DE69025615T2

DE69025615T2 - Jetaufprallreaktor

Info

Publication number: DE69025615T2
Application number: DE69025615T
Authority: DE
Inventors: Edward G Hauptmann; John M Rae
Original assignee: Nrm Int Tech
Current assignee: Nrm International Technologies Cv Amsterdam Zui
Priority date: 1988-08-15
Filing date: 1990-12-05
Publication date: 1996-09-12
Anticipated expiration: 2010-12-06
Also published as: ES2085342T3; ATE134531T1; US4994242A; DE69025615D1; EP0489211A1; EP0489211B1

Description

Diese Erfindung betrifft einen Apparat zur Durchführung einer Reaktion in der Flüssigphase und findet bei Reaktionen Anwendung, in denen die Reaktionspartner nicht miteinander mischbar sind. Sie findet besondere Anwendung bei der Nitrierung aromatischer Kohlenwasserstoffe unter Verwendung von Nitriersäuren in wäßrigen Lösungen.
Es ist bekannt, daß bei Nitrierungsreaktionen zwischen einem aromatischen Kohlenwasserstoff und einer Mischung von Schwefelsäure und Salpetersäure, gewöhnlich als Nitriersäure bezeichnet, heftiges Rühren erforderlich ist. Die meisten der bekannten Nitrierungsverfahren, die Nitriersäure verwenden, benutzen Reaktionsgefäße, die Rührbewegungen einbeziehen. Diese Reaktionen sind offenkundig gefähr lich. Sie sind hochexotherin und latent explosiv aber es ist wohlbekannt, daß die Risiken, die inherent diesen Prozessen innewohnen, reduziert werden können, wenn die Belastung mit nicht reagierten Komponenten klein gemacht werden kann.
Es ist ebenso wohlbekannt, daß die Bildung von unerwünschten Nebenprodukten ansteigt, wenn die Verweilzeit in der Apparatur erhöht wird. Beispielsweise wird im US-Patent 4,021,498 (Alexanderson) festgestellt, daß bei Verfahren zur Herstellung von Mononitrobenzol eine Reaktionzeit von 0,5 bis 3 Minuten begünstigt ist, während im US-Patent 2,256,999 (Castner) eine vollständige Reaktion in ungefähr Minuten angegeben wird. Es ist nicht so gut bekannt, daß die Nebenproduktbildung ebenfalls mit der Temperatur ansteigt.
Es ist jedoch gefünden worden, daß, wenn solche Verfahren im größeren Maßstab eingesetzt werden, der Wirkungsgrad der Umsetzung der Reaktionspartner oft geringer ist, als dies mit einem kleinen Maßstab zu erzielen ist. Die Verringerung im Wirkungsgrad wird gewöhnlich dadurch überwunden, daß man weitere konventionelle gerührte Tankreaktoren dem System hinzufügt. Dies hat zur Folge, daß die Verweilzeit erhöht wird, was den Einsatz von miteinander nicht reagierten und miteinander reagierten Komponenten erhöht, worauf wiederum die Bildung von unerwünschten Nebenprodukten ansteigt. Der ständig gerührte Tankreaktor ist, wenn er in einer Weise bedient wird, die geeignet ist, die gewünschten heftigen Rührbewegungen ausführen zu können, unvermeidlich dem Verschleiß und der mechanischen Zerstörung ausgesetzt.
US-Patent 4,453,027 (Vaidyanathan) lehrt, daß Halogenbenzole in einem Röhrenreaktor vom Typ des statischen Mischers nitriert werden können. Es wurde jedoch gefünden, daß der Wirkungsgrad dieser statischen Mischer ebenfalls reduziert ist, wenn sie in einem Maßstab betrieben werden, der für eine großtechnische Produktion praktikabel ist. Dies ist wahrscheinlich auf die vergleichsweise niedrigen Geschwindigkeiten zurückzuführen, die man innerhalb der Grenzwertbedingungen von Raum und Verweilzeit erhält.
Es wird somit erkannt, daß ein Bedarf nach einer Apparatur besteht, die es ermöglicht, Nitrierungsverfahren wirksam und sicher in großtechnischen Anwendungen zu steuern.
Vorrichtungen des Standes des Technik zur Handhabung von Flüssigkeiten sind wohlbekannt, wenn auch diese Apparaturen allgemein auf die Durchführung von mischenden und vermengenden Tätigkeiten beschränkt sind.
