РЕАКТОР ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПРОЦЕССА В СИСТЕМЕ ТВЕРДАЯ ФАЗА-ЖИДКОСТЬ Советский патент 1991 года по МПК B01J19/02 

Изобретение относится к реакторам для непрерывного получения катионитов на базе сульфированных сополимеров.

Известны аппараты для проведения химических процессов, представляющие собой горизонтальную емкость с рубашками для охлаждения или подогрева реакционной массы, внутри которой расположен вращающийся вал с установленными на нем лопатками для перемешивания и транспортировки.

Для интенсификации процесса и получения продукта с постоянными свойствами в предлагаемом реакторе транспортирующее устройство выполнено в виде полых конических тарелок, к внешней стороне которых прикреплены ковши, один из которых имеет отверстие во внутреннюю полость тарелки, а другой - отверстие в своей донной части у вала.

На фиг. 1 дана принципиальная технологическая схема сульфирования; на фиг. 2 - реактор, разрез; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2.

В технологическую схему процесса сульфирования входит следующее оборудование; смеситель-набухатель 1, питатель 2, реактор 3, холодильник 4, тарельчатый вакуум-фильтр 5, емкость 6 для кислоты, подогреватель 7, холодильник 8 дихлорэтана, емкость 9 для дихлорэтана, холодильник 10 для кислоты, дозирующие насосы 11, 12 и 13.

Реактор 3 состоит из корпуса 14 корытообразной формы, с торцов закрытого крышками 15 и 16, Реактор имеет несколько рубашек 17. По оси корпуса размещен вращающийся вал 18 с жестко установленными на нем транспортирующими и выгрузными устройствами. Транспортирующее устройство 19 состоит из полой конусной тарелки 20, на наружной стороне которой имеются ковш 21, один из которых 21а сообщается с внутренней полостью конусной тарелки 20 отверстием 22, а остальные ковши имеют отверстия 23 в непосредственной близости от вала 18. Количество конусов и ковшей на каждом конусе может быть любым.

Выгрузное устройство состоит из колеса с двумя ободами 24 и 24а и размещенными между ними выгрузными лопатками 25 и приемника 26 в виде трубы с воронкой в верхней части.

Сополимер (гранулы), набухший в дихлорэтане, поступает из смесителя-набухателя 1 при помощи питателя 2 через горловину 27 в зону первичной конусной тарелки реактора.

Серная кислота из емкости 6 поступает в подогреватель 7 и насосом 12 через штуцер 28 подается в зону последней конусной тарелки реактора. Кислота подается при постоянной температуре, например при 100°С. Гранулы плавают на поверхности кислоты; ковш 21 первой конусной тарелки увлекает (утапливает) гранулы и через отверстие 23 они попадают в следующий ковш 21 и так далее до ковша 21а, откуда они через отверстие 22 направляются во внутреннюю полость первой конусной тарелки, а оттуда в ковш 21 следующей конусной тарелки, где цикл работы повторяется.

Многократное повторение этой операции обеспечивает интенсивный контакт гранул с кислотой. Гранулы постепенно передвигаются вдоль реактора навстречу движению кислоты. Процесс сульфирования происходит непрерывно при постоянном уровне кислоты в реакторе.

Благодаря наличию нескольких рубашек 17 возможно создание необходимого температурного режима по всей длине реактора. В результате температура кислоты постепенно понижается и на выходе из реактора через штуцер 29 она достигает 60°С (начальная температура 100°С); а температура реакционной массы постепенно растет. Такое проведение процесса сульфинирования обеспечивает получение однородного конечного продукта.

Сульфированные гранулы из зоны последней конусной тарелки через окна в ободе 24 выгрузного колеса попадают в зону выгрузки. Здесь они захватываются лопатками 25 и направляются в приемник 26. Окончательно удаляются гранулы с лопаток 25 и со стенок приемника 26 током серной кислоты, поступающей в реактор через штуцер 30.

Затем гранулы (пульпа) поступают в холодильник 4, далее в тарельчатый вакуум-фильтр 5, где отфильтровываются от кислоты, а затем на отмывку (на чертеже аппарат не показан). Кислота поступает в подогреватель 7.

В процессе сульфирования из сополимера вытесняется дихлорэтан, который через штуцер 31 направляется в холодильник 8 для повторного использования.

Реактор для проведения процесса в системе твердая фаза-жидкость, например для проведения процесса сульфирования катионитов, выполненный в виде горизонтальной емкости с рубашками для охлаждения или подогрева реакционной массы, по оси которой проходит вал с установленным на нем транспортирующим устройством, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса и получения продукта с постоянными свойствами, транспортирующее устройство выполнено в виде полых конических тарелок, к внешней стороне которых прикреплены по крайней мере два ковша, один из которых имеет отверстие во внутреннюю полость тарелки, а другой - отверстие в своей донной части у вала.