SU1045907A1 - Устройство дл проведени экзотермических реакций,преимущественно полимеризации в суспензии,эмульсии,растворе или в блоке - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКЗОТЕРМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО . ПОЛИМЕРИЗАЦИИ В СУСПЕНЗИИ, ЭМУЛЬСИИ, РАСТВОРЕ ИЛИ В БЛОКЕ, которое состоит из цилиндрического реактора , оснащенного охлаждающей рубашкой , перемешивающим устройством и обратным холодильником, причем рубашка образована полутрубой, навитой по винтовой линии на внешнкно поверхность кожуха реактора и приваренной к нему, отличающеес  тем, что навивка рубашки выполнена многозаходной, преимущественно двухзаходной , причем полутрубы 9 нечетнь1х нитей навивки приварены к внешней поверхности кожуха 7 реактора 1, а полутрубы 10 четных нитей навивки - к стенкам полутруб 9 нечетных нитей, Q Н СП1 СО

Description

2,Устройство по П.1, отличающеес  тем, что проходные сечени  полутрУб 9 и 10 всех ниток навивки одинаковы.

3,Устройство по ПП.1 и 2, отлчающеес  тем, что шаги всех нитей навивки равны между собой,

4,Устройство по пп,1-3, отличающеес  тем, что полутруба по меньшей мере одной нити навивки хзаэделена на секции с самосто тельн входом и выходом хладагента.

5.Устройство по пп.1-4, о т л и ч ающе е с.  тем, что секции Присоединены последовательно к источнику одного хладагента.

6.Устройство по пп.1-5, отличающеес  тем, что секции присоединены параллельно к источнику одного или нескольких хладагентов.

7.Устройство по пп.1-6, отличающеес  тем, что секции присоединены частично последовательно и частично параллельно к источнику одного или нескольких хладагентов.

