Реактор для непрерывного гидрирования жиров и жирных кислот на стационарном катализаторе

 

Изобретение относится к масло-жировой промышленности. Цель изобретения - интенсификация процесса гидрирования. Реактор для непрерывного гидрирования жиров и жирных кислот на стационарном катализаторе, содержащий вертикальный цилиндрический корпус со съемными днищем и крышкой, патрубки для ввода и вывода реагентов, перфорированные опорные решетки, расположенные перпендикулярно оси реактора в слое катализатора, свободное пространство, образованное перфорированными опорными решетками и расположенное на расстоянии 0,25-0,50 высоты реактора, причем расстояние между его перфорированными опорными решетками составляет 0,3-1,1 диаметра реактора, патрубок для дополнительной подачи водорода , расположенный в свободном пространстве на расстоянии 0,2-0,5 его высоты от нижней перфорированной опорной решетки . Реактор позволяет интенсифицировать процесс гидрирования за счет турбулизации смеси под действием автоколебаний в резонансном режиме. 1 з.п.ф-лы, 2 табл.. 1 ил. со С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!15 С 11 С 3/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4768850/13 (22) 14,12,89 (46) 30.04.92; Бюл. N 16 (71) Казахский государственный университет им. С.M.Êèðîâà (72) М,А.Гинзбург, Ф,Х.Хабибуллин. B.М.Задорский, К,А.Жубанов, В.В.Пак, Н.Л.Меламуд, М.M.Ëîãâèíñêèé, А.Д.Стахурский, Д.Т.Денежный, А.Д.Каракулов и А.И.Гусев (53) 664.31(088.8) (56) Товбин И,М. и др, Гидрогенизация жиров, М,; Легкая и пищевая промышленность.

1981, с.241. (54) РЕАКТОР ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ГИДРИРОВАНИЯ ЖИРОВ И ЖИРНЫХ КИСЛОТ

НА СТАЦИОНАРНОМ КАТАЛИЗАТОРЕ (57) Изобретение относится к масло-жировой промышленности. Цель изобретения— интенсификация процесса гидрирования.

Реактор для непрерывного гидрирования жиров и жирных кислот на стационарном

Изобретение относится к масло-жировой промышленности, в частности к реакторам для непрерывного гидрирования жиров и жирных кислот на стационарном катализаторе.

Известно гидрирование жиров и жирных кислот на дисперсных катализаторах в реакторе. представляющем собой цилиндрический аппарат со сферическим дном и съемной крышкой. снабженным турбинной мешалкой, патрубками для ввода и вывода реагентов.

Недостатком известного реактора является необходимость фильтрации дисперсного катализатора от вязкого гидрогенизата.

„,!Ж „, 1730130A1 катализаторе, содержащий вертикальный цилиндрический корпус со съемными днищем и крышкой, патрубки для ввода и вывода реагентов. перфорированные опорные решетки, расположенные перпендикулярно оси реактора в слое катализатора, свободное пространство. образованное перфорированными опорными решетками и расположенное на расстоянии 0,25-0,50 высоты реактора, причем расстояние между его перфорированными опорными решетками составляет 0,3 — 1,1 диаметра реактора, патрубок для дополнительной подачи водорода, расположенный в свободном пространстве на расстоянии 0,2 — 0,5 его высоты от нижней перфорированной опорной решетки, Реактор позволяет интенсифицировать процесс гидрирования за счет турбулизации смеси под действием автоколебаний в резонансном режиме. 1 з,п.ф-лы, 2 табл„1 ил, Наиболее близким к предлагаемому является реактор для непрерывного гидрирования жиров и жирных кислот на стационарном катализаторе, который содержит вертикальный цилиндрический корпус со съемными днищем и крышкой, патрубками для ввода и вывода реагентов, перфорированные опорные решетки для слоя катализатора.

Недостатком данного реактора является невысокая производительность процесса. Целью изобретения является интенсификация процесса гидрирования.

