SU1144229A1 - Реактор дл проведени процесса полимеризации - Google Patents

Abstract

1. РЕАКТОР ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПРОЦЕССА ПОЛИМЕРИЗАЦИИ, содержащий 1щлиндрический корпус, установленную в нем соосно охлаждаемую циркул ционную трубу с полыми стенками, устройства ввода и вьюода хладагента, привод с валом, на котором установлено перемешивающее устройство, и рамы со скребками дл  очистки внутренней поверхности корпуса, наружной и внутренней поверхностей циркул ционной трубы, отличающийс  тем. что, с целью повышени  качества продукта путем интенсификации процессов перемешивани  и теплообмена за счет образовани  в пространстве между корпусом и циркул ционной трубой вихрей Тейлора, он снабжен дополнительным приводом, на валу которого жестко установлена циркул ционна  труба, а рама со скребками дл  очистки внутренней поверхности циркул ционной трубы жестко установлена в корпусе. 2.Реактор поп.1, отличающийс  тем, что циркул ционна  труба снабжена кольцевыми перегородками , поочередно закрепленными на внутренних стенках ее полости, а пег ремешивающее устройство вьполнено в (Л виде пропеллерной мешалки. 3,Реактор, по п.1, о т л и чающийс  тем, что рама со скребками дл  очистки наружной поверхности циркул ционной трубы жестко установлена в корпусе, а рама дл  очистки внутренней поверхности корпуса жестко соединена с циркул ционной трубой. 4. Реактор попп.1,2, отличающийс  тем, что рамы со скребками дл  очистки внутренней поверхности корпуса и наружной поверхности циркГул ционной трубы установлены в корпусе свободно.

