SU961747A1 - Реактор-фибридатор - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к химической технологии полимерных материалов, в частности к реакторным устройствам дл синтеза гетероцепных полимеров с ароматическими  драми в цепи и волокнисто-пленочных полимерных св зующих (фи ридов) на их основе методом неравновесной поликонденсации на границе раз дела жидкость-газ, и может быть испопьзовано в производстве пластических масс, синтетической бумаги, нетка ных материалов. Известен реактор, в котором в процессе синтеза полимеров одновременно происходит формование фибридов. Устройство содержит камеру генерировани  газовой фазы, реакционную камеру и расположенный над ней центробежный пеногаситель. Между реакционной камерой и камерой генерировани  газовой фазы установлена перфорировани  перегородка со свободным сечением 25%. Реакционна  камера снабжена штуцерами входа жидкой фазы и выхода реакционной массы ll. Недостатками известной конструкции  вл етс  отсутствие организованного распределени  жидкой фазы по сечению реакционной камеры, что снижает молекул рную массу полимера, а выход фибридов в расчете на полученный полимер не превышает 50%, причем сред невзвешенна  длина их ниже 70 дцг, что не позвол ет применить их в производстве синтетической бумаги. Размещение центробежного пеногасител  и соответственно зоны сепарации и пенсгашени  непосредственно над реакционной камерой затрудн ет эксплуатацию установки, приводит к накапливанию полимерной массы в расширителе пеногасител . Известен также реактор-фибридатор, включающий вертикально установленный цилиндрический корпус, содержащий реакционную камеру и расположенную под ней камеру генерировани  газовой фазы-исходных продуктов, средства дл  ввода жидкой и газовой фаз исходных продуктов в реакционную камеру и средство дл  вывода продуктов реакции из реакционной камеры. Средство дл  ввсда жидкой фазы исходных продуктов в виде сплошного потока, направленного в горизонтальной плоскости реакционной камеры, содержит обечайку , коаксиально установленную с внешней стороны реакционной камеры на таком рассто нии от названной реакционной ка1«ры, чтобы между внешней .стенкой и обечайкой образовалась, полость. При этом в нижней части реакционной камеры имеетс  кольцева  щель, высота которой составл ет.О,020 ,06 величины диаметра реакционной камеры. Через указанную щель названна  полость сообщаетс  с реакционной камерой. Между реакционной камерой и камерой генерировани  газовой фазы исходных продуктов установлено «риспособление, обеспечивающее создание необходимого динамического напора газовой фазы в месте ее контакта с жидкой фазой. Названное приспособление выполнено в виде горизонтап ной перфорированной перегородки со свободным сечением.от 18 до 40%, причем перфорированную перегородку устанавливсшт под названной кольцевой щелью на рассто нии от нее не менее 0,015 и не более 0,1 высоты реакционной камеры 2.

Известный реактор-фибридатор обладает двум  недостатками. Наличие обечайки и полости вызывает необходимость

иметь в реакционной камере уплотнИ тельное устройство резьбового соединени  и увеличенное количество болтовых соединений в верхнем фланце реакционной камер, обеспечивающих регулирование необходимой высоты кольцевой щели, что усложн ет конструкцию и ее эксплуатацию Так как диаметр кольцевой щели, сообщающей напорную полость с реакционной камерой равен диаметру реакционной зоны, а высота ее регулируетс  ступенчато , сечение щели велико, а скорости истечени  жидкой фазы в реакционную зону и в горизонтальной плоскости ее ограничены, что ограничивает размеры получаемь х фибридов, средневзвешенна  длина которых, не превышает 70-100 дцг.

Цель изобретени  - упрсщение конструкции реактора-фибридатора дл  по лучени  фибридов синтетических гете . ротдепных полимеров неравновесной газофазной поликойденсадией ацилируемык бифункдиональралх соединений

с дихлорангидридами дикарбоновых

кислот и увеличение размеров получаемых фибридов.

Поставленна  цель достигаетс  тем что в реакторе-фибридаторе дл  получени  синтетических гетероцепных полимеров неравновесной газофазной поликонденсадией адилируемых бифункциональных соединений с дихлорангидридами д.икарбоновых кислот, включающем варгикально установленный цилин .дрический корпус, содержащий реакционную камеру и расположенную под ней камеру генерировани  газовой фазы исходных продуктов, горизонтальную перфорированную перегородку со свобоным сечением от 18 до 40%, установленную в нижней части реакционной камеры, средства дл  ввода жидкой фазы исходных продуктов в реакционную камеру и дл  вывода продуктов реакции из реакционной камеры, средство дл  ввода жидкой фазы установлено по оси реакционной камеры на рассто нии 0,1-0,4 высоты реакдионной камеры от поверхности горизонтальной перфорированной перегородки и выполнено в виде механической щелевой форсунки с углом раскрыти  факела, равном 110-180°, и высотой выходного кольцевого отверсти  (щели), равной 0,05 радиуса реакционной .

На чертеже изображен реакторфибридатор .

Он содержит дилиндрическую реакционную камеру 1, котора  нижним фландевьзм соединением крепитс  к испарителю 2 камеры генерировани  газовой фазы.Во фланцевом соединении установлена перфорированна  перегородка 3. Через отверстие в корпусе 1 внутрь реакционной камеры .вмонтировано устройство дл  вывода жидкой фазы 4, выполненное в виде механической щелевой форсунки, Патрубок 5 с гильзой дл  термопары б соединен с реакционной камерой фланцевый соединением и служит дл  отвода реакционной массы в сборник-сепаратор. Реакционна  камера снабжена паровой рубашкой 7. Камера генерировани  газовой фазы содержит испаритель 2, снабженный электронагревательными элементами 8,гильзой 9 дл  термопары и манометром 10, диффузор 11 и пневматическую эжекционную форсунку 12. Диффузор снабжен электрообогревателем 13.