Поставленная цель достигается предлагаемым реактором для непрерывного гидрирования жиров и жирных кислот на

1730130 стационарном катализаторе, содержащем вертикальный цилиндрический корпус с крышкой и днищем, поярусно установленные в корпусе кассеты с перфорированными днищами для размещения слоя гранулированного катализатора, укрепленный в днище патрубок подвода гидрируемого продукта в смеси с водородом и патрубок отвода готового продукта, расположенный в верхней части корпуса, две расположенные в средней части корпуса и прилегающие в кассетам решетчатые перегородки с образованием между ними свободного пространства для турбулизации смеси под действием автоколебаний в резонансном режиме, при этом расстояние между решетчатыми перегородками составляет 0,3 — 1,1 диаметра корпуса. а нижняя решетчатая перегородка расположена на растоянии от основания корпуса, равном 0,25 — 0,5 высоты корпуса реактора, патрубок для подвода дополнительного водорода в свободное пространство, установленный на расстоянии от нижней решетчатой перегородки, равном

0,2 — 0,5 расстояния между решетчатыми перегородками.

Решетчатые перегородки, образующие свободное пространство, расположены на расстоянии 0,3 — 1,1 диаметра реактора одна от другой. Расположение их на расстоянии менее 0,3 диаметра реактора одна от другой не приводит к значительному увеличению интенсификации процесса вследствие незначительной деформации элементов структуры газожидкостного слоя. При расположении их на расстоянии более 1,1 диаметра реактора происходит затухание колебаний реакционной смеси, что приводит к уменьшению интенсификации процесса.

Свободное пространство, образованное решетчатыми перегородками. расположено на высоте реактора катализатора на расстоянии 0,25 — 0,50 высоты реактора. При расположении на расстоянии менее 0,25 высоты реактора снижается эффективность в работе реактора в результате нестабильности актоколебаний. что снижает надежность использования данного реактора.

Расположение на расстоянии более 0,50 высоты реактора также приводит к уменьшению эффективности в работе реактора вследствие уменьшения среднего времени контакта "активированной" реакционной смеси с неподвижным слоем катализатора, Дополнительный патрубок для подачи водорода врезают в корпус реактора свободного пространства между решетчатыми перегородками и располагают на расстоянии 0,20 — 0,50 его высоты от нижней решет5

55 чатой перегородки для создания параметрического резонанса при подаче водорода в импульсном режиме, При расположении дополнительного патрубка на расстоянии менее 0,20 высоты свободного пространства от нижней решетчатой перегородки снижается эффективность работы реактора вследствие низкой степени взаимодействия импульсно подаваемого водорода и несформировавшейся реакционной смеси. Расположение дополнительного патрубка на расстоянии выше 0,50 высоты свободного пространства от нижней решетчатой перегородки также приводит к снижению эффективности в работе реактора вследствие низкой степени роста "энергетического потенциала" реакционной смеси.

На чертеже изображен предлагаемый реактор для осуществления непрерывного гидрирования жиров и жирных кислот на стационарном катализаторе.

Реактор представляет собой аппарат с вертикальным цилиндрическим корпусом

1, съемными днищем 2 и крышкой 3, Ка крышке 3 размещены патрубки 4 для предохранительного клапана и контрольно-измерительных приборов. В корпус реактора вставляют кассеты 5, днища которых состоят из решетчатых перегородок б. Кассеты 5 заполняют дробленными кусками никельалюминиевого катализатора 7. В верхней части реактора расположен патрубок 8, че; рез который отводится гидрируемый жир и отработанный водород. В корпус реактора врезают патрубок 9 для подачи водорода в пространство между решетчатыми перегородками. В нижней части реактор содержит патрубок 10, по которому в реактор поступают жиры в смеси с водородом, Люк 11 служит для ревизии аппарата. а патрубок 12— для его полного опорожнения.

Реактор для непрерывного гидрирования жиров и жирных кислот на стационарном катализаторе работает следующим образом, Реакционная смесь (масло-водород) подается вниз реактора через патрубок 10 и проходит слой стационарного катализатора

7, где протекает химическая реакция и создаются колебания, определяемые размером гранул, порозностью между ними, капиллярностью, размерами пузырьков водорода, После прохождения каталитического слоя реакционная смесь за счет перераспределения концентрации и изменения скорости движения в свободном пространстве вследствие роста размеров пузырьков водорода и уменьшения давления приобретает дополнительные колебания, частота кото173 0130 рых находится в резонансном режиме с собственными колебаниями реакционной смеси. Таким образом, между решетчатыми перегородками в слое катализатора формируются устойчивые автоколебания с определенной частотой, Через патрубок 9 в пространство между решетчатыми перегородками подают в импульсном режиме водород с частотой колебаний, равной частоте колебаний реакционной смеси в объеме между решетчатыми перегородками.

Интенсификация процесса достигается путем увеличения скорости массопереноса.

