RU2341326C2 - Устройство для ввода электромагнитного излучения в реактор - Google Patents

Устройство для ввода электромагнитного излучения в реактор Download PDF

Info

Publication number
RU2341326C2
RU2341326C2 RU2005137181/15A RU2005137181A RU2341326C2 RU 2341326 C2 RU2341326 C2 RU 2341326C2 RU 2005137181/15 A RU2005137181/15 A RU 2005137181/15A RU 2005137181 A RU2005137181 A RU 2005137181A RU 2341326 C2 RU2341326 C2 RU 2341326C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reactor
compartment
gas
line
reaction
Prior art date
Application number
RU2005137181/15A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2005137181A (ru
Inventor
Михель БЕНЬЕ (DE)
Михель Бенье
Original Assignee
Уде Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Уде Гмбх filed Critical Уде Гмбх
Publication of RU2005137181A publication Critical patent/RU2005137181A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2341326C2 publication Critical patent/RU2341326C2/ru

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/2415Tubular reactors
    • B01J19/243Tubular reactors spirally, concentrically or zigzag wound
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/12Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
    • B01J19/121Coherent waves, e.g. laser beams
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/12Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
    • B01J19/122Incoherent waves
    • B01J19/123Ultraviolet light
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C17/00Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/25Preparation of halogenated hydrocarbons by splitting-off hydrogen halides from halogenated hydrocarbons
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051Controlling the temperature
    • B01J2219/00074Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
    • B01J2219/00087Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements outside the reactor
    • B01J2219/00094Jackets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00245Avoiding undesirable reactions or side-effects
    • B01J2219/00247Fouling of the reactor or the process equipment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/08Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J2219/0873Materials to be treated
    • B01J2219/0875Gas

