Устройство для получения меламина Советский патент 1984 года по МПК B01J8/18 

Изобретение относится к устройст вам для получения меланина из карба мида и может быть иг-пользовано в пищево ь медицинской и особенно в х мическрй промышленности для сушки и мгновенного испарения термочувствительных веществ, склонных при длительном нагреваний к термическому разложению и образованию побочных продуктов. Известно устройство для получения меламина, содержащее корпус, псевдоожиженную насадку, распылител ные устройства (lj . ч Недостатками этого устройства яв ляются низкий КПД реактора, присутствие в зоне реализации постороннего носителя, низкая интенсивность испарения карбамида. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство дл осуществления способа получения мел мина в две стадии: испарение карбамида в кипящем слое каталитической насадки и подогрева его паров до температуры реакции получения меламина. Для осуществления способа при меняется трубчатый реактор, состоящий из двух частей. В нижней части реактора карбамид направляют с помощью форсунок в псевдоожиженный слой каталитической насадки при 325-380с, а температуру, необходимую для испарения карбамида, поддер живают с помощью псевдоожижающего агента (аммиака) и помещенного в псевдоожиженный слой трубчатого теп лообменника. Эта часть реактора раз делена вертикальной трубой на две зоны: внутреннюю, в которой каталитическая насадка движется вверх, и внешнюю, в которой каталитическая насадка движется вниз. В верхней части реактора находится плотный слой каталитической насадки, в кото рый также помещен трубчатый теплообменник, соединенный трубами, по которым циркулирует теплоноситель с теплообменником нижней части реактора, и таким образом избыток теп ла в верхней части реактора частично через теплоноситель передается нижней 2j . Недостатками известного устройст ва являются низкая интенсивность ис парения карбамида в псевдоожиженном слое катализатора; низкий КПД использования тепла экзотермической реакции в верхнейзоне реактора, необходимость в использовании большого количества каталитической насадки. Целью изобретения является повышение выхода целевого продукта, предотвращение выделения побочных про- дуктов и повьШ1ение надежности в работе оборудования. Поставленная цель достигается тем, что устройство для получения меламина из карбамида, содержащее камеру испарения карбамида, камеру подогрева с подводящими патрубками, реакционную камеру с подвижной каталитической насадкой, распыливающие устройства, циклон,, нагреватели, снабжено двумя камерами выхода газовзвеси, соединенными с входным йатрубком камеры подогрева через переключатель потока, а нижний патрубок циклона соединен с подводящим патрубком реакционной камеры. При этом камера испарения карбамида выполнена в виде горизонтальной трубы, в торцах которой закреплены подводящие патрубки и снаружи, перпендикулярно оси трубы установлены камеры выхода газовзвеси, при этом стенки трубы, расположенные в камерах выхода газовзвеси, перфорированы. На фиг.1 изображено предлагаемое устройство; на фиг.2 - узел на фиг.1; на фиг,3 - узел П на фиг.1; на фиг.4 - узел III на фиг.1. Установка для получения меламина содержит горизонтальную трубу 1, две камеры 2 выхода газовзвеси, которые соедийены с внутритрубным пространством камеры испарения карбамида посредством перфорации 3, проницаемой для мелкодисперсной насадки, с размером ячеек 0,5-2 мм. I Теплоноситель в камеру испарения подводят тангенциально и осеально. Тангенциальный подвод теплоносителя в камеру испарения осуществляют через па:трубки 4 и 5, а осевой - через патрубки 6 и 7 и эжектор 8, в канале которого устанавливают форсунку 9, центрируют ее ребрами 10 и уплотняют сальником 11. Эжектор 8 устанавливают по оси трубы на ее торцовой стороне таким образом, что часть корпуса эжектора размещают внутри трубы и на этой части крепят диффузор 12, который образует со стенкой трубы кольцевой канал для низкотемпературного теплоносителя. 