Реактор для теплообменных жидкофазных процессов

 

Изобретение относится к аппаратам химической технологии, может быть предпочтительно использовано для проведения процессов синтеза стирола, акрилонитрила и каучука в производстве ударопрочных марок полистирола и синтетического бутилкаучука и позволяет повысить производительность. Реактор содержит корпус с рубашкой, патрубки ввода исходных компонентов и вывода готового продукта, привод с мешалкой и встроенное теплообменное устройство. Последнее выполнено в виде круговых торов, расположенных между корпусом и наружной кромкой мешалки и установленных симметрично относительно поперечной оси мешалки с зазором относительно друг друга, равным ширине лопасти мешалки. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (ц 4 В Ol J 19/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4248903/23-26 (22) 25.05.87 (46) 30.10.89. Бюл. ¹ 40 (72) В. Д. Медведев, В. H. Г!оляков, Н. Г. Цырина, И. П. Иванов, К. В. Тимофеева, А. В. Реусов и С. А. Колосов (53) 66.023 (088.8) (56) Стренк Ф. Перемешивание и аппараты с мешалками. 1.: Химия, 1973, с. 246.

Патент США ¹ 4029143, кл. В 01 F 7 !6, 1980. (54) РЕАКТОР ДЛЯ ТЕПЛООБМЕННЫХ

ЖИДКОФАЗНЫХ ПРОЦЕССОВ (57) Изобретение относится к аппаратам химической технологии, может быть предИзобретение относится к аппаратам хим ической технологии для и роведен и я р азличных процессов в маловязких жидких средах в емкостных реакторах с быстроходными мешалками, в которых требуется интенсивный теплообмен между реакционной средой и теплохладоносителем при одновременном снижении металлоеMhocTH реакторов, и может быть использовано, например, для проведения процессов синтеза стирола, акрилонитрила и каучука в производстве ударопрочных марок полистирола (АБС-пластиков) синтетического бутилкаучука.

Цель изобретения — повышение производител ьности.

На фиг. и 3 показан реактор с вариантами спирального и гладкого выполнения труб пучков-торов соответственно, продольный разрез; на фиг. 2 и 4 — разрезы

Л вЂ” А и Б Б на фиг. и 3 соответственно.

Реактор состоит из корпуса 1 с теплообменной рубашкой 2, патрубков 3 и 4 для подвода исходных компонентов и вывода

„„ЯО„„1518002 А почтительно использовано для проведения процессов синтеза стирола, акрилонитрила и каучука в производстве ударопрочных марок полистирола и синтетического бутилкаучука и позволяет повысить производительно Th.

Реактор содержит корпус с рубашкой, патрубки ввода исходных компонентов и вывода готового продукта, привод с мешалкой и встроенное теплообменное устройство.

Последнее выполнено в виде круговых торов, расположенных между корпусом и наружной кромкой мешалки и установленных симметрично относительно поперечной оси меп алки с зазором относительно друг друга, равным ширине лопасти мешалки,2. з.п.ф-лы, 4 и.1. продуhòов, привода. состоящего из моторредхктора 5, стойки 6 с подшипниковыми узлами и уплотнением вала 7, на котором установлены быстроходные мешалки 8 (показаны турбинные открытые мешалки).

11ад и пот каждой мешалкой симметрично относительно поперечной оси меIí;htки между лопастями мешалки и корпусом реактора установлены теплообменные трубчатые кольцевые пучки-торы 9. Пучки-торы установлены между собой и стенками корпуса 1 с зазором l, приблизительно равным ширине лопасти мешалки I) для обеспечения свободного протекания отбрасываемых loпастями струй обрабатываемой жидкости и создания зон циркуляционных петель с высокой скоростью движения среды. Диаметр пучка-тора труб dT находится в пределах от половины до диаметра мешалки Q, что сооТветствует наиболее оптимальным параметрам по кол ичеству и скорости обрабатываемой жидкости быстроходными мешалками с использованием их насосного эффекта (об.ьемной производительности) . Подвод и отвод

1518002 теплохладагента в пучки-торы осуществляется через индивидуальные коллекторы 10 и 11. При необходимости коллекторы могут быть выполнены общими для всех торов.

