EA012362B1 - Модульное устройство для непрерывной дегазации и получения полимерных форконденсатов с реакционно-технически высоким соотношением между площадью поверхности продукта и его объёмом при щадящей обработке продукта реакции - Google Patents
Модульное устройство для непрерывной дегазации и получения полимерных форконденсатов с реакционно-технически высоким соотношением между площадью поверхности продукта и его объёмом при щадящей обработке продукта реакции Download PDFInfo
- Publication number
- EA012362B1 EA012362B1 EA200701842A EA200701842A EA012362B1 EA 012362 B1 EA012362 B1 EA 012362B1 EA 200701842 A EA200701842 A EA 200701842A EA 200701842 A EA200701842 A EA 200701842A EA 012362 B1 EA012362 B1 EA 012362B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- product
- type
- reactor
- module
- modules
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J14/00—Chemical processes in general for reacting liquids with liquids; Apparatus specially adapted therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
- B01J19/2415—Tubular reactors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
- B01J19/245—Stationary reactors without moving elements inside placed in series
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
- B01J19/247—Suited for forming thin films
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J3/00—Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
- B01J3/02—Feed or outlet devices therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/08—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles
- B01J8/12—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles moved by gravity in a downward flow
- B01J8/125—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles moved by gravity in a downward flow with multiple sections one above the other separated by distribution aids, e.g. reaction and regeneration sections
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G63/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
- C08G63/78—Preparation processes
- C08G63/785—Preparation processes characterised by the apparatus used
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00002—Chemical plants
- B01J2219/00018—Construction aspects
- B01J2219/0002—Plants assembled from modules joined together
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00002—Chemical plants
- B01J2219/00018—Construction aspects
- B01J2219/00024—Revamping, retrofitting or modernisation of existing plants
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00051—Controlling the temperature
- B01J2219/00074—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
- B01J2219/00087—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements outside the reactor
- B01J2219/00094—Jackets
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00051—Controlling the temperature
- B01J2219/00121—Controlling the temperature by direct heating or cooling
- B01J2219/00123—Controlling the temperature by direct heating or cooling adding a temperature modifying medium to the reactants
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00168—Controlling or regulating processes controlling the viscosity
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00245—Avoiding undesirable reactions or side-effects
- B01J2219/00247—Fouling of the reactor or the process equipment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00245—Avoiding undesirable reactions or side-effects
- B01J2219/00252—Formation of deposits other than coke
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/18—Details relating to the spatial orientation of the reactor
- B01J2219/185—Details relating to the spatial orientation of the reactor vertical
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
- B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
- B01J2219/245—Plate-type reactors
- B01J2219/2461—Heat exchange aspects
- B01J2219/2462—Heat exchange aspects the reactants being in indirect heat exchange with a non reacting heat exchange medium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
- Other Resins Obtained By Reactions Not Involving Carbon-To-Carbon Unsaturated Bonds (AREA)
Abstract
В изобретении описано модульное устройство для непрерывной дегазации продуктов реакции карбоновой кислоты или дикарбоновых кислот с полифункциональным спиртом, которое может использоваться для получения форконденсатов (или же форполимеров) и в котором благодаря особой конструкции и особому расположению модульных днищ обеспечивается реакционно-технически высокое соотношение между площадью поверхности продукта и его объемом, при котором (соотношении) характеристическая вязкость продукта реакции составляет от 0,20 до 0,35 дл/г. Такое устройство имеет стандартизированную модульную конструкцию и состоит по меньшей мере из 3 модулей, которые обеспечивают небольшой перепад температур между массой продукта и теплоносителем и которыми являются загрузочный модуль для подачи продукта в реактор, нагреваемый кубовый модуль для сбора в нем и отбора из него продукта и головной модуль для сбора и выпуска выпара. Реактор при необходимости последующего повышения его производительности можно дооснащать неглубокими дополнительными модулями, обеспечивающими дополнительное увеличение реакционно-активной поверхности продукта. Подобное устройство обеспечивает наличие большой удельной поверхности продукта для максимизации массообмена низкокипящих компонентов продукта при одновременном исключении налипания на внутренние стенки реактора сконденсировавшихся и затвердевших компонентов продукта.
