Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_13589
.pdf
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_370962.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=370962&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB370962A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявки: октябрь. 8, 1930. № 30,150/30.
пи,, фев.
2,
1931, № 3304/31.
Остался один полный остаток: 30 июля 7931 года.
Полный текст принят: 8 апреля 1932 г., 37 962 ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
№ 30150, 1930 г. н.э.
Усовершенствования в производстве металлогарбонилов.
Я, Джеймс Йейт Джонсон, подданный Великобритании, проживающий по адресу: Линкольнс-Инн-Филдс, 47,
графство Лондон, джентльмен, настоящим заявляю, что сущность данного изобретения (которое было
передано мне из-за границы компанией I. G. Farbenindustrie Alktiengesellschaft из Франкфурта-на-Майне,
Германия, акционерным обществом, организованным в соответствии с немецким законодательством)
заключается в следующем:
Мои зарубежные корреспонденты обнаружили, что производство металлокарбонилов путем воздействия
монооксида углерода или содержащих его газов на металлообразующие металлы или содержащие их
материалы осуществляется в промышленных масштабах с особенно высокой производительностью на
единицу площади и времени, когда реакционный газ или жидкость, содержащая растворенный в нем
реакционный газ, например, металлокарбонил, или и то, и другое, вводятся в реакционный сосуд и/или
отводятся из него не в одном месте, а в нескольких местах.
Впускные и/или выпускные устройства для газа предпочтительно распределены внутри реакционного сосуда
не только по его длине, но и по его поперечному сечению и предпочтительно сконструированы таким образом,
чтобы к ним можно было подавать различное количество газа независимо друг от друга. Количество и
конструкция входных и/или выходных отверстий могут различаться в разных частях реакционного сосуда. Они
зависят от размера и формы реакционной камеры, от природы, особенно от реакционной способности,
исходных материалов, а также от используемых условий работы, например, от того, обрабатываются ли
исходные материалы монооксидом углерода в сухом состоянии или в присутствии жидкостей. Таким образом,
в лучшем случае, как правило, достаточно меньшего количества газовых потоков, чем Id при обработке
исходных материалов в сухом состоянии. Простейший метод заключается в использовании одной трубы,
проходящей вдоль продольной оси реакционного сосуда и снабженной соплами размером [P-eI - - ' ' '''"',
который выбирается в зависимости от количества газа, подаваемого в отдельные зоны реакционного сосуда.
Для обеспечения возможности подачи регулируемого, различного количества газа в отдельные секции
реакционного сосуда независимо друг от друга в случаях подачи газа вдоль оси, несколько трубок, которые
должны снабжаться газом независимо друг от друга, могут быть расположены концентрически одна внутри
другой вдоль продольной оси реакционного сосуда, при этом распределение газа по поперечному сечению
реакционного сосуда осуществляется с помощью устройства, подобного кольцевой горелке, или с помощью
сопел.
Форсунки могут иметь такие размеры и форму, что газ подается под сравнительно высоким давлением и с
высокой скоростью, обеспечивая тем самым подачу газа в значительную часть реакционного пространства.
Форсунки могут быть расположены только с одной стороны подающих труб, или же они могут быть
распределены более или менее равномерно по всей поверхности указанных труб.
При размещении их только с одной стороны подающих труб и когда содержимое реакционного сосуда
находится в жидком или пастообразном состоянии, указанное содержимое может перемещаться под
действием подаваемого газа. В качестве альтернативы, если подающие трубы расположены подвижно, газ
может привести их в движение, например, во вращение.
Кроме того, несколько входных отверстий, а предпочтительно и выходных, могут быть расположены с
интервалами в стенке реакционного сосуда по всей его поверхности. При желании к указанным отверстиям
можно подсоединить распределители или форсунки, расположенные внутри реакционного сосуда.
Сущность настоящего изобретения будет более подробно описана со ссылкой на прилагаемые чертежи,
которые схематически иллюстрируют расположение устройств, пригодных для осуществления изобретения,
однако изобретение не ограничивается этими схемами.
На рисунке 2 показан аппарат в вертикальном разрезе на рисунке 1 и в поперечном разрезе на рисунке 1 - - C.
--'v-v i k R C .7,\1\1; w, L F-'t.- f- 1\ 11 1 '. 1 --- --- t1 Vi;_-1-1 1 1 _= -,0 ,- j ' i 2 30,9f32. Реакционный сосуд А
круглого сечения имеет две крышки В, каждая из которых снабжена тремя отверстиями b, к которым
подсоединены трубы c внутри реакционного сосуда А. Трубопроводы c служат для подачи газа, могут
перекрываться независимо друг от друга с помощью клапанов и питаются от циркуляционных и подающих
газовых насосов через трубопроводы Z. Они выступают на различное расстояние вглубь реакционного сосуда
и снабжены большим количеством сопел в местах, откуда должен вытекать газ. Отвод газов осуществляется
через отверстия J и e или трубу J, к которой подсоединена отводная труба a. Данная конструкция,
обладающая особым преимуществом в том, что поступающие газы, обычно холодные, нагреваются перед
тем, как попасть в реакционную камеру А, особенно в более длинных трубках С, подходит как для работы в
присутствии жидкостей, например, в непрерывном режиме, так и для работы с газообразным монооксидом
карбона (и реакционным материалом в виде кусочков).
