Реактор и способ применения

В изобретении описан реактор, в котором из серы и водорода получают сероводород и который частично или полностью выполнен из стойкого к действию реакционной смеси, содержащихся в ней соединений, соответственно элементов материала, который сохраняет свою стойкость и при высоких температурах. 2н. и 15 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к реактору, который пригоден для проведения экзотермической реакции жидкого реагента с газообразным реагентом при повышенной температуре и повышенном давлении с образованием газообразного продукта реакции и в котором предусмотрены не поддерживающие давление встроенные элементы, увеличивающие продолжительность пребывания в нем газообразного реагента.

Подобный реактор преимущественно используют для получения в нем сероводорода из серы и водорода. Такой реактор имеет встроенные элементы, которые увеличивают продолжительность пребывания водорода в жидкой сере, при этом газ скапливается в частях этих встроенных элементов, а затем вновь распределяется в жидкой сере.

Сероводород является прежде всего промышленно важным промежуточным продуктом, используемым, например, для синтеза метилмеркаптана, диметилсульфида, диметилдисульфида, сульфокислот, диметилсульфоксида, диметилсульфона, а также для проведения многочисленных реакций сульфидирования. В настоящее время сероводород получают преимущественно из продуктов первичной переработки нефти и природного газа, а также реакцией серы с водородом.

Сероводород синтезируют из элементарных водорода и серы обычно путем подачи водорода в жидкую серу и дальнейшего проведения взаимодействия между ними в газовой фазе в последующем реакционном пространстве. При этом известны и катализируемые, и некатализируемые способы получения сероводорода. Синтез сероводорода обычно проводят в газовой фазе при температуре в пределах от 300 до 600°С и при давлении в пределах от 1 до 30 бар. В промышленном масштабе сероводород получают из указанных элементов - водорода и серы - в соответствии с методом, описанным в Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, изд-во Wiley-VCH, 2002, при температуре 450°С и давлении 7 бар.

В GB 1193040 описан некатализируемый синтез сероводорода при относительно высокой температуре в пределах от 400 до 600°С и при давлении в пределах от 4 до 15 бар. В этой публикации говорится, что требуемая температура реакции определяется давлением, при котором должен протекать синтез сероводорода. В соответствии с этим при давлении 9 бар реакцию требуется проводить при температуре около 500°С.

Одним из важных аспектов при получении сероводорода из серы и водорода является прежде всего температурный режим. Проведение подобного процесса при высоких температурах обусловлено необходимостью достижения равновесного состояния, при котором молярное соотношение между водородом и серой в газовой фазе устанавливается примерно на 1:1. Только при соблюдении этого условия возможен синтез чистого сероводорода. С увеличением давления температуру реакции для достижения требуемого молярного соотношения между водородом и серой в газовой фазе, равного 1:1, необходимо в соответствии с кривой давления пара серы существенно увеличивать. При этом даже незначительные различия в давлении, составляющие, например, 1 бар и менее, уже имеют большое значение.

В CSSR 190792 описан способ получения сероводорода, при этом во избежание слишком высоких температур реакции используют относительно дорогую и сложную систему из нескольких последовательно соединенных реакторов. Согласно этой публикации высоких температур при проведении реакции стремятся избежать прежде всего по той причине, что синтез сероводорода при высоких температурах сопровождается интенсивной коррозией оборудования. Согласно CSSR 190793 интенсивная коррозия установки для синтеза сероводорода наблюдается при температуре 400°С и выше.

В US 4094961 также говорится о значительных коррозионных повреждениях оборудования при проведении синтеза сероводорода при температуре в пределах от 440 до 540°С. Поэтому в указанной публикации синтез сероводорода проводят только при температуре ниже 440°С.

В статье В.Glaser, M.Schiitze, F.Vollhardt, озаглавленной "Auswertung von Daten zum HzS-Angriff auf Stable bei verschiedenen Temperaturen und Konzentrationen" и опубликованной в Werkstoffe und Korrosion, 42, 1991, cc. 374-376, говорится, что коррозионное воздействие HaS при повышенных температурах является существенным фактором, препятствующим усовершенствованию установок, в которых следует опасаться такого коррозионного воздействия. До настоящего времени прежде всего переход к проведению соответствующих способов синтеза сероводорода при более высокой температуре и тем самым повышение их экономической эффективности все еще остаются недостижимой целью, поскольку в этом случае уже по истечении короткого времени происходят обширные коррозионные повреждения установок и, как следствие, их выход из строя. В качестве основных факторов, влияющих на интенсивность коррозии, называются температура и концентрация H2S.

Однако в зависимости от дальнейшего назначения сероводорода значительное преимущество может состоять в получении сероводорода при повышенном давлении во избежание необходимости его сжатия на отдельной стадии.

Для повышения экономической эффективности процесса получения сероводорода необходимо до минимально возможных снижать инвестиционные и эксплуатационные затраты. При этом особо высокие затраты связаны прежде всего с расходами на необходимые для проведения процесса аппараты и машины, а также с расходами энергии на синтез сероводорода, соответственно на подготовку исходной газовой смеси. Так, например, для работы компрессоров, а также нагревательных и охлаждающих контуров требуются значительные электрические мощности.

В основу настоящего изобретения была положена задача разработать реактор для получения сероводорода из серы и водорода при давлении свыше 5 бар и соответствующий способ получения сероводорода, которые позволили бы избежать обусловленной высокими температурами интенсивной коррозии поддерживающих давление частей.

