PL200703B1

PL200703B1 - Reaktor do obróbki medium albo do prowadzenia reakcji chemicznych w gęstym medium, sposób wytwarzania reaktora do obróbki gęstego medium albo do prowadzenia reakcji chemicznych w gęstym medium i zastosowanie takiego reaktora

Info

Publication number: PL200703B1
Application number: PL369931A
Authority: PL
Inventors: Thierry Nuris; Jean-François Thierry
Original assignee: Rhodia Polyamide Intermediates
Priority date: 2002-01-21
Filing date: 2003-01-20
Publication date: 2009-01-30
Also published as: BR0307026A; JP2005525217A; US20050115699A1; ES2242164T3; CN1639531A; FR2835046A1; FR2835046B1; EP1468236B1; BR0307026B1; KR20040075942A; RU2300417C2; RU2004125581A; KR100939494B1; PL369931A1; TW200302339A; DE60301126T2; JP4527983B2; UA81239C2; WO2003062728A1; CN100351599C

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest reaktor do ob- róbki g estego medium albo do prowadzenia reak- cji chemicznych w g estym medium, który sk lada si e ze zbiornika i w ezownicy do obiegu p lynu ch lodz acego, która zawiera co najmniej jeden odcinek rury zwini ety wzd lu z tworz acej sruby, charakteryzuj acy si e tym, ze w ezownica za- wiera co najmniej drugi odcinek rury (512, 513) zwini ety wzd lu z tworz acej sruby i rozci agaj acy si e równolegle do pierwszego odcinka (511) pomi edzy rozdzielaczem (53) i przewodem rozga leznym (54), przy czym pierwszy i drugi odcinek s a wypo srodkowane na tej samej osi geometrycznej (X 5 ), maj a w zasadzie ten sam promie n krzywizny (R 1 ) i s a osadzone tak, ze tworz a razem w zasadzie cylindryczn a wi azk e (51). Przedmiotem wynalazku jest równie z sposób wytwarzania reaktora do obrób- ki g estego medium albo do prowadzenia reakcji chemicznych w g estym medium, i jego zasto- sowanie. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest reaktor do obróbki gęstego medium albo do prowadzenia reakcji chemicznych w gęstym medium, sposób wytwarzania reaktora do obróbki gęstego medium albo do prowadzenia reakcji chemicznych w gęstym medium i zastosowanie takiego reaktora.

Reaktor tego typu zawiera wężownicę do obiegu płynu chłodzącego.

Z europejskiego opisu patentowego nr EP-A-0 659 476 jest znane urządzenie stosowane do polimeryzacji chlorku winylu, w którym stosuje się wężownicę do obiegu płyny chłodzącego.

Znane jest prowadzenie polimeryzacji poliamidu w sposób ciągły albo nieciągły. W tak zwanych metodach nieciągłych sposób postępowania polega na pracy z partiami materiału z reaktorami typu autoklawu i w takim przypadku dzięki doprowadzaniu ciepła z zewnątrz znane jest odparowywanie wody z wodnego roztworu dwóch monomerów oraz wody wytworzonej przez ich polimeryzację.

Takie doprowadzanie ciepła musi być wystarczające, aby reakcja polimeryzacji miała miejsce w okresie czasu zgodnym z kryteriami produktywności obowiązującymi w ś wiecie przemysłu. Doprowadzanie ciepła nie może być zbyt wielkie w celu uniknięcia, na ile jest to możliwe, porywania jednego z monomerów z fazą parową. Jeżeli z fazą parową jest porywana pewna ilość monomerów, to ta ilość musi być stała, tak aby właściwości otrzymanego poliamidu były powtarzalne. Doprowadzanie ciepła umożliwia ponadto kontrolowanie reakcji polimeryzacji w takim stopniu, w jakim umożliwia to regulowanie odparowywania wody.

Do doprowadzania ciepła do medium reakcyjnego zastosowano w autoklawach o małej wydajności, to jest w autoklawach o pojemności mniejszej niż 3 m³, wężownice, w których krąży ciecz przewodząca ciepło.

W przypadku reaktorów o wię kszej wydajnoś ci, zwł aszcza rzę du 5 do 6 m³, moż liwe był o rozważanie stosowania wężownicy i mieszadła, przy czym to ostatnie miało na celu polepszenie jednorodności medium reakcyjnego i zwiększenie współczynnika przenoszenia ciepła.

