lie
со
Од О) Изобретение относитс к конструкци м газлифтных аппаратов и предназначено дл использовани в химической, нефтехимической и других отрасл х проклиллен ности дл проведени различных химических превращений, в системе газ-жидкость , например, при окислении керогена сланца кислородом воздуха и тепло-мае- сообменных процессов. Известен аппарат дл системы газжидкость , содержащий вертикальньй цилиндрический корпус, внутри которого размещены барботажные и циркул ционные трубы t-tl . Однако при проведении массообменных реакций в гетерогенных средах газ-жидкость-жидкость , газ - жидкость - твердое , когда один из компонентов в процессе обработки измен ет свою плотност или получаетс целевой продукт более высокой плотности,, чем сырье, указанный аппарат.работает недостаточно эффективно . Это объ сн етс тем, что дл поддержани более т желой фракции во взвешенном состо нии, необходимо увеличивать интенсивность циркул ции жидКОСТИ; что достигаетс повышением расхода газа. Аппарат работает непрерывно, поэтизму вмест- с т желой фракцией отвод тс и более легкие фракции, т.е. среднее врем пребывани в аппарате всех компон i.OB одинаково. Дл улучшени селективност процесс и п,овышени избирательной способности жидкой фазы гго отношению к твердой, врем лребыьа; л т-вердой фазы должно быт-ь :у величе1;:э, что в этом аппарате невозможно . Снпл19Ш1е расхода газа приводит к осаждзнизо твердой фазы в донной аппарата и если тверда фаза содержит органические соединени , то част шл слипаютс . а;.; %омерируютс и аппарат выходкт из стро , Непбходда- а разборка и чистка алпара . та что производительность, а необходимость более полного вьщеленн целевых жодсаокенгов приводит к усложне нию и удорожанию производства продукта Известен реактор, содержащий вертикальный корпус J верхнюю сепарационную и нижнюю жидкостную камеры, барботажиые и цир1дгл 1щонные трубы, закрепленные в трубных решетках, и технологичес кие штуцеры. При подаче в заполненный реакционной массой аппарат в барботалсных трубах образуетс 1 азожкдкостна смесь. За счет разности плотностей {жак ционной массы в циркул ционной трубе и газожидкостной смеси в бербо алсных трубах происходит циркул ци реакционной массы в объеме аппарата. Газожидкостна смесь по бapбoтaжньnv трубам движетс вверх, а реакционна масса по циркул иионной трубе движетс вниз. Процесс массообмена происходит в основном в барботажных трубах аппарата 2 , Однако в известном аппарате в процессе массообмена возможно изменение удельной плотности отдельных компонентов или фракций. Кожухотрубчатьгр реакторы газлифтного типа относ тс к реакторам идеального смешени с интенсивной циркул цией реакционной массы, Массообмен осуществл етс в барботажных трубах, содержащих газовую фазу. Если более т жела фракци , обедненна целевым компонентом или претерпевша химическое превращение с .конверсией свыше 80%, попадает в зону массообь ена, то средн движуща сила процесса резко снижаетс . Это снижает интенсивность массообмена и селективность процесса, а также возможен унос непрореагировав- ших компонентов. Оседание т желой фракции на верхней трубной решетке приводит к его зарастанию и забивке Bbirj Horo штуцера. В технологических схемах, например, дл окислени керогена сланца, дл более извлечени целевьЕх компонентов устанавливают дополнительное оборудование усреднители-отстойники, что приводит к усложнению и удорожанию производства. Цель изобретени - интенсификаци процесса за счет повышени степени огделени ot жидкой фазы твердьпс часлиг. продукта. Указанна цель достигаетс тем ;то в реакторе, содержащем вертикальный корпус, верхнюю сепарационную и 1шжшою жидкостную камеры, барботажные и цкр:йул5щионные трубы, закрепленные з трубJSbix решетках, и технологические штуцеры , нижн камера снабжена сепарируго.щими элементами, усталовленнь уги под . циркул 1дионными трубами и вылолкенными в ввде усеченных конусов с пе|фэрированными стенками к снабженными на знутр-энней поверхности ребрами, расположенаымк по винтовой линии. На фиг. 1 представлен реактор, обнтдй вид; на фиг, 2 - се арир -юдщй элементу на ilMT, 3 - разрез А-А. на фиг. 2. Реак1х р состоит из нертикальногх) иигатгфр; веского корпуса 1, верхней сепа-jjaiiKcimoS . камеры 2, верхней 3 и юэкней 4 трубных решеток, барботфкных 5 и цирвул 1а1ош .1Х 6 труб. В барботажньк трубах вьшолнены отверсти дл ввода в них газа. Нижн жидкостна камера 8 выполнена в виде цшпшдрической обечайки с коническим днищем и снабжена тепл ой«1енной игбашкой 9, Реактор снабжен технологическими штуцерами: дл подачи реакционной смеси 10, дл подачи .