PL120577B2 - Chemical reactor - Google Patents

Chemical reactor Download PDF

Info

Publication number
PL120577B2
PL120577B2 PL22118480A PL22118480A PL120577B2 PL 120577 B2 PL120577 B2 PL 120577B2 PL 22118480 A PL22118480 A PL 22118480A PL 22118480 A PL22118480 A PL 22118480A PL 120577 B2 PL120577 B2 PL 120577B2
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
reactor
heat exchange
elements
parallel
pipes
Prior art date
Application number
PL22118480A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL221184A2 (en
Inventor
Ryszard Marcinkowski
Andrzej Kaliszak
Lucja Maluszewska
Wladyslaw Marcisz
Marek Pochwalski
Albin Jurkowski
Original Assignee
Zakl Azotowe Im F Dzierzynsk
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zakl Azotowe Im F Dzierzynsk filed Critical Zakl Azotowe Im F Dzierzynsk
Priority to PL22118480A priority Critical patent/PL120577B2/en
Publication of PL221184A2 publication Critical patent/PL221184A2/xx
Publication of PL120577B2 publication Critical patent/PL120577B2/en

Links

Landscapes

  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest reaktor chemiczny zwlaszcza do prowadzenia reakcji zachodzacej w miesza ninie wielofazowej, skladajacej sie z cieczy, gazu i ciala stalego zawieszonego w cieczy, na przyklad katalizatora, przy wymaganej silnej burzliwosci mieszania oraz koniecznosci odbioru duzej ilosci ciepla przy malej róznicy temperatur.Znane sa reaktory do prowadzenia reakcji egzotermicznych, wyposazone w mieszadlo i urzadzenie do odbioru ciepla zwykle w postaci zewnetrznego plaszcza chlodzacego lub wewnetrznej wezownicy zanurzonej w cieczy, z przegrodami wewnatrz reaktora wzmagajacymi intensywnosc mieszania i eliminujacymi powstawanie leja.Znane reaktory sa najczesciej wyposazone w typowe mieszadla turbinowe o liczbie lopatek nie przekracza¬ jacej szesciu.Znane sa tez np. z polskich opisów patentowych nr nr 25419 i 102515 reaktory z elementami wymiany ciepla w postaci pionowych rurek. Sa to jednak reaktory typu plaszczowo-rurkowego z wiazka rurek umocowa¬ nych w dnach sitowych, z stosowanym zwykle w tego typu aparatach rozmieszczeniem rurek w centrycznych okregach.Wada reaktorów z plaszczem chlodzacym jest zbyt mala powierzchnia wymiany ciepla przy wiekszych pojemnosciach reaktora z uwagi na maly stosunek powierzchni do objetosci, zas przy zastosowaniu wezownicy jako elementu wymiany ciepla wzmozenie intensywnosci mieszania oraz odbioru ciepla nie rekompensuje zuzy¬ cia mocy na mieszanie, ponadto konieczne jest zastosowanie oprócz wezownicy dodatkowych przegród wzmaga¬ jacych intensywnosc mieszania.Istotna wada mieszadel 6-cio lopatkowych w tych reaktorach jest male dopuszczalne obciazenie gazem. Po przekroczeniu tego obciazenia nastepuje zjawisko tak zwanego przebicia, to jest czesc gazu oplywa mieszadlo nie ulegajac zdyspergowaniu i opuszcza mieszanine reakcyjna kontaktujac sie jedynie w niewielkim stopniu z faza ciekla., Celem wynalazku jest skonstruowanie reaktora, który zapewnialby duza burzliwosc mieszania, pozwolilby na duze obciazenie gazem a w konsekwencji na lepsze rozwiniecie powierzchni wymiany miedzyfazowej oraz zapewnialbyjednoczesnie intensywna wymiane ciepla przy malej róznicy temperatur.1 120577 Zadanie to spelnia reaktor wyposazony w wewnetrzne elementy wymiany ciepla w postaci przegród piono¬ wych, przy czym poszczególne elementy wymiany ciepla skladaja sie z pionowych rur polaczonych równolegle w jednej plaszczyznie i ustawione sa swoimi plaszczyznami promieniscie ku srodkowi obwodu reaktora.Ilosc elementów wymiany ciepla wynosi 4-6 i kazdy z nich sklada sie z 4—8 rur o srednicy 25-65 mm zprzeswietem miedzy rurami 5-10 mm i z odstepem od scian reaktora wynoszacym 10—15 mm, przy czym szerokosc poszczególnych elementów wynosi 0,17 srednicy reaktora. Elementy wymiany ciepla polaczone sa ze soba szeregowo, szeregowo-równolegle lub równolegle. Reaktor posiada mieszadlo turbinowe o 9-24 lopatkach, korzystnie 12-18 lopatkach.Zaleta reaktora wedlug wynalazku jest intensywne mieszanie w polaczeniu z intensywna wymiana ciepla, co umozliwia prowadzenie reakcji z udzialem fazy gazowej oraz fazy stalej w postaci katalizatora zawieszonego w cieczy przy duzej ilosci wymienianego ciepla i jednoczesnie malej róznicy temperatur.Przedmiot wynalazku pokazany jest w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój pionowy reaktora, fig. 2 - przekrój A - A tego reaktora, fig. 3 elementy wymiany ciepla polaczone szeregowo, fig. 4 - elementy polaczone równolegle i fig. 5 — elementy polaczone