NU
ю
ел
со Изобретение относитс к химическим реакторам и может быть использовано дл проведени химических процессов в системах жидкость-твердое и жидкость-жидкость в случае протёкани реакций, сопровождающихс выделением газовой фазы, например, при получении дихлорангидридов ароматических дикарбоновых кислот взаимодействием тионилхлорида с нераствор ющейс в нем кристаллической кислотой, т.е. когда возникает.необходимость взвесить твердую фазу в ре акционной массе и перемешать ее. Известен аппарат дл осуществлеНИЛ контакта между твердой и жидкой фазами, в котором механическое перемешивание осуществл етс с помощью вращающегос вала, по высоте которого последовательно размещены ротор с циркул ционной трубой, на которой закреплена перфорированна перегородка ,, вьтолненна в виде усеченного конуса., и диск с лопаст ми. Благодар наличию перегородки тверда фа- за не преп тствует работе диска и, таким образом, предотвращаютс перегрузки и поломки Перемещающегос уст ройства D Недостатками аппарата с механическ перемешиванием вл ютс энергоемкост сложность герметизации, особенно при наличии высокоагрессивных сред, и возможность попадани затворной .жидкости в реакционньй объем, что ве дет к загр знению целевого продукта. Известен аппарат дл контактировани в системе газ-жидкость, соде жащий вертикальньй цилиндрический корпус, установленную циркул ционную трубу, выполненную в виде свернутых в спираль профилированных поло закрепленньм на корпусе -привод регулировани ширины промежутков между витками спиралиС2 3. Недостатком этого аппарата вл ет с низка интенсивность процесса вза имодействи веществ из-за однонаправ ленного характера движени их во все промежутках между витками спирали, что ограничивает сферу и врем их взаимодействи ., . Известен аппарат дл контак;тирова ни в системах газ-жидкость и жидкость-жидкость , содержащий вертикаль I ный цилиндрический корпус,установленную коаксиально цилиндрическую трубу выполненную в виде свернутых в спираль профилированных полос, закрепленный на корпусе привод регулировани ширины промежутков между витками спирали, в котором полосы вьшолнены трапецеидального или треугольного профил , что способствует образованию локальных контуров рециркул ции реагентовСЗ . Однако суспендирование и равномерное распределение твердой фазы возможно только при подаче газа или другой жидкости извне, когда вследствие разности плотности фаз возникает циркул ци реакционной смеси. В противном случае аппарат будет работать с накоплением твердой фазы, в виду отсутстви циркул ции, что существенно снизит конверсию твердой фазы. Наиболее близким к изобретению вл етс газлифтный аппарат,содер-; жащий цилиндрический корпус, барботе), патрубки дл ввода и вывода продуктов и центральную трубу, по высоте которой вьтолнены окна, а аппарат снабжен размещенными в них вдоль оси корпуса чередующимис обтекател ми , выполненными в виде тел рращени C4l. Однако этот аппарат эффективно работает только при подаче газа извне. Если необходимо суспендировать твердую фазу за счет газа, выдел ющегос в процессе реакции,то так как эта конструкци создана дл ,рнижени продолГного перемещенщг, то нижн секци будет работать как проста барботажна колонна и в ней будет накапливатьс тверда фаза, в результате чего реакци может прекратитьс , что приведет к ухудшению работы аппарата. Подача же газа извне ведет к дополнительным энергозатратам, так как при сатурации подаваемого газа необходимо подводить дополнительное тепло, а также к созданию установки получени газа. Недопустимость введени инертных газов может быть св зана с технологией. Например, при получении дихлорангидридов ароматических дикарбоновых кислот при взаимодействии терефталевой кислоты с хлористым тионилом вьщел ютс хлористьй водород и сернистьй,ангидрид. Введение инертного газа значительно усложн ет дальнейшее разделение реакционных газов. Цель изобретени - интенсификаци процесса массообмена и равномерное 3 