DE2060341C3 - Polykondensationsreaktor - Google Patents

Description

Mit dem Hauptpatent wird ein Polykondensationsreaktor vorgeschlagen, der aus einem mit seiner Hauptachse senkrecht orientierten, mit einem Wärmetauschmantel, einem Zuführungsstutzen im Deckel und einem Entnahmestutzen im Boden versehenen Behälter besteht und der eine in diesem Behälter drehbar gelagerte senkrechte Welle vorsieht, auf welcher coaxial und waagrecht die Kreisringscheiben und kreisförmige Vollscheiben jeweils einander abwechselnd drehfest angeordnet sind, wobei die Vollscheiben mindestens den Kreisausschnittsdurchmesser der Kreisringscheiben aufweisen und den Scheiben ortsfeste Abstreifer derart aufliegen, daß die Reaktionsmasse bei den Kreisringscheiben über den inneren Scheibenrand und bei den Vollseheiben über den äußeren Scheibenrand befördert wird.

Bei dieser Anordnung wird die Reaktionsmasse durch die Abstreifer zwangsweise von Scheibe zu Scheibe von oben nach unten durch den Reaktor geführt, wobei sich abhängig von der Wellendrehzahl und der Schichtdicke auf den Scheiben einstellbare definierte Verweilzeiten und wegen der Vielzahl der Scheiben enge Verweilzeitspektren ergeben. Die Reaktion läuft günstig in dünnen Schichten bei großer Fläche der Reaktionsmasse ab, wodurch die Ausdampfung des restlichen Glycols und der Reaktionsiblauf vorteilhaft beschleunigt werden. Unkontrollier bar lanse Verweilzeiten der Reaktionsmasse auf den Scheiben und Produktschädigungen durch Abbau sind ausgeschlossen, weil die Scheiben bei jeder Umdrehung einmal mittels der Abstreifer gereinigt werden, bevor von der jeweils darüber liegenden Scheibe erneut Reaktionsmasse auf die Scheibe gegeben wird. Der Polykondensationsreaktor nach dem Hauptpatent hat sich im betrieblichen Einsatz hervorragend bewährt und wird zur Durchführung von Polykondensationsreaktionen bei der kontinuierlichen Herstellung von linearen Hochpolymeren, insbesondere bei der Herstellung von Polyester, mit sehr guten Ergebrrssen eingesetzt. In einer Anlage zur kontinuierlichen Herstellung von Polykondensaten stellen die PoIykondensationsreaktoren einen beachtlichen Kostenfaktor dar, der mit der Anzahl der vorgesehenen Polykondensaüonsstufen wächst und somit die Baukosten der Gesamtanlage erheblich beeinflußt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine weitere Vereinfachung dieses bewährten Reaktortyps zu erzielen und damit seine Wirtschaftlichkeit weiter zu erhöhen.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß alle Scheiben als Vollscheiben ausgebildet sind und die Reaktionsmasse über den Außenrand der Scheiben mittels einer oder mehrerer auf die Welle bezogen einwärts und nach unten gerichteter Leitflächen auf die nachfolgende Scheibe gefördert wird. Die Ausrüstung der Vorrichtung mit durchgehend gleichen Vollscheiben hat eine wesentliche Vereinfachung der Konstruktion und der Herstellung des Reaktors zur Folge. Bei gleichbleibender Größe der Benetzungsfläche der Scheiben wird mit dem erfindungsgemäßen Vorschlag der Außendurchmesser sämtlicher Scheiben verkleinert und damit eine noch günstigere RaumausPMtzung des mit Vollscheiben bestückten Reaktors erreicht und der Raumbedarf auf ein optimales Verhältnis zum Durchsatz gebracht. Außerdem wird mit dem erfindungsgemäßen Vorschlag die Gefahr der Bildung von Ablagerungen und Verkrackungen der Reaktionsmasse verringert, so daß die Produktqualität über lange Zeiträume konstant bleibt und der Reinigung dienende Betriebsunterbrechungen selten sind. Durch die Drehzahl und die Schichtdicke lassen sich bestimmte Verweilzeiten der Reaktionsmasse auf den Scheiben und somit enge Venveilzcitspektren einste'len.

Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, daß die Leitflächen am Abstreifer befestigt sind. Haltevorrichtungen für die Leitflächen, die beispielsweise an der Innenseite der Reaktor wandung befestigt sein müßten, sind durch den erfindungsgemäßen Vorschlag überflüssig. Es werden somit auch hier weitere durch Produkt benetzte Flächen, die nicht durch die Vorrichtung selbst gereinigt werden, vermieden.

Die für eine gleichmäßige Beschickung der einzelnen Scheiben notwendigen Leitflächen sind nach einem Vorschlag der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Leitfläche aus einem Rohr besteht. Der artige Leitflächen unterstützen durch ihre einfache Herstellungsweise und ihren geringen Raumbedarf ebenfalls wirkungsvoll die verbesserte Wirtschaftlichkeit dieses Reaktortyps.

