Claims (3)
1one
Изобретение относитс к химической аппаратуре , в которой необходим интенсивный теплообмен между реакционной средой и теплохладоносителем , используетс в основном в производстве полистирольных пластиков при блочном методе полимеризации, где требуетс обеспечить равномерность полей скоростей и температур по всем продольным и поперечным сечени м аппарата при наличии в зкой и высоков зкой реакционной среды.The invention relates to chemical apparatus, which requires intensive heat exchange between the reaction medium and the heat carrier, is mainly used in the production of polystyrene plastics in the block polymerization method, where it is necessary to ensure uniformity of the velocity and temperature fields throughout the longitudinal and transverse cross sections of the apparatus in the presence of viscous and high viscosity reaction medium.
Известна полимеризационна колонна дл проведени непрерывных процессов, состо ща из соединенных друг с другом царг с наружными теплообменными рубашками и внутренними теплообменными трубчатыми витками и расположенных в крышке и днище патрубков дл входа сырь и выхода готового продукта. Однако в зка и высоков зка реакционна масса от входа в аппарат до выхода из него течет параллельными сло ми, не перемешива сь в радиальном направлении, что создает по поперечному сечению аппарата различные зоны по температурному режиму, степени конверсии, концентрации, что приводит к ухудшению физико-механических свойств нового полимера.A known polymerization column for carrying out continuous processes consists of interconnected side layers with external heat exchange jackets and internal heat exchange tubular coils and located in the lid and bottom of the nozzles for the entrance of raw materials and the output of the finished product. However, viscous and high viscosity, the reaction mass from the entrance to the apparatus to the exit from it flows in parallel layers, not mixing in the radial direction, which creates different zones in the cross section of the apparatus in terms of temperature, degree of conversion, concentration, which leads to deterioration of the physical -mechanical properties of the new polymer.
Целью изобретени вл етс улучшение качества готового продукта.The aim of the invention is to improve the quality of the finished product.
Это достигаетс тем, что теплообменные витки установлены в колонне в виде конуса.This is achieved in that the heat exchange coils are installed in the column in the form of a cone.
Кроме того, теплообменные витки могут быть выполнены спиральными и последовательно установлены в колонне с левым и правым направлением витков.In addition, the heat exchange coils can be made spiral and sequentially installed in the column with the left and right direction of the coils.
На фиг. 1-3 изображена предлагаема полимеризационна колонна с различными вариантами установки конических теплообменных витков; на фиг. 4 - конический спиральный трубчатый теплообменный элемент в увеличенном масштабе, в двух проекци х; на фиг. 5 - двойной конический спиральный трубчатый теплообменный элемент, выполненный из одной трубы, в двух проекци х; на фиг. 6 - конический трубчатый теплообменный элемент, выполненный из отдельных труб, в двух проекци х.FIG. 1-3 depicts the proposed polymerization column with various types of installation of conical heat exchange coils; in fig. 4 - conical spiral tubular heat exchange element on an enlarged scale, in two projections; in fig. 5 - double conical spiral tubular heat exchange element, made of one tube, in two projections; in fig. 6 - conical tubular heat exchange element, made of separate pipes, in two projections.
Полимеризационна колонна содержит цилиндрические царги 1 с теплообменными рубашками . Количество царг в колонне зависитThe polymerisation column contains cylindrical cores 1 with heat exchange jackets. The number of regs in a column depends
от кинетики процесса полимеризации и производительности колонны. Колонна снабжена крышкой 2 с патрубками 3 дл входа сырь . В царге 1 механическим креплением или при помощи сварки установлены конические трубчатые теплообменные элементы 4 в виде витков , которые могут быть выполнены в виде одинарной спирали 5 (см. фиг. 4), в виде двойной спирали 6 (см. фиг. 5) или выполнены из отдельных трубок 7 (см. фиг. 6). Входfrom the kinetics of the polymerization process and the performance of the column. The column is provided with a lid 2 with nozzles 3 for the entry of raw materials. In tsar 1 by mechanical fastening or by welding, tapered tubular heat exchange elements 4 are installed in the form of turns, which can be made in the form of a single helix 5 (see Fig. 4), in the form of a double helix 6 (see Fig. 5) or made from individual tubes 7 (see Fig. 6). entrance
теплохладоносител во все трубчатые теплообменные элементы осуществл етс через патрубки 8, а выход - через патрубки 9.the coolant in all tubular heat exchange elements is carried out through the pipes 8, and the output through the pipes 9.