Takie rozwiązanie nie może być jednak stosowane do reaktorów o wysokiej wydajności, a zwł aszcza do reaktorów o pojemnoś ci wię kszej niż 8 m³, poniewa ż nie jest moż liwe dostateczne zwiększenie powierzchni wymiany ciepła utworzonych przez ścianki wężownicy. Stąd, jeżeli zwiększa się całkowitą średnicę wężownicy, to w tym przypadku nie jest już możliwe umieszczenie wydajnego mieszadła w zbiorniku reaktora. Natomiast jeżeli średnicę rur tworzących wężownicę zmniejsza się, to spadki ciśnienia związane z krążeniem płynu chłodzącego w tych rurach znacznie zwiększają się. Jeżeli tworzy się wężownicę o bardzo złożonym kształcie, to zapobiega się osiowej recyrkulacji medium reakcyjnego i tak zwany efekt pompowania w środku mieszadła zanika. Na koniec wężownica o zł o ż onym kształ cie z rurami o mał ej ś rednicy nie speł niał aby kryteriów wytrzymał o ś ci mechanicznej umożliwiających znoszenie przez nią dłuższego stosowania i/lub incydentów przy wytwarzaniu.

Bardziej szczególnym celem niniejszego wynalazku jest zaradzenie tym niedogodnościom przez zaproponowanie nowego reaktora wyposażonego w wężownicę, która umożliwia skuteczne doprowadzanie ciepła do medium reakcyjnego o dużej objętości i która jest jednocześnie zgodna z wymiarami zbiornika reakcyjnego i z mieszadł em, oraz sposobu wytwarzania takiego reaktora.

Reaktor do obróbki gęstego medium albo do prowadzenia reakcji chemicznych w gęstym medium, który składa się ze zbiornika i wężownicy do obiegu płynu chłodzącego, która zawiera co najmniej z jeden odcinek rury zwinięty wzdłuż tworzącej śruby, charakteryzujące się według wynalazku tym, że wężownica zawiera co najmniej drugi odcinek rury zwinięty wzdłuż tworzącej śruby i rozciągający się równolegle do pierwszego odcinka pomiędzy rozdzielaczem i przewodem rozgałęźnym, przy czym pierwszy i drugi odcinek są wypośrodkowane na tej samej osi geometrycznej, mają w zasadzie ten sam promień krzywizny i są osadzone tak, że tworzą razem w zasadzie cylindryczną wiązkę.

Reaktor do obróbki gęstego medium albo do prowadzenia reakcji chemicznych w gęstym medium, który składa się ze zbiornika i wężownicy do obiegu płynu chłodzącego, która zawiera co najmniej jeden odcinek rury zwinięty wzdłuż tworzącej śruby, według wynalazku charakteryzuje się tym, że wężownica zawiera co najmniej drugi odcinek rury zwinięty wzdłuż tworzącej śruby i rozciągający się równolegle do pierwszego odcinka pomiędzy rozdzielaczem i przewodem rozgałęźnym, przy czym pierwszy i drugi odcinek są wypośrodkowane na tej samej osi geometrycznej X5, mają w zasadzie ten sam promień krzywizny R1 i są osadzone tak, że tworzą razem w zasadzie cylindryczną wiązkę.

Korzystnie, wężownica zawiera drugą wiązkę utworzoną przez co najmniej jeden odcinek rury zwinięty wzdłuż tworzącej śruby, rozciągający się pomiędzy rozdzielaczem i przewodem rozgałęźnym

PL 200 703 B1 i wypośrodkowany na wymienionej osi X5, przy czym druga wiązka ma w zasadzie kształt cylindryczny o promieniu R2 mniejszym niż promień R1 pierwszej wiązki.

Korzystnie, druga wiązka jest utworzona przez co najmniej dwa odcinki rur zwinięte wzdłuż tworzących śruby, osadzone i rozciągające się równolegle pomiędzy rozdzielaczem i przewodem rozgałęźnym.

Korzystnie, pierwsza wiązka jest utworzona przez trzy odcinki rury zwinięte i osadzone wzdłuż tworzących śruby.

Korzystnie, odcinki mają w zasadzie tę samą długość i/lub powodują w zasadzie taki sam spadek ciśnienia na przepływie płynu chłodzącego pomiędzy rozdzielaczem i przewodem rozgałęźnym.