В соответствии с этим в изобретении предлагается реактор, который пригоден для проведения экзотермической реакции жидкого реагента с одним или несколькими газообразными реагентами, прежде всего с одним газообразным реагентом, при повышенной температуре и повышенном давлении с образованием газообразного продукта реакции и в котором предусмотрены не поддерживающие давление встроенные элементы, увеличивающие продолжительность пребывания в нем газообразного(ых) реагента(ов).

Специалистам в данной области при этом очевидно, что обычно жидкий реагент перед реакцией переходит в газообразное состояние. Не поддерживающие давление встроенные элементы окружены жидкими реагентами.

Применительно к получению сероводорода встроенные элементы увеличивают продолжительность пребывания прежде всего водорода в жидкой сере. Газообразный(ые) реагент(ы) по меньшей мере частично скапливается(ются) в таких встроенных элементах, а затем вновь распределяется(ются) в жидкой сере, если он(и) еще не прореагировали с ней с образованием сероводорода.

В процессе барботирования жидкой серы водородом он насыщается газообразной серой и в ходе высокоэкзотермической реакции в газовой фазе превращается в сероводород. Такую реакцию можно ускорить ее проведением в присутствии катализатора или же можно также проводить без катализатора при явно повышенных температурах. С целью обеспечить перевод серы в достаточном количестве в газовую фазу и при высоком давлении, а также с целью достичь полного превращения водорода необходимы высокие температуры, преимущественно свыше 400°С. Однако вследствие экзотермического характера реакции выделяется столько тепла, что при температуре жидкой серы около 400°С локально в зонах реактора над жидкой серой температура согласно уровню техники повышается до значений, существенно превышающих 450°С. Столь высокие температуры приводят к воздействию высокой нагрузки на конструкционные материалы и к их коррозии и обусловливают необходимость технически сложного охлаждения оборудования.

Согласно изобретению были найдены решения по конструктивному исполнению реакторов, позволяющие проводить подобные экзотермические процессы синтеза при повышенном давлении и помогающие избежать перегрева поддерживающих давление частей в результате их нагрева до высоких температур ("сверхтемператур"). Одновременно с этим локальные "сверхтемпературы" в зоне встроенных элементов целенаправленно используются для того, чтобы обеспечить быстрое, а также полное превращение водорода с высоким выходом продукта с единицы объема в единицу времени. Такое предлагаемое в изобретение решение по конструктивному исполнению реактора позволяет, кроме того, использовать теплоту реакции для нагрева и испарения исходных веществ, в данном случае серы. Благодаря этому сами исходные вещества могут использоваться для тепловой интеграции.

Благодаря предлагаемому в изобретении оснащению реактора не поддерживающими давление встроенными элементами насыщенный серой водород, который тонко распределен в жидкой серной фазе, вновь скапливается в этих встроенных элементах в виде сплошной газовой фазы. Продолжительность пребывания газообразных реагентов в таких газосборных зонах, соответственно газоулавливающих конструкциях значительно, т.е. примерно в 3-20 раз, прежде всего в 5-15 раз, больше по сравнению с продолжительностью пребывания поднимающихся газовых пузырьков в реакторах без встроенных элементов. При слишком короткой продолжительности пребывания водорода в жидкой сере обогащенный газообразной серой водород скапливается в пространстве над жидкой серой в реакторе и превращается в сероводород. Отсюда следует, что без предлагаемых в изобретении встроенных элементов реактор в зоне над жидкой серой нагревался бы выделяющимся теплом до высоких температур, поскольку в этом месте невозможно обеспечить удовлетворительный, соответственно эффективный отвод тепла. Согласно же изобретению благодаря увеличенной продолжительности пребывания реагентов в заполненной жидкой серой зоне реактора реакционная смесь не попадает в пространство над жидкой серой. Поэтому согласно изобретению выделяющееся тепло приводит к повышению температуры сверх 450°С только в пределах газосборных зон, соответственно газоулавливающей конструкции, что способствует в этом месте развитию реакции и испарению серы. Локальное ограничение зоны реакции и тем самым зоны возникновения "сверхтемператур" зоной, в которой расположены встроенные элементы, позволяет избежать нагрева всего поддерживающего давление (работающего под давлением) реактора и особенно его зоны над жидкой серой до температур свыше 450°С и тем самым избежать обусловленного нагревом до столь высоких температур повреждения конструкционного материала. Согласно изобретению сбор и распределение газовой фазы в реакторе благодаря размещению в нем встроенных элементов может происходить однократно либо, что более предпочтительно, многократно. В реакторе предусматривают прежде всего от 3 до 100, предпочтительно от 3 до 50, расположенных одна над другой газосборных зон. Между ними можно встроить газораспределители (барботеры).

