RU2362618C1 - Реактор для проведения процесса полимеризации (варианты) - Google Patents
Реактор для проведения процесса полимеризации (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2362618C1 RU2362618C1 RU2007141722/15A RU2007141722A RU2362618C1 RU 2362618 C1 RU2362618 C1 RU 2362618C1 RU 2007141722/15 A RU2007141722/15 A RU 2007141722/15A RU 2007141722 A RU2007141722 A RU 2007141722A RU 2362618 C1 RU2362618 C1 RU 2362618C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reactor
- catalyst solution
- tube
- cooling
- heat exchange
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Polymerisation Methods In General (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано для получения синтетических каучуков. Полимеризационную шихту, заранее охлажденную до температуры реакции, подают через штуцер 8 в реактор. Реактор снабжен теплообменным устройством 13 для подачи и охлаждения катализаторного раствора типа «труба в трубе», встроенным вместо одной трубки пучка 4 и расположенным в периферийной зоне со стороны перемешивающего устройства 7. Трубка для подачи и охлаждения катализаторного раствора 10 расположена внутри трубки с хладагентом. Для вывода катализаторного раствора из трубки предназначен опуск 12, который направлен выходным торцом в сечение расположения второго яруса перемешивающего устройства 7, считая снизу. Изобретение позволяет увеличить производительность реактора полимеризации за счет дополнительного охлаждения катализаторного раствора и увеличить длительность процесса до забивки. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к конструкциям аппаратов для проведения процессов полимеризации в растворе или суспензии и может быть использовано, например, для синтеза бутилкаучука.
Известно, что реакция полимеризации изобутилена с изопреном в присутствии катализатора - модифицированного хлористого алюминия протекает мгновенно с низкой энергией активации. Поэтому для подавления нежелательных процессов, таких как передача цепи и обрыв цепи, ее (реакцию) проводят при предельно низкой температуре - близкой к температуре замерзания разбавителя. В качестве разбавителя используется хлористый метил. Катализаторный раствор необходимо подавать с температурой, равной или ниже температуры полимеризации. Однако в реальных условиях, несмотря на предварительное охлаждение катализаторного раствора в специальном холодильнике, в силу неизбежных тепловых потерь в полимеризатор катализаторный раствор приходит с температурой на 10-20°С выше. Переохлаждение катализаторного раствора на соответствующее количество градусов невозможно, поскольку температура полимеризации поддерживается близкой к температуре замерзания катализаторного раствора. Это приводит к избыточному образованию низкомолекулярного полимера в момент первого контакта с мономерами, что является одной из главных причин полимерных отложений на внутренних поверхностях и, как следствие, к ускорению забивки полимеризатора и выводу его на чистку.
Известен реактор полимеризации (патент США №5417930, кл. С08F 2/00, опубликован 23.05.95), включающий в себя двухтрубчатую распределительную систему, состоящую из внутреннего или центрального пучка труб, через которые реакционная смесь подается в одном направлении и рециркулируется через внешний пучок труб в противоположном направлении, и заключенную в цилиндрический корпус. Для поглощения тепла реакции в межтрубное пространство подается хладагент.
Этот реактор имеет недостаток, заключающийся в том, что при самой незначительной забивке любой из трубок эта трубка полностью выключается из работы, резко сокращая теплопередающую поверхность и сокращая продолжительность непрерывного процесса.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является реактор для проведения процесса полимеризации (патент РФ №1615935, кл. В01J 19/18, опубликован бюл. №19, 1994 г.). Реактор содержит цилиндрический корпус, многоярусную лопастную мешалку, пучки теплообменных трубок, которые разделены на сектора, и технологические штуцера для подачи полимеризационной шихты и вывода продуктов реакции. Штуцера для подачи полимеризационной шихты и вывода продуктов реакции расположены на нижней и верхней крышках соответственно. Штуцер для подачи катализаторного раствора расположен на боковой поверхности корпуса.
Хладагент для поглощения тепла реакции подается внутрь трубок пучков, а реакционная масса находится в межтрубном пространстве.
