SU1632493A1 - Химический реактор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к аппаратам дл  ведени  массообменных процессов в гетерогенных средах, в том числе дл  амидиро- вани  нитрила акриловой кислоты, и позвол ет повысить производительность реактора, снизить удельные энергозатраты на единицу продукции и упростить обслуживание аппарата. В предлагаемом реакторе на валу в центральной трубе дополнительно установлены мешалка с наклонными лопаст ми и элемент в виде полого усеченного конуса, меньшим основанием обращенного вниз, с образованием между внутренней поверхностью центральной трубы и большим основанием конуса минимального конструктивного зазора, при этом диаметр центральной трубы больше диаметра мешалки расположенной в конусе 1 ил

Description

Изобретение относитс  к аппаратам дл  введени  процессов массообмена в ге терогенных средах с большим тепловым эффектом и может быть использовано в различных отрасл х народного хоз йства при обработке жидких сред, например дл  амидировани  нитрила акриловой кислоты в производстве синтетических волокон

Целью изобретени   вл етс  повышение производительности реактора, снижение удельных энергозатрат на единицу продукции и упрощение обслуживани  за счет создани  в реакторе зон идеального смешени  и идельного вытеснени .

На чертеже показана принципиальна  схема реактора.

Реактор содержит корпус 1 с теплооб- менной рубашкой 2, кожухотрубчатый теплообменник 3 с центральной трубой 4, перемешивающее устройство 5 в виде мешалки 6 расположенной в корпусе 1 и мешалки 7, расположенной в центральной трубе 4. смонтированных на одном валу 8. элемент 9 в виде полого усеченного конуса, также смонтированного на валу 8 перемешивающего устройства, крышку 10 и технологические штуцеры 11 и 12 соответственно ввода реагентов и выхода целевого продукта

Аппарат работает следующим образом.

Исходные компоненты подаютс  в реактор через штуцер 11

В корпусе 1 реакционна  среда интенсивно перемешиваетс  мешалкой 6. При этом реактор выполнен в виде емкостного аппарата, представл ющего собой аппарат идеального смешени . Необходимый температурный режим в аппарате поддерживаетс  посредством теплообменной рубашки 2 Объем реактора - зоны идеального смешени  - выбирают из условий технологического режима ведени  процесса.

Очень часто химические реакции бывают обратимыми или основные химические реакции протекают в сопровождении побочных реакций Дл  предотвращени  образовани  побочных продуктов или прекращени  химической реакции вообще необходимо изменить температуру вещест (Л

С

о

СО ГО 4 Ч) CJ

ва, обычно ее надо понизить. Иногда такие требовани  диктуютс  услови ми безопасности ведени  процесса или услови ми дальнейшей технологии обработки вещества . Например, в процессах синтеза полимеров надо получить полимерный материал с заданным молекул рным видом и распределением . Дл  прекращени  процесса синтеза в этом случае понижают температуру.

В предлагаемом аппарате интенсивное изменение температуры обрабатываемого продукта происходит в кожухотрубчатом теплообменнике 3, имеющем развитую поверхность теплообмена.

Дл  упрощени  обслуживани  аппарата при ремонте и замене мешалки 6 или теплообменника 3 кожухотрубчатый теплообменник 3 выполнен с центральной трубой 4, внутренний диаметр которой больше диаметра мешалки 6. Это обеспечивает условие демонтажа перемешивающего устройства 5 при сн тии крышки 10 без полной разборки всего аппарата.

Однако, так как центральна  труба 4 теплообменника 3 по площади своего живого сечени  и по диаметру значительно превосходит трубы кожухотрубчатого теплообменника , то скорость прохождени  в них среды различна , а значит, интенсивность изменени  температуры прореагировавшего продукта может быть различной и даже может возникнуть обратна  циркул ци  целевого продукта через циркул ционную трубу за счет разности плотностей продукта в теплообменных трубках и циркул ционной трубе. Также будет различным распределение температуры в продукте по сечению теплообменника. Дл  теплочувст- вительных веществ локальный период температур отрицательно сказываетс  на качестве целевого продукта.

Дл  усреднени  реакционной массы в циркул ционной трубе 4 и обеспечени  необходимой скорости движени  среды по трубе на валу 8 перемешивающего устройства 5 установлена дополнительна  мешалка 7 с наклонными лопаст ми, котора  работает как насос, прокачива  продукт из корпуса 1 реактора через центральную трубу 4 кожухотрубчатого теплообменника 3, Однако дл  обеспечени  идеальности смешени  в корпусе 1 аппарата примен ютс  быстроходные мешалки 6. Поэтому может сказыватьс , что дополнительна  мешалка 7 будет создавать очень высокий циркул ционный расход. Дл  исключени  проскока, реакционной массы из корпуса 1 реактора через центральную трубу 4 на валу 8 перемешивающего устройства 5 смонтирован

элемент 9 в виде полого усеченного конуса. Элемент 9 выполнен с минимально возможным конструктивным зазором в основании большего диаметра по отношению к внутреннему диаметру циркул ционной трубы. Таким образом, элемент 9  вл етс  местным гидравлическим сопротивлением в месте входа продукта в циркул ционную трубу 4. Дл  исключени  образовани  застойных зон в самом элементе 9 и вокруг

него элемент выполнен вращающимс  и смонтирован на валу 8. Основание элемента 9 меньшего диаметра обращено к мешалке 6 дл  того, чтобы при опорожнении аппарата продукт не оставалс  внутри полого конуса , а стекал вниз. Кроме того, учитыва , что люба  мешалка, помешенна  в реактор, создает в нем замкнутый циркул ционный контур, замыкающийс  на мешалку вдоль вала, така  установка элемента 9 снижает

гидравлические потери на трение жидкости а аппарате.

Таким образом, предлагаемый аппарат имеет две  рко выраженные зоны: зону идеального смешени  и зону идеального

вытеснени , что обеспечивает получение качественного продукта при ведении обратимых химических реакций и при обработке теплочувствительных веществ.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Химический реактор, содержащий корпус с рубашкой, кожухотрубчатый теплообменник с центральной трубой, сквозь которую проходит вал с мешалкой, рэсположенной в нижней части корпуса, и технологические штуцеры, отличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности реактора, снижени  удельных энергозатрат на единицу продукции и упрощени 

   обслуживани  за счет создани  в реакторе зон идеального смешени  и идеального вытеснени , он снабжен установленной на валу в центральнй трубе дополнительной мешалкой с наклонными лопаст ми и полым

   0 усеченным конусом, обращенным меньшим основанием к мешалке, расположенной в нижней части, при этом внутренний диаметр центральной трубы выполнен большим диаметра расположенной в нижней части корпуса мешалки.

   6