RU2768926C1 - Mixing reactor - Google Patents
Mixing reactor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2768926C1 RU2768926C1 RU2021112719A RU2021112719A RU2768926C1 RU 2768926 C1 RU2768926 C1 RU 2768926C1 RU 2021112719 A RU2021112719 A RU 2021112719A RU 2021112719 A RU2021112719 A RU 2021112719A RU 2768926 C1 RU2768926 C1 RU 2768926C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixing reactor
- stainless steel
- removable
- housing
- reactor according
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/18—Stationary reactors having moving elements inside
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к реакторам смешения и может найти применение в химической, нефтехимической промышленности, микробиологической, биохимической и других отраслях промышленности при проведении гидромеханических, массообменных и реакционных процессов, особенно с высоковязкими жидкостями, а так же при проведении исследований.The invention relates to mixing reactors and can be used in the chemical, petrochemical, microbiological, biochemical and other industries for hydromechanical, mass transfer and reaction processes, especially with high-viscosity liquids, as well as for research.
Известен реактор смешения (RU 88285 U1, МПК B01F 7/08, B01J 19/18, 2009 г.), содержащий корпус, расположенный по оси корпуса приводной вал, на котором закреплен шнек, теплообменную рубашку, патрубки входа и выхода теплоносителя, исходных реагентов и реакционной массы и узел принудительного радиально-осевого смешения, шнек состоит из чередующихся участков, между которыми расположены секции узла принудительного радиально-осевого смешения, равномерно распределенные по длине вала и представляющие собой элементы дополнительного шнека с противоположным направлением витков, высота гребней которых составляет 0,8-0,92 высоты гребней шнека.A mixing reactor is known (RU 88285 U1, IPC
Недостатком указанного реактора смешения является неравномерность обогрева исходных реагентов, невысокая эффективность процесса радиально-осевого перемешивания реакционных масс, образование застойных зон и длительное время пребывания в реакторе.The disadvantage of this mixing reactor is the uneven heating of the initial reagents, the low efficiency of the process of radial-axial mixing of the reaction masses, the formation of stagnant zones and a long residence time in the reactor.
Известен реактор синтеза хладонов метанового и этанового ряда (RU 2023502 С1, МПК B01J 19/24, 1994 г.), содержащий корпус с крышкой, штуцера для ввода реагентов и вывода продуктов реакции, центральную трубу с распределительным элементом, включающим цилиндрическую камеру с гидрозатвором, цилиндрическая камера в нижней части боковой стенки имеет вертикальные прорези по всему периметру, расположенные симметрично относительно вертикальной оси реактора, а на верхней части цилиндрической камеры дополнительно установлена распределительная тарелка, имеющая на нижней стороне кольцевую выемку, глубина которой увеличивается от центра к периферии тарелки, имеющая, кроме того, сквозные отверстия, выполненные в верхней части выемки, и вертикальные прорези на периферии тарелки, при этом отверстия расположены симметрично относительно вертикальной оси реактора, а прорези смещены относительно отверстий.A known reactor for the synthesis of freons of the methane and ethane series (RU 2023502 C1, IPC B01J 19/24, 1994), containing a housing with a lid, fittings for the input of reagents and the output of reaction products, a central pipe with a distribution element, including a cylindrical chamber with a hydraulic seal, the cylindrical chamber in the lower part of the side wall has vertical slots along the entire perimeter, located symmetrically relative to the vertical axis of the reactor, and on the upper part of the cylindrical chamber, a distribution plate is additionally installed, which has an annular recess on the lower side, the depth of which increases from the center to the periphery of the plate, having, in addition, through holes made in the upper part of the recess, and vertical slots on the periphery of the plate, while the holes are located symmetrically relative to the vertical axis of the reactor, and the slots are offset relative to the holes.
