Реактор

 

РЕАКТОР, содержащий корпус, днище, рубашку, центральную мешалку, расположенную на расстоянии от днища на 0,4-1,0 диаметра мешалки, и размещенные по периферии корпуса параллельно его оси змеевиковые теплообменники , отличающийся тем что, с целью повьш1ения производительности реактора за счет интенсификации перемешивания и теплообмена, отношение шага змеевика к разности шага змеевика и диаметра трубки составляет 0,6-1,5 отношения высоты змеевика к его диаметру.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4р1> В 01 J 19/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

110 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ..

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ll

4Ъ % (21) 3523706/23-26 (22) 17.09.82 (46) 23.05.85. Бюл. У 19 (72) В.В. Консетов, Ю.В. Кокотов, Э.А. Яновский (СССР), Герхард Каменц и Вольфганг Бейме (ГДР) (71) Охтинское ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени научно-производственное объединение

"Пластполимер" и Народное предприятие Буна-Верке (ГДР) (53) 66.023(088.8) (56) 1. Патент ФРГ 11- 2504926, кл. С 08 F 2/00, опублик. 1976.

2. РТМ 26-01-90-76. Аппараты с механическими перемешивающими устройствами вертикальные. Метод расчета.

М., 1976.

„„SU„„1106064 А (54) (57) РЕАКТОР, содержащий корпус, днище, рубашку, центральную мешалку, расположенную на расстоянии от днища на 0,4-1,0 диаметра мешалки, и размещенные по периферии корпуса параллельно его оси змеевиковые теплообменники, отличающийся тем что, с целью повышения производительности реактора за счет интенсификации перемешивания и теплообмена, отношение шага змеевика к разности шага змеевика и диаметра трубки составляет

0,6-1,5 отношения высоты змеевика к его диаметру.

1106064

Изобретение относится к реакторам для проведения химических реакций при интенсивном теплоныделении, в частности к реакторам, пригодным для суспензионной полимеризации олефинов.

Известен реактор для полимеризации, состоящий из корпуса и заключенных в нем многорядного перемешивающего устройства и теплообменников,1п представляющий собой вертикальные и горизонтальные расположенные между мешалками плотные пучки оребренных

V-образных трубок (1). При этом развивается значительная теплообменная поверхность. Однако наличие в аппарате горизонтальных пучков трубок, расположенных между мешалками, приводит к образованию застойных зон и значительному снижению интенсивности рб перемешивания. Кроме того, при обтекании поперечным потоком плотного пучка трубок скорость обтекания внутренних трубок пучка и коэффициент. теплоотдачи к ним значительно сни- д жаются.

Наиболее близким к предлагаемому реактору по технической сущности и достигаемому эффекту является àïïàрат, имеющий корпус с рубашкой, ЗО центральную мешалку, расположенную на расстоянии 0,4-1,0 ее диаметра от днища аппарата, и теплообменные секции в виде одийочных змеевиков, установленные по периферии параллельно оси аппарата (2 J.В данном устрой- 35 стве создаются лучшие условия для перемешивания и теплообмена, чем в описанном вьппе.

В данном аппарате полностью отсутствуют данные о геометрических характеристиках змеевиков (диаметр, высота, шаг змеевика, диаметр трубки и т.д., а также их соотношение). Однако при воспроизведении реактора в соответствии с прототипом было не45 ожиданно установлено, что одновременная интенсификация перемешивания и теплообмена, необходимая, например для проведения процессов супензионной полимеризации олефинов, может быть достигнута только при определенном соотношении между геометрическими характеристиками змеевиков. В результате исследований было установлено, что увеличение площади поверхности теплообмена за счет повьппения плотности навивки змеевика приводит к образо. ванию застойных зон и снижению интенсивности перемешивания. В то же время уменьшение времени гомогениэации, необходимого для многих процессов, может быть достигнуто путем уменьшения плотности навивки змеевиков, но в этом случае уменьшается поверхность теплообмена, определяющая производительность реактора, а при дальнейшем снижении плотности навивки змеевиков время гомогенизации вновь возрастает.

Целью изобретения является повышение производительности реактора за счет интенсификации перемешивания и теплообмена.

Поставленная цель достигается тем, что в реакторе, содержащем корпус, днище, рубашку, центральную мешалку, расположенную на расстоянии от днища 0,4-1,0 диаметра мешалки, и размещенные по периферии корпуса параллельно его оси змеевиковые теплообменники, отношение шага змеевика к разности шага змеевика и диаметра трубки составляет 0,6-1 5 отношения высоты змеевика к его диаметру.

При этом предпочтительным с точки зрения интенсификации переиешивания является расположение нижней границы змеевика ниже нижней границы лопасти мешалки.

Теплообменные секции могут быть выполнены в виде двух-четырех концентрически расположенных змеевиков. При этом оптимальным для теплообмена является случай, когда витки соседних змеевиков каждой секции смещены один относительно другого по вертикали на половину шага навивки. На чертеже схематически изображен реактор.

Реактор имеет корпус 1, днище 2, центральную мешалку 3, установленную на расстоянии 0,4-1,0 ее диаметра от днища, рубашку 4 и расположенные по периферии реактора теплообменные секции 5 в виде змеевиков, установленных параллельно валу б в мешалке 3 и имеющих отношение шага к разности шага навивки и диаметра трубки, равное 0,6-1,5 отношения высоты змеевика к его диаметру.

Устройство работает следующим образом.

При вращении мешалки 3 теплообменные секции 5 резко тормозят окружную скорость отбрасываемого мешалкой радиального истока жидкости, что приводит к турбулизации потока и по3 i 106064 4 вышению интенсивности перемешивания полнении в конструкции устройства и теплообмена. При этом в аппарате указанного выше соотношения ° возникает интенсивная осевая циркуля- Таким образом, по сравнению с проция перемешиваемой среды за счет тотипом реактор по изобретению поподсоса жидкости го внутренним час- зволяет на 15-207 увеличить коэффитям змеевиков в зону пониженного циент теплоотдачи и в 1,5-2 раза давления вблизи мешалки, а на осевую . уменьшить время гомогенизации, когда циркуляцию накладывается пронизываю- производительность реактора лимитищий змеевики окружной поток, скорость руется отводимым тепловым потоком, которого близка к осевой. I0 а для обеспечения надежной работы реактора необходимо обеспечить интенПри проведении экспериментальных сивное перемешивание во всем реакисследований было установлено, что ционном обьеме, например, при суспентакая структура потоков жидкости, зионной полнмеризации олефинов произобеспечивающая максимальную интен- 1g водительность данного реактора по сивность перемешиваниц и теплообмена, сравнению с прототипом выше на 15может быть получена только при вы- 207.

Редактор П. Горькова Техред Л.Коцюбняк Корректор,В» Бутяга

Заказ 2883/5 Тираж 541 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4