На рис. 28 [202] представлена реакционная колонна для ги­дратации олефинов в присутствии таблетированного катализа­тора. Колонна работает при давлении до 300 ат и температуре 200—300°. Корпус взят стандартный, — внутренним диаметром 800 мм при длине 18 м, применяющийся для колонн при дру­гих синтезах. Корпус выполнен из хромомолибденовольфрамовой стали (0,15—0,20% С; 2,5% Сr; 0,5% Мо; 0,5% W) и футерован изнутри устойчивой против коррозии хромоникелевой сталью типа 18—8. Крышки реактора уплотнены стальным обтюратором, имеющим двойную конусность. Особенностью этой колонны, предназначенной для проверки процесса гидратации олефинов в заводском масштабе, является большое число штуцеров, тру­бок и карманов, необходимых для секционного подвода газа, взятия проб в различных точках и измерения температур.

В колонне предполагалось проводить, в первую очередь, ги­дратацию этилена и пропилена, получая при этом изопропиловый и этиловый спирты.

Этиловый спирт получают из этилена и воды под давлением до 300 ат и температуре до 300°. Катализатором служат окиси вольфрама и цинка, осажденные на кремнеземе. Производитель­ность колонны — 1 т спирта в день на 1 м3 катализатора.

Реакция гидратации пропилена проводится при давлении 200—300 ат и температуре 200—240° в присутствии катализатора.

В изображенной колонне вода поступает через отверстие в верхней крышке на тарелку и равномерно орошает поверхно­стный слой катализатора, заполняющего реактор, Пропилен входит по центральной трубе в верхней крышке и затем вместе с водой проходит катализатор сверху вниз. Экспериментально при этом было установлено, что во избежание «захлебывания» через квадратный дециметр поперечного сечения колонны не должно проходить более 120—180 л жидкости в час. В колоннах диаметром свыше 300 мм применялось распределяющее жидкость устройство 9, однако практика показала, что существенного улучшения режима это устройство не дает и в последних кон­струкциях от него отказались.

Лабораторные реакторы

Конструкции лабораторных реакторов весьма разнообразны, что вызвано как особенностями химических процессов, которые в большом числе разрабатываются в лабораториях, так и вы­сокими требованиями к точности показателей, получаемых в процессе работы.

Рис. 28. Реактор для гидратации олефинов под давлением до 300 am при температуре 200—300°.

1 — корпус; 2—верхний фланец; 3—тарелка; 4—верхняя крышка; 5— подвод воды; 6 — ввод газа; 7—стальной обтюратор; 8—цапфы; 9 — распределитель жидкости; 10— вывод продуктов реакции; 11 — штуцер для взятия проб; 12 — до­полнительный подвод газа; 13 — пирометрическая трубка.

Так как большинство химических реакций при высоком давлении требует и высокой температуры, то реакторы обычно делают с внешним или внутренним нагревом. При внешнем нагреве аппарат помещают в термостат (электрическую печь) или снабжают рубашкой для подогрева
паром или горячей жидкостью. Для процессов с небольшой экзо- или эндотермичностью реакции температура стенки примерно равна температуре реакционной зоны, однако при реакциях с большим тепловым эффектом и при внутреннем устройстве реактора, не обеспечивающем хорошего теплообмена, разность температур может достигать десятков и даже сотен градусов, несмотря на небольшие объемы веществ, с которыми приходится иметь дело в лабораториях.

 Внешний нагрев наиболее прост и удобен, так как в большинстве случаев обеспечивает равномерность температуры и чистоту опыта. К сожалению, внешний нагрев не годится для работы с очень высокими температурами, так как при этом сильно падают механические свойства металла и повышается корродирующее действие сжатой среды на стенки сосуда.