Реактор синтеза мочевины
Иллюстрации
Реферат
1, РЕАКТОР СИНТЕЗА МОЧЕВИНЫ , содержащий вертикальный цилиндрический корпус, размещенную на внутренней поверхности корпуса футеровку из коррознонкостойкого материала , смешивающее устройство, штуцеры ввода и вывода реагентов, а также расположенные в реакционной зоне на расстоянии от корпуса горизонтальные перегородки с отверстиями, свободное сечение которых уменьшается по высоте реактора, отличающийс я тем, что, с целью повышения надежности в работе,, расстояниемежду перегородкой и корпусом реактора составляет 0,02-0,03 от свободного сечения корпуса, а отверстия в перегородках расположены в пределах окружности с диаметром 0,8-0,9 D, где D - внутренний диаметр корпуса. (Л эо эо ч VI Ю
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
3(51) В 01 1 1О/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3409085/23-26 (22) 12.03.82 (46) .30.04.84. Бюл. Р 16 (72) А.Р. Гендельман и Д.И. Горловский (53) 66.023(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
11 552107, кл. В 01 J 10/00, 1975.
2. Авторское свидетельство СССР
И 808122. кл. В 01 J 19/00. 1977. (54)(57) 1. РЕАКТОР. СИНТЕЗА МОЧЕВИНЫ, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, размещенную на внутренней поверхности корпуса футеровку иэ коррознонностойкого матери„„SU„„1088779 A ала, смешивающее устройство, штуцеры ввода и вывода реагентов, а также расположенные в реакционной зоне на расстоянии от корпуса горизонтальные перегородки с отверстиями, свободное сечение которых уменьшается по высоте реактора, о т л и ч а ю щ и й. с я тем, что, с целью повышения надежности в работе,. расстояние между перегородкой и корпусом реактора составляет 0,02-0,03 от свободного сечения корпуса, а отверстия н перегородках расположены в пределах окружности с диаметром 0,8-0,9 D, где D — - внутренний диаметр корпуса.
1088779
2, PeaKTop tlo и. 1, о т л и ч аю шийся тем,что свободное сечение перегородки определяется по соотношению
4 = 4 — (V„- (> ->> < д где W — свободное сечение перегородки в нижней части перегородки;
L — высота расположения переи городки; общая высота реактора. д я поддержания футеровки, изготовленной из нержавеющей стали, в пассивном состоянии (и предотвращения ее коррозии) в реактор дозируют
5 небольшое количество кислорода (или воздуха). При кольцевом режиме движения не только снижается эффективность процесса синтеза, но и к тому же в зазоре между перегородками и корпусом может возникнуть дефицит кислорода, что приведет к усиленной коррозии.
В таком аппарате не регламентирована величина зазора между перего15 родками и стенкой корпуса. Между тем, если этот зазор велик, в пристеночной зоне будет протекать продольное перемешивание реакционной смеси, что существенно снижает эффективность
20 работы реактора. Если же этот зазор мал, то имеет место щелевая коррозия.
В этом случае особенно интенсивно процесс коррозии протекает в щели между перегородками и стенкой в
25 зоне, где объемная доля газа составляет менее 50Х.
Цель изобретения — повышение надежности в работе путем максимального сокращения воэможностей продольного
З0 перемешивания реакционной смеси и предотвращения коррозионного разруше. ния футеровки аппарата.
Поставленная цель достигается тем, что в реакторе синтеза мочевины, содержащем вертикальный цилиндрический корпус, размещенную на внутренней поверхности корпуса футеровку иэ коррозионностойкого материала, смешивающее устройство, штуцеры вво40 да и вывода реагентов, а также расИзобретение относится к аппаратуре для проведения химических процессов и может быть использовано при промышленном получении мочевины.
Известен реактор синтеза мочевины, включающий корпус, штуцеры ввода сырья и вывода реагентов, контактно-распределительные устройства, причем последние расположены с уменьшакнцимся по высоте шагом в направлении;сырьевого потока 11.
