Изобретение относится к химическому машиностроению и может быть использовано в производстве формальдегида из матанола в присутствии серебряного катализатора.

Известен контактный аппарат для получения формальдегида из метанола в приСутствии серебряного катализатора, содержащий цилиндрический корпус, внутри которого по высоте установлены распределительное устройство, решетка со слоем катализатора и охлаждающее устройство, выполненное в виде трубчатого теплообменника, водяного охлаждения, причем распределительное устройство выполнено в виде конуса (1 .

Однако надежность работы аппарата снижается из-за возможного прогорания концов трубок и деформации верхней трубной решетки трубчатого теплообменника под действием колебаний темйературы горячих реакционных газов. Неравномерное охлаждение реакционных газов в трубчатом теплообменнике приводит к побочным реакциям, снижающим выход целевого продукта.

Кроме того, распределительное устройство не обеспечивает равномерной подачи газов на слой катализатора,что приводит к сдуванию отдельных его частиц, неполному контактированию и в результате этого снижается выход целевого продукта.

Известен также контактный аппарат для получения формальдегида из метано- ла в присутствии серебряного катализатора, содержащий цилиндрический корпус, внутри которого по высоте установлены распределительное устройство, решетка со слоем катализатора и охлаждающее устройство, выполненное в виде трубчатого теплообменника водяного охлаждения, верхняя трубная решетка которого покрыта слоем теплоизоляции, причем распределительное устройство выполнено в виде цилиндра (23 °

Однако зто распределительное устройство не обеспечивает равномерной подачи газов на слой катализатора и равномерного охлаждения в холодильнике, что снижает выход целевого продукта. Возникновение местных перегревов, нарушение теплоизоляции в отдельных местах верхней трубной решетки от воздействия газовых струй с повышенной скоростью приводят к эозникйовению температурных деформаций в верхней трубной решетке и трубках теплообмен- .

946640 ника, что снижает надежность работы контактного аппарата.

Пель изобретения. вЂ” увеличение выхода целевого продукта и повышение надежности.

Для достижения поставленной цели в 5 контактном аппарате для получения формальдегида из метанола в присутствии серебряного катализатора, содержащем распределительное устройство, решетку со слоем катализатора и охлаж- 10 дающее устройство, распределительное устройство выполнено в виде установленного с зазором полого перфорированного конуса, кромки отверстий которого направлены внутрь, и коллектора, установленного на уровне средней части конуса снаружи корпуса, в котором выполнены прорези.

При этом охлаждающее устройство выполнено в виде установленных по высоте кожухотрубчатых теплообменников воздушного и водяного охлаждения, а теплообменник воздушного охлаждения снабжен входным и выходным диффузора25

На фиг. 1 изображен предлагаемый контактный аппарат, продольный разрез; на фиг. 2 вЂ” разрез A-A на фиг.1.

Контактный аппарат для получения формальдегида из метанола в присутствии серебряного катализатора содержит цилиндрический корпус 1, в верхней части которого снаружи расположен коллектор 2 с прорезями 3, а внутри с зазором установлен полый перфорированный конус 4, кромки отверстий которого направлены внутрь, под ним укреплена решетка 5 со слоем катализатора 6 и далее по высоте кожуха установлены трубчатые теплообменники, воздушного охлаждения 7 с 40 входным и выходным диффузорами 8 и 9 и водяного охлаждения 10, снабженный паросборником 11 и штуцерами 12-14.

Коллектор 2 снабжен входным штуцером

15, а в нижней части корпуса 1 вмон- 45 тирован выходной штуцер 16. Коллектор

2 установлен на уровне средней части конуса 4. В паросборнике 11 установлен сепаратор 17. Количество, диаметр и расположение трубок трубчатых теплообменников 7 и 10 выбраны одинаковыми. Слой катализатора 6 представляет собой минеральный носитель, например пемзу, с распределительным на нем мелкодисперсным серебром.

Предлагаемый контактный аппарат работает следующим образом.

Спиртовоздушная смесь, содержащая пары метанола, воды и воздух, поступает через штуцер 15 в коллектор 2 и равномерно распределяется по цилинд- 60 рическому корпусу 1, проходя через прорези 3 и перфорированный конус 4.

При этом загнутые внутрь края отверстий конуса 4 облегчают прохождение смеси. Внутри конуса 4 противополож- 65 но направленные струи встречаются, разбиваются на множество более мелких струй с уменьшением их скорости и проходят через нижнюю расширенную часть конуса, где сопротивление потоку наименьшее, на слой катализатора 6.

Если поступающие струи газов ударяются в стенку конуса, их скорость гасится и изменяется направление движения: часть газов, смывая конус, идет вверх, а часть вЂ” вниз, встречая на пути отверстия газы попадают внутрь конуса, причем оставшаяся часть газов через верхнюю открытую часть конуса также проходит внутрь, а небольшая оставшаяся час ть газов, не попавшая в отверстия нижней части конуса и не захваченная свежими струями за счет эффекта эжекции, проходит через зазор между конусом и корпусом, снижая при этом скорость.

