Реактор для проведения процесса полимеризации

Изобретение относится к реакционному оборудованию для производства полимерных материалов и может быть использовано, в частности, в процессе синтеза бутилкаучука. Реактор содержит корпус с рубашкой охлаждения, верхнее и нижнее днище со штуцерами для подачи и вывода продуктов, соосно расположенный внутренний полый стакан с полостью для хладагента со штуцерами для ввода и вывода хладагента, перемешивающее устройство типа осевого насоса и скребковое устройство, каждое со своим приводом, причем привод перемешивающего устройства расположен на верхнем днище реактора, а привод скребкового устройства расположен на нижнем днище реактора, при этом штуцеры для подачи исходных соединений смонтированы на верхнем днище реактора и расположены диаметрально противоположно. Изобретение обеспечивает повышение эффективности процесса полимеризации и надежность при эксплуатации. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к реакционному оборудованию для производства полимерных материалов и может быть использовано, в частности, в процессе синтеза бутилкаучука.

Известен реактор для проведения процесса полимеризации, содержащий цилиндрический корпус с рубашкой, установленную в нем соосно охлаждаемую циркуляционную трубу с полыми стенками, приводимую во вращение индивидуальным приводом, устройства ввода и вывода хладагента, привод с валом, на котором установлено перемешивающее устройство, и рамы со скребками для очистки внутренней поверхности корпуса, наружной и внутренней поверхностей циркуляционной трубы, и осевой насос, создающий циркуляцию содержимого реактора по центральной трубе, образованной внутренней стенкой вращающейся циркуляционной трубы, и, далее, по периферийной зоне, образованной наружной стенкой циркуляционной трубы и стенкой корпуса. Охлаждение корпуса производится подачей этилена в рубашку, а циркуляционной трубы - подачей этилена во вращающийся вал (авт.св. СССР №1144229, В01 J 19/00, опубл. 15.10.1987).

Недостатком этого реактора является сложность конструкции, связанная с необходимостью уплотнения коммуникаций прямого и обратного этилена, подаваемого во вращающуюся циркуляционную трубу, наличием неконтролируемых внутренних разъемов, работающих в циклическом температурном режиме.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является полимеризатор, содержащий цилиндрический корпус с теплообменной рубашкой, соосно расположенную циркуляционную трубу, скребковое устройство с валом, мешалку в виде осевого насоса и технологические штуцеры. (Авт.св. СССР №1279664, B01J 19/18, опубл. 30.12.1986.) Охлаждение аппарата осуществляется кипящим этиленом, подаваемым в рубашку корпуса и теплообменную полость циркуляционной трубы.

Исходные реагенты (шихта) подаются в штуцер отдельно от катализаторного раствора, подаваемого в другой штуцер. Штуцеры для подачи шихты и катализаторного раствора расположены в нижней крышке аппарата.

Этот полимеризатор имеет ряд недостатков.

Во-первых, газожидкостная смесь, образующаяся в результате кипения этилена, выводится из верхней части циркуляционной трубы через нижнюю крышку по вертикальной петле, что связано с конструктивной особенностью рамы скребкового устройства, не позволяющей вывести газожидкостную смесь естественным образом с верхней части стакана. Эта петля препятствует равномерному выходу газожидкостной смеси и приводит к колебаниям питания циркуляционной трубы этиленом.

Во-вторых, скребковая рама, образуя консоль, подвержена скручивающим усилиям, что снижает надежность работы.

В-третьих, подача исходных реагентов и катализаторного раствора в одну зону повышает вероятность контакта концентрированного катализаторного раствора с концентрированными мономерами.

Задачей, решаемой настоящим изобретением, является повышение эффективности работы реактора для проведения процесса полимеризации и надежности при эксплуатации за счет выравнивания концентраций взаимодействующих продуктов и стабилизации охлаждения теплообменных поверхностей.

Указанный результат достигается реактором для проведения процесса полимеризации, содержащим корпус с рубашкой охлаждения с соосно расположенным внутренним полым стаканом с полостью для хладагента, со штуцерами для ввода и вывода его, верхнее днище, на котором смонтированы штуцеры для подачи исходных соединений и расположены диаметрально противоположно, нижнее днище со штуцером для подачи катализаторного раствора, перемешивающее устройство типа осевого насоса и скребковое устройство, каждое со своим приводом, при этом привод скребкового устройства расположен на нижнем днище, а привод перемешивающего устройства - на верхнем.

Для направления катализаторного раствора в центральную трубу, образованную внутренней стенкой полого стакана, штуцер снабжен патрубком, направленным к оси реактора.

Для увеличения жесткости рамы скребкового устройства в отношении скручивающего усилия раму укрепляют геликоидальными ребрами.

Установка штуцеров для подачи исходных соединений (шихты) на верхней крышке диаметрально противоположно обеспечивает направление потоков в периферийную область, образованную стенкой корпуса и наружной стенкой стакана.

На фиг.1 показан общий вид реактора, на фиг.2 - скребкового устройства.

