RU2050183C1

RU2050183C1 - Film reactor

Info

Publication number: RU2050183C1
Authority: RU
Inventors: С.М. Черных; И.Ю. Ловчиновский; А.С. Соловьев; В.И. Чернышов; А.И. Гусев
Original assignee: Государственный научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений
Priority date: 1992-02-26
Filing date: 1992-02-26
Publication date: 1995-12-20

Abstract

FIELD: chemical reactors production. SUBSTANCE: film reactor has horizontally mounted body with casing. Inside the body there are film creators and holes in lower part. Body has flat bottom, on outer side of which a mean is mounted to provide inclination of reactor's body at given angle to horizon. In the case, two or several film creators are located in the body coaxially to each other, forming chamber with flat bottom with holes. EFFECT: simplified process. 2 dwg

Description

Изобретение относится к конструкциям химических реакторов и может быть использовано в процессах полимеризации с участием жидких, газообразных компонентов и катализатора. The invention relates to the construction of chemical reactors and can be used in polymerization processes involving liquid, gaseous components and a catalyst.

Известно устройство для непрерывного проведения реакций между газообразным продуктом и жидкостью, состоящее из вертикального корпуса, плоскопараллельных пластин, наклонно установленных в корпусе и жестко с ним закрепленных, распределителя компонентов жидкого катализатора, приемных карманов катализатора и готового продукта, расположенных внутри корпуса проволочных пакетов, параллельно размещенных над плоскопараллельными пластинами и образующих с ними плоские каналы, труб с продольными щелями для подачи полупродукта и ограничительных планок, соединяющих торцы проволочных пакетов с трубами [1]
Реагенты, вступающие в реакцию, поступают в камеру через распределитель компонентов вместе с парообразным катализатором. В верхней камере происходит основная реакция между реагентами в присутствии жидкого катализатора. Продукт поступает на наклонные плоскопараллельные пластины, на которых образуется пленка жидкости, стекающая по наклонной поверхности пластин, где происходит испарение катализатора, который, проходя через проволочные пакеты, очищается от капель, а конденсат попадает в приемный карман и после сепарации вновь возвращается в процесс.A device is known for continuously conducting reactions between a gaseous product and a liquid, consisting of a vertical casing, plane-parallel plates inclined in the casing and rigidly fixed to it, a distributor of liquid catalyst components, receiving pockets of the catalyst, and the finished product located inside the casing of wire packets parallel to above plane-parallel plates and forming flat channels with them, pipes with longitudinal slots for supplying the intermediate product and limiter laths connecting the ends of the wire bags with pipes [1]
Reagents entering into the reaction enter the chamber through the component distributor together with the vaporous catalyst. In the upper chamber, the main reaction between the reactants in the presence of a liquid catalyst occurs. The product enters the inclined plane-parallel plates, on which a liquid film is formed, flowing down the inclined surface of the plates, where the catalyst evaporates, which, passing through the wire packets, is cleaned of droplets, and the condensate enters the receiving pocket and returns to the process after separation.

Устройство позволяет экономично использовать катализатор, однако не позволяет оперативно влиять на процесс полимеризации и проводить специфические тонкопленочные реакции. The device allows the economical use of the catalyst, but does not allow you to quickly affect the polymerization process and conduct specific thin-film reactions.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому эффекту является пленочный реактор для проведения газожидкостных химических реакций [2] содержащий вертикальный корпус с рубашкой, распределители компонентов, установленные с возможностью перемещения на валу, снабженном кольцевой втулкой, на которой закреплен пленкообразователь, выполненный в виде открытой сверху кольцевой концентрической камеры с отверстиями в нижней части. Пленкообразователь снабжен установленными концентрично внутри кольцевыми камерами, соединенными с внешней камерой посредством двойных радиальных тяг, и козырьком, укрепленным на наружной стороне внешней камеры и перекрывающим отверстия, при этом центральные кольцевые камеры соединены с распределителями компонентов посредством трубопроводов. The closest to the proposed technical essence and the achieved effect is a film reactor for conducting gas-liquid chemical reactions [2] containing a vertical housing with a jacket, distributors of components mounted for movement on a shaft equipped with an annular sleeve on which the foaming agent is mounted, made in the form of an open on top of an annular concentric chamber with holes in the lower part. The film former is provided with annular chambers installed concentrically inside, connected to the outer chamber by double radial rods, and a visor mounted on the outer side of the outer chamber and covering the openings, while the central annular chambers are connected to the distributors of the components via pipelines.

