Реактор синтеза хладонов

 

1. РЕАКТОР СИНТЕЗА ХПАДОНОВ метанового и этанового,ряда, содержащий корпус с крышкой, штуцера ввода реагентов и вьшода продуктов реакции , центральную трубу с распределительньм элементом, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью увеличения степени конверсии, уменьшения уноса катализатора, повьшения производительности реактора за счет обеспечения ускоренного запуска синтеза в вязких средах с твердыми частицами , распределительный элемент выполнен в виде цилиндрической камеры с гидрозатвором и радиальнЕл и пальцами с отверстиями, при этан отверстия в пальцах расположены симметрично относительно вертикальной оси реактора, в интервале угловп t oii-j- ; 71. ot i 21 2. Реактор по п. 1, о т л и ч a- :5 ю щ и и с я тем, что пальцы вьтолнесл ны с отверстиями, расположенными в нижней их части по вертикальной оси.

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (l 9) 0 1!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оси.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП"ИЙ (21) 3642863/23-26 (22) 29.06.83 (46) 15.04.85. Бюл. У 14 (72) Г.И.Рылеев, Б.В.Симаков, Е.М.Белявская, В.Г.Барабанов, Д.Г.Осипов, И.М.Уткина, В.А.Царев, А.Т.Борисенко и В.Т.Платцев (53) 66.091(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 80230, кл. В 01 F 13/02, 1948, 2. Патент США У 3679187, кл. 261-123, 1972. .(54) (57) 1. РЕАКТОР СИНТЕЗА ХЛАДОНОВ метанового и этанового ряда, содержащий корпус с крышкой, штуцера ввода реагентов и вывода продуктов реакции, центральную трубу с распределительным элементом, о т л и ч а ю4(st) В 01 F 5/00 В 01 F 3/04 шийся тем, что, с целью увеличения степени конверсии, уменьшения уноса катализатора, повышения производительности реактора за счет обеспечения ускоренного запуска синтеза в вязких средах с твердыми частицами, распределительный элемент выполнен в виде цилиндрической камеры с гидрозатвором и радиальными пальцами с отверстиями, при этом отверстия в пальцах расположены симметрично относительно вертикальной оси

5и реактора, в интервале углов и =-.м — ; т — OLK 2п

Ф

2. Реакторпоп. 1, отличаю шийся тем, что пальцы выполнены с отверстиями, расположенными в нижней их части по вертикальной

Ф 11500

Изобретение относится к области химической технологии, а именно к реакторам получения фторхлорметанов и фторхлорэтанов, в которых органическое сырье, представляющее собой хлорпроизводные метана или этана, фторируют посредством фтористого водорода и катализатора: галнда металла- IV или V группы в жидком состоянии. 10

Известен реактор, содержащий корпус с крышкой и днищем, раздельный сифонный ввод органического и фтористого водорода Я .

Однако известный реактор харак- 1 теризуется невозможностью интенсификации массообмена и недостаточной надежностью в работе.

Наиболее близкой к изобретению по технической сути и достигаемому 20 эффекту является конструкция, содержащая корпус со штуцерами для ввода и вывода целевых продуктов и вертикальную трубу, проходящую сверху до низу реактора, с распределительным 2g элементом на нижнем конце, представляющим собой фторопластовый чулок, одетый на трубу с просверленными на нижних 30 см отверстиями диаметром

1 см (2$.

ЗО

Недостатки этой установки заключаются в том, что во время вынужденньтх остановок процесса и охлаждения смеси в реакторе происходит загустение катализатора и образование твер- дых перефторированных комплексовдля запуска процесса в таких условиях на известном реакторе приходится предварительно вытаскивать отрубу с распределительным элементом, слу- 40 жащую для диспергирования газообразного HF, и чистить забившиеся отверстия.

Кроме того, размер отверстий определяет наличие слишком крупных 4> пузырей, а также низкую .скорость истечения, что приводит к конденсации на выходе из барботажных отверстий и вследствие этого к гейзерному эф4йкту, в результате которого проис" ходит повышенный унос катализатора по системе (уменьшение отверстий приводит к ухудшению перемешивания).

При этом распределение отверстий таково, что за счет разности в гид- N ростатических давлениях пузыри HP выходят в основном из верхних отверстий и всплывают лишь в небольшой

13 2 окрестности трубы — не обеспечивается равномерное перемешивание реакционной массы.

В данном реакторе не обеспечивается также эффективного тепломассообмена, что сказывается на величине конверсии HF которая составляет в среднем 95Х. Непрореагировавший НГ осложняет систему очистки хладонов, а в некоторых процессах безвозвратно теряется и вызывает загрязнение окружающей среды (хл-22).

