Способ отвода тепла химической реакции из реакционной зоны аппарата с полным перемешиванием компонентов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоцеалистическмкреспублик и 1740269) Дополнительное к авт. свид-ву -, С, Фрай Н, И, Гельп ого Знаменигии Московский. ордена Трудового К институт тонкой химической техним, М, В, Ломоносова 7) Заявитель) СПОСОБ ОТВОДА ТЕ ИЗ РЕАКЦИОННОЙ ПЕ ЕМЕШИВАНИЕ ни во всем возможном диапазоне температур в реакторе отводится больше тепла, чем выделяется за счет реакции, итем самым снижается температура, азатем во всем диапазоне температуротводится меньше тепла, чем выделяется что приводит вновь к повышению температуры. При.етом, даже при строгомдозировании ингредиентов реакции температура в реакторе колеблется с какой-тоО. амплитудой, размах которой зависит отсистемы измерительных и регулирующихприборов.. Цель изобретения - повышение теплоФвой устойчивости процесса,Поставленная цель достигается тем,что в одну из теплообменных поверхностей подают хладоагент при 10-20 оС, а20 тение относится к области реня и поддержания на постояне температуры химических ре-.полным перемешиванием комв часности химических реек синтеза или разложения, окисжига, гидрирования или других при полном перемешивании их веществ, которые могут де газа, жидкости или твердых химионы н способ отвода тепл кции из реакционной полным перемешиван путем подачи хладоаге ные теплообменные по ем комтов в ерхй способ является наи изобретению по техн и достигаемому резу атком известного сп температуры являетс емени количество отв е, в каждый промежу более ической льтату, особа регуя переменодимого ток времев другую - хладоагент с начальной температурой на 2-30 С ниже температурыОреакции,В некоторых случаях, когда количество выделяемого тепла с изменением температуры в реакционном объеме имеет пирования ное во вр тепла, т. Изобрегулированном уровнакторов спонентов,торов дляления, обпроцессовреагирующбыть в вичастиц.Известческой реаппарата спонентовизолированности 11Данныблизким ксущностиНедост ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИАППАРАТА С ПОЛНЫМКОМПОНЕНТОВ- Ъ - : - : - а .,:, Ы "жаы .", 3 7402 сложный характер и необходимо достигнуть высокой устойчивости реактора; возможно применение трех и болей независимых теплообменных поверхностей, каждая иэ которых имеет теплоноситель (хладагент) с разными параметрами. Однако, во всех случаях одна иэ поверхностей, работающая с наибольшей разностью температур, должна отводить ос новное количество тепла, выделяемое в 10 . процессе реакцииа оставшееся количество тепла отводят остальными теплообменными поверхностями при незначительном температурном градиенте.На фиг. 1 показан реактор с механической мешалкой и теплообменной поверхностью в виде змеевика и рубашки; на фиг. 2 - то же, с дополнит льной теплообменной поверхностью в виде змеевик ка; на фиг. 3 - аппарат кипящего слоя с теплообменной поверхностью в виде змеевика и рубашки; на фиг, 4 - то же, с теппообменной поверхностью в виде трубок между двумя коллекторами.25Аппарат (фиг. 1) включает корпус 1, мешалку 2, теплообменную поверхность, выполненную в виде рубашки 3, теплооб менную поверхностьвыполненную в виде змеевика 4. Штуцер 5 служит для пода 30 чи первого хладоагента в змеевик, а шту-. цер 6 служит для отвода этого хладоагента. Штуцер 7 предназначен для по дачи второго хладоагента в рубашку, а штуцер 8 для отвода второго хладо 35 агента из рубашки. Для подержания в аппарате постоянной температуры реакционной массы порядка 80 ОС по штуцеру 5 в змеевик 4 подается холодная вода с температурой 10 оС. Количество по40 даваемой воды таково, что она успевает нагреться, пройдя змеевик 4, йа 5 С.