Description
Настоящее изобретение относится, согласно ограничительной части независимого пункта формулы изобретения, к реактору (модульному устройству) для непрерывной дегазации продуктов реакции карбоновой кислоты или дикарбоновых кислот с полифункциональным спиртом, который может использоваться для получения промежуточных продуктов поликонденсации, так называемых форконденсатов (или же форполимеров), и в котором должно обеспечиваться реакционно-технически повышенное соотношение между площадью поверхности продукта и его объемом, при котором (соотношении) характеристическая вязкость продукта составляет от 0,2 до 0,35 дл/г, а также обеспечиваться термически и механически щадящая обработка такого продукта реакции.
Из уровня техники известны реакторы, выполненные в виде емкостей с мешалкой. Однако подобные реакторы позволяют получать продукт с неудовлетворительным соотношением между площадью его поверхности и его объемом. При этом возможно лишь ограниченное увеличение характеристической вязкости продукта. Помимо этого работа реакторов этого типа связана с высоким расходом энергии. Такие реакторы требуют применения сложной и поэтому дорогостоящей системы нагрева. Мешалка не обеспечивает увеличение реакционно-активной поверхности продукта до необходимой для его эффективной дегазации величины. Кроме того, в реакторах подобного типа отсутствует возможность последующего увеличения их реакционного объема для повышения их производительности и тем самым для повышения производительности всей установки, соответственно для наращивания производственной мощности.
Применение специальных реакторов с мешалками также оказывается малоэффективным. Необходимое для получения требуемой реакционно-активной поверхности управление перемещением продукта является сложным с технологической точки зрения и в результате связано с необходимостью использовать для этого реактор специальной конструкции, чем обусловлено увеличение производственных расходов. Дополнительно используемая для увеличения реакционно-активной поверхности до максимально возможной величины мешалка обладает описанными выше недостатками. Работа таких реакторов также связана с высоким расходом энергии. При этом и система нагрева имеет исключительно сложную и поэтому дорогую конструкцию.
Из ΌΕ 10155419 А1 известны способ непрерывного получения высокомолекулярного сложного полиэфира, а также устройство для осуществления этого способа. Подобное устройство представляет собой башенный реактор, в котором протекает соответствующая реакция, а создание необходимой реакционноактивной поверхности обеспечивается с помощью испарителя с падающей пленкой. Применение испарителя с падающей пленкой связано с серьезными проблемами при возникновении аварийной ситуации изза возможности закупоривания его труб термически разложившимся материалом.
Помимо этого башенный реактор имеет сложную и поэтому дорогостоящую и экономически неэффективную конструкцию.
Из И8 5310955 известен вертикальный реактор, движущаяся в котором сверху вниз реакционная смесь проходит через различные цилиндрические секции и перемешивается мешалками. В таком реакторе определенную сложность представляет герметичное отделение одна от другой отдельных его секций, через которые проходит общий вал всех мешалок. Сами же мешалки хотя и улучшают перемешивание реакционного материала, тем не менее лишь в ограниченной степени увеличивают его реакционноактивную поверхность. Помимо этого для такого реактора характерно также неблагоприятное соотношение между диаметром и высотой отдельных его секций.
Из И8 4289895 (ΌΕ 2504258) известен способ получения олигомерных алкентерефталатов. В этом патенте описано устройство с несколькими расположенными одна над другой цилиндрическими камерами, в которых протекает реакция и часть из которых снабжена мешалками. Каждая камера оснащена, кроме того, отдельной системой нагрева. В верхней части реактора реакция протекает при повышенном давлении, тогда как в его нижней части создают вакуум. Для этого устройства также характерно неблагоприятное соотношение между диаметром и высотой в вакуумируемой зоне, в которой в пересчете на заполненный реакционной массой объем создается недостаточно большая реакционно-активная поверхность. Помимо этого и мешалки обеспечивают лишь перемешивание реакционной массы, но не создание необходимой реакционно-активной поверхности. Оснащение каждой камеры отдельной системой нагрева значительно усложняет и удорожает все устройство.
Горизонтальные же реакторы оснащены сложными и дорогостоящими мешалками для создания требуемой реакционно-активной поверхности. При работе мешалки на выводах ее вала возникают действующие на уплотнения механические нагрузки, которые с течением времени приводят к появлению неплотностей, через которые в реакционное пространство может попадать воздух, кислород которого может отрицательно влиять на получаемый продукт.
