Способ перемешивания газа с жидкостью
Изобретение относится к способам перемешивания газа с жидкостью и может быть использовано в химической, микробиологической и других отраслях промышленности. Оно обеспечивает интенсификацию газожидкостных процессов, в том числе и процессов. протекающих на суспендированном катализаторе . Способ заключается в том, что в аппарат, оснащенный циркуляционной перегородкой с распределенными по высоте переливными отверстиями, заливают жидкость до уровня, при котором отношение объема жидкости к объему аппарата на верхнем уровне перелива составляет 0,2- 0,3. Начинают перемешивание мешалкой и ведут его при возрастающем объеме жидкости , который равен 0,8-0,9 от объема аппарата на уровне верхнего перелива. При прове дении процесса на суспендированном катализаторе подачу катализатора осуществляют одновременно с началом перемешивания . I з.п. ф-лы, 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
csu4 В01 FЗ 04
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2!) 4007148/23-26 (22) 06.01.86 (46) 07.03.88. Бюл. № 9 (72) Б. Л. Бабинцева, В. И. Лосик, А. Г. Белоножкин и В. А. Клипиницер (53) 66.063(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1042781, кл. В Ol F 3/04, 1981. (54) СПОСОБ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ ГАЗА
С ЖИДКОСТЬЮ (57) Изобретение относится к способам перемешивания газа с жидкостью и может быть использовано в химической, микробиологической и других отраслях промышленности.
Оно обеспечивает интенсификацию газожидкостных процессов, в том числе и процессов, „„SU„„1378902 А 1 протекающих на суспендированном катализаторе. Способ заключается в том, что в аппарат, оснащенный циркуляционной перегородкой с распределенными по высоте переливными отверстиями, заливают жидкость до уровня, при котором отношение объема жидкости к объему аппарата на верхнем уровне перелива составляет 0,2—
0,3. Начинают перемешивание мешалкой и ведут его при возрастающем объеме жидкости, который равен 0,8 — 0,9 от объема àïïàрата на уровне верхнего перелива. При прове дении процесса на суспендированном катализаторе подачу катализатора осуществляют одновременно с началом перемешивания. I з.п. ф-лы, 1 ил.
1378902
Изобретение относится к способам перемешивания в емкостных аппаратах с механическими перемен!Иваю!цими устройствами и может найти применение в химической, нефтехимической, фармацевтической. микробиологической и других отраслях прочь;шленности.
Цель изобретения интенсификация газожидкостных процессов, повышение производительности реакционного объема за счет увеличения поверхности межфазного контакта, а также интенсификация процессов, протекающих на суспендированнол! к3тализаторе.
На чертеже представлена схема аппарата для перемешинания газа с жидкостью.
Аппарат содержит корпус 1, в котором установлена кольцевая переливная перегородка 2. Г1ерегородка выполнена с распределенными по нысоте переливными отверстиями (нижничи 3. средними и верхними 4).
В аппарате установлена винтовая мешалка 5.
Аппарат запо»някзт жидKocTblo»0 уровня
Н+, объемом (, нри отношении к объему аппарата на нс рхнем уровне перелинной +. I
)ц регоро lhH 2 К=, — 0,2 0„ 1, и соО»B(ЧсTBoнн() h Об) !»ел(л tl;I лpoBH(нижних
Огнерстий 3 н перелив!Н)й II(ð(I Ородке
08 09.
11Г)и этОм и(. хо,(ныи» ровен ь ihH, ihoсти B !I II II 3 p(IT(f 1*, И(! хо;1И !ся ни ж(у р()ння нижних отверстии 3 н II(ð(..!JIB!(oJI II(ре! Оро (K(. H . Включают ме!палку 5.
Понижение соотношения об ьечов ниже
0,2 приводит к срыву работы винта и циркуляционного движения н аппарате.