Продолжительность пребывания газообразных реагентов - водорода и серы, прежде всего водорода, - в выполняющем функцию газосборной или газоулавливающей зоны встроенном элементе в предпочтительном варианте составляет от более 0,5 до 60 с, особенно предпочтительно от 2 до 60 с, прежде всего от 3 до 30 с. Температура, преобладающая в газосборных зонах, соответственно во встроенных элементах, может превышать 550°С. Нагрев поддерживающего давление кожуха или корпуса реактора до таких температур был бы недопустим с учетом происходящей при них интенсивной коррозии, а также с учетом требований техники безопасности. При размещении нескольких газоулавливающих конструкций в реакторе их предпочтительно располагать последовательно в направлении восходящего потока водорода. Газосборные или газоулавливающие объемы отдельных встроенных элементов могут при этом увеличиваться или уменьшаться от одного встроенного элемента к следующему за ним в направлении потока водорода встроенному элементу либо могут оставаться постоянными. Предпочтительно же использовать встроенные элементы с увеличивающимися в направлении потока водорода газосборными объемами с тем, чтобы скомпенсировать замедление реакции, связанное со снижением, например, концентрации водорода в газовой смеси из водорода и серы, путем увеличения продолжительности пребывания реагентов в реакторе.

Во избежание нагрева поддерживающих давление стенок реактора до температур свыше 450°С вследствие экзотермического характера реакции встроенные элементы окружены жидкой серой. Благодаря этому газосборные зоны и соответствующие встроенные элементы охлаждаются окружающей их жидкой серой.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения реализуют распределение потока жидких реагентов, прежде всего серы, благодаря которому обеспечиваются циркуляция серы и тем самым эффективное распределение тепла. Циркуляцию серы целесообразно обеспечить прежде всего в заполненном жидкостью пространстве между встроенными элементами и поддерживающим давление кожухом. Параметры циркуляции серы и тепловой режим в реакторе можно также целенаправленно регулировать путем выбора точки подачи свежей серы и/или точек возврата непрореагировавшей серы в реактор. Подаваемую по подводящему трубопроводу свежую серу и возвращаемую в реактор по рециркуляционным трубопроводам (рецикловую) серу предпочтительно использовать для охлаждения внутренней стороны поддерживающего давление кожуха реактора и для охлаждения содержащего продукт газа (газообразного продукта).

Газосборные или газоулавливающие зоны и соответствующие встроенные элементы в предпочтительном варианте зафиксированы на одной или нескольких внутренних трубах и тем самым расположены в работающем под давлением реакторе. Для изготовления и сборки реактора используют известные способы, такие, например, как сварка.

В этом отношении для обработки поверхностей или для соединения конструктивных элементов реактора можно также использовать пригодные для этой цели присадочные материалы, такие, например, как присадочные материалы для сварки. В данном случае по причине высоких температур предпочтительно также применение материалов со специальными свойствами или керамических материалов. При применении широко используемой высококачественной стали для изготовления газоулавливающих конструкций их предпочтительно выполнять с припуском на коррозию более 1 мм.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения встроенные элементы размещены в реакторе таким образом, что их можно извлечь из него сверху, например, с помощью крана.

Объектом изобретения является также способ проведения экзотермической реакции жидкого реагента с одним или несколькими газообразными реагентами при повышенной температуре и повышенном давлении с образованием газообразного продукта реакции в реакторе, в котором предусмотрены не поддерживающие давление встроенные элементы, увеличивающие продолжительность пребывания в нем газообразного(ых) реагента(ов) и окруженные жидким реагентом.

Объектом изобретения является далее способ получения сероводорода из водорода и серы при повышенном давлении и высокой температуре с применением предлагаемого в изобретении реактора.

Температура при синтезе сероводорода составляет от 300 до 600°С, прежде всего от примерно 400 до 600°С. Температура поддерживающих давление частей реактора ниже температуры, до которой нагреваются встроенные элементы, предпочтительно не выше 450°С, особенно предпочтительно ниже 450°С. Температура в газосборных или газоулавливающих зонах, соответственно температура встроенных элементов преимущественно превышает 450°С, прежде всего достигает 600°С.

Не контактирующие с жидкой серой поверхности реактора расположены преимущественно выше ее уровня и не нагреваются до температур свыше 450°С.

На форму реактора и встроенных элементов не накладывается никаких особых ограничений. В предпочтительном варианте реактор имеет цилиндрическую форму. Выполняющие функцию газосборных или газоулавливающих зон не поддерживающие давление встроенные элементы, например, могут иметь форму перевернутых чашек или раковин, могут иметь тарельчатую конструкцию с газосборниками и газораспределителями, могут представлять собой насыпные слои из насадочных или полых тел, насадки, монолитные изделия, вязаные изделия либо их комбинации.

На прилагаемом к описанию чертеже схематично показан предлагаемый в изобретении реактор, выполненный по одному из возможных вариантов.

Необходимо отметить, что специалист свободен в выборе комбинируемых между собой стадий способа получения сероводорода, при этом в сочетании между собой можно также использовать несколько предлагаемых в изобретении реакторов и различных аппаратов для отделения побочных продуктов или неизрасходованных исходных веществ.

В целом процесс получения сероводорода проводят при давлении в пределах от 5 до 20 бар и при этом давлении в находящуюся в предлагаемом в изобретении реакторе жидкую серу вводят водород.

Помимо этого предлагаемую в изобретении реакцию прежде всего по получению сероводорода согласно изобретению можно также проводить в присутствии известного гетерогенного катализатора. Речь при этом преимущественно идет о стойком к действию серы катализаторе гидрирования, который в предпочтительном варианте состоит из носителя, такого, например, как диоксид кремния, оксид алюминия, диоксид циркония или диоксид титана, а также содержит один или несколько активных элементов из числа молибдена, никеля, вольфрама, железа, ванадия, кобальта, серы, селена, фосфора, арсена, сурьмы и висмута. Катализатор можно использовать и в жидкой, и в газовой фазе. Катализатор может быть представлен в виде насыпных слоев из гранул, в виде суспендированного в жидкой сере порошка, в виде покрытия на насадочных телах, монолитных изделиях или вязаных изделиях. Катализатор можно располагать в реакторе в одном или нескольких местах. В предпочтительном варианте катализатор размещают в выполняющих функцию газосборных зон встроенных элементах. Для обеспечения полноты превращения водорода в еще одном варианте осуществления изобретения насыпной слой катализатора размещают над жидкой серой и всеми газоулавливающими конструкциями. Возможно также использование насыпного слоя катализатора, окруженного жидкой серой.

