Реактор для проведения контактных реакций

) В 01 У 8 04 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОК ПАТЕНТУ(21) 3326320/23-.26(71) Институт Хэмии Пшемыслоэй,Заклады Азотовэ фКэндзэжын", Польска Акадэяя Наук, Заклад Инжыиерии Хэмичнэй и Конструкций Апаратуры (ПНР)(54)(57) 1РЕАКТОР ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ КОНТАКТНЫХ РЕАКЦИЙ, содержащий реакционную камеру, внутри которой в трубных досках закреплены трубки .с катализатором, и распределительные плиты, образующие с трубными досками входную и выходную камеры для теплоносителя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что с целью интенсификации процесса теплообмена путем равномерного распределения теплоносителя, в распределительных плитах. выполнены дополнительные отверстия, сечения которых во входной камере увеличиваются от входа теплоносителя, а в выходной камере уменьшаются к выходу теплоносителя.2. Реактор по и. 1, о т л и-. ч а ю щ и й с я тем, что отверстия имеют форму треугольника.3. Реактор по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ й й с я тем, что трубки с катализатором снабжены установленными снаружи и жестко закрепленными турбулизирующими вставками.Изобретение относится к конструкции многотрубного реактора для проведения контактных реакций, особеннореакций быстрых с большим тепловымэффектом.Известен реактор для проведения 5контактных реакций, содержащий реакционную камеру, внутри которой в,трубных досках закреплены трубки скатализатором, и распределительныеплиты, образующие с трубными досками входную и выходную камеры длятеплоносителя 1,Недостаток известного реакторабольшие затраты. энергии на перекачивание теплоносителя. 15Целью изобретения является интенсификация процесса теплообмена путемравномерного распределения теплоносителя.ндля достижения поставленной целив реакторе для проведения контактныхреакций, содержащем реакционную камеру, внутри которой в трубныхдосках закреплены трубки с катализатором,и распределительные плиты, образУющие с трубными досками входную и выходную камеры для теплоносителя, враспределительных плитах выполненыдополнительные отверстия, сечениякоторых во входной камере увеличиваются от входа теплоносителя, а ввыходной камере уменьшаются к выходу теплоносителя,Кроме того, отверстия имеют форму треугольника, а трубки с катализатором снабжены установленными снаружи и жестко закрепленными турбулиэирующими вставками,На фиг,1 представлен реактор,продольный разрез 1 на фиг.2 - трубка, продольный разрез; на фиг.Зчасть трубной доски; на фиг.49 - варианты расположения дополнительных отверстий в трубной доске;на фиг.10 - вариант выполнения реактора; на фиг.11 - трубная доска;на фиг. 12 - 15 - варианты расположения дополнительных отверстий враспределительной плите; на фиг.16вариант выполнения распределительнойплиты,Реактор содержит крышку 1, цилиндрический корпус 2, контактные трубки3 и днище 4, Субстраты, в зависимости .от требований процесса, можно подводить как к крышке 1, так и к днищу4, Субстраты подводят снизу черезпатрубок 5, а продукты отводят черезпатрубок б. Межтрубное пространствоограничено трубными решетками 7.По оси реактора может находиться 6 Оцентральная труба. Эта труба, кроме,выполнения других, описанных дальшезадач, может исполнять роль дополнительной опоры трубных решеток. Нафиг .1 центральной трубы не указано. 65 Межтрубное пространство состоитиз трех частей" .распределительной8, реакционной 9 и сборной 10 камер,отделенных одна от другой распределительными плитами 11.Аппарат работает следующим образом,Теплоноситель вводится в распределительную камеру трубопроводом12 по всему периметру или в нескольких местах по периметру в областираспределительной камеры 8. Затемтеплоноситель течет .через эту камеру в направлении оси реактора. Вовремя этого течения от основногопотока ответвляются небольшие потоки теплоносителя и через отверстияв распределительной плите попадаютв реакционное пространство. Эти потоки подобраны таким образом, чтоскорости параллельного трубкам (вдольтрубок). течения выравниваются, становясь практически равными одна другой по всему поперечному се =.