11ри неизменном свободном сечении контактно-распределительных перегородок частично сохраняется явление продольного перемешивания через отверстия в перегородках, снижающее интенсивность процесса синтеза мочевины, а также отсутствие средств предотвращения коррозии футеровки в местах расположения перегородок.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достига" емому результату является реактор синтеза мочевины, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, футерованный изнутри коррозионностойким материалом, размещенную на внутренней поверхности корпуса футеровку из коррозионностойкого материала, смешивающее устройство, а также расположенные в реакционной зоне иа ррсстоянии от корпуса горизонтальные перегородки. с отверстиями свободное сечение которых уменьшается по высоте реактора (. „.
Г 1
Конструкция указанного реактора не учитывает изменения гидродинамики двухфазного потока при уменьшении газосолержания реакционной смеси по " ходу движения ее через аппарат.
3. Реакт р по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю шийся тем, что свободное сечение перегородок, расположенных в верхней части реактора, где их свободное сечение менее 0,06 распределено в пределах кольца, ограниченного окружностями, диаметры которых составляют 0,8-0,9
В!
088779 реагентов. Через штуцер 7 продукционная смесь выводится из реактора.
Реактор работает следующим образом.
Исходные продукты (газообразная двуокись углерода, жидкий аммиак и раствор углеаммонийных солей) через штуцеры 3-5 входят в реактор и, пройдя смесительное устройство 6, постугают в реакционное пространство, которое разделено на зоны перегородками 2. В пространстве между перегородками происходит дополнительное перемешивание реакционной смеси, которая перетекает из одной зоны в дру,гую, Такой гидродинамический режим обеспечивается величиной свободного сечения реактора в зоне перегородок, уменьшающейся по высоте реактора пропорционально уменьшению содержания газовой фазы в реакционной смеси.
Переток реакционной смеси иэ одной зоны в другую происходит как через зазор между перегородками и стенкой, площадь которого составляет 0,020,03 от площади поперечного сечения реактора, так и через отверстия в перегородках. При этом, если перегородки расположены на высоте, где содержание газовой фазы составляет более
507., то реакционная .среда перетекает из зоны.в зону при близком к равномерному распределении по всему поперечному сечению. В зоне перегородок на участках, где содержание газовой фазы менее 50Х, реакционная среда протекает в основном через зазор между перегородками и стенкой (см. фиг. 2). Это обеспечивает необходимое содержание кислорода в жидкости, движущейся у стенки реактора, а также эффективный контакт жидкой и газовой фаз. Вывод реакционной смеси из реактора осуществляется через штуцер 7.
20
30
У
У,У
d,Ю
О,>
OJ
O,S
Р,Ч
Ю,J
0.2
Ф,1
1! 2 Ч С 3 10 11 1Ч 16 Я Я. 2.Л h, » . положенные в реакционной зоне на расстоянии от корпуса горизонтальные перегородки с отверстиями, свободное сечение которых уменьшается по высоте реактора, расстояние между перегородкой и корпусом реактора составляет 0,02-0,03 OT свободного сечения корпуса, а отверстия в перегородках расположены в пределах окружности диаметром 0,8-0,9 D, где D — - внутренний диаметр реактора.
Свободное сечение перегородки определяется по соотношению
M = н — (4 „(2 3)) -и где 1!1 — свободное сечение перегоН родки в нижней части реактора; высота расположения переп городки;
L — общая высота реактора.
Свободное сечение перегородок, расположенных в верхней части реактора, где их свободное сечение менее 0,06, распределено в пределах кольца, ограниченного окружностями, диаметры которых составляют 0,8-0,9 D
2 О,В
На фиг. 1 представлен реактор, продольный разрез.
Реактор состоит из вертикального корпуса E„ внутри которого располо35 жены с зазором относительно стенки перфорированные перегородки 2.. Штуцеры 3, 4 и 5 служат для ввода в реактор исходных реагентов (NH>
3 40
C0>, рециркулируемого раствора углеаммонийных солей). Колпачковое смесительное устройство 6 предназначено для обеспечения эффективного перемешивания поступающих B реактор
BHHHGH Заказ 2758/6
Тираж 533 Подписное Ф
Филиал БШ "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4