In der US-Patentschrift 4,514,095 Ehrfeld et al.) wird ein bewegungsloser Mischer offenbart, in dem eine Reihe von Scheiben in der Weise angeordnet sind, daß das den Mischer durchströmende Fluid in eine Anzahl von Strahlen aufgeteilt wird, woraufhin die Strahlen wieder zusammengeführt werden, und die Flüssigkeit gründlich gemischt wird.
Die Lehre der US-Patentschrift 4,043,539 (Gilmer et al.) betrifft einen Mischer vom statischen Typ, der ein Rohr enthält, das eine Flüssigkeit oder Flüssigkeiten auftrennt, um in einer Reihe von parallelen Strahlen vermischt zu werden. Ein Teil der Flüssigkeit wird seitlich aus dem Hauptstrom abgeleitet und der Rest des Stroms wird dann umgelenkt und mit dem abgelenkten Teil wieder zusammengeführt, um so einen mischenden Effekt hervorzubringen.
US-Patentschrift 4,136,976 Leffelman) lehrt die Apparatur eines statischen Mischers, der einen Zylinder enthält, der einen Eingang, einen Ausgang und eine Vielzahl von Hohlkugeln mit darin enthaltenen Öffnungen aufweist, die innerhalb des Zylinders angebracht sind. Flüssigkeiten, die durch den Zylinder fließen, werden in der turbulenten Strömung gemischt, die um die Kugeln herum erzeugt wird.
In der US-Patentschrift 4,361,407 (Pelligrini) wird ein weiteres Beispiel einer stationären Mischapparatur offenbart, die eine Reihe von voneinander trennbaren Abschnitten verwendet, in welche Hohlräume und ausgerichtete Löcher angebracht sind, um Durchlässe für den Flüssigkeitsstrom zu bilden. Die Flüssigkeit wird in den Kanälen aufgeteilt und wieder zusammengeführt, um nach Passieren mehrerer Abschnitte eine im wesentliche homogene Mischung zu erzeugen.
Die Apparaturen des Standes der Technik betreffen im wesentlichen das Mischen oder Vermengen von mischbaren Flüssigkeiten. Im Gegensatz dazu betrifft die Apparatur der vorliegenden Anmeldung beschleunigende Rekktionen zwischen unmischbaren Flüssigkeiten, die zuvor vermengt worden sind. Sie nimmt ein fließendes Fluid auf, das zwei oder mehr unmischbare und reaktionsfahige Flüssigkeiten enthält und verwendet die Energie aus der Strömung des Fluids, um eine hohe Scherkraft auf das Fluid zu erzeugen, welche einen Teil der Strömung in kleine mit einer großen freien Oberfläche ausgestattete Tröpfchen auftrennt. Diese kleinen Tröpfchen bilden so eine stark vergrößerte Oberfläche für chemische Reaktionen zwischen den Flüssigkeiten, wodurch die Reaktionsgeschwindigkeit stark erhöht wird. Die Scherwirkung wird dadurch erreicht, daß das Fluid durch scharfkantige Löcher strömt, und daß die resultierenden Strahlen (Jets) gegen eine Fläche oder gegen andere Strahlen oder gegen ein langsamer strömendes Fluid prallen.
Demgemäß liefert die vorliegende Erfindung einen Apparat, der geeignet ist zur Durchführung von Reaktionen in der Flüssigphase, enthaltend einen Behälter mit einer Längsachse und wenigstens einer Prallfläche, die in dem Gefäß angeordnet ist und eine erste Kugel enthält, die mit einer Vielzahl von ersten Öffnungen, welche Einlaßöffhungen darstellen, und mit einer Vielzahl von zweiten Öffnungen, welche Auslaßöffhungen darstellen, versehen ist, wobei jede erste und zweite Öffnung es einer Flüssigkeit ermöglicht, als Strahl (Jet) hindurchzutreten, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Prallfläche weiterhin wenigstens eine zweite oder wenigstens eine Halbkugel außerhalb besagter ersten Kugel und konzentrisch zu genannter Kugel enthält, wobei wenigstens eine besagte zweite Kugel oder wenigstens eine besagte Halbkugel eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, wobei wiederum jede Öffnung es der Flüssigkeit erlaubt, als Strahl hindurchzutreten und wobei benachbarte Öffnungen in besagter ersten Kugel, in wenigstens einer besagten zweiten Kugel und in wenigstens einer besagten Halbkugel voneinander durch Zwischenräume in der Weise getrennt sind, daß der Aufprall der Strahlen ermöglicht wird.
