Химический реактор Советский патент 1992 года по МПК B01J19/18 

Изобретение относится к аппаратам для непрерывного проведения жидкофазных химических процессов с выделением (поглощением) газов или под давлением инертных газов для процессов синтеза, поликонденсации, полимеризации или подобных по физико-химическим изменениям обрабатываемых продуктов, например для получения алкилфеноламинной смолы при конденсации алкилфенолов с гексаметилен- тетрамином с выделением аммиака и может найти широкое применение для непрерывных процессов в химической промышленности.

Известен химический реактор, содержащий корпус с- рубашкой, патрубки для ввода и вывода продуктов, полый вал с перемешивающими устройствами, горизонтальные перегородки, делящие аппарат на секции и установленные соосно валу переливные патрубки, Внутри вала установлен с возможностью возвратно-поступательного движения шток с держателями, проходящими через выполненные в стенке вала окна и соединенными с переливными патрубками.

Недостаток известного устройства состоит в том, что из-за наличия биения вала, высокой температуры среды и вращательного движения переливных патрубков нарушается герметичность уплотнения между переливными патрубками и горизонтальными перегородками, а также возможен перекос переливных патрубков. Это снижает надежность работы реактора.

Известен химический реактор представляющий собой вертикальный цилиндрический корпус с рубашкой, с патрубками для ввода и вывода продуктов и теплоносителя В полости корпуса установлены горизонтальные перегородки, делящие его на секции и полый вал, на котором укреплены разбрызгивающие диски с перемешивающими пластинами. В каждой секции на горизонтальных перегородках установлены переливные патрубки, соединенные перфорированными дисками, взаимодействующими с подшипниками качения, распопоженными на внутренней поверхности переливных патрубков, втулками, кото(Л

С

vj

-N

-А

00 00

со

рые соединены держателями, проходящими через вертикальные прорези вала, с штоком возвратно-поступательного механизма, размещенным внутри вала.

Однако подшипник качения, расположенный на внутренней поверхности переливного патрубка, находится в неблагоприятных условиях работы, так как продукт из секций,сливаясь по внутренней поверхности переливного патрубка, смачивает подшипник качения, осмоляет и забивает его, приводя в неработоспособное состояние, переливной патрубок вращается совместно с валом, поэтому возможен его перекос, что приводит к перетеканию продукта под ним, а также сложность демонтажа и ремонта подшипникового узла переливного патрубка, снижают надежность реактора в работе.

Цель изобретения - повышение надежности работы реактора.

Поставленная цель достигается тем, что в химическом реакторе, содержащем корпус, секционированный горизонтальными перегородками с установленными на них п-.- еливными центральными патрубками, полый вал с укрепленными на нем перемешивающими органами и установленным внутри него штоком возвратно-поступательного движения, связанным с переливными патрубками через втулки, установленные на полем валу с возможностью вертикального перемещения, втулки выполнены из двух частей, нижняя из которых жестко связана с штоком, а верхняя взаимодействует с полым валом через размещенные в ее проточке шарики, связана с нижней частью посредством торцевой шариковой опоры и фиксирующих скоб и неподвижно соединена с переливным патрубком.

Благодаря таким конструктивным особенностям создаются благоприятные условия для свободного вращения полого вала с перемешивающими органами относительно верхних втулок с переливными патрубками. Это достигается за счет установки в местах контакта полого вала со втулками и верхних втулок с нижними шариковых опор. При этом устраняется влияние биения вала, перекос положения переливных патрубков относительно горизонтальных перегородок. Расположение шариковых опор в центральной части переливного патрубкя, т.е. в зоне подъема газовой фазы, предохраняет их от забивки реакционной средой, что значительно улучшает условия их работы, Благодаря наличию фиксирующих скоб при опускании переливных патрубков не происходит разрыва в соединении втулок между

собой. Указанные отличительные особенности повышают надежность реактора в работе.

На фиг.1 представлен реактор, общий

вид, разрез; на фиг,2 - узел I на фиг.1; на фиг.3 - узел II на фиг,2.

