KR101666634B1 - Exothermic batch reactor - Google Patents

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한화케미칼 주식회사
우양에이치씨(주)
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Abstract

본 발명의 목적은 발열 중합 반응을 수행하는 발열 반응 챔버 내부의 온도를 효과적으로 제어하는 회분식 발열 반응기를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 실시예에 회분식 발열 반응기는, 반응물을 유입하여 중합 반응으로 생성되는 생성물을 배출하는 반응 챔버, 및 상기 반응 챔버의 내면에 구비되어 냉각수를 순환시켜 상기 반응 챔버의 내부 온도를 제어하는 자켓을 포함하며, 상기 자켓은, 상기 반응 챔버의 내면에서 상기 반응 챔버의 내부로 돌출되고 상기 반응 챔버의 높이 방향으로 피치를 가지고 상기 반응 챔버의 내면을 따라 나선형으로 연결되는 벽체, 및 상기 벽체의 이웃하는 단부를 연결하여 나선형 냉각수 통로를 형성하여 상기 반응 챔버의 내부에 노출되는 자켓 부재를 포함한다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a batch-type exothermic reactor which effectively controls the temperature inside an exothermic reaction chamber performing an exothermic polymerization reaction. According to an embodiment of the present invention, a batch-type exothermic reactor comprises a reaction chamber for introducing a reaction product and discharging a product produced by a polymerization reaction, and a circulation-type exothermic reactor provided on an inner surface of the reaction chamber for circulating cooling water to control an internal temperature of the reaction chamber Wherein the jacket includes a wall protruding from the inner surface of the reaction chamber into the reaction chamber and spirally connected along the inner surface of the reaction chamber with a pitch in the height direction of the reaction chamber, And a jacket member connected to the adjacent ends to form a helical cooling water passage and exposed to the inside of the reaction chamber.

Description

회분식 발열 반응기 {EXOTHERMIC BATCH REACTOR}EXOTHERMIC BATCH REACTOR [0002]

본 발명은 회분식 발열 반응기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발열 반응 챔버 내부의 온도를 제어하면서 중합 반응을 수행하는 회분식 발열 반응기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a batch exothermic reactor, and more particularly, to a batch exothermic reactor in which a polymerization reaction is controlled while controlling the temperature inside an exothermic reaction chamber.

일반적으로 회분식 발열 반응 공정은 균일한 생성물을 생산하고, 생산성을 높이며, 생성물 품질의 안정성을 위해서는 반응 챔버의 내부 온도를 적절하게 제어할 필요가 있다.In general, the batch exothermic reaction process needs to control the internal temperature of the reaction chamber appropriately in order to produce a homogeneous product, increase the productivity, and ensure the stability of the product quality.

일례를 들면, 회분식 발열 반응기의 반응 챔버는 수지 중합 반응시, 자켓(jacket)에 냉각수를 순환시키는 냉각 방식을 적용한다. 자켓 냉각 방식은 칠러(chiller)를 이용하여 자켓의 냉각 용량을 키울 수 있다. 칠러를 이용하는 방법은 계절에 따른 품질의 변화를 최소화 시킬 수 있지만 대형의 반응기에서는 냉각 능력의 제약을 가진다.For example, the reaction chamber of a batch exothermic reactor applies a cooling method in which cooling water is circulated through a jacket during a resin polymerization reaction. The jacket cooling method can increase the cooling capacity of the jacket by using a chiller. The use of chillers can minimize seasonal variations in quality, but limits the cooling capacity of large reactors.

다른 일례를 들면, 반응 챔버의 외면에 자켓이 설치되어, 자켓으로 냉각수를 순환시킴으로써 반응 챔버 내부의 반응 온도를 조절한다. 자켓은 반응 챔버의 외면에 나선형 칸막이로 형성된다. 따라서 냉각수가 자켓의 내부를 따라 나선형으로 반응 챔버의 외부를 하측에서 상측으로 순환하여 반응 챔버의 내부 온도를 제어한다.In another example, a jacket is provided on the outer surface of the reaction chamber, and the reaction temperature inside the reaction chamber is adjusted by circulating the cooling water through the jacket. The jacket is formed as a spiral partition on the outer surface of the reaction chamber. Thus, the cooling water circulates from the lower side to the upper side of the reaction chamber spirally along the inside of the jacket to control the internal temperature of the reaction chamber.

그러나 반응 챔버의 외면에 자켓이 배치됨에 따라 냉각수가 자켓을 통하여 자켓에 연결되는 반응 챔버로 냉각 작용하다. 따라서 자켓을 순환하는 냉각수에 의한 반응 챔버의 온도 제어 효과가 낮아질 수 있다. 즉 제품의 생산성 및 품질이 저하될 수 있다. However, as the jacket is disposed on the outer surface of the reaction chamber, the cooling water is cooled down to the reaction chamber connected to the jacket through the jacket. Therefore, the temperature control effect of the reaction chamber by the cooling water circulating the jacket can be lowered. That is, the productivity and quality of the product may be deteriorated.

