Реактор перегруппировки циклогексаноноксима в капролактан Советский патент 1985 года по МПК B01J19/26 

Изобретение относится к химической аппаратург для проведения реакционных процессов и может использоваться в любой отрасли народного хозяйства, в частности для проведения реакции перегруппировки в производстве капролактама. Цель изобретения - повьпиение эффективности работы реактора. На фиг.1 схематично показано пре лагаемое устройство, общий вид} на фиг.2 - узел 1 на фиг.1, на фиг.3 разрез А-А на фиг.2. Реактор состоит из корпуса 1, внутри которого расположена перегородка 2 и соосньй циклонный смеситель 3 с коаксиальной дозирующей трубкой 4. В нижней части трубки 4 установлены эжекционные элементы в виде пустотелых каплевидных лопаток 5 со щелью 6 в нижней части. Полость 7 пустотелых лопаток сообщает ся при помощи щели 8 с объемом дозирующей трубки 4, а боковая поверх ность лопаток снабжена чешуйчатыми просечками 9, причем лопатки установлены под углом к оси и плоскости дозирующей трубки, имеющей центральное отверстие 10. Под циклонным смесителем установ лен набор коаксиальных обечаек 11, снабженных в нижней части конической отбортовкой 12 внутрь обечайки. Набор коаксиальных обечаек 1 1 установлен внутри циркуляционной трубы 13, диаметр их уменьшается снизу вверх по высоте аппарата, В нижней части циркуляционной трубы установл пакет 14 из плетеных металлических сеток. Для подвода и отвода циркулирующ го раствора служат соответственно штуцеры 15 и 16. Устройство работает следующим об разом. Аппарат заполняется реакционным раствором Bbmie перегородки и включается система циркуляции. Циркулирующий раствор по штуцерам 15 поступает в циклонный смеситель, где приобретает вращательное движение и поступает на эжекционные элементы Оксим по дозирующей трубке поступае через щель 8 в полость эжекционных элементов.Закрученный циркуляционны раствор, имеющий высокую скорость, обтекает эжекционные элементы, подкручивается, создает в них разряжение, что способствует увеличению прохода оксима через щель 8 в полость 7 эжекционного элемелта, выполненного в виде пустотелых каплевидных лопаток с чешуйчатыми просечками на боковой поверхности. Каплевидное выполнение эжекционных элементов снижает йходное гидравлическое сопротивление эжекционного элемента и увеличивает тангенциальную скоростьциркуляционного раствора по мере прохождения эжекционного элемента, что способствует эжекции оксима через чешуйчатые просечки на боковой поверхности эжекционного элемента в виде тонких струек, диспергируемых потоком. Сильно турбулизированный жидкостный поток на выхоед эжектирует ОКСИМ из полости пустотелых лопаток через щель 6. Такое конструктивнее решение (за счет узких и длинных щелей эжекционного элемента и чешуйчатых просечек на его боковой поверхности) позволяет равномерно распределить оксим в циркулирующем растворе, проходящем через циклонный смеситель. При этом под действием высоких скоростей, центробежных сил и разной плотности компонентов циркулирующего раствора образуется градиент скоростей между жидкостями с разной плотностью, приводящей к пронизыванию легкой фазы более тяжелой и тонкому диспергированию последней. При этом возникает сильнотурбулизированная система с высокоразвитой непрерывно обновляющейся поверхностью контакта фаз, способствующая эффективному протеканию реакции перегруппировки. Центральное отверстие в дозирующей трубке также способствует равномерному распределению оксима в циркуляционный поток. Выполнение каплевидных лопаток 5 наклонными к оси дозирующей трубки способствует сохранению крутки жидкостного потока на выходе из циклонного смесителя 3, что снижает гидравлическое сопротивление циклонного смесителя. Выполнение каплевидных лопаток наклонными к плоскости дозирующей трубки способствует равномерной подаче оксима через щель 6 в нижней части каплевидных лопаток под действием разряжения и сил тяжести. При выполнениилопаток без наклона большая часть оксима 3 . выходит около дозирующейтруб ки и незначительно наперифе рии. Высокая кинетическая энергия жид костного потока, выходящего после циклонного смесителя, используется путем подачи циркулирующего раствор в набор коаксиальных обечаек 11 различного диаметра. За счет конической отбортовки 12 скорость жидкости через щель 17 между коаксиаль ными трубками. При-этом происходит не только дополнительная турбулизация потока, способствующая обновлению поверхности контакта фаз, но и увеличение движущей силы процесса з счет подсоса раствора из объема реактора, что увеличивает эффективОксимЦирнуллционно/й растёор

Фиг.1 64 ность массообмена и предотвращает проскок оксима без реакции. Наличие циркуляционной трубы 13 обеспечивает организованную циркуляцию раствора в кубовой части реактора, а пакет 14 металлических сеток с большим свободным сечением способствует дальнейшему обновлению поверхности контакта фаз и равномерному распределению раствора по всему сечению на выходе из циркуляционной трубы, что обеспечивает полное вытеснение раствора из нижней части куба, предотвращая при зтом застойные зоны. Поднимающийся раствор через трубы 13 поступает на циркуляцию, а часть его проходя успокоительную перегородку выводится из реактора на дальнейшую переработку. Циркуляционный раствор

Фиг.З

1. РЕАКТОР ПЕРЕГРУППИРОВКИ ЦИКЛОГЕКСАНОНОКСИГ В КАПРОЛАКТА11, содержащий цилиндрический корпус с входными и выходными штуцерами, внутри которого по высоте расположены перегородка, циклонный смеситель с коаксиальной дозир тощей трубкой, в нижней части которой размещены эжекционные элементы, отличающийся тем, что, с целью повьшения эффективности работы реактора путем уменьшения проскока непрореагировавшего циклогексаноноксима, эжекционные элементы выполнены в виде пустотелых каплевидных лопастей со щелью в нижней части и установлены под углом к оси и плоскости дозирующей трубки, имеющей центральное отверстие. 2.Реактор поп.1, отличающийся тем, что боковые поверхности каплевидных пустотелых лопастей снабжены чешуйчатыми просечками. 3.Реактор по пп.1 и 2, отличающийся тем, что он снабжен установленной соосно под циклонным смесителем циркуляционной трубой с размещенным внутри нее набором коаксиальных цилиндрических обеS чаек, диаметр которых уменьшается сл снизу вверх по высоте аппарата. 4.Реактор по пп.1-3, отличающийся тем, что цилиндрические коаксиальные обечайки снабжены в нижней части конусно отбортовкой вовнутрь. 5.Реактор по пп.1-4, отли00 чающийся тем, что он снабжен установленным в нижней части циркуляционной трубы пакетом из Од плетеных сеток. 4