Тонкослойный полимеризатор

 

1. ТОНКОСЛОЙНЫЙ ПОЛИМЕРИЗАТОР , содержащий вертикальный цилиндрический корпус с теплообменной рубашкой , крышку, днише, ротационное устройство , патрубки ввода исходных высокои низкокипяшего компонентов и вывода целевого продукта и технологические штуцеры. I отличающийся тем, что, с целью повышения . качества целевого продукта и снижения энергоемкости привода, полимеризатор снабжен закрытым, расположенным в верхней части корпуса наружным кольцевым карманом с отверстиями, выполненными в корпусе на одном уровне, при этом патрубок ввода высококипяшего компонента расположен ниже уровня отверстий. 2. Полимеризатор по п. {отличающийся тем, что патрубок ввода низкокипяшего компонента расположен диаметрально противоположно патрубку ввода высококипяшего компонента, выходное отверстие которого расположено ниже уровня отверстий в кармане . (Л СП ОО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

4(SO В Ol D 1/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3483426/23-26 (22) 13.08.82 (46) 07.05.85. Бюл. № 17 (72) А. В. Шишкин и P. Б. Бихман (53) 66.095.26 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 483985, кл. В Of D 3/30, 1975.

Патент США № 3633645, кл. В 01 D 1/22, 1972. (54) (57) 1. ТОНКОСЛОЙНЫЙ ПОЛИМЕРИЗАТОР, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с теплообменной рубашкой, крышку, днище, ротационное устройство, патрубки ввода исходных высокои низкокипящего компонентов и вывода целевого продукта и технологические штуцеры, .Я1).» 1153941 А отличающийся тем, что, с целью повышения . качества целевого продукта и снижения энергоемкости привода, полимеризатор снабжен закрытым, расположенным в верхней части корпуса наружным кольцевым карманом с отверстиями, выполненными в корпусе на одном уровне, при этом патрубок ввода высококипящего компонента расположен ниже уровня отверстий.

2. Полимеризатор по п. 1, отличающиися тем, что патрубок ввода низкокипящего компонента расположен диаметрально противоположно патрубку ввода высококипящего компонента, выходное отверстие которого расположено ниже уровня отверстий в кармане.

1153941

Составитель А. Лиханов

Техред И. Верес Корректор В. Синицкая

Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, % — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПИП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Л. Зайцева

За каз 2566/5

Изобретение относится к реакционному оборудованию для синтеза полимерных материалов и может быть использовано в различных тепломассообменных процессах химической технологии.

Цель изобретения — повышение качества целевого продукта и снижение энергоемкости привода.

На чертеже показана принципиальная схема аппарата.

Аппарат содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с теплообменной рубашкой, крышку 2, ротационное устройство

3 с лопастями. Верхняя часть 4 корпуса аппарата выполнена большего диаметра, а элемент 5 в виде короткой цилиндрической обечайки является как бы продолжением внутренней поверхности корпуса и образует между верхней частью 4 корпуса и крышкой

2 кольцевой «карман». Штуцер 6 для ввода основного исходного реагента установлен тангенциально по отношению к элементу 5.

Штуцер 7 для ввода «низкокипящего» реагента расположен внутри «кармана» между элементом 5 и верхней частью 4 корпуса. В элементе 5 на одном уровне по периметру выше нижних срезов штуцеров 6,и 7 выполнены отверстия 8. Теплообменная рубашка снабжена штуцерами 9 и 10 для ввода и вывода теплоносителя. В днище аппарата имеется штуцер 11 для выхода целевого продукта.

Аппарат работает следующим образом.

Исходные реагенты подаются в верхнюю часть полимеризатора, причем основной мономер вводится через штуцер 6 и распределяется по внутренней поверхности элемента

5 и корпуса 1 лопастями ротационного устройства 3. Низкокипящий реагент вводится через штуцер 7 вовнутрь «кармана» между элементом 5 и верхней частью 4 корпуса.

В момент пуска полимеризатора жидкий низкокипящий мономер выполняет полость «kapмана» до уровня отверстий 8, по которым он перетекает на внутреннюю поверхность элемента 5, где смешивается с основным мономером. В результате реакции синтеза выделяется тепло, что приводит к разогреву реакционной массы. Тепло через цилиндрическую обечайку элемента 5 передается низкокипящему компоненту, что приводит к его испарению. Образовавшийся пар через отверстия 8 поступает в верхнюю часть аппарата. Полимеризат стекает вниз под действием силы тяжести. Корпус 1 полимеризатора снабжен теплообменной рубашкой, куда подается хладагент. Температура стекающего полимеризата ниже температуры паров низкокипящего компонента за счет теплоотвода к хладагенту, поэтому происходит конденсация паров на поверхности тонкого слоя полимеризата. Стекающая жидкость непрерывно перемешивается лопастями ротационного устройства, что способствует лучшему смешению реагентов и интенсифицирует теп10 лообмен. Целевои продукт выводится через штуцер l.

Основными преимуществами предлагаемого тонкослойного полимеризатора являются хорошее смешение исходных компонен15 тов и небольшая энергоемкость привода, так как качественное смешение достигается не путем интенсивного механического перемешивания, а за счет развития поверхности контакта исходных реагентов. Даже в том случае, когда низкокипящий реагент вводится в аппарат в малом количестве, он переводится в паровое состояние, при этом его объем увеличивается примерно в тысячу раз, а конденсация пара происходит по всей поверхности тонкого слоя основного мономера. Ра25 зогрев реакционной массы и испарение низкокипящего реагента осуществляются за счет тепла реакции.

Работу полимеризатора можно пояснить на примере синтеза низкомолекулярных каучуков, где в качестве одного из реагентов используется окись этилена. Присоединение окиси этилена составляет 1 — 5о/0 от общего количества реагентов. Окись этилена является низкокипящим компонентом по отношению к мономеру. Для получения качественного каучука необходимо эффективное смешение окиси этилена с мономерами, так как время реакции незначительно. В этом случае целесообразен перевод окиси этилена из жидкой фазы в паровую с последующей ее конденсацией на тонком слое мономеров.

4О Мономеры вводятся с температурой меньшей, чем температура кипения окиси этилена, и поэтому часть реакционного тепла расходуется на разогрев реакционной массы.

В дальнейшем полимеризат охлаждается за

45 счет подвода в рубашку аппарата хладагента до температуры меньшей, чем температура кипящей окиси этилена, что вызывает конденсацию паров. Смешение конденсата с мономерами обеспечивается лопастями ротационного устройства, и оно весьма эффективно ввиду тонкого слоя мономеров.