Andere Merkmale des erfindungsgemäßen Apparates sind in den Unteransprüchen 2 bis 8 offenbart.
In den beiliegenden Zeichnungen stellt dar:
Figur 1: eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines Apparates, der die Merkmale des Standes der Technik verkörpert;
Figur 2: eine Sicht, ähnlich der von Figur 1 eines weiteren Apparates, der Merkmale des Standes der Technik verkörpert;
Figur 3: einen Schnitt durch noch einen weiteren Apparat mit Merkmalen des Standes der Technik;
Figur 4: eine Entwicklung der Ausführungsform der Figur 3.
Figur 5: einen Schnitt eines weiteren Apparates, der die Merkmale des Standes der Technik darstellt;
Figur 6: einen Schnitt eines Apparates gemäß der vorliegenden Erfindung;
Figur 7: ein Einlaßsystem zur Einbringung von Reaktionspartnern in den erfindungsgemäßen Apparat;
Figur 8: eine Schnittansicht durch das Einlaßsystem entlang der Linie 8-8 von Figur 7;
Figur 9: eine Seitenansicht im Schnitt einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und
Figur 10: ein Detail einer Variante der Ausführungsform von Figur 9.
Figur 1 zeigt einen Reaktor, der einen Behälter (2) in Form eines offenen Zylinders enthält. In dem Behälter (2) ist eine Prallfläche (4) mit einer Vielzahl von ersten Öffnungen (6) zu finden. Durch jede dieser Öffnungen (6) strömt eine durch den Behälter (2) fließende Flüssigkeit (8) als Strahl (Jet) (10). Die Öffnungen (6) sind ausreichend eng angeordnet, um den Aufprall der Strahlen (10) zu ermöglichen, so wie dies durch die Pfeile (12) in Figur 1 schematisch dargestellt ist.
Figur 2 zeigt die Anwesenheit einer zweiten Aufprallfläche (14), die stromabwärts von der ersten Aufprallfläche (4) angeordnet ist. In der zweiten Aufprallfläche (14) gibt es eine Vielzahl von zweiten Öffnungen (16). Die zweiten Öffnungen (16) sind so angeordnet, daß die ersten und zweiten Öffhungen (6) und (16) nicht in einer Linie ausgerichtet sind. So prallen die Strahlen (10) aus den ersten Öffnungen auf die zweite Aufprallfläche (14), wie dies durch die Pfeile (18) in Figur 2 gezeigt ist. Es ist eine Öffnung zur Einbringung weiterer Reaktionspartner vorhanden, und weitere mit Öffnungen versehene Aufprallflächen sind stromabwärts angebracht, um einen weiteren Reaktionsraum zu schaffen.
In den Ausführungsformen der Figuren 1 und 2 sind die ersten und zweiten Öffnungen (6) und (16) so angeordnet, daß die Strahlen (10) längs zur Apparatur dirigiert werden. In beiden Fällen erstrecken sich die erste und zweite Aufprahfläche (4) und (14) quer zum Behälter (2).
Figur 3 stellt eine Ausführungsform dar, in welcher die Aufprallfläche (20) einen Ring bildet, der sich von der Peripherie des Behälters (2) nach innen erstreckt. Ein Zylinder (22) erstreckt sich längs des Behälters (2), ausgehend von der inneren Peripherie der ringförmigen Aufprallfläche (20), um in einem Endstück (24) zu enden, das parallel zur ringförmigen Aufprallfläche (20) ist. Der Zylinder (22) ist mit Öffnungen (26) versehen, so daß die Strahlen (28) durch die Öffnungen (26) quer zum Behälter (2) ausgerichtet werden.
Die Ausführungsform der Figur 4 weist eine Vielzahl von Zylindern (30) auf, wobei jeder von diesen erste Öffnungen (32) aufweist und sich von den ringförmigen Wänden (34) und (36) erstreckt.
Eine Einlaßöffnung (19) für weitere Reaktanten ist wiederum in den Figuren 3 und 4 zugegen und bildet so einen weiteren Reaktionsraum strömungsabwärts.
Figur 5 stellt eine Apparatur dar, in der eine Vielzahl von im allgemeinen koaxialen Zylindern (38), (40) und (42) vorhanden sind, die sich von einer ringförmigen Wand (44) erstrecken, welche sich wiederum von der Peripherie des Behälters (2) erstreckt. Öffnungen (46), 48) und (50) sind so angeordnet, daß die Flüssigkeit (8), die durch eine Öffnung in einen inneren Zylinder strömt, auf eine Wand eines äußeren Zylinders aufprallt, ehe sie die Öffnungen in diesem äußeren Zylinder passieren kann.