본 발명의 목적은 발열 중합 반응을 수행하는 발열 반응 챔버 내부의 온도를 효과적으로 제어하는 회분식 발열 반응기를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a batch-type exothermic reactor which effectively controls the temperature inside an exothermic reaction chamber performing an exothermic polymerization reaction.

본 발명의 일 실시예에 회분식 발열 반응기는, 반응물을 유입하여 중합 반응으로 생성되는 생성물을 배출하는 반응 챔버, 및 상기 반응 챔버의 내면에 구비되어 냉각수를 순환시켜 상기 반응 챔버의 내부 온도를 제어하는 자켓을 포함하며, 상기 자켓은, 상기 반응 챔버의 내면에서 상기 반응 챔버의 내부로 돌출되고 상기 반응 챔버의 높이 방향으로 피치를 가지고 상기 반응 챔버의 내면을 따라 나선형으로 연결되는 벽체, 및 상기 벽체의 이웃하는 단부를 연결하여 나선형 냉각수 통로를 형성하여 상기 반응 챔버의 내부에 노출되는 자켓 부재를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a batch-type exothermic reactor comprises a reaction chamber for introducing a reaction product and discharging a product produced by a polymerization reaction, and a circulation-type exothermic reactor provided on an inner surface of the reaction chamber for circulating cooling water to control an internal temperature of the reaction chamber Wherein the jacket includes a wall protruding from the inner surface of the reaction chamber into the reaction chamber and spirally connected along the inner surface of the reaction chamber with a pitch in the height direction of the reaction chamber, And a jacket member connected to the adjacent ends to form a helical cooling water passage and exposed to the inside of the reaction chamber.

상기 자켓 부재는, 상기 벽체의 단부에 용접되고 상기 반응 챔버의 내부로 볼록하게 돌출되어 이웃하는 상기 벽체 사이를 향하여 냉각수 통로를 형성할 수 있다.The jacket member may be welded to the end of the wall and protrude into the interior of the reaction chamber to form a coolant passage between the adjacent walls.

상기 자켓 부재는, 상기 벽체의 단부를 아치 형태로 연결할 수 있다.The jacket member may connect the end portion of the wall in an arch-shaped manner.

상기 벽체의 피치는, 상기 벽체의 높이 보다 더 크게 설정될 수 있다.The pitch of the wall may be set larger than the height of the wall.

상기 자켓 부재의 아치 형태는 원통 단면에서 직경 방향을 기준으로 1/n 컷으로 설정되며, 상기 n은 2 내지 4를 포함할 수 있다.The arch shape of the jacket member is set to a 1 / n cut with respect to the radial direction in the cylindrical cross section, and n may include 2 to 4.

상기 추가 면적은, 상기 벽체의 단부와 상기 자켓 부재의 단부 사이 및 상기 자켓 부재의 용접부와 상기 벽체의 단부 사이에 설정되는 미세 면적을 더 포함할 수 있다.The additional area may further include a fine area set between an end portion of the wall and an end portion of the jacket member and an end portion of the wall portion and a weld portion of the jacket member.

상기 자켓은, 상기 반응 챔버의 측방 하부에 구비되는 냉각수 유입구에 연결되고, 상기 반응 챔버의 측방 상부에 구비되는 냉각수 배출구에 연결될 수 있다.The jacket may be connected to a cooling water inlet provided at a side lower portion of the reaction chamber and connected to a cooling water outlet provided at an upper side of the reaction chamber.

본 발명의 일 실시예에 따른 회분식 발열 반응기는, 상기 반응 챔버의 내부에 장착되어 냉각수를 순환시키는 배플을 더 포함할 수 있다.The batch-type exothermic reactor according to an embodiment of the present invention may further include a baffle mounted inside the reaction chamber to circulate the cooling water.

본 발명의 일 실시예에 따른 회분식 발열 반응기는, 상기 반응 챔버의 중앙에 설치되고, 상기 반응 챔버의 외부 구동력에 의하여 구동되는 교반기를 더 포함할 수 있다.The batch type exothermic reactor according to an embodiment of the present invention may further include a stirrer installed at the center of the reaction chamber and driven by an external driving force of the reaction chamber.

