Реактор для непрерывного гидрирования жиров и жирных кислот на стационарном катализаторе Советский патент 1992 года по МПК C11C3/12 

Изобретение относится к масло-жировой промышленности, в частности к реакто1 рам для непрерывного гидрирования жиров и жирных кислот на стационарном катализаторе.

Известно гидрирование жиров и жирных кислот на дисперсных катализаторах в реакторе, представляющем собой цилиндрический аппарат со сферическим дном и съемной крышкой, снабженным турбинной мешалкой, патрубками для ввода и вывода реагентов.

Недостатком известного реактора является необходимость фильтрации дисперсного катализатора от вязкого гидрогенизата.

Наиболее близким к предлагаемому является реактор для непрерывного гидрирования жиров и жирных кислот на стационарном катализаторе, который содержит вертикальный цилиндрический корпус со съемными днищем и крышкой, патрубками для ввода и вывода реагентов, перфорированные опорные решетки для слоя катализатора.

Недостатком данного реактора является невысокая производительность процесса.

Целью изобретения является интенсификация процесса гидрирования.

Поставленная цель достигается предлагаемым реактором для непрерывного гидрирования жиров и жирных кислот на

VJ

CJ О

СО О

стационарном катализаторе, содержащем вертикальный цилиндрический корпус с крышкой и днищем, поярусно установленные в корпусе кассеты с перфорированными днищами для размещения слоя гранулированного катализатора, укрепленный в днище патрубок подвода гидрируемого продукта в смеси с водородом и патрубок отвода готового продукта, расположенный в верхней части корпуса, две расположенные в средней части корпуса и прилегающие в кассетам решетчатые перегородки с образованием между ними свободного пространства для турбулизации смеси под действием автоколебаний в резонансном режиме, при этом расстояние между решетчатыми перегородками составляет 0,3-1,1 диаметра корпуса, а нижняя решетчатая перегородка расположена на растоянии от основания корпуса, равном 0,25-0,5 высоты корпуса реактора, патрубок для подвода дополнительного водорода в свободное пространство, установленный на расстоянии от нижней решетчатой перегородки, равном 0,2-0,5 расстояния между решетчатыми перегородками.

Решетчатые перегородки, образующие свободное пространство, расположены на расстоянии 0,3-1,1 диаметра реактора одна от другой. Расположение их на расстоянии менее 0,3 диаметра реактора одна от другой не приводит к значительному увеличению интенсификации процесса вследствие незначительной деформации элементов структуры газожидкостного слоя. При расположении их на расстоянии более 1,1 диаметра реактора происходит затухание колебаний реакционной смеси, что приводит к уменьшению интенсификации процесса.

Свободное пространство, образованное решетчатыми перегородками, расположено на высоте реактора катализатора на расстоянии 0,25-0,50 высоты реактора. При расположении на расстоянии менее 0,25 высоты реактора снижается эффективность в работе реактора в результате нестабильности актоколебаний. что снижает надежность использования данного реактора. Расположение на расстоянии более 0,50 высоты реактора также приводит к уменьшению эффективности в работе реактора вследствие уменьшения среднего времени контакта активированной.реакционной смеси с неподвижным слоем катализатора.

Дополнительный патрубок для подачи водорода врезают в корпус реактора свободного пространства между решетчатыми перегородками и располагают на расстоянии 0,20-0,50 его высоты от нижней решетчатой перегородки для создания параметрического резонанса при подаче водорода в импульсном режиме. При расположении дополнительного патрубка на расстоянии менее 0,20 высоты свободного пространства от нижней решетчатой перегородки снижается эффективность работы реактора вследствие низкой степени взаимодействия импульсно подаваемого водорода и несфор0 мировавшейся реакционной смеси. Расположение дополнительного патрубка на расстоянии выше 0,50 высоты свободного пространства от нижней решетчатой перегородки также приводит к снижению эффек5 тивности в работе реактора вследствие низкой степени роста энергетического потенциала реакционной смеси.

На чертеже изображен предлагаемый реактор для осуществления непрерывного

0 гидрирования жиров и жирных кислот на стационарном катализаторе.

Реактор представляет собой аппарат с вертикальным цилиндрическим корпусом 1, съемными днищем 2 и крышкой 3. На

5 крышке 3 размещены патрубки 4 для предохранительного клапана и контрольно-измерительных приборов. В корпус реактора вставляют кассеты 5, днища которых состоят из решетчатых перегородок 6. Кассеты 5

0 заполняют дробленными кусками никель- алюминиевого катализатора 7. В верхней части реактора расположен патрубок 8, через который отводится гидрируемый жир и отработанный водород. В корпус реактора

5 врезают патрубок 9 для подачи водорода в пространство между решетчатыми перегородками. В нижней части реактор содержит патрубок 10, по которому в реактор поступают жиры в смеси с водородом. Люк 11 слу0 жит для ревизии аппарата, а патрубок 12 - для его полного опорожнения.

Реактор для непрерывного гидрирования жиров и жирных кислот на стационарном катализаторе работает следующим

5 образом.

Реакционная смесь (масло-водород) подается вниз реактора через патрубок 10 и проходит слой стационарного катализатора 7, где протекает химическая реакция и со0 здаются колебания, определяемые размером гранул, порозностью между ними, капиллярностью, размерами пузырьков водорода.

После прохождения каталитического

5 слоя реакционная смесь за счет перераспределения концентрации и изменения скорости движения в свободном пространстве вследствие роста размеров пузырьков водорода и уменьшения давления приобретает дополнительные колебания, частота которых находится в резонансном режиме с собственными колебаниями реакционной смеси. Таким образом, между решетчатыми перегородками в слое катализатора формируются устойчивые автоколебания с опреде- ленной частотой. Через патрубок 9 в пространство между решетчатыми перегородками подают в импульсном режиме водород с частотой колебаний.равной частоте колебаний реакционной смеси в объеме между решетчатыми перегородками.

