RU97936U1

RU97936U1 - REACTOR FOR CARRYING OUT SYNTHESIS OF CHEMICAL COMPOUNDS

Info

Publication number: RU97936U1
Application number: RU2010118598/05U
Authority: RU
Inventors: Максим Григорьевич Черняк
Original assignee: Максим Григорьевич Черняк
Priority date: 2010-05-07
Filing date: 2010-05-07
Publication date: 2010-09-27

Abstract

Реактор для осуществления синтеза химических соединений, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, снабженный нагревателем, и размещенную внутри корпуса мешалку с приводом, отличающийся тем, что дополнительно снабжен ультразвуковым излучателем, размещенным внутри корпуса. A reactor for the synthesis of chemical compounds, containing a vertical cylindrical body, equipped with a heater, and an agitator with a drive located inside the body, characterized in that it is additionally equipped with an ultrasonic emitter located inside the body.

Description

Полезная модель относится к химическому машиностроению, в частности, к вертикальным реакторам, предназначенным для проведения процесса синтеза химических веществ в многофазных средах.The utility model relates to chemical engineering, in particular, to vertical reactors designed for the synthesis of chemicals in multiphase media.

Известен реактор для осуществления химического синтеза, в частности, фосфорной кислоты, включающий вертикальный корпус, внутри которого размещены пропеллерные мешалки, SU 549580 А1. Реактор включает вакуум-испаритель затопленного типа, корпус которого расположен коаксиально корпусу.A known reactor for carrying out chemical synthesis, in particular phosphoric acid, including a vertical housing, inside which propeller mixers are placed, SU 549580 A1. The reactor includes a flooded type vacuum evaporator, the casing of which is located coaxially with the casing.

Данный реактор позволяет снизить количество мелких частиц получаемого продукта за счет уменьшения температурного градиента в вакуум-испарителе и увеличения кратности циркуляции реакционной массы. Однако данный реактор имеет довольно узкую область применения, поскольку не может быть использован при осуществлении процессов синтеза химических веществ, требующих нагрева.This reactor allows you to reduce the number of small particles of the resulting product by reducing the temperature gradient in the vacuum evaporator and increasing the frequency of circulation of the reaction mass. However, this reactor has a rather narrow scope because it cannot be used in the synthesis of chemicals that require heating.

Известен также реактор для осуществления синтеза химических соединений, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, снабженный нагревателями, и размещенную внутри корпуса пропеллерную мешалку с приводом, http://www.sp-kom.ru/catalog/27.html (копия ссылки прилагается).Also known is a reactor for the synthesis of chemical compounds, containing a vertical cylindrical body equipped with heaters and a propeller stirrer with a drive located inside the body, http://www.sp-kom.ru/catalog/27.html (a copy of the link is attached).

Недостатком данного технического решения, принятого за прототип настоящей полезной модели, является большое количество мелких частиц получаемого продукта, что обусловливает существенные потери синтезируемого вещества при фильтровании.The disadvantage of this technical solution, adopted as a prototype of this utility model, is a large number of small particles of the resulting product, which leads to significant losses of the synthesized substance during filtration.

Задачей настоящей полезной модели является обеспечение укрупнения частиц вещества, получаемого в результате химического синтеза, и тем самым уменьшение потерь при фильтровании и увеличение выхода целевого продукта.The objective of this utility model is to ensure the enlargement of particles of a substance obtained as a result of chemical synthesis, and thereby reduce filtering losses and increase the yield of the target product.

Согласно полезной модели реактор для осуществления синтеза химических соединений, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, снабженный нагревателем, и размещенную внутри корпуса мешалку с приводом, дополнительно снабжен ультразвуковым излучателем, размещенным внутри корпуса.According to a utility model, a reactor for synthesizing chemical compounds, comprising a vertical cylindrical body equipped with a heater and an agitator with a drive located inside the body, is additionally equipped with an ultrasonic emitter located inside the body.

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящей полезной модели, что позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «новизна».The applicant has not identified sources containing information on technical solutions identical to this utility model, which allows us to conclude that it meets the criterion of "novelty."

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена схема реактора.The essence of the utility model is illustrated by the drawing, which shows a diagram of the reactor.

