CS201777B1 - Continuous reactor with scraped film with regulation of the duration time in the reactive zone of the reactor - Google Patents

Description

ČESKÓŠLÓVÉNSKÁSOCIALISTICKÁREPUBLIKA( 19 ) POPIS VYNALEZU K AUTORSKÉMU OSVEDČENIU 201777 (11) (Bl) (22) Přihlášené 04 09 78(21) (PV 5717-78) (51) Int. Cl.3 B 01J 19/00 kJ (40) Zverejnené 31 03 80 ÚŘAD PRO VYNÁLEZY A OBJEVY (45) Vydané 15 02 83 (75)

Autor vynálezu CVENGROS JÁN ing. CSc. a TKÁČ ALEXANDER prof. DrSc., BRA-TISLAVA (54) Kontinuálny reaktor so stieraným filmom s reguláciou času zotrvaniav reakčnej zóně reaktora

Vynález sa týká kontinuálneho chemickéhoreaktora so stieraným kvapalinovým filmoms možnosťou regulácie času zotrvania reakč-nej zmesi v reaktore s intenzívnym kontak-tem reakčnej zmesi s ohrevnými plochami apri reakciách medzi plynom a kvapalinou tiežs intenzívnym kontaktem medzi fázami.

Doteraz známe typy filmových reaktorovsú prakticky totožné s filmovými odparkamiso stieraným filmom s konkávnou alebo kon-vexnou odparnou plochou podl’a toho, či jeodparná plocha vytvořená na vnútornej alebovonkajšej straně vertikálně orientovanéhoohrevného telesa v tvare valca alebo zreza-ného kužela. Reakčná zmes tu kontinuálněstéká po teplotně kontrolovanom povrchu voformě tenkého filmu, pričom je intenzívněpremiešavaná stieračom. Pri reaktoroch s kon-kávnou ohrevnou plochou sa stierač otáčavelkou obvodovou rýchlosťou. Ak má tvarrotora s pevnými křidlami, tieto zasahujú ibado povrchu filmu (Pat. NSR 970 254 a1 004 590), ak má tvar rotora s pohyblivýmikřidlami, tieto sa priamo dotýkajú ohrevnejplochy (maďarský pat. 155 732, pat. NSR1 061 293). Nevýhodou týchto zariadení je, žečas zotrvania reakčnej zmesi v teplotně expo-nované j zóně filmového reaktora je krátký(niekolko sekúnd až niekolko málo desiatoksekúnd) a s dobrým výťažkom móžu v nich prebiehať iba tie reakcie, kterých rýchlosť jedostatečné vysoká. Na druhej straně krátkýčas zotrvania je podstatným faktorom preúspěšný priebeh niektorých reakcií, napr. prikterých je nebezpečenstvo vedlajších reakciív dósledku nestálosti reaktantov alebo pro-duktov. Filmový reaktor je velmi výhodnýpre reakcie medzi kvapalinou a plynom, prereakcie s extrémnymi tepelnými efektami,pre reakcie explozivně, pre reakcie s vysokýmpožiadavkom na teplotnú kontrolu, pre reak-cie, kedy jeden z produktov je prchavý ajeho elimináciou z reakčného prostredia savýhodné ovplyvní chemická rovnováha. Tietotypy reakcií je výhodné vykonávat vo filmo-vých reaktoroch s krátkým časom zotrvanias možnosťou jeho regulácie v určitom časo-vom intervale š ohfadom na optimálnu kon-verziu reaktantov. Cas zotrvania reakčnejzmesi v reaktore je závislý na velkosti ná-streku, dlžke reaktora, viskozite a podmien-kach stierania filmu (zádrž kvapaliny). Časzotrvania reakčnej zmesi je regulovatelný vofilmových reaktoroch v tvare zrezaného ku-žel’a s konkávnou ohrevnou plochou, ktorésú orientované horizontálně (Gudheim A. R.,Donovan I.: Chem. Eng. Progress 53, 476[1957]), sú však velké požiadavky na přes-nost výroby a uloženia stieracieho rotoras pevnými křidlami. V případě filmového reak- 201777

Claims (1)