В первом случае выходное отверстие в точке e отсутствует, и ни одна из труб ò не должна быть полностью
свободна от потока газа в любой момент времени, чтобы избежать засорения форсунок. 30 Другой вариант
расположения газопроводов в реакционном сосуде показан на рисунке 3; сам сосуд не показан для большей
наглядности. На рисунке 4 представлен вид устройства, показанного на рисунке 35. В этой конструкции в
реакционный сосуд вводятся три подающие трубы, расположенные концентрично друг в друге. В их верхних
концах.
которые находятся на разных уровнях, указанные трубы (41) соединены с распределительными устройствами,
аналогичными по конструкции кольцевой горелке, которые распределяют газ по всему поперечному сечению
реакционного сосуда.
Датировано 5 октября 1930 года.
Дж. Й. и Г. У. Джонсон, 47, Линкольнс-Инн-Филдс, Лондон,
У. К. 2, Агенты.
СПЕЦИФИКАЦИЯ PI'RG VISIONAL.
№ 3304, 1931 г.
Усовершенствования в производстве метилкарбонилов.
Я, ДЖАРЕС ЙЕЙТ Джохокс, британец, проживающий по адресу: Линкольнс Инн Пилдс, 417, графство Лондон,
джентльмен, настоящим заявляю о характере данного изобретения и о том, что они затрудняют заполнение
реакционного сосуда и, в условиях непрерывной работы, пропускание реагирующих материалов через сосуд.
80 из-за границы компанией I. G. Farbenindustrie. Мои зарубежные корреспонденты обнаружили, что
указанные цели достигаются без возражений, присущих компаниям, организованным в соответствии с
законодательством Германии (Aktiengesellschaft, Франкфурт-на-Майне, Германия), специальными
устройствами нагрева или охлаждения внутри или снаружи реакционного сосуда. 85 При получении
металлокарбонилов путем регулирования температуры посредством воздействия монооксида углерода или
газов, содержащих эти вещества, на материалы, способные образовывать карбонилы, и приведения их в
прямой контакт с реагирующими материалами.
Указанный поток 900, а также для предотвращения неудобств, связанных с разложением монооксида
углерода, может быть введен без причин разложения монооксида углерода. Особенно важно, чтобы
температура и количество потока были такими, чтобы желаемое изменение температуры происходило в
течение необходимого времени. 95%-ное действие происходило быстро и равномерно, чтобы избежать
любых колебаний температуры. Потоковая среда может быть либо газом, либо жидкостью. При
использовании газов в качестве среды предпочтительно применять сам реакционный газ, а именно углерод,
изготовленный из специального нагревательного и охлаждающего демоноксида, или газ, содержащий его. С
этой целью может использоваться сам реакционный газ, а именно углерод, изготовленный из специального
нагревательного и охлаждающего демоноксида, или газ, содержащий его. Если, например, температура в
реакционном пространстве слишком высока, то реакционный газ пропускается через реакционный сосуд с
подходящей более низкой температурой и в сосуде, в результате чего пространство для реакции
уменьшается, газ нагревается внутри сосуда, охлаждая его, а после выхода из сосуда он проходит через
подходящий охладитель, где охлаждается до желаемой температуры, а затем снова вводится в сосуд по
кругу, предпочтительно без сброса давления.
Для преодоления нежелательного падения температуры в реакционном пространстве реакционный газ
используется аналогичным образом, но с соответствующей более высокой температурой. Особенно в целях
охлаждения вместо реакционного газа можно использовать другие инертные газы, такие как водород, азот и
диоксид углерода; в этом случае охлаждающее действие будет особенно сильным, поскольку реакционный
газ будет разбавленным.
Аналогичным образом могут быть использованы инертные жидкости или расплавы, например, органические
вещества, такие как масла, парафин и другие углеводороды, или любые другие жидкости, которые при
используемых рабочих условиях (концентрации, давлении и температуре) не оказывают существенного
вредного воздействия на карбонилсодержащее вещество, монооксид углерода и карбонилсодержащее
вещество.
Жидкости с высокой удельной теплоемкостью, такие как, например, вода, особенно подходят для этой цели,
как и жидкие или расплавленные карбонилы металлов.
