RU2202408C1 - Reactor for liquid-phase oxidation of hydrocarbons - Google Patents
Reactor for liquid-phase oxidation of hydrocarbons Download PDFInfo
- Publication number
- RU2202408C1 RU2202408C1 RU2001129513A RU2001129513A RU2202408C1 RU 2202408 C1 RU2202408 C1 RU 2202408C1 RU 2001129513 A RU2001129513 A RU 2001129513A RU 2001129513 A RU2001129513 A RU 2001129513A RU 2202408 C1 RU2202408 C1 RU 2202408C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reactor
- vapors
- circulating
- secondary oxidation
- pipeline
- Prior art date
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к конструкциям химических реакторов и может применяться для осуществления таких процессов, как например жидкофазное окисление изобутана, изопентана, толуола, этилбензола, параксилола, этилена, метаксилола, изовалерианового альдегида, циклогексана и т.д. The invention relates to the construction of chemical reactors and can be used to carry out such processes as, for example, liquid-phase oxidation of isobutane, isopentane, toluene, ethylbenzene, paraxylene, ethylene, methaxylene, isovalerianic aldehyde, cyclohexane, etc.
Известен реактор для жидкофазного окисления углеводородов, содержащий горизонтальный цилиндрический корпус, разделенный на камеры вертикальными перегородками, расположенными с образованием совместного свободного пространства над ними, трубопровод ввода исходных углеводородов в первую камеру, трубопровод вывода оксидата из последней камеры, трубопровод подачи газа-окислителя, трубопровод вывода вторичных паров окисления, трубопроводы вывода и ввода циркулирующей реакционной смеси, а также устройства для охлаждения реакционной смеси (патент Франции 2416725, кл. В 01 J 3/04, 1979). A known reactor for liquid-phase oxidation of hydrocarbons, containing a horizontal cylindrical body, divided into chambers by vertical partitions located with the formation of a joint free space above them, a pipeline for introducing initial hydrocarbons into the first chamber, a pipeline for withdrawing oxidate from the last chamber, a pipeline for supplying an oxidizing gas, a pipeline for withdrawing secondary oxidation vapors, pipelines for withdrawing and introducing a circulating reaction mixture, as well as devices for cooling the reaction mixture B (French Patent No. 2416725, cl. B 01 J 3/04, 1979).
Недостатками данного реактора является наличие концентрационных неоднородностей в паровом пространстве над слоем реакционной смеси, связанных с различным составом вторичных паров, выходящих из различных камер, сравнительно жесткое окисление, приводящее к неселективным превращениям углеводородов, связанное с относительно высокими концентрациями кислорода в подаваемом в камеры газе-окислителе, а также застойные явления в пристеночных зонах реактора и особенно в межтрубных пространствах теплообменных пучков, расположенных непосредственно в реакционном объеме камер, осмоление теплообменных поверхностей и снижение теплопередачи. The disadvantages of this reactor are the presence of concentration inhomogeneities in the vapor space above the reaction mixture layer associated with different composition of the secondary vapors leaving various chambers, relatively severe oxidation, leading to non-selective hydrocarbon conversions, associated with relatively high oxygen concentrations in the oxidizing gas supplied to the chambers as well as stagnation in the near-wall zones of the reactor and especially in the annular spaces of the heat-exchange bundles located directly Twain in a reaction volume chambers resinification heat transfer surfaces and a decrease in heat transfer.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является реактор для жидкофазного окисления углеводородов, содержащий горизонтальный цилиндрический корпус, разделенный на камеры вертикальными перегородками, расположенными с образованием совместного свободного пространства над ними, трубопровод ввода исходных продуктов в первую камеру, трубопровод вывода оксидата из последней камеры, трубопровод подачи газа-окислителя, трубопровод вывода вторичных паров окисления, трубопроводы вывода и ввода циркулирующей реакционной смеси, а также устройства для охлаждения реакционной смеси, коллектор для циркуляции вторичных паров окисления, расположенный параллельно его оси в пространстве над перегородками в корпусе или над корпусом и соединенный со свободным пространством первой и последней камер, причем коллектор имеет одно или несколько инжекционных устройств (патент РФ N 2108856, кл. В 01 J 10/00,1996). The closest to the invention in technical essence is a reactor for liquid-phase oxidation of hydrocarbons, containing a horizontal cylindrical body, divided into chambers by vertical partitions located with the formation of a joint free space above them, a pipeline for introducing initial products into the first chamber, a pipeline for withdrawing oxidate from the last chamber, a pipeline oxidizing gas supply, secondary oxidation vapor outlet piping, circulating reaction mixture inlet and outlet pipelines and, as well as devices for cooling the reaction mixture, a collector for circulating secondary oxidation vapors located parallel to its axis in the space above the partitions in the housing or above the housing and connected to the free space of the first and last chambers, the collector having one or more injection devices (patent RF N 2108856, class B 01 J 10 / 00.1996).
