КОЖУХОТРУБНЫЙ РЕАКТОР Советский патент 1973 года по МПК B01J8/06 

I

Изобретение относится к области химической технологии и предназначено для проведения экзотермических и эндотермических реакций при контактировании газа с жидкостью в присутствии твердого катализатора, в частности для осуществления гидрирования ацетофенана в производстве окиси пропилена.

Известен кожухотрубный реактор-теплообменник для проведения экзотермических и эндотермических реакций при контактироваНИИ газа с жидкостью, состоящий из корпуса, решеток с пучком труб, сопел, расположенных соосно над верхней решеткой, и патрубков для входа и выхода реагентов.

Однако известный реактор не может быть использован для проведения реакций в присутствии твердого катализатора, помещенного в трубное пространство. В этом случае нужно подавать жидкую фазу равномерно по каждой трубке, при этом в трубное пространство газ необходимо подавать также свер.ху для предотвращения образования барботажного режима, так как последний приводит к быстрому разрушению катализаторов. Использование форсунки в верхней части аппарата для разбрызгивания жидкости было бы не эффективно, так как орошается трубная решетка в промежутках между трубами, поскольку живое сечение трубного пространства обычно составляет 10-40%.

Предлагаемое изобретение позволяет осуществить реакционные процессы в системе газ - жидкость - твердое тело с высокой интенсивностью и стабильным составом продуктов за счет равномерного распределения жидкости по каждой трубке, так как неравномерное орошение приводит к снижению селективности процесса, и образованию побочных продуктов выше предельно допустимой концентрации и вызывает быструю потерю активности катализатора.

Это достигается тем, что над открытыми концами труб верхней решетки концентрично соплам ЗТтановлены желобообразные элементы, снабженные в нижней части полными усеченными конусами, а над сопламн установлена отражательная пластина. Размещение желобообразных элементов на пзти движения жидкостной пленки или капель жидкости позволяет собрать часть разбрызгиваемой жидкости в устье желоба и направить ее вниз, в трубу, заполненную твердым катализатором. При этом жидкость стекает с каждого желоба в виде маленькой струи.

Для равномерного распределения жидкости по всему сечению реактора в каждое плоскоразбрызгивающее сопло подают определенное количество жидкости, пропорциональное числу труб, находящихся на одной концентрической окружности. Равномерное распределение

жидкости по каждой трубке позволяет получить готовый продукт высокого качества за счет того, что активность катализатора в каждой трубке будет находиться на одном уровне,

На фиг. 1 изображен предлагаемый реактор; на фиг. 2 - сечения по А-А и Б-Б на фиг. 1; на фиг. 3 - желобообразные элементы; на фиг. 4 - то же, с полым конусом; на фиг. 5 - то же, сечение.

Реактор выполнен в виде вертикального корпуса 1 с трубным.и решетками 2 и 5 и трубками 4,

Над верхней решткой 2 соосно размещены плоскообразные разбрызгивающие сопла 5. Над верхним соплом установлена пластина 6, а на уровне каждого сопла концентрично установлены желобообразные элементы 7, связанные между собой кольцами 8, которые прикреплены к корпусу планками 9.

Реактор установлен на основании 10 или на опорных лапах и снабжен патрубками Пи 12 для входа и выхода жйдкостт-, патрубками 13 и 14 для входа и выхода газа, а также патрубками 15 и 16 для входа и выхода теплоносителя.

Система подачи жидкости имеет коллектор 17 с регулируемыми вентилями 18, расходомерами 19 и общим вентилем 20. Желобообразные элементы могут быть снабжены полыми усеченными конусами 21.

Реактор работает следующим образом. В трубное пространство засыпают катализатор. Жидкость подают в распределительное устройство через коллектор 17, чтобы в верхнее сопло направлялось больщее количество жидкости, чем в нижерасположенные. Через патрубок 13 вводят газ, который, огибая пластину 6, проходит по периферии и направляется через трубы, в которые стекает жидкость в виде струй, направляемых желобообразными элементами 7. Газ может быть введен также через коллектор, расположенный непосредственно над верхней трубной решеткой.

В каждой трубке происходит прямоточное контактирование газа и жидкости, стекающей по твердому катализатору. Прореагировавшая жидкость стекает в нижнюю часть реактора и выводится из аппарата через патрубок 12, а газ - через патрубок 14. Подачу жидкости регулируют так, чтобы расход жидкости на каждое сопло 5 был пропорционален числу орощаемых труб.

Предмет изобретения

1.Кожухотрубный реактор для проведения экзотермических и эндотермических реакций при конта1ктир0ва1нии газа с жидкостью в присутствии твердого катализато а, содержащий корпус, внутри которого размещены решетки с пучком Труб, сопла, расположенные соосно над верхней решеткой, и патрубки для входа и выхода реагентов, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса и повышения качества продукта, над открытыми концами труб верхней решетки концентрично соплам установлены желобообразные элементы.

2.Кожухотрубный реактор по п. 1, отличающийся тем, что желобообразные элементы в нижней части снабжены полыми усеченными конусами.

3.Кожухотрубный реактор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что над соплами установлена отражательная пластина.