SU558443A1 - Реактор - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к химической аппаратуре дл  проведени  процессов с участием жидких и газообразных веществ и, в частности, может быть использовано в производстве мочевины из аммиака и двуокиси углерода.

Известны реакторы, содержащие вертикальный корпус, разделенный горизонтальными перегородками на зоны, кожухотрубный тенлообменник, размещенный в средней зоне, центральную трубу, проход щую через теплообменник и соедин ющую верхнюю и нижнюю зоны, смесительный инжектор , установленный в верхней части трубы, и штуцеры ввода и вывода реагентов 1-3.

При взаимодействии жидкости и газа в известных аппаратах рециркул ции в струйном устройстве будет подвергатьс  не сам газ, а газожидкостна  смесь (вне зависимости от точки ввода газа), что ухудщает услови  массообмена между фазами.

С целью интенсификации процессов контактировани  газа с жидкостью в нредлагаемом реакторе в верхней зоне установлена цилиндрическа  обечайка с горизонтальными перегородками, образующими камеры , соединенные между собой газожидкостным сепаратором, одна из которых соединена с трубным пространством теплообменника , а друга  - с инжектором, а также газожидкостной сепаратор выполнен в виде перфорированного у одного из торцов патрубка с размещенной в нем спиральной насадкой , образующей винтовые каналы.

На чертеже изображен предлагаемый реактор , общий вид в продольном разрезе.

Реактор состоит из вертикального корпуса 1, разделенного перегородками 2 и 3, на

зоны 4, 5 и 6, кожухотрубного теплообменника 7, размещенного в средней зоне 5, центральной трубы 8, проход щей через теплообменник 7 и соедин ющей верхнюю 6 и нижнюю 4 зоны, и смесительного инжектора 9, установленного в верхней части трубы 8.

В верхней зоне 6 остановлена цилиндрическа  обечайка 10 с горизонтальными перегородками 11 и 12, образующими камеры 13 и 14, соединенные между собой газожидкостным сепаратором 15. Камера 13 соединена с трубным пространством теплообменника 7, а камера 14 - с инжектором 9.

Газожидкостной сепаратор 15 выполнен в виде перфорированного у одного из торцов патрубка 16 с размещенной в нем спиральной насадкой 17, образующей винтовые каналы 18.

Штуцеры 19 и 20 служат дл  подачи исходных реагентов в зону 4. Чтобы обеспечить равномерное распределение реакционной смесн но трубам тенлообменника 7, в нижней зоне 4 установлена решетка 21.

Штуцер 22 предназначен дл  ввода одного из исходных компонентов в патрубок 16, где он смешиваетс  с потоком, выводимым из трубного пространства теплообменника 7 через камеру 13.

Отверсти  23 позвол ют выводить из верхней камеры жидкую фазу, а дл  рецикла газовой фазы в нижнюю камеру служит инжектор 9. Дл  отвода инертных газов верхн   зона 6 содержит штуцер 24.

Реактор работает следующим образом (на примере приготовлени  водноаммиачного раствора карбамата аммони  в процессе получени  мочевины).

Газообразную €02 и жидкий NHs сжимают до давлени  синтеза мочевины кгс/см, а рециркулируемый раствор углеаммонийных солей (УАС) - на 30- 50 кгс/см выше. СО2 подают непосредственно в нижнюю зону 4 через штуцер 20, NHs через штуцер 22 подают в верхнюю зону 6, а раствор УАС через штуцер 19 в качестве рабочего потока входит в инжектор 9 и инжектирует газовую фазу из верхней зоны 6 (в этом потоке преобладает NHa) в нижнюю зону 4. Инл ектор 9 нар ду с рециркул цией газовой фазы, обеспечивает интенсивное перемешивание контактирующих в нем потоков, что способствует конденсации NHs. Смесь NHs, С02 и раствора УАС с помощью решетки 21 равномерно распредел етс  по трубкам теплообменника 7, в котором отводитс  теплота образовани  карбамата аммони  и растворени  NHs в растворе УАС (с продуцированием пара в межтрубиом пространстве ).

Реакционна  смесь из теплообменника 7 поступает в нижнюю камеру 13. Чтобы в этой смеси интенсивно растворить аммиак, поток NHs смешивают с потоком реакционной смеси в патрубке 16. На выходе смеси из патрубка 16 осуществл етс  сепараци 

газожидкостной смеси. Дл  того, чтобы избавитьс  от инертных газов, часть газовой фазы через штуцер 24 вывод т. Из верхней камеры 14 через отверсти  23 вывод т только жидкую фазу, что позвол ет обеспечить в этом реакторе высокоинтенсивный режим, близкий к идеальному вытеснению. Благодар  этому удельна  производительность реактора синтеза мочевины возрастает почти в два раза при неизменной степени превращени  сырь  или на дес тки процентов нри одновременном повышении степени превращени .

Claims (3)

1. Реактор, содержащий вертикальный корпус, разделенный горизонтальными перегородками на зоны, кожухотрубный теплообменник , размещенный в средней зоне, центральную трубу, проход щую через теплообменник н соедин ющую верхнюю и нижнюю зоны, смесительный инжектор, установленный в верхней части трубы, и

штуцеры ввода и вывода реагентов, отличающийс  тем, что, с целью интенсификации процессов контактировани  газа с жидкостью, в верхней зоне установлена цилиндрическа  обечайка с горизонтальными

перегородками, образующими камеры, соединенные между собой газожидкостным сепаратором , одна из которых соединена с трубным пространством тенлообменника. а друга  - с инжектором.

2. Реактор по п. 1, отличающийс  тем, что газожидкостной сепаратор выполнен в виде перфорированного у одного из торцов патрубка с размещенной в нем спиральной насадкой, образующей винтовые

каналы.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 178358, кл. В 01J 1/00, 21.10.64.

2. Патент США № 3696520, кл. 34-10, 10.10.72.

3. Патент Великобритании № 903821, кл. 1 (1) Г, 22.08.62.

/

21