В основу настоящего изобретения была положена задача разработать устройство, которое позволяло бы добиться оптимально высокого с реакционно-технической точки зрения соотношения между площадью поверхности продукта и его объемом, при котором (соотношении) обеспечивается высокая степень дегазации продукта. Подобное устройство должно, кроме того, обеспечивать возможность проведения в нем соответствующего процесса без применения мешалки, отсутствие которой позволяет эксплуатировать реактор без его остановки на проведение работ по техническому обслуживанию. Такой реактор
- 1 012362 должен иметь модульную конструкцию для возможности его максимально возможной стандартизации и унификации. Модульная конструкция реактора и простое его исполнение позволяют повысить его экономическую эффективность и удешевить его изготовление. В случае крупногабаритных реакторов, размеры которых превышают максимально допустимые для перевозки существующими транспортными средствами размеры, модульная конструкция таких реакторов позволяет монтировать их непосредственно по месту эксплуатации. Равным образом должна обеспечиваться возможность наращивания производственной мощности не за счет установки новых реакторов большей производительности, а за счет увеличения уже эксплуатируемого реактора путем его дооснащения дополнительными модулями.
Указанная задача решается с помощью отличительных признаков, представленных в п.1 формулы изобретения. Различные варианты осуществления изобретения приведены в пп.2-12 формулы изобретения (см. также прилагаемый к описанию схематичный чертеж).
1. Предлагаемое в изобретении устройство, соответственно предлагаемый в изобретении реактор, состоит по меньшей мере из трех основных модулей (1а, 1Ь и 1е, см. чертеж). В конструкции реактора используется только по одному такому основному модулю, которые, соответственно, выполняют функцию загрузочного модуля 1Ь для подачи в реактор продукта, кубового модуля 1е для сбора в нем и отбора из него продукта и головного модуля 1а для сбора и выпуска выпара. В таком реакторе обеспечивается создание большой удельной поверхности продукта в пересчете на его объем. Для дополнительного увеличения реакционно-активной поверхности продукта служат дополнительные модули 1с и 16. Такие дополнительные модули используются при необходимости увеличить производительность установки при неизменном диаметре реактора. Установка подобных дополнительных модулей обеспечивает создание необходимой для этого реакционно-активной поверхности продукта. В показанной на чертеже конструкции реактора за основным модулем 1Ь следует дополнительный модуль 1с. Далее за этим дополнительным модулем 1с следует дополнительный модуль 16. При необходимости дальнейшего увеличения количества дополнительных модулей дополнительные модули 1с и 16 всегда устанавливают в чередующемся порядке до достижения требуемого количества дополнительных модулей.
2. Днища модулей 1Ь, 1с и 16 имеют определенным образом выгнутую форму. Отверстия под подводящие, перепускные и выпускные патрубки выполнены и размещены таким образом, что исключается образование гидродинамически застойных зон.
3. Перепускные патрубки 6, 12, 13, проходящие через днища модулей 1Ь, 1с и 16, выполнены таких размеров, при которых продукт после перетекания его поверхностного слоя в перепускной патрубок образует на его внутренней стенке определенную сплошную пленку. Тем самым создается дополнительная реакционно-активная поверхность продукта, а поток выпара, движущийся в центральной части перепускного патрубка, интенсифицирует массообмен.
4. Днища модулей 1Ь, 1с и 16 выполнены меньшего диаметра 6 по сравнению с диаметром Ό кожуха реактора. Благодаря подобной разнице между диаметрами днищ модулей и кожуха реактора за пределами окружного периметра днищ образуются периферийные краевые зоны, служащие проточными каналами для прохода выпара. Такие краевые зоны имеют размеры, обеспечивающие достаточно высокую скорость движения выпара, приводящую к автоматической очистке (самоочистке) реактора, при которой поток выпара не допускает налипание продукта на внутренние стенки реактора, соответственно захватывает со стенок уже налипший на них продукт и таким путем очищает их.
5. Днища модулей 1Ь, 1с, 16 и кожух реактора с патрубками для выпуска выпара и отбора продукта оснащены системами нагрева, которые при необходимости можно регулировать индивидуально. Подобные системы нагрева обеспечивают протекающий в реакторе процесс необходимой тепловой энергией. Нагрев стенок в сочетании с высокой скоростью движения выпара препятствуют налипанию продукта на внутренние поверхности кожуха реактора и обеспечивают их очистку от возможно налипшего на них продукта.
