RU143788U1

RU143788U1 - INSTALLING A FLOW TYPE FOR BENZENE ALKYLATION

Info

Publication number: RU143788U1
Application number: RU2014114925/05U
Authority: RU
Inventors: Владимир Васильевич Меркулев; Виталий Анатольевич Кузьминых
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "РИЧ"
Priority date: 2014-04-16
Filing date: 2014-04-16
Publication date: 2014-07-27

Abstract

Установка проточного типа для алкилирования бензола, содержащая полый цилиндрический корпус с верхним и нижнем днищем и размещенным в цилиндрическом корпусе катализатором, отличающаяся тем, что цилиндрический корпус выполнен из нержавеющей стали с полированной внутренней поверхностью, фланцами и волноводом, прикрепленным к нижней части цилиндрического корпуса и изготовленным из полированного нержавеющего листа, катализатор размещен в расположенном по оси цилиндрического корпуса реакторе, выполненном в виде кварцевой трубки, каждый концевой участок кварцевой трубки введен в свою втулку, причем одна втулка вварена в верхнее днище, а другая - в нижнее, между внутренней поверхностью каждой втулки и каждым концевым участком кварцевой трубки вставлена фторопластовая втулка, на втулки навинчены по резьбе крышки, в днище которых выполнен штуцер, верхнее и нижнее днища выполнены плоскими и соединены с фланцами цилиндрического корпуса посредством болтового соединения, в цилиндрическом корпусе со стороны каждого из днищ установлены медные экраны, выполненные в виде плоского кольца, охватывающего кварцевую трубку и установленного с возможностью осевого перемещения вдоль цилиндрического корпуса с помощью шпилек, которые закреплены на медных экранах и пропущены через каждое из днищ, около которого они установлены, а через технологическое отверстие в волноводе в последний вставлен излучатель сверхвысокочастотного излучения от магнетрона, причем магнетрон и охлаждающий его вентилятор закреплены на приваренном к волноводу фланце.A flow-through installation for the alkylation of benzene, comprising a hollow cylindrical body with an upper and lower bottom and a catalyst placed in a cylindrical body, characterized in that the cylindrical body is made of stainless steel with a polished inner surface, flanges and a waveguide attached to the bottom of the cylindrical body and made from a polished stainless sheet, the catalyst is placed in a reactor arranged along the axis of the cylindrical body, made in the form of a quartz tube, each the end section of the quartz tube is inserted into its sleeve, one sleeve being welded into the upper bottom and the other into the lower one, a fluoroplastic sleeve is inserted between the inner surface of each sleeve and each end section of the quartz tube, the threads are screwed onto the bushings, the fitting is made in the bottom of which , the upper and lower bottoms are made flat and connected to the flanges of the cylindrical body by means of a bolt connection, in the cylindrical body on the side of each of the bottoms are installed copper screens made in the form of a flat about a ring covering a quartz tube and mounted axially movable along a cylindrical body using studs that are mounted on copper screens and passed through each of the bottoms near which they are installed, and a microwave emitter from a magnetron is inserted into the latter through a technological hole in the waveguide moreover, the magnetron and its cooling fan are mounted on a flange welded to the waveguide.

Description

Полезная модель относится к алкилированию бензола с использованием катализаторов и сверхвысокочастотного (СВЧ) излучения.The utility model relates to the alkylation of benzene using catalysts and microwave radiation.

Известна установка для алкилирование бензола, содержащая, цилиндрический корпус с патрубками подачи и отвода, расположенными, соответственно, с верхней и нижней стороны корпуса, катализатор расположен секционно, причем каждая секция содержит слой катализатора и фарфоровый шаровой слой, а внутри слоя катализатора расположен термометр (см. полезную модель CN №203183988, кл. B01J 8/04, 11.09.2013).A known installation for the alkylation of benzene, comprising a cylindrical body with supply and exhaust pipes located respectively on the upper and lower sides of the housing, the catalyst is located in sections, each section containing a catalyst layer and a porcelain ball layer, and a thermometer is located inside the catalyst layer (see Utility Model CN No. 203183988, class B01J 8/04, 09/11/2013).

Данная установка имеет сложную конструкцию, что сужает область его использования.This installation has a complex structure, which narrows the scope of its use.