Вместо чистого водорода через жидкую серу можно также пропускать содержащий примеси водород (загрязненный водород). Такие примеси могут представлять собой, например, диоксид углерода, сероводород, воду, метанол, метан, этан, пропан либо другие легколетучие углеводороды. Для получения сероводорода предпочтительно использовать водород с чистотой от более 65 до 100 об.%, из которых преимущественно от более 98 до 100 об.% от всего количества используемого водорода превращаются в сероводород. Примеси в водороде или продукте его реакции предпочтительно не отделять перед синтезом метилмеркаптана, а оставлять в используемой для его получения исходной газовой смеси. Используемая сера также может содержать различные примеси.

В целом предлагаемое в изобретении решение обеспечивает, с одной стороны, возможность экономически эффективной эксплуатации производственных установок для получения сероводорода особенно при давлении свыше 5 бар, поскольку предлагаемый в изобретении реактор даже при длительной работе на протяжении нескольких лет или десятилетий требует лишь минимальных обслуживания и ремонта и не требует частичной или полной замены. Предлагаемый в изобретении реактор позволяет избежать нагрева поддерживающих давление частей до "сверхтемператур" и благодаря этому повысить надежность и безопасность установки, поскольку снижение интенсивности или скорости коррозии в этом месте уменьшает опасность повреждения или разрушения материала и вероятность несчастных случаев из-за выхода опасных веществ наружу. Подобный фактор имеет особое значение при работе с высокотоксичными веществами, такими как сероводород.

Сравнительный пример 1

В трубчатый реактор с внутренним диаметром 5 см, заполненный жидкой серой до уровня 1 м, через фритту на его дне непрерывно подавали водород с расходом 1000 л/ч при нормальных условиях. Израсходованное количество серы восполняли путем последующего дозирования жидкой серы, поддерживая ее уровень постоянным. Серу, отделенную от потока содержащего продукт газа путем конденсации, возвращали в жидком виде в верхнюю часть трубчатого реактора. Выше уровня жидкой серы в кожухе реактора были размещены термопары для измерения температуры, расположенные с 10-сантиметровыми интервалами. В процессе электронагрева реактора через его наружную стенку до 400°С в объеме жидкой серы преобладала равномерная температура примерно 397°С. Однако максимальная температура, измеренная термопарами, расположенными выше уровня жидкой серы, составляла 520°С. Помимо этого выше уровня жидкой серы в месте максимальной температуры размещали новые образцы из широко используемой высококачественной стали (марки 1.4571). По истечении примерно 400 ч работы реактора извлеченные из него образцы из высококачественной стали имели значительные коррозионные повреждения в виде отслоений и потери массы.

Сравнительный пример 2

Повторяли сравнительный пример 1, за исключением того, что уровень заполнения реактора жидкой серой повышали до 4 м. Значение максимальной температуры выше уровня жидкой серы оставалось таким же. Образцы из высококачественной стали также имели значительные коррозионные повреждения.

Сравнительный пример 3

Повторяли сравнительный пример 2, за исключением того, что в жидкой сере суспендировали порошкообразный Со3O4МоО3/Аl2O3 в качестве катализатора в количестве 15 мас.%. Значение максимальной температуры выше уровня жидкой серы оставалось таким же. Образцы из высококачественной стали также имели значительные коррозионные повреждения.

Пример 1

Повторяли сравнительный пример 2, за исключением того, что в заполненной жидкой серой зоне реактора предусматривали три газосборных зоны, образованные встроенными элементами в виде перевернутых чашек. В этих зонах скапливался восходящий газ при продолжительности пребывания в них, составляющей от 10 до 50 с. Температура, измеренная выше уровня жидкой серы, была такой же, что и в жидкой сере. Никакого перегрева не наблюдалось. Помимо этого на образцах из высококачественной стали, находившихся выше уровня жидкой серы, не было обнаружено никаких коррозионных повреждений. По результатам анализа содержащего продукт газа газовой хроматографией степень превращения водорода превышала 60% (при температуре серы 400°С, аналогично сравнительному примеру), при температуре 420°С превышала 90%, а при температуре 440°С превышала 96%.

Пример 2

Повторяли сравнительный пример 2, за исключением того, что в заполненной жидкой серой зоне реактора предусматривали насыпной слой из керамических насадочных тел с наружным диаметром 5 мм и с объемом пустот между ними 70%. Значение максимальной температуры выше уровня жидкой серы лишь на 5°С превышало заданную температуру серы, равную 397°С.

Помимо этого на образцах из высококачественной стали, находившихся выше уровня жидкой серы, не было обнаружено никаких коррозионных повреждений. По результатам анализа содержащего продукт газа газовой хроматографией степень превращения водорода превышала 99%.

