Аппарат для проведения теплообменных жидкофазных реакций

 

т."-бЕбб1б т-1М б т««эл к о т @ кп « «« ä

Союз Советских

Социалистических

Республик (») 6066l1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 15 02.74 (21)l 995917/23-26 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.05.78. Бюллетень% 18 (45) Дата опубликования описаиия13.04.78

2 (5l) М. Кл.

В 01 « l/00

Государственный комитет

Совете Министров СССР оа делам иэооретеннй и открытий (53) УДК 66, 023 (088. 8) Г

K. 1i. Сеферов, B. l1 Медведев, Г. А, Комоликов, В. Л. Садовский и И. И. Бортников (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (5 «) ЛППЛР ЛТ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ТЕПЛООБМ ЕННЫ Х

>КИДКОфЛЗ1-1ЫХ РЕАКЦИЙ

Изобретение относится к .области химической технологии произ«зодства различных полимерных материалов, конкретно к оборудованию для проведения теплообменн..«х жидкофазн«;тх реакц««й, например полимериэации стпрола, «з«««п«лацетата, окиси пропилена и других мономеров, а также их сополимеризации.

11звестен аппарат для нагревания и охлаждения жидкостей, корпус которого выполнен из экструдированн«.«х профилей с внутренними каналами 11).

Недостатком данного устройства является трудоемкая технология изготовления сложных экструдированных профилей и са- 15 мого корпуса из них. 1<роме того, гладкая внутренняя поверхность корпуса, вь«полнейного иэ указанных профилей, не способствует интенсификации процесса перемешпвания реакционной среды. 20

Наиболее близким к изобретению по технической сушности,и достигаембму результату является вертикальньп« аппарат для проведения химических реакций, снабженньл« змеевиком в виде спиральных витков труб, устанавливаемых во внутреннюю полость аппарата на специальных продольнь«х ребрах, и перемешпвакяпим устройством лопастного типа (2)Однако в указанном аппарате между спиралями труб н внутренней поверхностью корпуса аппарата имеется застойная зона, заполненная реакционной средой, что создает неоднородность концентрации исходнь«х вешеств и разную степень их конверсии.

С целью интенсификации процессов перемешивания и теплообмена в предлагаемо..« аппарате лопасти перемешивающего устройства расположен я под углом 80-100 к о направлени:о спиралей теплообменного устройства, установленного на внутренней поверхности корпуса.

На фиг, 1 изображен продольный разрез аппарата с мешалкой и корпусом, с внутрен««ей стороны которого установлен спиралеобразный гофрированн.-.«й плакирующий. слой, образу:оший«с внутренней поверхно: —. стью корпуса полости для циркуляции теплохлапоносителя; на фиг. 2 показа«««;«в увеличе«п ом масштабе узел i установки спиральб

606611 ного гофрированного плакируюшего листа и его крепление к корпусу аппарата.

Аппарат для проведения теплообменных . жидкофазных реакций состоит из корпуса 1, кр::ппки 2, на которой расположен патрубок

3 цля подачи исхоцн.сх компонентов, и привода 1 для вращения мешалки с лопастями

5. R нижней части корпуса расположен патрубок r цля выхода готового продукта.

С внутренней стороны корпуса 1 установлен плакируюпп1й лист 7, выполненный в виде гофр с образованием полостей 8 для циркуляции теплохлацоносителя.

Гофр.п установлены спирально под углом к поперечной оси аппарата.

Плакируюший лист 7 может быть выполнен как цельн .м, так и нз отдельных гофр, неподвижно соединенн - х во впацинах с корпусом 1, например, контактной электросвар. кой 9. 20

В нижней и верхней частях плакируюшего листа установлены штуцера 10 и 11 цля вхоца и выхоца теплохладоносителя.

Для интенсификации процесса перелсе пивания и теплооб. ена лопасти нерел|ешива:з- 25 г егс> устройства расположен..г поц угло.л

80-100 к направлени:з спиралей теплооб. rerrrroro устройства, так как прн таколс их расположении обеспечивается наиболее опти.пальное поперечное обтекание гофр потоком реакционной сред i. отбрасываел ой наклони пми лопастями 5 ме палки.

Лопасти 5 мешалки устанавливаются под углом,6 к продольной оси аппарата.

Аппарат работает следующим образом.

Г ериодическн или непрерывно исходные компоненты поступают в аппарат через патрубок 3.

Создание необходил ого гидродинамического режима перемешивания в аппарате осуществляется ме.палкой с приводом 4.

Углы с и (3 установки гофр и лопастей

5 определиотся, исходиизфизических свойств

45 обрабатываемой срецы {вязкость, плотность, наличие твердой фазы и др.) расчетным или экспериментальным путем.

При правом вращении лопастей 5 мешалки (как показано на фиг. 1), гофры уста50 навливаются с левым направлением спирали. При этол4, струи (потоки) реакционной среды, с>тбрасываемые лопастями мешалки, попадая на поперечно установленные спирали гофр, дробятся, возникает множество местных разнонаправленных пульсаций, завихрений и сдвигов слоев жидкости, что резко повышает интенсивность перемешивания.

Эти же явленця, резко увеличивая турбулентность потока среды, сбивают пограничный слой жидкости со стенок гофр и тем самым интенсифицируют процесс теп лообмена. Гсри этом косонаправ, енный общий поток реакционной среды поднимается (или опускается) по гофрированной стенке аппарата в его периферийной части, а затем через центральную часть аппарата опускается (или поднимается) и вновь отбрасывается лопастями мешалки на спирали, образуя таки.п образом заранее известную траектори:о потока.

Теплохлацоноситель подается в штуцер

10 (если он жидкий) rsmr 11 (если он парообразный), протекает по полости 8 и выводится пз штуцера 11 или 10. Готовый продукт в... гружается через штуцер 6.

Толшина плакиру:ошего листа, радиус, в.псота и шаг гофр определяются расчетом в зависимости от давления и тел1пературы реакпио п ой массы и расхоца теплохладоносителя.

Такилс образом, комбинация спиралеобразной гофрированной внутренней поверхности аппарата с врапсаюпшлсися наклонными чопастями мешалки при их разнонаправленной установке дает положительный эффект и возможность создать крупнотоннажные промышленные аппараты с интенсифицированнылси процессами перемеп|ивания и теплообл1ена.

Формула изобретения, Аппарат для проведения теплообменных жицкофазных. реакций, содержащий корпус, патрубки цля ввода исходных компонентов и теплоклацоносителя, н выхода продукта, перемешиваюшее устройство лопастного типа и спиральное теплообменное устройство, расположенное вдоль внутренней поверхности корпуса, о т л и ч а ло ш и и с я тем, что, с целью интенсификации процес-, сов перемешивания и теплообмена, лопасти перемешиваюшего устройства, располоо жены под угло.п 80-100 к направлению спиралей теплообменного устройства. ссточники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. I 1атент Франции % 1542674, кл. В 01 ), 1 968.

2. Г!атент ClllA ЛЬ 2875027, кл. 23-285, кл. 23-285, 1 959,.