Przedmiotem wynalazku jest sposób prowadzenia w fazie cieklej, ciaglych procesów z zawieszonym katalizatorem i urzadzenie do stosowania tego spo¬ sobu w procesach katalitycznych.Znany jest sposób prowadzenia w fazie cieklej, ciaglych procesów z zawieszonym katalizatorem, stosowany w urzadzeniu zawierajacym naczynia dla reakcji chemicznej z mieszalnikiem, polaczone z ko¬ mora osadowa sluzaca do oddzielania katalizatora od produktów reakcji. Polaczenie naczynia reakcji z komora osadowa, wykonane jest za pomoca prze¬ wodu przelewowego oraz przewodu pochylego, slu¬ zacego do powrotnego, grawitacyjnego splywania katalizatora z komory osadowej.W znanym sposobie prowadzenia w fazie cieklej, ciaglego procesu z zawieszonym katalizatorem mie¬ szanina reakcyjna podawana jest do naczynia re- aikcjti, w którym obecny jest drobnoziarnisty katali¬ zator i jest intensywnie z nim mieszana. Ciekle pro¬ dukty reakcji z zawieszonymi czastkami katalizatora, Pkrzewodem przelewowym przechodza do komory osadowej, gdizoje pod wplywem sily ciezkosci naste¬ puje osiadanie {katalizatora i oddzielenie od fazy cieklej. Osiadly .katalizator steza jsie w dolnej czesci kpjpory osadowej i splywa grawitacyjnie z powro¬ tem, pochylym przewodem ma naczynia reakcji.Wada tego sposobu oraz urzadzenia do jego sto¬ sowania jest mala efektywnosc oddzielania katali¬ zatora od pax)duiktów reakcja z powodu malej sily napedowej procesu rozdzielania, uwarunkowanej Z tylko róznica ciezarów wlasciwych fazy stalej i cie¬ klej, waski zakres roboczych stezen katalizatora, w mieszaninie reakcyjnej, uwarunkowany brakiem mozliwosci uzyskania, zarówino duzych stezen dro¬ bnoziarnistego katalizatora, z powodu zatykania sie przewodów, którymi katalizator splywa z powro* tern do strefy reakcji do naczynia, w którym prze¬ biega reakcja, jak i malych stezen z powodu osia¬ dania katalizatora na sciankach komory osadowej i przewodów, ibrak mozliwosci stosowania kataliza¬ tora w postaci pylu, z powodu jego osiadania i trud¬ nosci toatasportowania go z naczynia reakcji do* ko¬ mory osadowej i odwrotnie, a takze brak mozli¬ wosci prowadzenia procesów podczas wrzenia mie¬ szaniny reakcyjnej luib podczas bulgotania gazowych komponentów reakcji, z .powodu isitnienia powstaja¬ cych ipnzy tym zaburzajacych strumieni w komorze osadowej. Komora osadowa tego urzadzenia musi miec duza objetosc, zwlaszcza w tych przypadkach, gdy ciezar wlasciwy katalizatora malo rózni sie od ciezaru wlasciwego mieszaniny reakcyjnej.Zadanie wynalazku polega na opraicowainiu ta¬ kiego sposobu prowadzenia w fazie cieklej ciaglych procesów z katalizatorem i urzadzenia do jego sto¬ sowania, które zapewnialyby mozliwosc prowadze¬ nia procesów katalitycznych bez unoszenia z naczy¬ nia reakcyjnego czastek katalizatora i zapewnialyby mozliwosc pracy w szerokim zakresie stezen cieza¬ rów wlasciwych i wymiarów czastek katalizatora, a takze podczas wrzenia mieszaniny reakcyjnej lub 89416 i3 89 416 4 podczas bulgotania gazowych komponentów reakcji.Postawione zadanie zgodnie z wynalazkiem zo¬ stalo ^rozwiazanie dzieki temu, ze czesc mieszaniny reakcyjnej z katalizatorem wprowadza