Реактор Советский патент 1990 года по МПК B01J19/18 

Изобретение относится к конструкции химических реакторов для проведения различных химико-технологических процессов под избыточным давлением, в которых возможны аварийные повышения давления в ходе проведения процесса, например в процессах полимеризации и сополимеризации фторсодержащих поллмеров.

Цель изобретения - увеличение цикла непрерывной эксплуатации реактора и повышение его производительности.

На фиг. 1 показана схема реактора, разрез; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - мембрана без зажимных колец.

Реактор состоит из корпуса 1, при необходимости снабженного теплообменной рубашкой 2. На корпусе расположены патрубки 3 для входа исходных продуктов, патрубок 4 для выгрузки готового продукта и патрубок 5 для установки аварийно-предохранительного устройства и аварийного сброса реакционной среды при пре- выщении рабочего давления.

Реактор также может быть снабжен перемешивающим устройством, состоящим из мешалки 6, вала 7, уплотнения 8 и электропривода (не показан).

Аварийно-предохранительное устройство состоит из корпуса 9. Эксцентрично, относительно оси патрубка 5 аварийного сброса установлен штифт 10, на нижнем конце которого жестко закреплен блок-кассета 11. Штифт 10 вращается от рукоятки 12 (показано ручное управление, а может быть электС

о

со со

рическое, пневматическое и др) в подшипнике 13 скольжения, герметизация штифта достигается установкой уплотнительного резинового кольца 14. В блок-кассете на одном радиусе R выполнены отверстия, в которые устанавливаются предохранительные мембраны 15 и 16. Причем, если мембрана по конструкции жесткая, т. е. ее толшина зависяшая от рабочего давления в реакторе, свыше 3-4 мм, то она устанавли - вается (фиг. 4) без зажимных колец, а если мембрана 15 выбирается тонкой, то она вкладывается в зажимные кольца 17 и 18 и обжимается. Оси мембран 15 и 16 устанавливаются соосно оси патрубков 5 аварийного сброса, что необходимо при взрывообраз- ных сбросах реакционной среды.

Внешняя сторона пояска поверхности мем- бран 16 и зажимного кольца 17, контактирующая с уплотнительной втулкой 19, шлифуется и полируется для обеспечения необходимой плотности этого соединения.

Уплонительная втулка 19 выполняется из неметаллических материалов (твердые кис- лотошелочестойкая резина, фторопласты и их композиции, капрон, текстолит и др), которые в паре с металлической мембраной или зажимным кольцом обеспечивают низкий коэффициент трения и контакти- руемость.

Постоянный прижим мембран или зажимного кольца к втулке 19 производится пружиной 20. Для фиксирования соосного положения мембран относительно оси патрубков аварийного слива при врашении блок- кассеты установлены шайба 21 с пазами и пружинистый фиксатор 22, который при правильной установке мембран защелкивает их в рабочем положении.

Реактор работает следующим образом.

Через патрубки 3 периодически или непрерывно загружаются исходные компоненты. Мешалка 6 приводится во вращательное движение и начинается химическая реакция, например синтез полимеров, при которой в корпусе создается избыточное рабочее давление в соответствии с технологическим регламентом. Во время реакции по разным причинам происходят внезапные самопроизвольные и быстрые повышения давления реакционной среды, которые часто носят взрывообразный характер. Для предотращения разрушения корпуса реактора разрывается предохранительная мембрана 15 (или 16), часть реакционной среды выбрасывается в аварийную емкость (не показана) и давление в реакторе нормализуется. Для замены сработанной мембраны приходится полностью сливать реакционную среду в аварийную емкость, промывать и продувать реактор от токсических продуктов и только после этих операций производить демонтаж сработанной мембраны и монтаж новой мембраны.

При использовании данного изобретения порядок работы следующий. После сра - батывания предохранительной мембраны, которая перегораживает проходное сечение

5 патрубка 5 рукояткой 12 через штифт 10 приводится в движение блок-кассета 11. Вращаясь по радиусу R на угол ф, блок- кассета устанавливает вторую цельную мембрану на место сработанной. Своим верхним пояском мембрана 16 или нажимное

кольцо 17 входит в контакт с уплотнительной втулкой 19, а пружиной 20 обеспечивается необходимое минимальное давление, обеспечивающее герметичность соединения, и реактор готов к продолжению за5 вершения процесса без слива реакционной среды, его промывки и продувки. Повышению герметизирующего контакта между мембраной и уплотнительной втулкой способствует само рабочее давление: чем оно больше, тем больше давление контакта.

На фиг. 1-3 показана блок-кассета с двумя предохранительными мембранами как минимально возможное решение. Но при необходимости блок-кассета 11 может быть без всяких затруднений выполнена и на установ5 ку в ней трех, четырех и более мембран и даже можно выполнить блок-кассету круглой в виде диска с увеличенным радиусом вращения R и установкой в ней 10- 15 мембран.

Фиксация рабочего положения каждой

0 последующей мембраны после срабатывания первой осуществляется пружинным фиксатором 22, который входит в пазы шайбы 21, а количество пазов равно количеству установленных мембран.

5 Замену частично сработанных или всех мембран в блок-кассетгах производят в периоды профилактических осмотров, текущих и капитальных ремонтов, т. е. в плановые сроки.

При использовании высокоэффективных предохранительных устройство, которые имеют увеличенную высоту, высота соответствующего нажимного кольца 17 также увеличивается для беспрепятственного вращения блок-кассеты с этими предохранительными

5 устройствами.

Экономическая целесообразность использования предлагаемого решения определяется сокращением времени простоя реакторов и сохранением основной части реакционной среды, которую можно довести до

0 требуемых техническими условиями конди; ций, т. о. повышается производительность реакторов.

Формула изобретения

1. Реактор, содержащий корпус с патрубками для ввода исходных компонентов, вывода готового продукта и аварийного сброса, с установленным на нем предохра0

нительным устройством-мембраной, отличающийся тем, что, с целью увеличения цикла непрерывной эксплуатации реактора и повышения его производительности, предохранительное устройство выполнено в виде периодически вращающейся на эксцентрично установленном относитель оси патрубка аварийного сброса щтифте блок-кассеты, в которой на одном радиусе вращения от оси штифта выполнены, как минимум, два отверстия, в которых установлены предохранительные мембраны, при этом одна из мембран установлена соосно с осью патрубка аварийного сброса..

2. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что предохранительное устройство снабжено уплотнительной втулкой и размещенными в ней прижимными кольцами, между которыми расположена мембрана.

Изобретение относится к конструкции химических реакторов для проведения различных химико-технологических процессов под избыточным давлением, в которых возможны аварийные повышения давления в ходе проведения процесса как, например, в процессах полимеризации и сополимеризации фторсодержащих полимеров, и позволяет увеличить цикл непрерывной эксплуатации реактора и повысить его производительность. Реактор содержит корпус с патрубками для ввода исходных компонентов, вывода готового продукта и аварийного сброса с установленным на нем аварийно-предохранительным устройством мембранного типа, причем аварийно-предохранительное устройство выполнено в виде периодически вращающейся на эксцентрично установленном относительно оси патрубка аварийного сброса штифта блоккассеты, в которой выполнены как минимум два отверстия с установкой в них предохранительных мембран, в том числе и с зажимными кольцами, причем одна из мембран устанавливается соосно с осью патрубка аварийного сброса и внешней стороной эта мембрана или крепящее ее зажимное кольцо прижимается пояском по периметру к уплотнительной втулке, запрессованной в патрубок аварийного сброса. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Риг./

Фаг. 2

Ш

16

игЛ