197855. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kémiai folyamatok töltetes, csőköteges reaktorban történő lefolytatására
197855 sebesség csőről-csőre változik, akkor a reakció-egyensúly folborulhat. A nagyobb reakcióterhelésű csövekben legnagyobb a gázfejlődés, s ezekben lesz a legkisebb a nyomás-esés, mely az egyes csövekben levő gáz:folyadék arányától függ. Emiatt több betáplált anyag fog átáramolni azokon a csöveken, melyekben gyorsabb a gázfejlődés és emelkedik a hőmérséklet, és a kisebb nyomás-esés miatt a folyadék-betáplálás ezekben a csövekben gyorsabb lesz, mint a többiekben. Ez azt eredményezheti, hogy az egyes csövekben az áramlási sebesség tág határok közt változhat, míg másokban a nulla felé tendál vagy negatív áramlási sebesség (azaz a folyadék inkább lefelé mint fölfelé halad) adódik. A korábbi eljárások bármely típusa esetében az anyageloszlás és -áramlás egyenlőtlen a csövekben, és a kívánatosnál alacsonyabb konverzióval képződik a folyékony betáplált anyagból a kívánt termék, és esetleg megnő a nem kívánatos melléktermékek aránya. Nehéz a hőmérséklet és a csövekbe, illetve csövekből való hőátadás kézbentartása. A hőmérséklet csövenként változhat, s ez kihat az eljárás egészének hatékonyságára és hőhasznosítására. Ha a kérdéses eljárás hőmérséklet-érzékeny, nem kívánt vagy kedvezőtlen üzemeltetési eredmények fordulhatnak elő. A jelen találmány célja tehát javított eljárás klór-tioformiátok előállítása függőleges elrendezésű, töltetes csöveket tartalmazó edényben vagy reaktorban való lefolytatására, amikor is folyadékot táplálunk be az edénybe, melyből legalább egy folyékony és legalább egy gáznemű terméket nyerünk ki, amely eljárás stabilis és egyenletes anyageloszlás, valamint az egyenletes hőátadás tekintetében hoz javulást a korábbihoz képest. A találmány folyékony halmazállapotú klór-tioformiátok előállítására vonatkozik folyékony merkaptánnak foszgénnel való reagáltatása útján, amikor is gáznemű termékként sósavgázt és adott esetben foszgént nyerünk oly módon, hogy a) a folyadék-betáplálást a reakcióedényben levő csövek felső vége fölött végezzük, b) a gázalakú terméket az edény felső részén, a csövek felső vége fölött távolítjuk el, és c) a folyékony termék elvételét az edény alján, szabályozott módon úgy végezzük, hogy a folyadék-szint az edényben mindenütt a csövek felső yége fölött legyen. A találmány szerinti eljárást szemléltető rajzokat a következőkben röviden ismertetjük: Az 1. ábra az ismert eljárás folyamatábráját mutatja, amelyben lefelé áramoltatásos üzemmódot alkalmaznak. A 2. ábra egy másik ismert eljárás folyamatábráját mutatja, amelyben felfelé áramoltatásos üzemmódot alkalmaznak. A 3. ábra a találmány szerinti eljárás egy általánosított módját mutatja be vázlatosan. 3 A 4. ábra a találmány szerinti eljárás egyik kiviteli módját szemlélteti vázlatosan. Az 5. ábra a találmány szerinti eljárás egy másik kiviteli módját szemlélteti vázlatosan A 6. ábra a találmány szerinti eljárás egy részletesebben vázolt módját mutatja, amely üzemmód folyékony klór-tioformiátoknak folyékony merkaptánok és foszgén reakciója útján történő előállítására alkalmas. A találmány szerinti eljárást részletesebben a 3—6. ábrákon való hivatkozással a következőkben ismertetjük. Az eljárást függőlegesen elhelyezett edényben vagy reaktorban, amelyet általánosan 21. számmal jelölünk, folytatjuk le. A 21. edény felső részében egy 23. jelű folyadék/ /gáz leválasztó zóna van. Az edényben a 22. jelű függőleges elrendezésű csöveket alsó és felső csőrácsok rögzítik 22a. és 22b. jelzéssel. A csövek fentről lefelé szemcsés, szilárd anyaggal vannak megtöltve. Ha a kémiai eljáráshoz katalizátor alkalmazása is szükséges, a szemcsés anyag a katalitikus anyagot is tartalmazhatja akár önmagában, akár inert szemcsés hordozóra felvitt formában. Ha az eljárás katalizátor nélkül is lefolytatható, akko" a szemcsés anyag valamely iners töltet, amely valamely egyéb úton járul hozzá a reakció lefolytatásához, így például töltőanyag, adszorbens, abszorbens, ioncserélő gyanta, stb. lehet. A folyadékot, amely lehet egykomponensű, vagy lehet egy vagy több folyadék keveréke egy vagy több gáznemű anyaggal, a 21. edény felső részén a 20. jelű nyíl mentén, a 22a. jelű felső csőrács fölött tápláljuk be. A folyadékot egyéb más betáplált anyagokkal együtt a 22. jelű töltött csöveken át lefelé áramoltatjuk. A folyékony terméket, amely az eredetileg betáplált folyadék egy részét is tartalmazhatja, vagy amely a töltetes csövekben kémiai reakció folytán képződött, vagy amely két vagy több ilyen folyadék keveréke, az edény alján, a 22b. jelű alsó csőrács alatt távolítjuk el a 25. csövön át, amely egy 26. jelű függőleges felszálló ágat is tartalmaz. A folyadékot ezután a 25. csövön át egy 27. jelű lefelé áramoltatásos rendszerű edénybe vezetjük további feldolgozásra, amely lehet egy újabb reakció, vagy a folyékony termékek elválasztása. A kívánt folyékony végtermék elvétele a 28. jelzésű vonal mentén történik. A gáznemű termék — amely lehet a tápfolyadékkal együtt eredetileg bevezetett gáz egy része (például a folyadékban oltott állapotban), vagy egy elpárologtatott folyadék, melyet a 20. jelű nyíl mentén juttattunk a készülékbe, vagy egy olyan gáznemű anyag, amely a reakció során fejlődött a 22. jelű töltetes csövekben, vagy a fentiekben említettek közül kettőnek vagy többnek a keveréke — a 21. számú reaktor felső részén, a 24. jelű vonal mentén távozik a készülékből, és kívánt 4 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