sie w ciagly ruch w Obwodzie obiegowym i oddziela sie produkty reakcji od katalizatora, przez wypirowadzenie stru¬ mienia produktów reakcji pod katem 90—'180° w stosunku do osi ruchu obiegajacego stiTiimienia w obwodzie obiegowymi, z predkoscia istotnie mniejsza niz predkosc sliumienia w obwodzie obie¬ gowym.W urzadzeniu do stosowania opisanego sposobu, skladajacym sie z naczynia reakcji zaopatrzonego w srodki do doprowadzania reagentów, a takze do oddzielania produktów reakcji od katalizatora i wy¬ prowadzania ich z urzadzenia, wedlug wynalazku, srodkami do oddzielania produktów reakcji od ka¬ talizatora i wyprowadzainia ich z urzadzenia jest recyrkulacyjny przewód, wykonany z dwóch króc¬ ców, z których kazdy jednym koncem podlaczony jest do inaczynia reakcji, a ich drugie (konce herme¬ tycznie polaczone sa ze soba w taka sposób, ze ko¬ niec jednego krócca czesciowo objety jest przez ko¬ niec drugiego krócca, a do przestrzeni zamknietej miedzy sciiankami krócców, podlaczony jest króciec odprowadzajacy produkty reakcji. Odcinek wzajem¬ nego dzialania krócców mozna usytuowac pionowo, a obejmujacy odcinek -krócca moze miec ksztalt roz¬ szerzajacego sie ku górze osadnika.Zalety sposobu prowadzenia w fazie cieklej cia¬ glych procesów z zawieszonym katalizatorem i urzadzenia do jego stosowania, wedlug wynalazku polegaja na wysokiej efektywnosci oddzielania ka¬ talizatora od produktów reakcji, w wyniku duzej sily napedowej procesu rozdzielania uwarunkowa¬ nej dzialaniem sily bezwladnosci, na mozliwosci prowadzenia procesów w szerokim zakresie robo¬ czych stezen katalizatora (od 0,1 do 500 g/1) w wy¬ niku spowodowania intensywnego, wymuszonego ruchu 'zawiesiny miedzy (naczyniem reakcji i srod¬ kami do oddzielania katalizatora od produktów re¬ akcji, na mozliwosci prowadzenia procesów z za¬ stepowaniem katalizatorów w postaci pylków (na przyklad Pt wedlug Adamsa luib Ni wedlug Ra- ney'a) w wyniku wyeliminowania martwych stref, na mozliwosci prowadzenia procesów podczas wrze¬ nia mieszaniny reakcyjnej i bulgotania gazowych komponentów w wyniku malego wplywu strumieni zaburzajacych na proces oddzielania katalizatora od produktów reakcja, jak równiez na wyeliminowaniu komory osadowej (ewentualnie komora ta moze miec mala objetosc) przy stosowaniu katalizatorów o szerokim skladzie frakcyjnym, dzieki wysokiej efektywnosci oddzielania fcatalizatora od produk¬ tów reakcji.Wynalazek blizej jest objasniony w przykladzie wykonania na zalaczonym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urzadzenie do stosowania sposobu we¬ dlug wynalazku, w przekroju podluznym, a fig. 2 — odmiane do stosowania tego sposobu, równiez w przekroju podluznym.Urzadzenie uwidocznione na fig. 1 zawiera naczy¬ nie reakcyjne 1 zaopatrzone w mieszalnik Z z na¬ pedem (na. rysunku nie uwidocznionym) i w srodki do doprowadzania reagentów, stanowiace krócce 3 oraz w srodki od oddzielania produktów reakcji od katalizatora i odprowadzenia ich z urzadzenia.SrodM do oddzielania produktów reakcji od ka¬ talizatora i odprowadzania ich z urzadzenia, stanowi podlaczony ^obydwoma koncami do naczynia 1 re¬ akcji