Газлифтный аппарат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (iiii980805 (63) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 2801,80 (21) 2877567/23-26 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (54) hh. Кп.з

В 01 j 10/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 151282.. Бюллетень ¹ 46

Дата опубликования описания 151282 (53) УДК 66 . 023 (088.8) .

Б.E. Шенфельд, Е.A. Ермаков, A.Н. Кетов, Б.Т. Васильев, В.И. Якушев, A.Ã. Хлуденев, T.N. Миргунов, A.A. Сюркаев и В.Л. Долганов (72) Авторы изобретения

Пермский политехнический институт (71) Заявитель (54) ГАЗЛИФТНЫЙ АППАРАТ

Изобретение относится к аппаратурному оформлению тепломассообменных процессов в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности и может быть использован при переработке жидкого коксующего сырья, например для разложения отработанной серной кислоты, содержащей органические примеси, в среде расплавленного катализатора.

Известен гаэлифтный аппарат, включающий корпус, перегородки между зонами, днище, штуцера для подвода и вывода газа и жидкости (Я

Недостатками известного аппарата являются невозможность подвода жидкого коксующего сырья под слой расплавленного катализатора, а также малое время и поверхность контакта газа и расплавленного катализатора.

Кроме того, в условиях процесса разложения отработанной серной кислоты ,(ОСК1, протекающего при 500-700 С, температура в трубе для подвода ОСК превышает температуру ее коксования, равную 130-150 С. В результате этого происходит закоксование подводящей трубы и остановка аппарата. Вместе с тем, большие скорости газа и ограниченный объем реакционной зоны аппарата обуславливают малое время и поверхность контакта газа и расплавленного катализатора.

Наиболее близким к предложенному по конструкции и достигаемому эффекту является газлифтный аппарат для проведения процессов в расплавленных средах, содержащий вертикальный корпус, изогнутую центральную перегородку, установленную в корпусе и делящую его на реакционную зону и зону подвода сырья, боковую изогнутую перегородку, размещенную

15 ме ду центр "ьной перегородкой и боковой стенкой. корпуса, и отделяющую от реакционной эоны сливную зону и образующую в нижней части корпуса гидроэатвор, и штуцеры ввода и вывода реагентов (2) .

Недостатками известного аппарата являются отсутствие направленного потока жидкости в зоне подвода сырья от передней стенки к центральной перегородке, малое время и поверхность контакта газа с жидкостью.

При попадании исходного сырья, например отработанной серной кислоты, на поверхность расплавленного катализатора происходит интенсивное испарение OCK. Это приводит к резко980805

1Î

60 му понижению температуры в месте контакта ОСК с расплавленным катализатором. При отсутствии интенсивного движения расплавленного катализатора от передней стенки к центральной перегородке происходит застывание расплавленного катализатора, ведущее к остановке аппарата.

Высокая скорость газов в реакционной зоне и малый объем реакционной зоны обуславливают малое время и поверхность контакта между газом и расплавленным катализатором.

Целью изобретения является интенсификация процессов за счет возврата жидкости из сливной зоны непосред- f5 ственно в зону подвода сырья и создания в ней потока жидкофаэного расплавленного катализатора в направлении к центральной перегородке.

Поставленная цель достигается 20 тем, что в газлифтном аппарате для проведения процессов в расплавленных средах, содержащем вертикальный корпус, изогнутую центральную перегородку, установленную в корпусе и деляющую его на реакционную зону и зону подвода сырья, боковую изогнутую перегородку, размещенную между центральной перегородкой и боковой стенкой корпуса, и отделяющую от реакционной зоны сливную зону и образующую в нижней части корпуса гидрозатвор, и штуцеры ввода и вывода реагентов, нижний конец изогнутой боковой перегородки расположен в зоне подвода сырья.

Благодаря тому, что нижняя часть боковой перегородки выполнена изогнутой и оканчивается в зоне подвода сырья на расстоянии от передней стенки не более 1/4 зазора между 40 передней стенкой и центральной перегородкой, расплав поступает из сливной зоны в зону подвода сырья вблизи передней стенки аппарата. Вследствие этого в зоне подвода сырья 45 возникает непрерывный поток расплавленного катализатора от передней стенки аппарата к центральной перегородке, способствующий интенсивному обновлению поверхности расплавленного катализатора в зоне подвода сырья и предотвращающий его застывание.