Description

Изобретение относитс  к аппаратам дл  проведени  реакции полимеризации углеводородов в растворе или суспензии и может быть использовано, в час ности, в процессе синтеза бутилкаучу ка. Процесс полимеризации р да олефиновых углеводородов, особенно изооле финовых, например изобутилена, прово димый обычно в пределах температур между -40 и в присутствии катализаторов , в частности раствора хл ристого алюмини , отличаетс  р дом особенностей, которые предъ вл ют специфические требовани  к аппаратуре дл  проведени  указанного процесса . Высока  скорость реакции и ее большой тепловой эффект требуют обес печени  весьма интенсивного перемешивани  реакционной массы и эффектив ного отвода реакционного тепла. Задачаосложн етс  ввиду интенсив ного отложени  полимера на всех контактирующих с реакционной массой поверхност х аппарата. Известны реакторы дл  проведени  полимеризации, в которых концентрично корпусу, имеющему рубашку охлажде ни , установлен неподвижный охлаждае мый цилиндр, внутри которого имеетс  осевой насос. Полимеризатор такой конструкции обеспечивает достаточно интенсивное перемешивание реакционной массы. Однако отмечаетс  непрерьюное положение эффективности отвода тепла реакции во врем  процесса полимериза ции ввиду быстрого возрастани  толщины сло  полимера, отлагающегос  на всех теплообменных поверхност х полимеризатора . Известен также,полимеризатор, в корпусе с рубашкой к.оторого имеетс  вращающийс  охлаждаемый цилиндр и скребковое; устройство, непрерьшно очищающее все теплообменные поверхности аппарата. Недостатками его  вл ютс  отсутствие осевого перемепшвани  реакционной массы, ее интенсивной циркул ции и недостаточна  интенсивность теплообмена. Наиболее близким предложенному  вл етс  реактор, содержащий корпус с охлаждаемой циркул ционной трубой, устройства ввода и вьгоода хладагента привод с валом, на котором установлены перемешивающее устройство и рамы со скребками, очищающими поверхности 292 аппарата. Недостатком данного реактора  вл етс  недостаточна  интенсивность процесса и плохое качество продукта. Целью изобретени   вл етс  повышение качества продукта путем интен-, сифйкации процессов перемешивани  и теплообмена за счет образовани  между корпусом и циркул ционной трубой вихрей Тейлора. Поставленна  цель достигаетс  тем, что реактор дл  проведени  процесса полимеризации, содержащий цилиндрический корпус, установленную в нем соосно охлаждающую циркул ционную трубу с полыми стенками, устройства ввода и вьшода хладагента, привод с валом, на котором установлено перемешивающее устройство5 и рамы со скребками дл  очистки внутренней поверхности корпуса, наружной и внутренней поверхностей циркул ционной трубы , снабжен дополнительным приводом, на валу которого жестко установлена циркул ционна  труба, а рама со скребками дл  очистки внутренней поверхности циркул ционной трубы жестко установлена в корпусе. Кроме того, циркул ционна  труба снабжена кольцевыми перегородками, поочередно закрепленными на внутренних стенках ее полости, а перемешивающее устройство вьшолнено в виде пропеллерной мешалки. Рама со скребками  л  очистки наружной поверхности циркул ционной трубы жестко установлена в корпусе, а рама со скребками дл  очистки внутренней поверхности корпуса жестко соединена с циркул ционной трубой. Рамы со скребками дл  очистки внутренней поверхности корпуса и наружной поверхности циркул ционной трубы установлены в корпусе свободно. Одновременное вращение цилиндра и расположенной соосно с ним пропеллерной мешалки вызывает по вление в наружном кольцевом пространстве вихрей Тейлора, которые интенсифицируют процесс. Поочередное прикрепление к наружной и внутренней стенкам вращающегос  цилиндра кольцевых перегородок позвол ет предотвратить расслаивание газо-жндкостной смеси, которое может произойти при . вращении цилиндра. На фиг.1 показан реактор, продольный разрез; на фиг,2 - то же, вариант . Реактор включает цилиндрический корпус 1 с полусферическими или эллиптическими днищами, оснащенный внутри рубашкой 2, соосно с которым располагаетс  и может быть приведена во вращение циркул ционна  труба 3. Последн   имеет наружную 4 и внутреннюю 5 обечайки, которые оснащаютс  че редующимис  кольцевыми раздел ющими перегородками 6, выступающими .внутрь полости, имеющейс  между обечайками. Труба 3 жестко соединена с валом 7 дополнительного привода (на фигуре не указан) и сообщаетс  с полостью посредством не менее двух трубчатых элементов 8 и 9 с соосными каналами 10 и 11, имеющимис  в вале. Внутри трубы 3 соосно установлена пропеллерна  мешалка 12, закрепленна  на конце вала 13, привод щегос  во вращение от привода. Жидкий хладагент вводитс  в полость 14, имеющуюс  между внутренней и наружной обечайками трубы 3, через патрубок 15 и отводитс  через патрубок 16. Такой же хладагент вводитс  в пространство рубащки 2 корпуса 1 через патрубок 17 и отводитс  через патрубок 18. Полимеризуема  среда вводитс  в отведенное дл  нее свободное пространство через штуцеры 19 и забираетс  через штуцеры 20. Дл  поддержани  внутренней поверхности корпуса 1 посто нно чистой предусматриваетс  применение скребковых устройств 21, закрепленнь1х соответствующим образом на раме 22, соединенной в свою очередь с валом 7, а еледрвательно , и соосно вращающейс  с jjjjj . Дл  поддержани  посто нно чистыми наружной и внутренней поверхности цилиндра применйют скребковые устройства 23 н 24, закрепленные соответствующим образом на рамах 25 и 26 жест ко св занных с неподвижной втулкой 27 креп щейс  к корпусу аппарата. Согласно другому варианту конструк ции реактора фиг.2 предусматриваетс  применение скребковых устройств 28 и 29, установленных на рамах 30 и 31 жестко св занных между собой и подвешенных свободно через подшипники скольжени  на валу 7 и цилиндрических втулках 32, Поскольку вращение рамного сооружени  происходит под действием трени  скребковых устройств 29, очищающих поверхность трубы 3, то оно уравновешиваетс , по крайней мере частично , тормоз щим действием скребковых устройств 28, действующих на внутреннюю поверхность корпуса 1, Внутренн   поверхность трубы 3 поддерживаетс  посто нно чистой скребковьми устройствами 33, смонтированными на неподвижной раме 34, соединенной со стержнем 35, закрепленном на неподвижной конструкции аппарата и опирающимс  на подп тник 36, жестко соединенный с трубой 3. Полимер, обра- , зующийс  в аппарате, непрерывно забираетс  через штуцер 37. Аппарат работает следующим образом . Шихта и катализатор, ввод щиес  в аппарат через штуцеры 19, интенсивно перемешиваютс  по высоте аппарата при помощи мешалки 12, что создает , возможность интенсивного ртво .да тепла реакции из зоны первоначального контакта этих компонентов. Вращение циркул ционной трубы 3 одновременно с работой мешалки 12 обеспечивает течение жидкости в реакторе по сложной траектории, что создает ус- лови , близкие к идеальному смешению . Этому способствует прежде всего гидродинамика в окружном пространстве между корпусом 1 и циркул цион ° трубой 3, где целесообразно поддерживать режим, когда числа Т выше критических. В этом случае в указан«ом пространстве создаютс  вихри Тейлора, облегчающие интенсивное раДи льное перемешивание реакционной массы и ее эффективный теплообмен с наружной поверхностью трубы 3 и поверхностью кортуса 1. Д предотвращени  расслаивани  хладагента в полости 14 циркул ционной трубы 3 на газообразную и жидкую фазы под действием центробежной силы, в случае применени  испар ющегос  хладагента (например, этилена), делесообразно примен ть многочисленные разделительные кольцевые перегородки 6. Эти перегородки предотвращают ухудшение теплообмена реакционной массы с внутренней поверхностью трубы 3, обеспечива  перемещение газожидкостной смеси хладагента вверх зигзагом. : I Скребковые устройства, очищающие все теплообменные поверхности аппарата , повьшают эффективность теплообмена , кроме того, предотвращают отложение полимера на этих поверхност х , В первом варианте конструкции реактора скребковые устройства, очищающие поверхност1 корпуса 1 , вращаютс  на рамах 22 с угловой скоростью вала 7, а значит и трубы 3, а скребки , смонтированные на рамах25 и 26, жестко соедин ютс  с пустотелой втул кой 27 и очищают поверхности циркул  ционной трубы 3. Во втором варианте конструкции ап парата рамы 29 и 31 (соединенные меж ду собой) с соответствующими скребковыми органами вращаютс  благодар  действию скребков, очищающих наружную поверхность трубы 3. Учитьта 