Недостатком данного реактора является малоэффективный массообмен между жидкостью и газом за счет барботажа исходного газа-окислителя, расход которого незначителен (особенно при работе на обогащенном кислородом воздухе или кислороде). Интенсивный массообмен с помощью инжекторов возможен только в очень узкой области высоты столба жидкости в реакторе и в ограниченной области по ширине захвата. Для обеспечения эффективного массообмена по всему горизонтальному сечению реактора требуется установка большого количества инжекторов. А попытка увеличения массообмена по вертикальному сечению (на всю высоту слоя жидкости) реактора приводит к резкому возрастанию энергопотребления циркуляционных насосов, усложняет систему автоматического контроля и регулирования процессом. Кроме того, при большой циркуляции жидкой реакционной массы резко увеличивается время контакта с металлическими поверхностями аппаратуры, что неблагоприятно сказывается на сохранности гидроперекиси, так как при контакте с металлом возможно увеличение каталитического распада гидроперекиси. The disadvantage of this reactor is the ineffective mass transfer between the liquid and the gas due to the bubbling of the initial oxidizing gas, the consumption of which is insignificant (especially when working on oxygen-enriched air or oxygen). Intensive mass transfer using injectors is possible only in a very narrow region of the height of the liquid column in the reactor and in a limited area along the width of the capture. To ensure effective mass transfer over the entire horizontal section of the reactor, the installation of a large number of injectors is required. And an attempt to increase mass transfer over the vertical section (to the entire height of the liquid layer) of the reactor leads to a sharp increase in the energy consumption of circulation pumps, complicates the system of automatic control and process control. In addition, with a large circulation of the liquid reaction mass, the contact time with the metal surfaces of the equipment sharply increases, which adversely affects the preservation of hydroperoxide, since contact with metal may increase the catalytic decomposition of hydroperoxide.
Невозможность обеспечить хороший массообмен во всех точках реактора большой мощности даже при большом количестве инжекционных ячеек (так как массообмен у стенок и в зоне ниже отбойной тарелки значительно хуже) приводит к неэффективному использованию реакционного объема. The inability to provide good mass transfer at all points of a high power reactor even with a large number of injection cells (since mass transfer at the walls and in the zone below the baffle plate is much worse) leads to inefficient use of the reaction volume.
Наличие внутренних теплообменных устройств существенно усложняет конструкцию реакторов и затрудняет их чистку. The presence of internal heat exchange devices significantly complicates the design of the reactors and complicates their cleaning.
Имеется возможность попадания жидких углеводородов в линию подачи кислорода при кратковременном снижении давления в ней, что может вызвать ее саморазогрев до высоких температур и создать аварийную ситуацию. There is a possibility of liquid hydrocarbons getting into the oxygen supply line with a short-term pressure drop in it, which can cause it to self-heat to high temperatures and create an emergency.
Состав газовой фазы реактора неоднороден по реакционным зонам ввиду недостаточности циркуляции газовой фазы. The composition of the gas phase of the reactor is heterogeneous in the reaction zones due to insufficient circulation of the gas phase.
Необходимость поддержания более высокой концентрации кислорода в газовой фазе, а следовательно, и большой вывод его с инертами, т.е. расход кислорода сравнительно высокий. The need to maintain a higher concentration of oxygen in the gas phase, and therefore its large inert output, i.e. oxygen consumption is relatively high.
Задачей предлагаемого изобретения является упрощение конструкции, повышение безопасности, увеличение производительности реактора и селективности процесса окисления по гидроперекиси. The objective of the invention is to simplify the design, increase safety, increase reactor productivity and selectivity of the oxidation process for hydroperoxide.
