УСТАНОВКА ПРОТОЧНОГО ТИПА ДЛЯ АЛКИЛИРОВАНИЯ БЕНЗОЛА

Полезная модель относится к алкилированию бензола с использованием катализаторов и сверхвысокочастотного (СВЧ) излучения.
Известна установка для алкилирование бензола, содержащая, цилиндрический корпус с патрубками подачи и отвода, расположенными, соответственно, с верхней и нижней стороны корпуса, катализатор расположен секционно, причем каждая секция содержит слой катализатора и фарфоровый шаровой слой, а внутри слоя катализатора расположен термометр (см. полезную модель CN №203183988, кл. B01J 8/04, 11.09.2013).
Данная установка имеет сложную конструкцию, что сужает область его использования.
Наиболее близким по технической сущности является установка проточного типа для процесса алкилирования бензола, содержащая, полый цилиндрический корпус с верхним и нижнем днищем и размещенным в цилиндрическом корпусе катализатором (см. патент US №7652181, кл. C07C 2/58, 26.01.2010).
Описанная выше установка позволяет проводить алкилирование бензола с использованием катализатора. Однако, данная установка с реактором имеет сравнительно низкую производительность и высокое энергопотребление, что также сужает область его использования.
Задачей полезной модели является упрощение технологической схемы, путем исключения всех процессов и аппаратов для подготовки теплоносителя необходимых для нагрева реакционной среды и исключения вредных выбросов в атмосферу за счет применения электромагнитного излучения СВЧ диапазона.
Технический результат заключается в том, что достигается возможность повысить производительность установки и снизить энергопотребление.
Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что установка проточного типа для алкилирования бензола содержит полый цилиндрический корпус с верхним и нижнем днищем и размещенным в цилиндрическом корпусе катализатором, при этом цилиндрический корпус выполнен из нержавеющей стали с полированной внутренней поверхностью, фланцами и волноводом, прикрепленным к нижней части цилиндрического корпуса и изготовленным из полированного нержавеющего листа, катализатор размещен в расположенном по оси цилиндрического корпуса реакторе, выполненном в виде кварцевой трубки, каждый концевой участок кварцевой трубки введен в свою втулку, причем одна втулка вварена в верхнее днище, а другая - в нижнее, между внутренней поверхностью каждой втулки и каждым концевым участком кварцевой трубки вставлена фторопластовая втулка, на втулки навинчены по резьбе крышки, в днище которых выполнен штуцер, верхнее и нижнее днища выполнены плоскими и соединены с фланцами цилиндрического корпуса посредством болтового соединения, в цилиндрическом корпусе со стороны каждого из днищ установлены медные экраны, выполненные в виде плоского кольца, охватывающего кварцевую трубку и установленного с возможностью осевого перемещения вдоль цилиндрического корпуса с помощью шпилек, которые закреплены на медных экранах и пропущены через каждое из днищ, около которого они установлены, а через технологическое отверстие в волноводе в последний вставлен излучатель сверхвысокочастотного излучения от магнетрона, причем магнетрон и охлаждающий его вентилятор закреплены на приваренном к волноводу фланце.
В ходе проведенных исследований было установлено, что представляется возможность за счет описанной выше совокупности признаков, определяющих конструкцию установки проточного типа для алкилирования бензола добиться интенсификации процесса алкилирования бензола достигаемой в ходе объемного нагрева и поляризации исходных компонентов, приводящего к ускоренной реакции синтеза.
На чертеже представлен разрез установки проточного типа для алкилирования бензола. (Фиг. 1).
Установка проточного типа для алкилирования бензола содержит полый цилиндрический корпус 1 с верхним 2 и нижнем днищем 3 и размещенным в цилиндрическом корпусе 1 катализатором 4.
Цилиндрический корпус 1 выполнен из нержавеющей стали с полированной внутренней поверхностью, фланцами 5 и волноводом 6, прикрепленным к нижней части цилиндрического корпуса 1 и изготовленным из полированного нержавеющего листа.
Катализатор 4 размещен в расположенном по оси цилиндрического корпуса 1 реакторе, выполненном в виде кварцевой трубки 7. Каждый концевой участок кварцевой трубки 7 введен в свою втулку 8, причем одна втулка 8 вварена в верхнее днище 2, а другая - в нижнее 3. Между внутренней поверхностью каждой втулки 8 и каждым концевым участком кварцевой трубки 7 вставлена фторопластовая втулка 9. На втулки 8 навинчены по резьбе крышки 10, в днище которых выполнен штуцер 11. Верхнее 2 и нижнее 3 днища цилиндрического корпуса 1 выполнены плоскими и соединены с фланцами 5 цилиндрического корпуса 1 посредством болтового соединения 12.
В цилиндрическом корпусе 1 со стороны каждого из днищ 2 и 3 установлены медные экраны 13, выполненные в виде плоского кольца, охватывающего кварцевую трубку 7 и установленного с возможностью осевого перемещения вдоль цилиндрического корпуса 1 с помощью шпилек 14, которые закреплены на медных экранах 13 и пропущены через каждое из днищ 2 и 3, около которого они установлены. Выбранное положение медных экранов фиксируется с помощью гаек 15.
Через технологическое отверстие в волноводе 6 в последний вставлен излучатель 16 от магнетрона 17, причем последний и охлаждающий его вентилятор 18 закреплены на приваренном к волноводу 6 фланце 19.
Для предотвращения высыпания катализатора из кварцевых трубок 7 между каждым концом кварцевой трубки 7 и днищем каждой крышки 10 расположена сетка 20.
Реакционная среда, например, смесь бензола и олефина для производства линейного алкилбензола, с температурой от 150 до 180°C насосом по трубопроводу через штуцер 11 крышки 10, навинченной на втулку 8 нижнего днища 3 поступает в нижнюю часть кварцевой трубки 7, заполненной катализатором 4.
2
В кварцевой трубке 7 устанавливают давление 6 кгс/см.
Проходя кварцевую трубку 7 с катализатором 4 реакционная среда подвергается сверхвысокочастотному (СВЧ) воздействию.
Генератором СВЧ излучения служит магнетрон 17, который по волноводу 6 передает электромагнитные волны в цилиндрический корпус 1, внутри которого установлена кварцевая трубка 7.
При помощи регулируемых медных экранов 13 в цилиндрическом корпусе 1 достигается эффект «стоячей» волны, что позволяет обеспечить высокую плотность электромагнитного поля. Кварцевая трубка 7 прозрачна для СВЧ излучения, поэтому воздействию подвергается как находящийся в ней катализатор, так и протекающая реакционная среда.
Катализатор 4 является активным приемником СВЧ излучения, в результате чего высокая плотность электромагнитного поля расположена в зоне протекания синтеза, при которой происходит поляризация компонентов реакционной среды и быстрый объемный ее нагрев.
Синтезированный продукт отводится из кварцевой трубки 7 через штуцер 11 крышки 10, навинченной на втулку 8 верхнего днища 2.
В результате всех факторов достигается высокая скорость химической реакции синтеза, что позволяет интенсифицировать процесс алкилирования бензола.
Настоящая полезная модель может найти применение в химической промышленности.