상기 반응 챔버는, 상기 반응 챔버의 상부에 구비되어 반응물을 투입하는 투입구, 상기 반응 챔버의 하부에 구비되어 생성물을 토출하는 토출구, 및 내부를 환류 냉각하도록 상기 투입구의 일측에서 외부 응축기가 연결되는 응축기 포트를 더 포함할 수 있다.The reaction chamber is provided at an upper portion of the reaction chamber and includes an inlet for introducing a reactant, a discharge port provided at a lower portion of the reaction chamber for discharging a product, and a condenser connected to the external condenser at one side of the inlet for reflux cooling Port < / RTI >

상기 반응 챔버는 폴리염화비닐 수지를 중합할 수 있다.The reaction chamber may polymerize the polyvinyl chloride resin.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 반응 챔버의 내부에 벽체와 자켓 부재로 냉각수 통로를 형성하는 자켓을 설치하여 냉각수를 순환시키므로 냉각수가 자켓을 통하여 반응 챔버 내부에서 직접 냉각 작용하는 효과가 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, the cooling water is circulated by providing the jacket for forming the cooling water passage with the wall and the jacket member in the inside of the reaction chamber, so that the cooling water is directly cooled inside the reaction chamber through the jacket .

따라서 자켓을 순환하는 냉각수에 의하여, 반응 챔버 내부의 온도가 효과적으로 제어될 수 있다. 즉 반응 챔버를 통한 생성물(예를 들면, 폴리염화비닐 수지)의 생산성 및 품질이 향상될 수 있다.Thus, by the cooling water circulating the jacket, the temperature inside the reaction chamber can be effectively controlled. The productivity and quality of the product (for example, polyvinyl chloride resin) through the reaction chamber can be improved.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회분식 발열 반응기의 단면도이다.
도 2는 도 1의 반응 챔버의 내부에 구성되는 자켓의 부분 단면 사시도이다.
도 3은 도 2의 자켓 부재의 부분 사시도이다.
도 4은 도 2의 자켓의 상세도이다.
도 5는 도 4에서 벽체와 자켓 부재의 용접부에 대한 확대도이다.
도 6은 벽체와 자켓 부재의 컷과의 관계도이다.1 is a cross-sectional view of a batch-type exothermic reactor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional perspective view of a jacket constructed inside the reaction chamber of FIG. 1; FIG.
Figure 3 is a partial perspective view of the jacket member of Figure 2;
4 is a detailed view of the jacket of Fig.
Fig. 5 is an enlarged view of the welded portion of the wall and the jacket member in Fig. 4. Fig.
6 is a diagram showing the relationship between the wall and the cut of the jacket member.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회분식 발열 반응기의 단면도이다. 도 1을 참조하면, 일 실시예의 회분식 발열 반응기는 발열 중합 반응을 수행하는 반응 챔버(1)와 반응 챔버(1)의 내부 온도를 제어하는 자켓(2)을 포함한다. 일례를 들면, 회분식 발열 반응기는 폴리염화비닐 수지를 생성할 수 있다.1 is a cross-sectional view of a batch-type exothermic reactor according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the batch-type exothermic reactor in one embodiment includes a reaction chamber 1 for performing an exothermic polymerization reaction and a jacket 2 for controlling an internal temperature of the reaction chamber 1. For example, a batch exothermic reactor can produce a polyvinyl chloride resin.

반응 챔버(1)는 상부에 구비되는 투입구(11)로 반응물을 투입하고, 내부에서 발열의 중합 반응을 수행하여 생성되는 생성물을 하부에 구비되는 토출구(12)를 통하여 토출하도록 구성된다. 또한 반응 챔버(1)는 투입구(11)의 일측에서 구비되는 응축기 포트(13)에 외부 응축기(14)를 연결하여 내부를 환류 냉각하고 있다.The reaction chamber 1 is configured to inject a reactant into an inlet 11 provided at an upper portion thereof and to perform a polymerization reaction of exothermic reaction in the reaction chamber 1 to discharge a product produced through a discharge port 12 provided at a lower portion thereof. The reaction chamber 1 also has an external condenser 14 connected to a condenser port 13 provided at one side of the inlet 11 to reflux cool the inside thereof.

반응 챔버(1)의 내부에는 배플(3)이 장착되며, 배플(3)은 냉각수를 순환시켜 반응 챔버(1)의 내부 온도를 제어한다. 즉 배플(3)은 반응 챔버(1)의 내부 일측에 구비되어, 내부 온도, 투입되는 반응물 및 생성되는 생성물의 온도를 제어한다.A baffle 3 is mounted inside the reaction chamber 1 and the baffle 3 circulates the cooling water to control the internal temperature of the reaction chamber 1. [ That is, the baffle 3 is provided on the inner side of the reaction chamber 1 to control the internal temperature, the reactants to be introduced, and the temperature of the produced product.

