NO164568B - Elektrisk koblingsanordning. - Google Patents

Description

Apparat for kontinuerlig gjennomføring av kjemiske

reaksjoner hvor viskositeten åv reaksjonsblandingen stiger sterkt.

Foreliggende oppfinnelse angår et apparat eller en såkalt "dréietrommel-reaktor" for kontinuerlig gjennomføring av kjemiske

reaksjoner i reaksjonsblandingen, hvis viskositet kan gå opp i flere tusen poisé og etter forholdende oker sterkt, som det

f.eks. er tilfellet ved fremstilling av hoyviskose polymer-smelter.

Således er det f.eks. kjent at poly-kondehsasjonsprosesser, eksempelvis for fremstilling av lineære, mettete og umettete polyestere, polyamider, polykarbonater etc. kan gjennomføres porsjonsvis, men at denne fremstillingsmåte er forbundet med mangler, som f.eks. består i uensartet resultat for de enkelte porsjoner. Ved kontinuerlige fremgangsmåter, hvor disse mangler skal være eliminert, må det stilles tilsvarende hoye.krav; på ensartétheten av reaksjonsbetingelsene. Særlig må oppholdstidene i de enkelte prosesstrinn være konstant og stadig forbli under kontroll, hvilket i sluttfasen, hvor der allerede foreligger en hoyviskos smelte, frembyr, særlige vanskeligheter, <y>tterligere vanskeligheter oppstår ved tilpasning av dette , prosesstrinn til den til enhver tid forekommende driftstilstand i de ovrige foran- og etter- koblete apparatdeler. Til en reaktor for denne åse a; prosessen stilles derfor de folgende krav: a) Oppholdstiden for reaksjonsmediet skal kunne reguleres etter' onske. En engang innstilt oppholdstid må forbli absolutt kon-'

stant'.

b) . Oppholdstidspektret skal være så snevert som mulig.

c) Innholdet av reaksjonsmedium skal kunne forandres,-hvorved det ved foranderlig oppholdstid skal kunne opprettholdes konstant gjennomstrømning så vel som også en foranderlig gjennom-strømning ved opprettholdt konstant oppholdstid. d) Varmetilforsel og varmefraforsel må være mulig gjennom reaktorveggen. c) Reaksjonsmediet skal ha en så stor, fri overflate som mulig.

f) Om mulig skal alle deler av det viskose reaksjonsmedium i'

så lang tid som mulig komme ut i den fri overflate henholdsvis

i dennes nærhet.

Kravene a) til d) stilles for å oppnå en god regulering henholdsvis en god styrbarhet av reaksjonsforlopet, så vel som de ovenfor stilte krav til opprettholdelse av konstante betingelser. Kravene e) og f) stilles for å lette avdampingen av lettere kok-ende biprodukter eller løsningsmidler.

De tidligere kjente konstruksjoner av reaktorer for de samme opp-

gaver lar seg dele i to grupper:

1) Reaktorer hvori reaksjonsmediet fores fremover ved naturlig fall, f.eks. tynnskiktsfordampere. 2) Reaktorer hvor reaksjonsmediet fores mekanisk fremover.

Hovedmangelen ved reaktorer uten mekanisk fremforing er de dårlige muligheter for regulering henholdsvis styring av oppholdstidene. Strømningsforholdene endrer seg med viskositeten,

og stromningshastigheten kan bare vanskelig påvirkes utenfra.

Denne mangel er så tungtveiende, at reaktorer av denne gruppe i hvert fall ikke kan anvendes i slike tilfelle hvor det kommer an på noyaktig å innstille oppholdstidene. I reaktorer med mek-

anisk fremforing lar oppholdstiden seg direkte påvirke med be-vegelseshastigheten av fremforingsinirretningene.

Det er f.eks. kjent en utforelse hvor roterende skiver er neddykket ned i det viskose reaksjonsmedium, idet skivene på sin omkrets bærer skovler som er formet slik at de er egnet for den aksiale fremforing. Oppholdstiden kan heller ikke ved denne innretning reguleres noyaktig, da det ikke foreligger noen tvangsmessig fremforing.

Forbedrete utforelser av denne grunntype har i stedet for skivene

og skovlene i lengderetningen avbrutte eller uavbrutt over hele lengden forlopende snekkegjenger, som tillater en tvangsmessig fremforing og dermed en noyaktig regulering av oppholdstiden.