Строго дозированные в количественном отношении два жидких компонента двумя потоками поступают в кольцевые концентрические камеры, при этом компонент из кольцевой камеры через ряд отверстий в виде струй отбрасывается за счет центробежной силы на кольцевой конический козырек, затем пленка в виде кольцевого зонта ложится на внутреннюю поверхность корпуса и под действием гравитационных сил стекает вниз, подогреваясь от обогреваемой рубашки аппарата. Ниже на определенном расстоянии на пленку первого компонента накладывается аналогичным образом пленка второго компонента, подаваемая через узел распределения компонента. Расстояние по высоте наложения пленок может изменяться при помощи винтовой пары при отключенном аппарате. При наложении пленок компонентов друг на друга происходит реакция с выделением газообразного и жидких продуктов. Газ непрерывно удаляется через центральную часть реактора вверх, жидкие продукты выводятся через нижний штуцер. Two liquid components that are strictly dosed quantitatively in two streams enter the annular concentric chambers, and the component from the annular chamber is thrown out through a series of holes in the form of jets by centrifugal force onto the annular conical visor, then the film in the form of an annular umbrella rests on the inner surface of the housing and under the influence of gravitational forces, it flows down, heating up from the heated jacket of the apparatus. Below, at a certain distance, a film of the second component is applied in a similar way to the film of the first component through the component distribution unit. The distance along the height of the film overlay can be changed using a screw pair with the unit turned off. When the component films are superimposed on each other, a reaction occurs with the release of gaseous and liquid products. Gas is continuously removed through the central part of the reactor upward, liquid products are discharged through the lower fitting.

Недостатком известного реактора является то, что пленка жидкости по поверхности аппарата распределяется неравномерно в результате вертикального расположения корпуса, что, в свою очередь, приводит к увеличению толщины пленки жидкости в нижней части аппарата, возрастанию термического сопротивления и, как следствие, к изменению хода химического процесса. К тому же в аппарате отсутствует возможность регулировки времени контакта компонентов пленки, что часто бывает необходимо при проведении некоторых процессов, и аппарат весьма сложен по конструкции. A disadvantage of the known reactor is that the liquid film is distributed unevenly on the surface of the apparatus as a result of the vertical arrangement of the body, which, in turn, leads to an increase in the thickness of the liquid film in the lower part of the apparatus, an increase in thermal resistance, and, as a consequence, a change in the course of the chemical process . In addition, the apparatus does not have the ability to adjust the contact time of the film components, which is often necessary when carrying out some processes, and the apparatus is very complicated in design.

Задачей изобретения является улучшение пленкообразования, обеспечение возможности регулировки времени контакта компонентов пленки, упрощение конструкции аппарата. The objective of the invention is to improve film formation, providing the ability to adjust the contact time of the components of the film, simplifying the design of the apparatus.

Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом пленочном реакторе, включающем корпус с рубашкой, внутри которого помещены пленкообразователи с отверстиями в нижней части, согласно изобретению, корпус установлен горизонтально, выполнен с плоским днищем, на внешней стороне которого смонтировано приспособление для обеспечения наклона корпуса реактора под заданным углом к горизонту, при этом в корпусе помещены два или несколько соосных друг другу пленкообразователей, выполненных в виде камеры с плоским днищем с отверстиями, каждая камера соединена с трубопроводом для подачи компонентов, причем один из пленкообразователей максимально приближен и прикреплен к торцевой стенке реактора, а другие выполнены с возможностью соосного перемещения вдоль днища реактора. Продукты реакции собирают через штуцер во внешний приемник. Аппарат снабжен рядом штуцеров для ввода дозированных компонентов, для отдува газообразных продуктов реакции, для вывода жидких продуктов реакции, для ввода и вывода теплоносителя. The problem is solved in that in the proposed film reactor, including a housing with a jacket, inside which are film-forming agents with holes in the lower part, according to the invention, the housing is installed horizontally, made with a flat bottom, on the outside of which is mounted a device for ensuring the inclination of the reactor vessel under at a given angle to the horizon, while two or more film former coaxial to each other are placed in the housing, made in the form of a camera with a flat bottom with holes, each The camera is connected to a conduit for supplying components, wherein one of the film formers and attached as close to the end wall of the reactor, while others are arranged to move coaxially along the reactor bottom. The reaction products are collected through a fitting in an external receiver. The apparatus is equipped with a number of fittings for introducing metered components, for blowing off gaseous reaction products, for removing liquid reaction products, for entering and leaving a heat carrier.