6. Поступающий в модуль 1Ь реактора свежий форпродукт 1, полученный на предшествующей стадии реакции, предварительно распределяется распределителем 16 в направлении, поперечном направлению его входа в указанный модуль. Такой распределитель 16 в зависимости от типа поступающего в реактор продукта может быть оснащен системой нагрева. Распределитель 16 предназначен для гарантированной подачи продукта ниже уровня поверхности находящегося на днище продукта, а тем самым и для инициирования реакции в модуле 1Ь и для предупреждения преждевременного интенсивного перехода форпродукта в заполненное выпаром пространство.
7. Выходящий из нижнего или кубового модуля 1е конечный продукт подвергается гидродинамическому воздействию со стороны вытеснителя 17, который не допускает образование преобладающего ядра течения в выходящем потоке расплава готового продукта и тем самым обеспечивает все еще достаточный массообмен в поперечном направлении от радиально внешнего края модуля к центральному выпускному отверстию.
8. Для нагрева реактора в качестве теплоносителя используют пар, который подают по одному или нескольким паровпускным патрубкам 18 в наружную рубашку реактора. Через эту наружную рубашку пар-теплоноситель может поступать к расположенным внутри реактора днищам 9 с двойными стенками. Образующийся при этом в процессе теплообмена конденсат вытекает из модуля 1Ь по полости в двойной
- 2 012362 стенке трубопровода 1 для подачи продукта, а из модулей 1с и 16 - по проходящему изнутри наружу трубопроводу 21 для отвода конденсата. Пар для нагрева, предусмотренного в днище модуля 1е вытеснителя 17, а также соответствующего нагревательного змеевика 19, подают по трубопроводам 20. Конденсат теплоносителя стекает через соединение, ведущее в нагревательную рубашку днища модуля 1е, и вытекает из нее через один или несколько патрубков 22, к которым присоединен трубопровод для отвода конденсата.
Ниже рассмотрены преимущества предлагаемого в изобретении устройства.
1. Реактор имеет модульную конструкцию. Благодаря этому создается возможность ее стандартизации и экономически эффективного изготовления. Равным образом при необходимости повышения производительности производственной установки уже эксплуатируемые реакторы можно дооснащать дополнительными модулями 1с и 16. Тем самым обеспечивается высокая экономическая эффективность реакторов.
2. Особое конструктивное исполнение днищ модулей 1Ь, 1с и 16 и их особое расположение друг относительно друга обеспечивает эффективное перемешивание продукта, которое в свою очередь позволяет также с высокой эффективностью увеличивать реакционно-активную поверхность продукта в пересчете на его объем. Благодаря интенсификации массообмена, обусловленной увеличением поверхности массообмена, улучшается дегазация продукта.
3. Предлагаемый в изобретении реактор отличается простым исполнением и простой конструкцией, что минимизирует себестоимость его изготовления.
4. В предлагаемом в изобретении реакторе благодаря соответствующему конструктивному исполнению его внутренних поверхностей и системе их нагрева, а также благодаря особой схеме прохода выпара вдоль внутренних стенок реактора практически полностью исключается наличие поверхностей, на которых возможно образование отложений из налипшего на них продукта, соответственно его расплава. При этом обеспечивается эффект автоматической очистки реактора.
5. Реактор выполнен без перемешивающих органов. В соответствии с этим в реакторе не имеется предназначенного для их приведения во вращение вала, через неплотности в местах вывода которого из реактора в него мог бы просачиваться воздух, соответственно проникать кислород воздуха. Тем самым исключается возможное снижение качества продукта из-за ухудшения его свойств в результате окисления.
Ниже предлагаемое в изобретении устройство более подробно рассмотрено на примере одного из вариантов его выполнения со ссылкой на прилагаемый к описанию чертеж, на котором в общем виде показан реактор со схематичным изображением отдельных его деталей.
Кинетика процесса поликонденсации в решающей степени зависит от реакционно-активной поверхности продукта, непосредственно подвергающейся воздействию создаваемого в реакторе вакуума. Иными словами, чем больше реакционно-активная поверхность продукта и чем меньше толщина или высота его слоя, находящегося в вакууме, тем целенаправленнее и быстрее протекает реакция. Именно по этой причине в реакторах для предварительной поликонденсации и в реакторах для поликонденсации стремятся до максимально возможной увеличивать эффективную, т.е. подверженную воздействию вакуума, поверхность продукта.