Likeledes er' det kjent utforelser med to eller flere i hverandre gripende snekker som bevirker en mer ensartet skikttykkelse av reaksjonsmediet så vel som en mer fullstendig blanding. De har imidlertid en mangel ved sin mer kompliserte konstruksjon.

Hovedmangelen ved slike reaktorer er den nodvendige presisjon ved deres fremstilling og den dermed forbundne fordyrelse. For at det ikke skal opptre noen nevneverdige lekkas jestromninger, som kunne ut-vide oppholdstids-spekteret, må spalten mellom snekkegjengene og beholderveggen som helt eller delvis omslutter spalten bare være megA trang. Dette krav er særlig vanskelig å tilfredsstille da det dreier seg om reaktorer som arbeider ved relativt hbye tempera-turer, f. eks; mellom 200 og <i>4-00°C, idet det da må tas hensyn til eventuelle varmedeformas joner av reaktorbeholderen på grunn av uj.evn oppvarming, for under enhver omstendighet å forhindre en beroring mellom snekken og beholdervéggen.

Apparatet i henhold til oppfinnelsen fremviser ikke de ovenfor nevnte mangler, og tilfredsstiller de anfbrte krav. Oppfinnelsen angår således et apparat for kontinuerlig gjennomfbring av kjemiske reaksjoner hvor viskositeten av reaksjonsblandingen stiger sterkt, omfattende en trommel som roterer i reaksjonskaret og på hvis innside det er anbragt en tett innsveiset platespiral som tvangsmessig og uten lekkasjestromning transporterer reaks jonsblandingen Under omsnuing av stromningsretningen, og det særegne ved apparatet i henhold til oppfinnelsen er at avstanden mellom dreietrommel og reaksjonskarveggen holdes så stor at reaksjonsblandingen, som delvis fyller dreietrommelen, for den går inn i dreietrommelen kan tre inn mellom denne og den oppvarmete henholdsvis avkjolte reaksjonskar-vegg, hvorved det dannes en varmebro mellom disse.

Fig. 1 viser en utfbrelsesform av apparatet i henhold til oppfinnelsen i lengdesnitt.

Apparatet er kjennetegnet ved den til begge sider åpne dreietrommel 2 med dens innvendig innsveisete platespiral 3- Dreietrommelen omsluttes fullstendig av reaktorbeholderen *f. Opprettholdelse av en smal spalte mellom den dreiende del og reaktorveggen er i motsetning til den fra teknikkens stand beskrevne snekkereaktor ikke nbdvendig, hvorved snekkereaktorens hovedmangel ikke opptrer. Da platespiralen langs sin hele lengde er tett sveiset til trommelveggen, opptrer overhodet ingen lekkasjestromninger, hvilket betyr en stor fordel like overfor den ovenfor beskrevne snekkereaktor, fremfor alt med hensyn til den omstendighet at det samtidig muliggjbres en tvangsmessig fremforing av reaksjonsmediet. Videre er det muliggjort en meget hby fyllingsgrad, dvs. en meget god utnyttelse av de innvendige rom ved hjelp av produktet.

Viskositeten av reaksjonsblandingen kan underes deres oppholds-, tid i reaktoren tilta meget sterkt, f.eks. med faktoren 10, uten at det opptrer noen som helst ulemper.

Produktet 1 kommer inn i reaktorbeholderen •+ gjennom roret 5, hvorved det befinner seg mellom reaktorveggen og utsiden av dreietrommelen 2. Det omspyler trommelen delvis og overforer varme mellom de to vegger. Hvis denne varmeoverforing ikke er tilstrekkelig kan trommelen eventuelt oppvarmes eller avkjoles separat.

Reaks jonsblandingen kommer herfra ut i rommet 1a til venstre

foran trommelen og dermed inn i den gjenge som dannes av platespiralen 3.. Da blandingen alltid flyter ned fra den langsomt roterende trommelvegg og tilstreber dennes laveste punkt,

danner det seg en rekke fullstendig fra hverandre skilte væskevolum 1b, som tvangsmessig fores oppover mot hoyre og fra den hoyre trommelende flyter ut i rommet 1c hvorfra blandingen sluses ut av reaktoren gjennom produkt-avlopsrbret6 ved hjelp av utforingsapparatet 7>

