Каталитический реактор

 

Каталитический реактор может быть использован в химическом машиностроении для проведения каталитических процессов в газовой фазе. Каталитический реактор содержит корпус с катализаторными элементами в виде дисков, газопровод для ввода исходных веществ и патрубок для вывода продуктов реакции. Корпус выполнен в виде замкнутой цилиндрической емкости, охватывающей газопровод для ввода исходных веществ, конец которого размещен с зазором относительно дна емкости. Диски выполнены из материала катализатора и размещены по высоте поочередно на внутренней стенке корпуса и на наружной поверхности газопровода с частичным перекрытием их площадей. Патрубок для вывода продуктов реакции размещен на емкости со стороны газопровода для ввода исходных веществ. При осуществлении данного изобретения получен технический результат, состоящий в повышении производительности и упрощении конструкции каталитического реактора. 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к химическому машиностроению, в частности к устройствам для проведения каталитических процессов в газовой фазе, и может быть использовано, например, при производстве аммиака.

Известен каталитический реактор для проведения процессов в газовой фазе, содержащий корпус с катализаторными элементами в виде дисков, газопровод для ввода исходных веществ и патрубок для вывода продуктов реакции (RU 2040330 C1, 27.07.1995).

Недостатком такого реактора является сложность конструкции и технологии нанесения катализатора, а также невысокая производительность.

Технический результат, достигаемый в заявленном изобретении, заключается в создании каталитического реактора с более простой конструкцией и более высокой производительностью.

Указанный технический результат достигается тем, что в каталитическом реакторе, содержащем корпус с катализаторными элементами в виде дисков, газопровод для ввода исходных веществ и патрубок для вывода продуктов реакции, согласно изобретению, корпус выполнен в виде замкнутой цилиндрической емкости, охватывающей газопровод для ввода исходных веществ, конец которого размещен с зазором относительно дна емкости, диски выполнены из материала и размещены по высоте поочередно на внутренней стенке корпуса и на наружной поверхности газопровода с частичным перекрытием их площадей, а патрубок для вывода продуктов реакции размещен на емкости со стороны газопровода для ввода исходных веществ.

Катализаторные элементы в виде кольцевых дисков, расположенных поочередно параллельно друг другу с обеспечением лабиринтного хода для реакционной смеси, увеличивают время контакта реагентов с катализатором.

Выполнение катализаторных элементов из материала катализатора, выполненного в виде фольги в качестве конструкционного элемента, значительно упрощает конструкцию реактора.

На чертеже изображен каталитический реактор, который содержит корпус 1 с газопроводом 2 для ввода исходного газа и патрубком 3 для вывода продуктов реакции. Катализаторные элементы 4, 5 в виде кольцевых дисков малого и большого диаметра закреплены прижимными кольцами 6 на газопроводе и на внутренней стенке корпуса 1.

Реактор работает следующим образом. Исходные реагенты поступают в газопровод 2, проходят лабиринтный путь, контактируя со всей поверхностью катализаторных элементов 4 и 5. Продукты каталитической реакции выходят через патрубок 3.

Пример: в данной конструкции реактора расстояние между катализаторными элементами 2 мм. Между краями больших дисков, закрепленных на внутренней стенке реактора, и малых дисков, закрепленных на наружной поверхности газопровода прижимными кольцами, имеются кольцевые воздушные полости, различающиеся по ширине в два раза.

Сравнивалась производительность предлагаемого и известного реакторов, которая оценивалась по удельному выходу аммиака.

Результаты сравнительных испытаний, например в реакции синтеза аммиака, представлены в таблицах 1 и 2. Условия эксперимента: давление 1 атм, линейная скорость реакционной среды 1-6 л/ч, объемная скорость 16400 ч^-1.

Таким образом из таблиц 1 и 2 видно, что каталитическая активность фольги в форме дисков в реакторе в 2-5 раз выше по сравнению с катализатором в виде шариков из фольги.

Формула изобретения

Каталитический реактор для проведения процессов в газовой фазе, содержащий корпус с катализаторными элементами в виде дисков, газопровод для ввода исходных веществ и патрубок для вывода продуктов реакции, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде замкнутой цилиндрической емкости, охватывающей газопровод для ввода исходных веществ, конец которого размещен с зазором относительно дна емкости, диски выполнены из материала катализатора и размещены по высоте поочередно на внутренней стенке корпуса и на наружной поверхности газопровода с частичным перекрытием их площадей, а патрубок для вывода продуктов реакции размещен на емкости со стороны газопровода для ввода исходных веществ.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2