6_S Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend an Hand der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt in. schematischer Darstellung

F i g. 1 einen Längsschnitt durch den erfindungb gemäßen Reaktor,

F i g. 2 einen Querschnitt durch den Reaktor gemäß der Linie A-A nach F i g. 1 und

F i g. 3 eine Seitenansicht der Voilscheiben mit dem Leitrohr.

Der Reaktor besteht aus einem Behälter der im wesentlichen von einem aufrecht stehenden Zylinder 2, einem angeflanschten Deckel 1 und einem Boden 1' gebildet wird. Die zentral in der Hauptachse des Behälters angeordnete Welle 3 trägt eine Vielzahl von kreisförmigen Vollscheiben 5. Die Welle 3 ist an ihrem unteren Ende beispielsweise über eine Stopfbuchse 6 dichtschließend durch d η Behälterboden Γ geführt und in einem Lager 7 drehbar gelagert. Arn oberen Ende ist ebenfalls eine abgedichtete Wellendurchführung 8 und eine zugehörige Lagerung 9 vorgesehen. Der Antrieb der Welle erfolgt über ein drehzahlregelbares Antriebsaggregat 10. Der Behälter ist allseitig von einem Wärmetauschniantel 11 umgeben, der einen Eintrittsstutzen 12 und einen Austrittsstutzen 13 für das Heizmedium besitzt. Im Deckei ί ist der Zuführungsstutzen 14 für die Reaktionsmasse und im Boden 1' ist der Entnahmestutzen 15 tür das Produkt vorgesehen. Der Entnahmestutzen 15 ist so ausgebildet, daß daran eine an sich bekannte Austragsschnecke zum Abziehen des gebildeten Produktes angeschlossen werden kann. Die bei der Reaktion freigesetzten Dämpfe werden aus dem Behälter über einen Dampfentnahmestutzen 16, der mit einer nicht gezeigten Vakuumquelle in Verbindung steht, abgeführt. Jeder VollschJbe 5 sind mehrere Mischkämme 17 und ein oder mehrere Leitrohre 18 zugeordnet. Weiterhin sind auf jeder Vollscheibe 5, wie aus F i g. 2 hervorgeht, in der Nähe ihrer Ränder ortsfeste Produktführungsringe 19 und 20 vorgesehen.

ίο Die Mischkämme 17 sind mit diesen Produktführungsringen fest verbunden. Außerdem ist an diesen Ringen ein Abstreifer 21 befestigt. An dem Außenring 19 sind drei Abstandhalter 22, 23 und 24 angebracht, welche die aus den Ringen 19 und 20, den Mischkämmen 17 und dem Abstreifer 21 bestehende Ringkonstruktion zentrieren und an der Behälterinnenwand abstützen. Die Reaktionsmasse wird auf die Vollscheibe an der mit 25 bezeichneten Stelle aufgegeben. Die Förderung der ^ ^aktionsmasse in das

Leitrohr 18 erfolgt mittels Abstreifers 21 und der in der Pfeilrichtung bewegten Vollscheibe 5 an der mit 26 bezeichneten Stelle. Die Scheiben 5 sind an Tragarmen 27 befestigt, welche ihrerseits an Naben 28 beffUigt sind. Diese Naben sind mit inneren Nuten versehen, mit deren Hilfe sie drehfest auf der mit einer entsprechenden Feder ausgestatteten Welle hintereinander aufgereiht sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Durchführung von PoIykondensationsreaktionen bei der kontinuierlichen Herstellung von linearen Hochpolymeren, insbesondere für die abschließende Polykondensauorisreaktion bei der Herstellung von Polyestern mit einem in seiner Hauptachse senkrecht orientierten, mit einem Wärmetauschmantel, einem Zuführungsstutzen im Deckel und einem Entnahmestutzen im Boden versehenen Behälter und einer in diesem Behälter drehbar gelagerten senkrechten Welle, auf welcher coaxial und· waagerecht Kreisringscheiben und kreisförmige Vollscheiben drehfest angeordnet sind, wobei die Vollscheiben mindestens den Kreisausschnittsdurchmesser der Kreisringscheiben ajfweisen und den Scheiben ortsfeste Abstreifer derart aufliegen, daß die Reaktionsmasse bei den Kreisringscheiben über den inneren Scheibenrand und bei den Vollscheiben über den äußeren Scheibenrand gefördert wird, nach Hauptpatent 1 645 641, dadurch gekennzeich net, daß nunmehr alle Scheiben (5) als VoIlscheiben ausgebildet sind und die Reaktionsmasse mittels einer oder mehrerer auf die Welle (3) bezogen einwärts und nach unten gerichteter Leuflächen (18) i'.^cr den Außenrand der Scheiben (5) auf die nachfolgende Scheibe (5) gefördert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitfläcnen (18) an dem Abstreifer (21) befestigt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitfläche (18) aus einem Rohr besteht