Приведенные выше примеры свидетельствуют о том, что благодаря предлагаемому в изобретении решению высокоэкзотермическая реакция завершается уже в пределах заполненной жидкой серой зоны с расположенными в ней встроенными элементами, соответственно газосборными зонами и не происходит в заполненном газом пространстве выше уровня жидкой серы. В результате этого выше уровня жидкой серы отсутствует обусловленная нагревом до высоких "сверхтемператур" коррозия. Образовавшийся сероводород имеет высокую чистоту.

1. Реактор, который пригоден для проведения экзотермической реакции жидкого реагента с одним или несколькими газообразными реагентами при повышенной температуре и повышенном давлении с образованием газообразного продукта реакции и в котором предусмотрены не поддерживающие давление встроенные элементы, увеличивающие продолжительность пребывания в нем газообразного(ых) реагента(ов) и окруженные жидким реагентом, причем в качестве не поддерживающих давление встроенных элементов используются газосборные и газоулавливающие зоны.

2. Реактор по п.1, в котором выделяющаяся теплота реакции отводится циркулирующими жидкими реагентами.

3. Реактор по п.1, в котором в качестве не поддерживающих давление зон используются насыпные слои из насадочных или полых элементов.

4. Реактор по п.1, в котором продолжительность пребывания газообразного(ых) реагента(ов) увеличена за счет использования насыпных слоев из пригодных для этого катализаторов.

5. Реактор по пп.1 или 4, в котором катализатор находится в пределах газосборной зоны.

6. Реактор по одному из пп.1-4, который имеет от 3 до 100 не поддерживающих давление встроенных элементов.

7. Реактор по одному из пп.1-4, в котором продолжительность пребывания газообразного(ых) реагента(ов) в газосборной или газоулавливающей зоне составляет от более 0,5 до 60 с.

8. Реактор по одному из пп.1-4, в котором продолжительность пребывания газообразного реагента в 3-20 раз превышает продолжительность пребывания в реакторах без встроенных элементов.

9. Реактор по п.7, в котором продолжительность пребывания газообразного реагента в 3-20 раз превышает продолжительность пребывания в реакторах без встроенных элементов.

10. Реактор по одному из пп.1-4, в котором встроенные элементы окружены жидким реагентом и стенкой отделены от стенки реактора таким образом, что через пространство, образованное между указанными стенками вследствие их расположения на расстоянии друг от друга, циркулирует жидкий реагент в направлении, противоположном направлению подъема газообразного реагента.

11. Реактор по одному из пп.1-4, используемый для проведения реакции жидкой серы с газообразным водородом с образованием сероводорода.

12. Способ проведения экзотермической реакции жидкого реагента с одним или несколькими газообразными реагентами при повышенной температуре и повышенном давлении с образованием газообразного продукта реакции в реакторе, в котором предусмотрены не поддерживающие давление встроенные элементы, увеличивающие продолжительность пребывания в нем газообразного(ых) реагента(ов) и окруженные жидким реагентом, причем в качестве не поддерживающих давление встроенных элементов используются газосборные и газоулавливающие зоны.

13. Способ получения сероводорода из серы и водорода при повышенном давлении, заключающийся в том, что реакцию между газообразным водородом и жидкой серой проводят в реакторе по одному из пп.1-11 при температуре в пределах от 300 до 600°C, при этом температура не поддерживающих давление встроенных элементов выше температуры поддерживающей давление стенки реактора.

14. Способ по п.13, при осуществлении которого температура не поддерживающих давление встроенных элементов превышает 450°C, а температура поддерживающей давление стенки реактора составляет менее 450°C.

15. Способ по пп.12 или 13, при осуществлении которого реакцию проводят при давлении в пределах от 8 до 20 бар.

16. Способ по одному из пп.13-14, при осуществлении которого реакцию проводят в присутствии катализатора.

17. Способ по п.15, при осуществлении которого используют стойкий к действию серы катализатор гидрирования, который предпочтительно состоит из носителя, такого, например, как диоксид кремния, оксид алюминия, диоксид циркония или диоксид титана, а также содержит один или несколько активных элементов из числа молибдена, никеля, вольфрама, железа, ванадия, кобальта, серы, селена, фосфора, арсена, сурьмы и висмута.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к аппаратурному оформлению химических процессов в газожидкостной среде. Реактор для получения пульпы фосфата аммония содержит реакционную трубу, тангенциально входящую в сепаратор, состоящий из цилиндрической и конической частей, циркуляционную трубу, патрубки ввода фосфорной кислоты, аммиака, острого пара и патрубки вывода пульпы фосфатов аммония и пара.

Газожидкостный реактор относится к области технологического оборудования для осуществления газожидкостных процессов и может быть использован в химической, нефтехимической и других областях промышленности.

Изобретение относится к области нефтехимии, точнее к устройствам, используемым в производстве мономеров для синтетического каучука. .

Изобретение относится к области химической технологии, а именно к устройствам проведения и интенсификации гетерогенных химических реакций в вихревых центробежных многофазных реакторах, и может быть использовано в химической, нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности.

Изобретение относится к области нефтехимического аппаратостроения, а именно к установкам вторичной переработки нефти, и может быть использовано при получении окисленных нефтяных битумов, применяемых в различных отраслях промышленности.

Изобретение относится к барботажному реактору окисления циклогексана, включающему устройства подачи и распределения воздуха или инертной среды - азота с каналами подачи и поперечные перегородки с отверстиями.