recyrkulacyjny przewód 4, do którego wsta-k wiany jest odcinek przewodu 5 o mniejszejteednicy, zaopatrzony w króciec 6 odprowadzajacy produkty reakcji z urzadzenia. Dla zapewnienda obiegu zawie¬ siny w recyrkulacyjnym przewodzie 4, do przewodu tego wbudowana jest pompa 7. Otwarty koniec przewodu 5 umieszczony jest w irecyrkulacyjnym przewodzie 4 w taki sposób, ze strumieni krazacy w recyrkulacyjnym przewodzie 4 zawraca na wej¬ sciu do przewodu 5 i zmienia kierunek p ISO? (kie¬ runek strumienia pokazano na rysunku strzalkami).Odmiana wykonania urzadzenia przedstawiona jest na fig. 2, zawiera naczynie 8 reakcji zaopatrzo¬ ne w mieszalnik 9 i w srodki do doprowadzania re¬ agentów w postaci krócców 10 i 11 oraz krócców 12 do odprowadzania nadmiaru reagentów, a takze w srodki do oddzielania produktów reakcji od ka¬ talizatora i odprowadzania ich z urzadzenia.Srodki do oddzielania produktów reakcji od ka¬ talizatora i odprowadzania ich z urzadzenia stanowi recyrkulacyjny przewód wykonany z górnego króc¬ ca 13 i dolnego krócca 14, z których kazdy jednym koncem podlaczony jest do naczynia reakcji 8. Dru¬ gie konce krócców 13 i 14, hermetycznie sa ze soba polaczone w taki sposób, ze koniec krócca 13 cze¬ sciowo objety jest z zewnatrz przez koniec króc¬ ca 14. Do zamknietej miedzy sciankami krócców 13 i 14 przestrzeni 15 podlaczony jest króciec 16 od¬ prowadzajacy produkty reakcji. Odcinek polaczenia krócców 13 i 14 moze byc usytuowany pionowo, a obejmujacy odcinek krócca 14 moze miec ksztalt rozszerzajacego sie ku górze osadnika 17. Podczas prowadzenia katalitycznych procesów w obecnosci gazowych komponentów reakcji1, korzystnie jest do¬ prowadzac gaz do naczynia 8 reakcji pod siatka 18, powodujaca rozbicie strumienia gazowego i znaj¬ dujaca sie w dolnej czesci naczynia 8, a na króc¬ cu 13 zainstalowac separator 19 gazu. Na odcinku krócca 13 lub krócca 14 mozna umiescic elementy do doprowadzania lub odprowadzania ciepla do strumienia obiegajacej cieczy (na rysunku miepoka- zano). W takie elementy moze ibyc równiez wypo¬ sazone naczynie reakcji 8 oraz osadnik 17. Elemen¬ tami takimi moze byc na przyklad podwójny plaszcz tych naczyn. Separator 19 gazu i przestrzen 15 za¬ mknieta miedzy sciankami krócców 13 i 14, moga miec urzadzenia 22 do utrzymania ustalonego ci¬ snienia. Najkorzystniej jest górny króciec 13 podla¬ czyc do bocznej powierzchni naczynia 8 reakcji, a dolny koniec 14 ido dna naczynia §. W tym przy¬ padku mieszajace urzadzenie 9 zapewnia obieg za¬ wiesiny z naczynia 8 przez górny króciec 13 i dalej przez dolny króciec 14 i naczynie 8 jak pokazano na fig. 2 strzalkami.Sposób prowadzenia w fazie cieklej ciaglych pro¬ cesów z zawieszonym katalizatorem wykonywany jest nastepujaco.Wyjsciowe komponenty podaje sie w sposób cia¬ gly przez krócce 3 (fig. 1) naczynia 1, w którym obecny jest katalizator i gdzie miesza sie miesza¬ lo 33 40 45 50 55 605 89 416 6 nine reakcyjna z katalizatorem mieszalnikiem 2.Za pomoca pompy 7 czesc smiesizaniiny reakcyjnej wprowadza sie w ciagly ruch w iwyrkulacyjnym przewodzie 4. Niewielka czesc mieszaniny reakcyj¬ nej przechodni z recyrkulacyjnego