Недостатком описанного реактора является то, что катализаторный раствор, предварительно охлажденный в выносном холодильнике до температуры, близкой к температуре реакции, в реактор входит в силу неизбежных тепловых потерь на 10-20°С выше температуры реакции. Это, как указано выше, приводит к забивке реактора низкомолекулярным полимером.
Задачей настоящего изобретения является увеличение производительности реактора полимеризации за счет дополнительного охлаждения катализаторного раствора и вследствие чего увеличения длительности процесса до забивки.
Указанный результат достигается реактором для проведения процесса полимеризации, содержащим цилиндрический корпус, многоярусную лопастную мешалку, пучки теплообменных трубок, разделенных на сектора и ограниченных верхними и нижними крышками, технологические штуцера для подачи шихты, вывода продуктов реакции и хладагента, который снабжен теплообменным устройством для подачи и охлаждения катализаторного раствора типа «труба в трубе», встроенным вместо одной трубки пучка и расположенным в периферийной зоне со стороны перемешивающего устройства, причем трубка для подачи и охлаждения катализаторного раствора расположена внутри трубки с хладагентом, штуцер для подачи катализаторного раствора расположен в верхней крышке пучка, для вывода катализаторного раствора из трубки предназначен опуск, который направлен выходным торцом в сечение расположения второго яруса перемешивающего устройства, считая снизу.
Реактор может быть снабжен одним или более теплообменным устройством для подачи и охлаждения катализаторного устройства, в последнем случае теплообменные устройства расположены в диаметрально расположенных пучках теплообменных трубок.
Как вариант предлагается реактор для проведения процесса полимеризации, содержащий цилиндрический корпус, многоярусную лопастную мешалку, пучки теплообменных трубок, разделенных на сектора и ограниченных верхними и нижними крышками, технологические штуцера для подачи шихты, вывода продуктов реакции и хладагента, который снабжен теплообменным устройством для подачи и охлаждения катализаторного раствора, выполненным в виде трубки и расположенным в периферийной зоне пучка теплообменных трубок со стороны перемешивающего устройства, штуцер для подачи катализаторного раствора расположен в верхней крышке пучка, для вывода катализаторного раствора из трубки предназначен опуск, который направлен выходным торцом в сечение расположения второго яруса перемешивающего устройства, считая снизу.
Реактор может быть снабжен одним или более теплообменным устройством, в последнем случае теплообменные устройства расположены в нескольких пучках, равноудаленных друг от друга.
На фиг.1 и 3 схематично изображен вертикальный разрез предлагаемого реактора соответственно вариант 1 и вариант 2; на фиг.2 и 4 - горизонтальное сечение реактора соответственно по варианту 1 и варианту 2.
Реактор для проведения процесса полимеризации состоит из корпуса 1, верхнего и нижнего днищ 2 и 3, в котором расположены равномерно по сечению корпуса теплообменные пучки 4. Для подачи хладагента предназначена нижняя крышка 5 пучка 4, для вывода - верхняя крышка 6. Реактор снабжен многоярусным перемешивающим устройством 7. Дли ввода полимеризационной шихты на нижнем днище 3 реактора смонтирован штуцер 8, для вывода реакционной смеси на верхнем днище 2 смонтирован штуцер 9. Реактор снабжен теплообменным устройством для подачи и охлаждения катализаторного раствора, выполненным в виде «труба в трубе» трубки 10 и 11 соответственно (см. фиг.1) и в виде трубки 10 (см. фиг.3). Для вывода катализаторного раствора в нижней части трубки 10 смонтирован опуск 12. Детали 10, 11 и 12 представляют собой встроенное теплообменное устройство 13 типа «труба в трубе», которое на фиг.1 обозначено штриховыми линиями.
На фиг.2 изображен вид сверху на реактор без верхней крышки (вариант 1). Основные детали: 1 - цилиндрический корпус, 4 - теплообменные пучки (в данном случае их шесть), 13 - теплообменное устройство (в данном случае их два), 7 - многоярусное перемешивающее устройство.
На фиг.4 изображен вид сверху на реактор без верхней крышки (вариант 2). Основные детали: 1 - цилиндрический корпус, 4 - теплообменные пучки (в данном случае их шесть), 10 - теплообменные трубки для подачи катализатора (в данном случае их 3), 7 - многоярусное перемешивающее устройство.