Указанная задача решается тем, что реактор для жидкофазного окисления углеводородов, содержащий горизонтальный цилиндрический корпус, разделенный на камеры вертикальными перегородками, расположенными с образованием совместного свободного пространства над ними, трубопровод ввода исходных продуктов, трубопровод вывода оксидата из последней камеры, трубопровод подачи газа-окислителя, трубопровод вывода вторичных паров окисления, трубопроводы вывода и ввода циркулирующей реакционной смеси, соединенные с одним или несколькими инжекционными устройствами, устройство для охлаждения реакционной смеси, содержит коллектор для циркуляции вторичных паров окисления, содержащий инжектор, причем коллектор расположен ниже верхней кромки вертикальных перегородок и соединен с трубопроводом подачи газа окислителя, на трубопроводе ввода исходных продуктов в реактор установлена массообменная ячейка, соединенная с трубопроводом вывода вторичных паров окисления, реактор содержит трубопровод для циркуляции вторичных паров окисления с установленной на нем газодувкой. This problem is solved in that the reactor for liquid-phase oxidation of hydrocarbons, containing a horizontal cylindrical body, divided into chambers by vertical partitions located with the formation of a joint free space above them, a pipeline for introducing initial products, a pipeline for withdrawing oxidate from the last chamber, a pipeline for supplying an oxidizing gas, secondary oxidation vapors withdrawal line, circulating reaction mixture outlet and inlet pipelines connected to one or more injection devices, a device for cooling the reaction mixture, contains a collector for circulating secondary oxidation vapors containing an injector, the collector being located below the upper edge of the vertical partitions and connected to the oxidizer gas supply pipe, a mass transfer cell is connected to the pipe the output of the secondary oxidation vapors, the reactor contains a pipeline for circulation of the secondary oxidation vapors with a gas blower installed on it.
Трубопровод для циркуляции вторичных паров окисления может быть соединен с трубопроводом ввода циркулирующей жидкой реакционной смеси. A conduit for circulating secondary oxidation vapors may be connected to a conduit for introducing a circulating liquid reaction mixture.
Трубопровод для циркуляции вторичных паров окисления может быть соединен с распределителями вторичных паров окисления, расположенными в нижней части реактора под слоем жидкой фазы. The pipeline for the circulation of the secondary oxidation vapors may be connected to distributors of the secondary oxidation vapors located in the lower part of the reactor under the layer of the liquid phase.
Распределители вторичных паров окисления могут содержать сопла, расположенные в горизонтальной плоскости. Distributors of secondary oxidation vapors may contain nozzles located in a horizontal plane.
Распределители вторичных паров окисления могут быть установлены с возможностью вращения вокруг вертикальной оси. Distributors of secondary oxidation vapors can be mounted to rotate around a vertical axis.
Реактор может содержать дополнительный трубопровод для ввода части циркулирующих вторичных паров в трубопровод подачи газа-окислителя. The reactor may include an additional pipeline for introducing a portion of the circulating secondary vapors into the oxidizing gas supply line.
Массообменная ячейка может быть выполнена, например, в виде трубы или колонны, заполненной насадкой или разделенной ситчатыми или другими тарелками, в которой газ и жидкость движутся противотоком, причем труба может быть заполнена жидкими углеводородами или может орошаться исходными углеводородами. The mass transfer cell can be, for example, in the form of a pipe or column filled with a nozzle or separated by sieve or other plates, in which gas and liquid move countercurrently, the pipe can be filled with liquid hydrocarbons or irrigated with the original hydrocarbons.
Массообменная ячейка также может быть выполнена, например, в виде смесителя газа и жидкости с сепаратором для их разделения. The mass transfer cell can also be made, for example, in the form of a gas and liquid mixer with a separator for their separation.
Возможны и другие конструкции массообменной ячейки, обеспечивающие хороший контакт вторичных паров окисления с исходными углеводородами. Other mass transfer cell designs are possible, providing good contact of the secondary oxidation vapors with the starting hydrocarbons.
Распределители могут быть выполнены, например, в виде вертикальной трубы, с симметрично расположенными по разные стороны от нее горизонтальными трубами, которых может быть две или более. Горизонтальные трубы могут быть объединены трубным кольцом. По касательной в кольце и в поперечных трубах в горизонтальной плоскости установлены сопла с определенным диаметром отверстий. Верхняя часть распределительного устройства может быть выполнена в виде подвижного элемента, имеющего возможность вращения вокруг вертикальной оси за счет энергии выходящих из сопел струй. Distributors can be made, for example, in the form of a vertical pipe, with horizontal pipes symmetrically located on different sides of it, of which there can be two or more. Horizontal pipes can be joined by a pipe ring. Tangentially in the ring and in the transverse pipes in a horizontal plane, nozzles with a certain diameter of the holes are installed. The upper part of the switchgear can be made in the form of a movable element having the ability to rotate around a vertical axis due to the energy of the jets emerging from the nozzles.