Использование нижней части боковой перегородки изогнутой по контуру днища дает возможность увеличить скорость движения расплава в зазоре между нижней частью боковой перегородки и днищем аппарата. Повышенная скорость движения расплава обеспечивает высокие значения коэффициента теплоотдачи к расплаву от нагревательных элементов, размещенных в этот зазоре и предназначенных для компенсации затрат тепла на испарение и разложение отработанной серной кислоты.

В асимметрично размещенной камере с наклонным днищем, находящейся в верхней части аппарата, возникает дополнительная эона контакта между газом и расплавленным каталиэатором. Образование дополнительной зоны контакта обусловлено расположением нижнего основания наклонного днища не ниже верхнего уровня боковой перегородки, благодаря чему часть расплава, стекающего по наклонному днищу, захватывается выходящим иэ реакционной зоны газожидкостным потоком и возникает циркуляционное движение гаэожидкостной смеси в верхней части аппарата.

Уменьшение площади поперечного сечения сливной зоны по сравнению с площадью поперечного сечения реакционной зоны способствует созданию запаса расплавленного катализатора в верхней части аппарата и тем самым увеличению времени и поверхности контакта между газом и расплавленным катализатором.

На чертеже изображен газлифтный аппарат, продольный разрез.

В корпусе с передней стенкой 1 и задней стенкой 2 имеются центральная перегородка 3, разделяющая реакционную зону и зону подвода сырья, боковая перегородка 4, разделяющая реакционную и сливную эоны, и являющаяся в нижней части гидроэатвором, крышка 5, днище б, штуцер подачи газа 7 и штуцер выхода газа 8, штуцер подачи жидкого коксующегося сырья 9, асимметрично размещенная камера 10 с наклонным днищем 11.

В зазоре между нижней частью боковой перегородки и днищем аппарата установлены нагревательные элементы 12.

Аппарат работает следующим образом.

При подаче газа через штуцер 7 начинается газлифтная циркуляция расплава в аппарате, которая осуществляется за счет разной плотности расплава, находящегося в сливной и реакционной зонах. Расплав из сливной эоны по зазору между изогнутой по контуру днища и перегородкой 4 и днищем б поступает в зону подвода сырья и далее в реакционную зону.

В зоне подвода сырья осуществляется интенсивное направленное движение расплавленного катализатора от передней стенки 1 к центральной перегородке 3, приводящее к интенсивному обновлению поверхности расплава в зоне подвода сырья. На движущуюся поверхность расплава через штуцер 9 поступает жидкое коксующееся сырье (ОСК). Кокс, образовавшийся

980805 в месте контакта расплавленного катализатора с отработанной серной кислотой благодаря направленному потоку расплава, быстро поступает в реакционную зону, где происходит окисление кокса. Вследствие интенсивного обновления поверхности расплавленного катализатора предотвращается застывание его в зоне подвода сырья.

Пройдя реакционную зону, гаэожидкостная смесь поступает в асиммет- 10 рично размещенную камеру 10, где . захватывает часть расплава, стекающего по наклонному днищу 11. В результате этого происходит часТичная циркуляция расплава в камере 10, что 15 приводит к увеличению времени и поверхности контакта газа с расплавленным катализатором.

Через штуцер 8 газ выводится из 20 аппарата, а расплав стекает по наклонному днищу 11 в сливную зону.

Использование предложенной конструкции аппарата позволяет избежать застывания расплава в зоне подвода 25 сырья при одновременном увеличении времени и поверхности контакта между газом и расплавленным катализатором на 20-25Ъ.

%»

Формула изобретения Газлифтный аппарат для проведение процессов в расплавленных средах, содержащий вертикальный корпус, изогнутую центральную перегородку, установленную в корпусе и делящую

его на реакционную зону и зону подвода сырья, боковую изогнутую перегородку, размещенную между центральной перегородкой и бокОвой стенкой корпуса, отделяющую от реакционной эоны сливную зону и образующую в нижней части корпуса гидрозатвор, и штуцеры ввода и вывода реагентов, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процессов эа счет возврата жидкости из сливной зоны непосредственно в зону подвода сырья и создания в ней потока жидкофаэного расплавленного катализа. тора в направлении к центральной перегородке, нижний конец изогнутой боковой перегородки расположен в зоне подвода сырья.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии 9 4924344, кл. В 01 0 5/00, опублик. 1975.

2, Авторское свидетельство СССР

9 241973, кл. В 01 0 47/02, 1969.

ВЫИИПИ Яакаэ 9541/9

Тираж 583 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4