SU1126204A3 - Газо-жидкостной инжектор дл фотохимических реакторов - Google Patents

Abstract

ГАЗОЖИДКОСТНЫЙ ИНЖЕКТОР .ДЛЯ ФОТОХИМИЧЕСКИХ РЕАКТОРОВ, содержащий цилиндрический корпус с выполненными в нем смесительной камерой и круглыми отверсти ми и подвод щий патрубок, соединенный с корпусом по его оси, отличающийс  тем, что, с целью интенсификации процесса смешени  газа и жидкости, он снабжен коническим элементом, размещенным между корпусом и подвод щим патрубком, а круглые отверсти  вьтолнены сечением, равным 0,25-2,0 диаметра подвод щего патрубка, и расположены на коническом элементе, при этом угол между отверсти ми и подвод щим патрубком равен 30-90°, а соотношение высоты смесительной камеры к ее диаметру 1:1-3i1.

Description

а 1 Изобретение относитс  к конструкци м газожидкостных инжекторов и может быть использовано при фотохимических газожидкостных реакци х, особенно при способе сульфоокислени  дл  получени  вторичных алкансульфокислот из парафиновых углеводородов с пр мой цепью в присутствии воды облучением ультрафиолетовыми лучами Известен газожидкостный инжектор содержащий цилиндрический корпус с вьтолненными в нем смесительной каме рой и круглыми отверсти ми и подвод  щий патрубок, соединенный с корпусом по его оси ll . Недостатком известного инжектора  вл етс  низка  эффективность смешени  газа и жидкости. Цель изобретени  - интенсификаци  процесса смешени  газа и жидкости. Эта цель достигаетс  тем, что газожидкостный инжектор дл  фотохимических реакторов, содержащий цилин дрический корпус с вьшолненньп в не смесительной камерой и круглыми отверсти ми и подвод щий патрубок,соединенный с корпусом по его оси,снабжен коническим элементом, размещенны между корпусом и подвод щим патрубко а круглые отверсти  выполнены сечением , равным 0,25-2,0 диаметра, подвод щего патрубка, и расположены на коническом элементе, при этом угол между отверсти ми и подвод щим патрубком- равен 30-90 , а соотношение высоты смесительной камеры к ее диаметру 1:1-3:1. На чертеже изображен общий вид инжектора, продольньй разрез. Газожидкостный инжектор дл  фотохимических реакторов содержит цилиндрический корпус 1 с выполненными в нем смесительной камерой 2 и круглыми отверсти ми 3, подвод щий патрубок 4, соединенный с корпусом по его оси, и конический элемент 5, размещенный между корпусом 1 и подвод щим патрубком 4.Круглые отверсти  3 выполнены сечением, разным 0,25-2,0 диаметра подвод щего патрубка 4, и расположены на коническом элементе 5, при этом угол между отверсти ми 3 и подвод щим патрубком 4 равен 30-90 , а соотношение высоты смесительной камеры 2 к ее диаметру 1:1-3:1. Внутреннее поперечное сечение па рубка 4 дл  впуска газа имеет форму 4 от круглого до звездообразного,а его длина не  вл етс  критическЬй, однако должна иметь такую длину, чтобы обеспечивалось достаточное рассто ние всасьшающих отверстий 3 от основани  корпуса 1 или (при многоламповом реакторе) от общей трубы дл  подачи газа, чтобы кажда  фаза перед газовым потоком могла беспреп тственно всасыватьс  через всасывающие отверсти . В качестве материала, из которого изготовл ютс  эти газационные установки, особенно пригоден при использовании при сульфоокислении армированный стекловолокном политетрафторэтилен. Эти газационные устройства монтируютс  в реакторе под УФ-погружаемой лампой, а именно на одну погружаемую лампу одно сопло, причем эти сопла в многоламповом реакторе на один р д погружных ламп могут монтироватьс  соответственно на общей трубе дл  подачи газа. Плотность газации дл  достаточно тонкого распределени  газа и особенно благопри тный режим потока вдоль продольного направлени  лампы составл ет около 50-500 м,преимущественно 200-500 м на . При этом следует учитывать, что предварительное давление газа зависит также от уровн  жидкости над соплом. Газова  смесь с высокой скоростью выходит из узкой части сопла в патрубке 4 в воронкообразное расширение камеры 2, в результате этого там через .боковые отверсти  3 всасываетс  жидкость. Благодар  срезающим усили м всасываемой жидкости получаетс  тонкое распределение газовой смеси. Из камеры 2 выходит стру  жидкости.и газа,котора  сообщает всей реакционной жидкости внутри реактора движение по принципу маммут-насоса. Благодар  конструкции этой газационной установки обеспечиваетс  то, что массообмен в прилегающей области наружной огибающей трубы лампы, т.