Устройство для химического взаимодействия двух несмешивающихся жидкостей

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) SrS1) В О1 J 19/00 а

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М

° °

° Э

МЕл.ЮЮСилеюф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3378262/23-26 (22) 04;01.82 (46) 23.09.83. Бюл, И 35 (72) А.Н.Горбаренко, В.А.Бакуленко, Н.П.Горбаренко,,Г.С.Ивченко и Е.С.Дунюшкин ! (53) 66.023(088.8) (56) 1. Стренк Ф, Перемешивание и аппараты с мешалками. Л., 1975, с.46, рис.П-l,в.

2. Патент США N 3199960, кл. 23-185, 1962..

3. Патент США И 3582048, кл. В 01 F 15/00, 1971. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ХИМИЧЕСКОГО

ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ДВУХ НЕСМЕШИВАЮЩИХСЯ

ЖИДКОСТЕЙ, преимущественно эпихлоргидрина с водным раствором аммиака или амина, выполненное в виде цилиндрического сосуда, разделенного на реакционные камеры перегородками с отверстиями, оси которых наклонены к йлоскости перегородки под углом менее 90, при этом оси каждой пары противолежащих один другому на одной перегородке отверстий скрещиваются, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции; ин-. тенсификации процесса и получения продукта со стабильными Физико-химическими свойствами, высота рабочей камеры равна 1/4-1/6 внутреннеrb диаметра сосуда, а каждое отверстие последующей перегородки смещено о на 45 относительно соответствующего отверстия предыдущей перегородки.

42793 2

10 выполненное в виде цилиндрического сосуда, разделенного на реакционные камеры перегородками с отверстиями, оси которых наклонены к плоскости перегородки под углом менее 90., при

35 этом оси каждой пари противолежащих друг другу на одной перегородке отверстий скрещиваются j3J.

Недостатком известного устройства является нестабильность:физико-хими20 ческих свойств продукта.

Целью изобретения является упро щение конструкции, интенсификация процесса и получение продукта со стабильными физико-химическими свойствами.

25 Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для химического взаимодействия двух несмешивающихся жидкостей, преимущественно эпихлоргидрина с водным раствором аммиака или амина, выполненное в виде цилиндрического сосуда, разделенного . на реакционные камеры перегородка- ми с отверстиями, оси которых наклонены к плоскости перегородки

35 под углом менее 90 при этом оси каждой пары противолежащих одна другому на одной перегородке отверстий скрещиваются, высота рабочей камеры равна 1/4-1/6 внутреннего диаметра сосуда, а каждое отверстие последующей перегородки смещено на 45 относительно соответствующего отвер-. стия предыдущей перегородки.

На фиг.1 представлено устройство, 45

6бщий вид; на фиг. 2 - перегородка с отверстиями; на фиг.3 — сечение

А-A на фиг.2; на фиг.4 - схема сое- . динения трех устройств в многоступенчатую установку., определенном уровне по вертикали

55 .применяют внутренние 4 и наружные 5 кольца. В нижней части устройства

1 I0

Изобретение относится к оборудованию для химической технологии, пре-, .имущественно, может быть использо" вано для получения полупродуктов поликонденсационных анионитов на основе эпихлоргидрина (ЭХГ). Известное устройство для получе" ния олигомера.ЭХГ с водным раствором аммиака или аминов, в качестве которого испрльзуют типовые реакторы периодического действия с мешалками различных типов, в последнее время применяют пропеллерную мешалку Pl).

При проведении процесса получения олигомера ЭХГ с аммиаком в реактор загружают все количество ЭХГ,а затем постепенно дозируют небольшими порциями (по 10 л) водный раствор аммиака. Перемешивание большой массы ЭХГ затруднено, даже если используют быстроходную мешалку пропеллерного типа, выделяется большое количество тепла при малой поверхности теплообмена рубашки, процесс затягивается на несколько часов.

Получаемый продукт имеет изменяющиеся Физико-химические показатели от одной операции к другой в зависимости от различных причин, что делает затруднительным его использование для непрерывного процесса .получения анионита.

Известно устройство, выполненное в виде цилиндрического сосуда с горизонтальными перегородками, которые делят аппарат на секции (21.