Figur 5 stellt zudem eine besondere Auführungsform mit gegenüberliegenden Zylindern dar. So zeigt Figur 5 auch Zylinder (52), (54) und (56), die sich von der ringförmigen Wand (58) in Richtung der Wand (44) erstrecken. Die Zylinder (52), (54) und (56) enthalten Öffnungen (60), (62) und (64).
Figur 6 stellt eine erfindungsgemäße Ausführungsform dar, in der Aufprallflächen (66) als im wesentlichen konzentrische Kugeln (68), (70) und (72) vorliegen, die jeweils Einlaß- und Auslaßöffhungen (74) und (76) aufweisen, wobei letztere so angeordnet sind, daß die im Behälter (2) strömende Flüssigkeit durch die Einlaßöffnungen (74) zu den inneren Kugeln (68) und dann nach außen strömen muß.
Reaktanten können durch die Einlaßöffnung (19) der Ausführungsform der Figur 6 hinzugegeben werden. Ein Einlaßöffnungs-System, das eine Vielzahl von Rohren verwendet, die radial um den Reaktorbehälter (2) herum verteilt sind, kann ebenfalls eingesetzt werden. Die Einlaßrohre (19) können auch zwischen den Abschnitten der konzentrischen Kugeln, wie in Figur 7 gezeigt, angeordnet sein.
Figur 8 zeigt eine Schnittansicht durch eine Vielzahl von Beschickungsrohren (19), um die Anordnung der Rohre durch die Behälterwände hindurch und in die konzen trischen Kugeln hinein zu verdeutlichen. Die Anzahl und Größe der Einlaßöffnungen (19) sind so gewählt, daß ein Jetstrom von hoher Geschwindigkeit und aus sehr kleinen Tröpfchen in den Reaktor gelangt.
Figur 9 stellt eine erfindungsgemäße Ausführungsform ähnlich jener der Figur 7 dar, wobei, falls passend, einheitliche Referenznummern verwendet werden. Figur 9 zeigt jedoch auch den Einsatz von semi-sphärischen Aufprallflächen (78), die konzentrisch um die Kugel (68) herum angeordnet sind.
Die Kugel (68) auf der linken Seite der Figur 9 hat zwei semi-sphärische Prallflächen. Auf der rechten Seite der Figur 9 sind zwei kugewörmige Prallflächen (68) und (70) und eine semi-sphärische Prallfläche (78) stromabwärts zum Paar der sphärischen Prallflächen (68) und (70) angebracht.
Figur 10 verdeutlicht auch den Zusammenhang zwischen der Ausführungsform der Figur 9 mit jener der Figur 7, dadurch, daß in ihr eine Vielzahl von Einlaßrohren (19) abgebildet werden, die sich durch die Behälterwandungen hindurch in die Kugel (68) hinein erstrecken.
Durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Apparates kann die lokale Geschwindig keit jedes Abschnittes genügend erhöht werden, um Bedingungen zu erreichen, die, unabhängig von dem Großteil der Geschwindigkeiten der durch den Apparat strömenden Reaktanten, für eine Nitrierungsreaktion zwischen einem aromatischen Kohlenwasserstoff und Nitriersäure in der Flüssigkeit (8) notwendig sind. Die Ausmaße der Apparatur können durch einfache experimentelle Techniken angepaßt werden, um so einen weiten Bereich intensiver Bewegung und Verweilzeit zu erreichen.
Die Apparatur kann entweder als singuläre Einheit oder als eine Anzahl von Einheiten eingesetzt werden, die in Serie geschaltet sind oder in Verbindung mit einem oder mehreren permanent gerührten Tankreaktoren stehen.
Der erfindungsgemäße Apparat ist unmittelbar einsetzbar bei der adiabatischen Mononitrierung von Benzol im Zuge der großtechnischen Herstellung dieses Produktes. Die Erfindung kann jedoch auch bei der Nietrierung anderer aromatischer Kohlenwasserstoffe oder hologensubstituierter Kohlenwasserstoffe eingesetzt werden.
