Способ проведения химических реакций в трубчатом реакторе

ОПИСАНИЕ.

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<и1 29350 1

Союз Советсмим

Социал исти",õêíõ

Ресаублии. (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 28.09.68 (21) 1273895/23-26 с присоединением заявки ¹ (32) Приоритет

Опубликовано 05.05.75. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 29.07.75 (5!) М. Кл. G Oln 31/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и отмрытнй (53) УДК 543.544.4 (088.8) (72) Авторы изобретения

М. И. Яновский и Ю. A. Франк !

Институт химической физики АН CCCiP (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЯ

df обозначения:

Изобретение относится к способам проведения химических реакций в условиях хроматографического режима и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленностях.

Известны способы проведения реакций в условиях импульсного проявительного хроматографического режима в изотермических условиях, которых характеризуются разделением образующихся продуктов и исходных веществ в зоне реакции. Хроматографический режим позволяет иногда обходить термодинамические затруднения и существенно менять селективность процесса. При проведении ооратимых реакций типа А В+С в изотермических условиях для смещения равновесия слева направо асорбционные коэффициенты Генри Гн и Гс продуктов В и С должны быть различными, чтобы обеспечить их разделение. В случае близости значений ГЬ и Гс реакция может протекать в обоих направлениях и смещения равновесия в желаемом направлении не будет. Часто бывают также случаи, когда при проведении реакции типа А В, где  — желаемый конечный продукт, одновременно при температуре реакции протекает также превращение В С и т. д., что значительно понижает выход целевого продукта В. Предлагаемый способ позволяет устранить указанные недостаткч.

С целью повышения выхода основного продукта, понижения температуры реакции и проведения обратимых реакций до конца, осуществляют изменение градиентного темпера5 турного поля по заданной программе с одновременной непрерывной откачкой продукта на выходе из реактора. Для изменения температуры в реакционной зоне меняют градиент температурного поля, скорость разогрева и

10 скорость откачки продукта. Чтобы ускорить реакцию, в реактор загружают смесь твердого илп жидкого катализатора с адсорбентом.

Для того, чтобы улучшить эффективность разделения, в качестве сорбентов используют как

15 твердые адсорбенты, так и малолетучие жидкости, нанесенные на инертный твердый носитель. С целью непрерывного выделения продуктов в чистом виде устанавливают сершо реакторов с попеременным циклом работы.

20 Сущность способа заключается в следующем.

Исходное реагирующее вещество вводят в предварительно эвакуированный реактор, заполненный сорбентом. После ввода исходного

25 вещества осуществляют программный разогрев градиентного температурного поля реактора. Температура поля падает от входа реактора к его выходу.

Введем следующие

293501

А

АфВ+ С.

Составитель T. 7Куравлева

Техред 3. Тараненко Корректор В. Брыксина

Редактор Н. Воликова

Заказ 1816/1 Изд. Ко 704 Тираж 902 Подписное

UHHHIlH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5Ê-35, Раушская наб., д. 4!5

Типография, пр. Сапунова, 2

= — а — температурный градиент поля, где

Т вЂ” температура, х — длина слоя реактора;

dT с7т — — — скорость подъема температуры, dt где t — время.

Легко показать, что скорость Wx движения точки по длине слоя реактора с данной темпеUt ратурой будет Wx — . Таким образом, меа няя UT и (или) а можно задавать любую скорость Wx. Если ввести в реактор вещество А и начать откачку с постоянной линейной скоростью F при заданной величине Wx, то полоса А будет перемещаться со скоростью U>, определяемой коэффициентом Генри Г, этого вещества при температуре, в которой находится полоса

Вначале У,а(Кх. Постепенно полосу А догонит некоторая область температуры Т,- р л, при которой А

Иосле этого скорость движения полосы А стац т постоя-нной.

Аналогично соотношению, имеющему место в хромотермографии, для Тх-,р > будет справедливо следующее соотношение:

Тхар—

@х

7с Т1п

F где Q — теплота адсорбции вещества А.

Таким образом, меняя параметры температурного поля (

Если Га)Гв или Гс, тогда образовавшиеся В и С уйдут в зоны, соответствующие их Т„р, В и Т ар, С и реакция будет протекать слева направо до конца. В отличие от проведения реакции в изотермических условиях возможно осуществление хроматографического режима и в том случае, когда Гв=Гс, поскольку обратная реакция будет замедленна из-за более низкой температуры в зоне Т„р, В, С. Воз5 можны и другие использования предлагаемого способа. Например, в случае реакции:

А+В-+ С; С+В - D.

Вследствие разделения В и С реакция бу10 дет идти до образования С, а вторая стадия протекать не будет. Таким образом, можно резко изменить направление (селективность реакции).

Предмет и во бр етения

1. Способ проведения химических реакций в трубчатом реакторе, заполненном сорбентом в условиях непрерывного разделения под ва20 куумом в программируемом градиентном температурном поле, о тл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения выхода основного продукта, понижения температуры реакции и проведения обратимых реакций до конца, осу25 ществляют изменение градиентного температурного поля по заданной программе с одновременной непрерывной откачкой продукта на выходе из реактора.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, 30 что, с целью изменения температуры в реакционной зоне, меняют градиент температурного поля, скорость разогрева и скорость откачки продукта, 3. Способ по пп, 1 и 2, отличающийся

35 тем, что, с целью ускорения реакции, в реактор загружают смесь твердого или жидкого катализатора с адсорбентом.

4. Способ по пп. 1 — 3, отличающийся тем, что, с целью улучшения эффективности

40 разделения, в качестве сорбентов используют как твердые адсорбенты, так и малолетучие жидкости, нанесенные на инертный твердый носитель.

5. Способ по пп. 1 — 4, отличающийся

45 тем, что, с целью непрерывного выделения продуктов в чистом виде, устанавливают серию реакторов с попеременным циклом работы.