Esterifikačný reaktor na prípravu dimetyltereftalátu

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Účelom vynálezu je dosiahnutie rovnomernejšieho rozloženia koncentrácie nezreagovanej kyseliny tereftálovej pozdĺž esterifikačného reaktora, ako aj zintenzívnenie styku plynnej a kvapalnej fázy pri výrobe dimetyltereftalátu esterifikáciou kyseliny tereftálovej metanolom. Uvedeného účelu sa dosiahne vo vertikálnom reaktore kolónového typu opatreného vyhrievaným plášťom, v ktorom sú zabudované sitové etáže s otvormi tvaru komolého kužeľa. Všetky etáže sú opatrené prepadovými rúrkami bez prepadovej hrany a usmerňujúcimi prepážkami pre prietok kvapaliny okrem prvej etáže zhora, ktoré je bez usmerňujúcich prepážok. V hornej časti reaktora je vertikálna vzdialenosť medzi etážami väčšia než v dolnej časti reaktora. Kvapalný roztok, resp. suspenzia kyseliny tereftálovej sa privádza nad prvú etáž zhora vertikálnou rúrou na spodnom konci šikmo zrezanou, pričom výtokový otvor je nasmerovaný do vertikálnej osi prepadovej rúry tejto etáže.

Text

Pozerať všetko

Vynález sa týka esterlíikačného reaktora,u ktorého sa rieši vnútorná vostavba horizontálnymi sitovými etážami s prepadovými rúrami bez prepadovej hrany a s usmerňujúcimi prepážkami Vhodná na pripravu dímethyltereftalátu esteriiikáciott kyseliny tereftálovej metanolom.Doposiaľ známe rekatory používané na esterifikáciu roztoku kyseliny tereftálovej parami metanolu sú typu náplňových, resp. etážových kolón. Etáže sú bud klobúčikové,ventilové alebo sitové, pričom Vertikálna vzdialenosť sitových etáží je konštantné a otvory majú tvar valca. Vyššie uvedené typy reaktorov pracujú kontinuálne. Zriedkavejšie sa používajú diskontinuálne esteriľikačné reaktory tvaru stojatých, alebo ležatých nádob, do ktorých sa privádzajú pary metanolu cez vhodne konštruovaný rozdeľovač. Pri klobúčikových a ventilových etážach dochádza často k ich zanášaniu usadzovaním tuhých čiastočiek z nastrekovanej kvapalnej suspenzie kyseliny terefátovej. Kontakt plyn ~ kvapalina nie je dostatočný. Lepší kontakt zaručujú reaktory typu náplňovych kolon, avšak tieto sa často rýchlo zanášajú, V dôsledku čoho sa znižuje ich výkon. Doposiaľ známe sitové etáže používané naesterifikaciu kyseliny tereftálovej síce v porovnaní s nňplňovými kolönami,resp. s klobúčikovými etážami zabezpečujú lepší kontakt jilyunej a kvapalnej fázy,avšak vzhľadom na konštrukciu otvorov sa tieto tiež často zanášajú. Rovnaké vertikálne vzdialenosti medzi etážami ako aj rovnake konštrukčne riešenie všetkých etáži sítovélio, klobúčikového, resp. ventiloveho typu zabezpečujú približne rovnakú intenzitu pľBHlÍBŠäVüllĺil plynnej a kvapalnej fázy pozdĺž cclého reaktora. Z hľadiska rýchlosti priebehu esterifikácie kyseliny tereitálovej plynným metanolom pri protiprúdnom usporiadaní nie sú vyššie uvedené konštrukcie reaktorov najvyhovujúcejšie.Vyššie uvedené nedostatky sú odstránené esterifikačným reaktorom podľa vynálezu,ktorý je tvorený vertikálnou plášťovanou kolónou krubového prierezu opatrenou sitovými etážami, ktorého podstata spočíva V tom, že vertikálne vzdialenosť medzi sitovými etážami v hlavnej reakčnej zóne horná časť reaktora je väčšia než vertikálne vzdialenosť medzi etážami, v zóne doesterifikovania dolná časť reaktora). Vertikálna dĺžka reaktora odpovedajúce hlavnej reakčnej zone je tvorená minimálne dvomi sitovými etážami. Sitové etáže sú opatrené usmerñujúcimi prepážkami a prepadovými rúrkami bez prepadovej hrany. Otvory v etážach sú kužeľovitého tvaru s rozšírením smerom ku spodnej hrane etáže.Rozdelenim esterifikačného reaktora kolónoveho typu so sitovými etážami na dve časti, kde v hlavnej reakčnej zóne horná časť reaktora) sú vertikálne vzdialenosti medzi etážami väčšie, než v zóne doesterifikovania dolná časť reaktora sa dosiah 4ne rovnomernejšie rozloženie