Реактор прямого хлорирования этилена

 

Область использования: настоящее изобретение относится к конструкции реактора для прямого хлорирования этилена. Сущность изобретения:реактор содержит колонну , циркуляционную трубу, винтовую перегородку с поперечными перфорированными перегородками с изменяемым живым сечением. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 01 J 19/24

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4845759/26 (22) 02,07.90 (46) 07,11,92. Бюл. N. 41 (71) Иркутский научно-исследовательский и конструкторский институт химического машиностроения и Саянское производственное объединение "Химпром" (72) В.И.Харитонов, З.А,Шишкин, А.Ф,Перевалов, В.E.Ïîïîâ, Р,Г,Мубараков, Ю.М.Шестаков, А.В.Сазонов и А.М.Кузнецов (56) Авторское свидетельство СССР

N . 787079, кл, В 01 J 19/00, 1980.

Изобретение относится к конструкциям аппаратов, применяемых в химической промышленности для получения дихлорэтана путем прямого катализатора..

Известен барботажный реактор для проведения химических реакций в системе жидкость — газ, выполненный в виде вертикальной колонны со штуцерами ввода и вывода реагентов, снабженный циркуляционной трубой и перфорированными тарелками, которые могут быть выполнены ситчатыми провального типа с живым сечением 1-20 ф, Реакция хлорирования этилена — экзотермическая. При синтезе 1г моль этилена выделяемого количества тепла достаточно для испарения синтезированного дихлорэтана и дополнительно еще 5 г .моль дихлорэтана. Поэтому в зоне распределения этилена, где введенный этилен вступает в контакт с введенным ранее хлором, протекает бурная реакция синтеза дихлорэтана, сопровождающаяся интенсивным парообразованием. Образовавшиеся пары дихлорэтана, объем которых более чем на два

„„. Ж„„1773474 А1 (54) РЕАКТОР ПРЯМОГО ХЛОРИРОВАНИЯ

ЭТИЛЕНА (57) Область использования: настоящее изобретение относится к конструкции реактора для прямого хлорирования этилена. Сущность изобретения:реактор содержит колонну, циркуляционную трубу, винтовую перегородку с поперечными перфорированными перегородками с изменяемым живым сечением. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

1» порядка превышает обьем вводимого и синтезированного жидкого дихлорэтана и более чем в три раэв превышает объем вводимых на синтез аэо8 (хлора и этилена), смешиваются с нерастворимыми в жидком дихлоэтане хлором и зтиленом и существенно снижают их концентрацию, по сравнению с концентрацией газов при их вводе.

Вследствие разбавления компонентов реак- 4 ции парами дихлорэтана снижаются скоро- GD сти процессов перемешивания и тепло- и массообмена, что, в конечном счете, требует увеличения расхода этилена (повышение ф, его концентрации в паровой фазе) для полного использования хлора, Кроме того, параллельно с основным процессом хлорирования этилена до полезного целевого продукта — дихлорэтана в реакторе протекают побочные реакции заместительного хлорирования дихлорэта- . на до полихларидов (в основном, трихлорэтана).

Прототип имеет недостаточную эффективность процессов перемешивания контактирующих фаз из-за ограниченной

1773474 длины пути их перемешивания в зоне расположения перфорированных тарелок. Длина этого пути от нижней тарелки до верхней составляет около 4 м, а средняя приведенная скорость перемещения контактирующих фаз составляет всего 0,42 м/с, что является недостаточным для своевременного связыванйя хлора этиленом. Поэтому, чтобы обеспечить эффективность э ого процесса, необходимо расходовать дополнительное избыточное количество этилена, что в своа очередь приводит к повышенному выходу побочных продуктов синтеза и снижению выхода основного продукта— дихлорэтана.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса за счет увеличения длины пути и скорости перемещения контактирующих фаэ.

Поставленная цель достигается тем, что в реакторе прямого хлорирования этилена, включающем вертикальную колонну Со штуцерами ввода и вывода компонентов и продуктов реакции и установленные внугри нее циркуляционную трубу с окнами и распределители хлора, эгилена и возвратного дихлорэтана. согласно изобретению, он снабжен винтовой перегородкой с поперечными перфорированными перегородками, отверстия B которых BblBQJIHGHbl неравномерно по поверхности, при этом винтовая перегородка установлена на уровне верхнего края циркуляционной трубы над окнами между стенками реактора и циркуляционной трубы.

Кроме того, живое сечение отверстий поперечных перфорированных перегородок может увеличиваться от центра к периферии реактора и от верха к низу перегородки, или увеличиваться в четных перегородках от центра к периферии, а в нечетных — от периферии к центру.