Увеличение верхнего предела отно!пения объемов К)0,8- 0,9 уменьшает Обьем газа, заключенного между верхним уровнем жидкости в статическом состоянии Н и уровнем пере,!Ина газожидкостной смеси через пере»инну н> lr(p(I opoдку Б, что приво 1НТ
h»Ч» HBlIl(НИIО Гrl (О(О.1(РЖ(3НИЛ, 1О ) ) ниже оптимального значения, равного ()=
=15 — 20%, ул(енынению инт(. нсинности проведения процессов, ун(3иченик) но:ребля( чой мощности электропривода.
Подкачинают ww»Ko(TB B;IIIII3p-! r;io максичального рабоч(го Объема, соотнегсгнуюшего заполнению до уровня H и О»ношению жидкости B » нии уровня заполнения аппар; та благодаря наличию отверстий 3, 4 НО всей высоте переливной перегородке возникает интенсивная циркуляция в аппарате на протяж(нии всего врел(ени заполнения. не возникает разрыва сплошности газожидко тногo слоя и оголения винта. При проведении проц ccoB на суспендиронанном h3TBлизаторс одновременнг) с на5 10 (5 55 чалом перемешивания осуществляют подачу катализатора. Понижение соотношения объемов ниже 0,2 приводит к возрастанию массовой доли твердого катализатора в начальный момент реакции свыше 20% и увеличению плотности перемешиваемой смеси (верх допустимой 1800 кг/м . Кроме того, при К(0,2, ввиду значигельной чассоной конпенграции гнердого катализатора происходит гашение твердыми частицами катализатора турбулентных пульсаций газожидкостной среды, что приводит к уменьшению коэффициента массоотдачи в данном режиме перемешивания, уменынению интенсивности перемешивания. Пример l. Проводят перемешивание газа с жидкостью в процессе получения альфаразнетвленной кислоты окислением альдегида кислородом воздуха в присутствии едкого патра. Процесс проводят в герметичном аппарате РГ 5,0 — 4,0, объемом 5 м с винтовыч перемен(ивающим устройством с циркуляционным контл поч и переливной перегородкой с прорезями по высоте. Г1роцесс на !иван)т с загрузки жидкой фазы, объемом 1 м, соответствукнцим нижнему отношеIlHIo Объема жидкости в аппарате к объему ,lrIrI(lp3»;l tI;l верхнем уровне переливной пеpe. (.p(;1ки, ранноч К = )," — 0 27 fl Г!ричеч это отношение объемов К одновреченно соответствует отношению объема жидкости н аппарате к Объему аппарата уронн(нижних сквозных rlpopoзей К=— = 0,8 0,9. 1, Ъ Исходный лровень жидкой фазы в статическом состоянии устанавливают ниже ниж них прорезей в переливной перегородке на I0() л(м 150 мм. ,33тел! нклк)чают мен!алку, возникает нирh(.-1яционнОе движение газожидкостной среды через нижние прорези н перелинной перс-городке. Газ, находящийся в объеме м(жду !Нсходн(!л! уровнем и уровнем uepe IHB3 l(рез нижние прорези вовлекается н циркуляцию и диспергируется в ра(творе. Г1(зсг)(нача»а циркуляции н аппарат подак т воздух до достижения рабочего давлеHHя и производят нагрев до рабоч(и темlI(P 3 Ty P aI. ПО :ле начала падения давления и, следона ельно, поглон(ения газа, произно, 1ят подач » воздуха и подка (ку жи.»кости н аппарат lo объема 3,5 м, соотнетствуюшего верхнел(л пределу отношения объема жидкости в аппарате к объему аппарата на н(рхнем уровне переливной перегородки, раннол(у К = — —, = = — 081 . В Ъ »,. 3 5 Ъ 4,3 скоч состоянии этот уровень жидкости в аппарате Н ниже верхнего уровня r ереливной п(ре(ородки на 100--200 мм. 1378902 Формула изобретения Перемешивание ведут при возрастающем отношении объема жидкости в аппарате к объему аппарата от 0,27 до 0,8! 