SU1000094A1 - Газожидкостной реактор - Google Patents

Description

(54 ) ГАЗОЖИДКОСТНОЙ РЕАКТОР

Изобретение относитс  к аппаратам дл  проведени  газожидкостных реакций, например в процессах органического синтеза, и может быть использовано в различньох процессах химической и нефтехимической технологии.

Известен химический реактор дл  проведени  процессов в гетерогенных средах, содержащий корпус с теплообменной рубашкой, встроенный теплообменный циркул ционный стакан, вал с мешалкой, выполненной в виде винтового насоса, отражатель потока, . выполненный в виде полутора, обращенного выпуклостью к крыике, дополнительный отражатель, смонтированный . н.а валу мешалки и выполненный в виде полуоткрытой турбины .,

Основными недостатками данного . аппарата при проведении массообменных реакций с быстрорастворимыми газами и большим тепловым эффектом  вл ютс  слабо развита  поверхность теплообмена и высока  энергоемкость перемешивающего устройства в аппаратах большой единичной мощности, низкий энергетический КПД аппарата изза неиспользовани  энергии вводимого газа на перемешивание реакционной массы.

Известен кожухотрубный газлифтный реактор, содержащий корпус, выполненный в виде кожухотрубчатого TenJxoобменника с центргшьной циркул ционной трубой, увеличенную по высоте верхнюю крышку, теплообменные трубы, закрепленные в верхней и нижней трубных решетках. Нижние концы всех труб выведены под трубную решетку и в

10 низ на одинаковом рассто нии от нижнего среза просверлены отверсти . Аппар&т имеет развитую поверхность теплообмена , циркул ци  жидкости в аппарате обеспечиваетс  за счет ввода

15 газового реагента, газ подаетс  под нижнюю трубную решетку, под которой образуетс  газовый .слой,, отжимающий жидкость вниз до тех пор, пока не откроютс  отверсти  в барботажных

20 трубах. В барботажных трубах образуетс  газожидкостна  смесь, в циркул ционных - находитс  только жидкость За счет разности их плотностей и обеспечиваетс  циркул ци  жидкости в

25 аппарате. Интенсивность процессов тепломассообмена в таком аппарате в основном зависит от расхода газа С21.

Однако в известном устройстве ин тенсивность тепломассообмена при

Claims (2)