Korzystnie, wężownica zawiera rurę rozciągającą się w zasadzie w kierunku równoległym do osi X5 pomiędzy pierwszą i drugą wiązką, przy czym rura jest połączona albo z rozdzielaczem albo z przewodem rozgałęźnym.

Korzystnie, rozdzielacz i/lub przewód rozgałęźny mają postać torusa i są wypośrodkowane na wymienionej osi X5.

Korzystnie, rozdzielacz i/lub przewód rozgałęźny mają krzywiznę o promieniu R3, R4 w zasadzie równym promieniowi R2 pierwszej wiązki i/lub drugiej wiązki, wskutek czego są one w zasadzie współliniowe z pierwszą wiązką albo ewentualnie z drugą wiązką.

Korzystnie, reaktor zawiera mieszadło umieszczone dookoła albo wewnątrz wężownicy.

Korzystnie, mieszadło jest zawieszone z wierzchu reaktora i tworzy klatkę otaczającą wężownicę, przy czym doprowadzanie i odprowadzanie płynu chłodzącego do albo z wężownicy prowadzi się przez dno reaktora.

Korzystnie, mieszadło jest utworzone przez ślimak wypośrodkowany na geometrycznej osi X5 wewnętrznej wiązki albo pojedynczej wiązki wężownicy.

Korzystnie, wewnętrzna wiązka albo pojedyncza wiązka wężownicy tworzy środkowy szyb P o promieniu R2 stanowią cym od 20 do 70% promienia R zbiornika, a zwł aszcza od 20 do 40% promienia w przypadku wiązki wewnętrznej.

Sposób wytwarzania reaktora do obróbki gęstego medium albo do prowadzenia reakcji chemicznych w gęstym medium, który to reaktor składa się ze zbiornika i wężownicy do obiegu płynu chłodzącego, a wężownica zawiera co najmniej jeden odcinek rury zwinięty wzdłuż tworzącej śruby, według wynalazku charakteryzuje się tym, że obejmuje etap polegający na przeplataniu F1, F2 odcinka z co najmniej drugim odcinkiem rury zwinię tym wzdłuż tworzącej śruby w zasadzie o tym samym promieniu krzywizny R1 co pierwszy odcinek, tworząc w zasadzie cylindryczną wiązkę.

Korzystnie, odcinki przeplata się ruchem śrubowym F1, F2 dookoła osi geometrycznej X5 wspólnej dla wymienionych odcinków.

Zastosowanie reaktora o pojemności większej niż około 8 m³ opisanego powyżej do obróbki gęstego medium.

Korzystnie, reaktor stosuje się do prowadzenia reakcji polimeryzacji w gęstym medium.

Korzystnie, reaktor stosuje się do prowadzenia nieciągłej reakcji polimeryzacji w gęstym medium.

Korzystnie, reaktor stosuje się do prowadzenia ciągłej reakcji polimeryzacji w gęstym medium.

Dzięki zastosowaniu dwóch osadzonych odcinków rur śrubowych możliwe jest, aby każdy z tych odcinków miał stosunkowo małą długość, w wyniku czego spadek ciśnienia, jaki one generują, jest stosunkowo nieznaczny nawet wtedy, gdy przekrój stosowanej rury może być także mały. Ponadto fakt, że odcinki śrubowych rur są stosunkowo krótkie, powoduje ich stosunkowo znaczne nachylenie, to jest nachylenie większe niż w przypadku pojedynczego odcinka kołowego w widoku z góry rozciągającego się na całej wysokości wężownicy. W ten sposób w przypadku, gdy płyn chłodzący doprowadzany w fazie parowej może kondensować się w rurach, przepływ skondensowanego płynu w tych odcinkach jest szybszy, a zatem istnieje mniejsze ryzyko gromadzenia się kondensatów i mniejsze są wymagania przestrzenne dla cieczy. Fakt, że te odcinki tworzą wiązkę cylindryczną, pozwala uniknąć znacznego zaburzania przez nie przepływu albo recyrkulacji medium reakcyjnego w środkowej części reaktora.

