Реактор

Реактор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к химическому: машиностроению и позволяет повысить производительность реактора и снизить долю осмоленных продуктов. Реактор содержит корпус с патрубками подвода и отводе, расположенный внутри корпуса циклонный смеситель и соединенную с одним из патрубков подвода реагента питающую трубку с отверстиями в нижней части, соединенный с боковой стенкой смесителя тангенциально трубопровод для подачи реакционного раствора. Ниже отверстия на питающей трубке выполнены зигзагообразные осесимметричные зыступы, радиусы которых уменьшаются сверху вниз, к нижнему выступу основанием прикреплен конус вершиной вниз, на выступах и меж/jy отверстиями питающей трубки выполнены канавки. Э ип.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (з!)з B 01 3 19/28 ./

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4814441/26 (22) 01.03.90 (46) 15.02.92, Бюл. N 6 (71) Институт проблем механики АН СССР (72) Ю. B. Мартынов, B. А. Линев, B. B.

Лещевский, B. А. Лецко и 8. B. Тарасенко (53) 66.023(088. 8) (56) Заявка Голландии N. 7609749, кл, С 07 0 201/04, 1980, Авторское свидетельство СССР .

N 1053871, кл. В 01 J 19/28, 1982. (54} РЕАКТОР (57) Изобретение относится к химическому машиностроению и позволяет повысить производительность реактора и снизить доИзобретение относится к химической технологии и предназначено для проведения химических реакций в системах жидкость жидкость.

Известен реактор, содержащий корпус с патрубками ввода компонентов и патрубкэ отвода готового продукта, расположенный внутри корпуса смеситель циклонного типа с нижним разгрузочным отверстием, нэ уровне которого выполнены отверстия в витающей трубке. проходящей по оси смесителя и соединенной с пэтрубком подачи одного из реагентов, со смесителем таигенциально его боковой стенке соединен циркуляционный трубопровод, Однако в указанном реакторе недостаточно эффективное осуществляется смеае ние реагентов, так как выходящий мз отверстий питающей трубки реагент ускоряющимся потоком прижимается к внешним стенкам питающей трубки (" размазывается") и далее. дробясь на мелкие капли; рас, Ж, 1711963 Al лю осмоленных продуктов. Реактор содержит корпус с патрубками подвода и отвода, расположенный внутри корпуса циклонный смеситель и соединенную с одним из патрубков подвода реагента питающую трубку с отверстиями в нижней части. соединенн 1й с боковой стенкой смесителя тангенциэльно трубопровод для подачи реакционного раствора. Киже отверстия на питающей трубке выполнены зигзагообразные осесимметричные выступы, радиусы которых уменьшаются сверху вниз, к нижнему выступу основанием прикреплен конус вершиной вниз, на выступах и между отверстиями питающей трубки выполнены канавки. 3. ил. ходится в виде осесимметричного потока с небольшим углом конусности, что приводит к локальному перегреву и осмолению части готового продукта.

Наиболее близким к предлагаемому является реактор, содержащий корпус с патрубками ввода компонентов и патрубка отвода готового продукта, расположенный внутри корпуса смеситель циклонного типа с нижним разгрузочным отверстием, flo ocu корпуса смесителя установлена соединенная с патрубком ввода одного из реагентов питающая трубка с отверстиями в нижней части, с боковой стенкой смесителя (тангенциально) соединен трубопровод для циркуляции реакционной смеси. С отверстиями в питающей трубке соединены радиально расположенные отводящие трубки.

Однако в известном реакторе, радиальные трубки, хотя и отводят реагент от стенок питающей трубки к периферии, одновременно вызывают дополнительное сопротив1711963

35

55 ление в узкой части смесителя, при этом скорость потока снижается и увеличивается размер капель реагента, т.е. уменьшается межфазная поверхность и эффективность перемешиаания реактора.

Цель изобретения — повышение производительности реактора и снижение доли осмоленных продуктов.

Поставленная цель достигается тем, что в реакторе, содержащем корпус с патрубками подвода реагентов и отвода продукта, расположенный внутри корпуса циклонный смеситель с нижним разгрузочным отверстием, расположенную по оси циклонного смесителя и соединенную с одним иэ патрубков подвода реагентов питающую трубку с отверстиями в нижней части, соединенный тангенциально с боковой стенкой циклонного смесителя трубопровод для подачи циркулирующего реакционного раствора, ниже отверстий на питающей трубке выполнены зигзагообразные осесимметричные выступы, радиусы которых уменьшаются сверху вниз, к нижнему выступу основанием прикреплен конус вершиной вниз, причем диаметр основания конуса меньше диаметра нижнего выступа, на выступах между отверстиями питающей трубки выполнены канавки, причем глубина канавок меньше разности радиусов выступа с канавками и нижерасположенного соседнего выступа.

На фиг. 1 представлен реактор, общий аид, на фиг, 2 — нижний конец питающей трубки; на фиг. 3 — то же, вид снизу, Реактор содержит корпус 1, внутри которого размещен смеситель 2 циклонного типа. С корпусом 1 соединены патрубки 3 подвода реагентов и патрубок 4 отвода продукта. С одним из патрубков 3 подвода реагентов соединена верхним концом питающая трубеа 5, на нижнем конце которой выполнен отверстия 6. Питающая трубка 5 раэмецена по оси смесителя 2.