Der besondere Vorteil, den die vorliegende Erfindung liefert, liegt in dem Ausmaß der erhältlichen Durchmischung. Dadurch wird sichergestellt, daß die Umsetzungsrate und der Umsetzungsgrad des Reaktors hoch sind. Die gewünschte hohe Durchmischung wird dadurch erreicht, daß die Strahlen, bestehend aus der Flüssigkeit (8) aus aromatischem Kohlenwasserstoff und Nitiersäure, dazu veranlaßt werden, sich gegeneinander zu richten und zwar in der Weise, daß ein unterschiedliches Ausmaß des Aufpralls der Strahlen erzeugt wird. Dieser Aufprall oder diese Wechselwirkung des Jets erzeugt hohe Schergeschwindigkeiten in der Flüssigkeit, die viel höher sind als beispielsweise die, die von Propellerschaufeln in herkömmlich gerührten Tankreaktoren erzeugt werden, oder als die Schergeschwindigkeiten in einem statischen Mischreaktor. Zusätzlich zu der Scherung zwischen den Jets stößt ein gewisser Teil der Jetströme direkt zusammen, so daß dadurch Tröpfchen der dispersen Phase in direkten Kontakt zueinander gebracht werden und weiter die Reaktion verstärken. Der direkte Zusammenstoß der Strahlen verglichen mit der relativen Scherung zwischen den Strahlen erzeugt eine konstante Phasengrenzflächenerneuerung zwischen den Reaktionspartnern, wodurch die Umsetzungsgeschwindigkeit und der Umsetzungsgrad des Reaktors erhöht wird.
Ein weiterer Vorteil den die vorliegende Ertindung liefert, liegt in der Möglichkeit, Reaktanten in Form eines Hochgeschwindigkeitsstrahls direkt in eine Reaktion sehr intensiven Mischens einzubringen, so wie dies durch das Einlaßsystem von Figur 7 und 8 dargestellt ist. Die hohe Geschwindigkeit erzeugt einen Strahl kleiner Tröpfchen mit einem großen Oberfläche-zu-Masse Verhältnis, wodurch die Gesamtum- Setzung der Reaktanten begunstigt wird.
Die besondere zur Erzeugung des Jetaufpralls verwendete Anordnung kann entsprechend der gewünschten Reaktionsgeschwindigkeit variiert werden. Die einfachste Form, wie in Figur 1 und 2 gezeigt, führt zum geringsten Ausmaß an Zusammenstößen. Die Flüssigkeitsstrahlen sind parallel zueinander ausgerichtet. Die Stöße finden statt, wenn die Strahlen auseinanderstreuen und sich stromabwärts wieder vereinigen. Das Aufeinanderprallen ist auflateral wirkende Komponenten der turbulenten Geschwindigkeit in den Jets zurückzuführen.
Die Ausführungsform von Figur 2 mit ihrer stromabwärts befindlichen Aufprallfläche bewirkt, daß die Strahlen die Richtung ändern und direkter aufeinanderstoßen. Die Einrichtung von Bohrungen in der zweiten Platte gewährleistet einen zweiten Reaktionsabschnitt. Weitere Mengen von Reaktanten können dann durch die Einlaßöffnung (19) eingebracht werden, um den Umsetzungsgrad zu erhöhen und die Bildung von Nebenprodukten zu minimieren. Abhängig vom gewünschten Reaktionsgrad können noch weitere Stufen oder Reaktionsabschnitte eingerichtet werden.
In der Ausführungsform der Figur 3 werden die Strahlen so gedreht, daß sie auf die Reaktorwandungen prallen. In dieser Ausführungsform werden die Zusammenstösse, die die Komponenten trennen und mischen, weiter duch den Drang des Fluids verstärkt, in die Richtung des Hauptfluids zurückzukehren, wie dies durch die Pfeile gezeigt ist. Solch eine Anordnung kann auch abschnittsweise wiederholt werden je nach gewünschtem Reaktionsgrad.
In der Ausführungsform der Figur 4 gewährleistet die Vielzahl der lateralen Strahlen, daß einige der Flüssigkeitsstrahlen direkt aufeinanderprallen, und so der höchstmögliche Durchmischungsgrad und damit die höchstmögliche Reaktionsgeschwindigkeit erreicht wird. Die Anordnung von ringförmigen Wänden und Zylindern, kann, falls erforderlich, stromabwärts für weitere Umsetzungen wiederholt werden. Weitere Reaktanten können durch die Einlaßöffnung (19) vor jedem Abschnitt hinzugegeben werden, wie dies oben für Figur 2 diskutiert wurde.
Die Abbildungen 1 bis 4 geben eine axiale Fließrichtung wieder; es können aber die gleichen Prinzipien angewandt werden, wenn die Fließanordnung radial ist, wie dies durch die zylindrische Anordnung der Abbildung 5 und die sphärische Anordnung der Figur 6 gezeigt ist.
