Pierwszenstwo: Opublikowano: 20. VI. 1967 53573 KI. 12 g, 4/02 MKP B 01 i 9/$ UKD BIBLIOTEKA Urzcjd*; Patentowego HhUi-i .'¦iiLTMjpclilej Ludowej Wspóltwórcy wynalazku: dr inz. Waclaw Hennel, inz. Witold Pakulo, mgr inz. Tadeusz Wojtowicz Wlasciciel patentu: Zaklady Azotowe „Kedzierzyn", Kedzierzyn (Polska) Reaktor do wytwarzania bezwodnika ftalowego sposobem fluidalnym W znanym procesie katalitycznego wytwarzania bezwodnika ftalowego w zlozu fluidalnym gazy opuszczajace to zloze unosza ze soba pewna ilosc pylu katalizatorowego. Azeby zapobiec ubywaniu katalizatora w reaktorze znane reaktory, zwlaszcza dostosowane do lekkich katalizatorów np. o pod¬ lozu krzemionkowym zaopatrzone sa w filtry od¬ pylajace gaz przed jego odplywem z reaktora. Filtr taki jest periodycznie czyszczony podmuchem spre¬ zonego powietrza w kierunku przeciwnym niz prze¬ plyw gazów poreakcyjnych. Jest on zwykle zain¬ stalowany w górnej czesci reaktora, dzieki czemu zdmuchniety pyl z jego powierzchni podczas czysz¬ czenia opada z powrotem do reaktora. Pomimo opi¬ sanego procesu czyszczenia na powierzchni i w po¬ rach filtra zawsze zawarta jest pewna warstwa drobnego katalizatora. Warstwa ta, aczkolwiek po¬ trzebna do dobrego filtrowania, moze dzialac bar¬ dzo szkodliwie dopalajac bezwodnik ftalowy do dwutlenku wegla. Zjawisko to jest nastepstwem wysokiej aktywnosci drobnych frakcji katalizatora.Azeby zapobiec temu szkodliwemu zjawisku, zna¬ ne reaktory sa wyposazone w wymienniki ciepla zainstalowane miedzy zlozem fluidalnym a filtrem.Celem takiego wymiennika jest schlodzenie gazu poreakcyjnego od temperatury reakcji wynoszacej okolo 330°C do temperatury okolo 220°C przy któ¬ rej szkodliwe zjawisko dopalania produktu prak¬ tycznie nie zachodzi. Jako czynnik chlodzacy moze tu byc uzyte powietrze, woda lub inne medium. 10 15 20 Wymiennik ciepla aczkolwiek spelnia tylko ubo¬ czna funkcje technologiczna, zajmuje w znanych reaktorach bardzo duzo miejsca, np. w reaktorach bezcisnieniowych okolo dwa razy wiecej niz samo zloze fluidalne. Wymienniki te musza bowiem w znanych rozwiazaniach reaktorów posiadac ogromna powierzchnie, bowiem wnikanie ciepla od gazu do ich powierzchni jest slabe, a to na skutek malej szybkosci przeplywu gazu. Podnie¬ sienie tej szybkosci nie bylo mozliwe w znanych rozwiazaniach, gdyz jedynie przy bardzo wolnym przeplywie gazu z dolu do góry mozliwe jest opadniecie pylu zdmuchnietego z powierzchni fil¬ tra z powrotem do fazy fluidalnej. Ten powrót ka¬ talizatora jest konieczny dla funkcjonowania urza¬ dzenia.Przedmiotem wynalazku jest takie uksztaltowanie wewnetrznych elementów reaktora, które umozli¬ wia stosowanie bardzo wysokich szybkosci prze¬ plywu gazu przez omawiany wymiennik, a za tym stosowanie bardzo malych jego wymiarów bez na¬ ruszenia powrotu katalizatora od filtra do zloza fluidalnego. * Istota wynalazku jest umieszczenie w przestrzeni reaktora miedzy zlozem fluidalnym a filtrem, wy¬ miennika ciepla, wewnatrz którego znajduje sie urzadzenie pozwalajace na powrót katalizatora zdmuchanego z filtra z powrotem do zloza flui¬ dalnego. Urzadzenie to sklada sie ze stozkowego naczynia zakonczonego przewodem, którego wylot 535733 53573 4 jest usytuowany ponizej wymiennika ciepla. We¬ wnatrz powyzszego przewodu moze byc umiesz¬ czona rurka zasilana sprezonym powietrzem, która wytwarza ssanie katalizatora z naczynia stozko¬ wego.Na rysunku schematycznym pokazano przyklad rozwiazania reaktora wedlug wynalazku. Symbo¬ lem 1 oznaczono króciec doplywowy gazu do re¬ aktora, 2 — zloze fluidalne z umieszczonym w mim kotlem parowym 3? 4 — filtr porolitowy, 5 — króciec wylotowy, 6 — wymiennik ciepla do schla¬ dzania gazów poreakcyjnych, 7 — naczynie stoz¬ kowe, t9 i— przewód odprowadzajacy pyl. Przewód 10 polaczony ze zródlem sprezonego powietrza two¬ rzy wraz z przewodem 9 inzektor.Dzialanie reaktora wedlug wynalazku jest na¬ stepujace: reakcja katalitycznego utleniania su¬ rowca odbywa sie w zlozu fluidalnym 2. Cieplo re¬ akcji odbiera kociol parowy 3. Zapylone gazy opuszczajace zloze przeplywaja z duza szybkoscia przez wymiennik 6, w którym zostaja schlodzone i przedostaja sie do wolnej przestrzeni 8. W prze¬ strzeni tej oraz bezposrednio z nia polaczonym naczyniu 7 nastepuje zjawisko sedymentacyjnego opadania pylinek katalizatora, Inzektor 9—10 umozliwia powrót odseparowanego katalizatora do przestrzeni reaktora polozonej ponizej wymienni¬ ka. Przy odpowiednim zanurzeniu konca rury 9 w zlozu fluidalnym dzialanie inzektora nie jest konieczne.Znaczne zmniejszenie potrzebnej powierzchni wymiennika umozliwione zastosowaniem rozwiaza¬ nia wedlug wynalazku daje dwie zasadnicze korzy¬ sci: po pierwsze wymiennik staje sie znacznie tan¬ szy, po drugie, zmniejszenie jego ogólnych rozmia¬ rów pozwala albo na zmniejszenie calego reaktora gdy jest on w stadium projektowania, albo na uzyskanie dodatkowej przestrzeni na katalizator w stosowanym juz reaktorze. W tym drugim przy¬ padku zastosowanie rozwiazania wedlug wynalazku prowadzi do zwiekszenia wydajnosci istniejacej in- 5 stalacji.Przeprowadzone obliczenia dotyczace pewnego istniejacego bezcisnieniowego reaktora o srednicy 3 m wykazaly, ze zastosowanie rozwiazania wedlug wynalazku umozliwia skrócenie przestrzeni zajmo- io wanej przez wymiennik z przeszlo pieciu metrów wysokosci do póltora metra, a tym samym pod¬ wyzszenie conajmniej o 3,5 metra przestrzeni re¬ akcyjnej * W omawianym przykladowym przypadku dotychczasowa wysokosc zloza fluidalnego wynosila 15 2,5 metra. Wobec tego, zastosowanie wynalazku w przykladowym przypadku stwarza perspektywe dwukrotnego wzrostu wydajnosci reaktora. PL