배플(3)은 반응 챔버(1)의 외부 하측에 구비되는 냉각수 유입구(31)를 통하여 저온의 냉각수를 유입하여, 순환하면서 내부 온도를 제어한 후, 반응 챔버(1)의 외부 상측에 구비되는 냉각수 배출구(32)를 통하여 고온의 냉각수를 배출한다.The baffle 3 receives the cooling water at a low temperature through the cooling water inlet 31 provided outside the reaction chamber 1 and controls the internal temperature while circulating it, And discharges the high-temperature cooling water through the cooling water outlet 32.

또한, 반응 챔버(1)의 중앙에는 교반기(4)가 설치되며, 교반기(4)는 반응 챔버(1)의 중앙에 설치되어 반응 챔버(1)의 외부 구동력에 의하여 구동되어 투입되는 반응물을 교반하게 된다. 예를 들면, 교반기(4)는 반응 챔버(1)의 중앙 하부에 구비되는 모터(41)에 의하여 구동될 수 있다.The agitator 4 is installed at the center of the reaction chamber 1 and is driven by the external driving force of the reaction chamber 1 to stir the reactant to be introduced. . For example, the stirrer 4 may be driven by a motor 41 provided at the lower center of the reaction chamber 1.

도 2는 도 1의 반응 챔버의 내부에 구성되는 자켓의 부분 단면 사시도이고, 도 3은 도 2의 자켓 부재의 부분 사시도이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 배플(3)에 더하여, 자켓(2)은 반응 챔버(1)의 내면에 구비되어, 냉각수를 순환시켜 반응 챔버(1)의 내부 온도, 투입되는 반응물 및 생성되는 생성물의 온도를 더 제어하도록 구성된다.FIG. 2 is a partial cross-sectional perspective view of a jacket formed inside the reaction chamber of FIG. 1, and FIG. 3 is a partial perspective view of the jacket member of FIG. 2 and 3, in addition to the baffle 3, the jacket 2 is provided on the inner surface of the reaction chamber 1 to circulate the cooling water to generate the internal temperature of the reaction chamber 1, Lt; RTI ID = 0.0 > temperature. ≪ / RTI >

예를 들면, 자켓(2)은 반응 챔버(1)의 내면을 따라 나선형으로 연결되는 벽체(21)와, 벽체(21)의 이웃하는 단부들을 서로 연결하여 냉각수 통로(W)를 형성하는 자켓 부재(22)를 포함한다.For example, the jacket 2 includes a wall 21 connected spirally along the inner surface of the reaction chamber 1, a jacket member 22 connecting the adjacent ends of the wall 21 to each other to form a cooling water passage W, (22).

벽체(21)는 반응 챔버(1)의 내면에서 반응 챔버(1)의 내부로 돌출되고 반응 챔버(1)의 높이 방향으로 설정된 피치(P)를 가지고 나선형으로 이어져 형성된다. 자켓 부재(22)는 이웃하는 벽체(1)와 함께 나선형 냉각수 통로(W)를 형성하여 반응 챔버(1)의 내부에 노출된다.The wall 21 protrudes from the inner surface of the reaction chamber 1 into the interior of the reaction chamber 1 and is spirally formed with a predetermined pitch P in the height direction of the reaction chamber 1. [ The jacket member 22 is exposed to the inside of the reaction chamber 1 by forming a helical cooling water passage W together with the adjacent wall 1. [

자켓 부재(22)는 벽체들(21)의 단부에 용접되고 반응 챔버(1)의 내부로 볼록하게 돌출되어 이웃하는 벽체들(21) 사이를 향하여 냉각수 통로(W)를 형성한다. 일례로써, 자켓 부재(22)는 벽체(21)의 단부를 아치 형태로 연결하여 반응 챔버(1)의 내면에서 내부 공간을 향하여 볼록하게 형성된다.The jacket member 22 is welded to the ends of the walls 21 and protrudes convexly into the interior of the reaction chamber 1 to form a cooling water passage W between the neighboring walls 21. As an example, the jacket member 22 is formed so as to be convex from the inner surface of the reaction chamber 1 toward the inner space by connecting the end portion of the wall body 21 in the form of an arch.