Вопреки ожиданиям, производительность на единицу времени и пространства не снижается при таком
способе работы, а значительно повышается благодаря быстрой и равномерной регулировке температуры.
Разница между температурой газов или жидкостей и температурой реакционного сосуда может быть легко
отрегулирована в соответствии с требованиями. Чтобы избежать значительных скоростей потока в
реакционном сосуде, указанная разница температур предпочтительно выбирается достаточно большой;
однако разница ограничена тем фактом, что при слишком высоких температурах происходит разложение
монооксида углерода и существует опасность того, что введенный холодный газ или жидкость могут
остановить реакцию сначала на входе, а затем по всему реакционному сосуду.
Особенно равномерный эффект охлаждения или нагрева достигается, когда потоки среды вводятся или
отводятся не в одном месте, а в нескольких местах реакционного сосуда, как описано, например, в
спецификации № 30150 от 1930 г., и в этом случае различные потоки среды могут иметь разные температуры
и разные скорости независимо друг от друга. Таким образом, в значительной степени исключается опасность
локального переохлаждения или перегрева содержимого реакционного сосуда, что позволяет, например,
сильно охлаждать текущую среду и нагревать или охлаждать каждую зону реакционного пространства по
желанию, независимо от других частей реакционного пространства. При подаче тепла с помощью угарного
газа или газов.
Чтобы сохранить это, необходимо подавать газ таким образом в нескольких местах реакционного сосуда,
поскольку слишком высокая температура.
Во избежание разложения 75%-ного монооксида углерода необходимо избегать высоких температур газа.
Подача рабочей среды может осуществляться, например, с помощью насоса.
Перед попаданием в реакционный сосуд жидкая среда может быть более или менее насыщена монооксидом
углерода, предпочтительно под давлением, преобладающим в реакционном сосуде, и это особенно
рекомендуется при использовании жидких или расплавленных карбонилов в качестве жидкой среды во
избежание разложения. Жидкая среда, замедляющая процесс и вводимая с целью охлаждения, может быть в
большей или меньшей степени полностью преобразована в паровую фазу в реакционном сосуде. В данном
случае тепло отводится не только путем нагревания жидкости до температуры реакционного сосуда, но и
путем ее испарения. Образовавшиеся пары предпочтительно конденсируют повторно в подходящем месте,
например, вне реакционного сосуда, и при необходимости их можно вернуть в реакционный сосуд.
Сущность настоящего изобретения будет дополнительно разъяснена со ссылкой на прилагаемые
схематические чертежи, которые иллюстрируют, в качестве примера, два типа устройств, пригодных для
использования в соответствии с настоящим изобретением, но изобретение не ограничивается показанной
конкретной компоновкой.
В аппарате, показанном на рисунке 1, сосуд высокого давления 1 заполнен суспензией железа в карбониле
железа. Оксид углерода вводится в сосуд {je под давлением 200 атмосфер с помощью трубок 2, снабженных
регулирующими клапанами 3. Газы покидают реакционный сосуд по трубе 4, а затем проходят через
охладитель 5. Выделенный в нем жидкий карбонил железа может быть возвращен в реакционный сосуд в
необходимом количестве с учетом температуры в реакционном сосуде с помощью труб 6, снабженных
регулирующими клапанами 7. Остаток жидкого карбонила (120%) удаляется из охладителя через трубу 8 и
выпускной клапан 9. Количество газа, подаваемого в сосуд, подбирается таким образом, чтобы содержание
карбонильных групп составляло 125.
Испарять, чтобы предотвратить чрезмерное разбавление пасты в реакционном сосуде.
В аппарате, показанном на рисунке 2, сосуд высокого давления 1 заполнен пористым никелем в виде кусков.
Оксид углерода 1301 S 370,962 до J70,9t29 подается в сосуд под давлением 200 атмосфер по трубе 2 и
выходит из сосуда по трубе 4. Образовавшийся в ходе реакции жидкий карбонил никеля по трубе 10 поступает
в охладитель 5. Поскольку при охлаждении вещество становится тяжелее, оно течет вниз через охладитель и
возвращается в сосуд по трубе 6, снабженной регулирующим клапаном 7.
Если температура в реакционном сосуде слишком сильно понизится, то вместо охлаждающей среды в
охладитель 5 подается нагревающий газ, в результате чего направление потока карбонила меняется на
противоположное: горячий карбонил подается в сосуд по трубе 10, а охлажденный карбонил отводится по
трубе 6.
Следующий пример дополнительно проиллюстрирует использование испаряющихся жидкостей в качестве
текучей среды, однако принцип работы не ограничивается этим конкретным примером.
