Реакторы барботажного типа

Наиболее простыми по устройству и весьма распространенными являются реакторы барботажного типа, представляющие собой полые колонны, заполненные жидким катализатором (рис.3.65.).

Реактор алкилирования бензола этиленом представляет собой полую колонну, в нижнюю часть которой подаются: через штуцера А и (или) Б – бензольная шихта; штуцер В – бензольный конденсат; штуцер Г – полиалкилбензолы; штуцера Е и (или) Д – каталитический комплекс (на основе хлорида алюминия, этилхлорида, бензола и алкилбензолов). Этилен подается в реакционную колонну через штуцер К в барботажное устройство 5, для равномерного распределения по реакционному сечению алкилатора. Пары этилена барботируют (свободно всплывают) через слой жидкости при этом протекают реакции алкилирования и трансалкилирования. Процесс алкилирования является экзотермическим, и съем тепла осуществляется за счет подачи рециркулирующего каталитического комплекса (штуцер Н) и испарения бензола, пары которого отводятся через штуцер П. Реакционная смесь отводится через штуцер Л.

Рис. 3.65. Реактор барботажного типа для алкилирования бензола этиленом: 1- днище; 2 – коллектор; 3 – люк; 4 – опора;

5 – распределитель; 6 – обечайка; 7 – косынка; 8 – кольцо накладное

Реакционные аппараты подобного типа особенно применимы для реакций, протекающих в кинетической области. Равномерное распределение газа по сечению аппарата обеспечивает достаточно развитую поверхность контакта между фазами.

Барботирующий газ выводится через патрубок на верхней секции аппарата, а ввод его может происходить как в нижней части, так и в нескольких точках по высоте аппарата. Применяется также подача газа под газораспределительную ситчатую тарелку или подвод газа через эжектор.

При работе с коррозионными средами, когда требуется частая разборка аппарата, ставятся один или несколько (при больших диаметрах аппарата) трубных барботеров (рис.3.66, 3.67.).

Рис. 3.66. Трубный барботер: 1 – корпус аппарата; 2 – патрубок; 3 – барботер

Рис. 3.67. Расположение трубных барботеров по сечению аппарата: 1 – корпус аппарата; 2 – барботер

Большая высота слоя жидкости на тарелках позволяет встраивать над каждой тарелкой теплообменные элементы, работающие при полном погружении в жидкость, или применять тарелки-холодильники. Поддержание заданной температуры в реакторе тепла может осуществляться через охлаждающие рубашки. А в случае больших тепловыделений – через выносные теплообменники (рис.3.68.). Кроме того, тепло может вноситься газовой смесью, а отводиться за счет испарения части реакционной массы.

Рис. 3.68. Схема отвода тепла в выносном теплообменнике:

1 – барботажный аппарат; 2 – теплообменник

При необходимости установки в аппарате регулятора уровня на верхней крышке укрепляется успокоительный карман, изготавливаемый из отрезка трубы (рис.3.69.).

Рис. 3.69. Устройство для регуляторов уровня: 1 – бобышка для установки регулятора; 2 – успокоительный карман

Для работы секционированных барботажных реакторов важное значение имеют переливные устройства. Которые позволяют точно рассчитать количество жидкости на тарелке (рис. 3.70.).

Рис. 3.70. Схема работы защищенного перелива: 1 – защитная перегородка; 2 – сливная перегородка

Для перетока жидкости на расположенную ниже тарелку чаще используется трубчатый перелив (рис.3.71., 3.72.)

Рис. 3.71. Защищенный трубчатый перелив: 1 – переливная труба; 2 – защитная труба

Рис. 3.72. Набор жидкости в трубчатом переливе:

а – для переливной трубы, не доходящей до газожидкостного слоя;

б – для переливной трубы, погруженной в газожидкостный слой