К основным отличиям предлагаемого реактора от известного относятся:
- снабжение реактора циркуляционным коллектором с инжектором, который позволяет обеспечить быстрое разбавление газа-окислителя газовой фазой реактора, эффективно использовать тепло реакции окисления, надежно обеспечивать безопасность проведения процесса;
- установка массообменной ячейки на трубопроводе ввода исходных продуктов для контактирования вторичных паров окисления с исходным углеводородным сырьем, направляемым в реактор;
- снабжение реактора трубопроводом для циркуляции вторичных паров окисления с установленной на нем газодувкой, соединение с ним трубопровода ввода циркулирующей реакционной смеси и распределителей вторичных паров окисления, способных вращаться вокруг вертикальной оси, позволяет увеличить диспергирование газа, обеспечить более эффективный массообмен между газом и жидкостью;
- расположение сопел распределителей в горизонтальной плоскости позволяет обеспечить более полное газонасыщение реакционной зоны вне зависимости от ее геометрических размеров, что особенно важно при отличной от цилиндрической форме реакционной зоны;
На чертеже изображен многокамерный реактор.The main differences of the proposed reactor from the known include:
- supplying the reactor with a circulation manifold with an injector, which allows for rapid dilution of the oxidizing gas with the gas phase of the reactor, efficiently use the heat of the oxidation reaction, and reliably ensure the safety of the process;
- installation of a mass transfer cell in the feed line for contacting the secondary oxidation vapors with the feed hydrocarbon feed to the reactor;
- supplying the reactor with a pipeline for the circulation of secondary oxidation vapors with a gas blower installed on it, connecting the piping for introducing a circulating reaction mixture and distributors of secondary oxidation vapors that can rotate around a vertical axis, can increase the dispersion of the gas, provide a more efficient mass transfer between gas and liquid;
- the location of the nozzles of the distributors in the horizontal plane allows for a more complete gas saturation of the reaction zone, regardless of its geometric dimensions, which is especially important when the reaction zone is different from the cylindrical shape;
The drawing shows a multi-chamber reactor.
Реактор выполнен в виде горизонтального или с небольшим наклоном (0-5o) цилиндрического корпуса 1, содержащего последовательно расположенные реакционные камеры, разделенные вертикальными перегородками 2. Перегородки герметично прикреплены к днищу и боковым стенкам корпуса. Между перегородками и верхней частью корпуса имеется зазор. Перегородки обеспечивают поддержание рабочего уровня реакционной смеси в камерах реактора. В верхней части реактора над перегородками 2 образуется общее для всех камер свободное паровое пространство 3.The reactor is made in the form of a horizontal or with a slight inclination (0-5 o ) cylindrical body 1 containing successively arranged reaction chambers separated by vertical partitions 2. The partitions are hermetically attached to the bottom and side walls of the body. There is a gap between the partitions and the upper part of the housing. Partitions provide maintenance of the working level of the reaction mixture in the reactor chambers. In the upper part of the reactor above the partitions 2, a free vapor space 3 common to all chambers is formed.
Реактор снабжен трубопроводами 4 для подачи исходных углеводородов, 5 для подачи газа-окислителя, 6 для вывода из последней камеры оксидата, 7 для вывода вторичных паров окисления. The reactor is equipped with pipelines 4 for supplying the initial hydrocarbons, 5 for supplying the oxidizing gas, 6 for withdrawing from the last oxidation chamber, 7 for withdrawing the secondary oxidation vapors.
Реактор также снабжен трубопроводами 8 для вывода и ввода циркулирующей в каждой камере жидкой реакционной смеси под давлением, создаваемым насосами 9. The reactor is also equipped with pipelines 8 for the output and input circulating in each chamber of the liquid reaction mixture under pressure created by the pumps 9.
Реактор снабжен циркуляционным коллектором 10, выполненным в виде трубопровода, расположенного ниже верхней кромки вертикальных перегородок и прикрепленного к ним, причем оба конца указанного трубопровода соединены со свободным паровым пространством реактора. В циркуляционном коллекторе 10 расположен инжектор 11, соединенный с трубопроводом подачи газа-окислителя 5. The reactor is equipped with a circulation manifold 10, made in the form of a pipe located below the upper edge of the vertical partitions and attached to them, both ends of the specified pipe connected to the free vapor space of the reactor. In the circulation manifold 10 is an injector 11 connected to the oxidizing gas supply pipe 5.