Рассматриваемый в качестве примера реактор для предварительной поликонденсации состоит из пяти отдельных модулей 1а-1е. Для нагрева стенок и днища каждого модуля до температуры, необходимой для протекания реакции, используется термомасло. Благодаря равномерному нагреву всего реактора предотвращается возможное налипание продукта на те внутренние поверхности, которые имеют сравнительно низкую температуру. Модулями 1, из которых состоит реактор, являются, в частности, следующие:
1) нижний или кубовый модуль 1е, в котором обеспечивается создание требуемой реакционноактивной поверхности продукта и пребывание продукта на протяжении необходимого времени и который имеет выпускной патрубок 2 для отбора продукта, подаваемого на последующую технологическую стадию;
2) два промежуточных модуля 1с и 16 с соответствующими днищами, в которых (модулях) происходит создание дополнительной реакционно-активной поверхности продукта и из каждого из которых продукт перетекает вниз;
3) загрузочный или питающий модуль 1Ь, который имеет соответствующее питающее днище, по которому в реактор с предшествующей технологической стадии подается продукт; и
4) верхний или головной модуль 1а для выпара.
Модуль 1а образует пространство, в котором скапливается выпар. Выпар отводится из реактора по соответствующему трубопроводу 3. Для создания вакуума в том пространстве реактора, где находится продукт, предусмотрена подсоединенная к реактору вакуумная установка. Это пространство реактора, где находится продукт, соединено с такой вакуумной установкой трубопроводом 3 для отвода выпара. Благодаря более подробно рассмотренному ниже пристеночному движению выпара создается эффект самоочистки реактора.
- 3 012362
Продукт поступает по центру на питающее днище 4 модуля, примыкающего снизу к головному модулю 1а, по нагреваемому подающему трубопроводу 5 ниже уровня поверхности уже находящегося на этом днище продукта, соответственно из-под этого днища, и распределяется распределителем 16 по питающему днищу 4. Питающее днище 4 снабжено расположенными по окружности определенного радиуса перепускными патрубками 6, через которые продукт перетекает на днище 7 нижерасположенного модуля. Перепускные патрубки 6 благодаря своему конструктивному исполнению обеспечивают эффективное направление продукта и исключают образование застойных (непроточных) зон. Наряду с перепускными патрубками 6 питающее днище имеет также расположенный в его низшей точке спускной патрубок 8, через который продукт также стекает на днище 7 нижерасположенного модуля.
Питающее днище 4, а также днища во всех других модулях имеют меньший диаметр по сравнению с диаметром кожуха 10 реактора. Благодаря подобной разнице между диаметрами питающего днища и кожуха реактора по периферии питающего днища остается расположенная выше уровня находящегося на этом днище продукта свободная краевая зона 9. Через эту свободную краевую зону 9 проходит выпар, обеспечивающий тем самым создание эффекта самоочистки реактора. Размеры поверхности свободной краевой зоны 9 подобраны с таким расчетом, чтобы поток выпара двигался со скоростью, при которой он препятствует осаждению продукта на внутренние поверхности кожуха 10 реактора, соответственно счищает (захватывает) возможно налипший на них продукт.
Днища 7 и 11 двух последующих модулей принципиально имеют аналогичную подающему днищу 4 конструкцию. Однако в отличие от подающего днища они имеют только перепускные патрубки 12 и 13 для перетекания продукта на днище нижерасположенного модуля или в кубовую часть реактора. Эти днища также имеют по расположенному в их низшей точке спускному патрубку 14 и 15. По этим последующим днищам продукт так же, как и по подающему днищу 4, перемещается в основном в радиальном направлении, а именно: по днищу 7 он движется радиально внутрь от его радиально внешних зон к расположенному по его центру перепускному патрубку 12, а затем по днищу 11 вновь движется радиально наружу (аналогично перемещению по подающему днищу 4) к перепускным патрубкам 13, расположенным на окружности определенного радиуса. Аналогично подающему днищу 4 по периферии последующих днищ 7 и 11 также имеются свободные краевые зоны 9, через которые выпар движется вверх в головной модуль. У этих днищ размеры поверхностей свободных краевых зон 9 также подобраны с таким расчетом, чтобы поток выпара двигался со столь высокой скоростью, при которой он препятствует осаждению продукта на внутренние поверхности кожуха 10 реактора, соответственно счищает (захватывает) возможно налипший на них продукт. Тем самым и в этом случае создается эффект самоочистки реактора.