Zgodnie z pierwszą korzystną i nieobligatoryjną postacią wynalazku chłodnica zawiera drugą wiązkę utworzoną przez co najmniej jeden odcinek rury zwinięty wzdłuż tworzącej śruby, rozciągający się pomiędzy rozdzielaczem i przewodem rozgałęźnym i wypośrodkowany na osi pierwszych odcinków śrubowych, przy czym ta druga wiązka ma w zasadzie kształt cylindryczny o promieniu mniejszym niż promień pierwszej wiązki. W tym przypadku druga wiązka jest korzystnie utworzona przez

PL 200 703 B1 co najmniej dwa osadzone śrubowe odcinki rury, rozciągające się równolegle pomiędzy rozdzielaczem i przewodem rozgałęźnym.

Zgodnie z innymi korzystnymi, lecz nieobligatoryjnymi postaciami wynalazku wężownica reaktora ma jedną albo więcej następujących cech charakterystycznych:

- pierwsza wiązka jest utworzona przez trzy osadzone śrubowe odcinki rury,

- śrubowe odcinki mają w zasadzie tę samą długość i/lub wywołują w zasadzie ten sam spadek ciśnienia na przepływie płynu chłodzącego pomiędzy rozdzielaczem i przewodem rozgałęźnym,

- przewiduje się rurę, która rozciąga się w kierunku w zasadzie równoległym do osi pierwszej wiązki, pomiędzy pierwszą i drugą wiązką, przy czym ta rura jest połączona albo z rozdzielaczem albo z przewodem rozgałęźnym,

- rozdzielacz i/lub przewód rozgałęźny mają kształ t torusa wypoś rodkowanego na osi pierwszej wiązki. W takim przypadku rozdzielacz i/lub przewód rozgałęźny mogą być zakrzywione z promieniem krzywizny w zasadzie równym promieniowi pierwszej wiązki albo ewentualnie drugiej wiązki, tak że są one w zasadzie współliniowe z tą pierwszą wiązką albo ewentualnie z tą drugą wiązką. Odcinki rury przeplata się korzystnie ruchem śrubowym dookoła osi geometrycznej wspólnej dla tych odcinków. Zgodnie z inną korzystną postacią wynalazku reaktor może zawierać mieszadło umieszczone dookoła albo wewnątrz wężownicy. Mieszadło może być zawieszone z wierzchu reaktora i tworzyć klatkę otaczającą wężownicę, przy czym doprowadzanie i odprowadzanie płynu chłodzącego do wężownicy i z wężownicy prowadzi się od spodu reaktora. Zgodnie z inną postacią wynalazku mieszadło może być utworzone przez ślimak wypośrodkowany na geometrycznej osi wiązki wewnętrznej albo pojedynczej wiązki wężownicy.

Zgodnie z inną postacią wynalazku wiązka wewnętrzna albo pojedyncza wiązka wężownicy tworzy środkowy szyb o promieniu stanowiącym od 20 do 70% promienia zbiornika, który umożliwia dobrą recyrkulację medium reakcyjnego w zbiorniku. W przypadku wężownicy z dwiema wiązkami środkowy szyb utworzony przez wewnętrzną wiązkę ma korzystnie promień stanowiący od 20 do 40% promienia zbiornika.

Przedmiotem wynalazku jest także sposób wytwarzania reaktora, jak opisano wyżej, a zwłaszcza sposób, który obejmuje etap polegający na przeplataniu dwóch odcinków rury zwiniętej wzdłuż tworzących śruby i w zasadzie z tym samym promieniem krzywizny, tak że tworzą w zasadzie cylindryczną wiązkę.

Wreszcie przedmiotem wynalazku jest zastosowanie opisanego wyżej reaktora, który ma objętość większą niż około 8 m³, do obróbki gęstego medium.

Korzystnie reaktor stosuje się do wytwarzania polimerów, takich jak poliamidy, a zwłaszcza poliamid 6-6, albo poliestrów. To stosowanie może być nieciągłe, na przykład przy wytwarzaniu partii polimerów o dużej objętości, albo ciągłe.

Przedmiot wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w przekroju wzdłużnym reaktor według wynalazku wyposażony w wężownicę, fig. 2 - w półprzekroju wężownicę pokazaną na fig. 1, fig. 3 - schematycznie etap wytwarzania wężownicy z fig. 2, fig. 4 - w widoku podobnym do widoku z fig. 3 inny etap wytwarzania wężownicy, fig. 5 - w widoku z góry wężownicę z fig. 2, fig. 6 - w widoku z dołu wężownicę z fig. 2, a fig. 7 przedstawia w widoku perspektywicznym wężownicę z fig. 2 do 6.

