lielie
соwith
Од О) Изобретение относитс к конструкци м газлифтных аппаратов и предназначено дл использовани в химической, нефтехимической и других отрасл х проклиллен ности дл проведени различных химических превращений, в системе газ-жидкость , например, при окислении керогена сланца кислородом воздуха и тепло-мае- сообменных процессов. Известен аппарат дл системы газжидкость , содержащий вертикальньй цилиндрический корпус, внутри которого размещены барботажные и циркул ционные трубы t-tl . Однако при проведении массообменных реакций в гетерогенных средах газ-жидкость-жидкость , газ - жидкость - твердое , когда один из компонентов в процессе обработки измен ет свою плотност или получаетс целевой продукт более высокой плотности,, чем сырье, указанный аппарат.работает недостаточно эффективно . Это объ сн етс тем, что дл поддержани более т желой фракции во взвешенном состо нии, необходимо увеличивать интенсивность циркул ции жидКОСТИ; что достигаетс повышением расхода газа. Аппарат работает непрерывно, поэтизму вмест- с т желой фракцией отвод тс и более легкие фракции, т.е. среднее врем пребывани в аппарате всех компон i.OB одинаково. Дл улучшени селективност процесс и п,овышени избирательной способности жидкой фазы гго отношению к твердой, врем лребыьа; л т-вердой фазы должно быт-ь :у величе1;:э, что в этом аппарате невозможно . Снпл19Ш1е расхода газа приводит к осаждзнизо твердой фазы в донной аппарата и если тверда фаза содержит органические соединени , то част шл слипаютс . а;.; %омерируютс и аппарат выходкт из стро , Непбходда- а разборка и чистка алпара . та что производительность, а необходимость более полного вьщеленн целевых жодсаокенгов приводит к усложне нию и удорожанию производства продукта Известен реактор, содержащий вертикальный корпус J верхнюю сепарационную и нижнюю жидкостную камеры, барботажиые и цир1дгл 1щонные трубы, закрепленные в трубных решетках, и технологичес кие штуцеры. При подаче в заполненный реакционной массой аппарат в барботалсных трубах образуетс 1 азожкдкостна смесь. За счет разности плотностей {жак ционной массы в циркул ционной трубе и газожидкостной смеси в бербо алсных трубах происходит циркул ци реакционной массы в объеме аппарата. Газожидкостна смесь по бapбoтaжньnv трубам движетс вверх, а реакционна масса по циркул иионной трубе движетс вниз. Процесс массообмена происходит в основном в барботажных трубах аппарата 2 , Однако в известном аппарате в процессе массообмена возможно изменение удельной плотности отдельных компонентов или фракций. Кожухотрубчатьгр реакторы газлифтного типа относ тс к реакторам идеального смешени с интенсивной циркул цией реакционной массы, Массообмен осуществл етс в барботажных трубах, содержащих газовую фазу. Если более т жела фракци , обедненна целевым компонентом или претерпевша химическое превращение с .конверсией свыше 80%, попадает в зону массообь ена, то средн движуща сила процесса резко снижаетс . Это снижает интенсивность массообмена и селективность процесса, а также возможен унос непрореагировав- ших компонентов. Оседание т желой фракции на верхней трубной решетке приводит к его зарастанию и забивке Bbirj Horo штуцера. В технологических схемах, например, дл окислени керогена сланца, дл более извлечени целевьЕх компонентов устанавливают дополнительное оборудование усреднители-отстойники, что приводит к усложнению и удорожанию производства. Цель изобретени - интенсификаци процесса за счет повышени степени огделени ot жидкой фазы твердьпс часлиг. продукта. Указанна цель достигаетс тем ;то в реакторе, содержащем вертикальный корпус, верхнюю сепарационную и 1шжшою жидкостную камеры, барботажные и цкр:йул5щионные трубы, закрепленные з трубJSbix решетках, и технологические штуцеры , нижн камера снабжена сепарируго.щими элементами, усталовленнь уги под . циркул 1дионными трубами и вылолкенными в ввде усеченных конусов с пе|фэрированными стенками к снабженными на знутр-энней поверхности ребрами, расположенаымк по винтовой линии. На фиг. 1 представлен реактор, обнтдй вид; на фиг, 2 - се арир -юдщй элементу на ilMT, 3 - разрез А-А. на фиг. 2. Реак1х р состоит из нертикальногх) иигатгфр; веского корпуса 1, верхней сепа-jjaiiKcimoS . камеры 2, верхней 3 и юэкней 4 трубных решеток, барботфкных 5 и цирвул 1а1ош .1Х 6 труб. В барботажньк трубах вьшолнены отверсти дл ввода в них газа. Нижн жидкостна камера 8 выполнена в виде цшпшдрической обечайки с коническим днищем и снабжена тепл ой«1енной игбашкой 9, Реактор снабжен технологическими штуцерами: дл подачи реакционной смеси 10, дл подачи .