Из кубового модуля 1е продукт отбирается по его центру через выпускной патрубок 2 и подается на следующую технологическую стадию. Кубовый модуль 1е снабжен нагреваемым вытеснителем 17, который предназначен для оптимизации распределения потока продукта в поперечном направлении и имеет подводящие и отводящие трубопроводы для теплоносителя, которые выполняют также функцию крепежных средств и с помощью которых можно расплавить затвердевший (застывший), в том числе и в результате возникновения неполадок, остающийся в кубовой части реактора материал. Помимо этого кубовый модуль 1е выполнен таких размеров, при которых он при остановке реактора или при возникновении неполадок способен вместить в себя весь находящийся в реакторе объем продукта без его перепуска в вышерасположенный модуль.
Claims (12)
1. Модульное устройство для непрерывной дегазации и получения полимерных форконденсатов, в котором должно обеспечиваться повышенное реакционно-техническое соотношение между площадью поверхности продукта и его объемом, причем при указанном соотношении характеристическая вязкость продукта составляет от 0,20 до 0,35 дл/г, и в котором этот процесс происходит при термически и механически щадящей обработке продукта реакции, отличающееся тем, что оно выполнено в виде реактора, имеющего диаметр Ό и состоящего, по меньшей мере, из модуля типа 1а, образующего в реакторе свод с расположенным в нем патрубком (3), модуля типа 1е, имеющего днище с расположенным в нем патрубком (2), и модуля типа 1Ь, расположенного между модулями типов 1а и 1е и имеющего днище (4), снабженное расположенным снизу впускным патрубком (5) для подачи продукта и несколькими перепускными патрубками (6), отстоящими от него на определенное расстояние и расположенными по периферии, выполненное выгнутой формы, исключающей образование в потоке продукта гидродинамически застойных зон, и снабженное нижним спускным патрубком (8), исключающим неконтролируемое время нахождения продукта на днище и минимизирующим изменения времени нахождения на нем продукта при изменениях производительности, причем поток выпара проходит в реакторе через краевую зону (9), расположенную по периферии днища (4) модуля типа 1Ь, и перепускной патрубок (6) днища (4) модуля типа 1Ь и отводится через расположенный в своде реактора патрубок (3), а кожух (10) реактора, днище (4) модуля типа 1Ь, патрубок (2) модуля типа 1а и патрубок (3) модуля типа 1е снабжены системами нагрева.
- 4 012362
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит один или несколько дополнительных модулей типа 1с и/или типа 16. количество которых определяется требуемой производительностью установки и один из которых - дополнительный модуль типа 1с - выполнен с центральным перепускным патрубком (12) цилиндрической или конической формы. а другой - дополнительный модуль типа 16 - снабжен расположенными по его периферии перепускными патрубками (13).
3. Устройство по п.2. отличающееся тем. что оно содержит модули типа 1а. 1Ь. 1с. 16 и 1е. расположенные друг за другом в указанной последовательности.
4. Устройство по п.3. отличающееся тем. что дополнительные модули типа 1с и 16 имеют днища (7. 11). выполненные выгнутой формы. исключающей образование в потоке продукта гидродинамически застойных зон. и снабженные нижними спускными патрубками (14. 15). исключающими неконтролируемое время нахождения продукта на этих днищах и минимизирующими изменения времени нахождения на них продукта при изменениях производительности.
5. Устройство по п.3 или 4. отличающееся тем. что по периферии днища (7) дополнительного модуля типа 1с и днища (11) дополнительного модуля типа 16 расположены краевые зоны (9). причем поток выпара также проходит через эти краевые зоны (9) и перепускные патрубки (12. 13) дополнительных модулей типа 1с и 16.
6. Устройство по п.4 или 5. отличающееся тем. что днище (7) дополнительного модуля типа 1с и днище (11) дополнительного модуля типа 16 снабжены системами нагрева.
7. Устройство по одному из пп.2-6. отличающееся тем. что дополнительные модули типа 1с и типа 16 предназначены для последующего дооснащения ими существующего реактора при необходимости повышения его производительности.