przewodu 4 do dolnego przekroju przewodu 5. pod katem 180° w stosunku do osi iruchu strumienia zaiwiesiny obie¬ gajacego recyalkulacyjny przewód 4. Dzieki bez¬ wladnemu ruchowi czastek katalizatora, nastepuje w obiegowej cieczy ich oddzielenie od produktów reakcji odprowadzanych z urzadzenia przez prze¬ wód 5 i króciec 6, z predkoscia istotnie mniejsza niz predkosc strumienia w obwodzie olbiiegowym.W urzadzeniu praedstawionym na fig. 2, sposób wedlug wynalazku wyikoinywany jest nastepujaco.Wyjsciowe komponenty podaje sie przez krócce 10 i 11 do naczynia reakcji 8, gdzie przebiega ireakcja w obeonosoi .zawieszonego katalizatora Czesc mie- szaniny reakcyjnej z fltartaOizato(rem, w sposób cia¬ gly obiega krócce 13 i 14 (kienunek obiegu poka¬ zano strzalkami). Dzieki ciaglemu, wymuszonemu ruchowi mieszaniny reakcyjnej z zawieszonym ka¬ talizatorem, w obwodzie obiegowym staje sie mozli¬ we prowadzenie procesów z kartalizartorem w po¬ staci pylu, a takze w szerokim zakresie roboczym stezen katalizatora i(od 0,1 do 500 g/l) wobec nie¬ wystepowania irnartwych stref, wyeliminowania ewentualnosci zatykania isie pirzewodów i osiadania katalizatora na sciankach krócców i przewodów.Oddzielenie produktów reakcji od katalizatora, na¬ stepuje pirzez wyprowadzenie strumienia produktów reakcji pod katem 90—180° w stosunku do osi ruchu obiegajacego strulmienia przez (króciec 16, z pred¬ koscia istotnie mniejsza nliz predkosc obiegajacego strumienia. Ostatni warunek spelnia sie przez do¬ bór przekrojów przeplywowych recyrkulacyjnego przewodu i krócca 16, a itakze natezenia przeplywu przez te przekroje. W wyniku przyspieszenia cza¬ stek kataliizatora, trajektoria ich ruchu kosztem dzialania sily ibezwladnosci nie pokrywa sie z tra¬ jektoria ruchu wyprowadzanego strumienia produk¬ tów reakcji i nastepuje oddzielenie wyprowadza¬ nego stnirnietniia produktów reakcji od (katalizatora.Zaleta, wynikajaca z wymienionej wlasciwosci sposobu wedlug wynalazku, jest duza sila napedo¬ wa procesu rozdzielania, uwarunkowana dzialaniem sily (bezwladnosci, co pozwala na zapewnienie wy¬ sokiej efektywnosci oddzielania produktów reakcji od katalizatora przy prowadzeniu procesów podczas wrzenia mieszaniny reakcyjnej i ibulgotaniu gazo¬ wych komponentów reakcji, z powodu malego wply¬ wu zaburzajacych strumieni na proces rozdzielania faz stalej i cieklej. Poza tym, (nawet w przypadku, gdy ciezar wlasciwy katalizatora malo rózni sie od ciezaru wlasciwego mieszaniny reakcyjnej, osadnik dla zawiesiny albo wogóle nie jest potrzebny, albo jego objetosc jest niewielka (na przyklad podczas pracy z 'katalizatorami majacymi szeroki sklad frakcyjny).Podczas pracy z katalizatorem majacym szeroki sklad frakcyjny, a itakze przy prowadzeniu pro¬ cesów podczas wrzenia cieczy lub bulgotania ga¬ zowych komponentów reakcji, korzystnie jest spo¬ sób prowadzenia ciaglych, tieklofazowych procesów z zawieszanym katalizatorem wykonywac jak za¬ stepuje. ._. ,,;m Wyjsciowe, ciekle komponenty; reakcji podaje sie w sposób ciagly przez króciec 10, a gazowe przez krócce 11 do dolnej czesci naczynia reakcji 8 pod siatka 18, powodujaca rozbicie