Кожухотрубный реактор-теплообменник12

Кожухотрубный реактор-теплообменник12

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

253766

Сеаэ Феветскнк

Сециалистическнх

Республик

СПИ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 04.1.1966 (№ 1047455/23-26) с присоединением заявки №

Приоритет

Ol0vo;IHK0BBHo 07.Х.1969. Бюллетень ¹ 31

Кл. 12g, 1/01

171, 5/01

Кемитет по делам иаебретвний и открытий прн Саввтв Мнниотроа

СССР.ЧПК В 011

F 28d

УДК 66.096.5.045,1:

:621.565.94 (088.8) Дата опубликования описания 12.111.1970

Авторы изобретения

P. Х. Мухутдинов и М. 3. Гумеров

Научно-исследовательский институт нефтехимических производств

Заявитель

КОЖУХОТРУБНЫЙ РЕАКТОР-ТЕПЛООБМЕННИК

Изобретение относится к аппаратам химической и нефтехимической промышленности, предназначенным для проведения теплообменных процессов или химических реакций с выделением тепла.

Известны кожухотрубные аппараты для проведения, процессов, протекающих с выделением тепла, содержащие цилиндрический корпус с торцовыми крышками и размещенные в нем теплообменные трубы, концы которых закреплены в трубных решетках и соответственно подключены к распределительному и собирающему коллекторам, и впускные устройства, установленные:на входных концах труб.

Предложенный реактор-теплообменник отличается от известных тем, что теплообменные трубы снабжены сопловыми камерами с тангенциальными каналаии для ввода среды.

Такое выполнение реактора теплообменника позволяет осуществить температурное разделение .потока в теплообменной трубе и интенсифицировать процесс теплообмена, Для отбора из теплообменной трубы холодного потока каждая сопловая камера может быть снабжена осевой трубой, выходной конец которой закреплен в трубной доске, установленной между решеткой и крышкой.

Кроме того, реактор-теплообменник может быть выполнен с несколькими распределительными коллекторами для различных сред, в каждом из которых на трубах установлены сопловые камеры.

На фиг. 1 изображен предлагаемый реак5 тор-теплообменник в продольном разрезе; на фиг. 2 — сечение по А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — вариант реактора-теплообменника, снабженного устройством для отвода холодного потока; на фиг. 4 — сечение по Б — Б на

i!0 фиг. 3; на фиг. 5 — вариант реактора-теплообменника, снабженного несколькими распределительны ми коллектора мп.

Реактор-теплообменник содержит цилиндрический корпус 1 с крышками 2 и 8, разме15 щенные в нем теплообменные трубы 4, закрепленные в трубных решетках 5 и б. Трубы подключены к распределительHому 7 и собирающему 8 коллекторам. Трубы 4 снабжены впускными устройствами, выполненными в

20 виде сопловой камеры 9 с тангечциа lbHblMH каналами 10, сообщающими потоку обрабатываемой среды вращательное движение.

Газ или смесь реакционных газов с давле25 нием и температурой, определяемыми режимом той или иной реакции, поступают по патрубку 11 в распределительный коллектор, оТкуда через тангенциальные каналы 10 сопловых камер с высокой скоростью (порядка зву30 ковой) плавно входят в трубы 4. Охлаждаю253766 щая среда поступает в межтрубное пространство через патрубок 12.

Благодаря завихрению газового потока в трубах происходит температурное разделение газов (эффект Ранка-Хильша), Периферийные слои нагреваются до оптимальной температуры, реакции, а слои, движущиеся вблизи геометрической оси, охлаждаются.

Таким образом, эти два потока внутри каждой трубы имеют температуру выше и ниже, чем температура исходного потока. Регулируя .параметры газа (давление, температуру и расход) внутри труб 4 с помощью запорного устройства (на чертеже не показано) . установленного за выходным патрубком 18, можно создать условия для,возникновения той или иной химической реакции.

Образование потока газа с пониженной температурой внутри вращающегося газового потока в трубах 4, с одной стороны, и действие хладагента в межтрубном пространстве

14, с другой, позволяют снимать температуру образования реакции и таким образом выра|внивать температуру газа по поперечному сечению труб 4. Кроме того, организованный, быстро вращающийся напорный поток исключает образование местных завихрений, застойных зон и обеспечивает одинаковое время пребывания продуктов реакции в трубах

4. Таким образом, исключается опасность более глубоких превращений исходного сырья в трубках из-за возможного повышения температуры ia зонах, удаленных от стенок реактора, выше оптимальной.

Все это позволяет увеличить выход целевых. продуктов, например, при проведении процессов окисления природных газов кислородом воздуха или чистым кислородом.

Для процессов, в которых необходимо осуществить отвод части охлажденного газа, предназначен аппарат, сопловые камеры 9 которого (см. фиг. 3) снабжены осевыми трубками 15. Выходные концы трубок 15 закреплены в трубной доске 1б. Обрабатываемый газ поступает в коллектор 17 по патрубку 18, Холодный поток газа отводят в камеоу

19, откуда он выходит через патрубок 20 и поступает на рециркуляцию или используется для технологических нужд.

Для осуществления гетерогенных реакций, когда компонентами являются газ и жидкость, предназначен реактор-теплообменник, изображенный на фиг. 5. Реактор снабжен распределительным коллектором 21 для ввода жидкой среды, в котором на трубах уста5 новлены такие же сопловые камеры 9, сообщающие жидкости вращательное движение.

Газ поступает из коллектора 17. Поток жидкости, входя в трубу с большой скоростью, прижимается под действием центро10 бежных сил к стенке, образуя тонкую пленку, и движется, вращаясь около стенок, к собирающему коллектору 8. Благодаря вращательно-поступательному движению в реакционной зоне поверхность контакта между га15 зом и жидкостью значительно увеличивается, что обеспечивает хорошее взаимодействие фаз.

Количественное соотношение газа и жидкого компонента легко регулируется, путем из20 менепия входных параметров, потоков.

В таком аппарате жидкий компонент может служить как реагентом, так и катализатором.

Предмет изобретения

1. Кожухотрубный реактор-теплообменник для проведения окислительных процессов, содержащий цилиндрический корпус с торцо30 выми крышками и размещенные в нем теплообменные трубы, концы которых закреплены в трубных решетках и подключены к распределительному и собирающему коллекторам, отличающийся тем, что, с целью температур35 ного разделения в трубах обрабатываемой среды и интенсификации теплообмена, теплообменные трубы на входных концах снабжены сопловыми камерами с тангенциальными каналами.

40 2. Реактор-теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что, с целью отбора из теплообменной трубы холодного потока, каждая сопловая камера снабжена осевой трубой, выходной конец которой закреплен в трубной

45 доске, установленной между решеткой и крышкой корпуса.

3. Реактор-теплообменник по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что он снабжен несколькими распределительными коллекторами для

50 различных сред, в каждом из которых на трубах установлены сопловые камеры.

253766

9"иг 5

Составитель Е. С. Сотникова

Редактор T. Е. Зенбицкая Техред А, А. Камышникова Корректор С. М. Сигал

Заказ 9Б Тираж 4ЯО Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Раушская наб., д. 4/5.

Типография № 24 Главполиграфпрома, Москва, Г-19, ул. Маркса — Энгельса, 14.