распределение твердой фазы по реакци онному объему в реакци х, сопровождающихс вьщелением газа, без подачи газа извне. Поставленна цель достигаетс тем, что в колонном аппарате, содержащем цилиндрический корпус, патрубки ввода и вывода реагентов, патрубок вывода газа и коаксиально установленную циркул ционную трубу,цирк л ционна труба снабжена усеченными конусами, установленнь ми с внешней или внутренней ее стороны, одно из оснований которых крепитс к циркул ционной трубе, а другое свободно размещено ме аду корйусом реактора и трубой или внутри трубы, и газоотводными отверсти ми, расположенными под линией креплени конусов к циркул ционной трубе. На фиг.1 представлен реактор с центральной трубой, имеющей по всей длине усеченные конуса с наружной стороны, и гидродинамической картиной движени газожидкостных потоков ,на фиг.2 - то же,с усеченными кону сами размещенными с внутренней стороны центральной трубы. Реактор содержит цилиндрический корпус 1, коаксиально установленную центральную трубу 2, газосборные ка меры 3, образованные поверхностью центральной трубы 2 и коническими обечайкам 4, присоединенными к тру бе 2, газоотводные отверсти 5, тех нологические патрубки дл ввода про дуктов 6 и вывода жидких 7 и газооб разных 8 продуктов. В верхней части газосборных камер .3 в центральной трубе размещены отверсти 5 дл пр хода парогазовой фазы из кольцевого зазора 9 во внутрь трубы 2 при наружном расположении газосборных к мер (фиг.1), или из трубы 2 в кольцевой зазор 9 при внутреннем расположении газообразных камер (фиг.2 Площадь сечени дл прохода потока газонаполненной реакционной массы в сечени х 10, наиболее суженных га сборными камерами 3, выбираетс с таким расчетом,, чтобы скорость потока несколько превьш1ала скорость всплы и газовых пузырей. Реактор работает следующим образом . Аппарат заполн етс исходной сус пензией (или смесью плохо растворимых друг в друге жидкостей), при . 94 этом создаютс услови , необходимые дл протекани реакции, сопровождающейс выделением газовойфазы. По фиг.1 парогазова смесь, образующа с в центральной трУбе выходит из нее и через патрубок 8 покидает реактор . Парогазова смесь, образующа с в кольцевом зазоре 9, частично попадает в конические газосборные камеры 3 и начинает поступать во внутрь центральной трубы 2 через отверсти 5. В результате этого плотность газонаполненной жидкости внутри трубы 2 снижаетс и возникша разность плотностей в трубе 2 и кольцевом зазоре 9 приводит к интенсивному и направленному движению газонаполненной жидкости вверх по центральной трубе 2, на выходе из которой газожидкостной поток дегазируетс : газова фаза устремл етс к патрубку 8, а жидкость, практически не содержаща газовых пузырей, поступает в кольцевой зазор 9 и движетс по нему вниз. В результате реакции, сопровождающейс вьщелением газа, в этом потоке вновь образуютс парогазовые пузырьки, которые увлекаютс потоком вниз через суженное сечение 10. Далее площадь сечени дл прохода потока реакционной массы резко увеличиваетс , что приводит к снижению скорости потока до скоростей ниже скорости всплыти пузырьков газа. В пространстве под конусом происходит всплытие парогазовых пузырьков, которые через отверсти 5 nocTynaioT во внутрь центральной трубы. Таким образом, 60-95% парогазовой смеси, образующейс в кольцевом зазоре 9, поступает в центральную трубу 2 через газосборные камеры 3 и отверсти 5. Возникающа при этом разность, плотностей потоков в кольцевом зазоре 9 и центральной трубе 2 более чем достаточна дл обеспечени необходимой интенсивности циркул ции. Во втором варианте устройства (фиг.2) газосборные камеры 3 размещены внутри центральной трубы 2. В этом случае реактор работает так же как и в первом ва.рианте, только с той разницей, что измен етс направление циркул ции потока внутри реактора: по кольцевому зазору 9 поток движетс вверх, а по центральной трубе 2 - вниз. Первый вариант исполнени газосборных камер предпочтительнее при