8. Устройство по одному из пп.1-7. отличающееся тем. что днища (4. 7 и 11) модулей типа 1Ь. 1с и 16 имеют диаметр 6. который составляет от 70 до 99% от диаметра Ό кожуха (10) реактора. благодаря чему создается периферийная краевая зона (9) для движения выпара вдоль внутренней стенки кожуха 10 реактора. которая (зона). в свою очередь. выполнена таких размеров. при которых обеспечивается движение выпара с высокой скоростью. при которой создается эффект автоматической очистки реактора.
9. Устройство по одному из пп.1-8. отличающееся тем. что перепускные патрубки (6. 12 и 13) выполнены таких формы и размеров. при которых перетекающий по ним продукт образует на их внутренних поверхностях падающую пленку. а их центральное заполненное газом пространство служит для массообмена и выполняет функцию проточного канала для выпара.
10. Устройство по одному из пп.1-9. отличающееся тем. что каждый из встроенных в соответствующее днище спускных патрубков (8. 14 и 15) выполнен с определенным поперечным сечением. при котором продукт стекает с днищ через эти спускные патрубки в количестве. составляющем от 0.1 до 10% от пропускной способности реактора.
11. Устройство по одному из пп.1-10. отличающееся тем. что необходимый для нагрева расположенных внутри реактора днищ (4. 7. 11) модулей типа 1Ь. 1с. 16 пар в качестве теплоносителя подается через наружную общую нагревательную рубашку (10) реактора. благодаря чему удается минимизировать количество необходимых в системе подачи теплоносителя трубопроводов.
12. Устройство по одному из пп.1-11. отличающееся тем. что каждая из систем нагрева выполнена с возможностью индивидуального управления.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102005013764A DE102005013764B3 (de) | 2005-03-22 | 2005-03-22 | Modulare Vorrichtung zur kontinuierlichen Entgasung und Herstellung polymerer Vorkondensate, mit reaktionstechnisch hohem Verhältnis Produktoberfläche zu Volumen, bei schonender Behandlung der Reaktionsproduktmasse |
PCT/EP2006/002832 WO2006100105A1 (de) | 2005-03-22 | 2006-03-22 | Modulare vorrichtung zur kontinuierlichen entgasung und herstellung polymerer vorkondensate, mit reaktions technisch hohem verhältnis produktoberfläche zu volumen, bei schonender behandlung der reaktionsproduktmasse |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA200701842A1 EA200701842A1 (ru) | 2008-12-30 |
EA012362B1 true EA012362B1 (ru) | 2009-10-30 |
Family
ID=36584155
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA200701842A EA012362B1 (ru) | 2005-03-22 | 2006-03-22 | Модульное устройство для непрерывной дегазации и получения полимерных форконденсатов с реакционно-технически высоким соотношением между площадью поверхности продукта и его объёмом при щадящей обработке продукта реакции |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8124018B2 (ru) |
EP (1) | EP1861195A1 (ru) |
CN (1) | CN101146602B (ru) |
DE (1) | DE102005013764B3 (ru) |
EA (1) | EA012362B1 (ru) |
WO (1) | WO2006100105A1 (ru) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150051367A1 (en) * | 2011-06-10 | 2015-02-19 | Clive Alexander Hamilton | Variable pressure drop up flow-pre-polymerizer (ufpp) systems and methods |
US20130196053A1 (en) * | 2012-01-10 | 2013-08-01 | State of Oregon acting by and through the State Board of Higher Education on behalf of Oregon Stat | Flow cell design for uniform residence time fluid flow |
CN103361264B (zh) * | 2012-03-30 | 2014-12-31 | 北京愿景宏能源环保科技发展有限公司 | 一种可调整容积的发酵罐及其控制装置和方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2727882A (en) * | 1952-10-14 | 1955-12-20 | Du Pont | Process and apparatus for the continuous polymerization of bis-2-hydroxyethyl terephthalate |
US3054776A (en) * | 1957-01-17 | 1962-09-18 | Ici Ltd | Production of highly polymeric polymethylene terephthalates |
FR1357905A (fr) * | 1962-05-11 | 1964-04-10 | Hoechst Ag | Appareil de réaction pour la préparation de polyphtalates d'éthylène |
US3359074A (en) * | 1963-06-11 | 1967-12-19 | Monsanto Co | Polycondensation apparatus |
