Реактор

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСйиапистическкнРЕспубпик 1 и 889086(51)М. Кл. В 01 1 1 О/02 тоеуааротееииый комитет СССР ио делам изобретений и открытий(71) Заявител 41 РЕАКТ вот тор -ты кам равных Орошающая уцер и равоверхносрированрез отвер ны нахо с Плас тоянияруг от другется через жидк номе сть но ра астин я по перФ тся чеделяет при помощиПар отвод т ои ит Изобретение относится к конструкциям химических реакторов и может быть использовано в процессах полимеризации с участием газообразных и жидких реагентов и катализатора..Известно "устройство для непрерывного проведения реакций между газообразным продуктом и жидкостью в проточном трубчатом реакторе с вертикальнвтм расположением трубок, заполненных.насадкой, и теплоносителем, цир 1 кулирующим в межтрубном пространстве, Движение газа и жидкости в трубах происходит в направлении снизу вверх, Для получения равномерного распределения газа по всем трубкам аппарата на входе каждой трубки устанавливается сопло или пористая пластина так, чтобы получить перепад давления неЛ менее полонины гидростатического дав"20 ления жидкости в трубках аппарата. Имеется два типа аппарата, отличающиеся способом распределения жидкости по трубкам. Один способ заключаетя в использовании подсоса жидкостив каждую трубку аппарата с помощьюпециальной трубки меньшего диаметрпогруженной одним концом в жидкостьодаваемую в нижний кожух аппарата.Другой способ состоит в распределеии жидкости из ванны, расположеной в верхнем кожухе аппарата, дляего в каждую трубку с насадкой поещается трубка меньшего диаметра,о которой жидкость поступает вижнюю часть насадки к месту входааз а 11,звестна также колонна для протичного контактирования, внутри кой вертикально установлены пакетин с загнутыми верхними к88стия в штуцере, Унесенная паром жидкость отводится через другой штуцер,В колонне провоцят испытания приее диаметре 350 мм и высоте 6 мна смеси метанола и воды при расстоянии между пластинами 7,12 и 24 мм.Найдена, что число тарелок, эквивалентное 1 м высоты пластин равно0,5-1,0, Скорость пара в 3-5 разпревышает скорость пара в реакторахс насадкой. Разделительное действиеколонны с орошаемыми пластинами вшироких пределах практически не зависит от изменения производительности, Преимуществом колонны является малое гидравлическое сопротивление, благодаря чему эти колонныособенно пригодны для газофазных, реакций под вакуумом. При этом можсг быть достигнута скорость пара до17 м/сек,На основании теоретических соображений предложен метод расчета реакционных колонн с орошаемыми пластинами при ламинарном и турбулентном режимах, который сопоставлен с результатами опытов. Большое разделительное действие при ламинарном режиме,,предсказываемое теорией, не былоподтверждено экспериментами. При увеличении скорости пара опытные значения гидравлического сопротивления составляют 607. от расчетных, Уменьшениерасстояния между пластинами с 24 до12 мм вызывает увеличение разделительной способности колонны 21 .Недостатком известных устройствявляется прерь 1 вистость циклов контактирования наравне с большим расходом и перерасходом жидкого катализатора и энергоемкостьо процессов.Наиболее близким к предложенномупо конструкции и достигаемому эффекту является реактор для проведениягазо-жидкостных химических реакцийс использованием жидкого катализатора, содержащий вертикальный корпус,плоско-параллельные пластины, установленные в корпусе, распределительжидкого катализатора, выполненный ввиде коллектора с форсунками и расположенный в верхней части корпуса,и штуцеры ввода и вывода реагентов,катализатора и готового продукта 13,Недостатком известного реактораявляется то, что пленка жидкостипо поверхност пластин распределяется неравномерно в результате вертикального расположения пластин, 9086что, в свою очередь, приводит к уве личению толщины пленки жидкости в нижней части пластин, увеличению термического сопротивления и снижению температуры реакции. 1(роме того, имеют место потери катализатора и значительный расход тепла.Целью изобретения является интенсификация процесса эа счет обеспечения отделения катализатора от готового продукта, его циркуляции и использования для подогрева тела экзотермической реакции полимеризации.Поставленная цель достигается тем,что реактор снабжен закрепленными на одной из стенок корпуса изогнутыми перегородками, образующими приемные карманы, кронштейнами, закрепленными на противоположной стенке корпуса, проволочными пакетами, параллельно размещенными над пластинами и образующими с ними плоские ка 25 30 35 40 45 50 55 налы, трубами с выполненными в нихпродольными щелями для подачи полупродукта, размещенными на кронштейнах и ограничИтельными планками,соединяющими торцы проволочных пакетов с трубами, а пластины и проволочные пакеты установлены наклонномежду кронштейнами и изогнутыми перегородками, причем плоские каналысоединяют щели труб с приемнымикарманами.