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

Изобретение может быть использовано для фотолитической генерации свободных радикалов, а также для проведения свободнорадикальных цепных реакций в газовой фазе. Газообразный промотор подают через газовый ввод 72. Продувочный газ подают через впуск 70 в отсек 67, а затем по каналу 71 в реакционную область 68. Излучение от источника проходит через оптическое окно 58 и передает энергию молекулам реагирующей смеси в реакционной области 68 и любому промотору, находящемуся в отсеке 67 за счет генерирования свободных радикалов, которые стимулируют реакцию. В результате постоянной продувки отсека 67 оптическое окно 58 оказывается отделенным от реакционной области 68 газовой подушкой, вследствие чего на нем не образуется налет. Изобретение позволяет снизить образование углеродных отложений на оптических окнах или светопроводящих элементах. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Область техники
Настоящее изобретение относится к устройству, посредством которого электромагнитное излучение может быть введено в реактор, в частности, для фотолитической генерации свободных радикалов, а также к реактору для проведения свободнорадикальных цепных реакций в газовой фазе, оснащенному данным устройством.
Предшествующий уровень техники
При проведении свободнорадикальных цепных реакций обычно желательно иметь большое количество инициирующих свободных радикалов, чтобы увеличить преобразование в данном объеме реакции при прочих равных условиях.
Свободнорадикальные газофазные цепные реакции проводятся в промышленных масштабах уже на протяжении многих лет. Одним из путей для повышения экономичности этих процессов мог бы быть поиск реакций с очень высоким преобразованием. С этой целью в подаваемый газ добавляются промоторы, представляющие собой соединения, которые распадаются на свободные радикалы при условиях, преобладающих в реакторе, и вступают в цепную реакцию, что ведет к образованию требуемых продуктов. Применение таких соединений известно, например, из патента США 4590318 или патента Германии DE-A-3328691.
Было предложено разлагать галогеносодержащие алифатические углеводороды на свободные радикалы с помощью лазерного излучения и использовать их в свободнорадикальных цепных реакциях, например, для производства хлорвинила. Примеры см. в SPIE, Vol.458. Applications of Lasers to Industrial Chemistry (1984), pp.82-88, Umschau 1984, Number 16, p.482, и патенте Германии DE-A-2938353, патенте Германии DE-C-3008848 и европейском патенте ЕР-А-27554. Тем не менее эта технология до настоящего времени не была внедрена в промышленное производство, возможно по причине того, что предлагаемый до сих пор реактор не подходил для длительного применения.
При проведении свободнорадикальных газофазных реакций предполагается образование побочных продуктов. Они засоряют реактор при долговременном использовании и осаждаются в реакторе в виде, например, углеродных отложений.
В частности, при использовании промоторов скорость образования углерода возрастает, так как промоторы должны использоваться в таких количествах, чтобы оказывать существенный эффект на реагирующие вещества.
Эти недостатки сводят на нет экономический эффект, достигаемый увеличением преобразования реакций, и ведут к тому, что использование активирующих веществ не становится преобладающим в промышленности к сегодняшнему дню.
Проблема образования углерода описана в патенте Германии DE-A-3008848. Там же предлагается фотохимическое инициирование свободнорадикальной цепной реакции путем прямого излучения света в область реакции с использованием в качестве источника света как ламп на парах металлов, так и лазеров. В патенте указано, что окно быстро покрывается побочными продуктами при длительной работе с такими источниками света, как лампы на парах металлов, в то время как при использовании лазеров оно остается чистым.
Можно было бы создать высокую скорость потока в области оптического окна, чтобы формирующиеся побочные продукты в ощутимых количествах образовывались бы только после окна по ходу процесса.
Однако эта методика имеет тот недостаток, что «самоочистка» окна вероятно возможна только при использовании импульсных лазеров, так как в этом случае импульсы давления, создаваемые внутри и вокруг углеродных частиц коротким локальным разогревом газа, стряхивают частицы и наслоения углерода с окна. Хотя использование импульсных лазеров детально не рассматривается в указанном патенте Германии DE-A-3008848, оно рассматривается в патенте Германии DE-A-2938353, который включен в патент Германии DE-A-3008848 в качестве ссылки.
Эксперименты, на которых основываются патент Германии DE-A-3008848 и патент Германии DE-A-2938353, проводились в реакторе из плавленого кварца. Однако, в случае промышленных металлических реакторов, углеродные отложения образуются даже во внутренней области реактора и, следовательно, выше любого установленного оптического окна. Среди возможных причин, во-первых, то, что углеродные предшественники образуются в области входа реактора, во-вторых, что даже когда исходные вещества тщательно очищены дистилляцией, в промышленном процессе малые количества углеродных предшественников вводятся в реактор вместе с исходными веществами. Следовательно, имеется необходимость в процессах, которые могли бы быть легко реализованы в промышленности и в которых образования углеродных отложений можно было бы эффективно избежать.
Данное изобретение обходит указанные недостатки и предлагает устройство или реактор, в которых свет может вводиться внутрь реактора, работающего при условиях термического разложения углеводородов. Для этого продувочный газ подается в область, которая отделена от основной области реактора и через которую проходит излучение от источника, а этот газ затем вводится в область реакции.
Краткое изложение существа изобретения
Технической задачей данного изобретения является создание устройства для ввода электромагнитного излучения в реактор, который мог бы использоваться в течение длительного времени и в котором, в указанном режиме, тенденция к образованию углерода или углеродных отложений на оптических окнах или светопроводящих элементах была бы существенно снижена по сравнению с ранее известными устройствами.