О Плодащь змеевика 4 .выбрана такой что им отводится основная часть теплоты реакции. Оставшееся меньшее количество45 тепла отводится через поверхность рубашки 3, в которую через штуцер 7 горячая вода подается при 75 С, авйходит при 77 С, Аппарат (фиг. 2) дополнительнооснабжен еще одной теплообменной поверх 50 ностью в виде змеевика 9 со штуцерами 10 и 11. В данном аппарате, где происходит реакция с большим выделением тепла, требуется поддерживать с высокой стабильностью температуру 180 С,О55 Для отвода тепла реакции в змеевик 4 по штуцеру 5 подается холодная вода с исходной температурой 10 С, БлагодаряОбольшому количеству воды ее нагревл 69фсоставляет только 2 С. Площадь змеевика4 выполнена такой, чтобы через нее отводилось не все количество выделяемоготепла. Оставшееся тепло отводится череззмеевик 9 и.рубашку 3. Для отвода оставшегося тепла в змеевик 9 подается незначительное количество воды, котораязакипает и через штуцер 10 отводится пароводяная смесь при 100.С. ПпощадьО змеевика 9 выполняется также недостаточной для отвода всего остатка реакционного тепла и небольшое количество тепла отводится через рубашку 3, в ко-торую подается как теплоноситель минеральное масло с исходной температурой 1 75 С, Это масло отводит оставшеесяОнебольшое количество теплоты реакции при разнице температур 2-3 С.В, данном примере даже в случае нарушения тепловыделения не может быть переохлаждения реакционной смеси более, чем на 5 С. Аппарат (фиг, 3) включаетокорпус 1 с рубашкой Зтеплообменную поверхность в виде змеевика 4 со штуцерами 5 и 6. Рубашка имеет штуцера 7 и 8, штуцер 12 служит для подачи газа на нсевдоожижение, газораспределение осуществляется с помощью решетки 13, Для отвода тепла реакции, протекаю-. щей при 329 С,в змеевик 4 подаетсяОхоподная вода е температурой 20 ОС.Температура воды, покидающей змеевик по штуцеру 6, 40 С, Плошадь змеевикаОвыбрана таким образом, чтобы меньшая часть тепла отводилась через рубашку 3. Для этого в рубашку 3 подается жидкий органичэский теплоноситель дитолилметан при 310 С. Таким образом, органиОческий теплоноситель отводит оставшееся тепло при небольшом температурном. напоре, что исключает переохлаждение слоя в случае затухания процесса, Разогреву же слоя препятствует увеличение количества отводимого тепла за счетроста разницы температур между слоеми теплоносителем.В аппарате (фиг, 4) теплообменнаяповерхность выполнена в виде трубок 14 между двумя кольцевыми коллекторами: верхним 15 и нижним 16, Нижний .коллектор снабжен штуцером 17, а верхний штуцером 18, Для отвода тепла ре-.акции и поддерживания температуры 320 С в рубашку 3 подается вода приО20 оС, Вода покидает рубашку по штуцеру 8 при 35 С. Оставшееся тепло отводится через поверхность трубок 14, в которых кипит жидкий теплоноситель7402696 даутерм при 300 С. Пары даутерма от- о т л и ч, а ю щ и й с я тем, что, соводятся по штуцеру 18, а жидкий тепло целью увеличения тепловой устойчивости носитель поступает через штуцер 1 7. процесса, в одну из теплообменных поверхностей подают хладоагент при 1020 С, а в другую -хладоагент с начальоф о р м у л аи з о б р е т е н и я ной температурой на 2-30 С ниже темопературы реакции.Способ отвода тепла химической реакции из реакционной зойы аппарата с полным пере мешиванием компонентов путем подачи хладоагентов в изолиро ваяние теплообменные поверхности,Источники информации,й принятые во внимание при экспертизе1. Гуревич,О., А, фталевый ангидрид,740269 еаакт ота 809 Подписннного комитета СССРний и открытий, Раушская наб., д. 4/5 75/5 ТираЦНИИПИ Государствепо делам изобрете3035, Москва, Жа