Барботажный реактор Советский патент 1980 года по МПК B01J19/00 

Изобретение относится к конструкциям аппаратов, используемых в химической промышленности для проведения реакций в системе жидкость-газ и может применяться длЯ проведения реакций хлорирования органических соединений. Известен барботажный реактор для проведения химических реакций в системе жидкость-газ, выполненный в виде вертикальной колонны со штуцера ми для ввода и вывода газовой и жидкой фазы. Внутри колонны расположены ситчатые секционирукндие тарелки Недостатком этой конструкции является ее малая эффективность, а зачастую и невозможность применения для периодических процессов. Это обу словлено тем, что основная реакция проходит в нижней части реактора и вследствие отсутствия пе -емешивания реакционной массы (из-за наличия секционирующих тарелок) состав продуктов по высоте реактора будет раз личен. Этот реактор также малоэффек тивен для тех непрерывных процессов где скорость процесса не зависит или мало зависит от концентрации реаген тов в жидкой фазе. Кроме того, недостатком конструкции является неравномерность тепловьщеления по секциям и необходимость позонного регулирования температуры. Это создает трудности в обеспечении изотермичности проведения процессов и значительно усложняет конструкцию реактора, так как в каждой секции необходимо устанавливать теплообменные устройства. Известен также барботажный реактор для проведения химических реакций в системе жидкость-газ, выполненный в виде вертикальной колонны со штуцерами ввода и вывода реагентов.Реактор снабжен циркуляционной трубой для создания естественной циркуляции жидкой фазы. Циркуляционная труба снабжена теплообменником f2j . Недостатком этого реактора явля-. ется его низкая эффективность,в частности при проведении процесса хлорирования органических соединений необходимо значительное время для проведения процесса, чтобы достичь высокой счепени конверсии хлора. Цель изобретения - повышение эффективности реактора за счет равномерного распределения газа по сече нию. Указанная цель достигается тем, что барботажный реактор для проведения химических реакций в системе жидкость-газ вьшолнен в виде вертикальной колонны со штуцерами ввода и вывода реагентов и снабжен циркуляционной трубой и теплообменником, и колонна снабжена установленными внутри нее на высоте циркуляционной трубы перфорированнЕлми тарелками. В качестве перфорированных тарело целесообразно использовать ситчатые тарелки провального типа с живым сечением 1-20%. В случае необходимости циркуляционная труба может быть снабжена теплообменником. На фиг.1 схематически изображен барботажный реактор с циркуляционной трубой, расположенной снаружи колонны; на фиг.2 - то же, с циркуляцион ной трубой, расположенной внутри ко лонны; на фиг.З - то же, с циркуляционной трубой, снабженной теплообменником, Барботажный реактор представляет собой вертикальную колонну 1 со штуцером 2 для ввода жидкости, штуцером 3 для ввода газа, штуцером 4 для вы вода жидкости и штуцером 5 для выво да .Колонна 1 снабжена циркуляционной трубой б ДЛЯ создания естественной циркуляции жидкой фазы. Цир куляционная труба б может быть распо ложена либо снаружи колонны 1 (фиг. 1), либо внутри колонны 1 (фиг.2). Мегкду верхним и нижним концом цирку ляционной трубы б внутри колонны 1 расположены перфорированные тарелки 7. В качестве, перфорированные таре - релок 7 могут быть использованы любые известные секционирующие тарелки, но предпочтительно применять ситчатые тарелки провального типа с живым сечением 1-20%. Если для проведения реакции между газом и жидкостью необходимо нагревать или охлаждать реакционную смесь, то цирк ляционную трубу снабжают теплообмен НИКОМ 8 (фиг.З). В предлагаемом реакторе проводят процессы хлорирования различных органических соединений. Пример. В реакторе диамет ром 40 мм и высотой 1000 мм проводят процесс хлорирования парафина. Реакт имеет пять ситчатых тарблок с живым сечением 5% и снабжен внешней циркуляционной трубой. В реактор через штуцер 2 загружают 0,65 л парафина и через штуцер 3 подают газообразный хлор. Процесс проводится в .периодическом режиме до содержания хлора в продукте.47 вес.% Для достижения конверсии хлора 96,5% необходимое время хлорирования составляет 8 ч. При проведении процесса хлорирования в предлагаемом реакторе с циркуляционной трубой, но без перфорированных тарелок, для достижения конверсии хлора 96,5% необходимое время хлорирования составляет 20 ч. Если процесс хлорирования в реакторе проводят в течение 8 ч , то конверсия хлора составляет 86%. Пример2. В реакторе, имеющем пять перфорированных тарелок с живым сечением 10% и снабженном внешней циркуляционной трубой с теплообменником, проводят (при 99 С и давлении 1,6 атм)процесс хлорирования этилена до дихлорэтана в среде дихлорэтана. Реактор заполняют жидким дихлорэтаном и через штуцеры 2 и 3 подают газообразный этилен и хлор. При взаимодействии этилена и хлора образуется жидкий дихлорэтан, который отводят через штуцер 4. Процесс проводят в непрерывном режиме при избытке этилена 3% до начала появления проскока хлора. При этом максимальный съем составляет 890 г/л-ч. При проведении процесса в предлагаемом реакторе с циркуляционной трубой без перфорированных тарелок максимальный объем составляет 370 г/л-ч. Формула изобретения 1.Барботажный реактор для проведения химических реакций в системе жидкость-газ выполненный в виде вертикальной колонны со штуцерами ввода и вывода реагентов,снабженной циркуляционной трубой и теплообменником,о тличаюшийся тем,что, с целью повышения эффективности процесса за счет равномерного распределения газа по сечению, колонна снабжена установленными внутри нее на высоте циркуляционной трубы перфорированными тарелками. 2.Реактор по п.1 отличающий с я тем, что перфорированные тарелки выполнены ситчатыми провального типа с живым сечением 1 - 20%. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Химическая промышленность, , с. 806. 2.Патент США № 2818447, кл. 260-663, опублик. 31.12.57 (прототип) .

vww

-

ЛЛЛЛ

N

Tf

T

4kl2.1

Т

f

at.2

i//.J