Другой задачей изобретения является создание реактора, к которому легко можно было бы герметично присоединить устройство для ввода электромагнитного излучения даже при условии работы при высоких температурах.
Кроме того, еще одной задачей настоящего изобретения является создание устройства и реактора для проведения свободнорадикальных цепных реакций, в которых может быть достигнута более высокая степень преобразования по сравнению с обычными реакциями при той же самой рабочей температуре или же уменьшение рабочей температуры по сравнению с обычными реакциями при той же степени образования преобразования.
Поставленная задача согласно изобретению решена путем создания устройства для ввода электромагнитного излучения в реактор для проведения свободнорадикальных газофазных реакций, которое содержит
отсек, отделенный от области реакции, по меньшей мере один канал, соединяющий с областью реакции в реакторе с отсеком,
по меньшей мере одну линию подачи для ввода продувочного газа в отсек,
по меньшей мере один источник электромагнитного излучения, который расположен так, что
электромагнитное излучение проходит через отсек и примыкающую к отсеку область реакции в реакторе.
Устройство соединено с трубкой для продувочного газа, которая открыта в отсек.
Продувочный газ вводится в реактор через указанное устройство согласно настоящему изобретению.
Этим продувочным газом может быть инертный газ и/или газ, содержащий промоторы диссоциации, и/или газы, представляющие собой компоненты реакционной системы, и/или газообразные регенераторы.
В случае промоторов диссоциации они фотолитически расщепляются в отсеке прямо перед введением в реактор или в облучаемой области после канала из отсека в реактор.
Примерами инертных газов могут служить газы, которые инертны в условиях, преобладающих в реакторе, такие как азот, благородные газы, например аргон, или углекислый газ.
Примерами газов, представляющих собой компоненты реакционной системы, могут служить газы, содержащие компоненты подводимого газового потока.
Примером газообразного регенератора является водород.
Промоторы для фотолитического разложения в устройстве согласно настоящему изобретению и для введения в реактор сами по себе известны. Это соединения, которые распадаются при облучении на активные молекулы особого вида, такие как свободные радикалы, и стимулируют свободнорадикальную цепную реакцию в реакционной области реактора.
Типичные температуры газового потока внутри реактора в области устройства для введения электромагнитного излучения зависят от типа газофазной реакции и находятся в большом диапазоне, например от 250 до 1300°С.
Эффект от подачи внутрь газа через устройство согласно настоящему изобретению зависит не только от выбранной температуры, но также от природы производимых радикалов и от их количества. Как правило, вводят всего не более 10 мас.% продувочного газа, предпочтительно не более 5 мас.%, обычно от 0,0005 до 5 мас.%, исходя из общего расхода в реакторе.
Предполагается, что подача продувочного газа препятствует отложению углерода на деталях оптической части.
Кроме того, когда используются промоторы, происходит фотолитическое образование свободных радикалов, что стимулирует свободнорадикальные цепные реакции в реагирующей смеси, поскольку очевидно имеется повышенная концентрация свободных радикалов.
Предпочтительно, чтобы хотя бы одно устройство согласно настоящему изобретению было размещено вблизи точки, где газовый поток входит в реактор. В результате в месте, где подаваемый газ входит в реактор, образуется высокая концентрация свободных радикалов и эти радикалы способствуют эффективной цепной реакции.
В предпочтительном варианте выполнения реактора реагирующая смесь, проходя по реактору, приводится в контакт с множеством таких устройств.
Особенно предпочтительно, чтобы число устройств согласно настоящему изобретению в первой трети реактора было больше, чем во второй трети и/или в последней трети.
Согласно изобретению также предложен реактор для проведения свободнорадикальных газофазных реакций, с которым сообщается по меньшей мере одно из описанных выше устройств.
Реактор содержит, по меньшей мере, следующие элементы:
1) линию для подачи газового потока, сообщенную с реактором,
2) по меньшей мере одно вышеописанное устройство, содержащее отсек и отверстие для сообщения с реактором для ввода в реактор электромагнитного излучения,
3) линию для подачи продувочного газа, сообщенную с отсеком устройства,
4) источник продувочного газа, соединенный с линией для подачи продувочного газа,
5) если требуется, нагревательный элемент для нагрева продувочного газа в линии подачи,
6) нагревательный элемент для нагрева и/или поддержания температуры газового потока в реакторе,
7) выходную линию для отвода потока продуктов свободнорадикальной газофазной реакции из реактора.
Что касается реактора, то возможно использование любого известного типа реакторов, ориентированного на такие реакции. Предпочтение отдается трубчатым реакторам.
После реактора согласно настоящему изобретению может следовать адиабатический вторичный реактор, желательно включающий в себя вышеописанные элементы 2, 3, 4. В адиабатическом вторичном реакторе требуемый для реакции нагрев обеспечивается теплом от подводимого потока продуктов реакции, который в результате охлаждается.
Вместо комбинации ректора согласно настоящему изобретению и адиабатического вторичного реактора, содержащего элементы 2, 3, 4, также возможно сопряжение адиабатического вторичного реактора с реактором, который сам по себе известен и не содержит указанных элементов.
Устройство согласно изобретению открывается внутрь реактора согласно изобретению и подводит продувочный газ в подводимый газовый поток, когда он проходит через реактор, и обеспечивает ввод электромагнитного излучения внутрь реактора.
Продувочный газ (смесь) протекает через отсек перед основной реакционной областью и затем проходит через канал, который может иметь форму сопла, в основную реакционную область.
