Реактор для хлорирования газообразных углеводородов

 

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ (! 1) 644520

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к а вт. свид-ву (22) Заявлено 14.11.75 (21) 2189148/23-26 с присоединением заявки № (23) Приор итет (43) Опубликогапо 30.01,79. Бюллетень ¹ 4 (45) Дата опубликования описания 30.01.79 (51) М Кл.з

В 01J 1/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений открытий (53) УДК 66.029 (088.8) 1

В. П. Сорокин, В. Д. Фурсов, В. A Заваров, Э. Г. М дведей; —; ° ..

И. М. Сухоруков, Л. И. Кравецкий и 3. И. Цыбульская (72) Авторы изобретения

1 з к

r (54) РЕАКТОР ДЛЯ ХЛОРИРОВАНИЯ

ГАЗООБРАЗНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ

Изобретение относится к химическому машиностроению, а именно к реакторам с внутренней циркуляцией для хлорирования газообразных углеводородов, например метана, и может найти применение в производстве хлорметанов.

Известен аппарат для процессов в газовой фазе с внутренней циркуляцией, кратность которой регулируют перемещением сопла относительно камеры смешения (1).

Недостатком этого аппарата является неполная конверсия исходных компонентов из-за отсутствия зоны вытеснения.

Известен также наиболее близкий к изобретению реактор для хлорирования газо- 15 образных углеводородов, содержащий корпус, крышку, инжекционный смеситель, регулирующее устройство, выполненное в виде подвижной диафрагмы, которая делит реакционный объем на две зоны; нижнюю, 20 работающую в условиях, приближенных к режиму смешения и, верхнюю, работающую в условиях, приближенных к вытеснению.

Данный реактор имеет следующие недостатки. 25

При отражении от диафрагмы газовой смеси, следующей на внутренний рецикл, образуются застойные зоны, объем которых особенно велик при крайнем верхнем положении диафрагмы, в результате чего 30

2 образуются нежелательные примеси, снижающие качество готового продукта.

Кроме того, реактор имеет большие габариты, из-за наличия за диафрагмой камеры вытеснения. Однако режим в камере за диафрагмой весьма далек от эффективного вытеснения вследствие низких линейных скоростей и наличия радиальных температурных градиентов, что способствует проскоку непрореагировавшпх компонентов. Можно было бы уменьшить диаметр камеры за диафрагмой и удлинить ее, чтобы высота камеры вытеснения составляла не менее 30 диаметров, но габариты àïïàрата при этом еще более возрастут.

Цель изобретения — улучшение качества продукта и снижение металлоемкости аппарата.

Указанная цель достигается тем, что в реакторе для хлорирования газообразных углеводородов, содержащем корпус, крышку, инжекционный смеситель и регулирующее устройство, последнее выполнено в виде стакана с дном выпукло-вогнутой формы, установленного коаксиально корпусу.

Выпукло-вогнутая форма дна стакана обеспечивает плавное движение реакционных газов после выхода из инжекционного смесителя без образования застойных зон.

644520

Наличие узкой кольцевой полости между стенкой стакана и корпусом реактора при установке стакана коакспально корпусу позволяет получить режим практически идеального вытеснения из-за увеличения линейной скорости реакционных газов, большого соотношения длины кольцевой полости и ее сечения и, как следствие, отсутствие радиальных температурных градиентов. При этом уменьшаются габариты реактора, снижается его металлоемкость.

Установка стакана с дном выпукло-вогнутой формы увеличивает также дополнительно время пребывания реакционной смеси в аппарате, так как последняя прежде, чем покинуть реактор, опускается вниз и омывает стенку стакана с двух сторон, а не выходит сразу из камеры идеального смешения в верхней части реактора.

На чертеже схематически показан предлагаемый реактор, разрез.

Реактор содержит цилиндрический корпус 1, крышку 2, инжекционный смеситель

3, регулирующее устройство 4, выполненное в виде стакана с дном выпукло-вогнутой формы. Стакан установлен коаксиально корпусу 1, причем внутренняя часть дна стакана расположена напротив инжекционного смесителя. Стакан перемещают с помощью тяги 5. В реакторе предусмотрен теплообменник 6 для снятия избыточного тепла реакции.

Реактор работает следующим образом, Реакционная камера перед пуском разогревается дымовыми газами. Регулирующее устройство 4 ставят в нужное положение, Рабочий поток хлора и метана в необходимом соотношении с нормальной температурой поступает в инжекционный смеситель 3. Поток инжектирует в инжекционный смеситель горячие газы из реакционной зоны. Избыточное тепло горячих газов снимается в теплообменнике 6. Образованная смссь с температурой, достаточной для начала реакции, поступает в зону смешения реакционной камеры между инжекционным смесителем и стаканом. Благодаря выпукло-вогнутой форме дна стакана отсутствуют застойные зоны и исключается образование побочных продуктов. Далее реакционные газы проходят кольцевую полость между стенками стакана 4 и корпуса 1, где процесс заканчивается в условиях эффективного режима вытеснения.

Выход продуктов реакции осуществляется через штуцер в крышке 2 реактора.

З0

Формула изобретения

Реактор для хлорирования газообразных углеводородов, содержащий корпус, крышку, инжекционный смеситель и регулирующее устройство, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества продукта и снижения металлоемкости аппарата, регулирующее устройство выполнено в виде стакана с дном выпукло-вогнутой формы, установленного коаксиально корпусу.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 196596, кл. В 01F 5/20, 1964.

2. Авторское свидетельство СССР № 252302, кл. В 01J 1/00, 1968.