Недостатком указанного реактора является ограниченная область применения (получение фторхлорметанов и фторхлорэтанов), сложность в масштабировании установки, отсутствие перемешивающего устройства, что снижает эффективность синтеза хладагентов.The disadvantage of this reactor is the limited scope (obtaining fluorochloromethanes and fluorochloroethanes), the difficulty in scaling the plant, the absence of a mixing device, which reduces the efficiency of the synthesis of refrigerants.
В качестве прототипа принят реактор смешения (RU 2031704 С1, МПК B01J 19/18, 1995 г.), содержащий вертикальный цилиндрический корпус, расположенный по оси корпуса приводной вал, на котором закреплен шнек, комбинированный с якорной мешалкой, вал которой снабжен опорным элементом, внутренний теплообменник, установленный коаксиально шнеку, теплообменную рубашку, патрубки ввода и вывода энергоносителей, исходных реагентов и реакционной массы, смотровой люк, датчики, соединительные штифты, дополнительно содержит большой отбойник, выполненный подвижным, направляющими для которого служат входной и выходной патрубки внутреннего теплообменника, малый отбойник, установленный между стержневой и полой частями вала, несущую трубчатую конструкцию, фланец с разрезным штуцером и накидной гайкой, расположенный в верхней части несущей трубчатой конструкции, клапан аварийного сброса, реактор на уровне половины его высоты выполнен разъемным с изготовлением верхнего корпуса в виде перевернутого стакана из фторопласта с нижним торцевым коническим углублением и оконтованного в верхней своей части металлическим фланцем с радиальными прорезями и нижнего металлического днища с рубашкой и верхним торцевым коническим выступом, внутренний теплообменник выполнен в виде змеевика, состоящего из двух одинаковых трубчатых спиралей с повышенной плотностью навивки и соединенных основаниями диаметрально в общее кольцо, вертикальные пальцы якорной мешалки смещены под углом 1-30° относительно вала мешалки и по направлению ее вращения и расположены между стенкой днища и внутренним теплообменником, вал мешалки выполнен подвижным по вертикальной оси с опорным элементом в виде конусной гайки и сборным, состоящим из нижней стержневой и верхней полой частей, расположенным в несущей трубчатой конструкции, а один из штифтов днища соединен со штоком клапана аварийного сброса.As a prototype, a mixing reactor was adopted (RU 2031704 C1, IPC B01J 19/18, 1995), containing a vertical cylindrical housing, a drive shaft located along the axis of the housing, on which a screw is fixed, combined with an anchor mixer, the shaft of which is equipped with a supporting element, an internal heat exchanger installed coaxially with the screw, a heat exchange jacket, inlet and outlet pipes for energy carriers, initial reagents and reaction mass, an inspection hatch, sensors, connecting pins, additionally contains a large bumper made movable, the guides for which are the inlet and outlet pipes of the internal heat exchanger, a small one a fender installed between the rod and hollow parts of the shaft, a supporting tubular structure, a flange with a split fitting and a union nut located in the upper part of the supporting tubular structure, an emergency release valve, the reactor at the level of half its height is made detachable with the manufacture of the upper body in the form of an inverted glass from fluoroplastic with a lower end conical recess and lined in its upper part with a metal flange with radial slots and a lower metal bottom with a jacket and an upper end conical ledge, the internal heat exchanger is made in the form of a coil, consisting of two identical tubular spirals with a high winding density and connected diametrically by the bases into a common ring, the vertical fingers of the anchor agitator are displaced at an angle of 1-30° relative to the agitator shaft and in the direction of its rotation and are located between the bottom wall and the internal heat exchanger, the agitator shaft is movable along the vertical axis with a support element in the form of a cone nut and a prefabricated one, consisting of the lower rod and upper hollow parts, located in the supporting tubular structure, and one of the bottom pins is connected to the emergency discharge valve stem.