Оксид углерода под давлением подается вверх через вертикальный сосуд высокого давления, заполненный
суспензией железа в углероде железа. Сосуд снабжен рефлекторным конденсатором, в котором пар
карбонила, переносимый выходящим потоком газа, в большей или меньшей степени сжижается в
зависимости от температуры охлаждения в конденсаторе, и из которого сжиженный карбонил возвращается
охлажденным обратно в сосуд. Полученный методом рециркуляции карбонил может подаваться в сосуд через
ряд погружных труб, которые при необходимости могут быть закрыты с помощью клапанов. Однако нет
необходимости возвращать весь объем сжиженного углерода, полученного в обратном холодильнике, в
реакционный сосуд для охлаждения. В этом случае температура охлаждения в конденсаторе может
поддерживаться постоянно постоянной, поскольку количество рециркулируемого углерода ограничено
количеством, которое в противном случае отводится. Количество жидкости, испаряемой в любой конкретной
точке сосуда с целью охлаждения, и, следовательно, интенсивность охлаждения, может регулироваться
количеством газа, подаваемого в эту точку, поскольку газ должен насытиться паром.
Поэтому особенно выгодно не только распределить входы и выходы для жидкости по всему сосуду, но и
распределить входы и выходы для газа в соответствии с указанной спецификацией №.
30,150, 1930 г. н.э. В некоторых случаях испарение может происходить настолько быстро, что введенная
жидкость немедленно переходит в газообразную или парообразную фазу, и жидкость как таковая
присутствует в сосуде лишь в течение короткого времени.
Вместо рефлюксного конденсатора для конденсации испаряемых в сосуде жидкостей можно использовать
любой другой тип охладителя. В тех случаях, когда подача сконденсированного углерода или другой
используемой жидкости не может быть осуществлена напрямую, например, из-за разницы уровней, это может
быть произведено с помощью насоса. В любом случае выгодно, чтобы жидкость, используемая для
охлаждения или нагрева, оставалась внутри реакционной системы, поскольку в этом случае она всегда
насыщена реакционным газом и не требует доведения до реакционного давления. Вместо или в дополнение к
испаряемым жидкостям могут использоваться труднолетучие жидкости, или может быть испарена только
часть испаряемой жидкости. Жидкости, например, масла, карбонилы в жидкой фазе и тому подобное, или
пасты, состоящие из соответствующих жидкостей и мелкозернистых материалов, способных образовывать
карбонилы, приготовленные в соответствии со спецификацией № 323232, предпочтительно циркулируют без
сброса давления, с одной стороны, через сосуд, заполненный реакционным материалом, а с другой стороны,
через достаточно эффективный теплообменник.
С помощью распределительных устройств для ввода и/или вывода жидкости любое желаемое количество
жидкости может быть подано в любую часть сосуда, где достигается особенно интенсивный охлаждающий
или нагревающий эффект. Во многих случаях циркуляция может осуществляться без специальных приводных
средств, поскольку жидкость нагревается в сосуде и поднимается в нем, переходит в охладитель, опускается
в него из-за увеличения удельного веса, вызванного охлаждением, и снова поступает в сосуд. В процессах
нагрева указанная циркуляция происходит в противоположном направлении. В процессе, соответствующем
настоящему изобретению, особенно выгодно сочетать регулирование температуры с помощью жидких сред с
регулированием температуры с помощью газообразных сред. Тепло, отводимое из реакционной камеры
потоком среды, предпочтительно отводится надлежащим образом в соответствующем оборудовании и
используется, например, для производства пара высокого давления.
Особое преимущество процесса согласно настоящему изобретению заключается в том, что аппарат,
служащий для поглощения отводимого тепла или для его подачи, может быть в большей или меньшей
степени пространственно отделен от аппарата, служащего для образования карбонила, и не объединен с ним,
как в других процессах в оболочках, ребрах и тому подобном излучателях 1W MA в сочетании с ними.
Например, более интенсивная регулировка температуры может осуществляться с помощью таких устройств, в
то время как более тонкая регулировка температуры может осуществляться с помощью гребной среды,
предпочтительно реакционных газов. Устройства нагрева и охлаждения 70 предпочтительно располагаются
таким образом, чтобы отдельные зоны реакционного сосуда могли независимо друг от друга подвергаться
воздействию, например, путем создания нескольких отдельных трубопроводных систем, камер охлаждения 75
и тому подобного.
Охлаждение и нагрев циркулирующей среды могут осуществляться обычным способом. В некоторых случаях
целесообразно отводить используемую реакционную среду из других реакционных сосудов или систем,
применяемых для получения карбонильных соединений. Таким образом, например, для нагревания
карбонилсодержащего материала, горячие жидкости из работающего на полную мощность реакционного
сосуда могут быть поданы к карбонилсодержащему материалу, при этом последний нагревается, а затем
жидкости, которые таким образом нагрелись, могут быть возвращены в реакционный сосуд для отвода
дополнительных объемов тепла. Аналогичным образом различные жидкости из разных реакционных сосудов
могут быть приведены в теплообменное взаимодействие друг с другом.