При соприкосновении со слоем катализаторов, находящимся на решетке 5, происходит взаимодействие метанола с кислородом воздуха в присутствии серебряного катализатора с образованием формальдегида. Температура в зоне контактирования поддерживается в пределах 650-720С С, предпочтительно 675 f 10c C. Реакция является экзотермической. Реакционные газы, образующиеся при контактировании, поступают в теплообменник 7 воздушного охлаждения, где частично охлаждаются до 550-600 С, проходя по трубкам,воздухом, подаваемым в межтрубное пространство через диффузор 8, а горячий воздух с температурой 100-140вC отводится через диффузор 9, расположенный на противоположной стороне. Далее реакционные газы поступают в трубное пространство теплообменника 10 водяного охлаждения, где, отдавая тепло, охлаждаются до 130- 50ОC конденсатором, поступающим по штуцерам 12 из паросборника 11 (c температурой 130140 С) и по штуцерам 14 из линии подпитки конденсатора с температурой

90-110 С. При этом конденсат частичФ но испаряется и пароконденсатная смесь отводится через штуцера 13 в паросборник 11. В нем происходит отделение пара сепаратором 17. Полученный пар используют в дальнейшем для испарения метанола. Далее реакционные газы направляются из контактного аппарата через штуцер 16 в абсорбционную,систему для поглощения формальдегида.

Установка с зазором полого перфорированного конуса 4 с загнутыми внутрь краями отверстий и коллектора с прорезями обеспечивают более равномернее распределение спиртовоздушной смеси по сечению аппарата и в слое катализатора, что обеспечивает более полное протекание реакции

946640 а

fZ щит 1

1Н получения формальдегида и тем самым увеличивает выход целевого продукта.

Кроме того, снижается скорость газового потока, что предотвращает сдувание частиц контактной массы с отдельных участков решетки 5. Это 5 обеспечивает также более полное про.текание реакции и соответственно повышает выход целевого продукта. Установка теплообменника 7 воздушного охлаждения под решеткой 5 предохраняет верхнюю трубную решетку теплообменника 10 водяного охлаждения от воздействия высоких температур зонЫ контактирования, исключая ее коробление и растрескивание, что повыша-! ет надежность работы. контактного ап, парата. Диффузоры 8 и 9 улучшают ðàñ пределение воздуха в межтрубном про странстве теплообменника 7.

Последовательная установка теплообменников воздушного и водяного охлаждения обеспечивает более равномерное охлаждение газов, сводит к минимуму нежелательные побочные реакции, что также увеличивает выход целевого продукта.

Формула изобретения

1. Контактный аппарат для получения формальдегида из метанола в приВНИИПИ Заказ 5397/12

Тираж 583 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 сутствии серебряного катализатора, содержащий цилиндрический корпус, внутри которого по высоте установлены распределительное. Устройство, решетка со слоем катализатора и охлаждающее устройство, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта и повышения надежности, распределительное устройство выполнено в виде установленного с зазором полого перфорированного конуса, кромки отверстий которого направлены внутрь, и коллектора, установленного на уровне средней части конуса снаружи корпуса, в котором выполнены прорези.

2. Аппарат по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что охлаждающее устройство выполнено в виде установленных по высоте кожухотрубчатых теплообменников воздушного и водяного охлаждения, при этом теплообменник воздушного охлаждения снабжен входным и выходным диффузорами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 65070, кл. В 01 J 8/02, 1944.

2. Авторское свидетельство СССР

9 536158, кл. В 01 J 8/02, 1976.

Трубчатый реактор // 939060

Реактор для проведения каталитических процессов // 929200

Контактный аппарат для окисления сернистого газа // 929199

Реактор // 927293

Конвертор газов // 921622

Горизонтальный контактный аппарат для окисления сернистых газов // 904766

Контактный аппарат // 886725

Устройство для проведения каталитических эндотермических реакций // 884554

Контактный аппарат // 874156

Реактор для проведения каталитических процессов // 2102131

Изобретение относится к устройствам для проведения каталитических процессов в стационарном слое катализатора и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, в частности для проведения процесса каталитического риформирования бензинов

Реактор для получения газа, богатого водородом и/или окисью углерода // 2109560

Реактор для проведения каталитических процессов радиального типа // 2116825

Изобретение относится к контактным аппаратам радиального типа для проведения химических и нефтехимических процессов и может быть использовано в производстве стирола, а также изопрена, бутадиена и др

Реактор для получения газа, богатого водородом и окисью углерода // 2119382

Устройство с возвратным потоком для проведения газофазных каталитических реакций // 2124393

Изобретение относится к химической технологии, в частности, к конструкциям каталитических газофазных реакторов с неподвижным слоем катализатора и может быть использовано в химической, фармацевтической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности

Реактор для проведения каталитических процессов // 2124937

Изобретение относится к устройствам для проведения каталитических процессов в стационарном слое катализатора и может быть использовано в химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности

Реактор для газожидкостных смесей // 2125484

Изобретение относится к конструкциям реакторов для проведения каталитических процессов, в частности для гидроочистки нефтяных фракций в газово-жидкостном состоянии, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности

Непрерывный способ проведения экзотермической реакции и каталитический конвертер // 2126799

Распределительное устройство // 2127147

Изобретение относится к конструкциям реакторов для проведения каталитических процессов, в частности для гидроочистки нефтяных фракций в газожидкостном состоянии, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности

Никелевый катализатор на носителе для получения богатого водородом и/или моноокисью углерода газа и способ получения указанного газа // 2132228

Изобретение относится к области производства газов, богатых водородом и/или моноокисью углерода, путем парового риформинга углеводородов, более конкретно к никелевому катализатору на носителе для получения газа, богатого водородом и/или моноокисью углерода, и способу для получения указанного газа