Наиболее близким по технической сущности является установка проточного типа для процесса алкилирования бензола, содержащая, полый цилиндрический корпус с верхним и нижнем днищем и размещенным в цилиндрическом корпусе катализатором (см. патент US №7652181, кл. C07C 2/58, 26.01.2010).The closest in technical essence is a flow-through unit for the benzene alkylation process, comprising a hollow cylindrical body with an upper and lower bottom and a catalyst placed in a cylindrical body (see US patent No. 7652181, class C07C 2/58, 01/26/2010).

Описанная выше установка позволяет проводить алкилирование бензола с использованием катализатора. Однако, данная установка с реактором имеет сравнительно низкую производительность и высокое энергопотребление, что также сужает область его использования.The setup described above allows benzene alkylation using a catalyst. However, this installation with a reactor has a relatively low productivity and high energy consumption, which also narrows the scope of its use.

Задачей полезной модели является упрощение технологической схемы, путем исключения всех процессов и аппаратов для подготовки теплоносителя необходимых для нагрева реакционной среды и исключения вредных выбросов в атмосферу за счет применения электромагнитного излучения СВЧ диапазона.The objective of the utility model is to simplify the technological scheme by eliminating all processes and apparatuses for preparing the coolant necessary for heating the reaction medium and eliminating harmful emissions into the atmosphere through the use of microwave electromagnetic radiation.

Технический результат заключается в том, что достигается возможность повысить производительность установки и снизить энергопотребление.The technical result consists in the fact that it is possible to increase the productivity of the installation and reduce energy consumption.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что установка проточного типа для алкилирования бензола содержит полый цилиндрический корпус с верхним и нижнем днищем и размещенным в цилиндрическом корпусе катализатором, при этом цилиндрический корпус выполнен из нержавеющей стали с полированной внутренней поверхностью, фланцами и волноводом, прикрепленным к нижней части цилиндрического корпуса и изготовленным из полированного нержавеющего листа, катализатор размещен в расположенном по оси цилиндрического корпуса реакторе, выполненном в виде кварцевой трубки, каждый концевой участок кварцевой трубки введен в свою втулку, причем одна втулка вварена в верхнее днище, а другая - в нижнее, между внутренней поверхностью каждой втулки и каждым концевым участком кварцевой трубки вставлена фторопластовая втулка, на втулки навинчены по резьбе крышки, в днище которых выполнен штуцер, верхнее и нижнее днища выполнены плоскими и соединены с фланцами цилиндрического корпуса посредством болтового соединения, в цилиндрическом корпусе со стороны каждого из днищ установлены медные экраны, выполненные в виде плоского кольца, охватывающего кварцевую трубку и установленного с возможностью осевого перемещения вдоль цилиндрического корпуса с помощью шпилек, которые закреплены на медных экранах и пропущены через каждое из днищ, около которого они установлены, а через технологическое отверстие в волноводе в последний вставлен излучатель сверхвысокочастотного излучения от магнетрона, причем магнетрон и охлаждающий его вентилятор закреплены на приваренном к волноводу фланце.This problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the flow-through installation for the alkylation of benzene contains a hollow cylindrical body with an upper and lower bottom and a catalyst placed in a cylindrical body, while the cylindrical body is made of stainless steel with a polished inner surface, flanges and the waveguide attached to the bottom of the cylindrical body and made of polished stainless steel sheet, the catalyst is placed in an axially cylindrical of the reactor vessel, made in the form of a quartz tube, each end section of the quartz tube is inserted into its sleeve, with one sleeve welded into the upper bottom and the other into the lower one, a fluoroplastic sleeve is inserted between the inner surface of each sleeve and each end section of the quartz tube, the bushings are screwed on the thread of the cover, in the bottom of which the fitting is made, the upper and lower bottoms are made flat and connected to the flanges of the cylindrical body by means of a bolt connection, in the cylindrical body from each side of one of the bottoms, copper shields are installed, made in the form of a flat ring covering a quartz tube and mounted with the possibility of axial movement along the cylindrical body with the help of pins that are mounted on copper shields and passed through each of the bottoms near which they are installed, and through a technological hole in the waveguide, a microwave emitter from a magnetron is inserted into the latter, and the magnetron and its cooling fan are mounted on a flange welded to the waveguide.