На фиг,1 изобра>кена схема реактора; на фиг.2 — 5 представлена перегородка и ее установка относительно вертикали; на фиг.6-8 показаны горизонтальные сечения реактора с расположением поперечных радиальных перегородок и перегородок, установленных под некоторыми углами к радиусуу

Реактор представляет собой вертикальную колонну 1 со штуцерами для подвода этилена 2, подвода хлора — 3, подвода возвратного дихлорэтана — 4, выводов паров дихлорэтана — 5, вывода жидкого дихлорэтана с трихлорэтаном — 6, слива — 7. Внутри реактора установлена циркуляционная труба 8, распределитель возвратного дихлорэтана в виде трубы 9 с продольными

15 прорезями, распределители хлора 10 и этилена — 11, выполненные в виде концентрически расположенных кольцевых трубчатых диспергаторов с отверстиями, подключенных параллельно к штуцерам 3 и 2 подвода хлора и этилена соответственно, Между зоной ввода реагентов и сепарационным про-. странством на уровне верхней части циркуляционной трубы 8 выполнен спирально-винтовой канал, сформированный сплошной винтовой перегородкой 12, снабженной поперечными радиальными перфорированными перегородками 13. В циркуляционной трубе 8 ниже начала спирально-винтового канала выполнены окна

14, соединяющие верхнюю часть зоны ввода реагентов реактора с общим контуром циркуляции через циркуляционную трубу 8.

20 В поперечных перегородках 13 выполнены проходные отверстия 15, образующие живое сечение и размещенные неравномерно по их площади (см.фиг.2 и 3).

В варианте, показанном на фиг.2 и 6, 25 живое сечение перфорированных перегоро. док 13 увеличивается сверху вниз и от центра к периферии.

В вариантах, показанных на фиг.2, 3, 7 и 8, живое сечение перегородок 13 увеличи30 вается сверху вниз, у четных перегородок 13— от центральной части колонны 1 к периферии (см. фиг.2), у нечетных — от периферийной части колонны 1 — к центральной (см. фиг.3).

35 Относительно вертикали поперечные перегородки 13 могут располагаться под углом Р, который может изменяться в пределах от 3 = О, как показано на фиг.4, до

/3 — — 45, Вариант расположения перегородки

40 13 с P = Оо показан на фиг.5.

В плане средние линии перегородок 13 могут располагаться радиально, как показано на фиг.6 и 7, или образовывать с радиусом некоторый угол а, как показано на фиг.8. Угол

45 а может находиться в пределах +. 45О.

Поперечные перегородки 13 могут быть плоскими, как показано на фиг.6 и 7, или могут иметь криволинейную поверхность, как показано на фиг.8, В реактор непрерывно через соответ50 ствующий распределитель подают возвратный дихлорэтан, газообразный хлор, газообразный этилен. Из реактора непрерывно через штуцер 5 выводятся пары сырого (неочищенного, с примесями)

55 дихлорэтана, а через штуцер 6 — жидкий дихлорэтан с трихлорэтаном, Вместе с парами дихлорэтана из реактора выводится избыточный этилен, 1773474

Газожидкостная смесь. образующаяся в реакторе и состоящая из дихлорэтана в жидкой и паровой фазах и непрореагировавших компонентов хлора и этилена, содержащихся в обеих фазах, поступает снизу в спирально-винтовой канал с перфорированными перегородками 13, При движении газожидкостной смеси по каналу ее скорость резко увеличивается, благодаря чему осуществляется многократное эффективное перемешивание фаз и межфазный тепло- и массообмен, обеспечивающий снижение избыточного расхода этилена. по сравнению с прототипом, на 20-307ь.

Формула изобретения

1. Реактор прямого хлорирования этилена, включающий вертикальную колонну со штуцерами ввода и вывода компонентов и продуктов реакции. и установленные внутри нее циркуляционную трубу с окнами и распределители хлопа, этилена и возвратного дихлорэтана, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса за счет увеличения времени контакта фаз. он снабжен винтовой перегород5 кой с поперечными перфорированными перегородками, отверстия в которых выполнены неравномерно по поверхности, при этом винтовая перегородка установлена на уровне верхнего края циркуляционной тру10 бы над окнами между стенками реактора и циркуляционной трубы.

2. Реактор поп.1, отличà ющийся тем, что живое сечение отверстий поперечных перфорированных перегородок увели15 чивается от центра к периферии реактора и от верха к низу перегородки.

3. Реактор по п,1, отличающийся тем, что живое сечение перфорированных перегородок увеличивается в четных пере20 городках от центра к периферии, а в нечетных — от периферии к центру.

1773474

1773474

Составитель З.Шишкин

Редактор Т.Никольская Техред М.Моргентал Корректор И.Шмакова

Заказ 3885 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101