US4289895A (en) * | 1975-02-01 | 1981-09-15 | Dynamit Nobel Aktiengesellschaft | Method for the preparation of oligomeric alkylene terephthalates |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE632261A (ru) | 1962-05-11 | |||
US3651125A (en) * | 1968-08-12 | 1972-03-21 | Eastman Kodak Co | Continuous method for formation of a liquid monomer for a condensation polymer |
US3620283A (en) * | 1969-02-04 | 1971-11-16 | Artisan Ind | Falling film evaporator stripper |
US4158092A (en) * | 1974-07-25 | 1979-06-12 | Hoechst Aktiengesellschaft | Process for the manufacture of vinyl chloride polymer dispersions with a low monomer content |
US5372790A (en) * | 1991-01-18 | 1994-12-13 | The Dow Chemical Company | Vertical continuous reactor |
DE10155419B4 (de) * | 2001-11-12 | 2005-06-16 | Inventa-Fischer Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von hochmolekularem Polyester sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
-
2005
- 2005-03-22 DE DE102005013764A patent/DE102005013764B3/de active Active
-
2006
- 2006-03-22 WO PCT/EP2006/002832 patent/WO2006100105A1/de active Application Filing
- 2006-03-22 EP EP06723801A patent/EP1861195A1/de not_active Withdrawn
- 2006-03-22 EA EA200701842A patent/EA012362B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2006-03-22 US US11/909,611 patent/US8124018B2/en active Active
- 2006-03-22 CN CN2006800092986A patent/CN101146602B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2727882A (en) * | 1952-10-14 | 1955-12-20 | Du Pont | Process and apparatus for the continuous polymerization of bis-2-hydroxyethyl terephthalate |
US3054776A (en) * | 1957-01-17 | 1962-09-18 | Ici Ltd | Production of highly polymeric polymethylene terephthalates |
FR1357905A (fr) * | 1962-05-11 | 1964-04-10 | Hoechst Ag | Appareil de réaction pour la préparation de polyphtalates d'éthylène |
US3359074A (en) * | 1963-06-11 | 1967-12-19 | Monsanto Co | Polycondensation apparatus |
US4289895A (en) * | 1975-02-01 | 1981-09-15 | Dynamit Nobel Aktiengesellschaft | Method for the preparation of oligomeric alkylene terephthalates |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EA200701842A1 (ru) | 2008-12-30 |
EP1861195A1 (de) | 2007-12-05 |
WO2006100105A1 (de) | 2006-09-28 |
US8124018B2 (en) | 2012-02-28 |
CN101146602B (zh) | 2011-03-09 |
DE102005013764B3 (de) | 2006-10-12 |
US20090047186A1 (en) | 2009-02-19 |
CN101146602A (zh) | 2008-03-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2275236C2 (ru) | Башенный реактор и его применение для непрерывного производства высокомолекулярного сложного полиэфира | |
US7431893B1 (en) | Process and apparatus for continuous polycondensation | |
RU2411990C2 (ru) | Способ непрерывного производства сложных полиэфиров с высокой молекулярной массой путем этерификации дикарбоновых кислот и/или трансэтерификации сложных эфиров дикарбоновых кислот двухатомными спиртами и/или их смесями и установка для этого способа | |
KR101149856B1 (ko) | 파이프 반응기를 사용하는 폴리에스터 제조 방법 | |
US6861494B2 (en) | Polyester process using a pipe reactor | |
LT5276B (lt) | Būdas ir įtaisas nepertraukiamai poliesterių gamybai | |
EA011172B1 (ru) | Способ получения сложных полиэфиров и дисковый реактор для осуществления этого способа | |
EA012362B1 (ru) | Модульное устройство для непрерывной дегазации и получения полимерных форконденсатов с реакционно-технически высоким соотношением между площадью поверхности продукта и его объёмом при щадящей обработке продукта реакции | |
CN115624791A (zh) | 一种多层交叉水平管降膜脱挥器 | |
JP3489408B2 (ja) | ポリエステルの連続製造装置 | |
TWI526469B (zh) | 使用熱膏狀物至酯化區之聚酯製造系統 | |
WO2007098637A1 (fr) | Réacteur de prépolycondensation | |
JPH0987392A (ja) | 重縮合系高分子の連続製造装置及び製造方法 | |
CN101200538A (zh) | 连续缩聚方法及设备 | |
CN115228383A (zh) | 一种1,4-丁二醇环化制四氢呋喃的装置及方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC4A | Registration of transfer of a eurasian patent by assignment | ||
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): BY |