При одновременной работе нескольких реакционных сосудов также выгодно охлаждать горячие газы одного
реакционного сосуда с помощью холодных газов другого реакционного сосуда, благодаря чему тепловые
потребности одного реакционного сосуда полностью удовлетворяются за счет другого. Когда оба реакционных
сосуда работают под одинаковым давлением, стенки теплообменника могут быть очень тонкими.
Реакционные сосуды также могут быть расположены один за другим, при этом горячие газы J05 из одного
сосуда будут переходить в следующий.
Если при использовании газов в качестве рабочей среды необходимо, например, в случаях, когда требуется
немедленное интенсивное охлаждение, осуществлять охлаждение с помощью газов, отличных от
реакционных газов, например, инертных газов, которые вытесняют реакционные газы и, следовательно,
способны остановить реакцию, целесообразно использовать инертные газы, которые легко удаляются или
которые вместе с реакционными газами образуют смесь, пригодную для других целей.
Дата: 2 февраля 1931 года.
Дж. Й. и Г. У. Джонсон, - 47, Линкольнс-Инн-Филдс, Лондон,
В.К. 2, А,енты.
какое охлаждающее устройство расположено на реакционном сосуде или внутри него. В этом основном
устройстве, предназначенном для отвода тепла от выходящей из печи среды, может быть предусмотрено
сужение, максимально подходящее для отвода тепла, благодаря чему использование энергии, например, для
производства пара высокого давления с применением принципа постоянного тока, значительно облегчается.
Для облегчения теплопередачи в охлаждающем или нагревательном аппарате может использоваться
внешний охлаждающий или нагревательный элемент под давлением, существующим в самом аппарате, так
что необходимы лишь тонкие разделительные нагревательные элементы. Например, при работе под
давлением 200 атмосфер охлаждающая вода подается через систему охлаждения под давлением 200
атмосфер или под давлением, лишь незначительно отличающимся от него.
Особенно выгодно использовать отработанное тепло в процессах получения и обработки самих карбонилов,
например, для использования тепла при приготовлении веществ, образующих карбонилы, например, для
предварительного нагрева исходного материала перед восстановлением и, при необходимости, газов,
используемых для восстановления, или в связи с термическим разложением карбонилов металлов, для
предварительной обработки нагревающих газов и испарения карбонилов, а также при дальнейшей обработке
полученных таким образом металлов. Например, холодные жидкости могут пропускаться через реакционную
камеру для отвода тепла, которое затем отводится в горячую жидкость, и содержащееся в них тепло может
быть использовано в указанных процессах, которые расходуют тепло. Жидкий карбонил в нагретом
состоянии, при необходимости перегретый, может быть направлен, например, в испаритель аппарата для
деконволюции, позволяющего получать свободные металлы из карбенила, так что его не нужно
дополнительно нагревать в нем.
Особенно выгодным вариантом использования отходов при применении газов в качестве рабочей среды
является использование горячих газов непосредственно в исходном виде, например, когда горячий монооксид
углерода подается в реакционный сосуд, в котором осуществляется разложение карбонилов, при этом
горячие газы отводятся из емкости, в которой происходит образование карбонилов, и подаются
непосредственно для требуемой цели.
В некоторых случаях может быть предпочтительнее не осуществлять регулирование температуры
исключительно за счет протекающих сред, а именно газов, жидкостей или того и другого, а использовать
специальные устройства охлаждения и нагрева, такие как спирали, трубы, 370,962 370,962 ПОЛНАЯ
СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в производстве металлокарбонилов.
Я, Джеймс Йель Джойл, подданный Великобритании, проживающий по адресу: Линкольнс-Инн-Филдс, 47,
графство Лондон, джентльмен, настоящим заявляю о характере данного изобретения (о котором мне
сообщила из-за границы компания I. G. Farbenindustrie Aktiengesellschaft из Франкфурта-на-Майне, Германия,
акционерное общество, организованное в соответствии с немецким законодательством), и о том, каким
образом оно должно быть осуществлено, что будет подробно описано и установлено в следующем заявлении:
Металлокарбонилы получают путем воздействия монооксида углерода (газа, содержащего монооксид
углерода) на материал, содержащий металл, способный образовывать металлокарбонил, обычно при
повышенных температурах и предпочтительно при высоком давлении. Если этот процесс осуществляется в
промышленных масштабах, крайне важно предотвратить неудобства, связанные с разложением монооксида
углерода, и с этой целью особенно важно, особенно при работе под давлением, отводить значительное
количество тепла, выделяемого в результате реакции, и быстро и равномерно устранять любые колебания
температуры, даже если они носят лишь локальный характер. Для контроля температуры в реакционном
сосуде можно использовать специальные охлаждающие устройства, такие как змеевики или рубашки, но у них
есть недостаток: их действие медленное и недостаточно равномерное, они требуют пространства внутри
реакционного сосуда, из-за чего теряется реакционное пространство, что особенно неудобно при работе под
давлением, и они затрудняют заполнение реакционного сосуда и, при непрерывной работе, прохождение
реагирующих материалов через сосуд. Мои зарубежные корреспонденты нашли метод работы, который, по
крайней мере в значительной степени, преодолевает указанные недостатки, так что процесс может быть
успешно и экономично осуществлен в крупном промышленном масштабе.