Для проведения фотолиза, электромагнитное излучение от источника, подходящего для описываемых целей, вводится через оптически прозрачное окно, желательно из плавленого кварца, или через световод в отсек, отделенный от основной реакционной области, и проходит через сам отсек, а также через часть прилегающей к нему реакционной области.
В отсеке продувочный газ образует газовую подушку, которая в значительной степени отделяет оптические элементы, такие как оптическое окно, от реакционного пространства. Корректность этого подхода будет проиллюстрирована в примере ниже.
Нежелательной вторичной реакцией при проведении свободнорадикальных реакций в газовой фазе является отложение углерода на стенках реактора. Процесс отложения углерода протекает более медленно на неметаллических материалах, таких как плавленый кварц, чем на металлических. Этот факт используется для замедления образования углерода в реакторных трубках путем нанесения неметаллического покрытия на их внутренние стенки. Несмотря на это, углерод все равно бы осаждался на оптических элементах, если бы они непосредственно были открыты для реагирующей смеси, т.е. встроены непосредственно в стенку реактора.
Данное изобретение не имеет недостатков ранее известных процессов, а предложенные устройство и реактор позволяют вводить электромагнитное излучение в реактор при условиях протекания свободнорадикальных реакций в газовой фазе.
Краткое описание чертежей
В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых
фиг.1 изображает предпочтительный вариант выполнения устройства для получения свободных радикалов из промоторов диссоциации с помощью электромагнитного излучения и ввода продувочного газа в свободнорадикальный газофазный реактор (продольное сечение) согласно изобретению;
фиг.2 изображает модифицированный вариант устройства на фиг.1 (продольное сечение) согласно изобретению;
фиг.3 изображает еще один модифицированный вариант устройства на фиг.1 (продольное сечение) согласно изобретению;
фиг.4 изображает трубчатый реактор и устройство, приведенное на фиг.1 (продольное сечение) согласно изобретению.
Описание предпочтительных вариантов воплощения изобретения
На фиг.1 изображен предпочтительный вариант устройства для введения электромагнитного излучения и его расположение в реакторе.
Держатель, имеющий резьбу 52 и проходящую по окружности герметизирующую кромку 53, приварен к изгибу трубки реактора. Конический элемент 54, концу которого может быть придана форма сопла и который, например, может иметь в сечении внутренней поверхности форму шестиугольника 55 для облегчения закручивания, вворачивается в этот держатель. Когда конический элемент 54 вворачивается в держатель 56, он совместно с герметизирующей кромкой 53 держателя образует надежное при условиях реакции герметичное соединение. Этот способ герметизации описан в патенте Германии DE-A-4420368. Соединение может быть дополнительно герметизировано с помощью уплотняющей прокладки (на фиг.1 не показана).
Еще один конический элемент 57 содержит оптически прозрачное окно 58, например, из плавленого кварца, которое может быть покрыто оптически полупрозрачным металлическим слоем 59, причем желательно, чтобы металл являлся катализатором гидрирования, лучше всего металлом платиновой группы, и может вворачиваться в держатель 56 с использованием аналогичного способа герметизации.
Оптическое окно закрепляется между держателями 60, 61, которые на обращенных к нему сторонах имеют идущие по кругу углубления 62, в которые вставляются уплотнители 63, 64, желательно металлические, а лучше всего золотые.
Окно 58 прижимается к держателю 61 держателем 60. Это достигается прикручиванием держателя 60 к опорному кольцу или опорной колодке 65, которое/ые снабжены, например, глухими отверстиями 66.
Держатели 60 и 61, углубление 62 и более толстый уплотнитель имеют такие размеры, чтобы при скручивании сборки устанавливалось допустимое давление со стороны уплотнителя и оптическое окно не повреждалось.
В промежуточном пространстве между элементами 54 и 57 проходит одна или несколько линий, подводящих газ, и образован отсек 67, который отделен от реакционной области 68 и внешнего пространства 69.
Свободнорадикальные газофазные реакции происходят в реакционной области 68. Желательно, чтобы в случае трубчатого реактора вся сборка устанавливалась на изгибе реакторной трубы, который выходит за реальную излучательную зону печи и термически от нее изолирован.
Продувочный газ, например азот или какой-либо из благородных газов, или смесь инертного газа с промотором, или газообразный промотор, попадают через впуск 70 в отсек 67. Газ после отсека, через канал 71, попадает в реакционную область.
В результате постоянной продувки отсека 67 оптическое окно оказывается отделенным от реакционной области 68 газовой подушкой. Углеродные предшественники, такие как ацетилен, бензол или хлоропрен, вследствие этого не могут достигнуть окна и образовать там углеродный налет.
В предпочтительном варианте осуществления оптическое окно покрывается оптически полупрозрачным металлическим слоем, причем таким, чтобы металл был катализатором гидрирования, например палладием.
Если затем подмешивать в промоторный газ небольшое количество водорода, то количество углеродного предшественника, который, несмотря на продувку, достигает оптического окна, на его поверхности уменьшится. В результате углеродный осадок не сможет образовываться на поверхности окна.
Излучение от источника проходит через оптическое окно и передает энергию молекулам реагирующей смеси в реакционной области 68 и любому промотору, находящемуся в отсеке 67. Это генерирует свободные радикалы (фотолиз), которые стимулируют реакцию, протекающую в реакционной области 68.
Получение свободных радикалов и их последующая транспортировка в реакционную область обычно затруднительны, так как свободные радикалы быстро рекомбинируют при преобладающих давлениях, обычно 9-25 бар.
Тем не менее в случае конфигурации, предложенной согласно изобретению, излучение проходит через весь отсек и также через реакционную область. В результате необходимые свободные радикалы формируются в канале 71 и в зоне реакционной области, прилегающей к каналу, и, следовательно, заведомо могут участвовать в реакции. Таким образом, нет необходимости, чтобы продувочный газ имел высокую скорость потока.