Изобретение относится к способу (варианты) и аппарату эстерификации реакционной среды при производстве сложного полиэфира в расплавленной фазе. .

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения композиции ароматической дикарбоновой кислоты, включающему (а) проведение окисления многофазной реакционной среды в реакторе первичного окисления с получением в результате первой суспензии; (b) проведение дополнительного окисления, по меньшей мере, части указанной первой суспензии в реакторе вторичного окисления, где указанный реактор вторичного окисления представляет собой реактор по типу барботажной колонны, причем способ дополнительно включает введение ароматического соединения в указанный реактор первичного окисления, где, по меньшей мере, приблизительно 80% мас.

Изобретение относится к способам получения бикарбоната натрия методом карбонизации аммонизированного рассола и аппаратурному оформлению указанного процесса и может быть широко использовано в производстве кальцинированной соды аммиачным способом.

Изобретение относится к устройствам и способам для распределения пара и жидкости. Устройство содержит вертикальную продолговатую ёмкость с размещенной в ней тарелкой. Тарелка содержит множество продолговатых колпачков, простирающихся над верхней поверхностью тарелки. Колпачки имеют отверстие в крышке или боковое отверстие. При этом первый колпачок имеет самое верхнее отверстие на большей высоте над верхней поверхностью тарелки, по сравнению с самым верхним отверстием второго колпачка. Изобретение позволяет изменять высоту колпачков и/или их отверстий с целью регулирования профиля (распределения) жидкого потока, при повышении уровня жидкости. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к способу очистки отработанной щелочи (L) из устройства для получения углеводородов посредством крекинга содержащего углеводороды исходного сырья. Причем способ состоит из по меньшей мере одной стадии, на которой отработанную щелочь (L) при повышенной температуре, при давлении выше атмосферного подвергают окислению с кислородом. При этом окисление осуществляют в реакторе (5) при давлении от 60·105 Па до 200·105 Па, а давление отработанной щелочи поднимают до давления реакции окисления в двух отдельных ступенях давления (1, 4). Причем отработанную щелочь (L) между двумя ступенями давления (1, 4) нагревают с помощью косвенного теплообмена (2) с окисленной щелочью (7) и отработанная щелочь (L) после первой ступени давления (1) и теплообмена (2) с окисленной щелочью (7) поступает в сепаратор (3), где отделяется газовая фаза (12) отработанной щелочи. Способ позволяет уменьшить продолжительность пребывания сырья в окислительном реакторе, улучшить параметры стоков окисленной отработанной щелочи и/или повысить рентабельность способа. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способу взаимодействия одной или нескольких текучих сред. Способ включает прохождение одной или нескольких текучих сред в камеру из расположенной выше тарелки, при этом камера имеет одну или несколько боковых стенок, содержащих отверстие, а расположенная выше тарелка имеет слив, и создание канала наружу из камеры, соединяющий соответствующий слив с соответствующим отверстием, для увеличения времени и площади контакта внутри канала и камеры. Изобретение обеспечивает эффективное смешивание различных фаз. 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к реактору для проведения газожидкостных двухфазных химических реакций. Вертикальный реактор для получения мочевины с помощью прямого синтеза, начинающегося с аммиака и диоксида углерода, в газожидкостной двухфазной смеси, включает полую конструкцию, ограниченную внешней стенкой, имеющей цилиндрическую форму, закрытую на концах полукруглыми крышками и содержащую отверстия для впуска и выпуска технологических жидкостей, так чтобы обеспечить возможность попутного протекания газовой и жидкой фаз внутри реактора, множество наложенных друг на друга перфорированных тарелок, проходящих горизонтально внутри конструкции до внутренней поверхности цилиндрической стенки и подходящим образом разнесенных вдоль вертикальной оси таким образом, что между каждой парой соседних тарелок имеется сектор, находящийся в гидравлическом соединении с сектором, расположенным соответственно выше и/или ниже него, при этом по меньшей мере один сектор содержит разделительную перегородку, расположенную между двумя соседними тарелками и перпендикулярно им и закрепленную на поверхности тарелок и на внутренней поверхности футеровки внешней стенки, так чтобы разделить сектор на две секции, объемы которых находятся в отношении друг к другу, составляющем от 1/3 до 3/1, предпочтительно от 0,95 до 1,05, более предпочтительно равном 1. Изобретение обеспечивает эффективность и экономичность газожидкостных реакций, а также увеличение производственной мощности реактора. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области промышленного органического синтеза, точнее к реактору для получения гидропероксида кумола, используемому для получения фенола и ацетона кумольным способом, а также фенола, метилэтилкетона и циклогексанона. Предложенный реактор для получения гидропероксида кумола окислением алкилароматических углеводородов кислородсодержащим газом включает распределительное устройство с каналами для пропускания кислородсодержащего газа внутри потока реакционной среды, при этом диаметр отверстий канала распределительного устройства составляет не более 0,9 мм и длина - от 2 мм до 100 мм. Кроме того, изобретение относится к способу окисления алкилароматических углеводородов в проточном реакторе кислородсодержащим газом, подаваемым через распределительное устройство, при повышенной температуре, избыточном давлении в слабокислой либо щелочной среде. При этом кислородсодержащий газ проходит через цилиндрические каналы распределительного устройства с диаметром каналов распределительного устройства менее 0,9 мм и длиной от 2 мм до 100 мм, при времени контактирования кислородсодержащего газа с окисляющимся углеводородом 1-200 с. Технический результат изобретения: оптимизация способа получения алкилароматических гидропероксидов, снижение энергетических затрат. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 пр.

