Реакционный аппарат

 

Использование: проведение реакций полимеризации жидких мономеров в присутствии катализатора, например, для получения полипропилена в среде жидкого мономера. Сущность изобретения: аппарат содержит трубные секции с теплообменными рубашками, отстойник и смеситель с циркуляционной трубой и винтовыми перемешивающими устройствами. Трубные секции выполняются в виде спирали, слитки которой расположены по ломаной линии друг над другом. Нижний конец спирали сообщен с корпусом смесителя, а верхний - с отстойником, образуя замкнутый циркуляционный контур. В смесителе размещена циркуляционная труба и винтовые перемешивающие устройства, помещенные в отдельные патрубки, соединенные в циркуляционную трубу. Подвод среды в отстойник осуществляется тангенциально через боковую стенку. 1 з.п.ф-лы, 3 ил., 1 табл. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 01 F 5/10

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4853422/26 (22) 19.07,90 (46) 30.07,93. Бюл. Ф 28 (71) Научно-производственное объединение

"Ленниихиммаш" (72) В.И.Лосик, Б,Л,Бабинцева, В.П,Фильченков, А.Г,Белоножкин и Д.Б.Островский (56) Авторское свидетельство СССР

t4 1683810, кл. В 01 J 19/00, 1989. (54) РЕАКЦИОННЫЙ АППАРАТ (57) Использование: проведение реакций полимеризации жидких мономеров в присутствии катализатора, например, для получения полипропилена в среде жидкого мономера. Сущность изобретения, аппарат

Изобретение относится к реакционным аппаратам с перемешивающими устройствами для проведения в них, например, процессов диспергирования, суспендирования, может найти широкое применение в химической, нефтехимической, медицинской и других отраслях промышленности, Цель изобретения — повышение эффективности работы и сокращения габаритов.

Указанная цель достигается тем, что в аппарате, содержащем трубные секции с теллообменными рубашками, сообщенные верхним и нижним концами с циркуляционной трубой, два винтовых перемешивающихся устройства, трубные секции выполнены в виде спирали, витки которой расположены по ломаной линии друг над другом, а нижний конец циркуляционной трубы сообщен со спиралью посредством смесителя, в корпусе которого установлены соединенные с циркуляционной трубой параллельные патрубки, в которых раэмеще.. Ы 1830276 А 1 содержит трубные секции с теплообменными рубашками. отстойник и смеситель с циркуляционной трубой и винтовыми перемешивающими устройствами. Трубные секции выполняются в виде спирали, слитки которой расположены по ломаной линии друг над другом. Нижний конец спирали сообщен с корпусом смесителя, а верхний — с отстойником, образуя замкнутый циркуляционный контур. В смесителе размещена циркуляционная труба и винтовые перемешивающие устройства, помещенные в отдельные патрубки, соединенные в циркуляционную трубу. Подвод среды в отстойник осуществляется тангенциально через боковую стенку. 1 з,п.ф-лы, 3 ил., 1 табл. ны винтовые перемешивающие устройства, в общую спиральную трубу, нижний конец которой сообщен со смесителем, а верхний сообщен с отстойником, образуя замкнутый циркуляционный контур.

Смеситель снабжен по крайней мере двумя перемешивающими устройствами, размещенными в отдельных патрубках, соединенных в общую внутреннюю циркуляционную трубу, из которой через внешнюю трубу среда подводится в отстойник тангенциально через боковую стенку. Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый аппарат отличается тем что трубные секции выполнены в виде разомкнутых многоугольников, расположенных друг над другом и соединенных со смесителем и отстойником образуя замкнутый циркуляционный контур.

На фиг.1 схематично изображен аппарат, общий вид; на фиг.2 — то же, вид в плане; на фиг.3 — график зависимости времени го1830276 могенизации от скорости рабочей среды

r = f(o)): а — по предлагаемому решению, Ь вЂ” по авт.св. hh 1683810; с — по патенту США

Ф 3248179.

Аппарат содержит горизонтальные трубные секции 1 с теплообменными рубашками, выполненные в виде спирали витки которой расположены по ломаной линии друг над другом, Концы спирали сообщены с циркуляционной трубой, соединяющую смеситель 3 с отстойником 4 электродвигатели 5 с винтовыми перемешивающими устройствами 6 каждое из которых расположено в отдельных патрубках 7 соединенных в корпусе смесителя в общую циркуляционную трубу 2, Верхний конец 8 циркуляционной трубы сообщен со спиралью посредством отстойника 4, ввод трубы в отстойник 4.

Аппарат работает следующим образом. 20

Включаются двигатели 5 винтовых перемешивающих устройств 6. В смесителе 3 создается циркуляция перемешивающими устройствами 6, каждое из которых осуществляется всасывание в соответствующий 25 ему патрубок 7, и затем среда подается из корпуса смесителя 3, патрубков 7 в вертикальную циркуляционную трубу 2 и далее через верхний конец 8 в отстойник 4 и в трубные секции 1; изогнутые по ломаной 30 линии. установленные друг над другом и соединенные между собой последователь.но в спираль. Затем среда возвращается обратно в смеситель 3..

