Реактор-плавитель Советский патент 1981 года по МПК B01J6/00 

1

Изобретение относится к аппаратам для плавления органических ве/ществ и может быть использовано для проведения тепломассообменных процессов в химической, нефтехимической, пищевой и химико-фармацевтической промышленкостях.

Известно устройств.} для плавлени содержащее корпус с рубашкой, внутри которого на валу укреплено перемешивающее устройство, причем на валу также укреплен винт (шнек), коаксиально которому установлена обогреваемая труба с циркуляционными окнами, расположенными в ее средней части, и загрузочным штуцером, расположенным в ее верхней части l.

Кристаллический продукт поступает в верхнюю часть обогреваемой трубы и шнеком транспортируется в реакционный объем аппарата, где перемешивается мешалкой. После того, как расплав .достиг нет выгрузного штуце,ра, расположенного в верхней части аппарата, начинается непрерывная подача кристаллического продукта. Причем кристаллический.продукт, поступающий в обогреваемую трубу, смешивается с циркулирующим расплавом, засасываемым через циркуляционные окна.

Недостатками устройства является его Малая относительная поверхность теплообмена и отсутствие интенсивной осевой циркуляции -жидкого плава в реакционном объеме. В аппарате отсутствует зона доплава,в . которой условия совпадали бы с рабо0той реактора идеального вытеснения. Перемешивание реакционной массы мешалкой может привести к выносу отдельных кристаллов, так как поверхность теплообмена обогревае5мой циркуляционной трубы недостаточна для расплава поступающего кристаллического продукта. Таким образом, не исключается попадание кристеллов в выходной штуцер,и производи0тельность устройства мала.

Наличие шнековой мешалки неоправданно увеличивает энергозатраты,так как кристаллы могут поступать в реакционный объем самотеком, и ее

5 единственное назначение это создание противодействия, чтобы кристаллы не проходили в циркуляционные окна. Взаимное расположение шнека и мешалки, находящейся в реакционном

