Реактор для исследования кинетики каталических реакций Советский патент 1978 года по МПК B01J1/00 

(54) РЕАКТОР ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ КИНЕТИКИ КАТАЛИТИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ дра пазами 11, сквозньлми отверстиями 12 в цилиндре, диаметр которых 3 мг-л, Размеры паза 2,5x2,5 . Отверстия и пазы обеспечивают прохождение газа в каждой капсуле в одном и том же направлении снизу вверх. Для каналов цилиндра из того же металла, что и цилиндр, изготавливают капсулы 13, В центре капсулы просверл вают канал, диаметр которого на 1 VM больше диаметра зерен катализатора и теплоносителя. Диаметр капсулы соответствует диаметру каналов цилиндра. Капсулы вставляются в каналы на сколь зящей посадке. Верхний и нижний торцы капсулы имеют заточки (длиной 3 ivwi) и в виде венца разрезаны на участки 2-3 мм. Такое устройство позволяет протянуть .вдоль внутренних стенок три проволоки 14 и закрепить их на торцах Вместо проволок можно использовать ни из кварцевой или стеклянной ткани, Зерна катализатора 15- и чередующие ся с ними зерна твердого теплоносителя 16 закладываются в капсулы. Проволока или стеклянные нити создают вокруг зерен кольцевой зазор (0,5 мм) по которому течет газовая реакционная смесь. Каналы сменных капсул имеют различный диаметр в зависимости от ра мера зерен катализатора. В каждой кап суле размещается по 7-8 зерен катализатора и соответствующее число зерен теплоносителя, в верхней части капсул расположены зерна катализатора. На крышке реактора размещены штуце ры 17 с каналами 18 для отбора проб и установленными в штуцерах термопарами 19, Первый по -ХОДУ газа канал цилиндра пустой и служит теплообменником. К этому каналу подведен штуцер с термопарой, которая поззоляет контролировать изотермичность по высоте цилиндра реактора. Цилиндр 1, заряженный капсулами с зернами катализатора и теплоносителя, снизу и сверху прикрывается крышками 4 и 5 из нержавеющей стали. По центру пропускается болт 9, на него одевается упорная муфта 20, ограничен ная шайбами 21, пружиной 8, и, для обеспечения герметичности, все нанизанные на болт 9 детали сжимаются гайкой 10. Пружина и стягивающая гайка вынесены в ненагревающуюся часть прибора. Собранный прибор опускается в печь 22, изготовленную из алюмини или другого металла. Реактор работает следующим образом. В реактор помещают шесть капсул с зернами катализатора ВКСС (ванадийалий-сульфатно-силикагелевый). В аждой капсуле размещено по 6 зерен атализатора и соответствующее число ерен теплоносителя. Реактор закрыается крышками и стягивается центральым болтом. В подготовленный к исслеованию реактор через патрубок б поают смесь, содержащую фталевый ангидид, 1,4-нафтохинон и нафтолин конентрацией его 2810 моль/м. Скорость потока - 150 см/мин, температура опыта 360°С, изотермичность в слое поддерживается в пределах одного грауса. Время концентрирования вдоль однорядного слоя катализатора изменяется от 0,1 сек до 0,5 сек, после чего берут пробы на анализ и строят экспериментальные кривые: 1 - степень окисления нафталина; 2,3 - избирательность по фталевому ангидриду и 1,4 - нафтохинону в зависимости времени 4 - изменение концентрации фталевого ангидрида; 5 - изменение концентрации 1,4-нафтохинона. Предлагаемый реактор позволяет контролировать и регулировать изотермичность вдоль слоя катализатора, позволяет измерять градиенты концентрации вдоль слоя катализатора, что необходимо для изучения кинетики процесса. Формула изобретения 1.Реактор для исследования кинетики каталитических реакций, содержащий вертикальный корпус, размещенные в нем в ряд чередующиеся зерна катализатора и твердого теплоносителя и патрубки ввода и вывода газа, отличающийся тем, что, с целью повышения точности кинетических измерений, он снабжен капсулами для катализатора и твердого теплоносителя, а корпус выполнен в виде цилиндра, имеющего вертикальные каналы, в которые помещены капсулы. 2.Реактор по п.1, отлича ющ и и с я тем, что, с целью измерения градиентов концентраций и температуры вдоль слоя катализатора, крышка реактора снабжена штуцерами для отбора пробы и термопарами, установленными в них. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Темкин М.И. Кинетика и катализ, 10, 461, 1969. 2.Кулькова Н.В., Химическая промьааленность г №9, 16, 1968.

10

фиг

IS IS

rt

Фиг 2