Паровое пространство 3 играет роль части циркуляционного коллектора, в котором расположены инжекционные устройства в виде форсунок 12, соединенных с трубопроводами ввода циркулирующей реакционной смеси 8, и вертикальных труб 13, опущенных под слой жидкой фазы в каждой камере. На трубопроводах 8 установлены теплообменники 14. Теплообменники 14 могут быть установлены как на линии нагнетания, так и всасывания насосов 9. The vapor space 3 plays the role of a part of the circulation manifold, in which injection devices are arranged in the form of nozzles 12 connected to the inlet pipes of the circulating reaction mixture 8, and vertical pipes 13, lowered under the layer of the liquid phase in each chamber. Heat exchangers 14 are installed on the pipelines 8. Heat exchangers 14 can be installed both on the discharge and suction lines of the pumps 9.
На трубопроводе 4 для подачи исходных углеводородов установлена массообменная ячейка 15, соединенная с трубопроводом 7 для вывода вторичных паров окисления. Реактор снабжен трубопроводом 16 для циркуляции вторичных паров окисления, соединенным с трубопроводом 7 для вывода вторичных паров окисления. На трубопроводе 16 для циркуляции вторичных паров окисления установлена газодувка 17. A mass transfer cell 15 is installed on the pipeline 4 for supplying the initial hydrocarbons, connected to the pipeline 7 for the output of the secondary oxidation vapors. The reactor is provided with a conduit 16 for circulating the secondary oxidation vapors connected to a conduit 7 for discharging the secondary oxidation vapors. On the pipe 16 for the circulation of the secondary oxidation vapors installed gas blower 17.
Реактор может содержать дополнительные трубопроводы 18 для подачи части циркулирующей жидкой реакционной смеси в трубопровод циркуляции вторичных паров окисления 16. The reactor may contain additional pipelines 18 for supplying a portion of the circulating liquid reaction mixture to the secondary oxidation vapor circuit 16.
В нижней части камер реактора для обеспечения более эффективного массообмена между жидкостью и газом могут быть установлены распределители 19, соединенные с трубопроводом 16 для циркуляции вторичных паров окисления. Распределители 19 могут содержать сопла, расположенные в горизонтальной плоскости, и могут вращаться вокруг вертикальной оси. In the lower part of the reactor chambers, to ensure a more efficient mass transfer between the liquid and the gas, distributors 19 can be installed connected to the pipe 16 for circulation of the secondary oxidation vapors. Distributors 19 may include nozzles located in a horizontal plane and can rotate around a vertical axis.
Реактор может содержать дополнительный трубопровод 20 для ввода части циркулирующих вторичных паров в трубопровод подачи газа-окислителя. The reactor may comprise an additional pipe 20 for introducing a portion of the circulating secondary vapors into the oxidizing gas supply pipe.
Реактор может также иметь дополнительные перегородки 2а, установленные с зазором к перегородкам 2, при этом верхние торцы перегородок 2а установлены выше верхних торцов перегородок 2, а нижние торцы перегородок 2а установлены с зазором к корпусу реактора. Перегородки 2а герметично крепятся к средней части корпуса реактора. Перегородки 2 и 2а образуют шлюзовый затвор для сепарации пузырьков газа от перетекающей из одной камеры в другую реакционной смеси и для организации потока реакционной смеси в камерах реактора. The reactor may also have additional baffles 2a installed with a gap to the baffles 2, while the upper ends of the baffles 2a are installed above the upper ends of the baffles 2, and the lower ends of the baffles 2a are installed with a gap to the reactor vessel. Partitions 2a are hermetically attached to the middle part of the reactor vessel. Partitions 2 and 2a form a lock gate for separating gas bubbles from the reaction mixture flowing from one chamber to another and for organizing the flow of the reaction mixture in the reactor chambers.
На трубопроводе 7 для вывода вторичных паров окисления до соединения его с трубопроводом 16 может быть установлен теплообменник 21. A heat exchanger 21 can be installed on the pipeline 7 to output the secondary oxidation vapors before it is connected to the pipeline 16.
Корпус реактора может быть снабжен разгрузочной камерой 22, отделенной от последней камеры реактора перегородкой 23 с верхним переливом. The reactor vessel may be equipped with a discharge chamber 22, separated from the last reactor chamber by a partition 23 with an overflow.
Под вертикальными трубами инжекционных устройств могут быть установлены отбойные диски-диспергаторы 24. Under the vertical pipes of the injection devices, fender disks-dispersers 24 can be installed.
Реактор работает следующим образом. The reactor operates as follows.
Реактор заполнен жидкостью до уровня верхней кромки вертикальных перегородок 2. The reactor is filled with liquid to the level of the upper edge of the vertical partitions 2.