szeregowo-równolegle. Reaktor sklada sie ze zbiornika pionowego 1 z pokrywa 2 na której usytuowany jest naped mieszadla. Zbiornik wyposa¬ zony jest w mieszadlo turbinowe 3 o 12 lopatkach. Na pobocznicy oraz dennicy zbiornika znajduje sie zewne¬ trzny plaszcz 4 majacy wewnatrz kanaly spiralne utworzone z naspawanych tasm dla przeplywu medium wymia¬ ny cieplnej. Krócce 5, 6 i 7, 8 w plaszczu sluza odpowiednio dla doprowadzenia i odprowadzenia medium.Wewnatrz zbiornika zabudowane sa pionowe elementy wymiany cieplnej 9 wykonane z rur polaczonych równo¬ legle i pelniace jednoczesnie funkcje przegród likwidujacych powstawanie leja w cieczy i nadajace razem z czynnym mieszadlem ruch burzliwy tej cieczy. Elementy 9 polaczone sa miedzy soba szeregowo, szeregowo-równolegle lub równolegle w zaleznosci od potrzeb zwiazanych z wymiana cieplna.Sposób laczenia warunkuje ilosc i kierunek przeplywajacego medium wymiany cieplnej a tym samym intensywnosc tej wymiany. Dla doprowadzenia medium do elementów 9 sluzy króciec 10 a dla odprowadzenia króciec 11. Doprowadzenie gazu odbywa sie króccem 12 przez barbórke 13 umieszczona pod mieszadlem a doprowadzenie i odprowadzenie cieczy króccami 14 i 15.Zastrzezenia patentowe 1. Reaktor chemiczny do reakcji zachodzacej w mieszaninie wielofazowej, skladajacej sie z cieczy, gazu i zawieszonego w cieczy ciala stalego, na przyklad katalizatora, wyposazony w przegrody, mieszadlo turbinowe, barbotke oraz wewnetrzne elementy wymiany ciepla i zewnetrzny plaszcz, znamienny tym, ze posiada wewnetrzne elementy wymiany ciepla (9) w postaci przegród pionowych skladajacych sie z pionowych rur polaczonych równolegle wjednej plaszczyznie, przy czym elementy te ustawione sa swoimi plaszczyznami promieniscie ku srodkowi obwodu reaktora. v 2. Reaktor wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zawiera 4-6 elementów wymiany ciepla (9) a kazdy z nich sklada sie z 4—8 rur o srednicy 25-65 mm z przeswitem miedzy rurami 5—10 mm i odstepem od scian reaktora 10-15 mm, przy czym szerokosc poszczególnych elementów wynosi 0,17 srednicy reaktora. 3. Reaktor wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jego elementy wymiany ciepla (9) polaczone sa miedzy soba szerogowo, szeregowo-równolegle lub równolegle. 4. Reaktor wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze posiada mieszadlo o 9—24 lopatkach, korzystnie 12-18 lopatkach.120 577 j: Fig.2120 577 K hi- iii i ^ -JET T i i I ii* mm:' l!li:; m i|!:! ip ip !! li ,' ! ' i' . ;iiiii i iljji' m Fig.3 l W hi iii'1 I'!:! 10 Fig.4 •l|,l: i, I i .i !ii lllili ' 'i!' i Fig.* Mii; liii! lii!; Ili.il ] T^-^r H ihlj i: r liii X li J_L! i ¦ X I l'i'| I i I ' 1 !'i!i i1!1 iii! ii!' ' i; :'•'¦ JJjJ 3 E Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 120 egz.Ona 100 zl PLThe subject of the invention is a chemical reactor, especially for carrying out a reaction taking place in a multiphase mixture, consisting of a liquid, gas and a solid suspended in a liquid, for example a catalyst, with the required high turbulence of mixing and the need to receive a large amount of heat with a small temperature difference. reactors for exothermic reactions, equipped with a stirrer and a device for heat collection, usually in the form of an external cooling jacket or an internal coil submerged in the liquid, with baffles inside the reactor increasing the intensity of mixing and eliminating the formation of a funnel. Known reactors are usually equipped with turbulence. blades not exceeding six. There are also known e.g. from Polish patents No. 25,419 and 102515 reactors with heat exchange elements in the form of vertical tubes. However, these are shell-and-tube reactors with a bundle of tubes fixed in tube sheets, with the arrangement of tubes in centric circles, which is usually used in this type of apparatus. The disadvantage of reactors with a cooling jacket is that the heat exchange surface is too small for larger reactor capacities due to the small surface to volume ratio, and when using a coil as a heat exchange element, increasing the intensity of mixing and heat collection does not compensate for the power consumption for mixing, moreover, it is necessary to use, in addition to the coil, additional partitions to increase the intensity of mixing. A significant disadvantage of 6-blade mixers in these reactors have a low gas load. When this load is exceeded, the phenomenon of the so-called breakthrough occurs, i.e. part of the gas flows around the agitator without being dispersed and leaves the