0 объеме,, на одном валу ограничивает максимальное число оборотов послед ней. Осуществление циркуляции расплав только через окна и его смещение с кристаллическим веществом в витках шнека увеличивает гидравлическое сопротивление аппарата в целом. Известен реактор, содержащий корпус внутри которого расположен кожухотрубньай теплообменник с центральной циркуляционной трубой, внут ри которой расположено перемешивающее устройство f2j. Аппарат может йлть использован как плавитель, он имеет большую относительную поверхность теплообмена но он также является по своему типу реактором идеального скюшения, т.е. может быть использован только в периодическом процессе. Кроме то го, существенньол недостатком такого аппарата является малый относительный реакционный объем, поэтому подаваемое кристаллическое вещество будет непосредственно соприкасатьс с теплообменной поверхностью, скорость его движения по трубам будет невелика, а значит, будет мала интенсивность теплообмена. Цель изобретения - увеличение надежности работы реактора-плавителя, интенсификация процесса тепло обмена и снижение энергоемкости про цесса. Поставленная цель достигается тем, что теплоо ленник расположен н рециркуляционной трубой, при эт)эм нижний срез питающей трубы расположен ниже среза циркуляционной тру бы, а ее верхний срез расположен вьпие выходного штуцера. Кроме того в верхней части питающей трубы выполнены циркуляционные окна, а нижний срез патрубка ввода кристаллического продукта расположен ниже циркуляционных окон. На чертеже изображен предлагаемый аппарат. Аппарат содержит цилиндрический корпус 1 с днищем и рубашкой, обогреваемую циркуляционную трубу 2 с расположенной внутри ее мешалкой 3 Верхняя часть аппарата выполнена в виде кожухотрубчатого теплообменника 4 с центральной питающей трубой 5, в верхней части которой над верхней трубной решеткой выполнены окна б для поступления расплава на рецикл. Крышка 7 содержит патрубок для подачи кристаллического продукта, нижний .срез которого расположен ниже циркуляционных окон 6. Патрубок 9 выхода расплава распол(жен над верхней трубной решеткой, но ниже верхнего среза питающей трубы Аппарат содержит штуцер 10 для ввода и вывода теплоносителя в рубашку корпуса 1, циркуляционную трубу 2 и межтрубное пространство кожухотрубчатого теплообменника 4, причем в последнем осуществляется оьогрев трубок 11, по которым проходит расплав, и питающей трубы 5, по которой поступает в реакционный объем |кристаллическое вещество. Реактор-плавитель работает следующим образом. Кристаллический продукт поступает через патрубок 8 в центральную питающую трубу 5, по которой попадает в реакционный объем аппарата. При запуске реактора-плавителя кристаллической массой заполняется внутренний объем корпуса 1, где производится ее плавление. После образования жидкой массы, интенсивная циркуляция которой в реакционном объеме обеспечивается мешалкой 3, помещенной в циркуляционную трубу 2,начинают непрерывную подачу исходного вещества. Кристаллический продукт поступает в реакционный объем и смешивается с расплавленной массой. Таким образом, при непрерывной работе аппарата в реакционном объеме циркулирует суспензия, содержащая твердую фазу. В нижней своей части аппарат работает как реактор идеального смешения , причем интенсивность теплообмена, определяемая интенсивностью перемешивания и аппаратах с циркуляционной трубой, достаточно высока. Верхняя часть аппарата, выполненная в виде кожухотрубчатого теплообменника, в который поступает нагретая суспензия. Реакционная масса проходит по трубам 11, в которых происходит доплав кристаллов и перегрев расплава до требуемой температуры. Кожухотрубчатый теплообменник работает, как реактор идеального, вытеснения , что исключает возможность проскока кристаллов. Поверхность теплообмена у предлагаемого аппарата может быть выполнена сколь угодно большой за счет увеличения размеров его трубчатой части, но при этом наиболее интенсивный теплообмен обеспечивается в реакционном объеме, содержащем обогреваемую циркуляционную трубу 2. Для более полного использования теплообменной поверхности питающей трубы 5 в ее верхней части имеются окна 6 для поступления расплава на рецикл, что обеспечивает смачивание всей рабочей поверхности и исключает прилипание плавящихся кристаллов к внутренней поверхности трубы, а значит, и ее зарастание. Таким образом, предлагаемый аппарат представляет собой реактор, имеклций зону идеального смещения и зону идеального вытеснения . Совокупность совместного использования этих двух зон позволяет наиболее просто достигнуть постайленНой цели, а именно,в зоне идеального смешения создается интенсивная циркуляциясуспензии, т.е. взвеси кристаллов в расплаве, что обеспечивает интенсивный теплообмен; в зону идеального вытеснения кристаллическое вещество может попасть только пройдя определенный путь в зоне идеального смешения не менее удвоенной высоты циркуляционной трубы,так как жидкая масса поступает в циркуляционную трубу через коль цевой зазор между трубами 2 и 5, что исключает попадание кристаллов непосредственно в трубки 11. В зоне идеального вытеснения происходит доплав кристаллов и нагрев расплава до требуемой конечной температуры. Аппарат также может быть использо ван как реактор для проведения массо обменных процессов, в которых качест венная характеристика целевого продукта определяется селективностью процесса, зависящей, в свою очередь от теплообмена. . Формула изобретения , 1. Реактор-плавитель, содержащий корпус с рубашкой, обогреваемую циркуляционную трубу с коаксиально расположенной внутри нее мешалкой, кожухотрубчатый теплообменник с центральной питающей трубой и патрубок ввода кристаллического продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы аппарата, интенсификация процесса и снижения энергоемкости процесса/ кожухотрубчатый теплообменник расположен над циркуляционной трубой, при этом нижний срез питавнцай трубы расположен ниже верхнего среза циркуляционной трубы, а ее верхний срез расположен выше выходного штуцера. 2. Реактор-плавитель по п.1, отличающийся тем, что, с целью исключения зарастания питающей трубы, в верхней части пита101)|ей трубы выполнены циркуляционные окна, а нижний срез патрубка ввода кристаллического продукта, расположен ниже циркуляционных окон. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 317252, кл. В 01 J 1/00, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР 312616, кл. В 01 J 1/00, 1971 . (прототип).

8

ю