Цель изобретения — увеличение степени конверсии, уменьшение уноса катализатора, повышение производительности реактора за счет обеспечения ускоренного запуска синтеза в вязких средах с твердыми частицами.

Поставленная цель достигается тем, что в реакторе синтеза хладонов метанового и этанового ряда, содержащем корпус с крышкой, штуцера ввода и вывода продуктов реакции, центральную трубу с распределительным элементом, последний выполнен в виде цилиндрической камеры с гидрозатвором и радиальными пальцами с отверстиями, при этом отверстия в пальцах расположены симметрично относитель! но вертикальной оси реактора в интервале углов Я o,(4 а также пальцы выполнены с отверстиями, расположенными в нижней их части по вертикальной оси пальца.

На фиг. 1 изображен реактор синтеза хладонов, общий вид; на фиг. 2— разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 3— разрез Б-Б на фиг. 1.

Реактор имеет корпус 1 с рубашкой 2 и основными штуцерами: для ввода органического сырья — А, для ввода HF — В, для вывода продуктов синтеза — С, для загрузки катализатора — D, сливной штуцер — Е, а также вертикальную трубу 3, выполненную из нихрома и футерованную фторопластом 3 с внешней стороны. На нижнем конце трубы имеется распределительный элемент 4 в виде цилиндрической камеры с гидрозатвором 5 и радиально отходящими от ее наружной поверхности барботажными радиальными пальцами 6, каждый из которых снабжен гидрозатворным отверстием 7 и барботажными отверстиями 8. Наиболее сильная коррозия идет на поверхности раздела фаз, т.е. на барботажных отверстиях — барботажные пальцы выполнены из фторопласта 3, который не корродирует в этих условиях, но под воздействием повышенной температуры и давления может деформироваться. Для обеспечения жесткости на пальцы одеты металлические иаправляющие корпуса 11 из стали Х18Н9Т. В зоне контакта с HF основную опасность представляют (для коррозии) сварные швы, позтому камера выполнена из цельного куска нихрома и соединение с трубой 3 осуществляется с помощью сальника 10, а с пальцами - при помощи фланцевых соединений,. В качестве герметизирующего соединения прокладок и набивок используется ФУИ. Синтез сопровождао ется обильным газовыделением — газораспределительное устройство подвергается сильной вибрации и может быть перекошено или даже сорвано в процессе работы. Для обеспечения жесткости и горизонтального центрирования имеется упор 9 в стенке сливного штуцера.

Реактор работает следующим образом.

Через штуцер D в реактор загружается (единовременно) жидкий катализатор, через штуцер А непрерывно подается органическое сырье, через штуцер  — газообразный HF, который по трубе 3 поступает в распределительную камеру 4. После остановки и охлаждения смеси барботажные отверстия могут быть забиты твердыми перефторированными комплексами

Я Р „Cl „, 8пР, „C I „, TiF „CY t,, a сама реакциойная масса превращается в вязкую жидкость с твердым осадком: у дна реактора. В начале запуска газообразный перегретый осадок пойдет как по сифону через большой гидроt 50013 4 затвор 5, представляющий собой отверстие в днище камеры 4 диаметром около 4 см и высотой стенки около 5 см.

По мере прогрева и перемешивания реакционной массы твердые комплексы, забивающие барботажные отверстия 8, расплавляются и вытекают через гидрозатворы пальцев 7, представляющие собой отверстия диаметром около 1 см.

10 По мере вытеснения реакционной массы из пальцев и их прогрева HF начинает барботировать через отверстия 8, а гидрозатворы 5 7 запираются столбами реакционной массы за счет

15 разницы в гидростатических давлениях.

Описанное распределение барботажных отверстий позволяет направить пузыри в область образования осадка, что способствует его расплавлению и пере20 мешиванию с основной массой реакционной жидкости, а также обеспечивает хорошие условия для равномерного и тонкого диспергирования по объему.

Испытания предложенного реактора показали, что он надежен и долгосрочен в работе, не требует существенных капитальных затрат при перемонтаже старых реакторов.

25 Предлагаемый реактор позволяет увеличить степень использования дефицитного и дорогого сырья (до 99Х и более) и снизить унос катализатора вдвое, что существенно облегчает очистку целевых хладонов. Вследствие обеспечения запуска процесса после вынужденных остановок и охлаждения смеси без предварительной чистки барботажных отверстий снижаются потери рабочего времени на непроизводитель35 ный ручной труд при контакте с сильнодействующими ядовитыми веществами.

1150013

Фит. 2

Х-б

Составитель А.Пиханов

Техред А.Бабинец Корректор С.щекмар

Редактор М.Келемеш

Подписное

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

Заказ 2012/7 Тираж 587

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5