Полимеризатор

 

ПОЛИМЕРИЗАТОР, Содержащий корпус с теплообменной рубашкой и перемешивающим устройством. соединенный с ним циркуляционный контур, винтовой.насос и технологические штуцера о., т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения качества целевого продукта за счет обеспечения равномерного температурного -поля и интенсификации теплообмена путем обеспечения радиального перемешивания реакционной массы, он снабжен установленным в циркуляционном контуре параллельно основному дополнительным корпусом с рубашкой и перемешивакнцим устройством, перемё- шивающие устройства выполнены в виде полых цилиндрических роторов с шарнирно закрепленными на них скребками, при этом рабочие и про (Л тивоположные им кромки скребков расположены по разные стороны шарнира , а ширина скребков больше величины зазора между цилиндрическими поверхностями корпуса и1ротора. g

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3252074/23-26 (22) 20.02.81 (46) 23.02.84. Бюл 9 7 (72) Ю.В.Лебедев, В.E.Äîáðîâèíñêèé, А.В.Шишкин, К.Г.Корешов, Э.Д.Малютина, Е.Г.Тимофеев, Н.Б.Архипов, А.Г.Полозов, П.Г.Паутов, Я.Н.Прокофьев и E.П.Копылов (53) 66.023(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 682239, кл. В 01 D 1/22, 1978.

2. Патент Англии 9 1288431, кл. В 1 В, 1972.

3. Авторское свидетельство СССР

В 231529, кл. В 01 F 7/28, 1967.

4. Патент США Ю 2507105, кл. 260-853, 1950.

5» Патент ФРГ 9 1770281, кл. С 08 F 7/08, 1977. (54)(57) ПОЛИИЕРИЗАТОР, содержащий корпус с теплообменной рубашкой и перемешивающим устройством, 1(5П В 01 J 19 18у С 08 G 2 08. соединенный с ним циркуляциойный контур, винтовой. насос и технологические штуцера, о..т л и ч а юшийся тем,. что, с целью повышения качества целевого продукта за счет обеспечения равномерного температурного .поля и интенсификации теплообмена путем обеспечения радиального.перемешивания реакционной массы, он снабжен установленным в циркуляционном контуре параллельно основному дополнительным корпусом с рубашкой и перемешивающим устройством, перемешивающие устройства выполнены в виде полых цилиндрических роторов с шарнирно закрепленными на них Я скребками, 1lpH этом рабочие и про тивоположные им кромки скребков расположены по разные стороны шарнира, а ширина скребков больше величины зазора между цилиндрическими поверхностями корпуса и ротора. Я

1074584

65 корпуса и ротора.

Изобретение относится к реакторам синтеза полимерных материалов, например бутилкаучука, и может быть использовано в качестве реакционного оборудования в различных отраслях химической и нефтехимической промышленности.

Известен роторный пленочный аппарат, содержащий вертикальный корпус, снабженный рубашкой, сепарирующее устройство и ротор .с шарнирно закрепленными лопастями„. снабженными хвостовиками, на коицах которых установлены противовесы, соединенные между собой посредством гибкой тяги (le.

Недостатками данного аппарата являются эарастание ротора и забивка сепарирующего устройства при ведении в нем процессов синтеза полимерных материалов.

Известен пленочный испаритель, содержащий вертикальный корпус и ротор в виде полого цилиндра, на наружной поверхности которого с помощью множества спиц установлены скребки (2g.

Однако этот аппарат позволяет обрабатывать продукты только за один проход, что невозможно при ведении процесса синтеза полимеров.

Реакторы-полимеризаторы относятся к аппаратам "идеального смешения .

Кроме того, наличие спиц ведет к эарастанию ротора при обработке продуктов, обладающих.адгезионными свойствами по отношению к конструкционным материалам.

Известен полимеризатор для получения синтетических каучуков, содержащий охлаждаемый цилиндрический корпус и мешалку, выполненную в виде полого стакана, внутри которого соосно расположена верти° кальная труба для ввода реационной массы 3 ).

Недостатком данного аппарата является то, что реакционная масса обрабатывается в нем в ебъеме. При обработке вязких продухтов возникают значительные градиенты температур и концентраций реагентов по радиусу аппарата, что отрицательно сказывается на качестве целевого продукта.

Известен также полимериэатор, содержащий корпусы с рубашками, переточные патрубки, перемешивающие устройства, винтовые насосы и технол гические штуцеры, Один из корпусов выполнен в виде емкостного реакто- ра с мешалками, выполненными на одном валу, другой — в виде аппарата с внутренним циркуляционным контуром, образованным. трубчаткой.

Один из винтовых насосов обеспечивает циркуляцию жидкости в одном из корпусов, второй — в полимеризаторе в целом. Аппарат обладает большой суммарной поверхностью теплообмена P4 j.

Недостатками такого полимеризатора являются отсутствие скребковых элементов и, как следствие,зарастание теплообменных поверхностей при обработке веществ с адгеэионной способностью, высокие градиенты температур и концентрациЯ

10.реагентов в емкостном аппарате, высокая энергоемкость привода в "an" парате с внутренним циркуляционным контуром.