Интенсификация процесса достигается путем увеличения скорости массопереноса. При создании автоколебаний с частотой, соответствующей частоте определяющих элементов структуры каталитического слоя, значительно увеличивается скорость переноса из газа в жидкость, а также скорость переноса непредельных ацилтриглицери- дов и растворенного водорода к поверхности катализатора. Этот процесс сопровождается и увеличением скорости отвода продуктов реакции с поверхности катализатора. Сочетание данных факторов позволяет повысить степень использования катализатора, вследствие уменьшения энергии активации процесса за счет роста энергетического потенциала смеси, уменьшения размеров застойных зон и уменьшения отравления катализатора ядами, содержащимися в жирах. Кроме того, создание автоколебаний определяющих элементов структуры каталитического слоя сопровождается ростом интенсивности турбулентности, что дополнительно увеличивает скорость массопереноса.

Реакционная смесь отводится по патрубку 8 из верхней части реактора.

П р и м е р 1. Процесс проводят в производственных условиях. 7,0 т сплавного стационарного катализатора загружают в реактор (диаметр 800 мм, высота 8680 мм) для гидрирования, имеющий в слое катализатора свободное пространство, образованное решетчатыми перегородками, активируют, пропуская 40 м 10% NaOH. сушат водородом при 150°С в течение 24 ч. затем прокачивают смесь касторового масла с водородом при 150-160°С. Размеры свободного пространства и его месторасположение в реакторе варьируют, изменяя расстояние между решетчатыми перегородками. Об интенсивности реактора судят по объему продукции с 1 т катализатора и по расходу сырья на производство 1 т продукции гидрируемого касторового масла (ГКМ).

Результаты опыта приведены .в табл.1.

Данные табл.1 показывают, что при создании в слое катализатора свободного пространства образованного решетчатыми перегородками, расположенными на расстоянии 0,25-0,50 высоты реактора от днища реактора, причем расстояние между решетчатыми перегородками составляет 0,3-1,1 диаметра, реактора, съем продукции возрастает на 11-8%, на 3-4% снижается расход сырья.

П р и м е р 2. Процесс проводят в усло- виях, аналогичных примеру 1. Варьируют местоположение патрубка для подачи водорода в свободном пространстве. Водород, объемом 600 м /ч, подают через патрубок с .частотой 13-15 с при 150°С, давлении 3,5 МПа. Об интенсивности процесса судят по количеству касторового масла, подаваемого на гидрирование в режиме получения стандартной продукции - гидрированного касторового масла -, т.е. при снижении йод- ного числа на 80% 12.

Результаты опыта приведены в табл.2. Данные табл.2 показывают, что при расположении патрубка в свободном пространстве на расстоянии 0,20-0,50 высоты свободного пространства от нижней решетчатой перегородки, производительность реактора возрастает на 7-8%.

Использование предлагаемого реактора на заводах пищевой, нефтехимической, целлюлозно-бумажной, микробиологической промышленности позволяет интенсифицировать процессы гидрирования жиров, жирных кислот, Сахаров, фурфурола на стационарных катализаторах.

Формула изобретения

1. Реактор для непрерывного гидрирования жиров и жирных кислот на стационарном катализаторе, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с крышкой и днищем, поярусно установленные в корпусе кассеты с перфорированными днищами для размещения слоя гранулированного катализатора, укрепленный в днище патрубок подвода гидрируемого продукта в смеси с водородом и патрубок отвода готового продукта, расположенный в верхней части корпуса, отличающийс я тем, что, с целью интенсификации процесса гидрирования, она снабжен двумя расположенными в средней части корпуса и прилегающими к кассетам решетчатыми перегородками с образованием между ними

свободного пространства для турбулизации смеси под действием автоколебаний в резонансном режиме, при этом расстояние между решетчатыми перегородками составляет 0,3-1,1 диаметра корпуса, а нижняя решетчатая перегородка расположена на расстоянии от основания корпуса, равном 0.25-0,5 высоты корпуса реактора.

2. Реактор по п. 1,отличающийся

дополнительного водорода в свободное пространство, установленным на расстоянии от нижней решетчатой перегородки, равном 0,2-0,5 расстояния между решетча

Изобретение относится к масло-жировой промышленности. Цель изобретения - интенсификация процесса гидрирования. Реактор для непрерывного гидрирования жиров и жирных кислот на стационарном катализаторе, содержащий вертикальный цилиндрический корпус со съемными днищем и крышкой, патрубки для ввода и вывода реагентов, перфорированные опорные решетки, расположенные перпендикулярно оси реактора в слое катализатора, свободное пространство, образованное перфорированными опорными решетками и расположенное на расстоянии 0,25-0,50 высоты реактора, причем расстояние между его перфорированными опорными решетками составляет 0,3-1,1 диаметра реактора, патрубок для дополнительной подачи водорода, расположенный в свободном пространстве на расстоянии 0,2-0,5 его высоты от нижней перфорированной опорной решетки. Реактор позволяет интенсифицировать процесс гидрирования за счет турбулизации смеси под действием автоколебаний в резонансном режиме. 1 з.п.ф-лы, 2 табл.. 1 ил. со С

тем, что он снабжен патрубком для подвода 5 тыми перегородками.

Примечание. Расстояние между опорными решетками свободного пространства 670 мм.

Таблица

Таблица 2