В процессе, описанном в настоящем документе, используется жидкость, подаваемая через реакционный
сосуд, посредством которой отводится тепло, выделяемое в ходе реакции. Для этого жидкость подается в
реакционную цепь при такой температуре и в таком количестве, чтобы желаемое изменение температуры
происходило в течение необходимого времени. В качестве реагентов могут использоваться инертные
жидкости или расплавы, например, органические вещества, такие как масла, парафин и другие углеводороды,
или любые другие жидкости, которые в условиях проводимой работы (концентрация, давление и температура)
не оказывают существенного негативного воздействия на карбонилсодержащие вещества, монооксид
углерода и образующиеся карбонильные соединения.
Жидкости с высокой удельной теплоемкостью, например вода, особенно подходят, поскольку 70 также
являются жидкими или расплавленными карбонильными соединениями иметаллов.
При желании, окись углерода можно предварительно растворить в этих жидкостях.
Если, например, температура в реакционном сосуде становится слишком высокой, 75 жидкость подается в
сосуд с подходящей более низкой температурой и в соответствующем количестве; жидкость нагревается
внутри сосуда, охлаждая его, а после выхода из сосуда она 80 проходит через подходящий охладитель, где
охлаждается до желаемой температуры, а затем снова подается в сосуд по кругу, предпочтительно без
сброса давления. 85 Вопреки ожиданиям, производительность на единицу времени и пространства не
снижается при таком способе работы, а значительно повышается благодаря быстрой и равномерной
регулировке температуры. 90 Разница между температурой жидкостей и температурой реакционного сосуда
может быть легко отрегулирована в соответствии с требованиями. Чтобы избежать значительных скоростей
потока в реакционном сосуде, указанная разница температур предпочтительно выбирается достаточно
большой; однако эта разница ограничена тем фактом, что при слишком высоких температурах происходит
разложение монооксида углерода, и существует опасность того, что вводимая холодная жидкость может
остановить реакцию сначала на входе, а затем и по всему реакционному сосуду.
Чтобы избежать каких-либо неудобств в этом отношении, целесообразно обеспечить эффективное
перемешивание содержимого реакционного сосуда. Это может быть достигнуто с помощью механических
перемешивающих устройств, таких как мешалки или шнековые конвейеры, или путем создания большой
разницы температур между вводимой жидкостью и содержимым реакционного сосуда, что приводит к
тщательному перемешиванию за счет конвекции. Также может быть использован своего рода охладитель для
конденсации жидкостей, испаряющихся в сосуде. В случаях, когда введение конденсированного карбонила
или другой используемой жидкости не может быть осуществлено непосредственно, например, из-за разницы
уровней, это может быть произведено с помощью насоса. В любом случае выгодно, чтобы жидкость,
используемая для охлаждения или нагрева, оставалась внутри реакционной системы, поскольку в этом
случае она всегда насыщена реакционным газом и не требует доведения до реакционного давления.
Вместо или в дополнение к испаряемым жидкостям SO можно использовать труднолетучие жидкости, или
же испаряться может только часть испаряемой жидкости. Жидкости, такие как, например, масла, карбонилы в
жидкой фазе и тому подобное, или пасты 5, состоящие из соответствующих жидкостей и мелкодисперсных
материалов, способных образовывать карбонилы, предпочтительно циркулируют без сброса давления, с
одной стороны, через сосуд 90, заполненный реакционным материалом, а с другой стороны, через достаточно
эффективный теплообменник. В большинстве случаев циркуляция может осуществляться без специальных
приводных устройств, поскольку жидкость 95 нагревается в сосуде и поднимается в нем, переходит в
охладитель, опускается в него за счет увеличения удельной плотности, вызванного охлаждением, и снова
поступает в сосуд. 100 Процесс согласно настоящему изобретению может быть осуществлен таким образом,
что жидкость подается в реакционный сосуд только в одном месте и также вытекает из него только в одном
месте. 105 Однако часто предпочтительнее подавать жидкость в реакционный сосуд или выводить ее из него,
или и то, и другое, в нескольких местах, которые распределены, предпочтительно, в нескольких зонах по
всему пространству внутри реакционного сосуда.