Реактор содержит корпус 1 с рубашкой охлаждения 2, со штуцером 3 для подачи хладагента и штуцером 4 для его вывода, скребковое устройство, содержащее раму 5 и закрепленные на ней скребки 6 (фиг.2), полый стакан 7, нижнее днище 8, куда вмонтирован штуцер 9 для подачи катализаторного раствора, и привод скребкового устройства, верхнее днище 10 со штуцерами 11, 12 для подачи шихты, штуцера 13 для вывода продуктов реакции, штуцеров 14 для подачи хладагента и штуцеров 15 для вывода хладагента. На верхнем днище монтируется привод осевого насоса 16.

Рама скребкового устройства (фиг.2) укреплена кольцами 17, 18 и геликоидальными ребрами 19.

Полимеризатор работает следующим образом.

В предварительно заполненный полимеризатор подают шихту двумя потоками через штуцеры 11 и 12, расположенные в верхней крышке. Осевой насос 16 приводит в движение содержимое полимеризатора по направлению вверх по центральной трубе, образованной внутренними стенками полого стакана 7 и далее через верхнее днище 10 вниз по периферийной зоне, образованной наружной стенкой полого стакана 7 и стенкой корпуса 1. Шихта, проходя периферийную зону совместно с циркулирующей смесью, смешивается с ней. При этом происходит усреднение концентрации продуктов. Далее содержимое реактора попадает в нижнее днище 8, откуда направляется в центральную трубу и таким образом замыкается контур циркуляции.

Катализаторный раствор подается через штуцер 9, расположенный в нижнем днище 8 и снабженный патрубком, направляющим поток катализатора на смешение с циркулирующей смесью с выровненными концентрациями продуктов и далее в центральную трубу. При этом создаются условия, при которых отсутствуют зоны, содержащие избыточные концентрации исходных соединений при смешении с катализатором, что способствует получению каучука однородного качества.

Для снятия тепла химической реакции и тепла, выделяющегося при работе осевого насоса и скребкового устройства, в рубашку корпуса 2 и в полый стакан 7 подают жидкий этилен, который испаряется и в виде парожидкостной смеси выводится из рубашки и стакана. При этом конструкция полимеризатора позволяет выводить парожидкостную смесь как из рубашки, так и из стакана без петли, что стабилизирует питание стакана хладагентом и создает условия для эффективного съема тепла.

Скребковое устройство (фиг.2) позволяет поддерживать тепловые возможности полимеризатора на высоком и постоянном уровне в течение длительного времени за счет очищения теплопередающих поверхностей от каучука, способного загрязнять стенку. Во время работы происходит налипание каучука на движущиеся детали скребкового устройства, что повышает сопротивление движению скребковой рамы и увеличивает усилие скручивания, особенно при нарушениях режима и увеличении концентрации каучука в реакционной смеси выше разрешенной. Геликоидальные ребра позволяют избежать необратимых деформаций рамы и выхода из строя полимеризатора.

1. Реактор для проведения процесса полимеризации, содержащий корпус с рубашкой охлаждения, верхнее и нижнее днище со штуцерами для подачи и вывода продуктов, соосно расположенный внутренний полый стакан с полостью для хладагента со штуцерами для ввода и вывода его, перемешивающее устройство типа осевого насоса и скребковое устройство, каждое со своим приводом, отличающийся тем, что штуцеры для подачи исходных соединений смонтированы на верхнем днище реактора и расположены диаметрально противоположно, привод скребкового устройства расположен на нижнем днище, а привод перемешивающего устройства - на верхнем.

2. Реактор по п.1, отличающийся тем, что штуцер для подачи катализаторного раствора, смонтированный на нижнем днище, оборудован патрубком, направленным к оси реактора.

3. Реактор по п.1, отличающийся тем, что для увеличения жесткости рамы скребкового устройства в отношении скручивающего усилия раму укрепляют геликоидальными ребрами.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству и способу приготовления раствора чувствительного к сдвигу вещества. Устройство включает технологическую камеру, в которой имеется входной патрубок для доставки сухих ингредиентов, погружную трубу для доставки технологического потока, мешалку, выпускной клапан для выпуска технологического потока, первый насос, соединенный с выпускным клапаном, два фильтра тангенциального потока, соединенных последовательно, причем первый фильтр соединяется с первым насосом, а последний фильтр соединяется с погружной трубой, так, что камера, первый насос и два фильтра образуют контур циркуляции, и дополнительный бак, соединенный с дополнительным насосом, который может подавать реагент из бака в контур циркуляции.

Изобретение относится к конструкции реакционного оборудования, используемого для проведения гетерогенных химических реакций с присутствием твердой, жидкой и газообразной фаз.

Описывается способ получения меламина высокой степени чистоты за счёт быстрого охлаждения расплава меламина, очищенного от отходящих газов синтеза меламина и содержащего в качестве примесей аммелин, аммелид и поликонденсаты, с использованием содержащего аммиак водного раствора в условиях, обеспечивающих превращение большей части поликонденсатов в меламин, с получением раствора меламина, извлечение меламина из полученного раствора путем кристаллизации с последующей обработкой маточного раствора кристаллизации в условиях, обеспечивающих превращение по меньшей мере части содержащегося в нем аммелина в аммелид и меламин, и некаталитическая установка высокого давления для получения меламина высокой степени чистоты вышеуказанным способом.

