PL104586B1 - Reaktor do wytwarzania bezwodnika ftalowego sposobem fluidalnym - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest reaktor do wytwarzania bezwodnika ftalowego sposobem fluidalnym.

W procesie katalitycznego utleniania naftalenu lub ortoksylenu do bezwodnika ftalowego w zlozu fluidal¬ nym, gazy opuszczajace to zloze unosza ze soba pewna ilosc drobnych ziarn katalizatora. Azeby zapobiec ubywaniu katalizatora w reaktorze znane rozwiazania reaktorów, zwlaszcza dostosowane do lekkich katalizato¬ rów o podlozu silikazelowym, zaopatrzone sa w filtry odpylajace gaz przed jego odprowadzeniem z reaktora.

W celu niedopuszczenia do nadmiernego wzrostu oporów przeplywu gazu przez narastajaca na powierzchni filtrów warstwe drobnoziarnistego katalizatora, filtry poddawane sa periodycznemu czyszczeniu podmuchem sprezonego powietrza w kierunku przeciwnym do przeplywu gazów poreakcyjnych.

W znanych reaktorach filtry wykonane z porowatych materialów ceramicznych lub metalowych w postaci tak zwanych swiec filtracyjnych zainstalowane sa zwykle w górnej czesci reaktora, dzieki czemu drobnoziarnisty katalizator zdmuchiwany z ich powierzchni podczas czyszczenia opada z powrotem do reaktora.

Pomimo opisanego procesu czyszczenia, powierzchnia filtrów zawsze pokrywa sie warstwa drobnego katali¬ zatora. Warstwa ta, aczkolwiek potrzebna do dobrego filtrowania moze dzialac bardzo szkodliwie dopalajac bezwodnik ftalowy do dwutlenku wegla oraz katalizujac dalszy przebieg egzotermicznych reakcji utleniania innych zwiazków organicznych, co wobec braku odbioru ciepla powoduje silne i nierównomierne przegrzewania filtrów.

W wypadku gdy filtry wykonane sa z kruchych porolitów ceramicznych lub spieków metalicznych zjawisko to prowadzi do wystapienia szkodliwych naprezen obrizajacych odpornosc materialu i w nastepstwie do czeste¬ go pekania filtrów nawet przy lekkich wstrzasach mechanicznych podczas pracy reaktora. Wynikajaca stad duza awaryjnosc filtrów jest przyczyna licznych przerw produkcyjnych i nadmiernych strat katalizatora.

Chociaz filtracja gazów poreakcyjnych stanowi tylko jedna z operacji fizycznych w procesie technologicz¬ nym wytwarzania bezwodnika ftalowego koniecznosc utrzymania mozliwie malych oporów hydraulicznych na filtrach, w duzej mierze ogranicza mozliwosc powiekszenia wydajnosci znanych reaktorów.

Natomiast utrzymanie malych oporów, zwlaszcza w reaktorach bezcisnieniowych, w warunkach kiedy cala ilosc pylów katalizatora obciaza filtry powoduje, ze musza one posiadac ogromna powierzchnie a kazdy wzrost2 104586 wydajnosci reaktora wymaga niewspólmiernie duzego wzrostu ich powierzchni.

Istotna wada znanych reaktorów jest równiez wysoki koszt filtracji gazów wynikajacy z duzego zuzycia energii elektrycznej na sprezanie powietrza do czyszczenia filtrów.

Istota wynalazku jest takie uksztaltowanie budowy urzadzenia do odpylania gazów poreakcyjnych, które umozliwi radykalne zmniejszenie obciazenia filtrów drobnoziarnistym katalizatorem a za tym: przedluzenie ich zywotnosci, obnizenie cisnienia i zmniejszenie zuzycia powietrza do czyszczenia filtrów oraz zwiekszenie wydaj¬ nosci reaktora.

Reaktor wedlug wynalazku skladajacy sie z obudowy, zloza katalizatora, wymienników ciepla i filtrów wyposazony jest w urzadzenie umozliwiajace wydzielanie ziarn katalizatora z gazów poreakcyjnych i powrót tych ziarn do zloza fluidalnego. Urzadzenie do wydzielania ziarn katalizatora sklada sie z jednego lub wielu separato¬ rów cyklonowych i filtrów oraz przegrody stozkowej umieszczonej wewnatrz reaktora nad zlozem fluidalnym katalizatora, przy czym filtry moga byc zainstalowane wewnatrz separatorów cyklonowych lub oddzielnie; separatory cyklonowe moga byc zainstalowane na zewnatrz reaktora wzglednie wewnatrz komory zbiorczej odseparowanego katalizatora nad przegroda stozkowa.

W przypadku, gdy filtry sa zainstalowane wewnatrz separatorów cyklonowych, przestrzen reaktora nad przegroda stozkowa stanowi wspólna komore zbiorcza katalizatora oddzielonego od gazów w separatorach cyklo¬ nowych i filtrach, polaczona przewodem ze zlozem fluidalnym. Przewód ten moze byc zaopatrzony w urzadze¬ nie inzektorowe wytwarzajace ssanie ulatwiajace powrót katalizatora z komory zbiorczej do zloza fluidalnego.

