Устройство для получения химических соединений Советский патент 1992 года по МПК B01J19/08 

Изобретение относится к области химии и может быть использовано в химической промышленности, приборостроении и радиоэлектронике для получения газообразных химических соединений, синтез которых в обычных условиях затруднен.

Целью изобретения является повышение скорости получения газообразных химических соединений.

На чертеже представлено устройство, общий вид.

Предлагаемое устройство для получения химических соединений содержит химический реактор 1 в виде полого, отражающего световые лучи внутренней поверхностью конуса с усеченной вершиной 2,

с наружной боковой посеребренной поверхностью и набором полых взаимозаменяемых конических трубок-насадок 3 с усеченными вершинами разных диаметров и посеребренной внешней поверхностью, надеваемых, в зависимости от требуемого диаметра, на усеченную вершину 2 реактора;

штуцер ввода 4 через трубки 5 и 6 с кранами смеси исходных газов в реактор 1;

емкость-приемник 7 для целевого продукта с штуцером вывода 8 через трубку 9 с краном 10 целевого газообразного продукта из приемника 7 для его дальнейшего хранения или непосредственного использования, термостойкую герметичную кольцевую прокладку 11;

х| х| со XI ю

герметично закрывающую съемную крышку 12 с ручкой 13 для ее снятия и фиксации в прежнем положении;

соос-но и параллельно относительно друг друга размещенные входное 14 и выходное 15 отверстия из оптически прозрачного материала,полностью перекрывающего отверстия;

источник 16 когерентного светового излучения с лампой накачки 17 и активным торцом 18 источника излучения 16, примыкающего к основанию корпуса реактора с входным отверстием 14;

светопоглощающий экран 19.

Устройство поддается полной автоматизации.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При закрытых кранах трубок 5 и 6 и герметично закрытой крышке 12 и открытом кране 10 включением лампы накачки 17 вводят в рабочий режим источник 16 когерентного светового излучения, имеющего резонансную частоту излучения в отношении наименее химически активного сорта молекул одного из компонентов исходной газовой смеси X и Y. Подают в ректор 1 через трубки 6 и б путем открытия их кранов исходные газовые компоненты X и Y, впускаемые в реактор в стехиометрическом соотношении по отношению друг к другу.

В результате отражения основной части пучка когерентного светового излучения от внутренних стенок химического реактора и вследствие конусообразной его формы оптическая плотность когерентного излучения у вершины усеченного конуса резко возрастает. Эта величина возрастания оптиче- ской плотности и удельной мощности когерентного светового излучения на единицу поперечного сечения пучка прямо про- порциональна степени уменьшения площади поперечного сечения усеченной вершины конуса, по сравнению с площадью основания конуса. Благодаря этому резко возрастает термическое воздействие на молекулы исходных компонентов газовой смеси X и Y, что в свою очередь вызывает . резкое возрастание скорости протекания химических реакций. Вследствие резонанс- ности когерентного светового излучения в отношении наименее активных молекул и активных групп в них, происходит дополнительное повышение химической активности этих молекул и их активных групп, вступающих в химическую реакцию со вторым компонентом газовой смеси.

Прореагировавшая смесь газов, выйдя изусеченной вершины реактора 1, попадает в емкость-приемник 7 и из нее через штуцер

8 удаляется по трубке 9 для дальнейшего использования целевого продукта или его временного хранения.

Пучок светового излучения, выйдя из

емкости-приемника 7 через выходное отверстие 15 и оптически прозрачного материала, поглощается светопоглощающим экраном 19.

Включение устройства производят в

0 следующей последовательности; перекрывают краны трубок 5 и б, прекращая впуск исходных компонентов X и Y в реактор 1, и выключают лампу накачки 17 с источником 16 когерентного светового излучения.

5 Оптимальные параметры устройства:

отношение диаметра основания конусного реактора к его высоте, диаметру усеченной вершины - от 5:50:0,05 см до 5:50:0,25 см или в относительных величинах-от 1:10:0,01

0 до 1:10:0,05;

диаметр активной части торца источника когерентного светового излучения 5,0 см;

газовый углекислотный источник коге5 рентного светового излучения с лампой накачки с плотностью мощности светового пучка на выходе из активного торца этого источника 50-60 Вт/см2 при длине резонансной волны 9-11 мкм с частотой излучения

0 импульсов 30-40 имп./мин;

мощность светового пучка на выходе из вершины усеченного конуса реактора при ее диаметре 0,05-0,25 см составляет 1,0-1,2 кВт;

5 скорость пропускания смеси исходных компонентов газовой смеси через реактор с диаметрами усеченной вершины конуса от 0,05 до 0,25 см составляет соответственно от 1-5 до 5-25 см3/с;

0 толщина серебряного покрытия на наружной стенке реактора из жаропрочного кварцевого стекла 0,5-1,0 мкм.

давление исходной смеси газов на штуцере ввода в реактор от 1,2 до 2,0 кг/см2.

5 Габариты устройства для промышленного применения могут значительно превышать указанные оптимальные параметры.

Увеличение скорости получения химических соединений, по сравнению с известным устройством, составило 10-12 раз. Это

0 увеличение скорости достигнуто за счет того, что реактор выполнен в виде полого конуса с усеченной вершиной и отражающей световые лучи внутренней поверхности, причем активный торец источника резонан5 сного излучения примыкает к основанию корпуса, а отношение диаметра основания конуса к его высоте и диаметру усеченной вершины составляет от 1:10:0,01 до 1:10:0,05.

Применение одного резонансного излучения без концентрации когерентного излучения е помощью конусовидного реактора приводит к резкому уменьшению выходов целевого продукта по веществу, т.е. поставленную цель достигают только при применении отличительных признаков, указанных в формуле изобретения.

Формула изобретения Устройство для получения химических соединений, содержащее химический реактор с приемником для целевого продукта, штуцера ввода и вывода газов, источник когерентного светового излучения, соосно и

0

параллельно относительно друг друга размещенные входные и выходные отверстия из оптически прозрачного материала, о т - личающееся тем, что, с целью повышения скорости получения газообразных химических соединений, реактор выполнен в виде полого конуса с усеченной вершиной и отражающей световые лучи внутренней поверхности, причем активный торец источника когерентного светового излучения примыкает к основанию корпуса, а отношение диаметра основания конуса к его высоте и диаметру усеченной вершины составляет от 1:10:0,01 до 1 10:0,05.

Изобретение относится к области химии и может быть применено для ускоренного получения газообразных химических соединений, синтез которых в обычных условиях технически затруднен, а также для регенерации газообразных отходов производства путем их связывания в соответствующие промежуточные полупродукты и позволяет повысить скорость получения газообразных химических соединений. Устройство, содержащее химический реактор с приемником целевого продукта, штуцеры ввода и вывода газов, источник когерентного светового излучения, соосно и параллельно относительно друг друга размещенные входное и выходное окошки из оптически прозрачного материала, реактор выполнен в виде полого конуса с усеченной вершиной и отражающей световые лучи внутренней поверхностью, причем активный торец источника резонансного излучения примыкает к основанию конуса, отношение диаметра основания крнуса к его высоте и диаметру усеченной вершины составляет от 1:10:0,01 до 1:10:0,05. 1 ил. (Л С

{Ь