자켓 부재(22)에 의한 냉각수 통로(W)의 아치 형태는 자켓 부재(22)의 열전달 면적을 넓게 설정한다. 또한 자켓 부재(22)는 반응 챔버(1)(도 4 참조)의 반응기 벽의 두께(t1)보다 얇은 두께(t22, t22<t1)를 가지므로 열전달이 빠르다. 따라서 자켓 부재(22)는 반응 챔버(1) 보다 우수한 열전달 성능을 가질 수 있다.The arch shape of the cooling water passage W by the jacket member 22 sets the heat transfer area of the jacket member 22 to be wide. Also, the jacket member 22 has a thickness (t22, t22 < t1) which is smaller than the thickness t1 of the reactor wall of the reaction chamber 1 (see Fig. Therefore, the jacket member 22 can have better heat transfer performance than the reaction chamber 1. [

다시 도 1을 참조하면, 자켓(2)은 반응 챔버(1)의 측방 하부에 구비되는 냉각수 유입구(15)에 연결되고, 반응 챔버(1)의 측방 상부에 구비되는 냉각수 배출구(16)에 연결된다.1, the jacket 2 is connected to a cooling water inlet 15 provided at a side lower portion of the reaction chamber 1 and connected to a cooling water outlet 16 provided at a side upper portion of the reaction chamber 1 do.

따라서 자켓(2)은 반응 챔버(1)의 외부 하측에 구비되는 냉각수 유입구(15)로 저온의 냉각수를 유입하여, 순환하면서 내부 온도를 제어한 후, 반응 챔버(1)의 외부 상측에 구비되는 냉각수 배출구(16)를 통하여 고온의 냉각수를 배출한다. 자켓(2)은 냉각수 통로(W)를 순환하는 냉각수로 반응 챔버(1)의 내부 열을 흡수한다.Therefore, the jacket 2 is configured to allow the cooling water to flow into the cooling water inlet 15 provided outside the reaction chamber 1, control the internal temperature while circulating, And discharges the high-temperature cooling water through the cooling water outlet (16). The jacket 2 absorbs the internal heat of the reaction chamber 1 by the cooling water circulating the cooling water passage W.

도 4은 도 2의 자켓의 상세도이다. 도 4를 참조하면, 자켓(2)을 형성하는 벽체(21)와 자켓 부재(22)는 반응 챔버(1)의 내면에 냉각수 통로(W)를 설정한다. 예를 들면, 냉각수 통로(W)를 설정하는 벽체(21)의 피치(P)는 벽체(21)의 높이(H) 보다 더 크게 설정될 수 있다(P>H).4 is a detailed view of the jacket of Fig. 4, the wall 21 forming the jacket 2 and the jacket member 22 set the cooling water passage W on the inner surface of the reaction chamber 1. As shown in Fig. For example, the pitch P of the wall 21 for setting the cooling water passage W can be set larger than the height H of the wall 21 (P > H).

냉각수 통로(W)의 단면에서, 전체 면적(V)은 벽체(21)의 높이(H)에 따른 기본 면적(V1)과 자켓 부재(22)에 의한 추가 면적(V2)으로 형성된다. 즉 자켓 부재(22)는 벽체(21)의 단부에서 추가 면적(V2)을 설정한다.The total area V is formed by the basic area V1 along the height H of the wall body 21 and the additional area V2 by the jacket member 22 in the cross section of the cooling water passage W. In other words, the jacket member 22 sets an additional area V2 at the end of the wall 21.

추가 면적(V2)을 설정하는 자켓 부재(22)의 아치 형태는 1/n 컷(cut)으로 설정되며, n은 2 내지 4를 포함한다. 컷은 자켓 부재(22)의 아치 형태를 연장하여 원을 형성할 시, 원통 단면에서 직경 방향을 기준으로 n등분하는 형태를 의미한다. 아치 형태에 따른 추가 면적(V2)은 냉각수 통로(W)의 전체 면적(V)을 증가시킨다. 예를 들면, 자켓 부재(22)의 아치 형태는 1/4 컷(C1), 1/3 컷(C2), 2/5 컷(C3) 및 1/2 컷(C4)으로 설정될 수 있다(도 6 참조).The arch shape of the jacket member 22 for setting the additional area V2 is set to 1 / n cut, and n includes 2 to 4. The cut refers to a shape in which the arc shape of the jacket member 22 is extended to form a circle, and is equally divided into n pieces with respect to the radial direction in the cylindrical cross section. The additional area V2 according to the arch shape increases the total area V of the cooling water passage W. [ For example, the arch shape of the jacket member 22 can be set to 1/4 cut (C1), 1/3 cut (C2), 2/5 cut (C3) and 1/2 cut (C4) 6).

추가 면적(V2)은 냉각수의 유통량을 증대시키고 자켓 부재(22)와 반응 챔버(1) 내부와의 접촉 면적을 증대시킨다. 추가 면적(V2)이 작을수록 냉각수의 유통량이 적어지고, 자켓 부재(21)가 1/4 컷(cut) 미만인 경우, 반응 챔버(1)의 내부에서 열전달 면적의 증대 효과가 저하될 수 있다.The additional area V2 increases the flow rate of the cooling water and increases the contact area between the jacket member 22 and the inside of the reaction chamber 1. The smaller the additional area V2, the smaller the flow rate of cooling water. If the jacket member 21 is less than 1/4 cut, the effect of increasing the heat transfer area inside the reaction chamber 1 may be deteriorated.