W przypadku, gdy filtry sa zainstalowane oddzielnie, katalizator wydzielony z gazów w separatorze cyklo¬ nowym zawracany jest do zloza fluidalnego oddzielnym przewodem, który równiez moze byc zaopatrzony w urzadzenie inzektorowe.

Dla wyjasnienia istoty wynalazku na rysunku schematycznym fig. 1 pokazano przyklad rozwiazania reakto¬ ra w którym filtry zainstalowane sa wewnatrz separatorów cyklonowych, natomiast na fig. 2 — kiedy separator cyklonowy i filtry sa oddzielnie. Przyklady te przedstawiaja dwa waiianty stosowania wynalazku nie wyczerpujac innych mozliwosci usytuowania separatorów cyklonowych na przyklad we' wnetrzu komory zbiorczej pylów katalizatora.

Reaktor wedlug wynalazku sklada sie z krócca doplywowego 1, zloza fluidalnego 2 z umieszczonym w nim kotlem parowym 3, wymiennika ciepla 4 do schladzania gazów poreakcyjnych, przewodu 5 doprowadza¬ jacego zapylone gazy do separatora cyklonowego 6, filtrów 7 z materialów porowatych, krócca wylotowego 8 gazów po odpyleniu, przegrody stozkowej 9, przewodu 10 odprowadzajacego katalizator do zloza fluidalnego.

Przewód 11 polaczony ze zródlem sprezonego powietrza lub azotu tworzy wraz z przewodem 10 urzadze¬ nie inzektorowe.

Dodatkowo na rysunku, fig. 2 reaktor posiada przewód 12 odprowadzajacy katalizator z separatora cyklo¬ nowego 6 do zloza fluidalnego 2, który wraz z przewodem 13 polaczony ze zródlem sprezonego powietrza lub azotu tworzy urzadzenie inzektorowe.

Dzialanie reaktora wedlug wynalazku jest nastepujace. Reakcja katalitycznego utleniania naftalenu w fazie gazowej odbywa sie w zlozu fluidalnym 2, natomiast cieplo reakcji odbiera kociol parowy 3.

Zapylone gazy poreakcyjne schladzane przez wymiennik ciepla 4, przewodem 5 doprowadzane sa do separatora cyklonowego 6, gdzie nastepuje wydzielanie ponad 80% zawartych w nich ziarn katalizatora.

W celu resztkowego wydzielenia ziarn katalizatora gazy opuszczajace separator cyklonowy 6 przeplywaja przez filtry 7 i calkowicie uwolnione od pylów odprowadzane sa z reaktora króccem 8.

W przykladzie rozwiazania reaktora wedlug wynalazku pokazanym na fig. 1, inzektor 10, 11 umozliwia wspólny powrót odseparowanego katalizatora z cyklonów 6 i filtrów 7, natomiast w przykladzie fig. 2, powrót katalizatorajest oddzielny z filtrów 7 inzektorem 10, 11 i cyklonu lub cyklonów 6 inzektorem 12,13.

Przy odpowiednim zanurzeniu konca rury 10 lub konców rur 10 i 12 w zlozu fluidalnym 2, dzialanie inzektorów 10,11 lub 10,11 i 12,13 nie jest konieczne.

Bezposrednim efektem zastosowania reaktora wedlug wynalazku jest radykalne zmniejszenie obciazenia filtrów pylami katalizatora co w rezultacie daje dwie zasadnicze korzysci. Po pierwsze, dla uzyskania okreslonej wydajnosci z reaktora mozna stosowac filtry o mniejszej powierzchni, a wiec tansze lub w stosowanych juz reaktorach osiagnac wzrost wydajnosci produktu w przeliczeniu na jednostke powierzchni filtrów. Po drugie, przy okreslonej powierzchni filtrów w stosowanych juz reaktorach umozliwia zwiekszenie ich trwalosci i zywot¬ nosci oraz zmniejszenie ilosci i cisnienia powietrza do czyszczenia.104586 3

Claims (3)

Zastrzezenia patentowe

1. Reaktor do wytwarzania bezwodnika ftalowego sposobem fluidalnym skladajacy sie z obudowy, zloza katalizatora, wymienników ciepla i filtrów, znamienny tym, ze wyposazony jest w urzadzenie umozliwia¬ jace wydzielanie ziarn katalizatora z gazów poreakcyjnych i powrót tych ziarn do zloza fluidalnego (2), które sklada sie w zaleznosci od potrzeb z jednego lub wielu separatorów cyklonowych (6) i filtrów (7) oraz przegrody stozkowej (9) umieszczonej wewnatrz reaktora nad zlozem fluidalnym (2) przy czym przestrzen nad przegroda (9) stanowi komore zbiorcza odseparowanego katalizatora ijest polaczona ze zlozem fluidalnym (2).

2. Reaktora wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze filtry (7) sa umieszczone wewnatrz separatorów cyklonowych (6) lub oddzielnie przy czym separatory cyklonowe (6) moga byc umieszczone na zewnatrz reaktora lub wewnatrz komory zbiorczej odseparowanego katalizatora nad przegroda (9).

3. Reaktor wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze przewód (10) i/lub (12) polaczony jest ze zródlem sprezonego powietrza lub innego gazu odpowiednio przewodem (11) i/lub (13) tworzac uklad inzektorowy. PiqI fuj.2