Реактор для окисления углеводородов Советский патент 1990 года по МПК B01J10/00 

Изобретение относится к усовершенствованию конструкции аппаратов для жидко- фазного окисления углеводородов кислородсодержащими газами (например, цикло- гексана) и может быть использовано в технологии получения капролактама и адипиновой кислоты.

Цель изобретения - увеличение производительности реактора по целевым продуктам за счет эффективного равномерного использования вводимого холодного углеводорода для селективного его окисления.

На фиг. 1 схематично показана первая, вторая (сверху) и последняя (нижняя) секции многосекционного реактора; на

фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - кольцевой перфорированный барботер; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3.

Реактор представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат, содержащий корпус 1, по высоте которого установлены вогнутые вверх в виде части сферы перегородки 2, разделяющие корпус на секции, в которых осуществляется процесс окисления. Реактор снабжен штуцерами для ввода исходного подогретого углеводорода 3 и кислородсодержащего газа 4, для вывода окси- дата в центре днища нижней секции 5 и реакционных газов 6 Для перетекания реакционной жидкости из верхней секции

сд

оэ

СП

оэ ю

реактора в нижележащую служат переливные трубы 7 с воронками. Для распределения окисляющего воздуха в реакционной жидкости реактор оборудован газовыми бар- ботерами 8, а для отвода реакционных газов из секции - переточными трубами 9, Для подачи и равномерного распределения вводимого холодного углеводорода предлагается кольцевой перфорированный бар- бОтер 10 с горизонтальными плоскими щелями 11, прорезанными на наружной и внутренней стенках трубопровода, изогнутого в врде кольца.

| Реактор работает следующим образом. 1 Исходный подогретый до температуры реакции углеводород (циклогексан) поступает через штуцер 3 в верхнюю секцию мно- г0секционного реактора, в ее нижнюю часть (Или реакционная жидкость из предыдущей вЫшерасположенной секции перетекает через пгреливную трубу 7 в нижерасположенную секцию, в ее нижнюю часть) и подвергается окислению воздухом, подаваемым в э-jry секцию через барботер 8.

Холодный углеводород через штуцер 12 и перфорированный кольцевой барботер 10 под напором подается равномерно в пространство секции. Жидкость вырывается из щелей барботера 10 с большой скоростью и значительно усиливает перемешивание во всем объеме секции.

Получаемый оксидат через переливную трубу 1 стекает в нижерасположенную секцию, где подвергается дальнейшему о кислению или выводится из нижней сек- реактора через штуцер 5, расположен- п|ый в днище. Образовавшиеся реакционные гЬзы, выйдя из барботажного слоя, смеши- в аются с реакционными газами нижних секций реактора, поступающими в верхнюю секцию через переточную газовую трубу 9, выводится из реактора через штуцер 6 (или поднимаются по переточной газовой трубе 9 в газовый объем вышерасположенной секции).

Наличие кольцевого перфорированного барботера для подачи холодного углеводорода, расположенного в средней части секции, позволяет равномерно распределять вводимый углеводород (циклогексан) по всему реакционному объему секции, интенсифицировать перемешивание жидкости. Осуществляемый таким образом ввод углеводорода позволяет поддерживать в каждой ступени реактора оптимальную постоянную температуру и за счет этого увеличить выход целевых продуктов окисления (цикло- гексанола и циклогексанона).

Усиленное перемешивание реакционной жидкости в средней зоне струями холодного углеводорода, имеющими большую кинетическую энергию, распространяется на весь

остальной объем, это приводит к более полному и равномерному использованию реакционного объема секции для проведения селективного окисления в целевые продукты, кроме того, уменьшается отложение смолообразных продуктов реакции и накопление их на днище, стенках корпуса и внутренних деталях реактора.

10

Формула изобретения

1.Реактор для окисления углеводородов, содержащий цилиндрический корпус, установленные по высоте сферические перегородки, разделяющие корпус на секции, штуцеры для входа и выхода жидкости, перфорированные концентрические барботеры для подачи кислородсодержащего газа в каждую секцию, расположенные в нижней части секции, переливные трубы с ворон0 ками и переточные газовые трубы, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности реактора по целевым продуктам за счет эффективного равномерного использования вводимого холодного углеводорода для его селективного окисле5 ния, вторая и нижерасположенные секции реактора снабжены кольцевыми перфорированными барботерами для подачи холодного углеводорода, расположенными между верхним торцом воронки переливной трубы и барботером для подачи кислородсодержащего газа на высоте Нг, которая определяется по формуле

Н 1 где К - эмпирический коэффициент;

Н-высота переливной воронки над газовым барботером, м; уг - газосодержание.

2.Реактор по п. 1, отличающийся тем, что кольцевой перфорированный барботер

0 Для подачи холодного углеводорода снабжен прямоугольными отверстиями, расположенными с наружной и внутренней сторон в нижней части сечения барботера горизонтально под углом а-30-60° относительно вертикальной оси сечения перфорированного

5 барботера, а их количество с наружной и внутренней сторон определяется соотношением

0

Не К

5

Пви Рк Пн Da

где Пен - количество отверстий во внутренней стороне; Пн - количество отверстий с наружной

стороны;

DK - диаметр кольцевого перфорированного барботера; Da - диаметр аппарата.

Изобретение относится к аппаратам для жидкофазного окисления углеводородов кислосодержащими газами, может быть использовано в производстве капролактама и адипиновой кислоты и позволяет увеличить производительность реактора по целевому продукту за счет эффективного равномерного использования вводимого холодного углеводорода для его селективного окисления. Реактор представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат, содержащий корпус, по высоте которого установлены вогнутые вверх в виде части сферы перегородки, разделяющие корпус на секции, в которых осуществляется процесс окисления. Реактор снабжен штуцерами для ввода исходного подогретого углеводорода и кислородсодержащего газа и для вывода оксидата в центре днища нижней секции и реакционных газов. Для перетекания реакционной жидкости из верхней секции реактора в нижележащую служат переливные трубы с воронками. Для распределения окисляющего воздуха в реакционной жидкости реактор оборудован газовыми барботерами, а для отвода реакционных газов из секций - переточными трубами. Для подачи и равномерного распределения вводимого холодного углеводорода служит кольцевой перфорированный барботер с горизонтал

фиг1

А(риг.2

фиг.4

фиг.З