koncentrácie nezreagovanej suspendovanej kyseliny tereftálovej nad etážami pozdĺž zariadenia a súčasne sa výrazne zníži možnost tvorby úsad na nástrekovej etáži ako aj na ďalších etážach pod nastrekovou etážou. Konštrukcia a usporiadanie otvorov v etážach vo vrCholoch trojuholníka, alebo štvoruholnika zabezpečujú veľmi intenzívny styk plynnej a kvapalnej fázy. K homogenácii reakčnej zmesi, ako aj k ďalšiemu zintenzívneniu styku plynnej a kvapalnej fázy výrazne prispievajú usmerñujúce prepážky umiestnené striedavo na každej etáži okrem nástrekovej etáže). Kužeľovité Vŕtanie otvorov s rozšírením na spodnej hrane etáže výrazne znižuje možnost zachytávania sa tuhých čiastočiek v otvoroch etáží. Pre zabránenie možnosti vzniku úsad v priestore za ústím prepadovej rúry z hornej etáže a medzi usmerňujúcou prepážkou a vnútornou stenou reaktora sú v dolnej polovine usmerňujúcej prepážky jeden až dva horizontálne rady otvorov, ktorými môže časť kvapaliny,privedená z hornej etáže, skratom prúdit kolmo na hlavný smer toku na etáži.Navrhované konštrukčné riešenie esterifikačného reaktora možno aplikovať pri výrobe dimetyltereftalátil esterifikáciou kyseliny tereftálovej metanolom pri nízkych až vysokých tlakoch, ako aj pri nízkych až vysokých teplotách, ked nástrekom je buď suspenzný roztok kyseliny tereitálovej. alebo číry zriedený roztok kyseliny tereltálovej. Navrhované riešenie uvažuje protiprúdne usporiadanie prúdov reakčných médií,pričom kvapalina suspenzia je privádzaná nad nástrekovťt etáž prvá etáž zhora a plyn pary pod poslednú etáž zhora.Na pripojených výkresoch je znázornená celková zostava esteriiikačnébo reaktora obr. 1, schéma sitovej etáže - obr. 2, detail A sitovej etáže ~ obr. 3, ako aj priečny rez B-B jedným otvorom etáže - obr. 4. Na obr. 5 je znázornený bokorys etáže a na obr. 6 priečny rez C-C etáže.Esteriľikačný reaktor na obr. 1 pozostáva z telesa reaktora 1 kruhového prierezu,ktoré býva opatrené vonkajším plášťom 2,s ktorým vytvára duplikátor umožňujúci nepriame vyhrievanie, resp. chladenie tekutiny prúdiacej vo vnútri telesa reaktora. Vnútorná vostavba telesa reaktora pozostáva zo sitových etáží 9 a nástrekovej etáže 12. Vertikálna vzdialenosť medzi jednotlivými etážami je rovnaká, avšak v hlavnej reakčnej zone horná časť telesa reaktora) je minimálne jedenapol násobne väčšia než V zóne doesterifikovania dolná časť telesa reaktora. Počet etáží 9 v hlavnej reakčnej zóne je taký, aby došlo k 70 až 9 D -nej konverzii kyseliny tereftálovej, avšak minimálne rovný dvom okrem nástrekovej etáže 12. V zóne doesterifikovania sa nachádza minimálne jedna etáž 9. Etáže 9 a nástreková etáž 12 sú opatrené prepadovýmirúrami bez prepadovej hrany 11 a otvormi 13. Všetky etáže 9 sú opatrenê usmerňujír cimí prepážkami 10. Na obr. 2 je pohľad zhora na etáž 9. Otvory 13 v etáži sú rozmiestnené vo vrcholoch trojuholníka, resp. štvoruholníka. Detail A na obr. 3 znázorňuje rozmiestnenie otvorov 13 na etáži vo vrcholoch trojuholníka. Otvory 13 na etáži majú šikmé steny 14, takže majú tvar komolého kužela so širšou základňou na spodnej hrane etáže, ako je to znázornená na obr. 4, rez. B-B. Usmerňujúce prepážky 10 znázornená na obr. 2 a na obr. 5 sú upevnené na hornej strane každej etáže 9. Na všetkých etážach 9 je počet usmerňujúcich prepážok ll rovnaký, avšak na každej z týchto etáží je aspoň jedna usmerňujúca prepážka. Pri dvoch a viac usmerňujúcich prepážkach sú tieto usporiadané striedavo. Rozmiestnenie štyroch usmerňujúcioh prepážok je znázornená na obr. 2 a na obr. 5. Prvá smerñujúca prepážka ll etáže 9 počítajúc od prepadovej rúry zasahujúcej z hornej etáže smerom k otvoru vlastnej prepadovej rúry je opatrená v dolnej polovine až dvomi horizontálnymi radmi otvorov 15. Pri dvoch radoch otvorov 15 sú tieto rozmiestnené vo vrcholoch trojuholníka, ako je to ukázané