РЕАКТОР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕКСАФТОРИДА СЕРЫ Российский патент 2000 года по МПК C01B17/45 B01J10/02 

Изобретение относится к области химической технологии, а именно к аппаратурному оформлению узла получения гексафторида серы прямым сжиганием серы во фторе.

Известен реактор получения гексафторида серы в форме горизонтальной ванны, заполненной на определенную высоту расплавленной серой. Горение серы в потоке фтора идет на зеркале расплавленной серы в пространстве высотой 20-50 мм, ограниченном поверхностью расплавленной серы и крышкой реактора (пат. ФРГ N 1274090, 1973). Наличие больших количеств серы в реакторе приводит к загрязнению целевого продукта низшими фторидами серы.

Для повышения качества целевого продукта предложено получать гексафторид серы в реакторе, представляющем собой вертикальный пучок труб, помещенный в корпус в виде вертикальной трубы, с устройством ввода реагентов в виде одинаково направленных потоков в каждую трубу, при распределении расплавленной серы тонким слоем по внутренним стенкам труб (пат. ФРГ N 1667634, МПК C 01 B 17/45, публ. 17.02.77).

Известный реактор сложен по конструкции, создаются трудности с точным распределением серы и фтора в каждую трубу реактора.

Технической задачей настоящего изобретения является упрощение конструкции реактора при одновременном упрощении эксплуатации.

Поставленная техническая задача решается тем, что в реакторе для получения гексафторида серы, содержащем корпус в виде вертикальной трубы с вводами серы и фтора и поверхность для распределения расплавленной серы в тонком слое, поверхность для распределения расплавленной серы выполнена в форме вертикального соосного с корпусом реактора цилиндра, в верхней части которого расположена система распределения расплавленной серы по внешней поверхности цилиндра, соединенная через жидкостной затвор с вводом серы, а ввод фтора соединен с нижней частью кольцевой камеры, созданной корпусом реактора и поверхностью цилиндра с расплавленной серой.

Кроме того, корпус реактора снабжен охлаждающей рубашкой, а внутренняя поверхность цилиндра с расплавленной серой и ввод серы с жидкостным затвором снабжены системами термостатирования.

Над системой распределения расплавленной серы установлен дополнительный ввод фтора.

Система распределения расплавленной серы представляет собой цилиндрическую обечайку с горизонтальным рядом отверстий по окружности шагом 5 - 10^o, снабженную с наружной стороны отбойником в виде кольца, соосного обечайке.

Отверстия в обечайке выполнены в виде равностороннего треугольника, вершина которого направлена вниз.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема реактора для получения гексафторида серы, вертикальный разрез. На фиг.2 детально изображена система распределения расплавленной серы, также в вертикальном разрезе.

Реактор для получения гексафторида серы путем взаимодействия газообразного фтора с расплавленной серой состоит из корпуса 1 в виде вертикальной трубы с вводом 2 серы и вводами 3 и 4 фтора и поверхности для распределения расплавленной серы в тонком слое, выполненной в форме вертикального соосного с корпусом реактора цилиндра 5. В верхней части указанного цилиндра расположена система 6 распределения расплавленной серы по внешней поверхности цилиндра. Система распределения расплавленной серы через жидкостной затвор 7 соединена с вводом 2 серы. Основной ввод фтора 3 осуществлен в нижнюю часть кольцевой камеры, образованной корпусом 1 и поверхностью 5 цилиндра с расплавленной серой. Корпус 1 реактора снабжен охлаждающей рубашкой 8, а внутренняя поверхность цилиндра 5 с расплавленной серой и ввод 2 серы с жидкостным затвором 7 снабжены системами термостатирования 9, 10. В нижней части реактора находится патрубок 11 для вывода непрореагировавшей серы и огарков, в верхней - патрубок 12 вывода целевого продукта. Над системой 6 распределения расплавленной серы установлен дополнительный ввод 4 фтора. Сама система распределения расплавленной серы представляет собой цилиндрическую обечайку 13 с горизонтальным рядом отверстий 14 по ее окружности шагом 5 - 10^o снабженную с наружной стороны отбойником 15 в виде кольца, соосного обечайке 13.

Реактор работает следующим образом. Включают системы 9 и 10 термостатирования ввода 2 серы с затвором 7 и цилиндра 5, а также охлаждение рубашки 8. Освобождают реакционное пространство от воздуха продувкой азотом, после чего подают через ввод 2 серу, а через ввод 3 газообразный фтор. Расплавленная сера через затвор 7 и систему распределения 6 поступает тонким слоем на внешнюю поверхность цилиндра 5, где и происходит ее сгорание в потоке поступающего противотоком газообразного фтора. По дополнительному вводу 4 подают дополнительное количество фтора для поддержания избытка фтора в продуктах фторирования серы в количестве 0,5 - 5 % об. во избежание отбора гексафторида серы с токсичными низшими фторидами серы. Продукты фторирования отбирают из реактора по патрубку 12 и направляют на очистку от избытка фтора и выделение целевого продукта. Непрореагировавшая сера и огарки отбираются через патрубок 11.

Изобретение относится к химической технологии, а именно к аппаратурному оформлению узла получения гексафторида серы прямым сжиганием серы во фторе. Реактор состоит из корпуса в виде вертикальной трубы с вводами серы и фтора, поверхности для распределения расплавленной серы в тонком слое, выполненной в форме вертикального соосного с корпусом реактора цилиндра, в верхней части которого расположена система распределения расплавленной серы по внешней поверхности цилиндра, соединенная через жидкостной затвор с вводом серы. Ввод фтора соединен с нижней частью кольцевой камеры, созданной корпусом реактора и поверхностью цилиндра с расплавленной серой, а над системой распределения расплавленной серы установлен дополнительный ввод фтора. Корпус реактора снабжен охлаждающей рубашкой. Внутренняя поверхность цилиндра с расплавленной серой и ввод серы с жидкостным затвором снабжены системами термостатирования. Система распределения расплавленной серы выполнена в виде цилиндрической обечайки с горизонтальным рядом отверстий в виде равностороннего треугольника с направленной вниз вершиной, расположенных по окружности обечайки с шагом 5 - 10^o, и снабжена с наружной стороны отбойником струй в виде кольца, соосного с обечайкой. Реактор прост в изготовлении и эксплуатации, исключает образование токсичных низших фторидов серы. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Реактор для получения гексафторида серы, содержащий корпус в виде вертикальной трубы с вводами серы и фтора и поверхность для распределения расплавленной серы в тонком слое, отличающийся тем, что поверхность для распределения расплавленной серы выполнена в форме вертикального соосного с корпусом реактора цилиндра, в верхней части которого расположена система распределения расплавленной серы по внешней поверхности цилиндра, соединенная через жидкостной затвор с вводом серы, а ввод фтора соединен с нижней частью кольцевой камеры, созданной корпусом реактора и поверхностью цилиндра с расплавленной серой. 2. Реактор по п.1, отличающийся тем, что корпус снабжен охлаждающей рубашкой, а внутренняя поверхность цилиндра с расплавленной серой и ввод серы с жидкостным затвором снабжены системами термостатирования. 3. Реактор по п.1, отличающийся тем, что над системой распределения расплавленной серы установлен дополнительный ввод фтора. 4. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что система распределения расплавленной серы представляет собой цилиндрическую обечайку с горизонтальным рядом отверстий по окружности шагом 5 - 10^o, снабженную с наружной стороны отбойником в виде кольца, соосного с обечайкой. 5. Реактор по п.4, отличающийся тем, что отверстия в обечайке выполнены в виде равностороннего треугольника, вершина которого направлена вниз.