reaction mixture in contact with only a small degree of contact with the liquid phase. gas and, consequently, for a better development of the interfacial exchange surface and would at the same time ensure intensive heat exchange with a small temperature difference.1 120577 This task is performed by a reactor equipped with internal heat exchange elements in the form of vertical partitions, where the individual heat exchange elements consist of vertical pipes connected parallel in one plane and are arranged with their planes radially towards the center of the reactor circumference. The number of heat exchange elements is 4-6 and each of them consists of 4-8 pipes with a diameter of 25-65 mm with a gap between the pipes of 5-10 mm and a distance from take-out reactor wall It is 10-15 mm wide, with the individual elements measuring 0.17 times the diameter of the reactor. The heat exchange elements are connected with each other in series, in series-parallel or in parallel. The reactor has a turbine agitator with 9-24 blades, preferably 12-18 blades. The advantage of the reactor according to the invention is intensive agitation combined with intensive heat exchange, which enables the reaction with the gas phase and the solid phase in the form of a catalyst suspended in a large amount of liquid. The subject of the invention is shown in an exemplary embodiment in the drawing, in which fig. 1 shows a vertical section of the reactor, fig. 2 - section A - A of this reactor, fig. 3 heat exchange elements connected in series, fig. 4 - elements connected in parallel and fig. 5 - elements connected in series-parallel. The reactor consists of a vertical tank 1 with a cover 2 on which the agitator drive is located. The tank is equipped with a turbine agitator 3 with 12 blades. On the side surface and on the bottom of the tank there is an outer mantle 4 having spiral channels on the inside made of overlaid strips for the flow of the heat exchange medium. The lengths 5, 6 and 7, 8 in the jacket are used for supplying and discharging the medium, respectively. Inside the tank there are vertical elements of heat exchange 9 made of pipes connected in parallel and at the same time fulfilling the function of partitions eliminating the formation of a funnel in the liquid and providing it together with an active mixer the turbulent movement of this liquid. The elements 9 are connected to each other in series, in series-parallel or in parallel, depending on the needs related to heat exchange. The method of connection determines the amount and direction of the heat exchange medium flowing, and thus the intensity of this exchange. Nozzle 10 is used to supply the medium to the elements 9, and nipple 11 to discharge the medium. Gas is supplied through a nozzle 12 through a bar 13 placed under the agitator and the liquid is supplied and drained through nozzles 14 and 15. Patent claims 1. Chemical reactor for the reaction taking place in a multi-phase mixture, consisting of a liquid, gas and a solid suspended in a liquid, for example a catalyst, equipped with baffles, a turbine agitator, a bubble, internal heat exchange elements and an outer jacket, characterized by having internal heat exchange elements (9) in the form of vertical partitions consisting of vertical pipes connected in parallel in one plane, these elements positioned with their planes radially towards the center of the reactor perimeter. v 2. A reactor according to claim 1, characterized in that it contains 4-6 heat exchange elements (9), and each of them consists of 4-8 pipes with a diameter of 25-65 mm with a gap between the pipes of 5-10 mm and a distance from the reactor walls of 10-15 mm with the width of the individual elements being 0.17 times the diameter of the reactor. 3. The reactor according to claim A method according to claim 1, characterized in that its heat exchange elements (9) are connected to each other in series, series-parallel or parallel. 4. A reactor according to claim The method of claim 1, characterized in that it has an agitator with 9-24 blades, preferably 12-18 blades. 120 577 J: Fig. 2120 577 K hiii i ^ -JET T i i I ii * mm: 'l! m and |!:! ip ip !! li, '! 'i'. ; iiiii i iljji 'm Fig. 3 l W hi iii'1 I'!:! 10 Fig. 4 • l |, l: i, I i .i! Ii lllili '' i! ' and Fig. * Mii; liii! lii !; Ili.il] T ^ - ^ r H ihlj i: r liii X li J_L! i ¦ X I l'i '| I i I '1!' I! I i1! 1 iii! ii! ' 'and; : '•' ¦ JJjJ 3 E Printing office of the Polish People's Republic. Mintage 120 copies She 100 PLN PL