1. 2 tóra s konvexnou ohrevnou plochou so stie-račom v tvare súvislej skrutkovice (čs. pat.114 714), alebo v tvare prerušovanej skrutko-vice (čs. AO 181 054 a 183 290), ktorý sa po-hybuje na ohrevnej ploché spravidla v smereproti prirodzenému toku filmu, je sice mož-nost regulovat čas zotrvania zvýšenou obvo-dovou rýchlosťou stierača, ale táto možnostje poměrně obmedzená. Pri vyšších obvodo-vých rýchlostiach stierača sa zvýši zádrž kva-paliny na ohrevnej ploché, kvapalinový filmzhrubne a pretečie cez stierač. Okrem tohopri vyšších obvodových rýchlostiach hrozínebezpečenstvo prestreku reakčnej zmesiodstředivou silou z ohrevnej plochy. Tieto nevýhody sú odstránené vo filmovomreaktore so stieraným filmom s regulácioučasu zotrvania v reakčnej zóně so stieračomv tvare jednoduchéj alebo viacchodej pravo-točivej alebo 1’avotočivej skrutkovice, pokry-tej teflonovou trubkou pódia vynálezu, kte-rého podstata spočívá v tom, že stierač, ktorýje připojený na motor s regulovatelnýmiotáčkami, dolieha tesne na vnútornú stranuvonkajšej temperovanej trubky a súčasne tiežna vonkajšiu stranu vnútornej temperovanejtrubky. Filmový reaktor podl’a vynálezu má v po-rovnaní s doteraz známými typmi rad výhod.Pri jednoduchéj konštrukcii je možné výhod-né měnit dobu pobytu kvapaliny v reaktores ohfadom na požadovaný stupeň premenya vlastnosti reakčnej zmesi. Táto regulácia jeumožněná vhodnou volbou nástreku a frek-vencie stierača, ktorý, ak má tvar pravotoči-vej skrutkovice, má zmysel otáčania nalavoa naopak, vždy sa však otáča proti prirodze-nému toku filmu ako dósledku zemskej tiaže.Účinkom stierača dochádza k nadvihovaniukvapaliny a pri vhodnej frekvencii stieračaa velkosti nástreku je takto možné dosiahnuťoptimálny čas pobytu reakčnej zmesi v reak-tore (až tisícky sekúnd) pri relativné malejdlžke reaktora. Vytvorenie zvýšenej zádržekvapaliny v reaktore účinkom stierača už nieje spojené s jej pretokom cez stierač, pretožetento svojím vonkajším obvodom poměrnětesne dolieha na vonkajšiu temperovanátrubku. Pri vyšších obvodových rýchlostiachstierača sú lepšie podmienky pre přestuptepla a látky. Konštrukcia filmového reakto-ra podl’a vynálezu poskytuje výhodné poměrypre reakcie v systéme kvapalina-plyn v pro-tiprúdnom připadne i súprúdnom usporiadaní,pretože stierač svojou činnosťou zaisťuje in-tenzívny kontakt oboch fáz bez toho, abyreaguj úci plyn mal možnosť uniknúť z reakč- PREDMET Kontinuálny reaktor so stieraným filmoms reguláciou času zotrvania v reakčnej zóněreaktora so stieračom v tvare jednochodejalebo viacchodej pravotočivej alebo 1’avoto-čivej skrutkovice pokrytej teflonovou trub-kou, vyznačujúci sa tým, že stierač (3), ktorý ného prostredia vedfajšími cestami. V zaria-dení podl’a vynálezu je tiež možné s výhodouvykonávat reakcie spojené s vývojom plynovalebo pár. Tieto je možné odvádzať z reakč-ného prostredia medzi závitmi skrutkovice avýhodné tak ovplyvňovať chemickú rovno-váhu. Vytvořením dvoch ohrevných povr-chov, jeden na vonkajšej straně vnútornejtemperovanej trubky, druhý na vnútornejstraně vonkajšej temperovanej trubky, sa vý-razné zvačší plocha pre přestup tepla a látky.V zásadě je daná možnosť temperovat obetrubky podlá potřeby na rožne teploty, čo jevýhodné vtedy, ak reakčná zmes, alebo nie-ktoré jej zložky, na povrchu jednej trubkyvrie a bezprostředné na povrchu druhej trub-ky kondenzuje prakticky pri tej istej teplote.Takto aj pri vare reakčnej zmesi na ohrevnejploché reaktora sa jej teplota nemení a vrú-ca komponenta z reakčnej zmesi neodchádza.Je tiež možný sekcionovaný ohřev oboch tru-biek s postupné sa zvyšuj úcou připadne kle-sajúcou teplotou. Reaktor je vhodný i prefotochemické reakcie, je možné ho vyrobit zoskla resp. z kremeňa a žiarením s vhodnouvlnovou dlžkou (UV, viditelné světlo) ožaro-vať celú ohrevnú plochu reaktora, alebo lenjej část. Na připoj enom výkrese je schématickyznázorněný reaktor so stieraným kvapalino-vým filmom podlá vynálezu. V priestore medzi vnútornou temperovanoutrubkou 1 a vonkajšou temperovanou trub-kou 2 je relativné tesne uložený stierač 3 voformě jednochodej alebo viacchodej 1’avoto-čivej alebo pravotočivej skrutkovice, vytvo-renej z nerezového drótu, uloženého v teflo-nové j trubke. Stierač 3 je připojený na mo-tor 4 s regulovatelnými otáčkami. Trubka napřívod kvapalných reaktantov 5 slúži pre pří-vod kvapalnej reakčnej zmesi do reaktoraa trubka pre odvod kvapalných produktov 6na odvod reakčnej zmesi z reaktora. Trubkapre přívod plynu 7 slúži pre přívod plynnýchreaktantov v případe protiprúdneho režimuv reaktore pri reakcii kvapalina-plyn, alebopre přívod inertu, alebo ostává nevyužitá.Trubka pre odvod plynu 8 sa používá naodtah plynných produktov reakcie, připadnena odvod inertu. Reaktor podlá vynálezu bol využitý napr.pri cyklizácii derivátov malonanu a acet-octanu etylnatého v prostředí difenyléteru,ďalej pri karboxylácii alkylfenolátov alkalic-kých kovov a pri esterifikácii prchavých ky-selin, resp. alkoholov. VYNÁLEZU je připojený na motor (4) s regulovatelnýmiotáčkami, dolieha tesne na vnútornú stranuvonkajšej temperovanej trubky (2) a súčasnetiež na vonkajšiu stranu vnútornej tempero-vanej trubky (1). 1 výkres