Изобретение относится к узлу для использования в качестве реактора или к смесительному узлу. Узел содержит, по меньшей мере, один диск, имеющий рабочую поверхность.

Изобретение относится к способу получения ацетонциангидрина. .

Изобретение относится к реактору-смесителю типа «ротор-статор» для смешения по меньшей мере двух текучих веществ, суспензий или растворов. .

Изобретение относится к способу (варианты) и аппарату эстерификации реакционной среды при производстве сложного полиэфира в расплавленной фазе. .

Изобретение относится к способу получения эпоксидных соединений, который включает добавление окислителя, водорастворимого комплекса марганца и терминального олефина для получения многофазной реакционной смеси, проведение реакции между терминальным олефином и окислителем в многофазной реакционной смеси, содержащей по меньшей мере одну органическую фазу, в присутствии водорастворимого комплекса марганца, разделение реакционной смеси на по меньшей мере одну органическую фазу и водную фазу и повторное использование, по меньшей мере, части водной фазы. Водорастворимый комплекс марганца представляет собой моноядерную частицу, описывающуюся общей формулой (I): [LMnX3]Y, или биядерную частицу, описывающуюся общей формулой (II): [[LMn(μ-X3)MnL](Y)n, где Mn представляет собой марганец; L или каждый L независимо представляет собой полидентатный лиганд, каждый Х независимо представляет собой координирующую частицу, а каждый µ-Х независимо представляет собой мостиковую координирующую частицу, и где Y представляет собой некоординирующий противоион. Технический результат - эффективное использование катализатора и повышение селективности процесса по целевому продукту. 16 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 5 пр.

Изобретение относится к реактору полимеризации, предназначенному для производства бутилкаучука путем каталитической полимеризации изобутилена. Реактор содержит: расширенную верхнюю головку с отклонителем текучей среды, прикрепленным к верхним трубным решеткам, причем форма головки и отклонителя оптимизированы, чтобы достичь очень однородной скорости суспензии в рядах труб, и чтобы минимизировать падение давления, которое связано с поворотом потока от восходящего потока к нисходящему потоку, а также связано с входом суспензии в трубы, полусферическую нижнюю головку с отклонителями текучей среды, помещенными между крыльчаткой и его нижней частью и предназначенными минимизировать падение давления, связанное с поворотом потока от нисходящего потока к восходящему потоку, и выпрямляющие разделители внутри отводящей трубы, форма и размеры которых оптимизированы для преобразования радиальных составляющих скорости, обусловленных вращением крыльчатки в осевые составляющие скорости. Изобретение обеспечивает улучшенную тепловую эффективность и улучшенную гидравлическую эффективность, более низкое потребление энергии и большую продолжительность цикла реактора. 7 з.п. ф-лы, 6 ил., 2 табл., 2 пр.

Настоящее изобретение относится к способу получения монофиламентного волокна или капель полимера, образованных из полилактона, полученного полимеризацией L-лактида, D-лактида, D,L-лактида, мезо-лактида, гликолида, ε-капролактона, триметилен карбоната или их смесей, которую проводят в реакторе периодического действия, снабженном по крайней мере одним перемешивающим элементом и поршнем с приводом для извлечения продукта реакции через минимум одну фильеру, включающему следующие стадии: а) приготовление реакционной смеси, содержащей L-лактид, D-лактид, D,L-лактид, мезо-лактид, гликолид, ε-капролактон, триметилен карбонат или их смесь, катализатор и опционально регулятор молекулярной массы и другие добавки, б) загрузка реакционной смеси в реактор в сухом или расплавленном виде, после которой рабочий объем реактора герметично закрывается поршнем, в) проведение полимеризации в нагретом выше температуры плавления мономера реакторе при перемешивании, причем перемешивающие элементы могут опускаться и подниматься на различную высоту независимо от поршня, г) извлечение продукта реакции из реактора посредством выдавливания расплава полилактона через минимум одну фильеру с получением монофиламентного волокна или капель полимера. Технический результат - получение полилактонов различного химического состава. 10 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 11 пр.

Изобретение относится к реактору и способу непрерывной полимеризации для получения синтетических каучуков. Реактор (10) содержит трубчатый корпус (16), снабженный приводом (38), соединенным со скребком или очистителем. Корпус (16) реактора имеет проходящий вдоль геометрической центральной оси (12) центральный вал. Скребок или очиститель (36) имеет нож (42) и перемещается по внутренней поверхности (44) корпуса (16) и обеспечивает радиальное перемешивание потока внутри корпуса (16) реактора. Реактор имеет статор (75), выполненный с обеспечением зазора между ним и центральным валом. Изобретение позволяет повысить эффективность непрерывной полимеризации и регулировать необходимое молекулярно-массовое распределение. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 12 ил.
Наверх