Недостатками прототипа являются ограниченная область применения из-за отсутствия возможности осуществления химических процессов в широком диапазоне температур и рабочих давлений, незначительный ресурс эксплуатации и недостаточная безопасность (при использовании агрессивных реагентов) из-за недолговечности сальниковых уплотнений вала. А также сложность конструкции, уменьшенный эффективный объем реактора из-за наличия приводного вала, на котором закреплен шнек с якорной мешалкой, и внутреннего теплообменника.The disadvantages of the prototype are the limited scope due to the inability to implement chemical processes in a wide range of temperatures and operating pressures, a small resource of operation and insufficient safety (when using aggressive reagents) due to the fragility of the shaft seals. As well as the complexity of the design, the reduced effective volume of the reactor due to the presence of a drive shaft on which a screw with an anchor agitator is fixed, and an internal heat exchanger.
Технический результат заявляемого изобретения заключается в создании простого по конструкции, надежного и безопасного реактора смешения с длительным ресурсом его эксплуатации в широком диапазоне температур и рабочих давлений до 60 Атм.The technical result of the claimed invention is to create a simple design, reliable and safe mixing reactor with a long service life in a wide range of temperatures and operating pressures up to 60 atm.
Технический результат достигается тем, что в реакторе смешения, содержащем вертикальный цилиндрический корпус, штуцеры ввода и вывода исходных реагентов и реакционной массы, контрольно-измерительное оборудование, мешалку, нагреватель, корпус снабжен фланцами выполнен из нержавеющей стали герметично соединен со съемной крышкой и съемным дном, съемное дно выполнено с углублением сферической формы, сообщенным каналом со штуцером ввода исходных газообразных реагентов, в корпусе размещен якорь магнитной мешалки, выполненный из нержавеющей стали, взаимодействующий с постоянными магнитами закрепленным на валу ротора частотно-регулируемого электродвигателя, размещенного под дном корпуса, на внешней цилиндрической поверхности корпуса установлен съемный регулируемый керамический нагреватель в виде разъемного кольца. Съемная крышка выполнена из нержавеющей стали. Съемная крышка выполнена из оргстекла. Съемное дно выполнено из нержавеющей стали. Съемное дно выполнено из стеклотекстолита. В качестве постоянных магнитов использованы неодимовые магниты.The technical result is achieved by the fact that in the mixing reactor, containing a vertical cylindrical body, fittings for input and output of the initial reagents and the reaction mass, control and measuring equipment, a stirrer, a heater, the body is equipped with flanges, made of stainless steel, hermetically connected with a removable cover and a removable bottom, the removable bottom is made with a recess of a spherical shape, communicated by a channel with a fitting for input of the initial gaseous reagents, in the body there is a magnetic stirrer armature made of stainless steel, interacting with permanent magnets fixed on the rotor shaft of the frequency-controlled electric motor, located under the bottom of the body, on the outer cylindrical a removable adjustable ceramic heater in the form of a split ring is installed on the surface of the body. The removable cover is made of stainless steel. The removable cover is made of plexiglass. The removable bottom is made of stainless steel. The removable bottom is made of fiberglass. Neodymium magnets are used as permanent magnets.
Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 приведен реактор смешения в продольном разрезе (сечение А-А), на фиг. 2 приведен вид сверху, на фиг. 3 приведено выносное сечение (сечение Б-Б).The essence of the invention is illustrated by drawings. In FIG. 1 shows a mixing reactor in a longitudinal section (section A-A), in Fig. 2 is a top view, Fig. 3 shows a remote section (section B-B).
