяся в реакторе и состоящая из дихлорэтана в жидкой и паровой фазах и непрореагировавших компонентов хлора и этилена, содержащихся в обеих фазах, поступает снизу в спирально-винтовой канал с перфорированными перегородками 13, При движении газожидкостной смеси по каналу ее скорость резко увеличивается, благодаря чему осуществляется многократное эффективное перемешивание фаз и межфазный тепло- и массообмен, обеспечивающий снижение избыточного расхода этилена. по сравнению с прототипом, на 20-307 ь,формул а изобретения 1, Реактор прямого хлорирования этилена, включающий вертикальную колонну со штуцерами ввода и вывода компонентов и продуктов реакции, и установленные внутри нее циркуляционную трубу с окнами и распределители хлопа, этилена и возвратного дихлорэтана, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения эффективностипроцесса за счет увеличения времени контакта фаз, он снабжен винтовой перегород 5 кой с поперечными перфорированнымиперегородками, отверстия в которых выполнены неравномерно по поверхности, приэтом винтовая перегородка установлена науровне верхнего края циркуляционной тру 10 бы над окнами между стенками реактора ициркуляционной трубы,2, Реактор по п.1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что живое сечение отверстий поперечных перфорированных перегородок увели 15 чивается от центра к периферии реактора иот верха к низу перегородки.3, Реактор по п,1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что живое сечение перфорированныхперегородок увеличивается в четных пере 20 городках от центра к периферии, а в нечетных - от периферии к центру.1773474Составитель З.Шишкинедактор Т.Никольская Техред М.Моргентал Корректор И.Шмако Заказ 3885 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва, Ж. Рэушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101