Газ-окислитель подается в реактор по трубопроводу 5, соединенному с циркуляционным коллектором 10, через инжектор 11, при этом обеспечивается направленная циркуляция вторичных паров через коллектор 10 и в паровом пространстве 3 реактора. В циркуляционном коллекторе 10 исходный газ-окислитель быстро разбавляется в инжекторе 11 газовой фазой реактора и подогревается жидкой реакционной средой. The oxidizing gas is supplied to the reactor through a pipe 5 connected to the circulation collector 10 through the injector 11, while the directional circulation of the secondary vapors through the collector 10 and in the vapor space 3 of the reactor is ensured. In the circulation manifold 10, the initial oxidizing gas is rapidly diluted in the injector 11 with the gas phase of the reactor and is heated by the liquid reaction medium.
Исходный углеводород подается в реактор по трубопроводу 4 через массообменную ячейку 15, в которой происходит его подогрев и насыщение кислородом перед вводом в реактор. При этом одновременно происходит охлаждение вторичных паров окисления и эффективное использование тепла реакции окисления. The initial hydrocarbon is fed into the reactor through a pipe 4 through a mass transfer cell 15, in which it is heated and saturated with oxygen before entering the reactor. At the same time, the secondary oxidation vapors are cooled and the heat of the oxidation reaction is effectively used.
Вторичные пары окисления после массообменной ячейки поступают в теплообменник 21 для дополнительной конденсации унесенных углеводородов. Конденсат возвращается в массообменную ячейку 15. Несконденсировавшиеся вторичные пары окисления (газовая фаза) частично выводятся из системы по трубопроводу 7 (при использовании в качестве кислородсодержащего газа воздуха, обогащенного кислородом, или чистого кислорода вывод вторичных паров окисления из реактора не обязателен), а частично направляются на циркуляцию по трубопроводу 16 с помощью газодувки 17. Secondary oxidation vapors after the mass transfer cell enter the heat exchanger 21 for additional condensation of entrained hydrocarbons. The condensate is returned to the mass transfer cell 15. Non-condensed secondary oxidation vapors (gas phase) are partially removed from the system via line 7 (when using oxygen-enriched air or pure oxygen, the removal of secondary oxidation vapors from the reactor is not necessary), and partially sent for circulation through the pipeline 16 using a gas blower 17.
Часть циркулирующих вторичных паров с нагнетания газодувки 17 по трубопроводу 20 направляется в трубопровод подачи газа-окислителя 5, что особенно эффективно при работе на кислороде или воздухе, обогащенном кислородом, другая часть поступает в распределитель 19 с соплами, расположенными в горизонтальной плоскости. Part of the circulating secondary vapors from the injection of the blower 17 through the pipeline 20 is directed to the oxidizing gas supply pipe 5, which is especially effective when working on oxygen or oxygen enriched air, the other part enters the distributor 19 with nozzles located in a horizontal plane.
Часть циркулирующей с помощью насосов 9 жидкой реакционной смеси по трубопроводу 18 подается в линию циркуляции вторичных паров окисления от газодувки 17 перед вводом в распределитель 19. A part of the liquid reaction mixture circulating with the help of pumps 9 through a pipe 18 is supplied to the circulation line of the secondary oxidation vapors from the gas blower 17 before being introduced into the distributor 19.
Газожидкостная смесь, выходящая из сопел, обеспечивает вращение верхней части распределителя 19 с одновременным мелким диспергированием газа по всему сечению реакционной зоны, в том числе в удаленных от центра точках (вне зависимости от формы сечения реакционной зоны). The gas-liquid mixture emerging from the nozzles provides rotation of the upper part of the distributor 19 with simultaneous fine dispersion of gas over the entire cross section of the reaction zone, including at points remote from the center (regardless of the cross-sectional shape of the reaction zone).
Такой распределитель особенно эффективен в аппаратах нецилиндрической конструкции, так как позволяет обеспечить хороший массообмен в удаленных частях реакционной зоны, например в углах прямоугольных или квадратных конструкций. Such a distributor is especially effective in devices of non-cylindrical design, as it allows for good mass transfer in remote parts of the reaction zone, for example, in corners of rectangular or square structures.
Циркулирующая жидкая реакционная смесь охлаждается в теплообменнике 14 и с помощью насоса 9 по трубопроводу 8 подается на форсунки 12 и по вертикальным трубам 13 совместно с потоками инжектированных из парового пространства 3 вторичных паров направляется в реакционные объемы камер. Потоки, выходящие из вертикальных труб, с большой скоростью диспергируются на отбойных дисках-диспергаторах 24. The circulating liquid reaction mixture is cooled in a heat exchanger 14 and, with the help of a pump 9, is fed through a pipe 8 to nozzles 12 and, together with the streams of secondary vapors injected from the vapor space 3, is sent to the reaction volumes of the chambers along the vertical pipes 13. The streams emerging from the vertical pipes are dispersed at high speed on the fender disks-dispersers 24.