Реактор-фибридатор работает следующим образом.

Через сопло пневматической форсунки 12 в диффузор 11 под давлением инертного газа впрыскивают жид-кий, факел раствора дихлорангидрида дикарбоновой кислоты в летучем растворителе или егорасплава .небольшой степени перегрева. Сжаты.й воздух, нагретый выше температуры плавлени  мономера газовой фазы, через кол.ьце.вой зазор форсунки 12 поступает в диффузор 11 и Диспергирует жидкий факел до аэрозольного состо ни .

Claims (2)

1. Туманообразный аэрозоль,поднима сь в вертикальной плоскости вдоль поверхностей теплообмена испарител  2 и диффузора 11, за счет тепла, сообщающего электронагревательными элементами 8 и 13, превращаетс  в парогазовую смесь (газовую Фазу), содержащую на выходе в отверсти  перфорированной перегородки 3 дихлорангидрид дикарбоновой кислоты в состо нии перегретого пара. В перфорации перегородки 3 при истечении газовой Фазы создаетс  необходимый газовому потоку динамический напор, пропордиональный квадрату увеличени  линейной скорости потока в отверсти х перегородки 3, Воднощелочной раствор адилируемого бифункционального соединени  (жид ка  фаза исходных продуктов) с автом тически поддерживаемой температурой 99-102°С под давлением, создаваегллм центробежным насосом, из кольцевой щели (выходного отверсти ) механичес кой щелевой форсунки истекает в горизонтальной плоскости реакционной камеры в виде сплошного потока(тонкой пелены) над поверхностью перфори рованной перегородки 3, причем увеличение скорости истечени  жидкой фазы в предлагаемой конструкции в сравнении с известной пропорционально отношению внутреннего диаметра Корпуса реакционной камеры 1 и наружного диаметра форсунки. Дл  обеспечени  сплошности потока жидкой фазы по всему сечению реакционной камеры над поверхностью перфорированной перегородки 3 радиус последней не должен превышать двадцатикратной высоты выходного отверсти  кольцевой щели, механической форсунки. При этом, в прирешетчатом пространстве реакционной камеры на рассто  нии от поверхности перфорированной перегородки 3, равном 0,04-0,1 высоты реакционной камеры, в перекрестном токе происходит контакт истекающей со скоростью 5-10 м/с и испытывающей соответственное напр жение сдвига жидкой фазы с газовой фазой, подаваемой через перфорацию перегородки 3 в вертикальной плоскости и сохран ющей высокий кинематический напор в указанных пределах высоты реакционной камеры. Образуема  за счет мгновенной или быстрой реакции поликонденсации полимерна  польенка, испытывающа  напр жение сдвига, динамическим напором газовой фазы диспергируетс  до состо ни  волокнистопленочных полимерных св зующих (фибридов ) . Одновременно с этим происходит инверси  фаз и образование высокотурбулизованной трехфазной подвижной пены, на развитой поверхности которой протекают реакци  нейтрализации и дальнейшие процессы фибридообразовани  при посто нной температу ре, обеспечиваемой паровой рубашкой 7. Реакционна  масса в состо нии .под вижной пены динамическим потоком воз духа по соединительной трубе 5 направл етс  в сборник-сепаратор, где раздел етс  на инертную парогазовую, смесь и водную суспензию полимера, парогазова  смесь через центробежный пеногаситель выбрасываетс  в атмосферу , а из водной суспензии фильтрацией выдел ютс  фибриХры. Контроль и автоматическое регулирование температурного режима газового потока осуществл етс  с помощью термопар типа ХК, вставл емых в гильзы 9 и 6. Непрерывный контроль давлени  в испарителе 2 и сопротивлени  перфорированной перегородки обеспечивает манометр 10. Предлагаемой реактор-фибридатор при простоте конструкции реакционной камеры, легкости регулировани  высоты -щели и управлени  размерами фибридов позвол ет за счет увеличени  скорости истечени  жидкой фазы повысить средневзвешенную длину фибридов до 220-275 дцг. Формула изобретени  1.Реактор-фибридатор дл  получени  синтетических гетероцепных полимеров неравновесной газофазной полигконденссщией ацилируе№ах бифункциональных соединений с дихлорангидр дами дикарбоновых кислот, включающий вё ртикапьно установленный цилиндрический корпус, содержащий реакционную камеру и расположенную под ней камеру генерировани  газовой фазы исходных продуктов, горизонтальную перфорированную перегородку со свободным сечением от 18 до 40%, установленную в нижней части реакционной камеры, средства дл  ввода жидкой фазы исходных продуктов в реакционную камеру и дл  вывода продуктов реакции из реакционной камеры, о тличающийс  тем, что, с целью повышени  качества получаемых фибридов за счет увеличени  их размеров и упрощени  конструкции, средство дл ввода жидкой фазы установлено по оси реакционной камеры на рассто нии от поверхности горизонтальной перфорированной перегородки, равном 0,1-0,4 высоты реакционной кгьмеры. 2.Реактор-фибридатор по п. 1, отлич ающийс   тем, что средство дл  ввода жидкой фазы выполнено в виде механической щелевой форсунки с углом раскрыти  выходного отверсти , равном 110-180°С, и высотой , равной 0,05 радиуса реакционной камеры. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Никифоров В.А. Разработка технологии синтеза полимеров методом поликонденсации в пенном режиме. Деп.ВИНИТИ № госрегистрации 74035815, инв. 5466424, 1976, с. 51.
2. 2.Авторское свидетельство СССР по за вке 2563805/26,кл.В 01 J 1/00, 1979.