Патент ссср 387734

 

ОП НИЕ

ИЗОбРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 23.Х.1970 (№ 1485914/23-26) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 22.VI.1973. Бюллетень ¹ 28

Дата опубликования описания 2З.Х.!973

М, Кл. В Olj 9. 20

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

УДК 66.096.5(088.8) Авторы изобретения

Д, М. Галерштейн, А. И. Тамарин и С. С. Забродский

Институт тепло- и массообмена АН Белорусской ССР

Заявитель

УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Изобретение касается проведения каталитических реакций с большим тепловым эффектом, таких как приготовление контролируемых атмосфер путем конверсии метана с продуктами неполного сгорания, окислительное хлорирование этилена, получение фталевого ангидрида и т. д., и может применяться в химической и машиностроительной промышленности.

Известна установка для проведения химических процессов, содержащя бункер, реактор с неподвижным слоем катализатора и теплообменник кипящего слоя с системой циркуляции дисперсного инертного теплоносителя.

Цель изобретения — дальнейшее усовершенствование установки и интенсификации процесса.

Для этого между теплообменником и. реактором последовательно установлены бункер и питатель, а внутри реактора установлен поверхностный теплообменник.

На чертеже схематически изображена предлагаемая установка.

Установка состоит из бункера 1, питателя 2, реактора 8, внутри которого установлен поверхностный тепчообменник 4. Под реактором расположен бункер 5 и осадитель б, который посредством затвора 7 связан с теплообменником 8 кипящего слоя. Внутри теплообменника 8 установлена газораспределительная решетка 9 и поверхностный теплообменник 10. В верхней части теплообменника 8 установлен осадитель 11 с затвором 12, б связанный подъемником 18 с бункером 1.

В качестве осадителей б и 11 могут быть использованы циклоны, либо другие аналогичные конструкции.

Реагирующие газы проходят плотный слой

10 катализатора в реакторе 8 сверху вниз н через опорную решетку 14 и осадитель б покидают установку, поступая на дальнейшую переработку.

Псевдоожижающий агент проходит через

15 выносной теплообменник 8 и осадитель 11 и затем возвращается на вход в теплообменник, циркулируя по замкнутому контуру, с помощью, например, вентилятора.

Тонкодисперсный инертный материал цир20 кулирует в установке по замкнутому контуру.

Он поступает в верхнюю часть реактора 8, с потоком реагирующих газов проходит через плотный слой катализатора и опорную решетку 14. На выходе из реактора 8 часть

25 инертного материала осаждается в бункере 5, а оставшаяся часть выделяется из потока осадителем б. Из бункера 5 и осадителя б тонкодисперсный материал через затворы 15 и 7 попадает в псевдоожиженный слой вы30 носного теплообменника 8, откуда псевдо387734 ожижающий агент выносит его в осадитель

11, где материал выделяется из потока. Далее через затвор 12 и подъемник 18, в качестве которого может служить, например, ковшовый элеватор, он поступает в промежуточный бункер 1, откуда через питатель 2 возвращается в реактор 3. Промежуточный бункер 1 и питатель 2 служат для регулировки расхода тонкодисперсного инертного материала при изменении производительности установки.

Отвод (подвод) тепла в реакторе 8 осуществляется двумя путями: с инертным тонкодиспер сиым м атер и алом и поверхностным теплообменником 4. Большая часть тепла переносится инертным материалом, а теплообменннк 4 служит для регулировки температуры. Охлаждение (натрев) тонкодисперсного материала происходит в выносном теплообменнике 8 с кипящим слоем 8, где отвод (подвод) тепла осуществляется поверхност; ным теплообменником 10.

Тонкодисперсный инертный материал не только переносит тепло между реактором и выносным теплообменником 8, но одновременно интенсифицируют теплообмен газового потока с частицами катализатора и поверхностными теплообменниками 4 и 10 благодаря сравнительно малым размерам частиц и большим скоростям их движения. Сущест венны для переноса тепла и следующие два обстоятельства. Во-первых, в фильтрующемся через слой катализатора потоке тонкодисперсного материала прои сходит значительное перемешивание в горизонтальной плоскости, что обеспечивает уменьшение градиента температур в этом направлении.

Во-вторых, движение газа и частиц через реактор 8 сверху вниз позволяет создать поток с более высокой концентрацией инертного материала, чем при других направлениях движения.

Тонкодисперсный материал должен удовлет ворять следующим требованиям. Он должен быть инертным к среде в реакторе 8. Минимальный размер его частиц определяется из условий улавливания в осадителе с к.п.д. близким к 100%. Для циклонов это составляет 0,01 — 0,02 лм. Максимальный размер частиц выбирается из условий прохода между частицами катализатора, для чего частицы инертного материала должны быть меньше частиц катализатора по крайней мере в 20—

10 30 раз. В качестве инертного материала могут быть использованы кварцевый песок, корунд, двуокись циркония и т. д.

Твердой фазой для псевдоожиженного слоя выносного теплообменника 8 служит либо

15 циркулирующий в установке тонкодисперсны й,материал, либо, когда требуется улучшить транспорт этого материала через теплообменник, материал с более крупными частицами:. В последнем случае тонкодисперсный

20 инертный материал фильтруется через псевдоожиженный слой.

В поверхностных теплообменниках 4 и 10 циркулирует жидкость. В предлагаемой установке процесс переноса тепла осуществляется

25 с весьма высокой интенсивностью, что обеспечивает создание компактных аппаратов высокой единичной производительности, особенно для процессов с большим тепловым эффектом.

Предмет изобретения

1. Установка для, проведения химических процессов, содержащая бункер, реактор с не35 подвижным слоем катализатора и теплообменник кипящего слоя с системой циркуляции дикперсного инертного теплоносителя, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации процесса, между теплообменником и ре40 актором последовательно установлены бункер и питатель.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что внутри реактора установлен поверхностный теплообменник.

387734

Составитель Н. Кацовская

Техред Л. Грачева Корректор Е. Сапунова

Редактор Ю. Агапова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3075/15 Изд. № 1679 Тира>к 678 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5