SU1159613A1 - Реактор-смеситель - Google Patents

Description

Изобретение относится к химическому машиностроению для проведения каталитических процессов в системе жидкость - твердое, в особенности идущих с выделением газов, в част- 5 ности для реакции деалкилирования 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенола (ионола) до 2-трет-бутил-4-метилфенола - полупродукта в производстве широко применяемого антиоксидан- 10 та (НГ-2246) и может быть использовано в химической, нефтехимической и в других отраслях промышленности для проведения различных процессов в жидких .средах, где необходи- 15

мо интенсивное перемешивание при минимальном разбрызгивании реакционной смеси, особенно у внутренних стенок аппарата.

Известен реактор для проведения 20 каталитических процессов, включающий горизонтальный корпус, вал с установленными лопастями и привод СП.

Недостатками данного реактора 25 являются низкая интенсификация процесса перемешивания и наличие 'застойных мест в начале и в конце горизонтального корпуса.

30

Наиболее близким к изобретению является реактор-смеситель для проведения каталитических процессов в системе жидкость - твердое, содержащий корпус, внутри которого размещен горизонтальный вал с кри- 35 волинейными лопастями и привод СП·

Перемешивающее устройство известного реактора-смесителя представляет собой как бы радиально-лопастную мешалку, в которой каждая лопасть разбита на отдельные элементы (пальцы) , разнесенные по архимедовым спиралям, что позволяет при вращении совместно с валом пластин с пальцами перемешивать весь объем реакционной массы (с равномерной нагрузкой на привод) послойно, причем перемешивание в соседних, примыкающих один к другому, кольцевых слоях смещения каждого пальца 30 происходит с угловым запаздыванием, повышающим эффективность перемешивания.

Недостатком известного реактора, например в случае применения его 33 для гетерогенно-каталитических процессов в системе жидкость - твердое, является невысокая интенсивность

проводимых процессов, вследствие разбрызгивания реакционной массы и выноса твердого катализатора из смеси, особенно у внутренних стенок корпуса аппарата.

Радиально закрепленные на пластинах пальцы в виде прямоугольных планок входят (выходят) в смесь (из смеси) с разными нормальными составляющими линейных скоростей (равными в данном случае линейным) и под разными углами (средними) к уровню смеси, причем пальцы, размещенные; на большем расстоянии от оси вала, и следовательно, имеющие большую линейную скорость вращения, входят под меньшими углами, передавая тем самым больший импульс прилегающему слою перемешиваемой среды в направлении нормали к поверхности пальца, а значит и к свободной поверхности смеси, следствием чего является увеличение разбрызгивания от вала к периферии, способствующее налипанию твердого катализатора на стенках с последующей его термодеструкцией.

Цель изобретения - интенсификация проводимых процессов путем уменьшения разбрызгивания реакционной смеси и выноса твердой фазы из зоны реакций.

Поставленная цель достигается тем, что в реакторе-смесителе для проведения каталитических процессов в системе жидкость - твердое, содержащем корпус, внутри которого размещен горизонтальный вал с криволинейными лопастями и привод, геометрическая форма криволинейных лопастей описывается уравнением ^п,ш = ~ (т(т² г^гп -1-агсЬ§1ш² г^2Л-1)+ '

+ с(п,т), (О

где - полярный угол точек лопасти, рад;

Γ'ΗίΠΠτΊ) - полярный радиус К. точек лопасти в едийицах радиуса вала, НЬ;

п?1 - безразмерные параметры;

с(п,ш) - не зависящая от г постоянная.

На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый реактор-смеситель, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фйг. 1; на фиг. 3 - ί элемент дуги произвольной кривой 3

1159613 4

лопасти при ее вхождении в смесь; на фиг. 4 - некоторые кривые по уравнению (1).

Реактор-смеситель для проведения каталитических процессов в 5

системе жидкость - твердое, содержит привод 1, корпус 2, внутри которого размещен горизонтальный вал 3 с криволинейными лопастями 4.

Количество лопастей 4 произволь- Ю ного поперечного сечения в каждой вертикальной плоскости может быть различным и лопасти могут быть смещены вдоль вала 3 произвольным образом относительно центра вала, 15

пары лопастей установлены взаимноперпендикулярно. Кроме того, поперечное сечение лопастей 4, например ' прямоугольной формы, может составлять некоторый угол с осью корпуса 1,20 что увеличивает продольное перемешивание.

Устройство работает следующим образом.

При вращении приводом 1 вала 3 25

происходит перемешивание смеси (с непрерывным угловым запаздыванием) лопастями 4, различные точки которых входят (выходят) в смесь (из смеси) под разными углами в разные моменты времени таким образом, что степень разбрызгивания/ оцениваемая за величиной нормальной сос-. тавляющей линейной скорости ν_η каждой точки лопасти 4, не изменяется или уменьшается по произвольному степенному закону от центра аппарата до периферии

- ^А

где А - некоторая постоянная;

ЕЬ.<К<Кк - расстояние от центра вращения (оси вала) до точек лопасти (Кк - внутренний радиус корпуса реактора) :

η - любое действительное

число не меньше единицы.

В частности при η=1, ν_η= сопзб, степень разбрызгивания жидкой среды всеми точками лопасти одинакова. При п?1 степень разбрызгивания уменьшается от вала к внутренним стенкам корпуса, что уменьшает вероятность налипания смеси на стенках.и, следовательно, ее термодеструкцию.

А-А

1159613

ψ=0

Claims (2)

1. РЕАКТОР-СМЕСИТЕЛЬ для проведения каталитических процессов

   в системе жидкость-твердое, содержащий корпус, внутри которого размещен горизонтальный вал с криволинейными лопастями и привод, отличающийся тем, что, с целью интенсификации проводимых

   бриг. 1

   процессов путем уменьшения разбрызгивания реакционной смеси и выноса твердой фазы из зоны реакции, геометрическая форма криволинейных лопастей описывается уравнением ^4п’™ ⁼ (Ут².г^2Л-1-агсСеУт² г^2П -1) +

   + с(п,т),

   где У=Уп,т - полярный угол точек лопасти, рад;

   г=Ь(ЬЬ*1) - полярный радиус К

   точек лопасти в единицах радиуса вала, КЬ:

   п?1;га^1 - безразмерные параметры; с(п,ш) - не зависящая от г постоянная.

   зи ,,„1159613

   1 1159613
2. 2