Реактор для каталитического жидкофазного окисления алкилароматов Советский патент 1983 года по МПК B01J19/00 

11 Изобретение относится к каталитиtffiCKOMy окислению с1лкилароматов, в частности к реакторам для каталитиче кого жидкофазного окисления алкилароматов, Известен реактор для каталитического жидкофазного окисления алкилароматов, который выполнен в виде ци линдрического корпуса и снабжен трубопроводами для подачи газа-окислиг теля, реагентов и катализатора и для отвода вторичного пара и продукта окисления, а также внутренними вертикальными охлаждаю14ими трубами lj , Известный реактор имеет следующие недостатки. Вертикальные охлаждающие трубы не позволяют достиу-нуть высокоэффективной теплопередачи, в результате чего необходимо выполнение реактора с относительно больиюй высотой, а это приводит к тому, что объем плохо используется и выход на единицу объем/время не является полностью удовлетворительным Из-за большой высоты реактора вре мя пре& 1вания продукта реакции при температуре окисления является слишком долгим, в результате чего имеют место реакции разложения, которые при-зо водят к снижению выхода целевого продукта. Почти вся верхняя половина реакционной камеры служит лишь для установления поверхностей охлаждения, необ- jj ходимых для отвода теплоты реакции. Большая часть поверхностей охлаждения расположена на большом расстоянии от места подачи газа-окислителя Поэтому путь транспортирования тепла дд от зоны его образования до .зоны его отвода является сравнительно длинным, что приводит к местному перегреву продукта, а значит к снижению выхода целевого продукта. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является многокамерный реактор с неподвижными слоями катализатора для каталитического окисления двуокиси серы, выполненный в виде вертикального цилиндрического корпуса и снабженный патрубком для подачи исходного газа, содержащего двуокись серы и кислород, расположенг ным в верхней части вдоль оси реактора, Трубопроводом для отвода продук та окисления,расположенным под послед ним слоем катализатора и охлаждающим го0Изонтапьными трубами, объединенны9ми в пучки, расположенные перпендикулярно к оси реактора и между слоями катализатора 2 , При использовании для каталитического окисления алкилароматов указанный реактор имеет следующие недостатки, Из-за вертикальной конструкции получают столб жидкости, через который газ-окислитель может протекать только при использовании компрессоров Продукт реакции остается при необходимой для окисления температуре слишком долго, что приводит к реакциям разложения и, таким образом, к потерям выхода продуктов окисления, Большая часть охлаждающих поверхностей находится на большом расстоянии от трубопровода для подачи газаносителя. Это приводит к тому, что транспортный путь Тепла от мест, где образуется теплота реакции, до тех мест, где ее отводят, является очень длинным„ Зто приводит к местному перегреву образующихся продуктов реакции, что отрицательно сказывается на выходе целевого продукта. Целью изоб ретения является повышение выхода продуктов окисления. Поставленная цель достигается тем, что реактор, для каталитического жидкофазного окисления алкилароматов. содержащий многокамерный цилиндрический корпус, с трубопроводами для подачи газа-окислителя, реагентов и катализатора и отвода вторичного пара и продукта окисления и расположенные вдоль оси корпуса перпендикулярно к ней внутренние охлаждающие теплообменники, расположен горизонтально, а выходные отверстия трубопровода подачи газа-окислителя расположены по всей длине реактора под внутренними охлаждающими теплообменниками Кроме того, реактор снабжен соединяющими камеры трубопроводами с циркуляционными насосами о При этом циркуляционные насосы снабжены управляющими приборами, определяющими уровень реакционной смеси Реактор может иметь одну .или несколько реакционных камер, которые могут быть отделены друг от друга посредством перегородок и/или сдгюшных днищ и снабжены циркуляционными насосами и насосами, управляемыми прибором для определения уровня реакционной жидкости. Отделяющие реакционные камеры дру от друга перегородки расположены с образованием совместного пространст для вторичного riapa. Реакционные камеры можно соединят друг с другом путем расположенных снаружи трубопроводов для вторичного пара. На фиг, -Ц изображены варианты многокамерного реактора; на фиг. 5 реактор с одной камерой; на фиг. 6 детали системы охлаждающих труб с циркуляцией охлаждающей жидкости. Реактор выполнен в виде горизонтального цилиндрического корпуса 1, содержащего последовательно расположенные реакционные камеры, разделенные переборками 2, и снабженного охлаждающими трубами 3, трубопроводами и 5 для подачи газа-окислителя и отвода продукта окисления, циркуля ционными насосами 6 и мешалками 7 Через трубопроводы 8 для вторичного пара и обратные трубопроводы 9, а также через компрессор 10 и промежуточный охладитель 11 отводят полностью или частично прореагировавший га окислитель и в месте 12 рециркулйруют в первые реакционные камеры. Трубопроводы 13-5 служат для подачи пара-ксилола, сложного метилового эфира паратолуиловой кислоты и катализа79тора. Теплообменник 16 служит для подогрева газа-окислителя. Показанный на фиг. 3 и вариант горизонтального реактора 1 содержит реакционные камеры, разделенные переборками 2 и днищем 17, причем насос 1В служит для компенсации различных давлений. В реакционных камерах, разделенных днищем 17, поддерживается такое давление, что по обратным трубопроводам 9 не полностью прореагиро-; вавший газ-окислитель моЖет рециркулировать в первые реакционные камеры ббз применения воздуходувки, Время пребывания находящихся в жидкой фазе или суспендированных в ней реагентов регулируют в отдельных реакционных камерах посредством приборов для определения уровня реакционной смеси. Вариант реактора, изображенный на фиг, 5, соответствует, в основном, изображенным на фиг. 1- реакторам. Вместо нескольких камер он имеет только одну камеру. В охлаждающих трубах обычно осуществляют охлажде ние испарением при стественной циркуляции, если темпеатура поверхности исключает кристализацию продукта реакции. Возможно акже охлаждение испарением при принуительной циркуляции.

1 о РЕАКТОР ДЛЯ КАТАЛИТИЧЕС КОГО ЖИДКОФАЗНОГО ОКИСЛЕНИЯ АЛКИЛАРОМАТОВ, содержащий многокамерный цилиндрический корпус с трубопроводами для подачи газа-окислителя, реагентов и катализатора и отвода вторичного пара и продукта окисления и расположенные вдоль оси корпуса перпендикулярно к ней внутренние охлаждающие теплообменники, о т л и ч .а ю«ц и и с я тем, что, с целью повышения выхода продуктов окисле.ния, реактор расположен горизонтально, а выходные отверстия трубопровода подачи газа-окислителя расположены по всей длине реактора под внутренними охлаждающими теплообменниками. 2 Реактор по п, 1,отличающий с я тем, что он снабжен соединяющими камеры трубопроводами с цир- 1 куляционными насосами, O) 3, Реактор по п, 2, о т л и ч а ющ и и с Л тем, что циркуляционные насосы снабжены управляющими приборами, определяющими уровень реакционной смеси. Камера Камера Камера tn О) 8 оо со L Фиг1

boo)

i±r

l-J--IP - -ЮОррОррООрОо 000000

t- я реанц. камера

I

U-O ,

.

3Z.

1: 000000 ooooooioooooo

I M nVf f I r I

/1.1 к I I It

J l/c

-

7

±±±c

3

f7

/7 „s.

4-.J/5

f8

n

I

SL TOOOOOO V 1 у il 1 lA/i I li /I 1

8

X

Фиг. 5 OOOO у 9 9 9 1 I I: I П