На фиг. 1 представлен предлагаемый реактор; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1. Позицией 1 обозначен корпус с рубашкой, 2 пленкообразователь, 3 пленкообразователь, 4 плоское днище, 5 приспособление для обеспечения наклона корпуса реактора под заданным углом к горизонту, 6, 7 трубопроводы для подачи компонентов, 8, 9, 10 штуцеры для вывода компонентов, 11 штуцер для отдува газообразных продуктов реакции, 12 штуцер для вывода жидких продуктов реакции, 13, 14 штуцеры для ввода и вывода теплоносителя, 15 рубашка. In FIG. 1 presents the proposed reactor; in FIG. 2, section AA in FIG. 1. Position 1 denotes a housing with a jacket, 2 film former, 3 film former, 4 flat bottom, 5 device for tilting the reactor vessel at a given angle to the horizon, 6, 7 pipelines for supplying components, 8, 9, 10 fittings for outputting components, 11 nipple for blowing off gaseous reaction products, 12 nipple for withdrawing liquid reaction products, 13, 14 nipples for entering and withdrawing coolant, 15 shirt.

Реактор работает следующим образом. The reactor operates as follows.

Строго дозированные в количественном отношении два жидких компонента двумя потоками поступают через штуцеры 8, 9 в свои камеры-пленкообразователи 2, 3. При этом через отверстия в камерах компоненты вытекают на наклонную поверхность, образуя пленку, которая под действием силы тяжести спускается по наклонной поверхности, одновременно подогреваясь за счет тепла теплоносителя, подаваемого в рубашку 15. Ниже на определенном расстоянии на пленку первого компонента накладывается аналогичным образом пленка второго компонента, подаваемая через узел распределения компонента, аналогичный верхнему. При наложении пленок компонентов друг на друга происходит реакция с выделением газообразных и жидких продуктов. Газ непрерывно удаляется через штуцер 11 в верхней части реактора, а жидкие продукты реакции выводят через нижний штуцер 12. Strictly quantified two liquid components in two streams pass through fittings 8, 9 into their film-forming chambers 2, 3. At the same time, through the holes in the chambers, the components flow out onto an inclined surface, forming a film that, under the action of gravity, descends along the inclined surface, simultaneously heated by the heat of the coolant supplied to the jacket 15. Below at a certain distance on the film of the first component the film of the second component is applied in a similar way, supplied through green component distribution, similar to the top. When the component films are superimposed on each other, a reaction occurs with the release of gaseous and liquid products. Gas is continuously removed through the nozzle 11 in the upper part of the reactor, and the liquid reaction products are discharged through the lower nozzle 12.

Для управления скоростью стекания пленки и улучшения пленкообразования предусмотрен подъем аппарата путем увеличения угла наклона плоскости пленки к горизонту за счет подъемного устройства. To control the rate of runoff of the film and improve film formation, the apparatus is lifted by increasing the angle of inclination of the film plane to the horizon due to the lifting device.

Образующаяся пленка жидкости обладает равномерной толщиной, что обеспечивает полноту протекания реакции. Путем изменения положения пленкообразователя 3 вдоль оси реактора и угла наклона реактора к горизонту можно изменять время контакта компонентов пленки жидкости и оперативно влиять на процесс реакции. Конструкция реактора значительно упрощается из-за отсутствия в реакционной зоне вращающихся деталей и узлов. The resulting liquid film has a uniform thickness, which ensures the completeness of the reaction. By changing the position of the film-forming agent 3 along the axis of the reactor and the angle of inclination of the reactor to the horizontal, the contact time of the components of the liquid film can be changed and the reaction process can be influenced promptly. The design of the reactor is greatly simplified due to the absence of rotating parts and assemblies in the reaction zone.

Claims

FILM REACTOR, comprising a housing with a jacket, a bottom and a lid, inside which film former are placed, characterized in that the housing is equipped with a flat fixture horizontally mounted on the bottom to tilt the reactor vessel at a given angle to the horizon, the film former is made in the form of a camera with a flat bottom with holes wherein each chamber is connected to a pipeline for supplying components, one of the film formers is mounted on the end wall of the reactor, and the other is made coaxial displacement along the bottom of the reactor.