газа в аппарат IjL, дл взют и выхода теплоносител 12, дл выхода отрабртшшого газа 13, дл входа и выхода теплоносител в рубашку 14, дл опорожнени аппарата 15 и дл выхода готового продукта 16. В нижней камере 8 под циркул ционШ)1ми трубами установлен сепарирующие элементы 17 в виде пер4юрированного конуса . В вергхней камере установлен брызгоотбойник 18 дл отделени капель жидкости из по-гока отработанного газа. В нижней камере наблюдаютс три .технологических зоны: зона 19 турелизации; зона 2 О свободного осаждени и зона 21 накоплени осадка, Сепарирующий элемент 17 имеет ребра 22. Реактор работает следующим образом. В заполненный жидкой реакционной массой, содержащей твердую фазу, кор пус 1 непрерьтно подают через штуцерИ исходное сырье, например водный раство керогена сланца, и газ, содержащий кислород . Под нижней труб ой решеткой 4 образуетс газовый слой, и которого га через отверсти 7 попадает в барботажны трубы Sj где образуетс газожидкостна смесь. Вследствие разности плотностей. . жидкой фазы в циркул ционных трубах 6 и газожидкостной .смеси в бар&кгажных: трубах 5 в объеме аппарата происходит циркул ци реакционной массы. Тазожидкостна смесь по барботажным движетс вверх, а жидка фаза до циркул ционным трубам - вниз. Взаимодействи фаз происходит в барботажных -рруб&х.. Отработанный газ, предварительно ocBcU бодйвшись от содержащихс в нем капель жидкости на брызгоотделктеле 18, отводитс из аппарата через штуцер 13, готовзый продукт отводитс через штуивр 1 В процессе химического взаимодейсрВИЯ реакционной массы с газом лроисхо- дкт окисление керогена сланца. Тверда фаза, содержаща кероген сланца, на 60% состоит из солей оргаш1ческз5х соедннеНИИ и на 4О% - из минеральных солей. Минеральные соли по плотности в 2-3 ра превосход т органические. Исходна плот ность твердой фазы рассчитываетс по. правилу аддитивности. В реакцию с кислородом вступает органтгческа фаза, кото- ра после окислени растворима в воде. Твердые частицы тер ют в массе и в объеме, но их удельна плотность повышаетс за счет возрастани долн мин&ральных солей. Дл Tortv чтобы 1обедне1ша i -лверда фаза не оседала на верхней трубной решетке и не уносилась с целевым продуктом целесообраз1р вьгоести ее из циркулирующей смеси. Обедненна тверда фаза содержит до 20% органического целевого продукта, склонного при больших локальных концентраци х к агломерации. С другой стороны известно, что более крупные твердые частицы легче сепарируютс и их проще отводить из аппарата. Реакционна масса, выход из нижних концов циркул ционных труб, поступает в сепарирующий элемент 17. Благодар ребрам 22, расположенным на внутренней поверхности полых усеченных конусов, поток закручиваетс . Так как сепарирующий элемент вьшолнен в виде конуса, то по мере его прохождени поток преобретает все большую скорость вращени , т.е. центробежные силы возрастают. Твердые частицы на стенках элеме тов агломерируютс . Жидкость проходшг сквозь перфорацию. Агломераты, после прохождени сепарирующего элемента, еще некотчэрое врем наход тс во взвеше}шом состо5шии, но турбулизаци потока и скорость подъема жидкости уже недостаточны дл их захвата и уноса в барботажные трубы. Пока тверда фаза находитс в зоне умеренной турбулизации, т.е. в зоне осаждени , поверхность частиц продолжает обедн тьс органическими со-,; )п ми и тверда фаза тер ет способность , К дальнейшей агломерации. Днище аппарата не зарастает. Жидка фаза, сепариру сь сквозь перфорированные стенки, попадает в зону развитой турбулентности, образованную, вход щим, потоком и потоками, поступающими в барботажные трубы. Недостаточно , обедненные частицы твердой фазы или мвпкке частицы подхватываютс потоком и вновь поступают в реакционную зону, их охлажаение на верхней трубной рещегке невозможно , гак как они смываютс , потоком. Использование реактора в производстве дикарбоновых кислот позвол ет отказатьс ОТ усрецннтелей-ргсгойников и почти в два раза сокращает, потери по ценному о аническому продукту.Od O) The invention relates to gas-lift apparatus designs and is intended for use in chemical, petrochemical and other curves of convexity for carrying out various chemical transformations, in a gas-liquid system, for example, in the oxidation of kerogen by