Реактор-фибридатор
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Соаетских.
Социалистических
Республик
В 01 У 19/00
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет— (53) ХДК 66.023. (088.8) Опубликовано151082. Бюллетень ¹38
Дата опубликования описания 15.10.82 (72) Авторы изобретения
В.A.Никифоров, С.A.Æèæèëåâ, Т.И.Никитин
A.Ã.Ìóõoìåòçÿíîâ, Л. Б.Соколов и Н.И.Гел
Калининский ордена Трудового Красного 3
Ф пблитехнический институт (71} Заявитель
l (54} РЕАКТОР-ФИБРИДАТОР
Изобретение относится к химической промышленности, а более конкретно к аппаратуре процессов поликонденсации на границе раздела фаз в пенном режиме, и может быть использовано в производстве термостойких синтетических полимерных фибридов.
Известны пенные аппараты для фи- зико-химических и теплообменных процессов, содержащие корпус, перфорированную тарелку, распределительную коробку-патрубок или диффузор для подачи и конфузор с патрубком для выхода газовой фазы, приемную и сливную коробки для жидкой фазы (1).
В пенных аппаратах этой конструкции отсутствуют условия для проведения поликонденсационных процессов: нет узла генерирования газовой фазы, организованного .распределения жидкой фазы, что исключает возможность приМенения жидких и твердых мономе-, ров в газовой фазе и получать фибриды.
Известен реактор-фибридатор, содержащий цилиндрический корпус с патрубками для ввода сырья, сжатого воздуха и вывода продукта и с перфорированной перегородкой, разделяющей корпус на реакционную камеру и камеру генерации газовой фазы (2).
Однако из-за неорганизованного распределения жидтсой фазы по сечению реактора над решеткой:получаемый в пенном режиме полимер характеризуется структурной неоднородностью, содержит значительную долю ниэкомо О лекулярной порошкообразной фракции, имеет сравнительно низкий средний молекулярный вес, мал выход фибридов.
При остановке реактора суспензия полимера накапливающаяся в расшири.теле пеногасителя, проваливается через..решетку, загрязняет диффуэор и форсунку узла генерирования гавовой фазы, что вызывает необходимость выполнения трудоемких работ по разборке и чистке агрегата, ус20 ложняет эксплуатацию установки.. Целью изобретения является повышение качества продукта.
Поставленная цель достигается тем, что реактор снабжен сбечайкой, коаксиально. установленной а внешней стороны реакционной камеры на расстоянии от корпуса, а корпус - имеет кольцевую щель, расположенную в нижней части реакционной камеры, при этом кольце965501 4 вая приемная камера между корпусом и обечайкой сообщается с реакционной камерой через кольцевую щель.
Для обеспечения устойчивости работы реакторного устройства в ижроком интервале объемных скоростей жидкой 5 фазы и управления размерами получаемых фибридов прЕдУсмотрена регулировка высоты кольцевой щели с помощью резьбового соединения обечайки и корпуса. (0
На чертеже изображен реактор-фиб-. ридатор, общий вид.
Устройство содержит камеру генерирования газовой фазы, включающуюиспаритель 1, форсуночный смеситель, состоящий.иэ пневматической форсунки 2, расположенной внутри корпуса 3, и диффузора 4, соединенного с форсункой 2 и испарителем 1 болтовьм соединением, а также .реакционную камеру, образуемую цилиндрическим корпусом 5, на внешней поверхности которого крепят обечайку 6 со штуцером 7 радиального ввода жидкой фазы. Перфорированная перегородка (решетка) 8 со свободным сечением .25Ъ, разделяющая камеры генерирования газовой фазы и реакционную, жестко закреплена во фланцевом соединении испарителя 1 и кольцевой приемной камеры, образуемой обечайкой 6 и корпусом 5. Обечайка 6 прик- ЗО реплена к цилиндрическому корпусу 5 реэьбовьм соединением, посредством ко,торого осуществляют регулирование высоты щели, образуемой нижним срезом цилиндрического корпуса 5 и основанием приемной камеры. Для герметизации реэьбового соединения предусмотрено сальниковое уплотнение 9 (асбесто-графитовая набивка) и нажимная втулка 10.. Для обеспечения воэмэжности регулирования зазора кольцевой щели 11 в пределах 0,05-0,1 мм прИ жестком креплении цилиндрическоio корпуса 5 во фланце корпуса и .конфузора 12, служащего для отвода реакционной массы, число болтовых отверстий увеличено до 16. Возможна плавная регулировка высоты кольцевой щели без увеличения числа отверстий во фланцевом соединении, для чего фланец корпуса следует изготовить накидным. Реактор-фибридатор снабжен приборами автоматического ,контроля и регулирования температуры и давления.
