SU812337A1 - Массообменный аппарат дл про-ВЕдЕНи жидКОфАзНыХ РЕАКций - Google Patents

Description

(54) МАСХЗООБМЕННЫЙ АППАРАТ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЖИДКОФАЗНЫХ РЕАКЦИЙ

, I .. ТЯзобретение относитс  к массообмё {ь ной аппаратуре и прехщаэначено дл  проведени  жидкофазных реакций, на- « тфимер, этерификапии, и может быть использовано в химической и нефтехимической промышпеннос  х. : Известен аппарат дл  прсю дени  жидкофазных реакций, содержаший ксрпус с теплообменной рубашкой, коаксиально . тановлещ1ую циркул ционную трубу с расположенной внутри мешалкой, газфа.сщ}еделитепьное устройство, расположенное в кольцевом зазоре между циркул ци  п1ой трубой и корпусом, патрубок ввода 1 азового или низкокип щего компоне11та в кольцевом зазоре размещен слой катализатора . Газовь1й вли низкокип щий крйаонент вводитс  через полый вал в ц|фкул ционну1о трубу. Осева  циркул ци  реакцишной массы осуществл етс  за счет винтового насоса, а газораспределительна  решетка и зернистый катализатор iJiijrжит дл  диспергировани  газовой фазы и увеличени  поверхности контакта фаз CQ. Недостатками аппарата такой кшсг- рукции  вл ютс  большое гидравлическое сопротивление сло  катализатора, уменьшение реакционного объема, так как большую его часть занимает зерниста  тверда  фаза. Сопротивление сло  катализатора снижает интенсивность осевой циркул ции жидкости. Кроме того, в кольцевом зазоре, где расположена тверда  фаза нельз   создавать высоких скоростей i-aзожидкостной смеси, во избежание выноса твердой фазы и ее попадани  в циркул ционную трубу, так как будет забиватьс  газораспределительна  решетка. По этой же причине над слоем катализатора нельз  установить ограничительную сетку. Селективность процесса массообмена , идущего с хвмн ес1К й реакцией, во многом определ етс  созданием равномерного температурного пол  по сечению аппарата. С(1лошной слой катализатора и небольша  скорость х азожидкостной смеси, проход щей сквозь него, не обеспечивает интен38 cHBHoe перемешивание жидкой фазы по радиусу аппарата, снижают турбулентность, т.е. уменьшают конвективньй теплообмен. Это недопустимо в р де процессов органи;ческого .синтеза, например в пронзводстве компонентов дл  получени  синтетического волокна. .Так как в таких случа х превышение градиента температур более чем на приводит к образованию побочных веществ, снижающйк качество целевого продукта. При проведении процессов этерификации например соединени  расплава адипиновой кислоты с метанолом, в производстве себациновсй кислоты, необходимо максималь ное использование низкокип щез о компонента (метанола). Дл  чего необходимо максимальное смешение получающейс  паровой фазы с жидкостью, что невоаможно без применени  специальных диспергирующнх устройств и интенсивной циркул ции жидкости, способствующих захвату пузырей газа и удержание их в жидкой фазе . В приведенном примере это тем более важно, что процесс этерификации идет при , а температура кипени  метано ла в услови х npcaiecca не превышает list. Таким образом вводимый жидкий метанол моментально переходит в паро- . вую фазу и дл  увеличени  поверхности ксжтакта фаз и полного использовани  метанола , образующуюс  в виде пузырей паровую фазу, необходимо задерживать в жидкости. Цель изобретени  - интенсификаци  прсдаесса массообмена и максимальное ис пользование газового или низксжип щего компонента за счет увеличени  поверхнос ти компонента фаз. Указанна  цель достигаетс  тем, что аппарат снабжен кольцевым коллектором, расположенным на внутренней поверхности циркул ционной трубы между ее верхним срезом и мешалк, соедввенным с патрубком ввода газового или низкокип щего компонента, при этом кольпевси кол лектор имеет в сечении форму четверти тора. Кроме того целесообразно выполн ть днище коплектсфа перфорированным, а газораспределительное устройство выполн ть в виде сеток, диаметр  чеек которых уменьшаетс  по высоте аппарата. На чертеже изображен аппарат. Аппарат содержит .корпус 1. с теплообменной рубашкой 2, коаксиальнс| установленную циркул ционную трубу 3 с рао положенной внутри мешалкой 4, газораспределительное устройство 5, выполненное в виде сеток, диаметр  чеек которых -7 уменьшаетс  по высоте аппарата, патрубок 6 ввода газового или низкокип щего компонента , кольцевой коллектор 7 с перфоированным днищем 8, соединенный с патрубком 6 ввода газового или низкокип щего компонента, патрубок 9 ввода жидкого реагента, патрубок 1О вывода целевого продукта 10, и технологические штуцера 11 дл  ввода и вывода теплоносител . Массообм«1НьШ аппарат работает следующим образом. Реакционна  смесь, подаетс  через патрубок 9, а через патрубок б и коллектор Т поступает низкокип щий или газовый компонент Интенсивна  циркул ци  смеси обеспечиваетс  мешалкой 4. Если реакци  идет с большим тепловым эффектом, то циркул ционна  труба 3 может быть выполнена в виде теплос менного элемента. Поступающий в реактор низкокип ший компонент вскипает, но он подхватьшаетС  циркулирующим жидкостным потоком и поступает в нижнюю часть аппарата. Мешалка 4 диспергирует газовую фазу, что увеличивает поверхность контакта фаз. При поступлении газожидкостнрй смеси в кольцевой зазср межДу циркул ционной трубой 3 и корпусом 1, она проходит последовательно сквозь сетки 5, в резуг|ьтате чего происходит диспергирование пузырей . Количество сеток и диаметр  чейки вь«5ираютс  в зависиг ости от объемного газосодержани  гааожшйсо-. стной смеси и сксрости реавдий. Раз мер  чеек сеток по высоте аппарата уменьшаетс , что способствует получению более мелких пузырей, причем верхн   сетка должна обеспечивать такую дисперсность газовойфазы, нтобы силы поверхностного нат жени  обеспечили врем  существовани  пузырей достаточное дл  попадани  газожидкостной Смеси в циркул ционную трубу. Выполнение кольцевого коллектора с Перфорированным днищем в виде четверти тора исключает выход образующейс  паровой фазы или вводимого гаЗа на по. верхность раздела фаз, так как скорость жидкости в коллекторе выше, чем в циркул ционной трубе и пузыри смываютс  потоком. Предлагаемьй - аппарат обеспечивает многократное диспергирование газовой фазы и многократную циркул ци  газожидкостной смеси в аппарате. В силу этого увеличиваетс  поверхность кситакга фаз, интенсифицируетс  массообмен и увеличиваетс  селективность процесса. Гищ авлическое сопротивление сеток невелико. При необходимости, сетки могут быть выполнены из материала,  вл ющегос  катализатором дл  данного процесса. Количество сеток и рассто ние между ними определ етс , расчетным путем.