shale oxygen in air and heat-exchangeable processes. A known apparatus for a gas-liquid system comprising a vertical cylindrical body within which t-tl bubbling and circulation pipes are placed. However, when mass transfer reactions are carried out in heterogeneous gas-liquid-liquid media, gas-liquid-solid, when one of the components changes its density during processing or the target product is obtained of a higher density than the raw material, the specified apparatus does not work effectively. This is due to the fact that in order to maintain a heavier fraction in a suspended state, it is necessary to increase the circulation intensity of the liquid; which is achieved by increasing the gas flow rate. The device operates continuously, while the lighter fractions are removed along with the heavy fraction, i.e. the average residence time in the apparatus of all components of i.OB is the same. In order to improve the selectivity of the process and to increase the selective ability of the liquid phase relative to the solid phase, time is required; lt-verda phase should be: y greater than 1;: uh, that in this apparatus is impossible. The gas flow rate leads to sedimentation of the solid phase in the bottom of the apparatus and if the solid phase contains organic compounds, then partly stick together. but;.; The unit is also measured by the apparatus outgoing, non-disassembling and cleaning of alpara. The fact that the productivity and the need for a more complete implementation of the target Jodosokengs leads to more complicated and expensive production of the product. A reactor is known that contains a vertical casing J upper separation and lower liquid chambers, bubbling and circulating tubes, and technological fittings. When fed into the apparatus filled with the reaction mass, 1 azozhkdkostny mixture is formed in the barbotale tubes. Due to the difference in densities (the jacquer mass in the circulating tube and the gas-liquid mixture in the barabce tubes, the reaction mass is circulated in the apparatus. The gas-liquid mixture moves upward along the pipe, and the reaction mass moves downward through the circulating pipe. The process of mass transfer occurs mainly in the bubbling tubes of the apparatus 2, However, in a known apparatus in the process of mass transfer it is possible to change the specific density of individual components or fractions. The shell-and-tube type gas-lift type reactors are referred to as perfectly mixed reactors with intensive circulation of the reaction mass. Mass exchange is carried out in bubbling tubes containing a gas phase. If a heavier fraction, depleted in the target component or having undergone chemical conversion with a conversion of over 80%, falls into the zone of mass distribution, then the average driving force of the process decreases sharply. This reduces the intensity of mass transfer and the selectivity of the process, as well as the loss of unreacted components. The settling of the heavy fraction on the upper tube sheet leads to its overgrowing and clogging of the Bbirj Horo fitting. In technological schemes, for example, for the oxidation of shale kerogen, for more extraction of the target components, additional equipment is added to the settling averagers, which leads to complication and cost of production. The purpose of the invention is to intensify the process by increasing the degree of depletion ot of the liquid phase of the solid phase. product. This goal is achieved by the fact that in a reactor containing a vertical casing, an upper separation chamber and a first liquid chamber, bubbling and redistributing pipes: fixed pipes, fixed pipelines and technological fittings, the lower chamber is provided with separating elements, which are fitted under the casing. compasses with dionic tubes and truncated cones erupted in vvde with pe- ried walls to ribs provided on the inside-ennei of the surface, located along a helix. FIG. 1 shows the reactor, obndty view; in FIG. 2, the aryr is the all-element on the ilMT, 3 is section AA. in fig. 2. Req1x p consists of non-vertical); weighty body 1, upper sepa-jjaiiKcimoS. chambers 2, top 3 and yukney 4 tube sheets, barbatka 5 and cirvul 1osh 1 .6 x 6 pipes. In the bubbling tubes, holes for the gas injection into them are filled. The lower liquid chamber 8 is made in the form of a casing shell