추가 면적(V2)이 클수록 냉각수의 유통량이 증대되지만 자켓 부재(22)가 1/2 컷을 초과하는 경우, 과도하게 돌출되어 반응물 혹은 생성물이 끼이거나 교반 효과가 미치지 못하는 영역이 발생될 수 있다.When the additional area V2 is increased, the flow rate of the cooling water is increased. However, when the jacket member 22 exceeds 1/2 cut, an area where the reactant or the product is caught or the stirring effect is not obtained may occur.

도 5는 도 4에서 벽체와 자켓 부재의 용접부에 대한 확대도이다. 도 5를 참조하면, 벽체(21)는 자켓 부재(22)를 용접시키므로 자켓 부재(22)의 아치의 간격(즉 피치(P))을 줄이므로 냉각수와 내부 공간의 열전달에 참여하지 않는 데드존(dead zone)을 최소화 할 수 있다.Fig. 5 is an enlarged view of the welded portion of the wall and the jacket member in Fig. 4. Fig. 5, since the wall 21 welds the jacket member 22, the interval (i.e., the pitch P) of the arches of the jacket member 22 is reduced. Therefore, the dead zone, which does not participate in the heat transfer of the cooling water and the inner space, the dead zone can be minimized.

뿐만 아니라 벽체(21)와 자켓 부재(22)의 용접부(23)는 자켓 부재(22)의 아치 형상에 의하여 내부 공간과의 열전달 면적을 더 확보한다. 즉 벽체(21)의 단부와 자켓 부재(22)의 단부 사이 및 벽체(21)의 단부와 용접부(23) 사이에 미세 면적(V3)이 더 설정된다.The wall 21 and the welded portion 23 of the jacket member 22 secure the heat transfer area with the internal space by the arch shape of the jacket member 22. [ A fine area V3 is further set between the end of the wall 21 and the end of the jacket member 22 and between the end of the wall 21 and the weld 23.

미세 면적(V3)은 반응 챔버(1)의 내벽에서 자켓 부재(22)의 상단에 이르는 거리를 증가시키지 않으면서, 추가 면적(V2)에서 냉각수의 유통량을 피치(P) 방향으로 더 증대시킬 수 있다. 따라서 미세 면적(V3)을 유통하는 냉각수에 접촉되는 용접부(23)가 반응 챔버(1)의 내부와 더 열전달할 수 있다.The fine area V3 can further increase the flow rate of the cooling water in the pitch P direction at the additional area V2 without increasing the distance from the inner wall of the reaction chamber 1 to the upper end of the jacket member 22 have. Therefore, the welded portion 23 contacting the cooling water flowing through the fine area V3 can further transfer heat to the inside of the reaction chamber 1.

본 실시예의 회분식 발열 반응기는, 자켓(2)을 반응 챔버(1)의 내부에 설치함으로써, 중합 과정에서 반응 챔버(1)의 열전달 저항에 따른 냉각 손실을 방지 및 최소화 할 수 있다.The batch heat generating reactor of this embodiment can prevent and minimize the cooling loss due to the heat transfer resistance of the reaction chamber 1 during the polymerization process by providing the jacket 2 inside the reaction chamber 1. [

또한 반응 챔버(1)의 내면에서 구비되는 벽체(21)는 나선형 자켓 부재(22)로 설정되는 추가 면적(V2)의 간격을 최소화 함으로써, 자켓 부재(22)에 의한 열전달 면적을 최대로 증대시킬 수 있다.The wall 21 provided on the inner surface of the reaction chamber 1 minimizes the interval of the additional area V2 set by the helical jacket member 22 so that the heat transfer area by the jacket member 22 is maximized .

도 6은 벽체와 자켓 부재의 컷과의 관계도이다. 도 6을 참조하면, 1/4 컷(C1), 2/5 컷(C2), 1/3 컷(C3) 및 1/2 컷(C4) 중에서, 자켓 부재(22)의 아치 형태가 1/4 컷(C1)인 경우, 자켓 부재(22)의 아치 길이가 가장 짧게 형성되고, 벽체(21) 위에서 이웃하는 자켓 부재(22)의 간격(G1)이 최대로 설정된다. 따라서 자켓 부재(22)에 의한 열전달 면적이 최소로 형성된다.6 is a diagram showing the relationship between the wall and the cut of the jacket member. 6, among the 1/4 cut (C1), the 2/5 cut (C2), the 1/3 cut (C3) and the 1/2 cut (C4), the arch shape of the jacket member (22) In the case of four cuts C1, the arch length of the jacket member 22 is the shortest and the gap G1 of the adjacent jacket members 22 on the wall 21 is set to the maximum. Therefore, the heat transfer area by the jacket member 22 is minimized.