Нечетные секции .соединены между собой большим числом трубок, проходящих через четные секции и служащих для перетока жидкости. По оси аппарата проходит вал мешалки, у которой лопасти проходят через нечетные секции, являющиеся реакционными каиерами. Жидкость подают в . первую секцию, а в остальные нечет- . ные секции подают газ. В четные секции подают жидкость для охлаждения переточных трубок и плит реакционных камер. учитывая небопьшой объем реакци- 5О онных камер, невозможно лопастями мешалки обеспечить высокую турбулентность прй перемешивании. Кроме того, во избежание биения вала и лопастей

;большие скорости вращения мешалки недопустимы,а производительность тако -о устройства - небольшая при больших . его габаритах. Так как вал мешалки

4 проходит через все секции (кроме ниж-. ней), то необходима довольно сложная система уплотнений. Получаемый в таком устройстве олигомер ЭХГ с аммиаком будет иметь большое время отверждения раствором полиэтиленполиаминов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является ycmpoéñòâo, Устройство сосТоНТ N3 цилиндрического сосуда 1, который разделен перегородками 2 на реакционные камеры.

3, Для фиксирования перегородок на имеются атуцера 6 и 7 для подачи сырья, а в верхней части - штуцер 8

Готодь и продукт Риг.2

3 104 для разгрузки устройства. Для охлаждения устройства имеется рубашка

9 со штуцерами 10 и 11 для подачи и выхода теплоносителя;. По оси устрбйства имеется внутренняя руубашка 12 ,для охлаждения с входным штуцером, 13 и выходным 14.

Две несмешивающиеся жидкости подают в сосуд 1 под давлением в несколько атмосфер rio штуцерам 6 и 7 в первую реакционную камеру снизу.

Высота камеры регулируется внутренними 4 и наружными 5 кольцами. Так как угол входа жидкостей не велик (30 ), то исходные жидкости приобретают в камере 3 тангенциальное движение под плоскостью верхней перегородки 2, за счет. чего обеспечивают высокую турбулентность потока и интенсивное перемешивание жидкостей с образованием эмульсии. Чем тоньше

i эмульсия, тем выше скорость хйиической реакции взаимодействия жидкостей.. После пребывания в первой камере эмульсия выходит во вторую. камеру через два отверстия в перегородке 2, оси которых составляют угол 30 с плоскостью перегородо ки. Во второй камере жидкости придается тангенциальное движение и обеспечивается тщательность перемешивания и т.д. Выход полученного продукта осуществляется из штуцера 8. Для съема тепла, выделяющегося при хими- ческом взаимодействии компонентов получаемой эмулЬсии подается охлажда. ющая вода в рубашки 9 и 12. Подачу воды осуществляют в штуцер 10 и 13

ВНИИПИ Заказ 7183/9

Тираж 537 Подписное с7 .Филиал ППП "Патент", . r.Óæãîð0ä,óë.Ïðîåêòíàÿ,4

2793 . 4 в нижней части устройства. Выход воды -происходит через штуцеры 11 и

14.

Для проведения многоступенчатого дозирования одного из компонентов несколько таких устройств может быть соединейо в одну установку. При этом жидкость, полученную в устрой-. стве первой ступени, подают на вход

i0 второй ступени, куда подают вторую часть дробно дозируемого компонента, Устройство позволяет не иметь ме° ханических перемешивающих устройств, что значительно упрощает конструкцию, позволяет интенсифицировать про" цесс на единицу объема. Перемешивание обеспечивается за счет высокой скорости тангенциально направленного потока, что обеспечивает высокую тур20 булентность потока и тщательное перемешивание жидкостей. Направленность отверстий и высота реакционной камеры обеспечивает создание тангенциальной направленности потока.

25 Смещение отверстий в соседних ne" регородках обеспечивает необходимое время пребывания эмульсии в одной рабочей камере до перетока ее в следующую камеру.

Преимущества предлагаемого уст" ройства могут дать реальйый не толь. ко технический, но и экономический эффект за счет снижения стоимости аппарата, повышения его рабочей про. изводительности на единицу объема, снижения расхода сырья, так как в данном случае практически будет отсутствовать испарение сырьевых компонентов.