76

го

37

фг.1 сопротивление трени , которое встречают скребки, очищающие поверхность корпуса 1, скорость вращени  этих рам значительно ниже скорости вращени  трубы 3 Этот вариант позвол ет уменьшить сечение и жесткость рам 29 и 31 ввиду наиболее выгодного .распределени  нагрузок на них. С этой же целью раму 34 со скрепковьми устройствами 33, чист щими внутреннюю поверхность трубы 3, целесообразно подсоединить к стержню 35, один конец которого опираетс  на подп тник 36, установленный на циркул ционной трубе 3, а другой конец соединен (на фигуре не указано) с неподвижной конструкцией аппарата,

Claims (4)

1. РЕАКТОР ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПРОЦЕССА ПОЛИМЕРИЗАЦИИ, содержащий цилиндрический корпус, установленную в нем соосно охлаждаемую циркуляционную трубу с полыми стенками, устройства ввода и вывода хладагента, привод с валом, на котором установлено перемешивающее устройство, и рамы со скребками для очистки внутренней поверхности корпуса, наружной и внутренней поверхностей циркуляционной трубы, отличающийся тем, что, с целью повышения качества продукта путем интенсификации процессов ' перемешивания и теплообмена за счет образования в пространстве между корпусом и циркуляционной трубой вихрей Тейлора, он снабжен дополнительным приводом, на валу которого жестко установлена циркуляционная труба, а рама со скребками для очистки внутренней поверхности циркуляционной трубы ‘жестко установлена в корпусе.

2.

щ и й труба ками, внутренних стенках ее полости, ремешивающее устройство вьполнено в виде пропеллерной мешалки.

3, Реактор, по п.1, о т л и чающийся тем, что рама со скребками для очистки наружной поверхности циркуляционной трубы жестко установлена в корпусе, а рама для очистки внутренней поверхности корпуса жестко соединена с циркуляционной трубой.

4. Реактор по пп.1,2, о т ли чающийся тем, что рамы со скребками для очистки внутренней поверхности корпуса и наружной поверхности циркуляционной трубы установлены в корпусе свободно.