Reaktor do procesów w ukladzie trójfazowym gaz-ciecz-substancja ziarnista Przedmiotem wynalazku jest reaktor do proce¬ sów w ukladzie trjfazowym gaz-ciecz-substancja ziarnista dla intensyfikacji procesów technologii chemicznej, a zwlaszcza procesów rafineryjnych.Dotychczas znany reaktor do procesów w ukladzie trójfazowym stanowi ustawiony pionowo cylin¬ dryczny korpus z wypuklymi glowicami, wewnatrz którego zamocowana jest wspólsrodkowo rura ssa¬ ca, oraz wyposazony w dystrybutor gazu, przewód doprowadzajacy faze ciekla, przewód odprowadza¬ jacy faze ciekla, przewód doprowadzajacy ziarna ciala stalego i przewód odprowadzajacy faze gazo¬ wa. Ponadto reaktor ten wyposazony jest w siatke sluzaca do oddzielania ziarn ciala stalego od cieczy opuszczajacej reaktor. Do reaktora tego wprowa¬ dzany jest katalizator w postaci drobno zmielonych czastek w cieczy tworzac w niej zawiesine, przez która w ssacej rurze przepuszcza sie faze gazowa, wprowadzana od dolu reaktora. Ciecz stanowi nos¬ nik ciala stalego jakim jest katalizator i posredni¬ czy w wymianie ciepla.Zasadnicza niedogodnoscia techniczna wynikajaca ze stosowania reaktora jest zatykanie sie oczek siat¬ ki przez stale rosnaca warstwe substancji ziarni¬ stej co w konsekwencji prowadzi do wzrostu opo¬ rów i koniecznosci stosowania coraz wiekszych cis¬ nien dla ich pokonania a w koncu do unieruchomie¬ nia reaktora. Dalsza niedogodnoscia jest to, ze reak¬ tor nie umozliwia usuwanie nadziarna tworzacego sie w toku pewnych procesów, np. hydrokrakingu 10 20 30 ciezkich frakcji ropnych wykazujacego tendencje do sedymentacji i tworzenia osadów przypiekajacych sie do dna reaktora, co równiez prowadzi do unie¬ ruchomienia reaktora na skutek zaniku jego droz¬ nosci.Celem wynalazku jest wyeliminowanie wad i nie¬ dogodnosci wystepujacych w dotychczas znanym re¬ aktorze, zas zagadnieniem technicznym jest skon¬ struowanie reaktora umozliwiajacego osiagniecie te¬ go celu.Zagadnienie to zostalo rozwiazane przez zamoco¬ wanie na górnej czesci ssacej rury regulatora po¬ ziomu zloza ciala stalego w postaci rury o powierz¬ chni przekroju .poprzecznego przeswitu co majimóiej dwa razy wiekszej od powierzchni przekroju po¬ przecznego przes-witu ssacej nury i o dlugosci okre¬ slonej odlegloscia dolnej krawedzi regulatora- od górnej krawedzi ssacej mury, iktóra równa jest dlwu lub wiecej srediniconi korpusoi reakttona, i odJeglos- cia górnej krawedzi regulatora od .szczytu korpuatti reaktora^, iktóra równia jest jednej srednlicy korpustu reaktora, przy czym igórnia krawedz aisacej rury jest oddzielona od .szczytu korpusu naafctara o tezy lub wiecej srednic korpusiu reaktora, a ponadlto korpus reaktora jes.t zaopatrzony w stozkowe dno o kacie rozwarcia 10—30°, które jesit polaczone z odbieralna- kieim nadzuartna.Zasadnicza korzyscia techniczna wynikajaca ze stosowania reaktora wedlug wynalazku jest to, ze zapewnia latwe i selektywne wyprowadzanie w spp-74520 sób ciagly lub pólciagly nadziarna z ukladu oraz za¬ pewnia separacje ciala stalego od wyprowadzanych z reaktora produktów cieklych, umozliwia intensy¬ fikacje takich procesów heterofazowych jak hydro- rafinacja, hydroodsiarczanie i hydrokraking, a tak¬ ze intensyfikacje procesów sulfonowania, chlorowco¬ wania, nitrowania, aminowania, alkilowania i utle¬ niania.