Реактор в конкретном примере содержит вертикальный корпус 1 объемом 2,5 м³, выполненный из стали и облицованный изнутри эмалью. Корпус 1 снабжен нагревателем 2, например, выполненным в виде рубашки со змеевиком, в который подается теплоноситель, в конкретном примере вода с температурой 60°С. Внутри корпуса 1 размещены пропеллерная мешалка 3 с электрическим приводом 4 и ультразвуковой излучатель 5. Скорость вращения мешалки - 45 об/мин, мощность электрического привода - 5,5 кВт, частота колебаний ультразвукового излучателя составляет 5-20-50 кГц. Реактор установлен на основании с помощью опорной конструкции 6. Средства крепления к опорной конструкции условно не показаны.The reactor in a specific example contains a vertical housing 1 with a volume of 2.5 m ³ made of steel and coated with enamel from the inside. The housing 1 is equipped with a heater 2, for example, made in the form of a shirt with a coil, into which a coolant is supplied, in a specific example, water with a temperature of 60 ° C. Inside the housing 1 there is a propeller stirrer 3 with an electric drive 4 and an ultrasonic emitter 5. The rotation speed of the stirrer is 45 rpm, the electric drive power is 5.5 kW, the oscillation frequency of the ultrasonic emitter is 5-20-50 kHz. The reactor is mounted on the base using the supporting structure 6. Means of attachment to the supporting structure are not shown conditionally.

Работа устройства поясняется на примере синтеза замещенных пиримидинонов, в частности соединения (2-тио-4,6-диоксо-1,2,3,4,5,6-гексагидропиримидин-5-ил) (4-нитрофенил) метан. Исходными реагентами служат: 4-нитробензальдегид (мелкодисперсный порошок), 2-тиобарбитуровая кислота (мелкодисперсный порошок) и этиловый спирт.The operation of the device is illustrated by the example of the synthesis of substituted pyrimidinones, in particular the compound (2-thio-4,6-dioxo-1,2,3,4,5,6-hexahydropyrimidin-5-yl) (4-nitrophenyl) methane. The starting reagents are: 4-nitrobenzaldehyde (fine powder), 2-thiobarbituric acid (fine powder) and ethyl alcohol.

Через загрузочный штуцер 7 в вертикальный корпус 1 последовательно вводят этиловый спирт и 2-тиобарбитуровую кислоту. Включают мешалку 3 на 10-15 минут и подают теплоноситель в нагреватель 2. Затем включают ультразвуковой излучатель 5 и добавляют к реакционной массе через штуцер 7 порциями 4-нитробензальдегид.Ethyl alcohol and 2-thiobarbituric acid are successively introduced through a loading nozzle 7 into a vertical housing 1. The mixer 3 is turned on for 10-15 minutes and the coolant is supplied to the heater 2. Then, the ultrasonic emitter 5 is turned on and 4-nitrobenzaldehyde is added in portions to the reaction mass through the nozzle 7.

Процесс продолжают в течение 5 часов.The process continues for 5 hours.

По окончании процесса реактор охлаждают до комнатной температуры и разгружают через люк 8 на фильтр (на чертеже условно не показан). Опорожненный корпус 1 обмывают внутри водным раствором этилового спирта, после чего реактор готов к новому циклу.At the end of the process, the reactor is cooled to room temperature and unloaded through the hatch 8 to the filter (not shown conventionally in the drawing). The empty housing 1 is washed inside with an aqueous solution of ethyl alcohol, after which the reactor is ready for a new cycle.

Установка может быть использована для синтеза химических веществ при динамической вязкости реакционной массы не более 50 Пз.The apparatus can be used for the synthesis of chemicals with a dynamic viscosity of the reaction mass of not more than 50 Pz.

Синтез химических соединений, например, производных барбитуровой кислоты, ароматических альдегидов осуществляется аналогично при соответствующих температурных и временных режимах.The synthesis of chemical compounds, for example, derivatives of barbituric acid, aromatic aldehydes is carried out similarly under appropriate temperature and time conditions.

Благодаря сочетанию перемешивания реакционной массы с ультразвуковым воздействием значительно ускоряется агломерация и седиментация частиц целевого продукта. Это позволяет увеличить выход синтезируемого вещества при фильтровании не менее чем на 10%.Due to the combination of mixing the reaction mass with ultrasonic action, agglomeration and sedimentation of particles of the target product are significantly accelerated. This allows you to increase the yield of the synthesized substance during filtering by at least 10%.

Указанные обстоятельства позволяют сделать вывод о соответствии заявленной полезной модели критерию «промышленная применимость».These circumstances allow us to conclude that the claimed utility model meets the criterion of "industrial applicability".

Claims

A reactor for the synthesis of chemical compounds, containing a vertical cylindrical body, equipped with a heater, and an agitator with a drive located inside the body, characterized in that it is additionally equipped with an ultrasonic emitter located inside the body.