В другом предпочтительном варианте осуществления внешняя стенка устройства, в частности часть устройства, которая выступает в реакционную область, может быть покрыта инертным материалом, например оксидом металла, керамикой, нитридом бора или нитридом кремния.
В другом предпочтительном варианте осуществления (фиг.2) отсек 67 имеет дополнительный газовый ввод 72, который близко подходит к поверхности оптического окна 58. Это позволяет продувать окно и область вокруг газом, в то время как остальная часть продувочного газа подается через ввод 70. Такое расположение позволяет даже лучше защитить оптическое окно от углеродного осадка.
В еще одном варианте осуществления (фиг.3) дополнительный газовый ввод 72 продолжается в направлении канала 71 и служит для впуска газообразных промоторов. Газовый ввод 70 служит только для подачи продувочного газа, желательно инертного. В этом случае образование свободных радикалов из промоторов происходит вблизи реакционной области 68, далеко от оптического окна 58. Это дает дополнительную защиту оптического окна 58 от возможности осаждения на него углерода.
Что касается источника излучения, то возможно использование любого устройства, излучение от которого подходит для фотолиза компонентов реагирующей смеси. Это может быть ультрафиолетовая лампа (например, лампа на парах металла) или лазер. При использовании лазера в предлагаемой конфигурации не имеет значения, будет ли используемый лазер импульсным или непрерывным. Эксимерные лампы также могут использоваться в качестве светового источника.
Излучение может вводиться различными путями. Например, свет может быть введен по световоду. Световой источник также может, например, при использовании лампы на парах металла или эксимерной лампы, быть помещен прямо в элементе 57, позади оптического окна. В этом случае желательно, чтобы обеспечивалось достаточное охлаждение. Свет также может вводиться в элемент через другое окно и направляться зеркалами на окно 58.
В данной реализации для ввода света используется устройство, аналогичное описанному в патенте Германии DE-A-19845512 и в патенте Германии DE-Gbm-20003712. Ранее известные устройства предназначались для наблюдения за процессами в камере сгорания работающего двигателя внутреннего сгорания и изготавливались, например, в форме свечи зажигания. Помимо их прямого назначения, т.е. визуального наблюдения процессов сгорания, такие устройства, благодаря их устойчивости к воздействию давлений и температур, также подходят для организации ввода света в химические реакторы, где давления и температуры подобны преобладающим внутри работающего двигателя внутреннего сгорания.
В случае использования таких устройств можно обойтись без оптического окна (фиг.1, 2, 3), с описанной герметизирующей системой. Передающая свет линия, выполненная в форме свечи зажигания, тогда бы вворачивалась в разделительную стенку, расположенную в элементе 57.
Изображенное на фиг.1 устройство может монтироваться в обычном трубчатом реакторе для проведения свободнорадикальных реакций в газовой фазе.
Возможное расположение устройства согласно настоящему изобретению на реакторной трубе показано на фиг.4. Держатель, имеющий резьбу и выступ 53, который образует герметизирующую кромку, приваривается к реакторной трубе.
Если устройство (фиг.1) затем вворачивается в держатель, как объяснялось выше, образуется надежное герметичное соединение.
Трубчатый реактор содержит печь и реакторную трубу.
Вообще, такие печи, использующие основные источники энергии, например нефть или газ, разделяются на излучательную зону 16 и зону 17 конвекции.
В излучательной зоне 16 тепло, необходимое для пиролиза, переносится к реакторной трубе излучением от стенок печи, нагретых горелкой.
В зоне 17 конвекции энергия горячих газов, выходящих из излучательной зоны, высвобождается путем конвективной передачи тепла. Исходное вещество для свободнорадикальной газофазной реакции таким путем может быть предварительно нагрето, испарено или перегрето. Также возможна генерация пара и/или предварительный нагрев окисляющего воздуха.
В типичной конфигурации, как описано, например, в европейском патенте EP-A-264065, исходное вещество для свободнорадикальной газофазной реакции сначала в жидком виде предварительно нагревается в зоне конвекции реактора, а затем испаряется в специальном испарителе снаружи реактора. Затем газообразное исходное вещество для свободнорадикальной газофазной реакции снова направляется в зону конвекции и перегревается, с этого момента может идти реакция пиролиза.
После того как исходное вещество для свободнорадикальной газофазной реакции перегрето, оно попадает в зону облучения, где происходит термическая диссоциация до образования продуктов (смеси).
Из-за высокой температуры, преобладающей в зоне облучения и при входе в зону конвекции, желательно, чтобы устройство (фиг.1) не размещалось непосредственно в этих зонах, так как иначе установление определенной температуры нагретого газа или газовой смеси, содержащих свободные радикалы и вводимых для возбуждения реакции диссоциации, становится невозможным или труднореализуемым.
По этой причине предпочтение отдается расположению, представленному на фиг.4.
Здесь реактор дополнен еще по меньшей мере двумя ненагреваемыми отсеками 18, которые могут быть термически изолированы. Петли реакторной трубы выступают из зоны облучения или конвекционной зоны 16, 17 внутрь этих отсеков 18. Устройство 19 для ввода электромагнитного излучения затем монтируется в этих петлях, желательно в местах изгибов, и входит в прямые отрезки этих петель, т.е. встраивается в реакторную трубу таким образом, чтобы газовый поток реагирующей смеси мог бы подвергаться электромагнитному облучению в этом месте.
Петли реакторной трубы, выступающие из зоны облучения или зоны 16, 17 конвекции в ненагреваемые отсеки 18, желательно должны быть снабжены термической изоляцией. В этом случае внешние стенки отсеков могут не нести термоизолирующей функции.

