Аппарат для проведения химических реакций между жидким и газообразными реагентами с выделением твердого продукта

 

Область использования; настоящее изобретение относится к аппаратурному оформлению процессов с проведением химических реакций между жидким и газообразными реагентами с выделением готового продукта. Сущность изобретения: аппарат содержит тарельчатую противоточную колонну с конденсатором в верхней ее части, емкость, расположенную в нижней части, с нагревателем, В аппарате установлена между емкостью и нижней тарелкой труба с распределительным устройством и каплеотбойником.1 ил,

,«,Ф»

6 Ф « :4

COK)3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК к

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДЬ ЛСТВО СССР (ГОС АТЕНТ СССР)

O(ll4CAHME ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (я)5 В 01 J 10/00 (21) 4898444/26 (22) 9,12,90 (46) 7,02.93. Бюл, N- 5 (71) Московский институт химического машин остроения (72) ).È.Ìàðòþøèí, С.П.Симон, В В.Солоаьев, Г.Я.Рудов, МтП.Юрьев, А.Я,Карась, Г.И. алаков, А;И.Семенов, B.È,Êðèêàâöîâ, В.М Иванов, И.А.Тищенко и Л.Я.Шварцман (56) вропейский патент N 0020684, кл. В 01

J 10 00, 1983. этент Великобритании N 2110565, кл. 01 J 10/00, 1983, (54) (АППАРАТ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ МЕЖДУ ЖИДКИМ И ГА. !

Предлагаемое изобретение относится к аппаратному оформлению процессов, связанных с проведением химических реакций меж у жидким и (или) газообразным(-ми) ре-. аген!тами с выделением твердого продукта, таких как удаление борсодержащих соединений из хлорсиланов, и может найти примен ь ние в химической и смежных с ней отраслях, известен аппарат, представляющий собой полую емкость, снабженную штуцерами ввоДа жидкого и газообразного реагентов и вывода твердого продукта.

Недостатком известного аппарата явля- ется периодический характер его работы, Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому резульТату является аппарат, представляющий собой тарельчатую колонну с конденсатором в верхней ее части. образующийся в котором конденсат частично воз„„5U ÄÄ 1792736 А1

ЗООБРАЗНЫМИ РЕАГЕНТАМИ С ВЫДЕЛЕНИЕМ ТВЕРДОГО ПРОДУКТА (57) Область использования; настоящее изобретение относится к аппаратурному оформлению г,роцессов с проведением химических реакций между жидким и газообразнымии реагентами с выделением готового продукта, Сущность изобретения: аппарат содержит тарельчатую противоточную колонну с конденсатором в верхней ее части, емкость, расположенную в нижней части, с нагревателем, В аппарате установлена между емкостью и нижней тарелкой труба с распределительным устройством и каплео бойником. 1 ил, и вращают в колонну противотоком к парогазовой смеси, состоящей из газообразного(ых) .реагента(-ов) и парового потока, выходящего из емкости, расположенной в нижней части колонны и снабженной нагре- О вательными элементами, а также штуцером р для отвода твердого продукта. 1

Недостатком известного аппарата является то, что он не обеспечивает- глубокого - О превращения в случаях, когда химическая реакция между жидким и (или) гааообраа- );а ным(-ми) реагентами с образованием твердого продукта проходит в две стадии; газофазную и жидкофазную, Наличие тарелок обеспечивает эффективное течение реакции в жидкофазной стадии, в то время как для газофазной стадии необходимо наличие свободного объема, особенно когда реакция в газовой фазе проходит в течение длительного промежутка времени.

1792736

10

55

Целью изобретения является повышение производительности аппарата и расширение диапазона его применения для процессов, требующих длительного контактирования реагентов, за счет обеспечения глубокого превращения в газофаэных стадиях химических реакций.

Поставленная цель достигается тем, что аппарат для проведения химических реакций между жидким и (или) газообразным(ми) реагентами с выделением твердого продукта, содержащий тарельчатую противоточную колонну с конденсатором в верхней ее части; емкость, расположенную в нижней части колонны и снабженную нагревательными элементами и штуцером для отвода твердого продукта, согласно изобретению, снабжен полой трубой, расположенной между емкостью и нижней тарелкой колонны, распределительным устройством для жидкости в верхней части трубы и каплеотбойником в ее нижней части, Наличие полой трубы позволяет создать реакционный объем, необходимый для обеспечения глубокого превращения реагентов, особенно в тех случаях, когда гаэо.фазная стадия химической реакции требует длительного промежутка времени.

