Барботажный реактор

Барботажный реактор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

„„787079 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) 3аявлеио 14.09.67 (21) 1185096/23-26 с присоединением заявки NP 2400138/23-26 (23) Приоритет

Опубликоваио15. 12. 80Бюллетень М 46

Дата опубликования описания 15.12. 80 (51)М. Кл.

Б 01 J 19/00

Государствеииый комитет

СССР ио делам изооретекий и открытий (53) УДК 6. 023 (088.8) М. Б. Кац и Л. Ш. Генин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) БАРБОТАЖНЫЙ РЕАКТОР

Изобретение относится к конструкциям аппаратов, используемых в химической промышленности для проведения реакций в системе жидкость-газ, и может применяться для проведения реакций хлорирования органических соединений.

Известен барботажный реактор для проведения химических реакций в системе жидкость-газ, выполненный в 1О виде вертикальной колонны со штуцерами для ввода и вывода газовой и жидкой фазы. Внутри колонны расположены ситчатые секционирующие тарелки !

1 15 едостатком этой конструкции является ее малая эффективность, а зачастую и невозможность применения для периодических процессов. Это обусловлено тем, что основная реакция 20 проходит в нижней части реактора и вследствие отсутствия песемешивания реакционной массы (из-за наличия секционирующих тарелок) состав продуктов по высоте реактора будет раз- 25 личен. Этот реактор также малоэффективен для тех непрерывных процессов, где скорость процесса не зависит или мало зависит от концентрации реагентов в жидкой фазе. Кроме того, не- 30 достатком конструкции является неравномерность тепловыделения по секциям и необходимость поэонного регулирования температуры. Это создает трудности в обеспечении изотермичности проведения процессов и значительно усложняет конструкцию реактора, так как в каждой секции необходимо устанавливать теплообменные устройства.

Известен также барботажный реактор для проведения химических реакций в системе жидкость-газ, выполненный в виде вертикальной колонны со штуцерами ввода и вывода реагентов.Реактор снабжен циркуляционной трубой для создания естественной циркуляции жидкой фазы. Циркуляционная труба снабжена теплообменником (23 .

Недостатком этого реактора явля-. ется его низкая эффективность,в частности при проведении процесса хлорирования органических соединений необходимо значительное время для проведения процесса, чтобы доСтичь высокой ссепени конверсии хлора.

Цель изобретения - повышение эффективности реактора за счет равномерного распределения газа по сече нию.

787079

Указанная цель достигается тем, что барботажный реактор для проведения химических реакций в системе жидкость-газ выполнен в виде вертикальной колонны со штуцерами ввода и вывода реагентов и снабжен циркуляционной трубой и теплообменником, и колонна снабжена установленными внутри нее на высоте циркуляционной трубы перфорированными тарелками.

В качестве перфорированных тарелок целесообразно использовать ситчатые тарелки провального .типа с живым сечением 1-204.

В случае необходимости циркуляционная труба может быть снабжена теплообменником. 15

На фиг.1 схематически изображен барботажный реактор с циркуляционной трубой, расположенной снаружи колонны; на фиг.2 — то же, с циркуляционной трубой, расположенной внутри ко- g0 лонны; на фиг.3 — то же, с циркуляционной трубой, снабженной теплообменником.

Барботажный реактор представляет собой вертикальную колоннУ 1 со штуцером 2 для ввода жидкости, штуцером

3 для ввода газа, штуцером 4 для вывода жидкости и штуцером 5 для вывода газа. Колонна 1 снабжена циркуляционной трубой б для создания естественной циркуляции жидкой фазы. Циркуляционная труба 6 может быть расположена либо снаружи колонны 1 (фиг.

1), либо внутри колонны 1 (фиг.2).

Иежду верхним и нижним концом циркуляционной трубы 6 внутри колонны 1 35 расположены перфорированные тарелки

7. B качестве. перфорированны . таререлок 7 могут быть использованы любые известиые секционирующие тарелки, но предпочтительно применять 40 ситчатые тарелки провального типа с живым сечением 1-20%. Если для проведения реакции между газом и жидкостью необходимо нагревать или охлаждать реакционную смесь, то циркуляционную трубу снабжают теплообмен — 45 ником 8 (фиг.3).

В предлагаемом реакторе проводят процессы хлорирования различных органических соединений.

Пример 1. В реакторе диаметром 40 мм и высотой 1000 мм проводят процесс хлорирования парафина. Реактор имеет пять ситчатых тарелок с живым сечением 53 и снабжен внешней циркуляционной трубой. В реактор че- 55 рез штуцер 2 загружают 0,65 л парафина и через штуцер 3 подают газообразный хлор. Процесс проводится в периодическом режиме до соцержания хлора в продукте.47 вес.В Для достижения конверсии хлора 96,5Ъ необходимое время хлорирования составляет

8 ч. При проведении процесса хлорирования в предлагаемом реакторе с циркуляционной трубой, но без перфорированных тарелок, для достижения конверсии хлора 96,53 необходимое время хлорирования составляет

20 ч. Если процесс хлорирования в реакторе проводят в течение 8 ч, то конверсия хлора составляет 86%..

Пример 2. В реакторе, имеющем пять перфорированных тарелок с живым сечением 10% и снабженном внешней циркуляционной трубой с теплообменником, проводят (при 99 С и давлении 1,6 атм)процесс хлорирования этилена до дихлорэтана в среде дихлорэтана. Реактор заполняют жидким дихлорэтаном и через штуцеры 2 и 3 подают газообразный этилен и хлор.

При взаимодействии этилена и хлора образуется жидкий дихлорэтан, который отводят через штуцер 4. Процесс проводят в непрерывном режиме при избытке этилена ЗЪ до начала появления проскока хлора. При этом максимальный съем составляет 890 г/л ч.

При проведении процесса в предлагаемом реакторе с циркуляционной трубой без перфорированных тарелок максимальный объем составляет 370 г/л ч.

Формула изобретения

1. Барботажный реактор для проведения химических реакций в системе жидкость-газ выполненный в виде вертикальной колонны со штуцерами ввода и вывода реагентов, снабженной циркуляционной трубой и теплообменником,отличающийся тем,что, с целью повышения эффективности процесса за счет равномерного распределения газа по сечению, колонна снабжена установленными внутри нее на высоте циркуляционной трубы перфорированными тарелками.

2. Реактор по п.1 о т л и ч а ю шийся тем, что перфорированные тарелки выполнены ситчатыми провального типа с живым сечением 1 - 20%.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. "Химическая промышленность", Р 11,1966, с. 806.

2. Патент США Р 2818447, кл. 260-663, опублик. 31.12.57 (прототип).

787079

Arz.f

Составитель A. Гусев-Донской

Редактор Ю. Петрушко Техред К.Гаврон Корректор В. Синицкая

Заказ 8220/б Тираж 809

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4