In Figur 5 dringt der Flüssigkeitsstrom nach außen durch eine Reihe von Zylindern. Die nach außen fortschreitenden Zylinder sind vorzugsweise so angeordnet, daß die Öffnungen nicht in einer Linie sind, so daß ein maximaler Nutzen der Reaktion, wie für Figur 2 diskutiert, erzielt wird. Die gleiche Anordnung kann in gleicher Weise verwendet werden, wenn die Strömung radial nach innen durch die zylindrischen Schalen dringt. Die Reaktanten können wiederum zwischen zwei Abschnitten durch die Einlaßöffnung (19) hinzugefügt werden. Der erste Abschnitt ist durch die Zylinder (38), (40) und (42) definiert, der zweite Abschnitt durch die Zylinder (52), (54) und (56). Die Zugabe von Reaktanten zwischen den Abschnitten verbessert wiederum die Umsetzung.
In Figur 6 dringt die Strömung nach außen durch eine Serie von Kugeln, die mit Öffnungen versehen sind und Jets produzieren. Die Öffnungen sind fortschreitend versetzt angeordnet, um maximale Reaktionen, wie im Fall der Figur 2, zu erzeugen. Der Strömungsfluß kann auch radial nach innen gerichtet sein in Umkehrung zu dem in Figur 6 gezeigten, und die radialen Einström- und Ausströmanordnungen können miteinander kombiniert werden und so einen kompakten Abschnitt bilden.
In Fortführung diese Prinzips können viel mehr solche Abschnitte hinzugefügt werden.
In Figur 7 werden die Reaktanten direkt zwischen die konzentrischen Kugeln eingebracht, wie dies durch die Vielzahl von Einlaßrohren (19), die radial um den Behälter (2) herum angeordnet sind, gezeigt ist. Größe und Anzahl der Einlaßöffnungen werden so gewählt, daß die Strahlgeschwindigkeit der Reaktanten sehr hoch ist. Dies fördert die Bildung von kleinen Reaktantentröpfchen, was zu einer hohen Gesamtreaktionsgeschwindigkeit und einer hohen Umsetzungsrate führt. Die Figuren 9 und 10 zeigen, daß durch Verwendung von Halbkugeln der gleiche Effekt wie mit Kugeln erreicht werden kann. Die Halbkugeln können in jeder beliebigen Kombination oder Anzahl auf der stromaufwärtigen oder strömungsabwärtigen Seite der Kugeln angeordnet werden. Die bevorzugte Anordnung hängt vom gewünschten Reaktionsgrad ab und kann für jeden einzelnen Satz von Reaktionsbedingungen durch Routineversuche ermittelt werden. Figur 10 zeigt, daß die Einlaßrohre umfassende Anordnung mit der in Figur 9 gezeigten semi-sphärischen Anordnung ebenfalls kompatibel ist.
In den Ausführungsformen der Figuren 1 bis 4 können die Behälter (2) Zylinder mit einem Durchmesser in einem Bereich von 15,25 bis 30,5 cm (6 bis 12 inch) sein. Die Öffnungen (6), (16), (26) und (32) können einen Durchmesser von ungefähr 1,27 cm (½ inch) aufweisen. Sie sind symmetrisch innerhalb der Wandungen (4) und (14) angeordnet.
Die Strömungsgeschwindigkeiten können sich beispielsweise in einem Bereich von 378 bis 3028 Liter (100 bis 800 U.S.-Gallonen) pro Minute bewegen.
In den Ausführungsformen der Figuren 5 und 6 können die gezeigten Endrohre einen Durchmesser von ungefähr 20,3 cm (8 inch) aufweisen. Die Behälter (2) haben z. B. einen Durchmesser von ungefähr 30,5 cm (12 inch). Die Öffnungen (60), (62), (64), (74) und (76) weisen beispielsweise Durchmesser in einem Bereich von 0,64 bis 1,27cm (¼ bis ½ inch) auf
In der Ausführungform der Figur 7 können die Einlaßrohre (19) 0,16 bis 0,79 cm (1/16 bis 5/16 inch) im Durchmesser aufweisen und in einer beliebigen Anzahl, bei spielsweise 32, radial um den Reaktorbehälter herum verteilt sein. Diese Ausführungsform könnte beispielsweise verwendet werden, wenn lediglich der aromatische Kohlenwasserstoff durch die Einlaßöffnungen hinzugefügt werden soll.
Der Apparat kann wie im Stand der Technik aus glasiertem Stahl hergestellt sein, ist jedoch vorzugsweise aus Zirkonium oder Tantal oder einem anderen geeigneten korrosionsbeständigen Material gefertigt.