Claims (11)

1. Устройство для ввода электромагнитного излучения в реактор, для проведения свободнорадикальных газофазных реакций, содержащее отсек, отделенный от области реакции в реакторе,
по меньшей мере один канал, соединяющий область реакции в реакторе с отсеком,
по меньшей мере одну линию подачи для ввода продувочного газа в отсек,
по меньшей мере один источник электромагнитного излучения, который расположен так, что
электромагнитное излучение проходит через отсек и примыкающую к отсеку область реакции в реакторе,
линию подачи, предназначенную для подачи газового потока и открывающуюся в реактор.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что имеет оптическое окно и/или другую линию, подводящую излучение в отсек.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что оптическое окно и/или прозрачный конец другой подводящей излучение линии покрыты оптически полупрозрачным слоем, содержащим металл, являющийся катализатором гидрирования.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит два конических элемента (54, 57), расположенных таким образом, что между элементами (54, 57) образовано промежуточное пространство, содержащее по меньшей мере одну газоподающую линию, образующее отсек (67), отделенный от реакционного пространства (68) и внешнего пространства (69), при этом элемент (57), расположенный на наибольшем удалении от реактора, содержит оптически прозрачное окно (58) и/или другую светоподводящую линию.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что снабжено излучающими устройствами, которые обеспечивают облучение всего отсека и примыкающей области реактора.
6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что отсек (67) имеет дополнительный газовый ввод (72), который продолжается внутри отсека до поверхности оптического окна и/или другой светоподводящей линии и обеспечивает продувку оптического окна и/или светоподводящей линии и прилегающей области инертным газом или инертным газом в смеси с водородом.
7. Устройство по п.4, отличающееся тем, что отсек (67) имеет дополнительный газовый ввод (72), который продолжается в направлении канала (71) и служит для введения газообразного промотора.
8. Реактор для проведения свободнорадикальных реакций в газовой фазе, содержащий
линию, для подачи газового потока, сообщенную с реактором,
по меньшей мере одно устройство, заявленное по п.1 и содержащее отсек и отверстие для сообщения с реактором для введения в реактор электромагнитного излучения,
линию для подачи продувочного газа, сообщенную с отсеком устройства,
источник продувочного газа, соединенный с линией, для подачи продувочного газа,
если требуется, нагревательный элемент для нагрева продувочного газа в линии подачи,
нагревательный элемент для нагрева и/или поддержания температуры газового потока в реакторе,
выходную линию для отвода потока продуктов свободнорадикальной газофазной реакции из реактора.
9. Реактор по п.8, отличающийся тем, что имеет реакторную трубу, к которой приварен держатель (53), имеющий выступ и резьбу (52), и в который вворачивается устройство, заявленное по п.1.
10. Реактор по п.9, отличающийся тем, что содержит печь и реакторную трубу по форме меандра, проходящую через печь, причем печь имеет излучательную зону (16), зону (17) конвекции и по меньшей мере один ненагреваемый отсек (18), в который выступают петли реакторной трубы из излучательной зоны (16) или зоны (17) конвекции или из которого петли реакторной трубы входят в излучательную зону (16) или зону (17) конвекции, и, по меньшей мере, одно устройство по п.1, расположенное в по меньшей мере одном отсеке (18) и установленное в реакторной трубе таким образом, что электромагнитное излучение может быть введено в газовый поток реагирующей смеси в этих точках.
11. Реактор по п.8, отличающийся тем, что за ним установлен адиабатический вторичный реактор.
RU2005137181/15A 2003-04-30 2004-03-01 Устройство для ввода электромагнитного излучения в реактор RU2341326C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10319811.3 2003-04-30
DE10319811A DE10319811A1 (de) 2003-04-30 2003-04-30 Vorrichtung zum Einkoppeln von elektromagnetischer Strahlung in einen Reaktor sowie Reaktor enthaltend diese Vorrichtung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005137181A RU2005137181A (ru) 2006-03-20
RU2341326C2 true RU2341326C2 (ru) 2008-12-20