В зависимости от в зкости реакционной массы, скорости ее течени и других физикомеханических свойств (псевдопластичности и др.) в полимеризационной колонне дл увеличени эффективности радиального перемешивани реакционной массы могут устанавливатьс трубчатые теплообменные элементы одного типа или любой комбинации - конусные теплообмениые элементы 10 и 11 трехъ русной установки; конусные теплообменные элементы 12 и 13 двухъ русной установки с расположением между ними плоских теплообменных элементов 14 и др. В нижней части колонны расположена конусна царга 15 и шнек 16 дл выгрузки готового продукта.Depending on the viscosity of the reaction mass, its flow rate and other physicomechanical properties (pseudoplasticity, etc.), tubular heat exchange elements of one type or any combination — conical heat exchange elements 10 and 11, can be installed to increase the efficiency of radial mixing of the reaction mass installation; conical heat exchange elements 12 and 13 of a two-storey installation with flat heat exchange elements 14 located between them, etc. The cone of the core 15 and the screw 16 for discharging the finished product are located in the lower part of the column.
Сверху в колонну через патрубок 3 непрерывно подаетс мономер или частично заполимеризованный форполимер. Колонна заполнена реакционной массой до крышки 2. Реакционна масса, полимеризу сь, увеличивает свою в зкость, поэтому, проход через конические теплообменные витки под вли нием радиальной составл ющей скорости течени , отдельные слои реакционной массы перемещаютс от периферии к центру (показано стрелками на фиг. 1, 2, 3) и, наоборот, обеспечива перемещение реакционной массы по поперечному сечению колонны. Выполнение конуса спиралеобразным позвол ет получить некоторую закрутку потока, котора такжеFrom above, monomer or a partially polymerized prepolymer is continuously fed into the column through the nozzle 3. The column is filled with reaction mass up to cover 2. The reaction mass, polymerizing, increases its viscosity, therefore, the passage through the conical heat exchange coils under the influence of the radial component of the flow velocity moves the individual layers of the reaction mass from the periphery to the center (shown by arrows in FIG. 1, 2, 3) and, conversely, ensuring the movement of the reaction mass over the cross section of the column. Performing a spiral cone allows you to get some spin flow, which also
улучшает услови перемешивани слоев реакционной массы. Услови смешени особенно эффективны при расположении конусов основанием (или вершинами) друг к другу с правой и левой навивкой. Это усредн ет реакционную массу и позвол ет создать равномерные пол скоростей и температур по поперечному и продольному сечени м аппарата.improves the conditions of mixing the layers of the reaction mass. The mixing condition is especially effective when the cones are located at the base (or vertices) to each other with the right and left windings. This averages the reaction mass and allows creating uniform fields of velocity and temperature over the cross section and longitudinal section of the apparatus.
Получение усредненной реакционной массы 0 по степени конверсии и концентрации улучшает физико-механические свойства полимера и увеличивает срок службы готовых изделий.Obtaining an average reaction mass of 0 according to the degree of conversion and concentration improves the physico-mechanical properties of the polymer and increases the service life of the finished products.
Предмет изобретени Subject invention
5 1. Полимеризационна колонна дл проведени непрерывных процессов блочной полимеризации , например, стирола, состо ща из соединенных друг с другом царг с наружными теплообменными рубашками и внутренними5 1. Polymerization column for carrying out continuous processes of block polymerization, for example, styrene, consisting of interconnected beds with outer heat exchange jackets and inner
0 теплообменнымн трубчатыми витками и расположенных в крышке и днище патрубков дл входа сырь и выхода готового продукта, о тличающа с тем, что, с целью улучшени качества готового продукта, теплообменные0 heat exchange tubular coils and located in the lid and bottom of the nozzles for the entrance of raw materials and the output of the finished product, in order to improve the quality of the finished product, heat exchange
5 витки установлены в колонне в виде конуса.5 turns are installed in the column in the form of a cone.
2.Колонна по п. 1, отличающа с тем, что теплообменные витки выполнены спиральными .2. Column according to claim 1, characterized in that the heat exchange coils are made spiral.
3.Колонна по пп. 1 и 2, отличающа с 0 тем, что теплообменные витки последовательно установлены в колонне с левым и правым направлением витков.3. Column on PP. 1 and 2, characterized in that the heat exchange coils are successively installed in a column with left and right windings.
,„ а ./," but ./
К1 ueS-iJK1 ueS-iJ
Н15::с, ,--:-; дH15 :: s,, -: -; d
7wJ- 7wJ-
fB ШиггfB Shigg
Дай вGive in