ению реакционного пространства. Затем теплоноситель проходит через реакционную камеру 9 и сквозь распределительную плиту 11 попадает в сборную камеру 10, иэ которой его выводят наружу трубопроводом 13. Циркуляцию теплоносителя осуществляют припомощи насоса (не показан) . В рабочем цикле теплоносителя может такженаходиться: теплообменник,Наиболее целесообразно употребление труб, имеющих ребра только натой части трубы, которая находитсяв реакционной камере 9. У этих трубимеются наружные ребра 14, расположенные поперек их оси, Кроме того,исполнение труб, указанное на фиг2,характеризуется, тем, что диаметрповерхности цилиндра, описанного навершинах ребер, немного меньше наруж. -ного диаметра трубы на ее неоребренном участке, и трубы гладки, неоребрены на их участках, проходящих через распределительную и сборную камеры, а также через распределительные плиты. Внутри труб активная часть слоя катализатора находится на оребренном участке трубы в реакционной зоне. Отношение наружного радиуса оребреиной трубы к самому маленькому шагу трубных отверстий не должно быть больше единицы.На фиг,З схематически представлен участок благоприятного варианта распределительной плиты 11 (обе плиты могут быть идентичны). Контактные трубки 3 проходят через отверстия 15, имеющие одинаковые размеры на всей плите, в пределах точности изготовления. Между этими отверстиями находятся отверстия 16, имеющие сечения, растущие в направлении радиального течения теплоносителя в случае нижней распределительной плиты 11, ограничивающей распределительную камеру 8 и сечения, растущие в обратном направлении к этому течению в случае верхней распределительной плиты 11, ограничивающей сборную камеру 10 в направлении от рубашки реактора к его осиВблизи оси реактора эти отверстия могут быть столь большими, что соединяются с отверстиями 15, образуя отверстия, помещающие по несколько трубок Выгодными являются отверстия 16 круглого сечения, но могут применяться распределительные плиты с отверстиями любой формы (Фиг4 " 9) .Предлагаемый реактор содержит большее число распределительных плит, которые могут также принимать форму колец.Другой пример выполнения реактора представлен на фиг.5. Это реактор прямоугольного сечения. Для этого решения характер течения теплоносителя принципиально такой же, как в реакторе кругового сечения. Принцип действия распределительных плит аналогичен, а трубки в реакционном пространстве не отличаются от описанных. Распределительная плита 11 этого реактора представлена на фиг.11Трубкии отверстия 16 расположены по гексагональной системе. Могут использоваться также и другие произвольные способы расположения трубок 3 и отверстий 16 (фиг, 12- 14).В реакторе с внутренним теплообменником и насосом, находящимися в центральной трубе цилиндрического реактора (фиг.1) межтрубное прост- ф ранство разделено также распределительными плитами 11 на распределительную, сборную и реакционную камеры. Распределительная и сборная камеры соединены по целому периметру центральной трубы илн в Несколькихего местах с внутренней частью этойтрубы, Фрагмент распределительнойплиты реактора такого типа показанна фиг.15.Предлагаемый реактор позволяетдостигать достаточно интенсивногои равномерного теплообмена при параллельном к трубкам течении теплоносителя. в межтрубном пространстве, Приэтом наблюдается более низкий расходэнергии на перекачку теплоносителяв количестве, необходимом для дости.-ения требуемой интенсивности теплообмена, по сравнению с другими из вестными решениями. Примененное новое решение распределительных плитболее простое для изготовления, ноодновременно оно обеспечивает требуемое равномерное распределение 20 теплоносителя по всему реакционномупространству.Межтрубное пространство делитсяна три части: распределительную камеру теплоносителя, реакционнуюкамеру и сборную камеру теплоносителя, отделенные одна от другой.распределительными плитами, обеспечивающими равномерное течение теплоносителя вдоль трубок в реакционЗ 0 ной камере. Кроме одинаковых отверстий для трубок, в этих плитах находятся дополнительные отверстия, Существенно то, чтобы в распредели-.тельной камере в направлении перпендикулярной к трубкам скорости течения теплоносителя, начиная от впуска (впусков) теплоносителя, увеличивалось, непрерывно или ступенчато,общее сечение этих дополнительныхотверстий, рассчитанное на единицу 40 поверхности распределительной плиты.В сборной камере удельное сечениеэтих отверстий должно уменьшатьсяв направлении к выпуску (выпускам)теплоносителя.каз 9609/59 Тираж 537 Подпиио ШПИ лиал ППП "Патент", г.Ужгород,ул.Проектная,