С боковой стенкой смесителя 2 тангенциально соединен трубопровод 7 для циркуляции реакционного раствора. Последний совместно с патрубком 8, трубопроводом 9 и насосом 10 образует циркуляционный контур. Смеситель 2 в нижней конической части имеет разгрузочное отверстие 11. Ниже отверстий 6 на питающей трубке 5 выполнены зигзагообразные осесимметричные выступы 12, радиусы которых уменьшаются сверху вниз. Между отверстиями 6 на выступах 12 выполнены канавки 13, глубина которых меньше разности радиусов выступа с канавками и нижерасположенного соседнего выступа, при этом канавки 13 нижних выступов 12 сдвинуты по азимутальному углу относительно верхнего выступа 12. К нижнему выступу 12 прикреплен своим основанием конус 14, обращенный вершиной вниз. Диаметр основания конуса

14 меньше диаметра нижнего выступа 12, Реактор работает следующим образом.

Реагенты через патрубки 3 подают внутрь корпуса 1. Реакционный раствор через патрубок 8, насос 10. трубопроводы 9 и

7 подается тангенциально внутрь смесителя

2 циклонного типа. В последнем реакционный раствор закручивается, движется через смеситель и выводится через нижнее разгрузочное Ьтверстие 11 с большой окружной и осевой скоростью.

Один из реагентов через патрубок 3 подают в питающую трубку 5, и через отверстия 6 реагент.поступает в циркулирующий реакционный раствор, выходящий из смесителя 2 через отверстие 11.

Вышедший через отверстия 6 реагент сразу же попадает в область интенсивного перемешиаания, так как ниже отверстий 6 находится первый выступ 12, и "размазанный" по поверхности реагент "срывается" в область интенсивного турбулентного течения. Часть реагента, вышедшего из отверстий 6, эа счет большой окружной скорости, не "сорвавшись" с выступа 12, попадает в канавку 13 и в виде осевого потока также подается в область интенсивного турбулентного течения основного потока, имеющего большую окружную скорость. В результате за выступом 12 образуется замкнутое циркуляционное движение реакционного раствора, которое не дает реа генту, вышедшему из отверстий 6; прижиматься к стенке питающей трубки 5, Так как в область за выступом 12 постоянно прибыаает реакционный раствор по канавкам 13, образующиеся вихревые циркуляционные течения неустойчивы. Сначала они возрастают в размерах, включая в себя вновь поступивший реакционный раствор, а затем под действием основнрго потока вихревое образование скользит по поверхности питающей трубки

5 и срывается с нижерасположенного выступа 12. При этом сорвавшееся вихревое образование имеет также большую радиальную составляющую скорости. а поступающие осевые потоки из канавок 13 на вышерасположенном выступе 12 также взаимодействуют с основным потоком, образуя разветвленную сеть микровихревых нерегулярных образований. Аналогичные процессы протекают также за другими выступами.

В результате многослойного микровихреаого перемешивания выходящий из отверстий 6 реагент равномерно распредеl

1711963 ляется в потоке, выходящем из разгрузочного отверстия 11. Кроме того, за счет много-: ступенчатого уменьшения диаметров выступов 12 увеличивается угол. распыла потока, выходящего из отверстия 11, т.е. уве- 5 личивается объем интенсивного перемешивания, расположенный под смесителем 2. установленная система выступов 12 с уменьшающимися диаметрами по ходу движения жидкости (сверху вниз) и наличие ко- 10 нуса 14 позволяют снизить сопротивление основному потоку до минимума, так как образующиеся за выступами 12 замкнутые вихревые образования выполняют роль смазки.

Таким образом, в результате интенсивного перемешивания реагентов s микровихрях удается создать равномерное распределение реагентов во всем объеме реактора.

Кроме того, низкое гидравлическое сопро- 20 тивление позволяет увеличить скорость осевого потока и тем самым увеличить сдвиговые напряжения в зоне смешения и, соответственно, раздробить капли реагента (циклогексаноноксимэ) до более мелких 25 размеров, Все это существенно увеличивает поверхность контакта фаэ, что гюложительно сказывается на производительности реак- 30 тора, а также рассредоточивает реагенты более равномерно по объему реактора, что позволяет снизить количество и объемы местных зон перегрева, что в конечном итоге снижает потери целевого продукта на осмо- 35 ление.

Готовый продукт выходит из реактора через патрубок 4.

Для сравнения эффективности предложенного технического решения с эффективностью известного аппарата выполнены сравнительные эксперименты на реальных реакторах. Эксперименты показаЛи, что в предлагаемом реакторе нагрузка (произво-. дительность) увеличивается на 15;ь. В качестае рабочих сред используют олеум и циклогексаноноксим. В предлагаемом реакторе такой параметр, как перманганатнэя потребность, характеризующий степень ос моления продукта, снижается с 2300 в известном реакторе до 1400 и, соответственно, почтй вдвое снижается доля осмоленных продуктов, Формула изобретения

Реактор, содержащий корпус с патрубками подвода реагентов и отвода продукта, размещенный внутри циклонный смеситель с нижним разгрузочным отверстием, расположенную по оси циклонного смесителя и соединенную с одним из патрубков подвода реагентов питающую трубку с отверстиями в нижней части, соединенный тангенциэльно с боковой стенкой циклонного смесителя трубопровод для подачи циркулирующего реакционного раствора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения произво дительности реактора и снижения доли осмоленных продуктов, ниже отверстий нэ питающей трубке выполнены зигзагообразные осесимметричные выступы, радиусы которых уменьшаются сверху вниз, при этом нижний выступ снабжен конусом, обращенным вершиной вниз, диаметр основания которого меньше диаметра нижнего выступа, на выступах и между отверстиями питающей трубки выполнены канавки.

1711963 фиГ э

Составитель Ю,Мартынов

Техред М.Моргеитал Корректор О. Кравцова

Редактор M.Ïåòðîâà

Проиэводственно-иэдательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина. 101

Заказ 488 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35. Раушская наб.. 4/5