Reaktor 1 pokazany na fig. 1 stosuje się do polimeryzacji poliamidu. Reaktor ma objętość V rzędu 11 m³. Ten reaktor 1 składa się ze zbiornika 2 w zasadzie o cylindrycznym kształcie, z dnem 21 w zasadzie w kształ cie stoż ka ś cię tego. Do zamontowania na zbiorniku 2 przewiduje się pokrywę (niepokazaną) w celu utworzenia przykrycia reaktora i zapewnienia szczelności wewnętrznej przestrzeni V reaktora 1 względem otaczającego medium.

W wewnętrznej przestrzeni V przewiduje się mieszadło 4, które jest napędzane wałkiem 41 współliniowym ze środkową osią X-X' reaktora i przechodzącym przez pokrywę. Mieszadło 4 składa się z w zasadzie śrubowych łopatek zamontowanych na klatce, która otacza wężownicę 5. W celu nadania rysunkowi większej jasności mieszadło 4 jest na fig. 1 tylko zaznaczone liniami kreskowo-punktowymi.

Pod uwagę mogą być brane i inne postacie mieszadeł o ile tylko odpowiadają one przestrzeni V.

Zbiornik 2 jest typu zbiornika z podwójnym płaszczem w celu umożliwienia krążenia płynu chłodzącego i pozwala także na ogrzewanie objętości przestrzeni V.

Wężownica 5 jest zainstalowana wewnątrz zbiornika 2 i jest zasilana płynem chłodzącym z parownika 6, którym moż e być parownik każ dego znanego rodzaju. Dwa kanał y dział owe 59 łączą

PL 200 703 B1 wężownicę 5 odpowiednio z rurami 61 i 62, co umożliwia zasilanie wężownicy 5 gorącym płynem chłodzącym i odprowadzanie stosunkowo mniejszej ilości gorącego płynu chłodzącego w kierunku parownika 6.

W niniejszym przypadku płyn chłodzący jest olejem w fazie parowej w temperaturze wynoszącej od 300° do 350°C. Olej w fazie parowej zachowuje się jak czyste ciało i pracuje z ciepłem utajonym, wskutek czego pozostaje w takiej samej temperaturze, tak że do medium reakcyjnego ciepło jest w zasadzie równomiernie doprowadzane na dł ugoś ci wężownicy.

Strzałki E1 i E2 przedstawiają przepływ oleju w kanałach 59.

Jak widać dokładniej na fig. 2 do 7, wężownica 5 jest utworzona przez dwie wiązki rur. Dokładniej, pierwsza wiązka 51 jest utworzona przez rury w zasadzie o stałym promieniu krzywizny R1. Druga wiązka rur 52 jest utworzona przez rury o promieniu krzywizny R2 mniejszym niż promień R1. Wiązki 51 i 52 są w zasadzie cylindryczne i wypośrodkowane na środkowej osi X5 wężownicy 5, przy czym ta oś pokrywa się z osią X-X', gdy wężownica jest zainstalowana w reaktorze 1.

Wiązka 51 jest utworzona przez trzy odcinki rur 511, 512 i 513, z których każdy jest zwinięty wzdłuż tworzącej śruby i osadzony jeden w drugim, to znaczy tworzą one razem wiązkę 51.

W taki sam sposób wiązka 52 jest utworzona przez dwa odcinki rury 521 i 522, z których każ dy jest zwinięty wzdłuż tworzącej śruby i osadzony jeden w drugim.

Jak widać na fig. 3, wiązka 51 jest utworzona przez śrubowe skręcenie odcinków 511, 512 i 513 dookoła osi X5, która jest ich wspólną osią środkową. Strzałka F1 przedstawia przeplatanie się odcinka 512 z odcinkiem 511, przy czym to przeplatanie przenosi się przez posuw do przodu odcinka 512 równolegle do osi X5, jak przedstawiono strzałką F2. W taki sam sposób odcinek 513 może przeplatać się pomiędzy odcinkami 511 i 512.

Jak widać na fig. 4, wiązka 52 jest utworzona przez odcinek 522 przepleciony z odcinkiem 521 dzięki ruchowi śrubowemu przedstawionemu strzałkami F1 i F2.

