Реактор-фибридатор Советский патент 1982 года по МПК B01J19/00 

(54) РЕАКТОР-ФИБРИДАТОР

. Изобретение относится к химическ промьшшенности, а более конкретно к аппаратуре процессов поликонденсаци на границе раздела фаз в пенном режиме, и может быть использовано в производстве термостойких синтетических полимерных Гибридов. Известны пенные аппараты для физико-химических и теплообмевных про цессов, содержащие корпус, перфорированную тарелку, распределительную коробку-патрубок или диффузор для подачи и конфузор с патрубком для выхода газовой фазы, приемную и слив ную коробки для жидкой фазы 1 . В пенных аппаратах этой конструкции отсутствуют условия дляпроведе поликонденсационных процессов: нет узла генерирования газовой фазы, организованного распределения жидкой фазы, что исключает возможность применения жидких и твердых мономеров в газовой фазе и получать фибриды. Известен реактор-фибридатор, содержащий цилиндрический корпус с пат рубками для ввода сырья, сжатого воз духа и вывода продукта и с перфориро ванной перегоро.цкой, разделяющей кор пус на реакционную камеру и камеру генерации газовой фазы 2. Однако из-за неорганизованного распределения фазы по сечению реактора над ре111еткой получаемый в пенном режиме полимер харгжтеризуется структурной неоднородностью, содержит значительную долю низкомолекулярной порошкообразной фракции, имеет сравнительно низкий средний молекулярный вес, мал выход фибридов. При остановке реактора суспензия полимера, накапливающаяся в расширителе пеног асит.еля, проваливается через, решетку, загрязняет диффузор и форсунку узла генерирования газоьой фазы, что вызывает необходимость выполнения трудоемких работ по разборке и чистке агрегата, усложняет зксплуатацию установки. . Целью изобретения является повышение качества продукйа. Поставленная цель достигается тем, ,jTO реактор снабжен обечайкой, коаксиально-установленной с внешней стороны реакционной камеры на расстоянии от корпуса, а корпус-имеет кольцевую щель, расположенную в нижней части реакционной камеры, при этом кольцевая приемная камера мэжду корпусом и обечайкой сообщается с реакционной камерой через кольцевую щель. Для обеспечения устойчивости работы реакторного устройства в иироком интервале объемных скоростей жидкой фазы и управления размерами получаемых фибридов предусмотрена регулировка высоты кольцевой гцели с помощью резьбового соединения обечайки и корпуса.

На чертеже изображен реактор-фибридатор, общий вид.

Устройство содержит камеру генерирования газовой фазы, включающую испаритель 1, форсуночный смеситель, состоящий, из пневматической форсунки 2, расположенной внутри корпуса 3 и диффузора 4, соединенного с форсункой 2 и испарителем 1 болтовьм соединением, а также .реакционную камеру, образуемую цилиндрическим корпусом 5 на внешней поверхности которого крепят обечайк.у б со штуцером 7 радиального ввода жидкой фазы. Перфорированная перегородка (решетка) 8 со свобоным сечением ,25%, разделяющая камеры генерирования газовой фазы и реакционую, жестко закреплена во фланцевом соединении испарителя 1 и кольцевой приемной камеры, образуемой обечайкой б и корпусом 5. Обечайка 6 прикреплена к цилиндрическому корпусу 5 резьбовБм соединением, посредством к,торого осуществляют регулирование высоты щели, образуемой нижним срезом цилиндрического корпуса- 5 и основанием приемной камеры. Для герметизации резьбового соединения предусмотрено сальниковое уплотнение 9 {асбесто-графитовая набивка) и нажимная: втулка 10., Для обеспечения возмэжности регулирования зазора кольцевой щели 11 в пределах 0,05-0,1 мм при жестксм креплении цилиндрического корпуса 5 во фланцекорпуса и конфузора 12, служащего для отвода реакционной массы, число болтовых отверстий увеличено до 16. Возможна гшавная регулировка высоты кольцевой щели без увеличения числа отверстий во фланцевом соединении, для чего фланец корпуса следует изготовить накидным. Реактор-фибридатор снабжен приборами автоматического контроля и регулирования температуры и давления.

Принцип действия предложенного pe актора на примере производства полиамида -6Т состоит в следующем.

В сопло пневматической форсунки 2 под давлением инертного газа подается концентрированный раствор (или расплав) хлорангидрида терефталовой кислоты в метиленхлориде. Жидкий фак истекающий из сопла, в диффузоре 4 вступает в контакт с поступающим из кольцевого зазора, образуемого соплом форсунки 2 и корпусом 3, сжатым воздухом, нагретым выше температуры плавления мономера. Образующийся при этом т-уманообразный аэрозоль в результате внутреннего и внешнего теплообмена претерпевает в генераторе фазовые превращения. Генерированная парогазовая смесь с температурой, равной или выше температуры кипения мономера при данной концентрации его в газовой фазе, входит в отверстия пефорированной перегоро,дки 8. Кинематическая энергия газового потока, выходящего из перфорации перегородки 8, повышается в 16 раз, что обеспечивае развитие максимальной удельной поверности контакта фаз в прирешеточном пространстве на высоту до 10 NM. Через штуцер 7 радиального ввода воднощелочной раствор гёксаметилендиамина подается в напорную кольцевую камеру откуда через кольцевую щель истекaet Ьт стенки по всему периметру корпуса 5 к центру реакционной камеры в виде сплошной тонкой пленки (пeлeныJ i На высоте 3-4 мм от уровня перегородки 8 происходит контакт реагирующих фаз, протекают химические реакции поликонденсации и нейтрализации. Синтезированный :полиамйд - 6Т за счет напряжения сдвига, развиваемого в перекрестном токе реагирующих фаз, вытягивается и формируется в виде длинноволокнистых фибридов. В объеме высокотурбулйзованного. подвижного слоя трехфазной пены, выводимой из реактора, кинетическим потоком газа, протекают дальнейшие процессы роста и обрыва полимерной цепи, фибридообразование.

Предлагаемое изобретение улучшает качественные показатели продукта: устраняет, структурную неоднородность полимера, получаемого полностью в виде фибридов; увеличивает разветвленность фибридов и повышает таким образом степень размола до 80-95ш-Р а следовательно, улучшает свойства синтетической бумаги, изготовляемой из этих фибридов; увеличивает молекулярную массу полимера и повышает верхний температурный Предел эксплуатации изделия на 20-25 С. Кроме того, повышается общий выход полимера на 10-15% за счет ликвидации проскока мономера газовой фазы и повышает надежность эксплуатации установки.

Формула изобретения

V

Реактор-фибридатор, содержащий цилиндрический корпус с патрубками

для ввода сырья, сжатого воздуха и вьшода продукта и с перфорированной перегородкой, разделяющей корпус на

реакционную камеру и камеру генера