Family

ID=33305142

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005137181/15A RU2341326C2 (ru) 2003-04-30 2004-03-01 Устройство для ввода электромагнитного излучения в реактор

Country Status (12)

Country Link
US (1) US7435983B2 (ru)
EP (1) EP1624960B1 (ru)
JP (1) JP2006524561A (ru)
CN (1) CN100579645C (ru)
AT (1) ATE403492T1 (ru)
AU (1) AU2004233947B2 (ru)
BR (1) BRPI0409814A (ru)
DE (2) DE10319811A1 (ru)
NO (1) NO20055566L (ru)
RU (1) RU2341326C2 (ru)
UA (1) UA84143C2 (ru)
WO (1) WO2004096431A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015183122A1 (ru) * 2014-05-26 2015-12-03 Общество с ограниченной ответственностью "Уникат" Печной трубчатый блок для пиролиза легких алканов

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008049262B4 (de) * 2008-09-26 2016-03-17 Thyssenkrupp Industrial Solutions Ag Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von ethylenisch ungesättigten halogenierten Kohlenwasserstoffen
DE102008049260B4 (de) * 2008-09-26 2016-03-10 Thyssenkrupp Industrial Solutions Ag Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von ethylenisch ungesättigten halogenierten Kohlenwasserstoffen
DE102008049261B4 (de) 2008-09-26 2018-03-22 Thyssenkrupp Industrial Solutions Ag Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von ethylenisch ungesättigten halogenierten Kohlenwasserstoffen
CN102738078B (zh) * 2012-06-21 2014-11-12 京东方科技集团股份有限公司 柔性显示基板的制作方法

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE27554C (de) P. CH. J. RICHTER in New-York, V. St. A Papierstoff als Füllstoff für Appreturmassen zu baumwollenen Geweben
BE582893A (ru) 1958-09-25 1900-01-01
GB1225210A (ru) 1969-08-01 1971-03-17
DE1952770C3 (de) 1969-10-20 1974-04-25 Erik Weniaminowitsch Sonin Verfahren zur Herstellung von Polychloräthylenen
DE2130297B2 (de) 1971-06-18 1975-01-30 Chemische Werke Huels Ag, 4370 Marl Verfahren zur Herstellung von Vinylclorid
US3860595A (en) 1972-04-21 1975-01-14 Allied Chem Production of chloride from ethylene dichloride
DE2428577C3 (de) * 1974-06-14 1980-10-16 Kraftwerk Union Ag, 4330 Muelheim Verfahren zur Trennung von gasförmigen Stoffgemischen
DE2938353C2 (de) 1979-09-21 1983-05-05 Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V., 3400 Göttingen Verfahren zur Herstellung von Verbindungen mit wenigstens einer olefinischen Doppelbindung
DE3008848C2 (de) * 1980-03-07 1984-05-17 Max Planck Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V., 3400 Göttingen Verfahren zur Herstellung von Verbindungen mit wenigstens einer olefinischen Doppelbindung
DK392380A (da) 1979-09-21 1981-03-22 Max Planck Gesellschaft Fremgangsmaade til fremstilling af olefiniske dobbeltbindinger ved halogenbrintefraspaltning
US4414671A (en) * 1981-10-05 1983-11-08 Miami University Collision laser
DE3328691A1 (de) 1983-08-09 1985-02-21 Hoechst Ag, 6230 Frankfurt Verfahren zur thermischen spaltung von 1,2-dichlorethan
FR2560067B1 (fr) * 1984-02-24 1989-04-07 Vicarb Sa Procede et dispositif pour unifier, voire entretenir, une reaction chimique par excitation photonique
US4584420A (en) 1984-06-25 1986-04-22 Ppg Industries, Inc. Method for producing vinyl chloride
US4590318A (en) 1984-11-23 1986-05-20 Ppg Industries, Inc. Method for producing vinyl chloride
IT1188189B (it) 1985-09-05 1988-01-07 Snam Progetti Procedimento per la produzione di cloruro di vinile monomero per cracking di cicloroetano e sistema adatto alla conduzione del procedimento
DE3704028A1 (de) 1986-10-10 1988-04-14 Uhde Gmbh Verfahren zur herstellung von vinylchlorid durch thermische spaltung von 1,2-dichlorethan
DE3702438A1 (de) 1987-01-28 1988-08-11 Hoechst Ag Verfahren zur herstellung von vinylchlorid durch thermische spaltung von 1,2-dichlorethan
RU2021451C1 (ru) 1991-06-13 1994-10-15 Николай Александрович Галайко Наблюдательная вышка
FR2690155B1 (fr) 1992-04-21 1994-05-27 Atochem Elf Sa Procede de preparation du chlorure de vinyle par ultrapyrolyse du 1,2 dichloroethane.
DE4342042A1 (de) 1993-12-09 1995-06-14 Hoechst Ag Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Vinylchlorid
DE4420368C2 (de) 1994-06-10 1998-04-09 Hoechst Ag Abdichtung an einem Thermofühler
EP0705857B1 (en) 1994-10-04 2000-01-19 Aventis Research & Technologies GmbH & Co. KG A process for producing polymers of alpha,omega-unsaturated conjugated compounds
WO1996035653A1 (en) 1995-05-08 1996-11-14 Ppg Industries, Inc. Promotion of 1,2-dichloroethane pyrolysis with chloral and/or chloral hydrate
US6030506A (en) 1997-09-16 2000-02-29 Thermo Power Corporation Preparation of independently generated highly reactive chemical species
DE19648999C2 (de) 1996-11-27 2000-08-03 Afs Entwicklungs & Vertriebs G Vorrichtung zur Reinigung, Beschichtung und/oder Aktivierung von Kunststoffoberflächen
DK174077B1 (da) 1997-06-10 2002-05-21 Topsoe Haldor As Fremgangsmåde til carbonhydriddampreformering under anvendelse af en guldholdig nikkeldampreformingkatalysator
DE19845512B4 (de) 1998-10-02 2005-05-19 Smetec Gmbh Vorrichtung zur Erfassung von Vorgängen im Brennraum einer in Betrieb befindlichen Verbrennungskraftmaschine
WO2000029359A1 (en) 1998-11-16 2000-05-25 Akzo Nobel N.V. Catalytic dehydrodechlorination of ethylene dichloride
DE19859262A1 (de) 1998-12-22 2000-07-06 Krupp Uhde Gmbh Verfahren zur Verdampfung von 1,2-Dichlorethan (EDC)
DE20003712U1 (de) 2000-02-29 2000-07-13 SMETEC Gesellschaft für Sensor-Motor- und Energietechnik mbH, 52511 Geilenkirchen Einrichtung zur Beobachtung der Vorgänge im Brennraum einer im Betrieb befindlichen Brennkraftmaschine
US7270724B2 (en) * 2000-12-13 2007-09-18 Uvtech Systems, Inc. Scanning plasma reactor
JP2003092268A (ja) * 2001-09-17 2003-03-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 光透過窓のクリーニング方法、および光出力装置
DE10219723B4 (de) 2002-05-02 2005-06-09 Uhde Gmbh Verfahren zur Herstellung ungesättigter halogenhaltiger Kohlenwasserstoffe sowie dafür geeignete Vorrichung
US7879296B2 (en) * 2005-12-27 2011-02-01 Gas Technologies Llc Tandem reactor system having an injectively-mixed backmixing reaction chamber, tubular-reactor, and axially movable interface