Gdy każda z wiązek 51 i 52 jest utworzona o w zasadzie cylindrycznym kształcie i uprzednio określonym promieniu R1 albo R2, to możliwe jest łączenie odcinków rury 511 z 513, 521 i 522 z rozdzielaczem 53 tworzącym zbiornik zasilający i z wylotowym przewodem rozgałęźnym 54, przy czym zarówno wymieniony zbiornik zescalający jak i przewód rozgałęźny, mają w zasadzie kształt torusa i są wypoś rodkowane na osi X5.

Elementy w postaci rozdzielacza 53 i przewodu rozgałęźnego 54 mają średnicę większą niż średnica odcinków rury 511 do 513, 521 i 522, w wyniku czego umożliwiają one skuteczne zasilanie tych elementów płynem chłodzącym oraz skuteczne zbieranie płynu wychodzącego z tych segmentów, jak przedstawiono strzałkami przepływu E na fig. 5 i 6.

Promień R3 torusa utworzonego przez zbiornik 53 dobiera się w taki sposób, aby był on równy promieniowi R2, w taki sam sposób jak promień R4 wylotowego przewodu rozgałęźnego 54. W ten sposób elementy w postaci rozdzielacza 53 i przewodu rozgałęźnego 54 są w zasadzie współliniowe z wiązką 52, w wyniku czego nie zakłócają one przepływu w środkowej części wężownicy 5, przy czym taki przepływ jest przedstawiony strzałką E' na fig. 1.

Zbiornik 53 jest wyposażony w dwa ucha podnoszące 531 i 532 do podpierania wężownicy 5, gdy umieszcza się ją na swoim miejscu w zbiorniku 2 albo gdy wyciąga się ją z niego. Na zbiorniku zasilającym 53 albo na innych częściach wężownicy 5 można brać pod uwagę także i inne elementy do podnoszenia.

Rura 56, w zasadzie równoległa do osi X5, jest umieszczona pomiędzy wiązkami 51 i 52, i umoż liwią zasilanie rozdzielacza 53 z kanał u 59 połączonego z rur ą 61 parownika 6. Ta rura 56 ma przekrój wewnętrzny w zasadzie równy przekrojowi zbiornika 53.

Jak zwłaszcza widać lepiej na fig. 5, trzy odcinki rury 511, 512 i 513 są połączone z rozdzielaczem 53 połączeniami 511a, 512a i 513a rozciągającymi się w zasadzie w kierunku promieniowym względem rozdzielacza 53. Ponadto rury 521 i 522 są połączone z tym rozdzielaczem 53 połączeniami 521a i 522a rozciągającymi się poniżej rozdzielacza 53, to jest w kierunku w zasadzie równoległym do osi X5, natomiast połączenia 511a, 512a i 513a są w zasadzie prostopadłe do tej osi.

W taki sam sposób i jak widać na fig. 6, rury 511 do 513 są połączone w zasadzie promieniowymi połączeniami 511b, 512b i 513b z przewodem rozgałęźnym 54, natomiast rury 521 i 522 są połączone z przewodem rozgałęźnym 54 za pomocą w zasadzie osiowych połączeń 521b i 522b.

Promienie R1 i R2, wysokość h5 wężownicy i położenia elementów w postaci rozdzielacza 53 i przewodu rozgałęźnego 54 moż na dobierać w taki sposób, aby odcinki rury 511 do 513, 521 i 522

PL 200 703 B1 miały w zasadzie tę samą długość. Te odcinki mają ten sam przekrój wewnętrzny. W tym przypadku wywołują one w zasadzie taki sam spadek ciśnienia na przepływie płynu chłodzącego.

Mając powyższe na uwadze łatwo zrozumie się, że odcinki 511, 512, 513, 521 i 522 są zamontowane równolegle względem siebie pomiędzy elementami w postaci rozdzielacza 53 i przewodu rozgałęźnego 54, co umożliwia stosunkowo nieznaczne spadki ciśnienia biorąc pod uwagę zwłaszcza fakt, że ogólny spadek ciśnienia w trzech rurach 511, 512 i 513 jest w zasadzie mniejszy niż byłby generowany spadek ciśnienia przez pojedynczą rurę w konfiguracji śrubowej tworząc samodzielnie wiązkę tak gęstą, jak i wiązka 51.

