Мембранный элемент реактора для гидрирования

 

Использование: гидрирование органических соединений в жидкой фазе. Сущность: мембранный элемент реактора для гидрирования содержит корпус, в котором выполнен профильный канал в виде спирали, покрытый пленкой катализатора, патрубки для ввода в канал реагента и отвода продуктов и плоскую тонкостенную каталитическую мембрану, герметично присоединенную к корпусу по его периметру. 2 ил.

Изобретение относится к каталитическим реакторам с мембранными катализаторами, а именно к мембранным элементам реакторов для гидрирования органических соединений в жидкой фазе.

Известен мембранный элемент из тонкостенной трубки сплава палладия, который применяется в реакторе для гидрирования и дегидрирования, изготовленный в виде двухзаходной спирали и впаянный концами в трубчатый коллектор (см. Platinum Metals, Review, 1986, 30(2), 68-72).

Недостатком указанного элемента является использование для монтажа пайки трубок серебряных припоев, что приводит к образованию в процессе эксплуатации трещин и дырок в месте пайки трубок. Кроме того, припои могут взаимодействовать с органическими соединениями, приводя к образованию побочных продуктов.

Наиболее близким известным устройством к предложенному является мембранный элемент каталитического реактора, содержащий корпус, в котором выполнен профильный канал, патрубок для ввода в канал реагента, патрубок для выхода продуктов и плоскую тонкостенную мембрану, герметично присоединенную к корпусу по его периметру, выполненную из фольги, изготовленной из сплава палладия. (См. авт. св. СССР N 361805, кл. B 01 J 1/00, 1972).

Этот элемент работает следующим образом.

С внешней стороны элемент смывают водородом, который диффундирует через фольгу внутрь канала элемента. Внутрь канала элемента подают жидкое вещество для гидрирования. Водород вступает в реакцию с гидрируемым веществом на внутренней поверхности фольги. Вещество подают внутрь элемента через отверстия в стенке корпуса.

Такой элемент не обеспечивает хорошего контакта вещества с поверхностью фольги и массоперенос вещества к различным точкам фольги неравномерен, что не обеспечивает достаточной интенсивности процесса. Кроме того, используют пайку припоями для закрепления фольги, что приводит к нарушению герметичности.

Цель изобретения - интенсификация процесса жидкофазного гидрирования, что позволит проводить процессы гидрирования вязких реагентов, как например, жиры и масла.

Указанная цель достигается тем, что в мембранном элементе каталитического реактора, содержащем корпус, в котором выполнен профильный канал, патрубки для ввода в канал реагента и отвода продуктов, и плоскую тонкостенную каталитическую мембрану, герметично присоединенную к корпусу по его периметру, канал имеет вид спирали и покрыт пленкой катализатора.

Для усиления интенсификации процесса гидрирования элемент может быть снабжен перегородкой в профильном канале с отверстием в середине поперечного сечения.

На фиг. 1 представлен поперечный разрез мембранного элемента; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1.

Мембранный элемент каталитического реактора содержит корпус 1 с каналом 2, выполненным в виде спирали на торцевой поверхности. Плоская тонкостенная каталитическая мембрана 3 по периметру герметично приварена к корпусу реактора. Поверхность канала покрыта пленкой катализатора. Корпус снабжен приваренным патрубком для ввода реагента в элемент и патрубком 6 для вывода продуктов.

Элемент работает следующим образом.

Растительное масло для гидрирования подают по патрубку 5 внутрь канала 2 и по спирали перемещают вдоль поверхности каталитической мембраны 3. Одновременно снаружи элемента подают водород или водородсодержащую газовую смесь. Водород диффундирует через мембрану внутрь элемента и вступает в реакцию гидрирования с растительным маслом. Дополнительно взаимодействие с водородом происходит в канале на пленке катализатора 4. Продукты реакцию выводят через патрубок 6. Обогрев элемента реактора осуществляют снаружи или обогревом подаваемых реагентов.

Продукт гидрирования на мембранном элементе имеет температуру плавления 41,0^oC и показатель преломления 1,4490. Глубина гидрирования составляет 95%.

Формула изобретения

Мембранный элемент реактора для гидрирования, содержащий корпус, в котором выполнен профильный канал, патрубок для ввода в канал реагента, патрубок для выхода продуктов и плоскую тонкостенную каталитическую мембрану, герметично присоединенную к корпусу по его периметру, отличающийся тем, что профильный канал имеет вид спирали и покрыт пленкой катализатора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2