Реактор смешения содержит вертикальный цилиндрический корпус 1. Корпус 1 с торцов снабжен фланцами 2 и выполнен из нержавеющей стали. Корпус 1 герметично соединен со съемной крышкой 3 и съемным дном 4, например, разъемным болтовым соединением. Герметичность соединения обеспечивают уплотнители 5, например из паронита. На съемной крышке 3 установлены манометр 6 и гильза 7 под термометр (термопару). Съемная крышка 3 выполнена из нержавеющей стали для обеспечения химических процессов, протекающих при температурах до 450°С и рабочих давлений до 60 атм. Для визуального контроля химических процессов, протекающих при температурах до 120°С и рабочих давлений до 10 атм, съемную крышку выполняют из оргстекла. Корпус 1 снабжен штуцером 8 для ввода исходных жидких реагентов и штуцером 9 для вывода полученного продукта (фиг. 3). Съемное дно 4 выполнено с углублением сферической формы, сообщенным каналом со штуцером 10 для ввода исходных газообразных реагентов. Съемное дно 4 выполнено из нержавеющей стали для обеспечения химических процессов, протекающих при температурах до 450°С и рабочих давлений до 60 атм, и для обеспечения возможности использования магнитной мешалки. Съемное дно 4 выполнено из стеклотекстолита (вариант исполнения реактора с дном из стеклотекстолита приведен на фиг. 1) для обеспечения химических процессов, протекающих при температурах 240°С и рабочих давлений до 60 атм, и для обеспечения возможности использования магнитной мешалки. В корпусе 1 размещен якорь 11 магнитной мешалки, выполненный из нержавеющей стали. Якорь 11 взаимодействует с постоянными магнитами 12 закрепленным на валу ротора частотно-регулируемого электродвигателя 13, размещенного под дном 3. В качестве постоянных магнитов 12 используют неодимовые магниты. На внешней цилиндрической поверхности корпуса 1 установлен съемный керамический нагреватель 14 в виде разъемного кольца. Керамический нагреватель 14 выполнен с возможностью регулирования температуры нагрева.The mixing reactor contains a vertical
Реактор смешения работает следующим образом.The mixing reactor works as follows.
Через штуцер исходных жидких реагентов 8 в реактор заливают исходный жидкий реагент. Затем через штуцер 10 подают исходный газообразный реагент, который барботирует через жидкий реагент. Реактор разогревают керамическим нагревателем 14 до необходимой температуры. Реакционную массу перемешивают магнитной мешалкой с постоянными магнитами 12, регулируя скорость вращения якоря 11 с помощью частотно-регулируемого электродвигателя 13, создавая интенсивное вихревое турболизированное перемещение реакционной массы в виде воронки, что обеспечивает высокую эффективность теплосъема. Выход газообразного полученного продукта осуществляется через штуцер 9.The original liquid reagent is poured into the reactor through the fitting of the
Использование предложенного технического решения позволит расширить функциональные возможности реактора, поскольку в нем можно проводить процессы в широком диапазоне температур и рабочих давлений. Простая и надежная конструкция увеличивает ресурс эксплуатации реактора, а так же повышает безопасность при использовании агрессивных реагентов. Применение магнитной мешалки позволяет эффективно использовать объем реактора, гарантирует активное перемешивание реакционной массы, повышенную мощность теплосъема, уменьшение время пребывания реакционной массы в реакторе. Изготовленный экспериментальный образец реактора смешения, по результатам испытаний показал работоспособность и эффективность предложенной конструкции.The use of the proposed technical solution will expand the functionality of the reactor, since it can carry out processes in a wide range of temperatures and operating pressures. A simple and reliable design increases the lifetime of the reactor, as well as increases safety when using aggressive reagents. The use of a magnetic stirrer makes it possible to effectively use the volume of the reactor, guarantees active mixing of the reaction mass, increased heat removal power, and a decrease in the residence time of the reaction mass in the reactor. The manufactured experimental sample of the mixing reactor, according to the test results, showed the operability and efficiency of the proposed design.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021112719A RU2768926C1 (en) | 2021-04-30 | 2021-04-30 | Mixing reactor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021112719A RU2768926C1 (en) | 2021-04-30 | 2021-04-30 | Mixing reactor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2768926C1 true RU2768926C1 (en) | 2022-03-25 |