with a conical bottom and is equipped with a warm cooling cable 9, the reactor is equipped with technological fittings: to supply the reaction mixture 10, to supply gas to the IjL apparatus, to take and exit the heat carrier 12, to exit the exhaust gas gas 13, for entry and exit of the coolant into the jacket 14, for emptying the apparatus 15 and for the output of the finished product 16. In the lower chamber 8 under the circulation pipe 1, the separating elements 17 are installed in the form of a perforated cone. A sprinkler 18 is installed in the upper chamber to separate liquid droplets from the waste gas. Three technological zones are observed in the lower chamber: turretization zone 19; free deposit zone 2 O and sludge accumulation zone 21; Separating element 17 has fins 22. The reactor operates as follows. The body 1 is continuously fed to the liquid filled reaction mixture containing the solid phase through nozzles and feedstock, such as an aqueous solution of shale kerogen, and a gas containing oxygen. A gas layer is formed under the lower tubes of the grate 4, and the gas layer through the holes 7 enters the bubbling tubes Sj where the gas-liquid mixture is formed. Due to the density difference. . the liquid phase in the circulation pipes 6 and the gas-liquid mixture in a bar & cages: the pipes 5 circulate the reaction mass in the volume of the apparatus. The liquid-liquid mixture moves upward along the bubbling, and the liquid phase goes down to the circulation pipe. The interaction of the phases occurs in the bubbling - cuttings & x .. The exhaust gas, preliminarily ocBcU, butting from the liquid drops contained in it on the splash separator 18, is withdrawn from the apparatus through the fitting 13, the finished product is discharged through piece 1 During the chemical interaction of the reaction mixture with the gas. dct oxidation of kerogen shale. The solid phase containing kerogen shale is 60% composed of salts of organic compounds and 4%% of mineral salts. Mineral salts are 2-3 times more organic in density. The initial density of the solid phase is calculated from. additivity rule. The organic phase enters into reaction with oxygen, which after oxidation is soluble in water. Solids lose mass and volume, but their specific density rises due to an increase in the length of the mines & salts. For the Tortv, so that the 1sh i -fold phase does not settle on the upper tube sheet and is not carried away with the target product, it is advisable to take it out of the circulating mixture. The depleted solid phase contains up to 20% of the organic target product, which at high local concentrations is prone to agglomeration. On the other hand, it is known that larger solid particles are easier to separate and easier to remove from the apparatus. The reaction mass, the exit from the lower ends of the circulation pipes, enters the separation element 17. Thanks to the ribs 22 located on the inner surface of the hollow truncated cones, the flow is twisted. Since the separating element is made in the form of a cone, as it passes, the flow acquires an ever increasing rotation rate, i.e. centrifugal forces increase. The solid particles on the walls of the elements agglomerate. Fluid flow through the perforation. The agglomerates, after the passage of the separating element, are still nevertheless in a dazed state, but the flow turbulization and the rate of lifting of the liquid are already insufficient for their capture and entrainment into the bubbling tubes. While the solid phase is in the zone of moderate turbulence, i.e. in the deposition zone, the surface of the particles continues to be depleted of organic co; ) pmi and solid phase loses the ability, to further agglomeration. The bottom of the device does not overgrow. The liquid phase separating through the perforated walls enters the zone of developed turbulence formed by the incoming flow and flows entering the bubbling tubes. It is not enough, the depleted particles of the solid phase or the wpc particles are picked up by the flow and re-enter the reaction zone, their cooling on the upper pipe grating is impossible, as they are washed away by the flow. The use of the reactor in the production of dicarboxylic acids makes it possible to reject the use of regency traps and almost halves the loss in value of the valuable product.