tstrurmieniJa gazu.Nadmiar gazów wyprowadzany jest przez kró¬ ciec 12. Mieszanine reakcyjna i zawieszony katali¬ zator miesza sie intensywnie mieszalnikiem 9. Czesc mieszaniny reakcyjnej z zawieszonym katalizatorem z naczynia reakcji 1, przechodzi przez separator 19 gazu przeznaczony do wyodrebnienia gazowego komponenta ze strumienia obiegajacej cieczy, do krócca 13 i dalej przez króciec 14 powraca do na¬ czynia 8. Podczas ciaglego podawania wyjsciowych komponentów, niewielka czesc Obiegajacej cieczy wyprowadzana jest do przestrzeni 15 pod katem 90—180° w stosunku do osi ruchu obiegajacego strumienia (kat wejscia okresla sie wzajemnym usytuowaniem krócców 13 i 14). Trajektoria ruchu czastek kataliizatora, w wyniku dzialania sily bez¬ wladnosci nie pokrywa sie przy tym z trajektoria ruchu strumienia wyprowadzanej do przestrzeni 15 cieczy i produkty reakcji oddzielaja sie od pod¬ stawowej masy katalizatora. W celu wyeliminowa¬ nia przeskoku ¦katalizatora, który moze byc uwa¬ runkowany, zarówno wystepowaniem frakcji trud¬ nych do oddzielenia przy szerokim skladzie frak¬ cyjnym katalizatora, jak i oddzialywaniem zabu¬ rzajacych strumieni, na przyklad podczas wrzenia mieszaniny reakcyjnej lub przeskoku pecherzyków gazu do przestrzeni 15, obejmujaca czesc krócca 14 spelnia role osadnika. Wtedy katalizator osiada na stozkowej podstawie osadnika 17, jest zabierany przez obiegajacy strumien zawiesiny i wraca do naczynia 8. Sposób prowadzenia ciaglych, cieklo- fazowych procesów z zawieszonym katalizatorem wedlug wynalazku jest dodatkowo objasnioliy na nastepujacych przykladach.Przyklad 1. W urzadzeniu przedstaiwionym na fig. 2 prowadzi sie w faizie cieklej ciagly proces uwodorniania nnchloronaflltalenu, czasteczkowym wodorem przy inormalnym cisnieniu i w tempera-j turze 40°C w spirytusowym roztworze w obecnosci pylastej platynowej czerni o wymiarach czastek 2—10 mikronów i stezeniu katalizatora 0,2 g/l.Czesc mieszaniny reakcyjnej w sposób ciagly obie¬ ga obwód obiegowy z predkoscia 5—8 m/sek. Wy¬ prowadzenie strumienia produktu reakcji n-chloro- aniliny nastepowalo pod katem 90—180°, w stosunku do osi ruchu obiegajacego strumienia ze srednia predkoscia odplywu okolo 0,1 cm/sek. Podczas 200 godzin ciaglej -pracy uradzenia, wynoszenie katalizatora 'praktycznie nie wystepowalo.Przyklad 2. W warunkach 4analogiiaznych do przykladu 1, wykonuje sie w fazie cieklej ciagly katalityczny proces uwodorinienia m-nitrofenolu cza¬ steczkowym wodorem w obecnosci kataliizatora na aktywowanym weglu o wymiarach czastek 100—140 mikronów i stezeniu katalizatora 60—75 g/1. Pod¬ czas 600 godzin ciaglej pracy urzadzenia, wynosze¬ nie katalizatora wynosilo 1% ciezaru.Przyklad 3. Prowadzi sie ciagly katalityczny pro¬ ces (eteryfakacji) estryfikacji glikolu dwuetylenowe- go kwasem izomaslowym w obecnosci drobnoziar- 40 45 50 55 6089416 niistej zywicy. Wymiar czastek do 300 mikronów, stezenie totalizatora 200 g/1. Wyprowadzenie pro¬ duktów reakcji bylo analogiczne do opisanego w przykladzie 1. Podczas 400 godzin ciaglej pracy urzadzenia wynoszenie katalizatora^ wynosilo 3% ciezaru wprowadzanego katalizatora. PL