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015183122A1 (ru) * 2014-05-26 2015-12-03 Общество с ограниченной ответственностью "Уникат" Печной трубчатый блок для пиролиза легких алканов

Also Published As

Publication number Publication date
DE502004007783D1 (de) 2008-09-18
EP1624960B1 (de) 2008-08-06
JP2006524561A (ja) 2006-11-02
NO20055566L (no) 2005-11-24
AU2004233947A1 (en) 2004-11-11
CN1780690A (zh) 2006-05-31
DE10319811A1 (de) 2004-11-18
US20070034795A1 (en) 2007-02-15
RU2005137181A (ru) 2006-03-20
WO2004096431A1 (de) 2004-11-11
ATE403492T1 (de) 2008-08-15
AU2004233947B2 (en) 2009-03-05
CN100579645C (zh) 2010-01-13
BRPI0409814A (pt) 2006-05-09
UA84143C2 (ru) 2008-09-25
EP1624960A1 (de) 2006-02-15
US7435983B2 (en) 2008-10-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2316533C2 (ru) Способ получения ненасыщенных галогенсодержащих углеводородов, а также пригодное для этого устройство
KR100364384B1 (ko) 반응개시시에적어도가열을필요로하는화학반응을실시하기위한장치
US20060163054A1 (en) Plasma reactor for carrying out gas reactions and method for the plasma-supported reaction of gases
RU2341326C2 (ru) Устройство для ввода электромагнитного излучения в реактор
CA2399138A1 (en) Treatment of fluorocarbon feedstocks
JP2006510573A5 (ru)
JP2550272B2 (ja) 化学製品の製造方法
US5846496A (en) Apparatus for manufacturing chemical products
US3469946A (en) Apparatus for high-temperature conversions
US3019271A (en) Process and apparatus for treatment of hydrocarbons
KR100687010B1 (ko) 저온을 이용한 탄소나노튜브 합성 장치
JP7432214B2 (ja) 尿素製造装置及び尿素製造方法
KR102320510B1 (ko) 가열 튜브 모듈 및 이를 포함하는 파이어 히터
WO2022018965A1 (ja) 気化器
KR102220200B1 (ko) 파이어 히터
RU2011116392A (ru) Способ и устройство для получения галогенированных ненасыщенных углеводородов этиленового ряда
DE10350204A1 (de) Verfahren zur Herstellung ungesättigter Kohlenwasserstoffe sowie dafür geeignete Vorrichtung
McSporran et al. Preliminary studies of atmospheric pressure plasma enhanced CVD (AP-PECVD) of thin oxide films
KR930018062A (ko) 화학증착 다이아몬드 반응기용 예비가열장치
DE10307193A1 (de) Verfahren zur Herstellung ungesättigter halogenhaltiger Kohlenwasserstoffe sowie dafür geeignete Vorrichtung
US20130280427A1 (en) Tube Reactor for Chemical Vapor Deposition
WO1999064541A1 (en) Thermal cracking process and chamber
KR20180078367A (ko) 파이어 히터
WO2003093206A1 (de) Verfahren zur herstellung ungesättigter halogenhaltiger kohlenwasserstoffe sowie dafür geeignete vorrichtung
JP2002093712A (ja) 流体分解器

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110302