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, który przedstawia schemat reaktora do prowadzenia procesów w ukla¬ dzie trójfazowym gaz-ciecz-,substaiftcja ziarnista.Reaktor wedlug wynalazku stanowi cylindryczny korpus 1 zaopatrzony w stozkowe dno 2 o kacie roz¬ warcia 20°. Wewnatrz korpusu 1 zamocowana jest wspólsrodkowo ssaca rura 3, której dolny koniec znajduje sie na poziomie, w którym cylindryczna czesc korpusu 1 przechodzi w stozkowe dno 2, a jej górna krawedz oddalona jest od szczytu korpusu 1 0 trzy lub wiecej srednic korpusu 1. Na górnej czes¬ ci ssacej rury 3 zamocowany jest regulator 4 pozio¬ mu zloza ciala stalego, który stanowi rura o po¬ wierzchni przekroju poprzecznego przeswitu co naj¬ mniej dwa razy wiekszej od powierzchni przekroju poprzecznego przeswitu ssacej rury 3, oraz o dlu¬ gosci okreslonej odlegloscia dolnej krawedzi regu¬ latora 4 od górnej krawedzi ssacej rury 3, która rów¬ na jest dwu srednicom korpusu 1 reaktora i odle¬ gloscia górnej krawedzi regulatora 4 od szczytu kor¬ pusu 1 reaktora, która równa jest srednicy korpusu 1 reaktora, przy czym górna krawedz ssacej rury 3 jest oddalona od szczytu korpusu 1 reaktora o trzy lub wiecej srednic korpusu 1 reaktora. Stozkowe dno Z reaktora polaczone jest z odbieralnikiem 5 nadziarna poprzez lacznik 6, do którego podlaczony jest równiez przewód 7 sluzacy do wprowadzenia fazy cieklej, W dolnej czesci reaktora znajduje sie dystrybutor 8 gazu, który wprowadzony jest do wnetrza ssacej rury 3 na glebokosc równa polowie srednicy korpusu 1 reaktora. Wewnatrz reaktora, w przestrzeni pomiedzy korpusem 1 z jednej strony a ssaca rura 3 i regulatorem 4 z drugiej strony, za¬ mocowany jest przewód 9 sluzacy do odprowadzania fazy cieklej, którego górna krawedz usytuowana jest na wysokosci górnej krawedzi ssacej rury 3. Ponad¬ to korpus 1 reaktora w górnej czesci wyposazony jest w przewód 10, sluzacy do odprowadzenia fazy gazowej, oraz przewód 11 .sluzacy clo doprowadzania ziarn ciala stalego w ilosci równowazacej ubytek 'nadziarna, przy czym wylot przewodu 11 usytuowa¬ ny jest wewnatrz regulatora 4 nad górna krawedzia ssacej rury 3.Dzialanie reaktora wedlug wynalazku jest przed¬ stawione w ponizszych przykladach.Przyklad I. Do zbudowanego ze szkla reakto¬ ra o srednicy 160 mm i wysokosci 4000 mm, wyposa¬ zonego w ssaca rure 3 o srednicy 65 mm i dlugosci 3500 mm oraz regulator 4 o srednicy 125 mm i dlu¬ gosci 700 mm, wprowadza sie wode przewodem 7.Natezenie przeplywu wody wynosi 0,04 m3/h. Do wnetrza ssacej rury 3 wprowadza sie powietrze po¬ przez dystrybutor 8. Natezenie przeplywu powietrza wynosi 0,12 m3/n. Nastepnie przewodem 11 wpro¬ wadza sie w sposób ciagly glinokrzemian o gestosci 2200 kg/m3, porowatosci 0,5 m3/g i nastepujacym skladzie frakcyjnym, a mianowicie 12% wagowych ziarn o wielkosci 0,088—0,15 mm, 57% wagowych 5 ziarn o wielkosci 0,15—0,25 mm i 31% wagowych ziarn o wielkosci 0,25—0,30 mm. Ilosc doprowadza¬ nego glinokrzemianu jest równowazna ubytkowi nadziarna glinokrzemianu, tak ze ustala sie stan stacjonarny i w reaktorze cyrkuluje 26 kg glino- 10 krzemianu, przy czym koncentracje ciala stalego w zawiesinie na poziomie górnej krawedzi ssacej rury 3 i u dolu reaktora sa jednakowe. Szybkosc cyrkulacji zawiesiny w reaktorze wynosi 0,2 m/sek.Do odbieralnika 5 nadziarna poprzez, lacznik 6 wy- 15 prowadzane sa samoczynnie ziarna glinokrzemianu o nastepujacym skladzie frakcyjnym, a mianowicie 94% wagowych ziarn o wielkosci 0,25—0,30 mm i 6% wagowych ziarn o wielkosci 0,0*88—0,25 mm, co swiadczy o dobrej selektywnosci klasyfikatora hy- 20 draulicznego jakim jest stozkowe dno 2 reaktora.W wodzie wyprowadzanej przewodem 9 nie stwier¬ dza sie obecnosci ziarn glinokrzemianu, co swiadczy o dobrej separacji przez regulator 4 poziomu ciala stalego od wyprowadzanej z reaktora cieczy. 