Реактор для вязких жидкостей

 

Изобретение относится к аппаратам для перемешивания вязких жидкостей и может быть использовано в горизонтальных реакторах поликонденсации в производстве полиэтилентерефталата. Цель - повышение качества готового продукта за счет предотвращения проскока низкомолекулярного полимера в зону выгрузки. Для этого реактор для вязких жидкостей снабжен расположенным на центральном стержне перед промежуточными кольцевыми дисками по ходу движения жидкости перегородками, длина каждой из которых выбрана большей диаметра центрального отверстия ближайшего промежуточного кольцевого диска. Каждая перегородка установлена на центральном стержне с возможностью осевого перемещения и фиксации и выполнена с лопастью на периферии. По меньшей мере один конец центрального стержня соединен с крайним сплошным диском посредством зубчатой пары. Наиболее текучая фракция полимера не может свободно перетекать из секции в секцию, а задерживается на некоторое время у перегородок, подвергаясь дополнительному перемешиванию и усреднению. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ 1577813 (51)5 В 01 7 19 18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

l(61) i 269825 (21) 4490568/23-05 (22) 04.10.88 (46) 15.07.90. Бюл. К - 26 (71) Проектно-конструкторское бюро по проектированию оборудования для производства пластических масс и синтетических смол (72) А.H.Æóðáà, A .ß .Âàñèëåíêî и Н.И.Свитка (53) 66.023 ° 23 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1269825, кл. В 0 1 J 19/18, 1985. (54) РЕАКТОР ДЛЯ ВЯЗКИХ ЖИДКОСТЕЙ (57) Изобретение относится к аппаратам для перемешивания вязких жидкостей и может быть использовано в горизонтальных реакторах поликонденсации в производстве полиэтилентере— фталата. Цель — повышение качества готового продукта за счет предотвраИзобретение относится к аппаратам, в которых осуществляется перемешивание вязких жидкостей, в частности к горизонтальным реакторам поликонденсации в химической отрасли промышленности в производстве полиэтилентерефталата, необходимого для получения кордных нитей, и является усовершенствованием известного устройства, описанного в авт. св. Р 1269825.

Целью изобретения является повышение качества готового продукта за счет предотвращения проскока низкощения проскока низкомолекулярного полимера в зону выгрузки. Для этого реактор для вязких жидкостей снабжен расположенным на центральном стержне перед промежуточными кольцевыми дисками по ходу движения жидкости перегородками, длина каждой из которых выбрана большей диаметра центрального отверстия ближайшего промежуточного кольцевого диска. Каждая перегородка установлена на центральном стержне с возможностью осевого перемещения и фиксации и выполнена с лопастью на периферии. По меньшей мере один конец центрального стержня соединен с крайним сплошным диском посредством зубчатой пары. Наиболее текучая фракция полимера не может свободно перетекать из секции в секцию, а задерживается на некоторое время у перегородки, подвергаясь дополнительному перемешиванию и усреднению. 2 з,п. ф-лы, 5 ил. молекулярного полимера в зону выгру ки.

На фиг.1 изображен реактор, продольный разрез; на фиг.2 — разрез

А-А на фиг.1; на фиг.3 — узел I на фиг.1; на фиг,4 — узел II на фиг.1, на фиг.5 — разрез Б-Б на фиг.4.

Реактор для вязких жидкостей содержит горизонтальный цилиндрический корпус 1 с теплообменной рубашкой 2, торцовые крышки 3 и 4 с обогреваюшими рубашками 5 и 6, перемешивающее устройство, включающее концевые валы

1577813

7 и 8, прикрепленные к крайним сплошным дискам 9 и 10, и ряд промежуточых кольцевых дисков 11 с центральйыми отверстиями 12. Все диски соединены между собой продольными стяжками 13. Через центральные отверстия

12 дисков 11 проходит стержень 14 с жестко закрепленными попарно расположенными по две стороны кольцевых дис- 1р ков 11. радиальными пластинами 15 и ! пластиной 16, расположенной с внут1 енней стороны крайних дисков 9 и 10.

Реактор также снабжен расположенными на центральном стержне 14 перед

1 омежуточными кольцевыми дисками ,11 по ходу движения жидкости перего1 одками 17, длина каждой из которых

ыбрана большей диаметра центрального отверстия 12 ближайшего промежу- 20 точного кольцевого диска 11.

Каждая перегородка 17 установлена

1 йа центральном стержне 14 с возмож( ностью перемещения и фиксации с по мощью винтов 18 и выполнена с лона- 25 стью 19 на периферии.

Концы стержня 14 свободно установлены в отверстиях 20 крайних дисков 9 и 10. В другом варианте один из концов стержня 14 имеет шестерню

21, сопрягаемую с зубчать1м колесом

22, жестко соединенным с крайним сплошным диском 10. Аппарат снабжен патрубками 23 для ввода реакционной массы, 24 — для вывода готового про- З дукта, 25 — для отвода летучих низкомолекулярных соединений.

Реактор для вязких жидкостей работает следующим образом.

Реакционная масса подается в реактор через патрубок 23 и, перемещаясь вдоль корпуса 1, через отверстия 12 поступает к выходному патрубку 24.- По пути движения вдоль корпуса реакционная масса перемешивается стяжками 13 и дисками 9 „ 10, 11.