På den innvendige og utvendige vegg av trommelen 2 så vel som på platespiralen 3 fester det seg hele tiden en film av reaksjonsblandingen som ved fornyet neddykking etter en omdreining byttes ut (fig. 3). Som de i fig. 3 inntegnete piler illusterer,

er omveltningen av ansamlingen av reaksjonsblanding i bunnen også meget god, og en viss rullebevegelse opptrer i denne del av reaksjonsblandingen. Ved trommelens innlop og utlop'er hoyden av platespiralen anordnet tiltagende henholdsvis av-tagende (fig. 2), hvorved hoydetilveksten henholdsvis hoyde-avtagning fordeles på 360°C vinkel, slik at nivåsvingninger i rommene 1a og 1c ved plutselig ifylling henholdsvis uttomming av væskevolumene 1b fremgås, hvilket ellers ville opptre ved loddrette endekanter av platespiralen. Ved denne foranstaltning foregår tilforsel og fraforsel i trommelen jevnt.

Fig. h viser en fordelaktig utforelsesform for apparatet. Dreietrommelen er her bare vist i tverrsnitt. På innerveggen 1 er det innsveiset i lengderetningen forlopende skovler 2, som av-brytes av gjengene i platespiralen 3. Ved omdreining av trommelen medtar skovleae en del av reaks jonsblandingen h opp i hoyden og lar den igjen falle ned i form av en film 5 så vel som i form av tynnere, fritt fallende tråder 6. Derved forstorres den fri overflate av reaksjonsblandingen sterkt og videre forbedres gjennomblandingen. Selvfolgelig kan det i stedet for skovlene også anbringes andre overflateforstorrende innbygninger.

Dreietrommelreaktoren i henhold til fig. 1 utgjor et kaskade-system med tre avdelinger 1a, 1b, 1c, i hvis midtre og stdrste avdeling 1b det hersker en ren stempelstromning. Det er mu]jg også å oppdele avdelingen 1b i så mange kaskadekammere som onskes. Dette skjer ved avbrudd i platespiralen.

De ved reaksjonen dannete damper, og gasser som skal fores bort, fores ut gjennom rorene 8. Hele reaktorbeholderen er omgitt av en oppvarmings- eller kjolekappe 9. Oppvarmings- henholdsvis kjole- midlet frafores henholdsvis tilfores gjennom rorene 10.

Oppholdstiden for reaksjonsblandingen i reaktoren reguleres hovedsakelig ved hjelp av omdreiningstallet for trommelen. Oppholdstidene i den langt storste avdeling 1b avhenger direkte av omdreiningstallet. Oppholdstidene i avdelingene 1a og 1c er også avhengig av gjennomstromningsmengden pr. tidsenhet. Den sist-nevnte kan endres fritt. Stiger nivået 11 i avdelingen 1a så. stiger det også i 1b ved den samme1 transporttid gjennom reaktoren.

Væskenivåene i 1a (11) og 1c (12) kan styres ved hjelp av nivå-ventilen, f.eks. flottorer, hvorved ventilen i 1a kan regulere tilstrømningen og ventilen i 1c ytelsen av fraforingsinnretningen 7. Derved er gjennomstrømning og oppholdstid i stor utstrek-ning styrbare uavhengig av hverandre, hvorved det er mulig å tilpasse reaktorens driftsmåte til den til enhver tid foreliggende driftstilstand i de dvrige anleggsdeler.

Fig. 5 viser en reaktor hvori det er anordnet en målesonde 1 f.eks. for overvåking av viskositeten under stromningen gjennom reaktoren. For sonden, som er neddykket i reaksjonsblandingen som befinner seg i trommelen, er platespiralen avbrutt ved 2.

Claims (1)

1. Apparat for kontinuerlig gjennomføring av kjemiske reaksjoner hvor viskositeten av reaksjonsblandingen stiger sterkt, omfattende en trommel som roterer i reaksjonskaret og på hvis innside det er anbragt en tett innsveiset platespiral som tvangsmessig og uten lekkasjestromning transporterer reaksjonsblandingen under omsnuing av stromningsretningen, karakterisert ved at avstanden mellom dreietrommel og reaksjonskarveggen holdes så stor at reaksjonsblandingen, som delvis fyller dreietrommelen, for den går inn i dreietrommelen kan tre inn mellom denne og den oppvarmete henholdsvis avkjolte reaksjonskar-vegg, hvorved det dannes en varmebro mellom disse.