Изобретение относитс  к оборудова нию дл  проведени  экзотермических реакций, особенно полимеризации в суспензии, эмульсии, растворе или Б блоке, как правило сопровождающихс  выделением реакционного тепла. Реакции полимеризации, например суспензионна  полимеризаци  винилхло рида, осуществл ютс  при давлении 0,8-1,2 МПа и 40-80°С (в зависимости от требуемого типа и характера полиме1за ) в реакторах высокого давлени  с охлаждаемым корпусом или же с рубапжой . Рубашка, через которую проте кает технологическа  охлаждающа  вода , используетс  дл  отвода избыточного тепла полимеризации, Однако эффективность охлаждени  с помощью рубашки зависит от геометрических размеров реактора, особенно от соотноше ни  его диаметра и высоты. Отвод теп ла реакции с помощью рубашки возможе у аппаратов объемом до 15-20 м , Посто нно возрастающа  потребность в полимерах типа суспензионного ПВХ, эмульсионного ПВХ, каучука и т.п. (так называемых полимеров массового спроса) , вместе с экономическими со- ображени ми приводит к необходимости посто нного увеличени  объема реакто ров полимеризации, В насто щее врем  эксплуатируютс  реакторы объемом до 200 м. При посто нном увеличении габаритов реакторов указанный параметр должен ВЫЙТИ за пределы эффективности приь№нени  холодильной рубашки . Отвод тепла через корпус реактора сам по себе лимитирован и гидродинамическими услови ми внутри реактора, т,е, режимом перемеиивани , толщиной плакированной стенки реактора и коэф фициентом теплопередачи в рубашке, Ограничивакщим фактором  вл етс  также температ грный перепад охлаждгио щеп воды, который часто бывает лимитировав возможност ми эффективного . охлаждени  воды и наличием холодильного оборудовани . Кроме того, технологии полимеризации винилхлорида и других мономеров в насто щее врем  основаны на применении сочетаний инициаторов реакции, которые позвол ют существенно сократить цикл полимеризации, За счет этого интенсифицируетс  выделение реакционного тепла и возрастают требовани  к его отводу или же к размерам поверхностей теплообмена, В реакторах, нового типа с большим объемом указанна  проблема решаетс  отводом реакционного тепла не только через стенку аппарата, но и путем конденсации кип щего мономера в об- ратном холодильнике. Указанный принцип хорошо известен и находит применение в производственном масштабе. Выделение реакционного тепла неравномерно , оно имеет максимум в определенной фазе процесса, когда охлаждение в значительной степени ocyjaecTвл етс  посредством испарени  и конденсации паров мономера в обратном холодильнике, Однако опыт производственной эксплуатации крупнообъемных реакторов, оборудованных обратным холодильником, показывает, что при применении обратных холодильников возникают новые проблемы, особенно в области отложений полимера внутри холодильника за счет выноса пены реагирующих компонентов , улетучивани  инициатора и последующей полимеризации. В результате забивани  холодильника полимером не только понижаетс  эффективность отвода тепла с последующим вли нием на качество продукта, но и возникают трудности с очисткой холодильника. Таким образом, идеальным кажетс  состо ние , когда весь объем реактора можно охладить без применени  обратного холодильника. Однако это нереально при современных требовани х к производительности реактора пор дка нескольких сот тонн/м /год. Поэтому большое внимание удел етс  оптимиза,ции отвода тепла из реактора с большим объемом, особенно в части улучше ни  теплопередачи через стенку реактора . . существенным прогрессом в этом направлении  вл етс  устройство дл  проведени  экзотермических реакций, особенно полимеризаций в эмульсии, суспензии, растворе или в блоке согласно изобретению. Это оборудование состоит из цилиндрического сосуда с холодильной рубашкой, перемешиваюашм устройством, и, по мере потребности, с обратным холодильником. Рубашка реактора образована полутрубой, винтообразно навитой по внутреннему кожуху реактора и приваренной к нему Устройство отличаетс  тем, что навив ка рубашки выполнена многозаходной, преимущественно двухзаходной или с четным чкслом заходов. Полутрубы нечетных нитей навивки приварены к внешней поверхности кожуха реактора, а полутрубы четных нитей навивки при варены к стенкам полутруб нечетных нитей. Проходные сечени  полутруб всех нитей навивки так же, как и всех нитей навивки соответственно равны меж ду . Нити навивки могут быть соединены с источником одного или нескольких хлад- .или теплоагентов последователь но или параллельна. Одна :или несколько нитей навивки могут быть помимо указанного разделе ны на несколько секций с самосто тельным подводом и отводом хладоаген та, причем эти секции соединены или последовательно или параллельно, или частично последовательно и частично параллельно с источником одного или нескольких хладоагентов. Таким образом , может быть получено множество конструктивных вариантов, которые позвол ют в зависимости от конкретны требований эффективно управл ть теп- лопередачей через стенку реактора и таким путем обеспечить оптимальные услови  проведени  процесса и равномерное распределение температуры по стенке реактора в осевом направлении Преимущественно таким путем осуществл етс  более интенсивныйотвод тепла в.зонах, где это особенно требуетс , например в пространстве соприкосновени  жидкой и газообразной фаз на уровне реакционной смеси, чем понижаютс  пенообразование и отложени  в обратном холодильнике. На фиг. 1 представлено частично в продольном вертикальном разрезе и частично в виде сбоку общее исполнение полимеризационного реактора, оборудованного обратным холодильником и рубашко.й в виде полу тру бы, навитой по однозаходной винтовой линии/ на фиг,2 - участок стенки реактора с рубашкой , навивка которой выполнена двухзаходной, поперечный разрез. Полимеризационный реактор (фиг.1) состоит из цилиндрического корпуса 1 с рубашкой 2, котор а  образована полутрубой , навитой по винтовой линии. Реактор в своей нижней части оборудован пропеллерной мешалкой 3, вал ко- торой проходит через дно реактора. На боковых стенках- цилиндрического корпуса 1 реактора расположены вертикально один под другим поворотные ребра, которые используютс  дл  направлени  потока реакционной смеси и дл  разрушени  центрального завихрени . В верхнейчасти реактора, по его вертикальной оси, расположен обратный холодильник 5, который непосредственно св зан с гидродинамическим устройством дл  очистки 6. На фиг.2 детально показано исполнение кожуха 7 реактора и приваренной к нему рубашки 2, Рубашку 2 образуют полутрубы 9 и 10 с одинаковым свободным сечением, навитые в виде- д-вухходовой ВИНТОВОЙ линии. Полутруба 9 по всей длине приварена к кожуху 7 реактора , причем полутруба 10 второго хода приварена.к боковым поверхност м полутрубы 9 в положении, перекрывающем зазоры между витками навивки полутрубы 9. Внутренн   стенка реактора снабжена плакировкой 8- из нержавеющего материала. Применение полутруб, навитых в одно- и несколькозаходные винтовые линии дл  образовани  рубашки,обеспечивает следующие преимущества: навита  по винтовой линии полутруба позвол ет понизить толщину стенки реактора , так как нагрузка воспринимает с  как стенкой цилиндрической части корпуса, так и навитой полутрубой рубашки, что ведет к экономии материала и общему снижению массы реактора , включа  обратный холодильник, в результате уменьшени  .толщины стенки реактора коэффициент теплопередачи возрастает до 10%, что позвол ет уменьшить высоту обратного холодильника и повысить теплонапр женность на единицу поверхности; приваренна  по винтовой линии по.лутруба одновременно  вл етс  оребрением цилиндрической части реактора, что также улучшает теплопередачу, таким образе , применение рубашки из полутрубы, приваренной к корпуау реактора, в максимёшьной степени позвол ет увеличить коэффициент теплопередачи в охлаж- . денном контуре. Кроме того, дл  достижени  оптимальной линейной скорости охлаждак цей воды в полутрубной

