В данной статье рассматривается процесс получения жидких хлорпарафинов марки ХП-52 с использованием в качестве катализатора Н₂О в фазовом состоянии газ-жидкость в реакторе смешения периодического действия. В статье приведен конструктивный расчет реактора периодического действия.

Ключевые слова: хлорпарафины, хлорирование, газожидкостный реактор.

Газожидкостный реактор предназначен для осуществления химических превращений в жидкости, в объем которой из газа вносится один или несколько регулирующих компонентов. Чаще этим компонентом является труднорастворимый газ, когда сопротивление массопереносу сосредоточено в жидкостном слое вблизи границы раздела фаз [1, с.239].

Реактор хлорирования парафинов по типу РИС-П представляет собой вертикальный стальной эмалированный аппарат с рубашкой, мешалкой, сифонами, установленными на приеме парафина жидкого, подаче хлора испаренного, сливе с ловушки.

Основные технические данные и характеристики:

Номинальный объем, м³:

корпуса с крышкой — 6,3;

рубашки — 0,832.

Рабочее давление МПа (кгс/см²):

в корпусе — 0,3 (3,0);

в рубашке — 0,6 (6,0).

Рабочая температура стенки — не более плюс 130 ° С;

Прибавка для компенсации коррозии — корпуса и рубашки — 0,5 мм;

Частота вращения мешалки, с^-1 (об/мин) — 0,83±0,08 (50±5,0).

Комплектность реактора:

Диаметр корпуса внутренний, см — D=180;

Диаметр рубашки внутренний, см — D₁= 195.

Модуль продольной упругости при температуре 130°С, кгс/см² для углеродистой стали — Е=1,88∙10⁶.

Коэффициент прочности сварного шва:

корпуса — ϕ=1,0;

рубашки — ϕ=0,9.

Расчет корпуса [2, с.17]:

Расчёт обечайки корпуса, работающей под внутренним давлением:

S≥Sр+C;

где ;

S=0,26+0,23=0,49 cм.

Расчёт днища корпуса, работающей под внутренним давлением:

S≥S₁р+C;

S=0,3+0,23=0,53 cм.

Расчет допускаемого внутреннего давления:

Расчет допускаемого внутреннего давления на обечайку корпуса:

15,8>3,0

Расчет допускаемого внутреннего давления на днище корпуса:

17,5>3,0

R=D — для эллиптических днищ с Н=0,250

Расчет рубашки:

Расчет обечайки рубашки, работающей под внутренним давлением:

S₂=S_2p+C

S₂=0,44+0,18=0,62 см, принимаем S₂=0,8 см.

Расчет днища рубашки, работающей под внутренним давлением:

S₃≥S_3p+C;

S₃=0,58+0,18=0,76 см, принимаем S₃=1,0 см.

Толщина стенки днища определяется по формуле:

S₄≥S_4p+C;

R=D=180 см;

Φ=1,0;

S₁≥0,3+0,23=0,53 см, принимаем S=1,6 см.

Определение основных расчетных размеров

Расчетный диаметр днища, см:

Х=0

Х=53

Х=55

Расчетный диаметр отверстия:

Для штуцера 1:

d_P=d+2∙C_S=4,0+2∙0,23=40,46 см;

Для штуцеров Б и Г:

Расчетные толщины стенок штуцеров:

Литература:

1. Машины и аппараты химический производств/ И. В. Доманский, В. П. Исаков, Г. М. Островский и др.; Под общ. Ред. В. Н. Соколова — 2-е изд., перераб. и доп. — СПб.: Политехника, 1992. — 327 с.
2. Бердник В. М., Владимиров Б. Е., Коломиец Р. В. / Расчет и конструирование тонкостенных аппартов пищевых, химических и нефтехимических производств: учебное пособие / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). — Ночеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2013. — 212 с.