Изобретение относится к способу и устройству для окисления реагентов в водной реакционной среде с использованием газообразного молекулярного кислорода. Способ окисления материала в окислительном реакторе, включающем внешний циркуляционный контур, имеющий приспособление для увеличения давления во внешнем контуре, включает стадии: a) измерение концентрации кислорода в реакторе, b) выведение объема водной среды из реактора и измерение концентрации кислорода в этом объеме, c) введение кислорода в объем в растворенном виде и обеспечение достаточным временем пребывания для достижения желательного концентрации кислорода, где количество введенного кислорода определяют путем измерения растворенного кислорода в реакторе и его давления и измерения плотности объема и концентрации кислорода в незаполненном объеме, d) введение объема обратно в реактор при повышенном давлении и через устройство Вентури в жидкостный распределитель, e) образование циркуляционной схемы в реакторе, в результате чего повышенная концентрация кислорода поддерживается в водной среде в нижней части реактора, и где внешний циркуляционный контур поддерживают под давлением во время проведения стадий c), d) и е). Устройство включает окислительный реактор, приспособление для перемешивания, приспособление для выведения водной среды из реактора, приспособление для введения кислорода в водную среду и приспособление для введения водной среды обратно в реактор. Изобретение обеспечивает увеличение концентрации кислорода в реакционной среде и повышение эффективности реакционного процесса. 5 н. и 28 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к усовершенствованной системе для производства терефталевой кислоты путем контакта суспензии, содержащей пара-ксилол, с газофазным окислителем, содержащим воздух, причем указанная система включает первичный окислительный реактор, включающий первый суспензионный выход; и вторичный окислительный реактор, включающий вход суспензии и второй суспензионный выход, в которой указанный вход суспензии находится ниже по потоку в гидравлическом соединении с указанным первым выходом суспензии; в которой указанный вторичный окислительный реактор представляет собой вторичную реакционную зону, имеющую максимальную длину Ls и максимальный диаметр Ds, причем указанная вторичная реакционная зона имеет соотношение Ls:Ds в диапазоне от 14:1 до 28:1, в которой расстояние до указанного входа от дна указанной вторичной реакционной зоны находится в интервале от 0,3 Ls до 0,9 Ls; причем указанный первичный окислительный реактор представляет собой барботажный колоночный реактор, и где указанный вторичный окислительный реактор представляет собой барботажный колоночный реактор; причем указанный вторичный окислительный реактор содержит по меньшей мере один нормально нижний вход окислителя и по меньшей мере один нормально верхний вход окислителя. Изобретение также относится к способу изготовления композиции терефталевой кислоты, причем указанный способ включает: (а) направление первой многофазной реакционной среды, содержащей окисляемое соединение, на окисление в первичной реакционной зоне, находящейся в первичном окислительном реакторе, в результате чего получается первая суспензия, причем окисляемое соединение содержит пара-ксилол; и (b) контакт по меньшей мере части указанной первой суспензии с газофазным окислителем во вторичной реакционной зоне, находящейся во вторичном окислительном реакторе, в результате чего получается вторая суспензия, причем газофазный окислитель содержит воздух, где первую часть указанного газофазного окислителя вводят в указанную вторую реакционную зону через нормально верхний вход окислителя, тогда как вторую часть указанного газофазного окислителя вводят через нормально нижний вход окислителя, причем указанная вторичная реакционная зона имеет максимальную длину Ls и максимальный диаметр Ds, где указанная вторичная реакционная зона имеет соотношение Ls:Ds в диапазоне от 14:1 до 28:1, в котором по меньшей мере часть указанной первой суспензии поступает в указанную вторичную реакционную зону в области входа суспензии на расстоянии от дна указанной вторичной реакционной зоны в интервале от 0,3 Ls до 0,9 Ls; и где указанный первичный окислительный реактор представляет собой барботажный колоночный реактор, и вторичный окислительный реактор представляет собой барботажный колоночный реактор. Такое устройство и способ могут способствовать уменьшению содержания кислорода во всем реакторе дополнительного окисления. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к усовершенствованным системам для производства терефталевой кислоты, в частности, путем контакта суспензии, содержащей пара-ксилол, с газофазным окислителем, содержащим воздух, причем указанная система включает первичный окислительный реактор, включающий первый суспензионный выход; и вторичный окислительный реактор, включающий вход суспензии, второй суспензионный выход, нормально нижний вход окислителя, и нормально верхний вход окислителя, в которой указанный вход суспензии находится ниже по потоку в гидравлическом соединении с указанным первым выходом суспензии, в которой указанный вторичный окислительный реактор представляет собой вторичную реакционную зону, имеющую максимальную длину Ls и максимальный диаметр Ds, в которой расстояние до указанного нормально нижнего входа окислителя от дна указанной вторичной реакционной зоны составляет менее чем 0,5 Ls, в которой расстояние до указанного нормально верхнего входа окислителя от дна указанной вторичной реакционной зоны составляет по меньшей мере 0,5 Ls, в которой расстояние до указанного входа от дна указанной вторичной реакционной зоны находится в интервале от 0,3 Ls до 0,9 Ls; причем указанный первичный окислительный реактор представляет собой барботажный колоночный реактор, и где указанный вторичный окислительный реактор представляет собой барботажный колоночный реактор. Изобретение также относится к способу изготовления композиции терефталевой кислоты, причем