Теплосъем в данном реакторе осуществляется охлаждением циркулирующих потоков жидкой реакционной смеси посредством теплообменников 14, установленных на трубопроводе 8, а также охлаждением рециркулирующих вторичных паров окисления в массообменной ячейке 15 и теплообменнике 21. The heat removal in this reactor is carried out by cooling the circulating flows of the liquid reaction mixture by means of heat exchangers 14 installed on the pipe 8, as well as by cooling the recycled secondary oxidation vapors in the mass transfer cell 15 and the heat exchanger 21.
Таким образом, предлагаемый реактор в отличие от прототипа позволяет реализовать следующие преимущества. Thus, the proposed reactor, in contrast to the prototype allows you to realize the following advantages.
По сравнению с прототипом в предлагаемом реакторе обеспечивается:
1. Подача свежего газа-окислителя непосредственно в паровое пространство реактора по циркуляционному коллектору через инжектор. При этом на входе сразу происходит разбавление газа-окислителя путем смешения его в инжекторе с вторичными парами окисления, содержащими минимальное количество углеводородов, а также, с одной стороны, обеспечивается подогрев газа-окислителя за счет использования теплоты реакции, а с другой - охлаждение трубопровода в аварийной ситуации при случайном попадании жидких углеводородов в этот трубопровод. При таком расположении коллектора подачи кислорода исключено попадание жидкой реакционной массы в линию кислорода, например, при падении давления в ней, что позволяет исключить разогрев трубопровода и таким образом обеспечить безопасность проведения процесса.Compared with the prototype in the proposed reactor provides:
1. Supply of fresh oxidizing gas directly to the reactor vapor space through a circulation collector through an injector. At the same time, the oxidizing gas is immediately diluted at the inlet by mixing it in the injector with secondary oxidation vapors containing the minimum amount of hydrocarbons, and, on the one hand, the oxidizing gas is heated by using the heat of reaction, and on the other, the pipeline is cooled emergency situation in case of accidental ingress of liquid hydrocarbons into this pipeline. With this arrangement of the oxygen supply manifold, the liquid reaction mass cannot enter the oxygen line, for example, when the pressure in it drops, which eliminates the heating of the pipeline and thus ensures the safety of the process.
2. Состав вторичных паров более постоянен во всех реакционных зонах, так как существенно лучше циркуляция за счет нового конструктивного оформления варианта подачи кислорода и за счет интенсивной циркуляции вторичных паров как инжекторами, так и газодувкой. 2. The composition of the secondary vapors is more constant in all reaction zones, since circulation is much better due to the new design of the oxygen supply option and due to the intensive circulation of the secondary vapors by both injectors and gas blowers.
3. Существенно более эффективный массообмен между газом и жидкостью во всем объеме реактора по высоте и по сечению даже при небольшом количестве инжекционных устройств способствует более эффективному использованию реакционного объема, т.е. повышению производительности реактора. 3. A significantly more efficient mass transfer between gas and liquid in the entire reactor volume in height and cross section, even with a small number of injection devices, contributes to a more efficient use of the reaction volume, i.e. increase reactor productivity.
4. Уменьшение числа инжекционных устройств приводит к снижению энергоемкости, упрощению системы автоматического контроля и регулирования процесса окисления и упрощению конструкции реактора. Кроме того, уменьшение числа инжекционных ячеек, а следовательно, и уменьшение количества циркулирующей жидкости положительно сказывается на селективности процесса окисления. Это связано с тем, что при большой циркуляции жидкой реакционной массы резко увеличивается время контакта с металлическими поверхностями аппаратуры, что неблагоприятно сказывается на сохранности гидроперекиси, так как при контакте с металлом возможно увеличение каталитического распада гидроперекиси. 4. A decrease in the number of injection devices leads to a decrease in energy intensity, simplification of the system for automatic control and regulation of the oxidation process, and simplification of the design of the reactor. In addition, a decrease in the number of injection cells, and, consequently, a decrease in the amount of circulating liquid, positively affects the selectivity of the oxidation process. This is due to the fact that with a large circulation of the liquid reaction mass, the contact time with the metal surfaces of the equipment sharply increases, which adversely affects the preservation of hydroperoxide, since contact with metal may increase the catalytic decomposition of hydroperoxide.
