183981. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés az a+b-c és a-b+c reakcióegyenletekkel leírható kémiai reakciók kivitelezésére és a képződő termék elkülönítésére
1 183 981 2 A C termék egy részét a 7 vezetéken át hozzáadhatjuk az 1 desztilláló egységbe belépő anyagáramhoz. A 4 visszaforralót pedig szintén beépíthetjük az 1 desztilláló egységbe, s ekkor külön visszaforralóra nincs szükség. Ha a C tennék forráspontja mind az A, mind a B reakciókomponens forráspontjánál alacsonyabb, a 7. ábrán bemutatott kapcsolási elrendezést alkalmazhatjuk. A legmagasabb forráspontú B reakciókomponenst az 1 desztilláló egység 4 visszaforralójába vezetjük, ahol előmelegszik, és a 3 hőcserélőn át a 2 reaktorba kerül. Az alacsonyabb forráspontú A reakciókomponenst az 1 desztilláló egység megfelelő részébe adagoljuk, majd ugyancsak a 3 hőcserélőn át a 2 reaktorba juttatjuk. Kívánt esetben az A reakciókomponens egy része itt is közvetlenül a 3 hőcserélőbe vezethető. A reakcióelegy a 2 reaktorból kilépve a 11 hőcserélőn át az 1 desztilláló egység megfelelő részébejut. A tiszta C terméket az I desztilláló egység tetejéről távolítjuk el a 12 fejkondenzátorban történő kondenzálás után. A C termék egy részét az 1 desztilláló egységbe refiuxként visszavezethetjük, illetve a 7 vezetéken át hozzáadhatjuk az 1 desztilláló egységbe belépő anyagáramhoz. Természetesen a korábban vázolt egyszerűsítések illetve javítások itt is elvégezhetők. Az A -> B + C reakcióegyenlettel leírható kémiai reakció kivitelezése esetén a 8. ábra szerinti kapcsolási elrendezést alkalmazhatjuk. A kiindulási anyagként használt A reakciókomponenst az 1 desztilláló egység megfelelő részébe adagoljuk, s az ott előmelegedett anyagot a 3 hőcserélőbe vezetjük, ahol a bomlási reakció lejátszódásához szükséges hőmérsékletre melegítjük fel. Végül az A reakciókomponenst a 2 reaktorba továbbítjuk, ahol lejátszódik az A reakciókomponens bomlása. A termékeket és esetleg kevés bomlatlan kiindulási anyagot tartalmazó reakcióelegyet a 2 reaktorból - kívánt esetben a 11 hőcserélőn keresztül — az 1 desztilláló egységbe vezetjük, ahol a B és C terméket szétválasztjuk. Ha a B termék forráspontja alacsonyabb, a C terméké pedig magasabb az A reakciókomponensénél, akkor a B terméket fejpárlatként a 10 hőcserélőn keresztül, míg a C terméket a 4 visszaforralóból távolítjuk el. Abban az. esetben, ha az A reakciókomponens forráspontja mindkét termék forráspontjánál magasabb, az 1 desztilláló egység alsó részébe vezetjük be. A 8. ábrán feltüntetett kapcsolási elrendezésnél is beépíthetjük az 1 desztilláló egységbe az 5/A vaktányért és az 5/B belső visszaforralót, valamint a 4 visszaforralót; s az elkülönített B és C termék egy részét visszavezethetjük a 7/A illetve 7/B vezetéken keresztül az l desztilláló egységbe, fokozva ezáltal az elválasztás élességét. A találmány szerinti eljárás és kapcsolási elrendezés jelentősen csökkenti az A + B -+ C és A -> B + C reakcióegyenletekkel leírható kémiai reakciók kivitelezéséhez szükséges energiamennyiséget és készülékigényt az ismert eljáráshoz és kapcsolási elrendezéshez képest. A CS2 + C02 -* 2COS reakcióegyenlettel jellemezhető kémiai reakció kivitelezése kapcsán összehasonlítottuk az ismert eljárás és a találmány szerinti eljárás energiaigényét. Az ismert eljárásnál az 1. ábra szerinti kapcsolási elrendezést vettük alapul, míg a találmány szerinti eljáráshoz a 4. ábra szerinti kapcsolási elrendezést vizsgáltuk. Mindkét esetben azonos értékűnek tételeztük fel a hőveszteségekből és a tüzelési veszteségekből származó energiaveszteségeket, s összegeztük az eljárás kivitelezéséhez szükséges hő-, villamosenergia- és hűtőenergia-értékeket. Számításaink szerint 1 kg COS előállításához az ismert eljárásnál 2,1 kWh, míg a találmány szerinti eljárásnál mindössze 0,6 kWh energia szükséges. Szabadalmi igénypontok 1. Eljárás azA + B-*CésA-+B + C reakcióegyenletekkel leírható kémiai reakciók kivitelezésére és a képződő termék(ek) elkülönítésére, a reakciókomponens(ek) előmelegítése, a reaktorban történő reagáltatása, továbbá a reagálatlan reakciókomponens(ek) és a termék(ek) desztillációval történő elválasztása útján, azzal jellemezve, hogy a reaktorba bevezetendő reaktorkomponens(ek) legalább 50%-át a reaktorból távozó reakcióeleggyel együtt desztilláljuk, s az így elkülönített és előmelegített reakciókomponenst/reakciókomponenseket a reaktorba vezetjük. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatositási módja az A + B -* C reakcióegyenlettel leírható kémiai reakció kivitelezésére és a képződő termék elkülönítésére, azzal jellemezve, hogy az A és B reakciókomponensek mennyiségének legalább 50%át a reaktorból távozó reakcióeleggyel együtt desztilláljuk, és a desztillációval a C terméktől elválasztott, előmelegített A és B reakciókomponenseket vezetjük a reaktorba. 3. A 2. igénypont szerinti eljárás foganatositási módja, amikoris a C termék forráspontja az A és B reakciókomponehsek forráspontja között van, azzal jellemezve, hogy az A reakciókomponens mennyiségének legalább 50%-át az A reakciókomponenst fejtermékként elkülönítő desztilláló egységben fejrefluxként alkalmazzuk, a B reakciókomponens mennyiségének legalább 50%-át pedig a B reakciókomponenst fenéktermékként elkülönítő desztilláló egység visszaforralójába vezetjük. 4. A 2. igénypont szerinti eljárás foganatositási módja, amikoris a C termék forráspontja magasabb az A és B reakciókomponensekénél, azzal jellemezve, hogy az A reakciókomponens mennyiségének legalább 50%-át a desztilláló egységben fejrefluxként alkalmazzuk, a B reakciókomponens mennyiségének legalább 50%-át pedig ugyanazon desztilláló egységnél a B reakciókomponens kilépési pontja alatti térbe vezetjük. 5. A 2. igénypont szerinti eljárás foganatositási módja, amikoris a C termék forráspontja alacsonyabb az A és B reakciókomponensekénél, azzal jellemezve, hogy az A reakciókomponens mennyiségének legalább 50%-át a desztilláló egységnél az A reakciókomponens kilépési pontja alatti térbe vezetjük, a B reakciókomponenst pedig ugyanazon desztilláló egység visszaforralójába vezetjük. 6. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatositási 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