газа в аппарат IjL, дл взют и выхода теплоносител 12, дл выхода отрабртшшого газа 13, дл входа и выхода теплоносител в рубашку 14, дл опорожнени аппарата 15 и дл выхода готового продукта 16. В нижней камере 8 под циркул ционШ)1ми трубами установлен сепарирующие элементы 17 в виде пер4юрированного конуса . В вергхней камере установлен брызгоотбойник 18 дл отделени капель жидкости из по-гока отработанного газа. В нижней камере наблюдаютс три .технологических зоны: зона 19 турелизации; зона 2 О свободного осаждени и зона 21 накоплени осадка, Сепарирующий элемент 17 имеет ребра 22. Реактор работает следующим образом. В заполненный жидкой реакционной массой, содержащей твердую фазу, кор пус 1 непрерьтно подают через штуцерИ исходное сырье, например водный раство керогена сланца, и газ, содержащий кислород . Под нижней труб ой решеткой 4 образуетс газовый слой, и которого га через отверсти 7 попадает в барботажны трубы Sj где образуетс газожидкостна смесь. Вследствие разности плотностей. . жидкой фазы в циркул ционных трубах 6 и газожидкостной .смеси в бар&кгажных: трубах 5 в объеме аппарата происходит циркул ци реакционной массы. Тазожидкостна смесь по барботажным движетс вверх, а жидка фаза до циркул ционным трубам - вниз. Взаимодействи фаз происходит в барботажных -рруб&х.. Отработанный газ, предварительно ocBcU бодйвшись от содержащихс в нем капель жидкости на брызгоотделктеле 18, отводитс из аппарата через штуцер 13, готовзый продукт отводитс через штуивр 1 В процессе химического взаимодейсрВИЯ реакционной массы с газом лроисхо- дкт окисление керогена сланца. Тверда фаза, содержаща кероген сланца, на 60% состоит из солей оргаш1ческз5х соедннеНИИ и на 4О% - из минеральных солей. Минеральные соли по плотности в 2-3 ра превосход т органические. Исходна плот ность твердой фазы рассчитываетс по. правилу аддитивности. В реакцию с кислородом вступает органтгческа фаза, кото- ра после окислени растворима в воде. Твердые частицы тер ют в массе и в объеме, но их удельна плотность повышаетс за счет возрастани долн мин&ральных солей. Дл Tortv чтобы 1обедне1ша i -лверда фаза не оседала на верхней трубной решетке и не уносилась с целевым продуктом целесообраз1р вьгоести ее из циркулирующей смеси. Обедненна тверда фаза содержит до 20% органического целевого продукта, склонного при больших локальных концентраци х к агломерации. С другой стороны известно, что более крупные твердые частицы легче сепарируютс и их проще отводить из аппарата. Реакционна масса, выход из нижних концов циркул ционных труб, поступает в сепарирующий элемент 17. Благодар ребрам 22, расположенным на внутренней поверхности полых усеченных конусов, поток закручиваетс . Так как сепарирующий элемент вьшолнен в виде конуса, то по мере его прохождени поток преобретает все большую скорость вращени , т.е. центробежные силы возрастают. Твердые частицы на стенках элеме тов агломерируютс . Жидкость проходшг сквозь перфорацию. Агломераты, после прохождени сепарирующего элемента, еще некотчэрое врем наход тс во взвеше}шом состо5шии, но турбулизаци потока и скорость подъема жидкости уже недостаточны дл их захвата и уноса в барботажные трубы. Пока тверда фаза находитс в зоне умеренной турбулизации, т.е. в зоне осаждени , поверхность частиц продолжает обедн тьс органическими со-,; )п ми и тверда фаза тер ет способность , К дальнейшей агломерации. Днище аппарата не зарастает. Жидка фаза, сепариру сь сквозь перфорированные стенки, попадает в зону развитой турбулентности, образованную, вход щим, потоком и потоками, поступающими в барботажные трубы. Недостаточно , обедненные частицы твердой фазы или мвпкке частицы подхватываютс потоком и вновь поступают в реакционную зону, их охлажаение на верхней трубной рещегке невозможно , гак как они смываютс , потоком. Использование реактора в производстве дикарбоновых кислот позвол ет отказатьс ОТ усрецннтелей-ргсгойников и почти в два раза сокращает, потери по ценному о аническому продукту.