Ponadto jednolite nachylenie każdej z rur 511 do 513, które może być określone, jak przedstawiono na fig. 1 i 3, kątem α1 pomiędzy rurą i linią Y3 normalną do osi 5, jest w zasadzie większe niż nachylenie, które pojedyncza rura, w konfiguracji śrubowej, miałaby w celu utworzenia tej samej wiązki 51. Zmniejsza to znacznie ryzyko gromadzenia się kondensatów wewnątrz odcinków 511 do 513 i minimalizuje zatrzymywanie cieczy w dolnej części tych rur.

Powyższe obserwacje stosują się także do rur 521 i 522 drugiej wiązki 52.

Ponieważ rura 56 rozciąga się w kierunku w zasadzie równoległym do osi X-X' zbiornika 2, to nie zakłóca ona w znacznym stopniu przepływu E' medium reakcyjnego.

W praktyce promień R2 wewnę trznej wią zki 52 dobiera się w taki sposób, aby stanowił on od 20 do 40% promienia R zbiornika 2. W tych warunkach środkowy szyb P utworzony przez wiązkę 52 w przestrzeni V reaktora 1 jest dostatecznie szeroki do wydajnej recyrkulacji medium reakcyjnego, wywołanej przez mieszadło 4.

Należy także nadmienić, że konstrukcja wężownicy 5 umożliwia przystosowanie jej geometrii do geometrii dna 21 zbiornika 2, w wyniku czego martwa przestrzeń reaktora 1, to jest ta część, w które ma miejsce mała recyrkulacja, jest ograniczona do maksimum.

Wynalazek przedstawiono z wężownicą 5 składającą się z zewnętrznej wiązki 51 i wewnętrznej wiązki 52, przy czym jednak można go stosować z wężownicą składającą się z pojedynczej wiązki złożonej z co najmniej dwóch osadzonych odcinków rury o konfiguracji śrubowej.

W przypadku wężownicy składającej się tylko z jednej wiązki promień tej wiązki można dobierać z wartością wynoszącą od 20 do 70% promienia zbiornika reaktora.

Wynalazek pokazano z zewnętrzną wiązką 51 składającą się z trzech odcinków rury 511, 512 i 513, przy czym jednak można go stosować z wiązką składającą się z dwóch odcinków albo, odwrotnie, z więcej niż trzech odcinków.

Wynalazek przedstawiono z mieszadłem 4 umieszczonym dookoła wężownicy 5, przy czym jednak można go stosować także z mieszadłem, które może wchodzić do środkowego szybu wężownicy 5. W takim przypadku promienie R1 i R2 wężownicy mogłyby być większe, a mieszadło mogłoby mieć postać ślimaka.

Wynalazek jest niezależny od dokładnego rodzaju parownika 6 i natury stosowanego płynu chłodzącego.

Na fig. 3, 4 i 7 zastosowano różne tekstury tylko w celu wizualnego zróżnicowania różnych części wężownicy 5.

Claims

1. Reaktor do obróbki gęstego medium albo do prowadzenia reakcji chemicznych w gęstym medium, który składa się ze zbiornika i wężownicy do obiegu płynu chłodzącego, która zawiera co najmniej jeden odcinek rury zwinięty wzdłuż tworzącej śruby, znamienny tym, że wężownica zawiera co najmniej drugi odcinek rury (512, 513) zwinięty wzdłuż tworzącej śruby i rozciągający się równolegle do pierwszego odcinka (511) pomiędzy rozdzielaczem (53) i przewodem rozgałęźnym (54), przy czym pierwszy i drugi odcinek są wypośrodkowane na tej samej osi geometrycznej (X5), mają w zasadzie ten sam promień krzywizny (R1) i są osadzone tak, że tworzą razem w zasadzie cylindryczną wiązkę (51).

2. Reaktor według zastrz. 1, znamienny tym, że wężownica zawiera drugą wiązkę (52) utworzoną przez co najmniej jeden odcinek rury (521, 522) zwinięty wzdłuż tworzącej śruby, rozciągający się pomiędzy rozdzielaczem (53) i przewodem rozgałęźnym (54) i wypośrodkowany na wymienionej osi (X5), przy czym druga wiązka ma w zasadzie kształt cylindryczny o promieniu (R2) mniejszym niż promień (R1) pierwszej wiązki (51).