Наиболее близким к предлагаемому

)5 по технической сущности и достигаемому результату является реактор с внешним циркуляционным контуром для суспензионной полимеризации, содержащий корпус с рубашкой и

>0 перемешивающим устройством, корпуг в. виде теплообменника, переточные патрубки, циркуляционный .насос, перемешивающее скребковое устройство, расположенное в ре 5 акторе, технологические штуцеры.

Аппарат может работать как непрерывно, так и периодически.

Суммарная поверхность теплообиена, большая,. циркуляция реакционной ма"сы обеспечивается насосом, поверхность теплообмена в реакторе очищается скребками (5).

Недостатками известного полимеризатора- являются высокий градиент температур и концентраций реагентов

З5 по радиусу емкостного аппарата, воэможность образования застойных зон в теплообменнике.

Все это значительно снижает качество целевого продукта.

Цель изобретения — повышение качества целевого продукта за счет обеспечения равномерного температурно поля и интенсификация теплообмена путем обеспечения радиального перемешивания реакционной массы.

Поставленная цель достигается тем, что полимериэатор, содержащий корпус с теплообменной Рубашкой и .

50 перемешнвающим устРойством, соединенный с ним циркуляционный контур, винтовой насос и технологические штуцеры, снабжен установленным в ,циркуляционном контуре параллельно основному дополнительным корпусом с рубашкой и перемешивающим усто- ройством, перемешивающие устройства выполнены в виде полых цилиндрических роторов с шарнирно закрепленными на них скребками, при этом

60 рабочие и противоположные им кромки скребков расположены по разные стороны шарнира, а ширина скребков больше величины зазора между цилиндрическими поверхностями

1074584

На фиг.1 показана принципиальная схема полимериэатора; на фиг.2 схема расположения скребков и их омывание потоком.

Аппарат содержит два корпуса 1 с теплообменными рубашками, переточные трубы 2, соединяющие корпусы между собой, перемешивающие скребковые устройства 3, выполненные в виде герметичных цилиндров. 4, на наружных поверхностях которых установлены скребки 5, осевой насос . 6, обеспечивающий циркуляцию жидкости. в контуре, образованном корпусами 1 .и переточными трубами 2, приводы 7, обеспечивающие работу перемешивающих устройств 3 и осевого насоса 6, технологические штуцеры 8 для ввода шихты,.

I катализатора и вывода полимеризата..

Скребки 5 крепятся к герметичному цилиндру 4 с помощью шарнирных креплений 9.

Полимеризатор работает следующим образом.

Шихта и катализатор подаются непрерывно через штуцеры 8 под осевой насос 6, где интенсивно. сМе-, шиваются и поступают в реакционный

I объем. Реакционный объем образован двумя кольцевыми зазорами между корпусами 1 и герметичными. цилиндрами 4. При внутреннем диаметре корпуса 1, равном 1,6 м, величина зазора Ь не превышает.0,1 м. Это позволяет получить довольно высокий градиент тангенциальных скоростей в кольцевых зазорах между цилиндрическими поверхностями, одна иэ которых неподвижная. Допалнительно вращательное движение и турбулизация жидкости.обеспечиваются за счет обтекания реакционной массей скребков 5. Циркуляция среды в замкнутом циркуляционном конту ре обеспечивается осевым насосом 6.

Так как площадь живого сечения кол цевого зазора в корпусе полимери- . затора значительно меньше живых сечений емкостных аппаратов, осевые скорости жидкости в зазорах до-, статочно велики. Все это обеспечивает интенсивный отвод тепла. 3а счет малой толщины слоя жидкости по радиусу аппарата поддерживается небольшой перепад температур в

1Î реакционном объеме, что очень важно при синтезе таких полимеров, . .как бутилкаучук.

Вытеснение реакционного объема перемешивающим устройством, вы)5 полненным в виде герметичного ци« линдра, позволяет снизить осевые нагрузки на подшипниковые узлы.

Центрирование перемешивающих устройств с учетом их малых чисел оборо тов также обеспечивается жидкостью, проходящей по кольцевому зазору.

На фиг. 2 показана схема уста»

;новки скребка и принципиальн е распределение лобовогр давления Р

25 со стороны жидкарти на скребок. По обе стороны от шарнирного.крепления 9 возникайт.моменты вращения, противоположные по знаку. Это снижает усилие прижатия скребка к . корпусу и уменьшает их взаимный из» нос.

Ширина скребка, большая величины кольцевого зазора между корпусом и герметичным цилиндром, гарантиЗ5 рует отсутствие высоких градиентов температур за счет подрезания пограничного теплового слоя. В аппарате высокая удельная поверхность теплообмена повышает его проиэво40 дительность. В полимеризаторе отсутствуют застойные зоны, поверхности теплообмена очищаются, осевая скорость жидкости по сечениям корпусов практически постоянная.

1074584

Составитель А.Мишкин

Редактор С.СаЕнко ТехредТ,Фанта Корректор А.Зимокосов-, Заказ 428/8 Тираж 533 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4