Распределительное устройство для жидкости обеспечивает устойчивый пленочный поток по стенкам полой трубы, который смывает твердый продукт., образовавшийся в результате парогазовой стадии реакции и налипший на стенки полой трубы, т.к, налипание твердого продукта приводит к уменьшению реакционного объема и снижению эффективности работы аппарата.

Наличие каплеотбойника в нижней части полой трубы препятствует попаданию капель иэ емкости в парогазовый поток, присутствие которых способствует возникновению параллельных побочных реакций, уменьшающих степень превращения по основной газофазной реакции, что снижает эффективность работы аппарата.

Достижение указанной цели по сравнению с прототипом заключается в следующем; повышение. производительности аппарата за счет увеличения эффективности . его работы в результате обеспечения реакционного объема, необходимого для глубокого превращения реагентов в газофазной стадии химической реакции; расширение диапазона применения, т.к., увеличивая размеры полой трубы, предложенный аппарат можно испольэовать для проведения процессов. требующих длительного контактирования реагентов в газофазной стадии реакции.

На чертеже представлен аппарат, общий вид.

Аппарат состоит из колонны 1 с тарелками 2 и полой трубой 3, расположенной между нижней тарелкой 2 и емкостью 4 с нагревательными элементами 5. и конденсатора 6. Полая труба 3 снабжена распределительным устройством для жидкости 7 в верхней части и каплеотбойником 8 в нижней части.

Аппарат работает следующим образом.

Исходная смесь L подается в емкость 4, образующийся с помощью нагревательных элементов 5 паровой поток через капле15 отбойник 8 поступает в полую трубу 3 и смешивается в газообразным(-ми) реагентом(-ами) G. В полой трубе 3 проходит газофазная стадия химической реакции, далее парогазовая смесь поступает на тарелки 2, 20 где происходит жидкофаэная стадия реакции, и образовавшийся твердый продукт отмывается частью жидкости, поступающей из конденсатора 6, другую часть жидкости отводят как готовый продукт. С нижней тарелки колонны 1 часть жидкости направляется в распределительное устройство для жидкости 7, формирующее пленочный поток по стенкам полой трубы 3, необходимый для предотвращения налипания твердого про30 дукта на стенках, а оставшаяся жидкость сразу сливается в емкость 4. Твердый продукт Т выводится s нижней части емкости 4.

Пример конкретного исполнения. Процесс . проводился в колонне диаметром 0,6 м, со 35 держащей реакционную зону в виде полой трубы высотой 15 м с каплеотбойником в нижней части и распределительным устройством для жидкости в верхней части трубы, а также просечных тарелок, свободное сече40 ние которых составляло 10 от общего сечения колонны. Смесь хлорсиланов (НЯ1С1з и $1С14), содержащую 10 мас. борсодержащих соединений, подавали в емкость в количестве 2000 кг/ч. В паровую фазу, выхо45 дившую иэ емкости и освобожденную от капель, вводили поток увлажненного азота в количестве 2,5 м /ч, насыщенного водой при температуре 30 С. Пропустив через полую трубу и тарельчатую часть колонны, паро50 вой поток конденсировали в конденсаторе, и около 2000 кг/ч конденсата отводили как готовый продукт, а остальную чзсть возвращали в колонну. Содержание борсодержащих примесейвконденсатесоставило1 10 -3 10 мас. . Твердый и родукт в виде суспензии и в количестве 300 кг/сутки периодически выводили из емкости, Для сравнения процесс проводили в колонне, соответствующей прототипу. Ус10

Формула изобретения

Составитель Е.Мартюшин

Техред М.Моргентал Корректор Н.Милюкова.

Редактор Б.Федотов

Заказ 470 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 ло ия проведения процесса были аналогичными вышеприведенному примеру. Подача смеси хлорсиланов составляла в одном случае 800 кг/ч, в другом — 1200 кг/ч, Содержание борсодержащих примесей в конденсате составило 2 10 — б 10 мас. II, и 2 10 а—

4 - 10 мас,$ соответственно.

1 Аппаратдля проведения химических реак11ий между жидким и газообразными реаге тами с выделением твердого продукта, со ержащий тарельчатую противоточную ко онку с конденсатором в верхней части, е кость, расположенную в нижней части коло ны и снабженную нагревательными зле-!

Приведенные данные показывают. что наличие полой трубы с распределительным устройством и каплео-.бойником в колонне обеспечивает увеличение производитель5 ности колонны в 2,5 раза при заданном качестве готового продукта: не более 5 10 мас. ь борсодержащих примесей. ментами и штуцером для отвода твердого продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и расширения диапазона применения, аппарат снабжен полой трубой, расположенной между емкостью и нижней тарелкой колонны, распределительным устройством для жидкости в верхней части трубы и каплеотбойником в ее нижней части.