또한. 자켓 부재(22)의 아치 형태가 1/2 컷(C4)인 경우, 자켓 부재(22)의 아치 길이가 가장 길게 형성되고, 벽체(21) 위에서 이웃하는 자켓 부재(22)의 간격이 최소(영)로 설정된다. 따라서 자켓 부재(22)에 의한 열전달 면적이 최대로 형성된다.Also. The arch length of the jacket member 22 is the longest and the interval of the adjacent jacket members 22 on the wall 21 is the minimum Lt; / RTI &gt; Therefore, the heat transfer area by the jacket member 22 is maximized.

자켓 부재(22)의 아치 형태가 2/5 컷(C2)과 1/3 컷(C3)인 경우, 아치 길이가 점점 길어지고, 벽체(21) 위에서 이웃하는 자켓 부재(22)의 간격(G2, G3)이 점점 감소한다. 따라서 자켓 부재(22)에 의한 열전달 면적이 점점 증가한다.In the case where the arch shape of the jacket member 22 is 2/5 cut (C2) and 1/3 cut (C3), the arch length becomes gradually longer and the gap G2 of the adjacent jacket members 22 on the wall 21 , G3) decrease gradually. Accordingly, the heat transfer area by the jacket member 22 increases gradually.

본 실시예는 자켓(2)에 의한 냉각수 통로(W)를 반응 챔버(1) 내면에 한 줄 구조로 형성한 것으로 설명하고 있으나, 반응 챔버(1)의 용량에 따라 냉각수 통로(W)를 복수 개 줄 구조로 형성할 수도 있다.The present embodiment describes that the cooling water passage W formed by the jacket 2 is formed in a single row structure on the inner surface of the reaction chamber 1. However, depending on the capacity of the reaction chamber 1, Or may be formed in a single row structure.

냉각수 통로의 복수 개 줄 구조는 다량의 냉각수를 순환시킬 수 있으므로 냉각수 순환에 따른 압력 손실을 더 줄일 수 있다. 따라서 냉각수 통로의 복수 개 줄 구조는 한 줄 구조에 비하여 냉각 효과를 더 향상시킬 수 있다.The multiple row structure of the cooling water passage can circulate a large amount of cooling water, thereby further reducing the pressure loss due to the cooling water circulation. Therefore, the multiple row structure of the cooling water passage can further improve the cooling effect as compared with the single row structure.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And it goes without saying that the invention belongs to the scope of the invention.

1: 반응 챔버 2: 자켓
3: 배플 4: 교반기
11: 투입구 12: 토출구
13: 응축기 포트 14: 외부 응축기
15: 냉각수 유입구 16: 냉각수 배출구
21: 벽체 22: 자켓 부재
23: 용접부 31: 냉각수 유입구
32: 냉각수 배출구 41: 모터
H: 벽체의 높이 P: 피치
V: 전체 면적 V1: 기본 면적
V2: 추가 면적 V3: 미세 면적
W: 냉각수 통로 C1, C2, C3, C4: 1/4, 2/5, 1/3, 1/2 컷
T1, t22: 두께 G1, G2, G3: 자켓 부재의 간격1: reaction chamber 2: jacket
3: Baffle 4: Stirrer
11: Inlet port 12: Outlet port
13: condenser port 14: external condenser
15: cooling water inlet 16: cooling water outlet
21: wall 22: jacket member
23: welding part 31: cooling water inlet
32: cooling water outlet 41: motor
H: Wall height P: Pitch
V: total area V1: basic area
V2: additional area V3: micro area
W: Coolant passages C1, C2, C3, C4: 1/4, 2/5, 1/3, 1/2 cut
T1, t22: thickness G1, G2, G3: gap of jacket member

Claims (11)