За счет вращения встроенных винтовых 35 перемешивающих устройств 6, выполняю- щих роль встроенных насосов и одновременно перемешивающих устройств в смесителе 3 среда перемешивается интенсивно и нагнетается в циркуляционную тру- 40 бу 2.

Благодаря тому, что каждое перемешивающее устройство 6 расположено в отдельных патрубках 7, которые соединяются в общую циркуляционную трубу 2, то при вра- 45 щении перемешивающих устройств. создаются оптимальные условия входа потока на винтовые перемешивающие устройства, что позволяет увеличить коэффициент полезного действия винтовых перемешивающих ус- 50 тройств, скорость циркуляции рабочей среды в циркуляционных трубах, в смесителе и в отстойнике при уменьшенных затратах мощности на перемешивание, увеличить интенсивность перемешивания.

Благодаря тому, что верхний конец 8 введен тангенциально в боковую стенку отстойника 4, в нем возникает закручивание потока, и соответственно интенсификация перемешивания, Особенно эффективна такая закрутка потока рабочей среды, содержащей твердые частицы, т.к. не происходит осаждение твердых частиц на днище аппарата, уменьшается неравномерность распределения твердой фазы по высоте аппарата-отстойника, увеличивается интенсивность перемешивания многофазных сред.

В случае аварийной остановки одного из винтов, но при работающем втором винте, рабочая среда будет все равно циркулировать в многоугольниках, соединенных в спираль, и не произойдет осаждения твердой фазы. Так как трубные секции аппарата выполнены в виде ломаной линии и установлены по высоте друг над другом, то это позволяет значительно увеличить скорости рабочей среды и сократить габариты аппарата. Особенно это важно для аппаратов большого объема. Так для аппарата РГ555,0 объемом 55 и для производства полипропилена на МНПЗ. высота аппарата уменьшается до 10 м, при ширине многоугольников 5 м.

Для аппарата того же объема по а.с.

ЛВ 1683810 высота аппарата составит 56 м, т.е. высота аппарата по предлагаемой заявке снижена более чем в 5 раз по сравнению с аналогом, снижены габариты аппарата. Это увеличивает надежность аппарата, осооенно большого объема, т.к, уменьшаются ветровые нагрузки на аппарат, уменьшается металлоемкость, облегчаютСя условия обслуживания

Благодаря тому, что среда движется в трубных секция аппарата, выполненных в виде многоугольников, соединенных в общую спираль, то из-за поворотов многоугольников и уменьшения проходного сечения увеличивается скорость и интенсивность перемешивания, возникает увеличение мелкомасштабных пульсаций, увеличение коэффициентов массоотдачи и соответственно сокращение времени реакции, т.е. увеличение производительности аппарата. На фиг.3 и в таблице приведены сравнительные расчетные данные по скорости рабочей среды и времени перемешивания {гомогенизации) для петлевого), аппарата а.с. М 1683810 и для реакционного аппарата по предполагаемому решению вместимостью 200 л, Как видно из фиг.3 время гомогенизации (время достижения равномерной концентрации), для аппарата по предлагаемому решению меньше в 2 5 раза по сравнению с аппаратом по а.с. гв 1683810 при равных мощностях привода и объемных аппаратов

200 л при увеличенной скорости рабочей среды в 2 раза.

1830276

Это может быть объяснено следующим.

Скорость рабочей среды (в) и кратность циркуляции К увеличивается вследствие уменьшения проходного сечения среды, выполнения аппарата в виде многоугольников, установленных по высоте друг над другом, и соединенных .в общую спиральную трубу, а т.к, время гомогенизации гобратно пропорционально кратности циркуляции t = (), то с увеличением крат1

Ку ности циркуляции уменьшается время гомогенизации, и соответственно увеличивается производительность аппарата.

Формула изобретения

1. Реакционный аппарат, содержащий трубные секции с теплообменными рубашками, сообщенные верхним и нижним концами с циркуляционной трубой, два винтовых перемешивающих устройства, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности в работе и сокращения габа5 ритов, трубные секции выполнены в виде спирали, витки которой расположены по ломаной линии друг над другом, а нижний конец циркуляционной трубы сообщен со спиралью посредством смесителя, в корпу10 се которого установлены соединенные с циркуляционной трубой параллельные патрубок, в которых размещены винтовые перемешивающие устройства.

2. Аппарат по п.1, отличающийся

15 тем, что верхний конец циркуляционной трубы сообщен со спиралью посредством отстойника, при атом ввод трубы в отстойник выполнен тангенциальным, 1830276

40 cd, Ю/с

Составитель В.Лосик

Техред М.Моргентал Корректор Н,Милюкова

Редактор H.Åãîðîâà

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2510 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., 4/5