5. Подача небольшой части жидкой реакционной смеси в трубопровод циркуляции вторичных паров окисления перед вводом их в распределитель позволяет обеспечить очень тонкое распыление вторичных паров окисления. Это позволяет увеличить скорость реакции, а следовательно, увеличить производительность реактора. 5. The supply of a small portion of the liquid reaction mixture to the secondary oxidation vapors circulation line before entering the distributor allows for very fine atomization of the secondary oxidation vapors. This allows you to increase the reaction rate, and therefore, increase the productivity of the reactor.
6. Обеспечивается малый вывод вторичных паров только для удаления накапливающихся инертов (СO2, остаточного азота и т.д.). При этом обеспечивается эффективная работа массообменной ячейки с одновременным охлаждением циркулирующих вторичных паров и подогревом исходного углеводорода за счет теплоты реакции, а также насыщение его кислородом.6. Provides a small output secondary vapor only to remove accumulated inert gases (CO2, residual nitrogen, etc.). This ensures the efficient operation of the mass transfer cell with simultaneous cooling of the circulating secondary vapors and heating of the initial hydrocarbon due to the heat of reaction, as well as its saturation with oxygen.
Таким образом, изобретение обеспечивает упрощение конструкции, повышение безопасности, увеличение производительности реактора и селективности процесса окисления. Thus, the invention provides a simplified design, increased safety, increased reactor productivity and selectivity of the oxidation process.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001129513A RU2202408C1 (en) | 2001-11-02 | 2001-11-02 | Reactor for liquid-phase oxidation of hydrocarbons |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001129513A RU2202408C1 (en) | 2001-11-02 | 2001-11-02 | Reactor for liquid-phase oxidation of hydrocarbons |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2202408C1 true RU2202408C1 (en) | 2003-04-20 |
Family
ID=20254091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001129513A RU2202408C1 (en) | 2001-11-02 | 2001-11-02 | Reactor for liquid-phase oxidation of hydrocarbons |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2202408C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2478424C2 (en) * | 2007-07-12 | 2013-04-10 | Групо Петротемекс, С.А. Де С.В., | Horizontal plate reactor |
-
2001
- 2001-11-02 RU RU2001129513A patent/RU2202408C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2478424C2 (en) * | 2007-07-12 | 2013-04-10 | Групо Петротемекс, С.А. Де С.В., | Horizontal plate reactor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6838061B1 (en) | Reactor for carrying out gas-liquid, liquid, liquid-liquid or gas-liquid-solid chemical reactions | |
| CN102076873B (en) | Improved quench zone design using spray nozzles | |
| US5139544A (en) | Gas-liquid contact column with improved mist eliminator and method | |
| US20080199373A1 (en) | Method and device for the production of alkylates | |
| US4308039A (en) | Method and apparatus for the treatment of gases containing soluble compounds | |
| US11919845B2 (en) | Reaction system and method for preparing butyraldehyde by propylene carbonylation | |
| JPS6355972B2 (en) | ||
| CN100518896C (en) | Method for purifying off-gases from a melamine-producing installation | |
| RU2310499C2 (en) | Method and device for absorption | |
| US20040183216A1 (en) | Gas - liquid contactor | |
| RU2202408C1 (en) | Reactor for liquid-phase oxidation of hydrocarbons | |
| US4818346A (en) | Vertical distillation column with a de-entrainment device | |
| US3108048A (en) | Apparatus for contacting of different density fluids | |
| SU1099834A3 (en) | Apparatus for acid and catalytical alkylation | |
| RU2497805C2 (en) | Method of obtaining acetonecyanohydrin | |
| RU2147922C1 (en) | Reactor for liquid-phase processes of oxidation of hydrocarbons | |
| US4618350A (en) | Gas-liquid contacting | |
| RU2209812C2 (en) | Liquid-phase hydrocarbon oxidation process | |
| RU2108856C1 (en) | Reactor for liquid-phase oxidation of hydrocarbons | |
| RU2353610C2 (en) | Method of recovering (meth)acrolein or (meth)acrylic acid and installation intended for this purpose | |
| RU2294320C2 (en) | Method of alkylation of benzene and alkylator for realization of this method | |
| RU2146556C1 (en) | Methyl formate synthesis reactor | |
| GB2089234A (en) | Gas-liquid contacting | |
| RU2106342C1 (en) | Method of liquid-phase oxidation of hydrocarbons | |
| RU2045322C1 (en) | Column for acid concentration and denitration |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181103 |