8реактор и аппарат кипящего слоя 13 через бункер 14 загружают мелкодисперсную каталитическую насадку диаметром 0,5-1,5 мм и крупнодисперсную диаметром 2-5 мм. С помощью труб через поворотный клапан 15 реактор соединяют с аппаратом кипящего слоя 13, циклоном 16 и вентилятором 17. Циклон -16 через трудопровод соединяют с патрубком 18 для подачи в эжектор 8 мелкодисперсной насадки. Нагрев теплоносителя ведут в калорифере 19. Установка работает следующим образом. Плав карбамида с помощью форсунки 9распыливают в камеру испарения со встречными разнотемпературными потоками теплоносителя. К корню факела распльша через патрубок 6 и эжектор 8 с центрирующими ребрами 10, Iвыполняющими также роль спрямляющего аппарата для создания прямолинейного потока, подводят высокотемпературньй поток теплоносителя вместе с эжбктируемой мелкодисперсной катали тической насадкой, которую подают через патрубок 18. Высокотемператур ный осевой поток и факел распыла карбамида по периферии омывают низкотемпературным кольцевым вихревым потоком теплоносителя,, который созд ет диффузор 12. Этот поток предохра няет стенки реактора от загрязнения так как придает крупнодисперсной насадке спиральное движение у стенки реактора в зоне распьша. С противоположной стороны реактора также подводят два потока теплоносителя: осевой и вихревой, температуры которых равны. Потоки теплоносителя, идущие с противоположных сторон реактора навстречу друг другу, встречаются в зоне между перфорациями 3 трубы и образуют зону встречи струй.В зоне встречи потоков, состоящей из двух факелов и на которой осаждаются капли карбамида и теплоносителя происходит интенсивный тепло-- и мас сообмен за счет высоких относительных скоростей. Это объясняется тем, что при входе в зону взаимодействия встречных струй насадка с напыленной жидкостью по инерции проходит эту зону и начинает двигаться навстречу встречному потоку теплоносителя. С этого момента растет относительная скорость на са.дки, капель и газового потока -и, следовательно, возрастает интенсивность тепло- и массообмена. Этот процесс продолжается до тех пор, пока капли жидкости на насадке не испарятся. Зону встречи струй реверсируют поворотньм клапаном 15. Реверсируемые потоки увлекают за собой крупнодисперсную и часть мелкодисперсной каталитической насадки, которая благодаря инертности массы смещается в колебательном процессе с некоторым запаздыванием и имеет высокую относительную скорость, что также увеличивает интенсивность теплообмена. Полученную в реакторе парогазовую смесь аммиака и паров карбамида вместе с дисперсной каталитической насадкой через поворотный клапан 15 направляют в реакционную камеру кипящего слоя 13, где мелкодисперсную насадку пропускают через кипящий слой крупнодисперсной насадки. Мелкодисперсная насадка способствует лучшему ожижению слоя и аккумулирует избыточное тепло экзотермической реакции получения меламина. В циклоне 16 от пылегазового потока отделяют мелкодисперсную насадку и через патрубок 18 эжектируют в камеру 1 испарения, где насадка отдает аккумулированное ею тепло. Основной газовый поток смеси направляют на выделение из нее меламина известным способом, а часть газовой смеси вентилятор 17 нагнетает через патрубок 6 в эжектор. Предлагаемое устройство для получения меламина из карбамида позволяет добиться мгновенного испарения карбамида , максимально использовать тепло экзотермической реакции , уменьшить тем самым энергетические затраты , снизить расход каталитической насадки , повысить надежность работы оборудования.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕЛАМИНА из карбамида, содержащее камеру испарения карбамида, камеру подогрева с подводящими патрубками, реакционную камеру с подвижной каталитической насадкой, распыливающие устройства, циклон, нагреватели. отличающееся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта, предотвращения выделения побочных продуктов и повьпиения надежности в работе, оно снабжено двумя камерами выхода газовэвеси, соединенными с входным патрубком камеры подогрева через переключатель потока, а нижний патрубок циклона соединен с подводящим патрубком реакционной к аме ры. 2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что камера испарения карбамида выполнена в виде горизонтальной трубы, в торцах которой закреплены подводящие патрубки и сна- g ружи, перпендикулярно оси трубы устаW С новлены камеры выхода газовзвеси, при этом стенки трубы, расположенные в камерах выхода газовзвеси, перфорированы.

.. УЮМЛХ Фиг, J

2SSS|

хи

СЧ|

Ш

ДрОоОоОрО

§