na obr. 6, rez C-C. Nástrek do reaktora sa privádza rúrou 3, obr. 1, ktorá e na dolnom konci šikmo zrezaná,pričom výtokový otvor je nasmerovaný do osi prepadovej rúry 10 nástrekovej stáže 12. Rúra 3 je umiestnená na opačnej strane reaktora, než je prepadová rúra 10 nastrekovej stáže 12. Uhol zrezania rúry 3 je aspoň 10 °, výhodne 30 °.Vlastný proces esterifikácie je obdobný ako v iných používaných vertikálnych protiprúdnych esterifikačných reaktoroch kolónového typu. Nástrek sa privádza zhora rúrou 3, plynný metanol zdola rúrou 4. Reakčná zmes sa odvádza na spodu reaktoral rúrou 5 a nezreagovaný plynný metanol,ako aj ďalšie plynné podiely sa odvádzajú na hlave reaktora rúrou B. Reakčná zmes v telese reaktora 1 je vyhrievaná, resp. chladená teplonosným médiom, ktoré vstupuje do duplíkátora 2 rúrou 7 a vystupuje rúrou 8. Nastrekovaná kvapalná zmes, resp. suspenzia postupuje po jednotlivých etážach 9 medzi usmerňujúcimi prepážkami 10 smerom dole prepadovými rürami 11. Plynný Inetanol prúdi cez otvory 13 v etáži a vo forme bublin prechádza cez kvapalinu smerom hore, pričom pod každou etážou sa vytvára tzv. plynný vankúš. Vynález možno použit pre esterifikáciu kyseliny tereftálovej V roztoku, resp. v suspenzii plynným metanolom pri výrobe dimetyltereftalátu - DMT.1. Esteriíikačný reaktor na prípravu dimetyltereftalátu esterifikáciou roztoku alebo suspenzie kyseliny tereftálovej, ktorý je tvorený vertikálnou kolónou kruhového prierezu opatrenou duplikátorom so sitovými etážami opatrenými otvormi a prepadovými rúrami bez prepadovej hrany s protiprúdnym usporiadaním toku kvapaliny, respektíve suspenzie a plynu, pričom plyn sa privádza do spodnej časti reaktora, vyznačený tým, že Vertikálna vzdialenosť medzi sitovými etážaiíii 9 ako aj medzi sitovou etážou 9 a nástrekovou etážou 12 je v hlavnej reakčnej zóne aspoň 1,5 násobne väčšia než Vertikálna vzdialenosť medzi etážanii 9 v zone doesteićifikovania, pričom sitové etáže 9 sú opatrené usmerňujíicimi prepážkami 10 a prívod nástreku je realizovaný vertikálnou rúrou 3 na hlave reaktora.2. Esterttilçačný reaktor podľa bodu 1 vyznačujúci sa tým, že otvory 13 v sitových etážach 9 a V neistrekovej etáži 12 majú Šikmé steny 14, takže majú tvar komolého kužeľa so širšom základňou na spodnej hrane stáže, pričom tieto otvory sú na všetkých etážach roziniestené vo vroholoch trojuholnika, resp. vo vrcholoch štvoruholníka.3. Esterifikačný reaktor podľa bodu 1 vyznačujúci sa tým, že usmerňujúce prepážky 10 sú umiestnené striedavo na hornej strane etáží 9, pričom prvá prepážka na etáži umiestnená najbližšie k prívodu kvapaliny prepadovou rúrou 11 z hornej etáže je v dolnej polovine opatrená jedným až dvomi horizontálnymi radmi kruhových otvorov 15, ktoré pri dvoch radoch sú rozmiestnené vo vrcholoch trojubolnika.4. Esteritikačný reaktor podľa bodu 1 vyznačujúci sa tým, že Vertikálna rúra 3 na prívod nástreku je umiestnená nad nastrekovou etážou 12 na opačnej strane, než je prepadová rúra 11 z nástrekovej stáže 12, avšak najbližšie vo vertikálnej osi reaktora, pričom spodná časť rúry 3 je šikmo zrezaná pod uhlom minimálne desat stupňov, avšak najviac šestdesiat stupňov a výtokový otvor je nasmerovaný do vertikálne prepadovej rúry 11 nástrekovej etáže 12, 5. Esterifikačný reaktor podľa bodu 1 vyznačujúci sa tým, že v hlavnej reakčnej zóne, ktorá sa nachádza pod nástrekovou etážou 12 sú aspoň dve stáže 9 a v zóne doesterifikovania, ktorá sa nachádza pod hlavnou reakčnou zónou, je aspoň jedna etáž S

MPK / Značky

MPK: B01J 10/00

Značky: reaktor, přípravu, dimetyltereftalátu, esterifikačný

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/6-238821-esterifikacny-reaktor-na-pripravu-dimetyltereftalatu.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Esterifikačný reaktor na prípravu dimetyltereftalátu</a>

Podobne patenty