Claims (4)

Zastrzezenia patentowe 1. Reaktor chemiczny do reakcji zachodzacej w mieszaninie wielofazowej, skladajacej sie z cieczy, gazu i zawieszonego w cieczy ciala stalego, na przyklad katalizatora, wyposazony w przegrody, mieszadlo turbinowe, barbotke oraz wewnetrzne elementy wymiany ciepla i zewnetrzny plaszcz, znamienny tym, ze posiada wewnetrzne elementy wymiany ciepla (9) w postaci przegród pionowych skladajacych sie z pionowych rur polaczonych równolegle wjednej plaszczyznie, przy czym elementy te ustawione sa swoimi plaszczyznami promieniscie ku srodkowi obwodu reaktora. vClaims 1. Chemical reactor for the reaction taking place in a multiphase mixture consisting of a liquid, gas and a solid suspended in the liquid, for example a catalyst, equipped with baffles, a turbine agitator, a bubble and internal heat exchange elements and an external jacket, characterized by that it has internal elements of heat exchange (9) in the form of vertical partitions consisting of vertical pipes connected in parallel in one plane, with these elements positioned with their planes radially towards the center of the reactor circuit. v 2. Reaktor wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zawiera 4-6 elementów wymiany ciepla (9) a kazdy z nich sklada sie z 4—8 rur o srednicy 25-65 mm z przeswitem miedzy rurami 5—10 mm i odstepem od scian reaktora 10-15 mm, przy czym szerokosc poszczególnych elementów wynosi 0,17 srednicy reaktora.2. A reactor according to claim 1, characterized in that it contains 4-6 heat exchange elements (9), and each of them consists of 4-8 pipes with a diameter of 25-65 mm with a gap between the pipes of 5-10 mm and a distance from the reactor walls of 10-15 mm with the width of the individual elements being 0.17 times the diameter of the reactor. 3. Reaktor wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jego elementy wymiany ciepla (9) polaczone sa miedzy soba szerogowo, szeregowo-równolegle lub równolegle.3. The reactor according to claim A method according to claim 1, characterized in that its heat exchange elements (9) are connected to each other in series, series-parallel or parallel. 4. Reaktor wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze posiada mieszadlo o 9—24 lopatkach, korzystnie 12-18 lopatkach.120 577 j: Fig.2120 577 K hi- iii i ^ -JET T i i I ii* mm:' l!li:; m i|!:! ip ip !! li ,' ! ' i' . ;iiiii i iljji' m Fig.3 l W hi iii'1 I'!:! 10 Fig.4 •l|,l: i, I i .i !ii lllili ' 'i!' i Fig.* Mii; liii! lii!; Ili.il ] T^-^r H ihlj i: r liii X li J_L! i ¦ X I l'i'| I i I ' 1 !'i!i i1!1 iii! ii!' ' i; :'•'¦ JJjJ 3 E Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 120 egz. Ona 100 zl PL4. A reactor according to claim The method of claim 1, characterized in that it has an agitator with 9-24 blades, preferably 12-18 blades. 120 577 J: Fig. 2120 577 K hiii i ^ -JET T i i I ii * mm: 'l! m and |!:! ip ip !! li, '! 'i'. ; iiiii i iljji 'm Fig. 3 l W hi iii'1 I'!:! 10 Fig. 4 • l |, l: i, I i .i! Ii lllili '' i! ' and Fig. * Mii; liii! lii !; Ili.il] T ^ - ^ r H ihlj i: r liii X li J_L! i ¦ X I l'i '| I i I '1!' I! I i1! 1 iii! ii! ' 'and; : '•' ¦ JJjJ 3 E Printing office of the Polish People's Republic. Mintage 120 copies She 100 PLN PL
PL22118480A 1980-01-03 1980-01-03 Chemical reactor PL120577B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL22118480A PL120577B2 (en) 1980-01-03 1980-01-03 Chemical reactor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL22118480A PL120577B2 (en) 1980-01-03 1980-01-03 Chemical reactor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL221184A2 PL221184A2 (en) 1980-12-01
PL120577B2 true PL120577B2 (en) 1982-03-31