반응물을 유입하여 중합 반응으로 생성되는 생성물을 배출하는 반응 챔버;
상기 반응 챔버의 내면에 구비되어 냉각수를 순환시켜 상기 반응 챔버의 내부 온도를 제어하는 자켓; 및
상기 반응 챔버의 내부에 장착되어 냉각수를 순환시키는 배플
을 포함하며,
상기 자켓은,
상기 반응 챔버의 내면에서 상기 반응 챔버의 내부로 돌출되고 상기 반응 챔버의 높이 방향으로 피치를 가지고 상기 반응 챔버의 내면을 따라 나선형으로 연결되는 벽체, 및
상기 벽체의 이웃하는 단부와 용접부로 연결되고 나선형 냉각수 통로를 형성하여 상기 반응 챔버의 내부에 노출되는 자켓 부재
를 포함하고,
상기 냉각수 통로의 단면에서, 전체 면적은
상기 벽체의 높이에 따른 기본 면적과 상기 자켓 부재에 의한 추가 면적을 포함하는 회분식 발열 반응기.A reaction chamber for introducing the reaction product and discharging a product produced by the polymerization reaction;
A jacket disposed on an inner surface of the reaction chamber for circulating cooling water to control an internal temperature of the reaction chamber; And
A baffle mounted inside the reaction chamber for circulating cooling water,
/ RTI &gt;
The jacket includes:
A wall protruding from the inner surface of the reaction chamber into the reaction chamber and spirally connected along the inner surface of the reaction chamber with a pitch in the height direction of the reaction chamber;
And a spiral cooling water passage which is connected to a neighboring end of the wall by a weld and forms a helical cooling water passage to expose the inside of the reaction chamber,
Lt; / RTI &gt;
In the cross section of the cooling water passage, the total area is
And a base area corresponding to a height of the wall and an additional area by the jacket member. 제1항에 있어서,
상기 자켓 부재는,
상기 벽체의 단부에 용접되고 상기 반응 챔버의 내부로 볼록하게 돌출되어 이웃하는 상기 벽체 사이를 향하여 냉각수 통로를 형성하는 회분식 발열 반응기.The method according to claim 1,
The jacket member
And a cooling water passage which is welded to the end portion of the wall and protrudes convexly into the reaction chamber to form a cooling water passage between adjacent wall portions. 제2항에 있어서,
상기 자켓 부재는,
상기 벽체의 단부를 아치 형태로 연결하는 회분식 발열 반응기.3. The method of claim 2,
The jacket member
And an end of the wall is connected in an arch shape. 제3항에 있어서,
상기 벽체의 피치는,
상기 벽체의 높이 보다 더 크게 설정되는 회분식 발열 반응기.The method of claim 3,
The pitch of the wall may be,
Wherein the height of the wall is set larger than the height of the wall. 제3항에 있어서,
상기 자켓 부재의 아치 형태는,
원통 단면에서 직경 방향을 기준으로 1/n 컷으로 설정되며,
상기 n은 2 내지 4를 포함하는 회분식 발열 반응기.The method of claim 3,
The arch shape of the jacket member
Is set to a 1 / n-cut based on the diameter direction in the cylindrical cross section,
Wherein n is from 2 to 4. 제5항에 있어서,
상기 추가 면적은,
상기 벽체의 단부와 상기 자켓 부재의 단부 사이 및 상기 자켓 부재의 용접부와 상기 벽체의 단부 사이에 설정되는 미세 면적을 더 포함하는 회분식 발열 반응기.6. The method of claim 5,
The additional area,
Further comprising a fine area set between an end of the wall and an end of the jacket member and between a weld of the jacket member and an end of the wall. 제1항에 있어서,
상기 자켓은,
상기 반응 챔버의 측방 하부에 구비되는 냉각수 유입구에 연결되고,
상기 반응 챔버의 측방 상부에 구비되는 냉각수 배출구에 연결되는 회분식 발열 반응기.The method according to claim 1,
The jacket includes:
A cooling water inlet connected to a lower side of the reaction chamber,
And connected to a cooling water outlet provided at a side upper portion of the reaction chamber. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 반응 챔버의 중앙에 설치되고, 상기 반응 챔버의 외부 구동력에 의하여 구동되는 교반기를 더 포함하는 회분식 발열 반응기.The method according to claim 1,
And a stirrer installed at a center of the reaction chamber and driven by an external driving force of the reaction chamber. 제1항에 있어서,
상기 반응 챔버는,
상기 반응 챔버의 상부에 구비되어 반응물을 투입하는 투입구,
상기 반응 챔버의 하부에 구비되어 생성물을 토출하는 토출구, 및
내부를 환류 냉각하도록 상기 투입구의 일측에서 외부 응축기가 연결되는 응축기 포트를 더 포함하는 회분식 발열 반응기.The method according to claim 1,
The reaction chamber includes:
A reaction chamber provided at an upper portion of the reaction chamber,
A discharge port provided at a lower portion of the reaction chamber to discharge a product,
Further comprising a condenser port to which an external condenser is connected at one side of the inlet for reflux cooling the inside thereof. 제1항에 있어서,
상기 반응 챔버는,
폴리염화비닐 수지를 중합하는 회분식 발열 반응기.The method according to claim 1,
The reaction chamber includes:
Batch type exothermic reactor for polymerizing polyvinyl chloride resin.
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