Реактор работает следующим образом. Полимеризационную шихту, состоящую из смеси изобутилена с изопреном, разбавленную хлористым метилом и заранее охлажденную до температуры реакции, подают потоком 14 в штуцер 8. Вывод реакционной смеси осуществляют потоком 15 через штуцер 9 при интенсивном перемешивании многоярусным перемешивающим устройством. Съем выделяющего в результате реакции и перемешивания тепла ведут через развитую поверхность теплообменных пучков 4 хладагентом. Хладагент подают в нижние крышки 5 потоками 16. Отработанный хладагент собирают в верхних крышках 6 пучков 4 и потоками 17 выводят в рецикл. Катализаторный раствор, представляющий собой слабо концентрированный раствор модифицированного хлористого алюминия в хлористом метиле, с температурой кипения на 10-20°С выше температуры реакции потоком 18 подают в теплообменное устройство 13 (вариант 1). Теплообменное устройство 13 встроено вместо одной трубки пучка и расположено в периферийной зоне пучков теплообменных трубок 4 со стороны многоярусного перемешивающего устройства 7. Охлажденный хладагентом до температуры реакции катализаторный раствор через опуск 12, выходной торец которого направлен в сечение второго яруса перемешивающего устройства, считая снизу, поступает в зону наиболее интенсивного перемешивания и, смешиваясь с реакционной смесью при температуре реакции, обеспечивает получение полимера с минимальным содержанием низкомолекулярной фракции.
Для улучшения распределения катализатора по сечению реактора возможна установка двух теплообменных устройств, как показано на фиг.2. Реактор работает как в предыдущем случае, но катализаторный раствор подается в два теплообменных устройства 13, расположенных в диаметрально расположенных пучках теплообменных трубок, что позволяет более равномерно распределить катализатор по сечению реактора и увеличить надежность охлаждения катализатора до возможно более низкой температуры.
По варианту 2 охлаждение катализаторного раствора в реакторе осуществляется реакционной смесью (фиг.4). В этом случае катализаторный раствор подают по трубке 10, которая расположена в периферийной зоне пучка теплообменных трубок 4 со стороны перемешивающего устройства. Охлажденный до температуры реакции катализаторный раствор через опуск 12, выходной торец которого направлен в сечение второго яруса перемешивающего устройства, считая снизу, также попадает в зону наиболее интенсивного перемешивания и, смешиваясь с реакционной смесью при температуре реакции, обеспечивает получение полимера с минимальным содержанием низкомолекулярной фракции.
Для увеличения надежности охлаждения катализатора и улучшения его распределения по сечению реактора возможна установка трубок в нескольких пучках, равноудаленных друг от друга. На фиг.4 показана установка трех теплообменных трубок 10. Вариант 2 позволяет упростить конструкцию реактора.
Таким образом, предлагаемая конструкция по сравнению с известной позволяет за счет дополнительного охлаждения катализаторного раствора увеличить длительность цикла и, как следствие, увеличить производительность реактора.
Claims (4)
1. Реактор для проведения процесса полимеризации, содержащий цилиндрический корпус, многоярусную лопастную мешалку, пучки теплообменных трубок, разделенных на сектора, которые ограничены верхними и нижними крышками, технологические штуцеры для подачи шихты, вывода продуктов реакции и хладагента, отличающийся тем, что реактор снабжен теплообменным устройством для подачи и охлаждения катализаторного раствора типа «труба в трубе», встроенным вместо одной трубки пучка и расположенным в периферийной зоне со стороны перемешивающего устройства, причем трубка для подачи и охлаждения катализаторного раствора расположена внутри трубки с хладагентом, штуцер для подачи катализаторного раствора расположен в верхней крышке пучка, для вывода катализаторного раствора из трубки предназначен опуск, который направлен выходным торцом в сечение расположения второго яруса перемешивающего устройства, считая снизу.
2. Реактор по п.1, отличающийся тем, он снабжен одним или более теплообменным устройством для подачи и охлаждения катализаторного устройства, в последнем случае теплообменные устройства расположены в диаметрально расположенных пучках теплообменных трубок.