5. Газ, находящийся в объеме между максимальным статистическим уровнем Н и уровнем перелива через перегородку, вовлекается в циркуляцию. Кроме того, возникает дополнительная циркуляция газожидкостной смеси через щели в вертикальной перегородке. Массовые доли исходных веществ жидкой фазы 84,6ф, воздуха 15,4ô. Время проведения непрерывного процесса 15,5 мин. Процесс идет при оптимальном газосодержании С= 20Я, необходимом для обеспечения интенсификации. Пример 2. Заполняют аппарат жидким раствором глюкозы объемом 0,16 м, что соответсгвует отношению К =, = — 0,25. \l, ° ! Исходный уровень жидкости в статическом состоянии устанавливают ниже нижних прорезей на 150 — 200 мм. Включают мешалку и загружают никельскелетный катализатор, подогревают рабочую среду до температуры реакции 90 — 120"С. Водород для гидрирования подается в газовую фазу аппарата. Давление в аппарате поддерживается равным 60 атм. После начала реакции, по мере поглощения водорода, подают водород и производят подкачку жидкой фазы в аппарат до максимального объема жидкой фазы, соответствующего соотношению объемов К= Vw. » = 0,85 — 0,9 и объему жидкой фазы афпг 370 — 420 л. Массовая доля катализатора уменьшается при возрастании объема жидкой фазы от 15ф в начальный момент до 4Я в конце реакции без добавления катализатора. Реакция идет при уменьшенном расходе катализатора, вследствие увеличения его стабильности и при оптимальном газосодержании на протяжении всего процесса 15- -20ф. что приводит к интенсификации процесса гидрирования, сокращению времени реакции до 1 ч вместо 2,0 — 2,5 ч, увеличению производительноти в 1,5 раза. При начале газожидкостных реакций в присутствии твердого катализатора, при минимальном объеме жидкой фазы в аппа рате, соответствующей К вЂ”, — 0,2 — 0,3 Ъ»г наблюдается повышение стабильности катализатора на протяжении всего процесса, уменьшение его расхода на единицу получаемой продукции. Если реакцию начинать с загрузки сразу максимального объема жидкой фазы свыше отношения К= 0,8 — 0,9 катализатор попадает в худшие условия в начале реакции ввиду высокой концентрации исходных реагентов, быстро дезактивируется и требуется подача его новой порции. Кроме того, при начале реакции с максимального объема жидкости при К) 0.8— 0,9, начало реакции идет бурно, реагирует вся реакционная масса, сразу выделяется значительное количество тепла, которое трудно отвести. I. Способ перемешивания газа с жидкостью, включающий подачу газа и перемешивание путем циркуляции жидкости через переливную перегородку при заполнении аппарата жидкостью до уровня, при котором отношение объема жидкости в аппарате к объему аппарата на уровне перелива составляет 0,8 0,9, отличающийся тем, что, с целью интенсификации газожидкостных процессов, повышения производительности реакционного объема за счет увеличения поверхности межфазного контакта, используют перегородку с распределенными по высоте переливными отверстиями, а перемешивание начинают при заполнении аппарата до уровня, при котором отношение объема жидкости к объему аппарата на верхнем уровне перелива составляет 0,2 0,3, и ведут при возрастающем объеме жидкости в аппарате до максимального. 2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что, с цельк интенсификации процессов, протекающих на суспендированном катализаторе, подачу катализатора îсуществляют одновременно с нача 10м перемешивания. 1378902 дыРоР газа МОР 8ОЛ2 (.«< г,<ни«.<ь Ер«дон,< Редактор (. 11«тр< < 3a< a < 633% 1ирая< 564 11одп«снос Вг111И11И Государственного комит<та (:(.(.Р по д<-.<ая «зобретен«й и открытий 1 I 3035, Москва, Ж 35, Раугнслая наб . д. 4 5 11роизнодсгн< нпо-полигра<р«я<слое пр<дприятие. г, Укгород, угп 11роектная, 4