Химический реактор содержит корпус 1 с рубашкой 2, крышку 3, днище 40 полый вал 5, внутри которого установлен шток 6, сое0 диненный с механизмом возвратно-поступательного движения (привод не показан) и снабженный указателем 7 положения. Корпус 1 секционирован горизонтальными перегородками 8 с установленными на них

5 переливными центральными патрубками 9. На полом валу 5 укреплены распределительные диски 10с перемешивающими лопатками 11. Нижний конец вала 5 установлен в опоре 12, Реактор оснащен технологически0 ми штуцерами подачи реакционной смеси 13, выгрузки готового продукта 14, выхода газа 15, входа 16 и выхода 17теплоносителя, гильз 18 для термопар. На валу 5 установлены с возможностью вертикального переме5 щения втулки, выполненные из двух частей нижней 19, жестко связанной держателем 20 с штоком 6, и верхней 21, взаимодействующей с полым валом 5 через размещенные в ее проточке 22 шарики 23. Верхняя часть

0 21 втулки связана с ее нижней частью 19 посредством торцовой шариковой опоры 24 и укрепленных на ней фиксирующих скоб 25. Верхние части 21 втулки неподвижно соединены посредством кронштейнов 26 с

5 переливными патрубками 9. Для осуществления вертикального перемещения втулок в стенке полого вала 5 выполнены продольные пазы 27, через которые проходят держатели 20.

0Химический реактор работает следующим образом,

В реактор с вращающимся валом 5 через штуцер 13 непрерывно подают жидкие исходные компоненты на верхний распре5 делительный диск 10, с которого, стекая под воздействием центробежных сил, они разбрызгиваются на стенки корпуса 1 и стекают на верхнюю горизонтальную перегородку 8, где при перемешивании про0 исходят химические превращения компонентов и теплообмен через корпус 1 между реакционной средой и теплоносителем в рубашке 2. В том случае, когда переливной патрубок 9 находится в нижнем положении,

5 т.е. опирается на горизонтальную перегородку 8, избыток реакционной массы через край переливного патрубка 9 стекает на следующий распределительный диск 10 и т.д.

Выделяющиеся в процессе химической реакции газы поднимаются с нижней горизонтальной перегородки 8, огибают распределительный диск 10 своей секции и через центральное отверстие в вышележащей горизонтальной перегородке 8 направляются в полость переливного стакана следующей секции и т.д., и через штуцер 15 выводятся из аппарата.

Готовый продукт выводится из реактора через патрубок 14 и направляется по назначению. Вышеуказанное положение пере- ливного патрубка 9 соответствует максимальному уровню заполнения секций.

Бремя пребывания реакционной массы в реакторе регулируют изменением уровня заполнения секций. Для этого в помощью механизма возвратно-поступательного перемещения поднимают или опускают шток 6. Возможное перемещение штока G определяется продольным размером пазов 27. Величина зазоров между переливными патрубками 9 и горизонтальными перегородками 8 фиксируется указателем 7 положения. Зазоры регулируются взаимосвязанной конструктивной системой: шток 6 механиз- ма возвратно-поступательного перемещения, держатель 20, нижняя часть 19 втулки, торцевая шариковая опора 24 и фиксирующая скоба 25, верхняя часть 21 втулки, кронштейн 26, переливной патрубок 9

При вращении полого вала 5 переливные патрубки 9 остаются неподвижными и находятся в устойчивом состоянии благодаря незначительности сопротивления в шариках 23 и шариковой опоре 24.

Полный слив с горизонтальных перегородок 8 при остановке технологического процесса осуществляется поднятием переливного патрубка 9 на максимальную высоту.

Таким образом, в химическом реакторе переливные патрубки находятся в устойчивом неподвижном состоянии, что повышает надежность работы аппарата и позволяет получать продукт определенного качества. Формула изобретения Химический реактор, содержащий корпус, секционированный горизонтальными перегородками с установленными на них переливными центральными патрубками, полый вал с укрепленными на нем перемешивающими органами и установленным внутри него штоком возвратно-поступательного движения, связанным с переливными патрубками через втулки, установленные на полом валу с возможностью вертикального перемещения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, втулки выполнены из двух частей, нижняя из которых жестко связана с штоком, а верхняя взаимодействует с полым валом через размещенные в ее проточке шарики, связана с нижней частью посредством торцовой шариковой опоры и фиксирующих скоб и неподвижно соединена с переливным патрубком.

Изобретение относится к конструкции химического реактора для непрерывного проведения жидкофазных процессов. Изобретение позволяет повысить надежность работы реактора. Для этого установленные на полом валу втулки, связанные посредством кронштейнов с переливными патрубками, выполнены из двух частей: верхней и нижней Верхние втулки контактируют с полым валом через размещенные в их проточках шарики и связаны с нижними втулками посредством торцовой шариковой опоры и фиксирующих скоб. При вращении вала переливные патрубки остаются в устойчивом неподвижном состоянии. 3 ил.

78

/

20 7/

Фиг. 2

22 2$

Фиг.З