При создании автоколебаний с частотой, соответствующей частоте определяющих элементов структуры каталитического слоя, значительно увеличивается скорость переноса из газа в жидкость, а также скорость переноса непредельных ацилтриглицеридов и растворенного водорода к поверхности катализатора. Этот процесс сопровождается и увеличением скорости отвода продуктов реакции с поверхности катализатора. Сочетание данных факторов позволяет повысить степень использования катализатора, вследствие уменьшения энергии активации процесса за счет роста энергетического потенциала смеси. уменьшения размеров "застойных" зон и уменьшения отравления катализатора ядами. содержащимися в жирах, Кроме того. создание автоколебаний определяющих элементов структуры каталитического слоя сопровождается ростом интенсивности турбулентности, что дополнительно увеличивает скорость массопереноса.

Реакционная смесь отводится по патрубку 8 из верхней части реактора.

Пример 1. Процесс проводят в производственных условиях. 7,0 т сплавного стационарного катализатора загружают в реактор (диаметр 800 мм, высота 8680 мм) для гидрирования, имеющий в слое катализатора свободное пространство, образованное решетчатыми перегородками, активируют, пропуская 40 м 10 o NaOK. сушат водородом при 150"С в течение 24 ч. затем прокачивают смесь касторового масла с водородом при 150 — 160"С. Размеры свободного пространства и его месторасположение в реакторе варьируют. изменяя расстояние между решетчатыми перегородками. Об интенсивности реактора судят по объему продукции с 1 т катализатора и по расходу сырья на производство 1 т продукции гидрируемого касторового масла (ГКМ), Результаты опыта приведены .а табл,1, Данные табл.1 показывают, что при создании в слое катализатора "свободного пространства" образованного решетчатыПример 2, Процесс проводят в усло10 виях, аналогичных примеру 1. Варьируют местоположение патрубка для подачи водород- в "свободном пространстве". Водород, объемом 600 м /ч, подают через патрубок с з частотой 13 — 15 с при 150 С, давлении

15 3,5 МПа, Об интенсивности процесса судят

55 ми перегородками, расположенными на расстоянии 0,25 — 0,50 высоты реактора от днища реактора, причем расстояние между решетчатыми перегородками составляет

0,3 — 1,1 диаметра, реактора, съем продукции возрастает на 11 — 8, на 3-4;, снижается расход сырья. по количеству касторового масла, подаваемого на гидрирование .в режиме получения стандартной продукции — гидрированного касторового масла —, т.е. при снижении йодного числа на 80 Iz.

Результаты опыта приведены в табл.2.

Данные табл.2 показывают, что при расположении патрубка в свободном пространстве на расстоянии 0,20-0,50 высоты свободного пространства от нижней решетчатой перегородки, производительность реактора возрастает на 7 — 8 Р.

Использование предлагаемого реактора на заводах пищевой, нефтехимической, целлюлозно-бумажной, микробиологической промышленности позволяет интенсифицировать процессы гидрирования жиров, жирных кислот, сахаров, фурфурола на стационарныхх катализаторах.

Формула изобретения

1. Реактор для непрерывного гидрирования жиров и жирных кислот на стационарном катализаторе, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с крышкой и днищем, поярусно установленные в корпусе кассеты с перфорированными днищами для размещения слоя гранулированного катализатора, укрепленный в днище патрубок подвода гидрируемого продукта в смеси с водородом и патрубок отвода готового продукта, расположенный в верхней части корпуса, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью интенсификации процесса гидрирования, она снабжен двумя расположенными в средней части корпуса и прилегающими к кассетам решетчатыми перегородками с образованием между ними свободного пространства для турбулизации смеси под действием автоколебаний в резонансном режиме, при этом расстояние между решетчатыми перегородками составляет

0,3 — 1,1 диаметра корпуса, а нижняя решетчатая перегородка расположена на рассто1730130 янии от основания корпуса, равном 0.25-0,5 высоты корпуса реактора. дополнительного водорода в свободное пространство, установленным на расстоянии от нижней решетчатой перегородки, равном 0,2 — 0,5 расстояния между решетча5 тыми перегородками.

2. Реактор по п.1, отличающийся тем, что он снабжен патрубком для подвода

Та бли ца1

Таблица 2

15

П р и м е ч а н и е, Расстояние между опорными решетками "свободного пространства"

670 мм.

1730130

45

Составитель М.Гинзбург

Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская

Реда кто р С.Л и сина

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1488 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5