В данной модификации процесса согласно настоящему изобретению с теми же результатами можно
использовать газы вместо жидкостей. В этом случае предпочтительно использовать сам реакционный газ, а
именно оксид углерода или газ, содержащий его. Вместо реакционного газа можно использовать другие
инертные газы, такие как водород, азот и диоксид углерода. В этом случае охлаждающее действие будет
особенно сильным, поскольку реакционный газ разбавляется, и, следовательно, реакция замедляется, так что
выделяется меньше тепла. Указанный метод работы имеет немало преимуществ. Таким образом, было
замечено, что при введении оксида углерода в реакционный сосуд — посредством всего одного канала 13O —
введение жидкостей происходит под значительно более высоким давлением, чем то, которое существует в
реакционном сосуде, например, путем введения жидкостей через каналы с соответствующим образом
расположенными соплами, благодаря чему жидкостям передается высокая скорость, что приводит к
эффективному перемешиванию.
Жидкости могут подаваться, например, с помощью насоса.
Перед попаданием в реакционный сосуд жидкости предпочтительно в той или иной степени насыщают
монооксидом углерода, желательно под давлением, существующим в реакционном сосуде, и это особенно
рекомендуется при использовании жидкого или расплавленного углерода! бонилы в жидком состоянии, чтобы
избежать разложения.
Жидкости, вводимые с целью охлаждения, могут быть в большей или меньшей степени полностью
преобразованы в паровую фазу в реакционном сосуде; в этом случае тепло отводится не только за счет
нагрева жидкости до температуры реакционного сосуда, но и за счет ее испарения. Образовавшиеся пары
предпочтительно конденсируют повторно в подходящем месте вне реакционного сосуда и при необходимости
могут быть возвращены в реакционный сосуд.
Следующий пример дополнительно проиллюстрирует использование испаряющихся жидкостей в качестве
текучей среды, но режим работы не ограничивается этим конкретным примером.
:35 Оксид углерода подается под давлением вверх через вертикальный сосуд высокого давления,
заполненный суспензией железа в углеродном растворе железа. Сосуд снабжен рефлюксным конденсатором,
в котором пары карбонильной группы, переносимые выходящим потоком газа, в большей или меньшей
степени сжижаются в зависимости от температуры охлаждения в конденсаторе, и из которого сжиженный
карбонильный пар возвращается охлажденным обратно в сосуд. Однако нет необходимости возвращать весь
карбонильный продукт, сжиженный в обратном холодильнике, в реакционный сосуд для охлаждения. В этом
случае температуру охлаждения в конденсаторе можно поддерживать постоянно постоянной, поскольку
количество рефлюксного каронила ограничено количеством, которое в противном случае отводится.
Количество жидкости, испаряемой в сосуде с целью охлаждения, и, следовательно, интенсивность
охлаждения, могут регулироваться количеством подаваемого газа, поскольку газ должен насытиться паром. В
некоторых случаях процесс испарения может осуществляться настолько быстро, что введенная жидкость
немедленно переходит в газообразную или парообразную фазу, и жидкость в таком виде присутствует в
сосуде не более короткого времени.
Вместо обратного конденсатора, любой другой конденсатор 370,962 370,962, отводящий газ из него только
одним проходом, быстро реагирует с металлом вблизи газового входа, но его активность очень быстро
снижается, поскольку достигается равновесие, и поэтому необходимо большое количество газа и паров
карбонилов.
газ проходит через большую часть реакционного сосуда без дальнейшего образования карбонильных
соединений; вследствие этого явления требуется длительное время, прежде чем металл, находящийся рядом
с выходным отверстием газа, вступит в реакцию.
Согласно настоящему изобретению, этот недостаток преодолевается, по меньшей мере, в значительной
степени, за счет организации процесса, при котором жидкость или газ подаются в реакционный сосуд или
отводятся из него, или и подаются, и отводятся из него, в нескольких местах, которые предпочтительно
распределены в нескольких зонах по всему пространству внутри реакционного сосуда.
Данное изменение в настоящем изобретении имеет дополнительное преимущество, заключающееся в
возможности не только отводить тепло из реакционного сосуда, но и использовать жидкости или газы таким
образом, чтобы их теплосодержание при выходе из реакционного сосуда не превышало теплосодержание при
входе в него, т.е.
Либо жидкости, либо газы имеют одинаковую температуру при входе и выходе из реакционного сосуда, либо
они могут быть даже холоднее при выходе из реакционного сосуда, чем при входе в него, тем самым
обеспечивая нагрев той или иной зоны внутри реакционного сосуда.