При этом часть вязкой жидкости выносится стяжками и дисками в паровое пространство, где по влиянием высокой температуры и глубокого вакуума происходит испарение низкомолекуляр5Р ных соединений, которые отводятся из аппарата через патрубок 25. Самоочистка дисков 9 — 11 от налипшей вязкой жидкости осуществляется пластинами 15 и 16. Ввиду того, что нижняя часть перегородки погружена в расплав больше, чем нижняя часть отверстия 12, создается для движущейся массы гидрозатвор. В результате верхний слой реакционной массы, где сосредотачивается маловязкая и более текучая фракция полимера, перемешивается с более высоковязкой жидкостью и не может перетекать из секции в секцию быстрее более вязкой фракции. Задержанный на некоторое время верхний слой освобождается от летучих низкомолекулярных соединений, вязкость его при этом повышается.

Время задержки верхнего слоя в реакторе регулируется за счет величины расстояния между перегородкой 17 и кольцевым диском 11. Для этого перегородка 17 свободно перемещается вдоль по стержню 14, фиксируется на нем в нужном положении с помощью винта 18. Расстояние устанавливается экспериментально в зависимости от свойств обрабатываемого продукта. Поэтому, как правило, это расстояние увеличивается по мере увеличения вязкости продукта по длине реактора.

Например, при получении полиэтилентерефталата первые к выходному патрубку 29 перегородки 17 устанавливаются сравнительно близко к дискам 11 на расстоянии 10-30 мм, в то время как последняя перегородка 17, расположенная у патрубка 24 для выхода продукта, устанавливается на расстоянии 30-100 мм от диска 11. Таким образом, благодаря перегородкам 17 на стержне 14, их установки и фиксации в нужном положении в реакторе получается однородный по молекулярномассовому составу полимер, этим достигается высокое качество получаемого продукта. Прилипший к поверхности дисков 9 — 11 полимер увлекает пластины 15 и 16, а следовательно, перегородки 17 во вращательное движение °

Однако связь между пластинами 15 и

16 и дисками 9 — 11 не жесткая, а через вязкую жидкость. Отсюда детали

15" — 17 и 19 стержня 14 отстают в своем движении от деталей 9 — 11 перемешивающего устройства. Лопасть 19, закрепленная в периферийной части перегородки 17, создает момент силы собственного веса, направленный против момента сил, увлекающих стержень

14 во вращение. Это увеличивает отставание в движении деталей 15 и 16 от дисков 9 — 11, что обеспечивает надежную их очистку от прилипшего полимера. Кроме того, лопасти 19 до5 157 полнительно перемешивают реакционную массу между дисками 11, что также повышает однородность состава получаемого полимера.

Вращающиеся перегородки 17 непрерывно выносят в паровое пространство полимер. Следовательно, в реакторе образована новая дополнительная непрерывно обновляемая поверхность испарения, благодаря чему достигается интенсификация отгонки летучих.

В варианте исполнения, показанном на фиг ° 4 и 5, на стержне 14 закреплена шестерня 21, которая сопрягается с зубчатым колесом 22, жестко закрепленным на диске 10 ° При вращении диска 10 с зубчатым колесом 22 зубья шестерни 21 перекатываются по зубьям колеса 22, т.е. стержень 14 вместе . с его деталями вращается, причем скорость вращения стержня 14 больше ско.рости вращения дисков. 9 — 11 ° Напри-мер, если число зубьев шестерни 21 в два раза меньше числа зубьев колеса 22, то число оборотов стержня 14 в два раза больше, чем дисков 9, 10 и 11. Поэтому пластины 15 и 16, а также перегородки 18 с лопастями 19 чаще выносят полимер в паровое пространство и чаще очищаются диски 9 — 11.

Таким образом, за счет установки концов стержня 14 в дисках 9 и 10, 781. 3 размещения на стержне 14 между каждой парой дисков 11 перегородок 17 достигнуто повышение качества полу5 чаемого продукта при повышенной производительности реакторов.

Формула и з обретения

1. Реактор для вязких жидкостей по авт. св. В 1269825, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения качества готового продукта за счет предотвращения проскока низкомолекулярного полимера в зону выгрузки, он снабжен. расположенными на центральном стержне перед промежуточными кольцевыми дисками по ходу движения жидкости перегородками, длина каждой

20 из которой выбрана большей диаметра центрального отверстия ближайшего промежуточного кольцевоro диска.

2. Реактор по п.1, о т л и ч а— ю шийся тем, что каждая перего25 родка установлена на центральном стержне с возможностью осевого перемещения и фиксации и выполнена с лопастью на периферии °

3. Реактор по п.1, о т л и ч а— ю шийся тем, что по меньшей мере один конец центрального стержня соединен с крайним сплошным диском посредством зубчатой пары.

1577813

Составитель Чал-Борю

Техред Л.Сердюкова Корректор С. Черни

Редактор H.Ãoðâàò

Заказ 1873 Тираж 417 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, E-35, Раушская наб,, д, 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент™, г, Ужгород, ул, Гагарина, 101