Технология элементоорганических мономеров и полимеров - Андрианов К.А.
Скачать (прямая ссылка):
В реакторах типа вращающийся барабан вследствие хорошего перемешивания кремне-медной контактной массы с органохлоридом, большой поверхности контакта фаз и значительного времени пребывания хлорпроизводного в зоне реакции достигается степень конверсии ~90% и выход продуктов —80%.
Реакторы нестационарного действия с псевдоожиженным слоем. В настоящее время широкое распространение для прямого синтеза алкил- и арилхлорсиланов получили аппараты, в основе работы которых лежит явление псевдоожижения. Турбулентное движение компонентов, происходящее в таком реакторе, гарантирует хорошее соприкосновение реагентов с контактной массой и равномерную температуру. Реакторы с псевдоожиженным слоем представляют собой цилиндрические аппараты различного диаметра," снабженные теплообменными элементами. На рис. 24 приведен реактор с тепло-обменным элементом в виде трубки Фильда, а на рис. 25 — реактор с теплообменным элементом в виде пучка труб небольшого диаметра.
Реакторы с трубками Фильда, как правило, должны иметь малый диаметр (400 мм), ибо трубка Фильда обеспечивает эффективный съем тепла со всей площади реактора лишь при малых габаритах аппарата. Трубка Фильда расположена аксиально в псевдоожи-женном слое контактной массы и продольно секционирует слой по высоте аппарата. В трубке циркулирует вода, подаваемая из водопровода (использование речной воды недопустимо, так как это приводит к отложениям накипи в трубке и снижению коэффициента теплопередачи).
Взаимодействие хлорпроивводных углеводородов с кремнием 75
Для реакторов большого диаметра, например более 600 мм, в качестве теплообменных элементов целесообразнее использовать небольшие трубы в виде пучка. Такое распределение теплообменных поверхностей практически не оказывает тормозящего влияния на процесс псевдоожижения и обеспечивает эффективный
Продукты
Продукты
контактная масса
Контактная масса
Рис. 24. Вертикальный реактор с трубкой Фильда:
1 — расширитель; 2 — рубашка; з — трубка Фильда; 4 — корпус.
алкил
Рис. 25. Вертикальный реактор с теплообменным элементом в виде пучка труб:
1, 2, 5 — поверхности теплообмена; з — неподвижная планка с колками; 4 — перераспределительная решетка с колками; 6 — распределительная решетка с колками; 7 — конусное днище; 8 — вал.
^Контактной
Контактная {Хлористый . масса I алкал
Рис. 26. Вертикальный че-тырехсекционный реактор с вращающимися решетками и неподвижной перфорированной решеткой:
1 — корпус; 2 — теплообменник; з — перераспределительные решетки; 4 — шпонка; 5 — вал; 6 — решетка предварительного газораспределения; 7 — сепарационная зона.
съем тепла со всей площади реактора. Необходимо также иметь в виду, что применение пучка труб позволяет секционировать реакционное пространство и располагать между секциями вращающиеся газораспределительные устройства, а это значительно повышает коэффициент теплопередачи.
В последнее время разработано несколько конструкций вертикальных реакторов для прямого синтеза органохлорсиланов — аппаратов с ^ вращающимися распределительными и перераспределительными решетками.
76
Гл. 1. Получение органохлорсиланов
На рис. 26 представлен четырехсекционный аппарат с неподвижной беспровальной перфорированной решеткой 6 для предварительного газораспределения. На эту решетку опирается вал 5, на котором шпонками 4 закреплены перераспределительные решетки 3 провального типа. Опорный подшипник вала омывается
потоком холодного хлористого ал-кила. Низкая температура газа тормозит синтез и исключает коксование сплава на решетке 6. Скорость вращения решеток 3 составляет 20—60 оборотов в минуту. Основной поток хлористого алкила, нагретого до 150—200 °С, поступает в аппарат снизу под решетку 6. Продукты реакции покидают аппарат через сепарационную зону 7. Выделяющееся тепло отводится в] теплооб-
4— Вода
¦Пае
Отработанная j у контактная о о масса во"а \
бСлористьш алкил
Контактная ( масса
Рис. 27. Пятисекционный реактор с вращающимися решетками: а — разрез; б — нижняя часть;
1 — корпус; 2 — рубашка; з — перераспределительные решетки; 4 — шпонка; 5 — опора вала; 6 — вращающаяся распределительная решетка; 7 — вал; 8 — насадка.
менниках 2, через которые пропускают жидкий дитолилметан. Для прямого синтеза может быть использован также пятисекционный реактор (диаметром 300 мм) без неподвижной поддерживающей решетки (рис. 27). В последней секции — коническом днище, снабженном охлаждающей рубашкой, расположены опора вала 5 и вращающаяся перфорированная распределительная решетка 6, которая одновременно является и поддерживающей — в случае внезапного прекращения подачи газа. Выделяющееся в аппарате тепло отводится теплоносителем, циркулирующим через рубашку 2. Коническая нижняя часть такого реактора (рис. 27, б) заполнена насадкой 8, предотвращающей попадание контактной массы в линию подвода газа.
Взаимодействие хлорпроизводных углеводородов с кремнием
77
Отработанная контактная \^масса
При осуществлении таких теплонапряженных процессов, как прямой синтез органохлорсиланов, по-видимому, целесообразно первые по ходу газа секции делать меньшего диаметра, чем последующие, — с целью улучшения гидродинамических условий в секциях с максимальной концентра- продукты
