СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКЗОТЕРМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ Советский патент 1941 года по МПК B01J8/06 

Настоящее изобретение имеет целью обеспечение достаточного охлаждения реакционного пространства при проведении сильно экзотермических реакций, как например при получении ацетона, ацетальдегида и уксусной кислоты из ацетилена и водяного пара и синтеза бензина по Фишеру. Одновременно с охлаждением реакционного пространства предлагаемый способ дает возможность производить закалку образующихся продуктов реакции непосредственно по выходе из реакционной зоны, что, как известно, значительно повышает выход синтезируемого продукта, а также вводить в реакционную смесь абсорбент для последующего выделения синтезируемого продукта из последней.

Предлагаемый способ заключается в том, что теплоноситель, предназначенный для охлаждения реакционного пространства, пропускают через змеевик или иное теплообменное устройство, расположенное в последнем, и затем испаряют непосредственно за зоной реакции в смеси с полученным продуктом.

В качестве теплоносителя могут быть применены минеральное масло, дифенил, дифенилоксид или их смесь, вода, жидкие углеводороды и другие вещества. Теплоноситель подается под давлением, которое подбирается таким образом, чтобы температура кипения жидкости приближалась к температуре реакции или была на несколько градусов ниже ее.

На прилагаемом чертеже изображены несколько вариантов конструктивного оформления реактора для осуществления предлагаемого способа.

Как видно из чертежа, теплообменивающее устройство, через которое вводится испаряемый за реакционной зоной теплоноситель, может быть выполнено в виде змеевика 2 (фиг. 1) или вертикальных трубок 1 (фиг. 2-5), проходящих через катализатор, расположенный в нижней часта сосуда 6 цилиндрической или иной формы. Открытые концы указанных трубок 1 и выходной трубы 7 змеевика 2 оканчиваются в пространстве над катализатором.

Теплоноситель под давлением, соответствующим температуре кипения его, равной реакционной или несколько меньшей, подается через патрубок 8; проходя через реакционную зону, перегревается, охлаждая ее и дросселируясь через отверстия труб 1 и 7, испаряется в смеси с продуктами реакции. Испаряющаяся жидкость, выходя в верхней части аппарата, не соприкасается с катализатором, а поэтому не может влиять на последний. Для предохранения верхней части катализатора над ним может быть поставлена сетка или насадка, чтобы брызги теплоносителя не попадали в катализаторное пространство.

Образующаяся смесь продуктов реакции и паров теплоносителя охлаждается до температуры, исключающей побочные реакции, и через трубу 9 натравляется на разделение.

В целях дополнительного охлаждения реакционного пространства, в предлагаемом реакторе могут быть применены добавочные охладительные элементы, выполненные, например, в виде змеевика 5 (фиг. 4) или трубчаток 3 и 4 (фиг. 3 и 5) с циркуляцией теплоносителя по обычной схеме.

1. Способ проведения экзотермических реакций, например получения ацетона, ацетальдегида и уксусной кислоты из ацетилена и водяного пара с охлаждением реакционного пространства, отличающийся тем, что теплоноситель, служащий для охлаждения последнего, подвергают испарению в смеси с продуктами реакции непосредственно за реакционной зоной в целях закалки получаемого продукта или введения в реакционную смесь абсорбента.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, состоящее из сосуда цилиндрической или иной формы, частично заполненного катализатором, отличающееся применением одной или нескольких труб 1 для подачи теплоносителя, проходящих через катализатор и оканчивающихся открытыми концами в пространстве над ним.

3. В устройстве по п. 2 применение змеевика 5 трубчатки 3, 4, или иного охладительного элемента для добавочного охлаждения реакционной зоны.