е. в области максимальной плотности облучени , лучше всего и в этой области концентраци  газовых пузырьков максимальна  и скорость массопёредачи сама  высока . При помощи этой газационной установки простым путем получают высокий выход алкансульфокислот , обусловленный улучшенным использованием излучаемого УФ-света и лучшими массопередачами. Это действительно как при применени в одноламповом реакторе, так и в мн голамповом реакторе. Предлагаема  газационна  установ ка примен етс  дл  всех газожидкост ных реакций, но преимущественно дл  получени  вторичных алкансульфонато сульфоокислением. При этом испольэуютс  П-парафиновые углеводороды или их смеси с 8-30 С-атомами,преимущественно с 10-18 С-атомами, а т5акже газова  . смесь SOj-O в мол р ном соотношении около 2:1, т.е. в стехиометрическом соотношении, или преимущественно с избытком до мол рного соотношени  около 3:1. Температура реакции составл ет 20-40°С, преимущественно 30-38®С. В реакторе поддерживаетс  давление приблизительно до 1 изб. бар, преимущественно 0,08-0,25 изб. бар. Реакционна  жидкость отбираетс  в основании реактора, проходит через отделительное устройство и там отдел етс  нижн   фаза, котора  содер жит полученные алкансульфокислоты и сернзгю кислоту нар ду с парафином и водой. Верхн   фаза,парафинова  фаза охлаждаетс  и затем после освежени  парафином и водой направл етс  обратно в верхнюю часть реактора. Отбор направл емой также в циркул цию газовой смеси SOj-0 производитс  из газовой зоны в верхней об ласти реактора. После асвежени  SOj и О,, газова  смесь в компрессор компримируетс  до требуемого предва рительного давлени  и через предлагаемую газационную установку вводитс  в реактор. Пример. Примененной реакционной смесью  вл етс  коммерческа  фракци  из п -парафинов с 12-18 °С-ат омами. От бирают снизу из реактора 4 жидкости, пропускают через отделительное устройство и после освежени  парафином и водой подают насосом обратно через веркнкио часть реактора. Реактор приблизительно на 5/6 своего объема наполн етс  жидкостью и приблизительно на 1/6 газом. Давление в газовом пространстве верхней части per актора составл ет 0,13 изб.бар.Температзфа реакции поддерживаетс  охлаждением циркулирующей жидкости при 31-33°С. Облучение ультрафиолетовым светом происходит с помощью ртутной лампы высокого давлени  с герметичной арматурой мощностью 3,84 кВт.Диаметр ее наружной,трубки с кварцевой оболочкой-составл л 120 мм. Эта УФ-лампа производит поток излучени  545 Вт в области длин волн от 248 до 4.00,мм. За 1 ч вводитс  через газационную установку 33 м смеси газа SOj-Oj мол рного состава 2,2:1, как описано, с предварительным давлением 1,1 изб. бар в реактор . Это устройство закреплено в нижнем основании реактора точно под УФ-лампой, и имеет размеры: отверстие дл  выхода газа имеет внутренний диаметр 7 мм, расположенные симметрично четыре всасываюпрпс отверсти  имеют внзггренний диаметр соответственно 10 мм, внутренний диаметр смесительного резервуара составл ет 35 мм, газахщонна  уста новка имеет высоту всего 110 мм и . смесительный резервуар от выходного отверсти  га,за имеет высоту 50 мм. За 1 ч получают 76 эквивалентов алкансульфокислоты . Мол рное соотношение моно- к дисульфокислоте составл ло приблизительно 9:1. Если работают с таким же реактором и при одинаковых услови х, как . указано, но с используемым до сих пор при сульфоокислении душем с отверсти ми диаметром 180 t который на своей верхней поверхности имеет отверсти  с диаметром в свету около 0,8-1,5 мм, и ввод т в реактор через этот душ с отверсти ми 75 газовой смеси с мол рным составом 2,2:1, то получают за 1 ч только 52 эквивалента алкансульфокислоты .

Claims (1)

1. ГАЗОЖИДКОСТНЫЙ ИНЖЕКТОР .ДЛЯ ФОТОХИМИЧЕСКИХ РЕАКТОРОВ, содержащий цилиндрический корпус с выполненными в нем смесительной камерой и круглыми отверстиями и подводящий патрубок, соединенный с корпусом по его оси, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса смешения газа и жидкости, он Снабжен коническим элементом, размещенным между корпусом и подводящим патрубком, а круглые отверстия выполнены сечением, равным 0,25-2,0 диаметра подводящего патрубка, и расположены на коническом элементе, при этом угол между отверстиями и подводящим патрубком равен 30-90°, а соотношение высоты смесительной камеры к ее диаметру 1:1-3-:1. § >