1. 30 малых расходах газов, особенно раствор кхцихс  в жидкости, недостаточна. Локальные перегревы жидкости на поверхности раздела фаз при обработке быстрорастворимого газа и невозмож ность использовани  аппарата в перио дических процессах, протекающих в две или более стадий, когда одна из них- осуществл етс  без ввода газового реагента также относ тс  к недостаткам известного устройства. Цель изобретени  - интенсификаци  процессов при обработке быстрорастворимых газов путем регулировани  их , подачи. Поставленна  цель достигаетс  тем что в известном аппарате, содержащем вертикальный цилиндрический корпус , горизонтальные трубные решетки, установленные в верхней и нижней час т х корпуса и дел щего его на верхню центральную и нижнюю камеры, барботажные трубы, закрепленные в трубных решетках и выполненные с отверсти ми дли ввода газа расположенными в нижних их част х в нижней камере, циркул ционнуюю трубу, закрепленную в трубных решетках по оси корпуса, и штуцеры ввода и вывода реагентов и теплоносител , имеютс  подвижна  в вертикальном направлении ложна  трубна  решетка, установленна  под нижней трубной решеткой в нижней камере на трубах, и упоры, закрепленны на внутренней поверхности корпуса по обе стороны от ложной трубной решетки и отверстий дл  ввода газа. Причем верхний упор расположен под патрубком дл  ввода газообразного реагента, а нижний - под отверс ти ми дл  ввода газа в барботажных трубах. Кроме того газожидкостной реактор снабжен диффузором, установленным соосно над циркул ционной трубой в верхней камере, и помещенной в диффузор мешалкой, выполненной в виде осевого насоса, а ложна  труб на  решетка изготовлена из материала с плотностью, меньшей плотности реакционной смеси. На чертеже показана принципиальна  схема аппарата. Реактор содержит корпус 1 в виде кожухотрубчатого теплообменника, верхнюю 2 и нижнюю 3 камеры. Корпус 1 содержит верхнюю и нижнюю трубные решетки 4, в которых закреплены барбот ажные трубы 5, и центральную циркул ционную трубу 6.. Барботажные тру бы 5 снабжены отверсти ми 7. В верхней камере 2, коаксиально циркул цио ной трубе б размещен диффузор 8 с мешалкой 9, выполненной в виде осевого насоса, в нижней камере 3 размещен штуцер 10 дл  ввода газа, расположенный мезвду трубной решеткой и отверсти ми в барботажных трубах. Реактор снабжен штуцерами 11 и 12 дл  ввода жидкой фазы и вывода целевого компонента. В нижней камере 3 под штуцером 10 расположен кольцевой упор 13, а ниже уровн  отверстий 7 - упор 14. Между упорами 13 и 14, с возможностью перемещени  расположен элемент 15 в виде ложной трубной решетки. Элемент 15 изготовлен та-ким образом, что его плотность меньше плотности жидкой фазы. Штуцеры 1в служат дл  подачи и отвода теплоносител  в межтрубное пространство аппарата . Аппарат работает следующим образом . Жидка  фаза подаетс  в реактор через штуцеры 11 или 12 до его заполнени . В дальнейшем ее подача зависит ;от того, в каком режиме работает апп4рат , а именно, в непрерывном или пе- риодическом. Затем через штуцер 10 подают в аппарат газ. Под трубной решеткой образуетс  газовый слой, отжимающий ложную трубную решетку 13 вниз до тех пор, пока не огол тс  отверсти  7 в барботажных трубах 5. Тогда газ начинает поступать в барботажные трубы 5, обеспечива  циркул цию жидкости в аппарате. Газ, проход  по барботажным трубам, раствор етс  в жидкости. Тепло реакции отводитс  с помощью теплоносител , подаваемого в межтрубное пространство. Ложна  трубна  решетка 15 плавает на поверхности жидкостного сло  и предохран ет газ от контакта с жидкостью до момента -поступлени  газа в барботажные трубы. Перемещение элемента 15 ограничено упорами. Если расход газа недостаточен дл  обеспечени  интенсивной циркул ции продукта в аппарате, то включаетс  мешалка, нагнетак ца  жидкость через диффузор в циркул ционную трубу, обеспечива  продольную циркул цию продукта в аппарате. В случае проведени  различных стадий процесса в аппарате при отсутствии подачи газа в аппарат уровень жидкости в нижней камере повышаетс . Ложна  трубна  решетка всплывает до верхнего упора. Верхний упор может быть выполнен в виде уплотн ющего кольца. Тогда элемент 15, прижима сь к кольцевому упору 13, предохран ет от поступлени  реакционной жидкости в штуцер 10. Отверсти  7 в этом случае оголены и омываютс  жидкостью , что предохран ет их от зарастани . В аппарате можно обрабатывать гетерогенную смесь, содержащую твердую фазу, например катализатор. Основным преимуществом аппарата  вл етс  использование :омбинированного способа перемешивани  реакционной массы как газом, так и мешалкой. Формула изобретени  1. Газожидкостной реактор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, горизонтальные трубные решетки , установленные fi верхней и ниж ней част х корпуса и дел щне его на верхнюю, центральную и нижнюю камеры , барботажные трубы, закрепленные в трубных решетках и выполненные с отверсти ми дл  ввода газа, расположенными в нижних их част х в нижне камере, циркул ционную трубу, закрепленную в трубных решетках по оси корпуса, и штуцеЕ : ввода и вывода ре гентов и теплоносител , о т л и ч ающи йс   тем, что, с.целью интенсификации процессов при обработ ке быстрораствори1ьалх газов путем регулировани  их подачи, он снабжен подвижной в вертикальном направлении ложной трубной решеткой, установленной под нижней трубной решеткой в ни ней камере на трубах, и упорами, закрепленными на внутренней поверх ности корпуса по обе стороны от лож:ной трубной решетки и отверстий дл  ввода газа. 2. Реактор по п. 1, отличающийс  тем, что верхний / упрр расположен под патрубком дл  ввода газообразного реагента, а нижний - под отверсти ми дп  ввода :газа в барботажных трупах. 3.Реактор по п. 1, о т л ич а ю щ k и с   тем, что он снабжен диффузором, установленньм соосно над циркул ционной трубой в верхней камере, и помещенной в диффузор мешалкой , выполненной в виде осевого насоса. 4.Реактор по п. 1, отличающийс  тем, что ложна  трубна  решетка выполнена из матери4 ла с плотностью, меньшей плотности реакционной смеси. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №571294, кл. В 01 J 8/10, 1977.
2. 2.Соколов В.Н., Доманский И.В. гАзожидкостные реактор. Л. , Машиностроение , 1976, с. 81, рис. ,42.

   .5

   -5 5 5