Далее будет приведено более подробное описание изобретения и способа его осуществления со ссылкой на
прилагаемые схематические чертежи и чертежи, прилагаемые к предварительным техническим условиям
№№.
30,150 1930 г. и 3304 г. н.э., 1931 г. н.э., которые иллюстрируют, например, некоторые формы аппаратов,
пригодных для использования в соответствии с настоящим изобретением, но изобретение не ограничивается
конкретными показанными устройствами.
Итак, сначала будут описаны некоторые виды аппаратов, в которых жидкость подается в реакционный сосуд
только в одном месте и также отводится из него только в одном месте.
На рисунке 1 прилагаемых чертежей реакционный сосуд 1 снабжен входным отверстием 2 для монооксида
углерода в его нижней части. Газ, содержащий пары карбонильных соединений, отводится по трубе 3 и
подается в охладитель 4. Путем соответствующего регулирования температуры в охладителе,
соответствующая часть карбонила конденсируется в нем и возвращается в реакционный сосуд по трубе 3.
Остаток карбонила вместе с монооксидом углерода выходит из аппарата по трубе 5.
Модифицированная схема показана на рисунке 2 прилагаемых чертежей.
В данной конструкции реакционный сосуд 170 снабжен шнековым конвейером 6, работающим внутри
цилиндрической направляющей 7 и обеспечивающим тщательное перемешивание содержимого реакционного
сосуда 1. Весь пар карбонильной группы отделяется от газа в охладителе 4, часть карбонильной группы
возвращается в сосуд 1 по трубе 8, а остальная часть отводится по трубе 9.
В устройстве, показанном на рисунке 2 из 80 (чертеж, прилагаемый к Ирландской технической спецификации
№ 3304 от 1931 г.), сосуд высокого давления 1 заполнен пористым никелем в виде кусков. Оксид углерода
подается в сосуд 85 под давлением 200 атмосфер через трубу 2' и выходит из сосуда через трубу 4. Жидкий
никель (карбонил) используется в реакционных печах в качестве охладителя 5 посредством трубы 10.
Поскольку при охлаждении вещество становится тяжелее, оно течет вниз через охладитель и возвращается в
сосуд по трубе 6, снабженной регулирующим клапаном 7.
Если температура в реакционном сосуде 95 начнет падать слишком низко, подача охлаждающей среды в
охладитель 5 прекращается, или циркуляция жидкого карбонила прекращается путем закрытия клапана 7.
Рисунок 3 прилагаемого руководства иллюстрирует устройство, пригодное для использования, в котором
исходный материал представлен в виде пасты или суспензии в подходящей жидкости, такой как жидкий
углерод.
Оксид углерода подается в реакционный сосуд 1 посредством устройства 2, когда паста или суспензия
исходного материала вводится по трубе.
11. Содержимое реакционного сосуда по трубе 12 поступает в сепаратор jjo 13, где газ и пары отделяются от
пастообразного остатка. Газ и пары по трубе 3 поступают в охладитель 4, при этом жидкий карбонил
отделяется от газа в сепараторе 14. Жидкий карбонил частично возвращается в реакционный сосуд l по трубе
8, а оставшаяся часть карбонила отводится по трубе 9. Оксид углерода выходит из аппарата по трубе 5 (120).
Теперь я перейду к более подробному описанию некоторых типов аппаратов, в которых жидкость или газ
подаются в реакционный сосуд, отводятся из него или и подаются, и отводятся из него в нескольких местах,
которые предпочтительно распределены в нескольких зонах по всему пространству внутри реакционного
сосуда.
Из вышеизложенного легко понять, что устройство, используемое в соответствии с данной модификацией
изобретения, состоит из подходящего реакционного сосуда, имеющего множество входных и/или выходных
устройств для жидкости или газа, которые предпочтительно распределены внутри реакционного сосуда не
только по его длине, но и по его поперечному сечению и предпочтительно сконструированы таким образом,
чтобы к ним можно было подавать различное количество жидкости или газа независимо друг от друга.
Количество и конструкция входных и/или выходных отверстий могут различаться в разных частях
реакционного сосуда. Они зависят от размера и формы реакционной камеры, от природы, особенно от
реакционной способности, исходных материалов и от используемых условий работы, например,
обрабатываются ли исходные материалы монооксидом углерода в сухом состоянии или в присутствии
жидкостей. Таким образом, в последнем случае, как правило, достаточно меньшего количества газовых
потоков, чем при обработке исходных материалов в сухом состоянии.
При использовании оксида углерода в качестве газа простейшим методом является применение одной трубы,
проходящей вдоль продольной оси реакционного сосуда и снабженной отверстиями или патрубками, размер
которых выбирается в зависимости от количества газа, подаваемого в отдельные зоны реакционного сосуда.
Соседние файлы в папке патенты