DE2833190A1

DE2833190A1 - Verfahren zum durchfuehren von gas/fluessigkeits-reaktionen in abstromreaktoren

Info

Publication number: DE2833190A1
Application number: DE19782833190
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Che Herbrechtsmeier; Rudolf Prof Dr Ing Steiner
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1978-07-28
Filing date: 1978-07-28
Publication date: 1980-02-14
Also published as: FR2433366A1; GB2026339B; GB2026339A; NL7905837A; CH642275A5; US4251505A; FR2433366B1

Description

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HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT HOE 78/F 154 27.7.78 D.Ph.HS/sch

Verfahren zum Durchführen von Gas/Flüssigkeits-Reaktionen in Abstromreaktoren

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Durchführen von Gas/Flüssigkeits-Reaktionen in Abstromreaktoren bei hohen Gas/Flüssigkeitsvolumenverhältnissen.

Zu den in der Technik häufig eingesetzten Gas/Flüssigkeits-Reaktoren zählen Blasensäulen, die sich durch eine besonders einfache Konstruktion auszeichnen. In diesen Reaktoren wird das Gas mit Hilfe von Begasungseinrichtungen, wie z.B. Sinterplatten oder Zweistoffdüsen, blasenförmig in der Flüssigkeit verteilt. Bei Abstromführung des Gas/Flüssigkeits-Gemisches ist eine Verlängerung der Verweilzeit möglich . Hierbei wird das Gas am Kolonnenkopf des Reaktors eingegeben und durch die Flüssigkeitsströmung im Gleichstrom mit dieser nach unten geführt. Bei der bekannten Art der Abstromführung des Gas/Flüssigkeits-Gemisches ist die Ausnutzung des Gases oft nicht vollständig genug, so daß eine Rückführung des Gases oder der Flüssigkeit zum Kolonnenkopf notwendig wird. Die Rückführung erfolgt entweder mittels eines äußeren Kreislaufs oder durch eine Schlaufe, wie sie beispielsweise nach DlS-AS 19 57 160 bekannt ist. Die Begasung wird üblicherweise so vorgenommen, daß die : '.'. as.:_: -i'j':2it mit hoher C~3cr..-.'i.'.J.'.g.■:._·!c an. J.en GaJeir;..ri':Lieη ^orbeigaführί: wird.

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BAD ORIGINAL

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Begasung der abwärts strömenden Flüssigkeit so durchzuführen, daß das Gas bei einmaligem Durchgang durch den Reaktor bis zu dem verfahrenstechnisch gewünschten Umsetzungsgrad reagiert. 5

Die Erfindung, wie sie in dem Anspruch gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentliehen darin zu sehen, daß sich das Gas bei niedrigen Flüssigkeitsgeschwindigkeiten gut über den Säulenquerschnitt verteilen läßt. Es konnte auf Querschnittsverengungen, die zu beträchtlich höheren Flüssigkeitsströmungsgeschwindigkeiten und damit zu höherem Energieverbrauch führen, verziehtet werden. Ein weiterer Vorteil dieser Art der Begasung bei großem Strömungsquerschnitt liegt darin, daß der Reaktor schon am Ort der Gaszufuhr wegen der dort langsam vorbeiströmenden Flüssigkeit als Reaktionsstrecke mit hoher Gasverweilzeit ausgenutzt werden kann.

Beispiel 1

Am Beispiel der Hydrolyse von Phosgen soll die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt werden. Der dafür verwendete Kolonnenreaktor bestand aus einer Glassäule von 150 mm Innendurchmesser und 2000 mm Länge, die in einem als Gas-Flüssigkeits-Separator dienenden Behälter abgetaucht war. Das Gas wurde am Kopf des Reaktors über vier radial angeordnete Fritten in Wasser verteilt. Das Gas-Flüssigkeits-Gemisch mit einem Gasphasenanteil von 22 Volumenprozent wurde abwärts zum Reaktorausgang gefördert. Das eingegebene Gas bestand aus 108 l/h COCl₂ und 322 l/h Luft im Normalzustand. Die Blasengröße war zwischen 4 und 6 mm. Die Leerrohrgeschwindigkeit der Flüssigkeit betrug 23 cm/sec das Volumenverhältnis Flüssigkeit zu Gas 34 : 1 und die mittlere Gäsverweilzeit pro m Rcaktorlänge 25 s . In dem Gasraum des G£is-Flüssiakeits-Separators lag ein Absolutdruck von 1,2 bar vor. Die Wassertemperatur betrug 23° C.

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Die Phosgen-Eingangskonzentration in Luft von 25 Volumenprozent konnte auf eine Endkonzentration von kleiner 0,1 ppm am Reaktorausgang verringert werden. Auf eine Rückführung des Gases und der Flüssigkeit zum Kolonnenkopf konnte verziehtet werden.

Beispiel 2

Zur Verdeutlichung der guten Gasverteilung und des damit verbundenen guten Gasausnutzungsgrades bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde die Absorption nitroser Gase in Wasser in einem Abstromreaktor mit NW 30 und NW unter vergleichsweise analogen Bedingungen bestimmt. Die verwendeten Apparaturen bestanden aus 2000 mm langen Glassäulen mit vier seitlich am Reaktorkopf angebrachten Sinterplatten, deren äußere Begrenzung mit der inneren Rohrwand abschlossen, so daß kein Begasungsteil in den Reaktor hineinragte, also keine Querschnittsverengung gegeben war. Das Reaktorrohr wurde in einen unten angesetzten Behälter abgetaucht, der als Gas-Flüssigkeits-Separator diente; die entgaste Flüssigkeit wurde mit einer Pumpe zum Reaktorkopf zurückgefördert.

Versuchsbedingungen

Volumendurchsätze (bezogen auf den freien Querschnitt der Abstromsäule)

Gasphase 0,"44 cm³/cm² s bei Normalzustand

Flüssigphase 22 cm³/cm² s

(Leitungswasser)

Blasengröße 2-6 mm Volumenverhältnis

Flüssigkeit : Gas ca. 50 : 1

mittlere Verweilzeit Gas ca.40 s/m Reaktorlänge

Absolutdruck im Gasraum des 1,2 bar

Abtauchbehälters

Flüssigkeitstoriperatur 27 ^CC

NQ -Eingangskonz., in Luft 10,7 Vol. %

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NO -Ausgangskonz.

NW 30 1500 ppm

NW 150 1500 ppm

(Drägerröhrchen-Meßgenauigkeit^

Dieses Beispiel zeigt, daß die Absorption nitroser Gase in Wasser nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bei einer Querschnittsvergrößerung um einen Paktor 25 unverändert hoch ist.

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Claims

~ C ~ HOE 78/F 154

Patentanspruch

Verfahren zum Durchführen von Gas/Flüssigkeits-Reaktionen in Abstromreaktoren, dadurch gekennzeichnet, daß man in eine mit einer Leerrohrgeschwindigkeit von 0,14 m/s , insbesondere von 0,2 bis 0,5 m/s abwärts strömende Flüssigkeit Gas mit einem Blasendurchmesser von 0,1 mm bis 4 mm, höchstens jedoch von 10 mm eingibt, wobei das Volumenverhältnis Flüssigkeit zu Gas größer 8 : 1 und die Verweilzeit des Gases mindestens 6 s/m Reaktorlänge betragen soll.

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