В ходе проведенных исследований было установлено, что представляется возможность за счет описанной выше совокупности признаков, определяющих конструкцию установки проточного типа для алкилирования бензола добиться интенсификации процесса алкилирования бензола достигаемой в ходе объемного нагрева и поляризации исходных компонентов, приводящего к ускоренной реакции синтеза.In the course of the studies, it was found that, due to the combination of features described above, which determine the design of a flow-through unit for benzene alkylation, it is possible to intensify the process of benzene alkylation achieved during volumetric heating and polarization of the starting components, leading to an accelerated synthesis reaction.

На чертеже представлен разрез установки проточного типа для алкилирования бензола. (Фиг. 1).The drawing shows a section of a flow-through installation for the alkylation of benzene. (Fig. 1).

Установка проточного типа для алкилирования бензола содержит полый цилиндрический корпус 1 с верхним 2 и нижнем днищем 3 и размещенным в цилиндрическом корпусе 1 катализатором 4.The flow-through installation for the alkylation of benzene contains a hollow cylindrical body 1 with an upper 2 and lower bottom 3 and a catalyst 4 located in a cylindrical body 1.

Цилиндрический корпус 1 выполнен из нержавеющей стали с полированной внутренней поверхностью, фланцами 5 и волноводом 6, прикрепленным к нижней части цилиндрического корпуса 1 и изготовленным из полированного нержавеющего листа.The cylindrical body 1 is made of stainless steel with a polished inner surface, flanges 5 and a waveguide 6 attached to the bottom of the cylindrical body 1 and made of polished stainless steel sheet.

Катализатор 4 размещен в расположенном по оси цилиндрического корпуса 1 реакторе, выполненном в виде кварцевой трубки 7. Каждый концевой участок кварцевой трубки 7 введен в свою втулку 8, причем одна втулка 8 вварена в верхнее днище 2, а другая - в нижнее 3. Между внутренней поверхностью каждой втулки 8 и каждым концевым участком кварцевой трубки 7 вставлена фторопластовая втулка 9. На втулки 8 навинчены по резьбе крышки 10, в днище которых выполнен штуцер 11. Верхнее 2 и нижнее 3 днища цилиндрического корпуса 1 выполнены плоскими и соединены с фланцами 5 цилиндрического корпуса 1 посредством болтового соединения 12.The catalyst 4 is placed in an axially arranged cylindrical body 1 made in the form of a quartz tube 7. Each end section of the quartz tube 7 is inserted into its sleeve 8, with one sleeve 8 being welded into the upper bottom 2 and the other into the lower 3. Between the inner a fluoroplastic sleeve 9 is inserted onto the surface of each sleeve 8 and each end portion of the quartz tube 7. The caps 10 are screwed onto the bushings 8 by a thread 10, in the bottom of which a fitting 11 is made. The upper 2 and lower 3 bottoms of the cylindrical body 1 are made flat and connected to the flanges and 5 of the cylindrical body 1 by means of a bolted connection 12.

В цилиндрическом корпусе 1 со стороны каждого из днищ 2 и 3 установлены медные экраны 13, выполненные в виде плоского кольца, охватывающего кварцевую трубку 7 и установленного с возможностью осевого перемещения вдоль цилиндрического корпуса 1 с помощью шпилек 14, которые закреплены на медных экранах 13 и пропущены через каждое из днищ 2 и 3, около которого они установлены. Выбранное положение медных экранов фиксируется с помощью гаек 15.In the cylindrical body 1, on the sides of each of the bottoms 2 and 3, copper shields 13 are installed, made in the form of a flat ring covering the quartz tube 7 and mounted with the possibility of axial movement along the cylindrical body 1 using pins 14, which are mounted on the copper shields 13 and are omitted through each of the bottoms 2 and 3, near which they are installed. The selected position of the copper shields is fixed with nuts 15.

Через технологическое отверстие в волноводе 6 в последний вставлен излучатель 16 от магнетрона 17, причем последний и охлаждающий его вентилятор 18 закреплены на приваренном к волноводу 6 фланце 19.Through the technological hole in the waveguide 6, the emitter 16 from the magnetron 17 is inserted into the latter, the latter and the cooling fan 18 thereof being fixed to the flange 19 welded to the waveguide 6.

Для предотвращения высыпания катализатора из кварцевых трубок 7 между каждым концом кварцевой трубки 7 и днищем каждой крышки 10 расположена сетка 20.To prevent precipitation of the catalyst from the quartz tubes 7, a grid 20 is located between each end of the quartz tube 7 and the bottom of each cover 10.