PL 200 703 B1

3. Reaktor według zastrz. 2, znamienny tym, ż e druga wiązka (52) jest utworzona przez co najmniej dwa odcinki rur (521, 522) zwinięte wzdłuż tworzących śruby, osadzone i rozciągające się równolegle pomiędzy rozdzielaczem (53) i przewodem rozgałęźnym (54).

4. Reaktor według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że pierwsza wiązka (51) jest utworzona przez trzy odcinki rury (511, 512, 513) zwinięte i osadzone wzdłuż tworzących śruby.

5. Reaktor według zastrz. 4, znamienny tym, że odcinki (511, 512, 513, 521, 522) mają w zasadzie tę samą długość i/lub powodują w zasadzie taki sam spadek ciśnienia na przepływie płynu chłodzącego pomiędzy rozdzielaczem (53) i przewodem rozgałęźnym (54).

6. Reaktor według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, ż e wężownica (5) zawiera rurę (56) rozciągającą się w zasadzie w kierunku równoległym do osi (X5) pomiędzy pierwszą (51) i drugą (52) wiązką, przy czym rura (56) jest połączona albo z rozdzielaczem (53) albo z przewodem rozgałęźnym (54).

7. Reaktor według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, ż e rozdzielacz (53) i/lub przewód rozgałęźny (54) mają postać torusa i są wypośrodkowane na wymienionej osi (X5).

8. Reaktor według zastrz. 7, znamienny tym, że rozdzielacz (53) i/lub przewód rozgałęźny (54) mają krzywiznę o promieniu (R3, R4) w zasadzie równym promieniowi (R2) pierwszej wiązki (51) i/lub drugiej wiązki (52), wskutek czego są one w zasadzie współliniowe z pierwszą wiązką albo ewentualnie z drugą wiązką.

9. Reaktor według zastrz. 1 albo 2, albo 6, znamienny tym, że reaktor zawiera mieszadło (4) umieszczone dookoła albo wewnątrz wężownicy (5).

10. Reaktor według zastrz. 9, znamienny tym, że mieszadło jest zawieszone z wierzchu reaktora (1) i tworzy klatkę otaczającą wężownicę (5), przy czym doprowadzanie i odprowadzanie (56, 59, 61, 62) płynu chłodzącego do albo z wężownicy prowadzi się przez dno (21) reaktora.

11. Reaktor według zastrz. 9, znamienny tym, że mieszadło jest utworzone przez ślimak wypośrodkowany na geometrycznej osi (X5) wewnętrznej wiązki (52) albo pojedynczej wiązki (51) wężownicy (5).

12. Reaktor według zastrz. 10 albo 11, znamienny tym, że wewnętrzna wiązka (52) albo pojedyncza wiązka (51) wężownicy (5) tworzy środkowy szyb (P) o promieniu (R2) stanowiącym od 20 do 70% promienia (R) zbiornika (2), a zwłaszcza od 20 do 40% promienia w przypadku wiązki wewnętrznej (52).

13. Sposób wytwarzania reaktora do obróbki gęstego medium albo do prowadzenia reakcji chemicznych w gęstym medium, który to reaktor składa się ze zbiornika i wężownicy do obiegu płynu chłodzącego, a wężownica zawiera co najmniej jeden odcinek rury zwinięty wzdłuż tworzącej śruby, znamienny tym, że obejmuje etap polegający na przeplataniu (F1, F2) odcinka (511) z co najmniej drugim odcinkiem rury (512, 513) zwiniętym wzdłuż tworzącej śruby w zasadzie o tym samym promieniu krzywizny (R1) co pierwszy odcinek, tworząc w zasadzie cylindryczną wiązkę (51).

14. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że odcinki przeplata się ruchem śrubowym (F1, F2) dookoła osi geometrycznej (X5) wspólnej dla wymienionych odcinków.

15. Zastosowanie reaktora o pojemności większej niż około 8 m³ według jednego z zastrz. 1 do 12 do obróbki gęstego medium.

16. Zastosowanie według zastrz. 15, znamienne tym, że reaktor stosuje się do prowadzenia reakcji polimeryzacji w gęstym medium.

17. Zastosowanie według zastrz. 15 albo 16, znamienne tym, że reaktor stosuje się do prowadzenia nieciągłej reakcji polimeryzacji w gęstym medium.

18. Zastosowanie według zastrz. 15 albo 16, znamienne tym, że reaktor stosuje się do prowadzenia ciągłej reakcji polimeryzacji w gęstym medium.