Аппарат для проведения теплообменных жидкофазных реакций Советский патент 1978 года по МПК B01J1/00 

1

Изобретение относится к .области химической технологии производства различных полимерных материалов, конкретно к оборудовани для проведешш теплообменн -гх жидкойизных pearainfi, например полимеризацш стирола, витшацетата, окиси пропилена и других мономеров, а та1снче их сополимеризащш.

Известен аппарат для нагревания и охлаждения жидкостей, корпус которого выполнен из экструдированньгх профиле с внутренними каналами j ljНедостатком данного устройства является трудоекткая технология изготовлетшя сложных экструдированньтх профилей и самого корпуса из них. Кроме того, гладкая внутрен 1яя поверхность корпуса, выполненного из указанных профилей, не способствует интенсификации процесса перемешивания реакционной среды.

Наиболее близ1шм к изобретению по технической сущности л достигаемому результату является вертикальньпТ: аппарат для проведешш хи№1ческих реакций, снабженньА змеевиком в виде спиральных витков

, устанавливаемых во внутреннюю полость аппарата на специальных продольных ребрах, и перемеищваютпим устройством лопастного типа 2.

Однако в указанном аппарате между сгшралями труб и внутренней поверхностью корпуса аппарата имеется застойная зона, заполненная )ной средой, что создает неоднородность концентрации исходнглх

веществ и разную степень их конверсии.

С целью интенсификации процессов перемешивания и теплообмена в предлагаемом аппарате лопасти пepe e Jивaю ueгo устройства расположены под углом 80-100 к

направлению спиралей теплообменного устройства, установленного на внутренней поверхности корпуса.

Иа фиг. 1 изображен продольный разрез аппарата с мешалкой и корпусом, с внутрешгей стороны которого установлен спиралеобразный гофрированный плакирующий слой, образугоший с внутренней поверхно-, стыо корпуса полости для циркуляции теплохлацоносителя; на фиг. 2 показа}п-,1 в увеличетюм тасштабе узел I установки спираль- ного гофрированного плакирующего листа и его крепление к корпусу аппарата. Аппарат для проведения теплообменных . жидкофазных реакций состоит из корпуса 1, кр::.1шки 2, на. которой расположен патрубок 3 аля поцачи исхоцных компонентов, и привода 4 для вращения мешалки с лопастями 5. В нижней части корпуса расположен патрубок G цля выхоаа готового продукта. С внутренней стороны корпуса 1 установлен плакирутопшй лист 7, выполненньш в вице гофр с образованием полостей 8 для пиркуляаии теплохладоносителя. Гофр .1 установлен) спирально под углом оС. к поперечной оси аппарата. Г1лакирую1Ц1;й лист 7 может быть выпол нен как целыг м, так и и.з отдельных гофр неподвижно соединенных во впааинах с корпусом 1, напри гер, контактной электросвар кой 9. В }шжней и верх)ей частях плакнруютего листа установлены штудера 10 и 11 аля входа и выхода теплохладоносителя. Для иитенси(тикации процесса перемеии- вания и а плооб: юна лопасти перемешива-оп.его ycTt..ioiicTDa расположен,г под углом 8О-100 к напраплению спиралеГ теплоo6.reintoro устро)1ства, так как при тако.г их расположении обеспечивается наиболее оптимальное поперечное обтекание гофр потоком реакционной среды, отбрасываехга ; наклонными лопастями 5 %геиалки. Лопасти 5 мепалки устанавлива:отся под углом jQ к продольной оси аппарата. Аппарат работает следующим образом. Периодически или ненрерывно исходные компоненты поступают в аппарат через пат рубок 3. Созда1ше необходиг.юго гидродинами ческого режима перемешивания в аппарате осуществляется мешалкой с приводом 4. Углы оО v. /Ь установки гофр и лопасте 5 определяются, исходя из физических свойст обрабатываемой среды (вя.зкость, плотность, наличие твердой фазы и др.) расчет ным или Экспериментальным путем. При правом вращении лопастей 5 мешалки (как показано на фиг. 1), гофры устанавливаются слевым направлением спирали. При этом,струи (потоки) реакционной среды,отбрасываемые лопастями мешалки, попадая на попереч о установленные спирали гофр, дробятся, возникает мнохсество местных разнонаправленных пульсаций, завихрений и сдвигов слоев жидкости, что резко повып1ает интенсивность перемешивания. Эти же явления , резко увеличивая турбулентность потока среды, сбивают пограничный слой жидкости со стенок гофр , и тем самым интенсифицируют процесс теплообмена. При этом косонаправ-ченный обпшй поток реакционной среды поднимается (или опускается) по гофрированной стенке аппарата в его периферийной части, а затем через центра.льную часть аппарата опускается (и.шг пoцни laeтcя) и вновь отбрасывается лопастякп меишлки на спирали, образуя таким образом заранее известную траекто- ри::э потока. Теплохладоноситель поаается в штуцер 10 (если он жидкий) ит; 11 (если он парообраа Н)ГЙ), протекает по полости 8 и вырзоаится из штуцера 11 и;ш 10. Готовый продукт выгружается через путуцер G. Толщина плакиру;э1иего листа, радиус, в 1сота и шаг гофр определяются расчетом в зависимости от давления и температуры реакциошюй массы и расхода теплохладопосителя. Тагагл образо ь комбинация спиралеоб- pa.3HOJi гофрированной внутретше) поверхности аппа;оата с врашаюпшглися наклонными лопастями ме11алки при их разнонаправленной установке дает положительный эффект и возможность создать крупнотоннажные нромышлеи1 ые аппараты с интенсифицированньг.ти процессами перемеп1ива1шя и теплообмена. изобретения. Аппарат цля проведения теплооЬменных жидкофазнг тх. реакций, содержащий корпус, патрубки цля ввода исходных компонентов и тепло слааоносителя, и вытсода продукта, перемешивающее устройство лопастного типа и спиральное теплообменное устройство, расположенное вдоль внутренней поверхности корпуса, о т л и ч а то ш и и с я тем, что, с целью интенсификации процес-j сов перемешивания и теплообмена, лопасти перемешивающего устройства., расположены под углом 80-100 к направлению спирале тетшообменного устройства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Патент Фра1щии Nb 1542674, кл. В 01 j , 1968. 2.Патент США № 2875027, кл. 23-285, кл. 23-285, 1959.