25 Przyklad II. Do reaktora jak w przykladzie I wprowadza sie wode przewodem 7. Natezenie prze¬ plywu wody wynosi 0,08 im3/h. Do wtnetrzia s»saciej ru¬ ry 3 wprowadza sie poprzez dystrybutor 8 powietrze 30 o temperaturze 10°C. Natezenie przeplywu powietrza wynosi 2,4 m3/h. Nastepnie przewodem 11 wprowa¬ dza sie w sposób ciagly kwarc o gestosci 2600 kg/m3, porowatosci 0 m3/g i nastepujacym , skladzie frak¬ cyjnym, a mianowicie 0,6% wagowych ziarn o wiel- 35 kosci 0,12—0,15 mm, 4,1% wagowych ziarn o wiel¬ kosci 0,15—0,20 mm, 7% wagowych ziarn o wielkosci 0,20—0,25 mm, 15,4% wagowych ziarn o wielkosci 0,25—0,30 mm, 69,1% wagowych ziarn o wielkosci 0,30—0,43 mm i 3,8% wagowych ziarn o wielkosci 40 0,43—0,49 mm, podgrzany do temperatury o 20°C wyzszej od temperatury wody. Ilosc doprowadzane¬ go kwarcu jest równowazna ubytkowi nadziarna kwancu, tak ze ustala sde stan stacjonarny i w reak¬ torze cyrkuluje 75,5 kg kwarcu, przy czym koncen- 45 tracje ciala stalego w zawiesinie na poziomie górnej krawedzi ssacej rury 3 i u dolu reaktora sa jedna¬ kowe. Przy intensywnosci cyrkulacji zawiesiny w reaktorze wynoszacej 0,36 m/sek, woda opuszczaja¬ ca reaktor przewodem 9 nie zawiera ziarn kwarcu, 50 co swiadczy o dobrej separacji ciala stalego przez regulator 4- Do odbieralnika 5 nadziarna poprzez lacznik 6 wprowadzane sa samoczynnie ziarna kwar¬ cu o nastepujacym skladzie frakcyjnym, a miano¬ wicie 86% wagowych ziarn o wielkosci 0,25—0,49 mm 55 i 14,5% wagowych ziarn o wielkosci 0,12—0,25 mm.Przyklad III. Do reaktora o srednicy 160 mm i wysokosci 4000 mm, wyposazonego w ssaca rure fc o srednicy 65 mm i dlugosci 3500 mm oraz regula- 60 tor 4 o srednicy 125 mm i dlugosci 2700 mm, wpro¬ wadza sie przewodem 9 wode. Natezenie przeplywu wody wynosi 0,08 m3/h. Do wnetrza ssacej rury 3 wprowadza sie poprzez dystrybutor 8 powietrze.Natezenie przeplywu powietrza wynosi 3 m3/h. Na- 65 stepnie przewodem 11 wprowadza sie w sposób74520 ciagly kwarc o gestosci 2600 kg/m3, porowatosci 0 mm3/g i nastepujacym skladzie frakcyjnym a mianowicie 4,5% wagowych ziarn o wielkosci 0,75^1,02 mm, 6,9% ziarn o wielkosci 0,75—1,02 mm. 6,9% Ziiarin o wielkosci 0,6—0,75 mm, 45,3% wago¬ wych ziarn o wielkosci 0,49—0,60 mm, 22,4% wago¬ wych ziarn o wielkosci 0,43—0,49 mm i 20,9% wago¬ wych ziarn o wielkosci 0,30—0,43 mm. Ilosc dopro¬ wadzanego kwarcu jest równowazna ubytkowi nad¬ ziania kwarcu, tak ze ustala sie stan stacjonarny i w reaktorze cyrkuluje 14,8 kh kwarcu, przy czym koncentracje ciala stalego w zawiesinie na pozio¬ mie górnej krawedzi ssacej rury 3 i u dolu reakto¬ ra sa jednakowe. Do odbieralnika 5 nadziania por przez lacznik 6 wprowadzane sa samoczynnie ziarna kwarcu o nastepujacym skladzie frakcyjnym, a mia¬ nowicie88% wagowych ziamo wielkosci 0,60—4,02 mm , i il2% wagowych izdiana o wielkosci 0,30—0,80 mm.Dzieki iza^tojsowanujU regulatoria 4 o zwiekszo¬ nej dlugosci osiaga sie proporcjonalne do dlugosci regulatora 4 zintensyfilcowanie dyspersji fazy gazo¬ wej i rozwiniecie powierzchni styku pomiedzy ga¬ zem i ciecza w przestrzeni pierscieniowej reaktora, co wybitnie poprawia efektywnosc procesów wy¬ magajacych kontaktowania fazy gazowej z faza ciekla. PL PL