Реактор Советский патент 1983 года по МПК B01J19/00 F28D3/04 

Изобретение относится к химическим реакторам для осуществления процессов синтеза полимерных материалов и может быть использовано при проведении химических реакций с большим тепловым эффектом в различных производствах химической промышленности. Процессы синтеза полимерных материалов обычно сопровождаются большим выделением тепла, существенная часть которого отводится через теплообменную поверхность корпуса. Для увеличения производительности полимеризаторов используют низкотемпературные теплоносители, претерпевающие фазово превращение. Ими являются сжиженные газы (этилен, пропилен, пропан и т.д.), которые при испарении имеют отрицательную температуру и-обеспечи вают необходимый отвод тепла. Исполь зование в качестве хладагента сжиженных газов по правилам Госгортехнадзора требует проведения прочностных расчетов корпуса и теплообменной рубашки на давление, соответствующее давлению упругих паров при температу -ре +20-с. Величина давления упругих паров при этом составляет 20-40 ати. Использование гладкостенных корпусов и теплообменных рубашек в таких случаях нецелесообразно, так как толщина стенки корпуса промышленных реакторов при этом достигает 40-60 мм. Полимеризаторы обычно изготавливаются из нержавеющей стали, которая име ет низкий коэффициент теплопроводнос ти, поэтому стенка корпуса, при указанных толщинах, имела бы большое термическое сопротивление. Для снижения металлоемкости аппарата и улучшения условий теплообмена используют профилированные теплообменные поверхности или усиливают корпус аппарата ребрами жесткости. Известен аппарат с теплообменным корпусом, который выполнен из витков труб с патрубками для ввода и вывода теплоносителя, причем между витками труб жестко закреплены теплоэквивалентные перегородки, образующие с витками труб внутреннкйо поверхность аппарата. Внутри корпуса расположено перемещающее устройство Cl3. Основным недостатком данного аппа рата является то, что его практически невозможно изготовить в промышленном варианте. Кроме того, подача по трубам хладагента, претерпевающего агрегатное превращение, нецелесообразна ввиду их большого гидравлического сопротивления. Наиболее близким к предлагаемому является реактор, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, цилиндрическую теплообменную рубашку, коаксиально установленную снаружи корпуса, распределительные элегданты размещенные внутри рубашки, патрубки ввода и вывода хладахента 2J. Недостг1тком известного реактора является то, что при вводе сжиженного газа в нижнюю часть рубашки в кольцевом зазоре между корпусом и рубашкой по высоте аппарата образуется поверхность раздела фаз. Смоченная жидкостью поверхность корпуса имеет температуру, равную температуре испарения хладагента, а в верхней части рубашки скапливается паровая фаза; которая практически не участвует в теплообмене. Полное заполнение рубашки жидкой фазой возможно только при малых тепловых нагрузках, когда нет интенсивного испарения хладагента. Ввод жидкости в верхней части рубашки и ее распределение по теплообменной стенке корпуса в виде тонкого слоя по всей высоте аппарата данной конструкции практически невозможно, так как горизонтальные ребра жесткости припятствуют отеканию жидкой фазы. Целью изобретения является интенсификация процесса охлаждения корпуса за счет распределения хладагента по наружной его поверхности в виде тонкой пленки и повышение наружности реагента. Поставленная цель достигается тем, что в реакторе, содержащем вертикальный цилиндрический корпус, цилиндрическую теплообменную рубашку, коаксиально установленную снаружи корпуса, распределительные элементы, размещенные внутри рубашки, и патруб-. ки ввода и вывода хладагента, распределительные элементы выполнены в виде цилиндрических карманов с нижними кромками, направленными на наружную поверхность корпуса, а патрубки ввода хладагента расположены выходныр/1и концами надз; карманами. Дополнительно реактор снабжен ребрами жесткости, установленными на наружной поверхности корпуса внутри карманов, которые закреплены на них. На фиг,1 изображен реактор, продольный разрез; на фиг.2 - узел I на фиг.1. Реактор содержит вертикальный цилиндрический корпус 1, усиленный горизонтальными ребрами жесткости 2, теплообменную рубашку 3, перемешивающее устройство 4, тип которого зависит от перемешиваемой реакционной массы., распределительные карманы 5, расположенные между ребрами жесткости 2 и теплообменной рубашкой 3 и снабженные упорагли б, расположенными по периметру нижней их кромки и соприкасающ;имися с корпусом 1, пластины 7 для крепления карманов 5, например, к ребрам 2, патрубки 8 для ввода жидкого хладагента, расположе нные, над карманами 5, патрубок 9 для слива жидкого хладагента,и шту-

1. РЕАКТОР, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, цилиндрическую теплообменную рубаыку, { коаксиально установленную снаружи ; ,корпуса, распределительные элементы;размещенные внутри рубашки, патрубхиг .ввода и вывода хладагента, о т л н П чающийся тем, что, с целью интенсификации процесса охлгикдения корпуса за счет распределения хладагента по нгфужной его поверхности в виде тонкой пленки, распределительн де элементы выполнены в виде цилиндрических карманов с нижними кромками, направленными на наружную поверхность корпуса, а патрубки ввода хладагента расположены выходными концами над карманами. 2. Реактор по п.1, отличающийся тем, что, с целью повышения его надежности, он снабжен ребрами жесткости, установленными на на.ружной поверхности корпуса внутри карманов, которые закреплены на них. сл 00 01 со а