На фиг, 1 изображен реактор, общий вид, продольный разрез; на фиг.2 технологическая схема установки, вкоторой применяется предлагаемый реактор,Реактор для проведения газо-жидкостных химических реакций с использованием жидкого катализатора состоитиэ вертикального корпуса 1, плоскопараллельных пластин 2, установленных в корпусе, распределителя жидкогокатализатора, выполненного в видеколлектора 3 с трубопроводом 4 и форсунками 5 и расположенного в верхней части корпуса, штуцеров 6-14 ввода и вывода реагентов, катализатораи готового продукта, закрепленных наодной из стенок корпуса изогнутыхперегородок 15, образующих приемныекарманы 16, кронштейнов 17, закрепленных на противоположной стенкекорпуса, проволочных пакетов 18, параллельно размещенных над пластинами2 и образующих с ними плоские каналы 19, труб 20 с выполненными в нихпродольными щелями 21 для подачи889086 Реактор для проведения газо-жидкостных химических реакций с использованием жидкого катализатора, содеркащий вертикальный корпус, плоско- параллельные пластины, установленные в корпусе, распределитель жидкого катализатора, выполненный в виде коллектора с Аорсунками и расположенныи в верхней части корпуса, и штуцеры ввода и вывода реагентов, катализатора и готового продукта, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цеполупродукта, размещенными на кронштейнах 17, и ограничительных планок 22, соединяющих торцы проволочных пакетов 18 с трубами 20.Пластины 2 и проволочные пакеты 5 18 установлены наклонно между кронштейнами 17 и изогнутыми перегородками 15. Плоские каналы 19 соединяют щели 21 труб 20 с приемными карманами 16. 10Реактор работает следующим образом.Реагенты, вступающие в реакцию, поступают в камеру 23 через штуцер 6 и 7, распределительный коллектор 15 3, трубопровод 4 и распыляются форсунками 5. В ту же камеру 23 поступает в виде паров второй реагент с парами катализатора иэ двух последних сепараторов 24 и 25 и за счет своей , 20 конденсации нагревают жидкость, Подогрев жидкости происходи и от дна камеры 23, которая является верхней частью камеры 26. В камере 23 происходит основная реакция между реа гентами в присутствии жидкого катализатора.Для большей интенсивности всего процесса реакции в камере 23 поддерживается раэряжение - вакуум на сосом 2, который деаэрирует все реагенты. Продукт из камеры 23 через штуцер 8, трубу 28, коллектор 29 и регулятор 30 расхода поступает в трубы 20, на выходе из которых35 ограничительными планками 22 создается равномерная пленка жидкости, стекающая по наклонной поверхности пластин 2. Эти пластины 2 нагреваются паром из нижележащих камер 26 в резульЭ40 тате чего из пленки жидкости происхо- дит ее испарение. Образовавшийся пар жидкого катализатора проходит через пакет 18, очищаясь от капель жидкости, которые стекают в карманы 16. Пар45 конденсируется на верхней пластине 2 и полученный конденсат удерживается силами сцепления и поверхностного натяжения, но под действием сил тяжести стекает по пластине 2 в карман 16,. из которых он выводится и через шту" церы 9 в сепаратор 24 В сепараторе 24 происходит вскипание продукта, так как он соединен с камерой 26, расположенной вьппе, и в которой давление ниже, чем поступающего в сепаратор 24 продукта. Величина давления в следующей камере 26 поддерживается регулятором 31 давления.:6Жидкость на нижней пластине 2 испаряется, в результате чего происходит дополнительная реакция компонентов и увеличивается концентрация жидкого катализатора. Концентрат катализатора через штуцер 10 идет в сепаратор 25, где иэ него выделяются пары вторичного вскипания подобного сепаратору 24.Выход жццкости из сепараторов 24 и 25 ограничивается регулятором 32 уровня, после которого жидкость посту-пает в следующие сепараторы 24 и 25. Из этой жидкости также выделяется пар, который поступает в следующую камеру 26. После последнего сепаратора 24 насосом 33 чистый продукт перекачивает.ся в резервуар (не показан) или на дальнейшую переработку.После последнего сепаратора 25 концентрированный катализатор насосом 33 перекачивается в камеру 23 через фильтр-циклон 34 по трубе 35 и штуцер 7. Вторичный пар из последних сепараторов 24 и 25 поступает в камеру 23, где отдает тепло и конденсат смеси компонентов.Греющий пар для реактора поступает в камеру 36 нагрева через штуцер 11 и в результате конденсации отдает тепло пластине 2 нижней камеры 26. Конденсат нэ камеры 36 уходит через штуцер 12 в сборник конденсата (не показан). Тепло греющего пара используется в реакторе многократно, например 16 раэ в камерах 23 и 26.Экономическая эффективность выражается в технологичности процесса и в увеличении производительности реактора, в сокращении расхода тепла и катализатора на ведение процесса синтеза и полимеризации органических полупродуктов. формула изобретения7 88 лью интенсификации процесса за счет обеспечения отделения катализатора от готового продукта, его циркуляции и использования для подогрева тепло экзотермической реакции полимеризации, он снабжен закрепленными на одКой из стенок корпуса изогнутыми перегородками, образующими приемные карманы, кронштейнами, закрепленными на противоположной стенке корпуса, .проволочными пакетами, параллельно размещенными над пластинами и образующими с ними плоские каналы, трубами с выполненными в них продольными щелями .для подачи полупродукта, размещенными на кронштейнах, и ограничительнЫ 90868ми планками, соединяющими торцы проволочных пакетов с трубами, а пластины и проволочные пакеты установлены наклонно между кронштейнами и изогнутыми перегородками, причем плоские каналы соединяют щели труб с приемными карманами. Источники информации,10 .принятые во внимание при экспертизе1, Патент ФРГ Р 1207924,кл12 9, 2/01, 14. 07. 1966.2, "СЬев, ТесЬп 11 с", 1955, т. 7,Р 11, с. 638-647.1 3. "СЬев. ргцвуз 1", 1956, т. 8,Ф 11, с, 581-583,Составитель АРедактор Н. Горват Тех 2 ед О.Леге с Коррек Подпис тко 4 атент", г. Ужгород, ул. Проек аказ 10311/3 Тираж ВНИИПИ Государственног по делам изобретени 113035 Москва Ж