АППАРАТ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ РЕАКЦИИ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ Советский патент 1969 года по МПК B01J19/18 

Известен аппарат для проведения реакции полимеризации в производстве высокомолекулярных соединений, например синтетических каучуков, включающий вертикальный цилиндрический корпус, в котором на общей оси вращения расположен внутренний цилиндр, а также штуцера для ввода и вывода реакционной массы. В этом аппарате практически отсутствует теплообмен, что ухудшает проведение процесса нолимеризации.

Для интенсификации теплообмена предложен аппарат, отличающийся от известного тем, что в зазоре между корпусом и внутренним цилиндром соосно смонтированы рамы со скребками, соприкасающимися с рабочими теплообменными поверхностями корпуса и внутреннего цилиндра.

На чертеже изображен предложенный аппарат в осевом сечении, разрез по Б - Б и узел В крепления скребков к рамам, (корпус аппарата неподвижен, внутренний цилиндр и рамы со скребками вращаются).

Полимеризатор содержит цилиндрический корпус 1 с рубащкой охлаждения, в котором соосно расположен гладкий цилиндр 2, также снабженный рубащкой. Корпус аппарата и внутренний цилиндр полыми цапфами опираются на имеющие двойные стенки трубы 3 и 4 могут вращаться независимо вокруг общей оси. Вращение корпуса аппарата может осуществляться при помощи щестерни 5, а внутреннего цилиндра - через полумуфту 6. Трубы 3 и 4 жестко связаны между собой рамами 7, прикрепленными на болтовых соединениях к подшипникам 8 и 9, установленным на концах этих труб. Рамы 7 расположены в непосредственной близости от торцовых и боковых частей внутренней поверхности корпуса аппарата и наружной поверхности внутреннего цилиндра, по всей длине к ним прикреплены скребки JO, очищающие эти поверхности. Скребки могут прижиматься к очищаемой поверхности пружинами // или под воздействием набегающего потока жидкости. ПодщатНИКИ 12 и 13 служат опорой труб 3 и 4, могущих вращаться вместе с рамами 7 и скребками независимо от корпуса аппарата и внутреннего цилиндра вокруг общей оси при помощи щестернп 14. По щтуцерам 15 и 16 с

уплотнениями через зазор двойными стенками труб 3 и 4 в аппарат подводится и отводится реакционная масса. Для прокачки хладагента через рубащку корпуса аппарата служат щтуцера 17 м 18 с уплотнениями, а

через внутренний цилиндр - штуцера 19 и 20. С целью увеличения скорости движения хладагента в рубашках корпуса аппарата и внутреннего цилиндра установлены спиральные перегородки 21. Аппарат работает следующим образом.

При вращении корпуса / аппарата или цилиндра 2 или же пр.и одновременном вращении обоих этих элементов в противоположных направлениях реакционная .масса, находящаяся в аппарате, подвергается деформации сдвига. Это приводит к тому, что при определенной скорости сдвига ламинарное течение нарушается, и начинается интенсивное перемешивание слоев жидкости в радиальном направлении в кольцевом пространстве между корпусом аппарата и внутренним цилиндром. При этом обеспечивается интенсивный теплообмен между реакционной массой и охлаждаемыми стенками корпус., аппарата и внутреннего цилиндра.

Скребки JO, установленные на вращающихся рамах 7, непрерывно очищают охлаждае.мые поверхности аппарата, предотвращая отложение на них полимера. Однако скребки выполняют не только эту задачу. Нарущая пограничный слой на теплообменных поверхностях, скребки способствуют значительной интенсификации теплооб.мена. Для обеспечения одновременной очистки теплообменных поверхностей как корпуса аппарата, так и цилиндра, необходимо, чтобы угловая скорость вращения рам со скребками отличалась от угловой скорости обоих этих эле.ментов.

Кроме описанного общего случая, предлагаемое изобретение может быть осущест1злено также в следующих вариантах:

а) Корпус аппарата неподвижен, вращаются с различными угловыми скоростя1ми внутренний цилиндр и рамы со скребками.

б)Внутренний цилиндр пеподвижен, вращаются корпус аппарата и рамы со скребка.ми (с различными угловыми скоростями).

в)PaiMbi со скребками неподвижны, корпус аппарата л внутренний цилиндр вращаются в

противоположных направлениях.

Таким образом, в предлагаемом аппарате можно достигнуть интенсивного отвода тепла реакции при относительно невысоких затратал

энергии, необходимой на вращение гладких цилиндрических поверхностей (скребковые устройства, обеспечивающие интенсивное пере.мещивание на небольшом расстоянии от теплообменных поверхностей, также не требуют для вращения больших мощностей).

Предмет -изобретения

Аппарат для проведения реакции полимери зации в производстве высокомолекулярных соединений, например синтетических каучуков, состоящий из вертикального цилиндрического охлаждаемого корпуса, в котором расположен вращающийся охлаждаемый цилиндр, установленный на общей оси вращения с корпусо.м аппарата, штуцеров для ввода и вывода реакционной массы, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплооб.мена в процессе полимеризации, в зазоре между корпусом и внутренним цилиндром соосно смонтированы рамы с укрепленными на них скребками, соприкасающи.мися с рабочими теплообменными поверхностями корпуса и внутреннего цилиндра.

/-/

.-20

/4

Узел В