Реакционная среда, например, смесь бензола и олефина для производства линейного алкилбензола, с температурой от 150 до 180°C насосом по трубопроводу через штуцер 11 крышки 10, навинченной на втулку 8 нижнего днища 3 поступает в нижнюю часть кварцевой трубки 7, заполненной катализатором 4.The reaction medium, for example, a mixture of benzene and olefin for the production of linear alkyl benzene, with a temperature of 150 to 180 ° C, is pumped through a pipe 11 through the fitting 11 of the cover 10 screwed onto the sleeve 8 of the lower bottom 3 and enters the lower part of the quartz tube 7 filled with catalyst 4.

В кварцевой трубке 7 устанавливают давление 6 кгс/см².In the quartz tube 7 set the pressure of 6 kgf / cm ² .

Проходя кварцевую трубку 7 с катализатором 4 реакционная среда подвергается сверхвысокочастотному (СВЧ) воздействию.Passing a quartz tube 7 with a catalyst 4, the reaction medium is exposed to microwave radiation.

Генератором СВЧ излучения служит магнетрон 17, который по волноводу 6 передает электромагнитные волны в цилиндрический корпус 1, внутри которого установлена кварцевая трубка 7.The generator of microwave radiation is a magnetron 17, which transmits electromagnetic waves through a waveguide 6 into a cylindrical housing 1, inside which a quartz tube 7 is installed.

При помощи регулируемых медных экранов 13 в цилиндрическом корпусе 1 достигается эффект «стоячей» волны, что позволяет обеспечить высокую плотность электромагнитного поля. Кварцевая трубка 7 прозрачна для СВЧ излучения, поэтому воздействию подвергается как находящийся в ней катализатор, так и протекающая реакционная среда.Using adjustable copper screens 13 in a cylindrical housing 1, the effect of a "standing" wave is achieved, which allows for a high density of the electromagnetic field. The quartz tube 7 is transparent to microwave radiation, therefore, both the catalyst contained therein and the flowing reaction medium are exposed.

Катализатор 4 является активным приемником СВЧ излучения, в результате чего высокая плотность электромагнитного поля расположена в зоне протекания синтеза, при которой происходит поляризация компонентов реакционной среды и быстрый объемный ее нагрев.The catalyst 4 is an active receiver of microwave radiation, as a result of which a high density of the electromagnetic field is located in the zone of the synthesis, at which the polarization of the components of the reaction medium and its rapid volume heating occurs.

Синтезированный продукт отводится из кварцевой трубки 7 через штуцер 11 крышки 10, навинченной на втулку 8 верхнего днища 2.The synthesized product is discharged from the quartz tube 7 through the fitting 11 of the cover 10, screwed onto the sleeve 8 of the upper bottom 2.

В результате всех факторов достигается высокая скорость химической реакции синтеза, что позволяет интенсифицировать процесс алкилирования бензола.As a result of all factors, a high rate of the chemical reaction of synthesis is achieved, which allows to intensify the process of alkylation of benzene.

Настоящая полезная модель может найти применение в химической промышленности.A true utility model may find application in the chemical industry.

Claims

A flow-through installation for the alkylation of benzene, comprising a hollow cylindrical body with an upper and lower bottom and a catalyst placed in a cylindrical body, characterized in that the cylindrical body is made of stainless steel with a polished inner surface, flanges and a waveguide attached to the bottom of the cylindrical body and made from a polished stainless sheet, the catalyst is placed in an axially arranged cylindrical reactor housing made in the form of a quartz tube, each the end section of the quartz tube is inserted into its sleeve, one sleeve being welded into the upper bottom and the other into the lower one, a fluoroplastic sleeve is inserted between the inner surface of each sleeve and each end section of the quartz tube, the threads are screwed onto the bushings, the fitting is made in the bottom of which , the upper and lower bottoms are made flat and connected to the flanges of the cylindrical body by means of a bolt connection, in the cylindrical body on the side of each of the bottoms are installed copper screens made in the form of a flat about a ring covering a quartz tube and mounted axially movable along a cylindrical body using studs that are mounted on copper screens and passed through each of the bottoms near which they are installed, and a microwave emitter from a magnetron is inserted into the latter through a technological hole in the waveguide moreover, the magnetron and its cooling fan are mounted on a flange welded to the waveguide.