Family

ID=20000703

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL22118480A PL120577B2 (en) 1980-01-03 1980-01-03 Chemical reactor

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL120577B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
PL221184A2 (en) 1980-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5779995A (en) Sludge phase reactor and process for performing sludge phase reactions
JP3893092B2 (en) Monolith catalytic reactor combined with static mixer
US2460987A (en) Mixing and separating apparatus
US2720447A (en) Contacting apparatus
WO2006083250A1 (en) Continuous segmented plug flow reactor
US6334985B1 (en) Static mixing reactor for uniform reactant temperatures and concentrations
US5047217A (en) Reactor with internal heat control by hollow heat exchanger plates
JP3225939U (en) Network heat exchange device, network heat exchange method and use thereof
US4588024A (en) Indirect heat exchanger with baffles
KR19990013451A (en) Reactor heat exchange system
JPH11264680A (en) Heat exchanger
CN216572983U (en) Reaction device
SU648247A1 (en) Mixer
PL142950B1 (en) Phase separation vessel
SU466025A1 (en) Mass-heat exchanger
SU829159A1 (en) Reactor
RU1819665C (en) Mixer
CN114160051B (en) Reaction device
SU1191103A1 (en) Chemical reactor for setting processes in heterogeneous media
US3438612A (en) Pressure differential type mixing device
SU1494958A2 (en) Agitating apparatus
SU1000094A1 (en) Gas liquid reactor
SU814439A1 (en) Polymerizer
SU1678429A1 (en) Apparatus with mixing device
JPS6343920A (en) Polyester polycondensation equipment