Реактор работает следующим образом.

Через патрубок 3 непрерывно (или периодически) поступают исходные компоненты. Включается мотор-редуктор 5 и вал 7 с мешалками 8 приводится но вращательное движение. Мешалки начинают внутренними кромками лопастей засасывать реакционную среду из внутренних полостей аппарата, а наружными кромками нагнетать жидкость, которая протекает через зазор! и делится на два симметричных круговых потока, где и создаются зоны циркуляционных петель с максимально получаемой в аппарате окружной скоростью движения среды.

Выполнение теплообменного змеевика н нп,tc круговых спиральных торов, симметрично )сганавливаемых над и под мешалкой, позволяет расположить все трубы спиралей тора н зоне циркуляционных петель и обеспечить максимально возможную скорость обтекания витков теплообменных труб торов с достижением наивысшего значения коэффициента теплопередачи.

Значения диаметра мешалки d„, ее скорости нращения, ширины лопасти, мощность привода определяются габаритами реактора и сноистнами обрабатываемой среды (плотность, вязкость, содержание твердой ф; ь, и др.). Таким образом, но с учетом максимального теплового потока, определяетс я поверхность теплообмена, которая зависит от диаметра труб витков и шага Hx

) с; анонки.

:-)кономическая целесообразность использования предлагаемого решения определяется тем, что н реакторе все устанавливаемые витки теплообменных тр б находятся в зонах максимального интенсивного и одинакового гидродинамического воздействия, что обеспечивает интенсификацию процесса теплообмена между реакционной средой и теплохладоносителем, протекающим в трубах. Это позволяет значительно (на 15—

20О ) уменьшить количество теплообменных труб, устанавливаемых в реактор, при сохранении заданной производительности и количества отводимого тепла. Кроме того, до10 стигается экономия остродифицитной и дорогостоящей нержавеющей стали, а также экономия от снижения трудоемкости изготовления.

Формула изобретения

1. Реактор для теплообменных жидкофаз ых процессов, содержащий корпус с рубашкой, патрубки для ввода исходных компонентов и вывода готового продукта, при20 вод с мешалкой быстроходного типа и трубчатое теплообменное устройство, встроенное в корпус, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, теплообменное устройство выполнено в виде по меньшей мере двух кольцевых цилиндрических торов, установленных по обе стороны лопастей мешалки на расстоянии от лопастей мешалки и корпуса аппарата, равном ширине лопасти, при этом наружный диаметр кольцевого цилиндра тора составляет (0,5--30 1) Щ где d — диаметр мешалки.

2. Реактор по п. 1, orличающийся тем, что кольцевой цилиндрический тор теплообменного устройства выполнен из спиральных трубчатых витков.

3. Реактор по п. 1, orличающийся тем, что

35 кольцевой цилиндрический тор теплообменного устройства выполнен из пучка кольцевых труб. сообщающихся одна с другой ерез общие коллекторы.

, I 80!)2 --,, 1, у Ч б

4 (518002 (3(i(I(II (((Г<н у I;II>«rt>ettt<<>t <> к<>мите<;< ш> изобретениим и открытинм при ГКНТ (.((Р

1 I (035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушскан наб., д, 4>5 (I(>I>tI.IIII>,(«тве»но илдатеаьский комбинат «((агент», г Уккгороп, угк Гагарина, IOI

1 е п f> M 1> I ti l < (> II

:I;Ih;I I t», 1((1 >

«.>«I It>ttI<«ll >< Г<.I

Т<кре t (1 (1«рос Корректор II. Обртчар Гttf>;I 48(ч (lопписное