Реактор Советский патент 1989 года по МПК B01J10/00 

Изобретение относится к химическому реакторному оборудованию и может быть использовано в теплообмениых аппаратах емкостного типа, используемых в нефтехимической, химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является .повышение производительности реактора, снижение металлоемкости и трудоемкости его изготовления.

На фиг. I показан реактор с тепло- обменной рубашкой, обший вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вариант выполнения рубашки из листового материала; на фиг. 4 - вариант выполнения рубашки из профильного материала - полутруб; на фиг. 5 - вариант выполнения рубашки из профильного материала - уголка.

Реактор содержит корпус I, с наружной стороны которого приварена теплообменная рубашка, состоящая из кольцевых перегородок 2 и прикрывающих листов 3, изготавливаемых из листового материала или полутруб 4 и уголков 5, изготавливаемых из стандартного профильного материала. Кроме указанных профилей также могут быть использованы швеллера, тавровые полки и другие стандартные элементы. Ko.if.ueKbii. пере городки 2 (или по,1утрубы 4 и yru. iKH 5) образуют отдельные замкнутые полости «В, которые сообщаются отверстиями 6. К крайним полостям «Б приварены патрубки 7 и 8 соответственно для входа и выхода тепло- хладагента. Относительно патрубка 7 отверстия 6 на ближайп1ей к указанному патрубку перегородке 2, расположены на диг - метрально противоположпо стороне и далее такое взаимно противоположное расгкхчоже- ние отверстий 6 в соседних перегородках ориентировано до крайней полости «Б, к которой примыкает патрубок 8 выхода тепло- хладагента.

На корпусе 1 расположены патрубки 9, 10 и 11 для входа исходных компонентов и выхода готового продукта.

Реактор может быть снабжен механическим перемешивающим устройством 12 для обработки жидких сред, как это показано на фиг. I, в случае использования реактора для проведения процессов карбонилировапия в производстве муравьиной кислоты. Одпако реактор с теплообменной руба1пкой может быть использовано и без механического перемешивающего устройства с пе|1еме111пва(Л

ел

оо

нием реакционной среды путем барботажа газом, струйного перемешивания и др. методов.

Реактор устанавливается и крепится посредством опор 13. Для приведения в действие перемешивающего устройства имеется привод 14. Внутри аппарата установлена tpy6a 15.

Вариант выполнения рубашки из листового материала - проката, как показано на фиг. 3, предусматривает использование его в случае работы реактора под высоким избыточным давлением. В этом случае сплошные кольцевые перегородки 2 выполняются усиленными и играют роль ребер жесткости.

При незначительных избыточных давлениях в реакторе наиболее оптимальными вариантами, с целью снижения металлоемкости, являются механические решения выполнения рубашек из тонкостенных профильных материалов, как показано на фиг. 4 и 5.

Проходная площадь полостей «Б и отверстий 6 определяется расчетным путем в зависимости от габаритов реактора, обеспечения требуемого теплового режима реакции, теплофизических свойств теплохладо- носителя и других факторов и должна быть не меньше площади поверхности патрубка 7

Реактор работает следующим образом.

Через патрубки 9 и 10 подаются исходные компоненты, включается привод 14 и с помощью перемешивающего устройства 12 всасывается по трубе 15 газообразный компонент, поступающий через патрубок 10, и смешивается с жидкой средой. Получаемый продукт выводится через патрубок 11. Для отвода теплоты реакции (или нагрева содержимого) через патрубок 7 в крайнюю полость «Б подается холодная вода, разделяясь на два потока, она обтекает снаружи корпус реактора и через отверстия 6 на противоположной стороне корпуса поступает в следующую полость «Б. Здесь вода

вновь разделяется на два потока, обтекает снаружи корпус реактора и через отверстия 6, расположенные на противоположной полости «Б, и так далее до выхода ее через патрубок 8 из рубашки.

Таким образом, иа своем пути теплохлад- агент неоднократно (при разделении потока на два направления и при протекании через отверстия 6) подвергается интенсивным гидродинамическим воздействиям - таКИМ как резкое изменение направления потоков, разделение и слияние потоков, изменение скорости потоков при циркуляции через отверстия 6. Перечисленные факторы позволяют на всем пути движения теп5 лохладагента по рубашке изменять структуру потока, турбулизируя его, энергично перемешивать его нагретые и холодные слои и получать однородное температурное поле от патрубка входа до патрубка выхода. В результате этого повышается коэф0 фициент теплоотдачи от стенки к хладагенту (при охлаждении реактора) или от теплоносителя к стенке (при нагреве реактора) .

Предварительная оценка экономического

5 эффекта от использования предлагаемого технического решения применительно к реактору карбонилирования объемом 32 м на давление до 30 ати составляет 7 тыс. руб. на один реактор.

Формула изобретения

Реактор, содержащий корпус, теплооб- менную рубашку с размещенными внутри нее перегородками, патрубки для входа и выхода исходных компонентов, продукта и теплоносителя, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности реактора, снижения металлоемкости и трудоемкости изготовления, перегородки выполнены кольцевыми и имеют отверстия, расположенные на диаметрально противоположных сторонах перегородок в чередующемся порядке.

Изобретение относится к химическому реакторному оборудованию и позволит увеличить производительность реактора, снизить металлоемкость и трудоемкость его изготовления. Реактор содержит корпус, теплообменную рубашку с размещенными внутри нее кольцевыми перегородками, имеющими отверстия, расположенные на диаметрально противоположных сторонах перегородок в чередующемся порядке. Для отвода теплоты реакции в патрубок для входа теплоносителя подается холодная вода, разделяясь на два потока, она обтекает снаружи корпус реактора и через отверстия в кольцевой перегородке на противоположной стороне корпуса поднимается вверх, поочередно проходя через отверстия в перегородках. 5 ил.

Фиг.2

-g-ff

6

Фиг.З

Фи.Ч

Фиг.5