3. Реактор для проведения процесса полимеризации, содержащий цилиндрический корпус, многоярусную лопастную мешалку, пучки теплообменных трубок, разделенных на сектора, которые ограничены верхними и нижними крышками, технологические штуцеры для подачи шихты, вывода продуктов реакции и хладагента, отличающийся тем, что реактор снабжен теплообменным устройством для подачи и охлаждения катализаторного раствора, выполненным в виде трубки и расположенным в периферийной зоне пучка теплообменных трубок со стороны перемешивающего устройства, штуцер для подачи катализаторного раствора расположен в верхней крышке пучка, для вывода катализаторного раствора из трубки предназначен опуск, который направлен выходным торцом в сечение расположения второго яруса перемешивающего устройства, считая снизу.
4. Реактор по п.3, отличающийся тем, он снабжен одним или более теплообменным устройством, в последнем случае теплообменные устройства расположены в нескольких пучках, равноудаленных друг от друга.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007141722/15A RU2362618C1 (ru) | 2007-11-09 | 2007-11-09 | Реактор для проведения процесса полимеризации (варианты) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007141722/15A RU2362618C1 (ru) | 2007-11-09 | 2007-11-09 | Реактор для проведения процесса полимеризации (варианты) |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007141722A RU2007141722A (ru) | 2009-05-20 |
RU2362618C1 true RU2362618C1 (ru) | 2009-07-27 |
Family
ID=41021349
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007141722/15A RU2362618C1 (ru) | 2007-11-09 | 2007-11-09 | Реактор для проведения процесса полимеризации (варианты) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2362618C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10449504B2 (en) | 2015-07-29 | 2019-10-22 | Casale Sa | Tube isothermal catalytic reactor |
-
2007
- 2007-11-09 RU RU2007141722/15A patent/RU2362618C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10449504B2 (en) | 2015-07-29 | 2019-10-22 | Casale Sa | Tube isothermal catalytic reactor |
RU2719986C2 (ru) * | 2015-07-29 | 2020-04-23 | Касале Са | Трубный изотермический каталитический реактор |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007141722A (ru) | 2009-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7611677B2 (en) | Multi-zone fixed-bed or moving-bed reactor with an integrated heat exchanger | |
RU2737363C2 (ru) | Дополнительный холодильник закалочной колонны | |
CN1784264A (zh) | 带有气体冷却器的流化床反应器 | |
EP2714259B1 (en) | Polymerization reactor for butyl rubber production | |
US11319494B2 (en) | Steam quench performance improvement | |
US9427721B2 (en) | Cool hydrogen-propelled cyclone quench box | |
RU2362618C1 (ru) | Реактор для проведения процесса полимеризации (варианты) | |
US3284537A (en) | Method of charging reactants through concentric feed tubes | |
CA1051809A (en) | Alkylation reaction chamber | |
TW201701934A (zh) | 結晶塔和結晶方法 | |
KR101292455B1 (ko) | 반응기용 급랭 장치 | |
US12076713B2 (en) | Polymerization installation with integrated combined absorption-diffusion and absorption-condensation unit and its application for polymer and copolymer preparation | |
CN109134527A (zh) | 一种洗涤塔系统及其在分离甲基氯硅烷单体的应用 | |
CN107837781A (zh) | 一种用于强放热反应的反应釜 | |
CN106839855A (zh) | 一种流化床反应器和一种换热设备 | |
RU32706U1 (ru) | Установка для жидкофазного одностадийного синтеза изопрена (варианты) | |
CN105385469A (zh) | 一种催化剂冷却器 | |
KR101175094B1 (ko) | 응축 장치 | |
RU2241533C1 (ru) | Установка для жидкофазного одностадийного синтеза изопрена (варианты) | |
CN219849639U (zh) | 一种有效抑制副反应发生的丙酮氰醇酰胺化装置 | |
WO2019235965A1 (ru) | Тарельчатый скруббер | |
RU2380149C2 (ru) | Способ регулирования температуры экзотермических каталитических реакций | |
CN103517889A (zh) | 交换器和与其相关的方法 | |
CN221832289U (zh) | 一种脱氢反应器 | |
CN220201808U (zh) | 一种丙烯酸脱轻塔 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171110 |