указанный способ включает: (a) направление первой многофазной реакционной среды, содержащей окисляемое соединение, на окисление в первичной реакционной зоне, находящейся в первичном окислительном реакторе, в результате чего получается первая суспензия, где окисляемое соединение содержит пара-ксилол; и (b) контакт по меньшей мере части указанной первой суспензии с газофазным окислителем во вторичной реакционной зоне, находящейся во вторичном окислительном реакторе, в результате чего получается вторая суспензия, где газофазный окислитель содержит воздух, в котором указанная вторичная реакционная зона имеет максимальную длину Ls и максимальный диаметр Ds, в котором первая часть указанного газофазного окислителя поступает в указанную вторичную реакционную зону в первой области входа окислителя на расстоянии от дна указанной вторичной реакционной зоны, составляющем по меньшей мере 0,5 Ls, в котором указанная первая часть указанного газофазного окислителя составляет от приблизительно 5 до приблизительно 49% полного объема указанного газофазного окислителя, введенного в указанную вторичную реакционную зону, в котором по меньшей мере часть указанной первой суспензии поступает в указанную вторичную реакционную зону в области входа суспензии на расстоянии от дна указанной вторичной реакционной зоны в интервале от 0,3 Ls до 0,9 Ls; причем указанный первичный окислительный реактор представляет собой барботажный колоночный реактор, и где указанный вторичный окислительный реактор представляет собой барботажный колоночный реактор; и где указанный вторичный окислительный реактор содержит нормально нижний вход окислителя. Такие устройства и способ могут способствовать уменьшению содержания кислорода во всем реакторе дополнительного окисления. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к усовершенствованной системе для производства терефталевой кислоты путем контакта суспензии, содержащей п-ксилол с газофазным окислителем, содержащим воздух, причем указанная система включает: первичный окислительный реактор, включающий первый суспензионный выпуск, и вторичный окислительный реактор, включающий впуск суспензии, второй суспензионный выпуск, нормально нижний впуск окислителя и нормально верхний впуск окислителя, в которой указанный впуск суспензии находится ниже по потоку в гидравлическом соединении с указанным первым выпуском суспензии, в которой указанный вторичный окислительный реактор представляет собой вторичную реакционную зону, имеющую максимальную длину Ls, в которой расстояние до указанного нормально нижнего впуска окислителя от дна указанной вторичной реакционной зоны составляет менее чем 0,5 Ls, в которой расстояние до указанного верхнего впуска окислителя от дна указанной вторичной реакционной зоны составляет, по меньшей мере, 0,5 Ls; и где первичный окислительный реактор представляет собой барботажный колоночный реактор и указанный вторичный окислительный реактор представляет собой барботажный колоночный реактор. Изобретение также относится к способу изготовления композиции терефталевой кислоты, причем указанный способ включает: (a) направление первой многофазной реакционной среды, содержащей окисляемое соединение, на окисление в первичной реакционной зоне, находящейся в первичном окислительном реакторе, в результате чего получается первая суспензия, причем окисляемое соединение содержит п-ксилол; и (b) контакт, по меньшей мере, части указанной первой суспензии с газофазным окислителем во вторичной реакционной зоне, находящейся во вторичном окислительном реакторе, в результате чего получается вторая суспензия, причем газофазный окислитель содержит воздух, в котором указанная вторичная реакционная зона имеет максимальную длину Ls, в котором первая часть указанного газофазного окислителя поступает в указанную вторичную реакционную зону в первой области впуска окислителя на расстоянии от дна указанной вторичной реакционной зоны, составляющем, по меньшей мере, 0,5 Ls, в котором указанная первая часть указанного газофазного окислителя составляет от 5 до 49% полного объема указанного газофазного окислителя, введенного в указанную вторичную реакционную зону, и указанный первичный окислительный реактор представляет собой барботажный колоночный реактор, в котором указанный вторичный окислительный реактор представляет собой барботажный колоночный реактор и где указанная вторичная реакционная зона содержит вторую область впуска окислителя. Такое устройство и способ могут способствовать уменьшению содержания кислорода во всем реакторе дополнительного окисления. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к противогололедным материалам. Способ получения твердого противогололедного материала включает равномерное механическое смешивание между собой кристаллической соли пищевой поваренной каменной, кристаллического кальция хлористого, кристаллических элементов ингибитора коррозии металлов, кристаллического поверхностно-активного вещества и кристаллического регулятора кислотности. В процессе получения противогололедного материала каждый элемент ингибитора коррозии насыщают тяжелыми изотопами углерода 13С таким образом, что отношение количества изотопов углерода 13С к общему количеству углерода в элементе составляет величину от 0,005 до 0,75. Также каждый элемент ингибитора коррозии насыщают тяжелыми изотопами азота 15N таким образом, что отношение количества изотопов азота 15N к общему количеству азота в элементе составляет величину от 0,0001 до 0,1375. Обеспечивается повышение эффективности ингибитора коррозии без ухудшения противогололедных свойств получаемого твердого противогололедного материала. 5 н.п. ф-лы, 4 ил., 69 табл.

В изобретении описан реактор, в котором из серы и водорода получают сероводород и который частично или полностью выполнен из стойкого к действию реакционной смеси, содержащихся в ней соединений, соответственно элементов материала, который сохраняет свою стойкость и при высоких температурах. 2н. и 15 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх