162050. lajstromszámú szabadalom • Berendezés termikus reakciók kivitelezésére
162050 Da,= Q K 10 reaktorban végezzük, amely több, egymástői elkülönített, a reaktor tengelye mentén kiterjedő és szegmensszerűen a reaktor tengelye köré elrendezett reaktortérből áll, ahol az egyes reakcióterek bemeneti és kimeneti nyílásai az ellenkező oldalon vannak elhelyezve, és az egyik reakciótér kimeneti nyílása egyúttal a következő reakciótér bemeneti nyílása, aminek következtében a reagáló gáznak mindig végig kell haladnia az egyes reakcióterek teljes hosszán. A találmány szerinti berendezést a csatolt rajzra hivatkozva ismertetjük közelebbről. Az la és lb ábrán a szegmensreaktor keresztmetszetét, a 3. ábrán a reaktor kitöréses oldalnézeti képét mutatjuk be. Ebben az esetben a 15 reaktor az a, b, c és d jelzésű négy szegmensre van felosztva. A reakció kiindulási anyagát az a szegmensbe vezetjük. A reagáló anyag végighalad az a szegmensen, majd tetszőleges sorrendben a b, c és d szegmensen, miközben 20 minden esetben végighalad a szegmensreaktor teljes hossza mentén. Az egymás után következő szegmensek száma, ilL azok keresztmetszeti alakja eltérő lehet. A válaszfalak úgy csatlakoznak egymáshoz és a közvetlenül fűtött 25 reaktorfáihoz, hogy a jó hővezetés biztosítva legyen. A berendezést például ellenállásfűtéssel vagy indukciós fűtéssel melegíthetjük. Kialakíthatjuk a berendezést oly módon, hogy a reaktortérből kilépő forró gázok energiáját egy hő- 30 cserélőben a készülékbe belépő reagensek előmelegítésére használhatjuk fel. Így maximális energiakihasználást érhetünk el. A találmány szerinti szegmensreaktor előnye, hogy egy meghatározott Q átáramló anyagmennyiségre történő dimenzionálás könnyen elvégezhető anélkül, hogy elvesztenénk az optimális reakciókörülményeket. Ha a reaktort más méretre tervezzük át, a reagensek tartózkodási ideje a reaktorban állandó marad. Egy analóg 40 reaktor megszerkesztésénél választandó nagyítási arány a kiindulási anyag átáramló menynyiségétől (Q kg/óra) és a reaktor közepes átmérőjétől (DM cm) függ, amelyek az alábbi összefüggésben állnak egymással: 35 45 ahol K (kg/óra-cm) az adott reagensekre jellemző specifikus anyagállandó. Az utóbbit a kívánt alkalmazási területen végrehajtott termikus reakciónak egy kísérleti reaktorban való optimalizálásával lehet legkönnyebben meghatározni. A berendezés különleges előnye, hogy a hosszméretek az analóg reaktoroknál változatlanok maradnak. Nagyobb méretre való átméretezésnél á szegmensek alakja megváltozik, amint azt a 2a ábrán szemléltetjük. A szegmensek egymáshoz viszonyított elhelyezkedése, valamint a szegmensek külső alakja az eljárás kivitelezése szempontjából teljesen közömbös (lásd például az lb és 2b ábrát). A találmány szerinti szegmensreaktor előnyei rögtön kitűnnek, ha a reaktort fluoralkánok pirolízisének végrehajtása szempontjából összevetjük az 1 068 695 sz. NSZK szabadalom szerinti reaktorral. Amellett, hogy a találmány szerinti reaktorral nagy konverziófok és jó szelektivitás érhető el, a találmány szerinti szegmensreaktor tér-idő teljesítménye például 1,1--difluoretilén előállításánál az NSZK szabadalom szerinti reaktorénak 8—20-szorosa, tetrafluoretilén előállításánál pedig 10—18-szorosa. A fluoralkánok pirolízisét nem azért említettük, hogy a találmány szerinti szegmensreaktor alaikalmazási területét erre korlátozzuk, hanem azért, mert a reaktor előnyös tulajdonságai különösen ennél az eljárásnál tűnnek ki. A szegmensreaktort különféle anyagokból készíthetjük, és különféle anyagokkal, így pl. bármilyen alakú fémoxidokkal, fémekkel, fémötvözetekkel, katalitikus hatású nemfémekkel és azok ötvözeteivel tölthetjük meg. Megfelelő anyagnak bizonyult ebből a szempontból a nikkel, réz, platina és az említett fémeknek más fémekkel alkotott ötvözetei. A találmány szerinti szegmensreaktor adott technológiai körülmények között való alkalmazására az alábbi kiviteli példákat mutatjuk be. A példákban említett számadatok közötti menynyiségi összefüggések: A reaktor felületi teljesítménye: a kívánt termék súly fűtött felület-idő Konverzió (%) az átalakult anyag móljainak száma-100 Szelektivitás (%) = a betáplált anyag móljainak száma a kívánt termék móljainak száma-a vegyület szénatomszáma-100 az átalakult anyag móljainak száma 1. példa: Négy szegmenssel rendelkező, 427 cm3 térfogatú szegmensreaktorba óránként 4600 g (55,72 mól) l-klór-l,l-difluoretánt vezetünk be 60 sei kívülről teljes hosszában egyenletesen hevítjük. A hőmérsékletet a fűtőberendezés közepében, a reakciótéren kívül elhelyezett termoelemmel mérjük. A pirolízis után kapott gázt vízzel és híg 980 °C-on. A szegmensreaktort ellenállásfűtés- 65 alkálihidroxid-oldattal savmentesítjük és szoká-2