Принцип действия предложенного ре I55 актора на примере производства полиамида -6Т состоит в следующем.
В сопло пневматической форсунки 2 под давлением инертного газа подается концентрированный раствор (или 60 расплав) хлорангидрида терефталовой кислоты в метиленхлориде. Жидкий факел, истекающий из сопла, в диффузоре 4 вступает в контакт с поступающим из кольцевого зазора, .образуемого соплом форсунки 2 и корпусом 3, сжатым воздухом, нагретым выше температуры плавления мономера. Образующийся при этом туманообразный аэрозоль в результате внутреннего и внешнего теплообмена претерпевает в генераторе фазовые превращенич. Генерированная парогазовая смесь с температурой, равной или выше температуры кипения мэномера при данной концентрации его в газовой фазе, входит в отверстия пер. форированной перегородки 8. Кинематическая энергия газового потока, выходящего из перфорации перегородки 8, повышается в 16 раэ, что обеспечивает ра.звитие максимальной удельной поверхности контакта фаз в прирешеточном пространстве на высоту до 10 мл. Через штуцер 7 радиального ввода воднощелочной раствор гексаметилендиамина подается в напорную кольцевую камеру, откуда через кольцевую щель истекает от стенки по всему периметру корп ;са
5 к центру реакционной камеры в виде сплошной тонкой пленки (пелены) . Ha высоте 3-4 мм от уровня перегородки
8 происходит контакт реагирующих фаз, протекают химические реакции поликонденсации и нейтрализации. Синтезированный полиамид — 6Т эа счет напряжения сдвига, развиваемого в перекрестном токе реагирующих фаэ, вытягивается и формируется в виде длинноволокнистых фибридов. В объеме высокотурбулизованного подвижного слоя трехфазной пены, выводимой из реактора, кинетическим потоком газа, протекают дальнейшие процессы роста и обрыва полимерной цепи, фибридообраэование.
Предлагаемое изобретение улучшает качественные показатели продукта: устраняет структурную неоднородность полимера, получаемого полностью в виде фибридов; увеличивает разветвленность фибридов и повышает таким образом степень размола до 80-95 Ш-Р, а следовательно, улучшает свойства синтетической бумаги, изготовляемой из этих фибридов; увеличивает молекулярную массу полимера и повышает верхний температурный предел эксплуатации изделия на 2 0-25О С. Кроме того,, повышается общий выход полимера на 10-153 за счет ликвидации проскока мономера газовой фазы и повышает надежность эксплуатации установки.
Формула изобретения
Реактор-фибридатор, содержащий цилиндрический корпус с патрубками для ввода сырья, сжатого воздуха и вывода продукта и с перфорированной перегородкой, разделяющей корпус на (реакционную камеру и камеру генера965501
ВНИИПИ Заказ 7733/7 Тираж 583 Подписное
Филиал ППП "Патент", г.ужгорОд,ул.Проектная,4 ции газовой фазы, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения качества продукта, реактор снабжен обечайкой, коакснально установленной с внешней стороны.реакционной камеры на расстоянии .от корпуса, а корпус имеет кольцевую щель, расположенную в нижней части реакционной камеры, при этом кольцевая каме- ра между корпусом и обечайкой сообщается с реакционной камерой через 10 кольцевую щель.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Пенный режим и пенные аппараты.
Под ред.проф. И.П . Мухленова и проф.
Э.Я. Тарата. Л., Химия, 1977, с. 16-20.
2. Разработка технологии синтеза полимеров методом поликонденсации B пенном режиме. Отчет КПИ В 74035815.
1975, с. 48-55.