Между сетками сохран етс  высока  турбулентность потока, что способствует конвективному теплопереносу.

Claims (3)

1. Массообменный аппарат дл  проведени  жидкофазньрс реакций, содержащий корпус с теплообменной рубашкой, коаксиаЛьно установленную циркул ционную трубу с располсккенной внутри мешалке, газораспределительное устройство, распо ложе1щое в кольцевом зазоре между Аиркул цисмной трубой и корпусом, и патрубок ввода газового или низкокип шего

компонента, отличающийс  тем, что, с целью интенсификации процесса массообмена и максимального использован и газового или низкокип шего компонента за счет увеличени  поверхности контакта фаз, он снабжен кольцевым коллектором, расположенным на внутренней поверхности циркул ционной трубы ее верхним срезом и мешалкой, соединенным -с патрубком ввода газового или низкокип шего компонента, при этом кольцевой коллектор имеет в сечение четверти тора.

2.Аппарат по п. 1, о т л ич а ю ш и и с   тем, что днише коллектора выполнено перфорированным.

3.Аппарат по ti. 1, о т л и ч а ю ш и и с   тем, что газораспределительное устройство г вьгаолнено В виде сеток, диаметр  чеек которых уменьшаетс  по высоте аппарата.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство, СССР № ЗО6866, кл. В O1J 1/ОО, 1971.

11