рубашке Hfi нужен такой большой объем охлаждающей воды, как в случае тра- диционной рубашки. Максимальное использование холодильного эффекта полутрубной рубашки позвол ет также понизить забивание обратного холодильника и св занные с этим ослож . нени .

Признано изобретением по результатам экспертизы, осуществленной Ведомством по изобретательству Чехословацкой Социалистической Республики,

Claims (7)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКЗОТЕРМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО- ПОЛИМЕРИЗАЦИИ В СУСПЕНЗИИ,

ЭМУЛЬСИИ, РАСТВОРЕ ИЛИ В БЛОКЕ, которое состоит из цилиндрического реактора, оснащенного охлаждающей рубашкой, перемешивающим устройством и обратным холодильником, причем рубашка образована полутрубой, навитой по винтовой линии на внешнюю поверхность кожуха реактора и приваренной к нему, отличающееся тем, что навивка рубашки выполнена многозаходиой, преимущественно двухзаходной, причем полутрубы 9 нечетных нитей навивки приварены к внешней поверхности кожуха 7 реактора 1, а полутрубы 10 четных нитей навивки стенкам полутруб 9 нечетных нитей.

2, Устройство по п.1, отличающееся тем, что проходные сечения полутрУб 9 и 10 всех ниток навивки одинаковы.

3, Устройство по пп.1 и 2, о т ли· чающееся тем, что шаги всех нитей навивки равны между собой,

4, Устройство по пп,1-3, отличающееся тем, что полутруба по меньшей мере одной нити навивки оазделена на секции с самостоятельным входом и выходом хладагента.

5. Устройство по пп.1-4, о т л и ч а ю Щ е е с.я тем, что секции присоединенье последовательно к источнику одного хладагента.

6. Устройство по пп.1-5, отличающееся тем, что секции присоединены параллельно к источнику одного или нескольких хладагентов.

7. Устройство по пп.1-6, отличающееся тем, что секции присоединены частично последовательно и частично параллельно к источнику одного или нескольких хладагентов.