Пленочный реактор для сульфирования и сульфатирования органических соединений Советский патент 1987 года по МПК B01J10/02 

Изобретение относится к области химической технологии, а конкретно к устройствам реакторов сульфирования и сульфати- рования органических соединений в производствах поверхностно-активных веш.еств, и может найти применение в химико-технологических процессах, связанных с быстропроте- кающими теплонапряженными реакциями. Цель изобретения - увеличение производительности за счет обеспечения устойчивой работы реактора, снижение его металлоемкости и повы пение качества продуктов сульфирования.

На чертеже представлена конструктивная схема реактора.

Реактор состоит из реакционной трубы 1 с рубашкой, центрального патрубка 2 ввода сульфирующей газовой смеси, тангенциальных каналов 3 ввода инертного газа, радиальных отверстий 4 для ввода жидкости, расположенных в стенке реакционной трубы в горизонтальной плоскости. Камера 5 для ввода жидкости охватывает снаружи реакционную трубу.

Аппарат работает следующим образо.м. Жидкость вводят через радиальные отверстия 4, инертный газ - через тангенциальные каналы 3. Закрученный поток газа равномерно размазывает жидкость по внутренней поверхности трубы и транспортирует ее вверх. Выходянлий из центрального патрубка сульфирующий газ диффундирует через слой иперта и сульфирует жидкость. Диаметр тангенциальных вводов выбирают исходя из среднего расчетного для обеспечения скорости газа в них 50-150 м/с. При меныпей скорости газа ухудшается степень закручивания потоков, что ведет к ухудшению эффективности массообмена, необходимости увеличения длины реактора, а следовательно, к повышению его металлоемкости. При скорости газа больше 150 м/с чрезмерно увеличивается гидравлическое сопротивление ввода, что ведет к повышению энергозатрат.

Выполнение ввода жидкости в виде радиальных отверстий не накладывает особых требований (например, калибровки) к его изготовлению и подготовке сульфирующей жидкости. Диаметр отверстий выбирают исходя из рекомендуемой скорости жидкости 1 м/с.

Центральный патрубок ввода сульфирующего газа имеет сферическое утолщение до величины зазора между этим утолщением и стеикой реакционной трубы, равного диаметру тангенциальных вводов. Утолщение центрального патрубка предназначено для поддержания в данном сечении высокой скорости газа, что исключает выход жидкости из отверстий в ядро потока. Раструб предназначен для выравнивания скоростей сульфирующего и инертного газов в сечении выхода сульфирующего газа. Наличие раструба позволяет также создать между се

0

5

5

чением сферического утолщения и срезом центрального патрубка зону повышенного давления, что исключает попадание триок- сида серы в зону формирования пленки, а следовательно, закоксование этой зоны, что обеспечивает стабильность работы реактора. Угол конуса выбран равным IP исходя из известного условия безударного расширения газа, где этот угол принимают равным 10-12°.

Диаметр цетрального патрубка выбирают исходя из скорости сульфатируюшей газовой смеси 10-50 м/с. При меныпей скорости газа необходимо увеличить диаметр патрубка, а значит уменьшить зазор для прохождения и.пертного газа и увеличить сонротивлепие потоку инертного газа. При большей скорости газа растет гидравлическое сонротивлеьше .чинии сульфатирую- шего газа, что нежелательно, так как ухудшаются условия работы контактного аппарата (окисление диоксида серы до триокси- да серы кислородом воздуха).

Пример. Однотрубный реактор имеет длину реакционной зоны 5,3 м, внутренний диаметр 32 .мм, 4 таигепциа;1ьпых ввода диаметром 5,6 мм каждый, 16 отверстий диаметрм 1 мм для ввода жидкости и осевой патрубок внутренним диаметром 10 мм, имеющий сферическое расп ирение до диаметра 22 мм и угол раструба 11°.

0

5

0

5

го

Г О

25

0

В реактор подают 25 л/час лаури.1ово- спирта, 35 м /ч сухого технологическо- воздуха через тащ епциальные вводы и м /ч сульфатируюихего газа, содержащего триоксид серы в 15%-ном избытке относительно стехиомет)ического соотнои1ения. На выходе из реактора получают смесь, содержащую 96,8% лаурилсульфокислоты, 2,3% иесульфированных соединений. 0,9% серной и сернистой кислот, что удовлетворяет -предъявляемым требованиям.

Формула изобретения

1. Пленочный реактор для сульфирования и сульфатирования органических соединений, содержащий реакционную трубу с теп лообменной рубашкой, устройствами ввода жидкости и инертного газа, центральный патрубок ввода сульфируюшей газовой смеси и технологические штуцера, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности за счет обеспечения устойчивой работы реактора, снижения его .металлоемкости и повышения качества продуктов сульфирования, патрубок ввода сульфируюшей газовой смеси снабжен коническим раструбом с утолщением в его нижней части, а устройство ввода жидкости выполнено в виде камеры, охватывающей снаружи реакционную трубу с радиальными отверстиями в ней, при этом отверстия расположены радиально напротив уто.чшения.

2. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что устройство ввода инертного газа выполнено в виде цилиндрических тангенциальных каналов, расположенных в реакционной трубе у основания патрубка ввода сульфирующей газовой смеси.

Пзобретение относится к об. 1асти химической технологии и нозво.чяет увеличить производительность. Реактор содержит реакционную трубу с теилооб.меннон рубашкой и центральным патрубком ввода сульфирующей газовой смеси с коническим раструбом и утолщением в нижней его части, )оти1 которого в корнусе сделаны радиальные отверстия для ввода жидкости. Инертный газ подается че)ез та)1генциалыи 1е отверстия в нижней части реактора, закручивается и равномерно раснределяет но кор- нусу реактора и.меику жидкости, иостуиаю- шей через радиальные отверстия. Сульфирующая газовая смесь поступает через центральный патрубок и реагирует с пленкой жидкости. 1 з.и. ф-лы, I ил. S (Л со о 00 05