Family
ID=80820120
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021112719A RU2768926C1 (en) | 2021-04-30 | 2021-04-30 | Mixing reactor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2768926C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2031704C1 (en) * | 1991-05-20 | 1995-03-27 | Санкт-Петербургский технологический институт | Mixing reactor |
JP2007054817A (en) * | 2005-05-12 | 2007-03-08 | Ebara Corp | Mixer and reaction apparatus |
RU2532814C1 (en) * | 2013-04-30 | 2014-11-10 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский институт "Ярсинтез" (ОАО НИИ "Ярсинтез") | Polymerisation reactor |
CN107670611A (en) * | 2016-09-30 | 2018-02-09 | 青岛大学 | A kind of chemical mechanical system with T-shaped oar horizontal reacting kettle |
CN207085922U (en) * | 2017-08-14 | 2018-03-13 | 江苏开放大学 | A kind of permanent magnetism Stirring reactor |
RU2685096C1 (en) * | 2018-01-09 | 2019-04-16 | Александр Андреевич Никитин | Mixing device |
-
2021
- 2021-04-30 RU RU2021112719A patent/RU2768926C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2031704C1 (en) * | 1991-05-20 | 1995-03-27 | Санкт-Петербургский технологический институт | Mixing reactor |
JP2007054817A (en) * | 2005-05-12 | 2007-03-08 | Ebara Corp | Mixer and reaction apparatus |
RU2532814C1 (en) * | 2013-04-30 | 2014-11-10 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский институт "Ярсинтез" (ОАО НИИ "Ярсинтез") | Polymerisation reactor |
CN107670611A (en) * | 2016-09-30 | 2018-02-09 | 青岛大学 | A kind of chemical mechanical system with T-shaped oar horizontal reacting kettle |
CN207085922U (en) * | 2017-08-14 | 2018-03-13 | 江苏开放大学 | A kind of permanent magnetism Stirring reactor |
RU2685096C1 (en) * | 2018-01-09 | 2019-04-16 | Александр Андреевич Никитин | Mixing device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
McDonough et al. | Rapid process development using oscillatory baffled mesoreactors–A state-of-the-art review | |
KR101901048B1 (en) | Reaction chamber for a chemical reactor, and chemical reactor constructed therefrom | |
CN104822446B (en) | Improved flow reactor | |
WO2015056156A1 (en) | Apparatus for mixing based on oscillatory flow reactors provided with smooth periodic constrictions | |
US20110189056A1 (en) | Microwave reactor | |
RU2768926C1 (en) | Mixing reactor | |
JP2023073454A (en) | Continuous stirring device | |
Zhibing et al. | Overview of microinterface intensification in multiphase reaction systems | |
EP3187258B1 (en) | Improvement in or relating to reactors | |
GB2475401A (en) | Agitated cell reactors | |
WO2006083251A1 (en) | Method for performing chemical reactions in a continuous segmented plug flow reactor | |
RU178404U1 (en) | Mixer reactor for carrying out processes in heterogeneous environments | |
EP4132700B1 (en) | Tubular reactor with mixing means | |
RU2621761C1 (en) | Reactor-mixer for conducting processes in heterogeneous media | |
CN108114664B (en) | Microwave high-pressure annular reaction device | |
RU212025U1 (en) | Device for preventing funnels in the apparatus with a stirrer | |
RU216145U1 (en) | Device for preventing the formation of funnels in the apparatus with a stirrer | |
RU2031704C1 (en) | Mixing reactor | |
US3934857A (en) | Mixing and heat transfer apparatus | |
SU1627241A1 (en) | Reaction vessel | |
CN112138619A (en) | Reactor | |
SU1125040A1 (en) | Gas-liquid reactor | |
CN219441669U (en) | Polymerization kettle with feeding device | |
RU2725251C1 (en) | Chemical reactor for carrying out processes in heterogeneous media | |
RU200832U1 (en) | Dynamic packing for heat and mass transfer processes |