Claims

1. Apparat zur Durchführung von Reaktionen in der Flüssigphase enthaltend einen Behälter (2) mit einer Längsachse und wenigstens einer Prallfläche (66), die in dem Gefäß angeordnet ist und eine erste Kugel (68) enthält, die mit einer Vielzahl von ersten Öffnungen, welche Einlaßöffnungen (74) darstellen, und mit einer Vielzahl von zweiten Öffnungen, welche Auslaßöffnungen (76) darstellen, versehen ist, wobei jede erste und zweite Öffnung es einer Flüssigkeit ermöglicht, als Strahl (Jet) hindurchzutreten, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Prallfläche (66) weiterhin wenigstens eine zweite Kugel (70, 72) oder wenigstens eine Halbkugel (78) außerhalb besagter ersten Kugel (68) und konzentrisch zu genannter Kugel (68) enthält, wobei wenigstens eine besagte zweite Kugel (70, 72) oder wenigstens eine besagte Halbkugel (78) eine Vielzahl von Öffnungen (74, 76) aufweist, wobei wiederum jede Öffnung es der Flüssigkeit erlaubt, als Strahl hindurchzutreten und wobei benachbarte Öffnungen in besagter ersten Kugel, in wenigstens einer besagten zweiten Kugel und in wenigstens einer besagten Halbkugel voneinander durch Zwischenräume in der Weise getrennt sind, daß der Aufprall der Strahlen ermöglicht wird.

2. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine besagte Halbkugel (78) relativ zu besagter ersten Kugel (68) strömungsaufwärts oder strömungsabwärts angeordnet ist.

3. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Vielzahl von Abschnitten mit einschließt, wobei jeder wenigstens eine Prallfläche (66) und eine Einlaßöffhung (19) für weitere Reaktanten zwischen jedem Abschnitt enthält.

4. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Einlaßöffnung (19) zur Einbringung der Reaktanten mit einschließt.

5. Apparat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß besagte Einlaßöffnung (19) eine Vielzahl von Rohren mit umfaßt, die radial um besagtes Gefäß (2) herum angeordnet sind.

6. Apparat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß besagte Einlaßrohre (19) sich bis zu besagter ersten Kugel (68) erstrecken.

7. Apparat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß besagte Einlaßrohre (19) sich in besagte erste Kugel (68) öffnen.

8. Apparat nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Kugeln (68, 70, 72) mit unterschiedlichem Durchmesser vorliegen, die ineinander angeordnet sind.