Тонкослойный полимеризатор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ИЯ ДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(54) (57) 1. ТОНКОСЛОЛНЫЛ ПОЛИМЕРИЗАТОР, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с теплообменной рубашкой, крышку, днище, ротационное устройство, патрубки ввода исходных высоко- и низкокипящего компонентов и вывода целевого продукта и технологические штуцеры,Я 01153941(я) В О Р 1/22 отличающийся тем, что, с целью повышения качества целевого продукта и снижения энергоемкости привода, полимеризатор снабжен закрытым, расположенным в верхней части корпуса наружным кольцевым карманом с отверстиями, выполненными в корпусе на одном уровне, при этом патрубок ввода высококипящего компонента расположен ниже уровня отверстий.2. Полимеризатор по п, 1;отличающийся тем, что патрубок ввода низкокипящего компонента расположен диаметрально противоположно патрубку ввода высококипящего компонента, выходное отверстие которого расположено ниже уровня отверстий в кармане,1153941 Составитель А. Лиханов Техред И, Верес Корректор В. Синицкая Тираж 659 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ПИП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4Редактор Л. ЗайцеваЗа каз 2566/5 Изобретение относится к реакционному оборудованию для синтеза полимерных материалов и может быть использовано в различных тепломассообменных процессах химической технологии.Цель изобретения - повышение качества целевого продукта и снижение энергоемкости привода.На чертеже показана принципиальная схема аппарата.Аппарат содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с теплообменной рубашкой, крышку 2, ротационное устройство 3 с лопастями. Верхняя часть 4 корпуса аппарата выполнена большего диаметра, а элемент 5 в виде короткой цилиндрической обечайки является как бы продолжением внутренней поверхности корпуса и образует между верхней частью 4 корпуса и крышкой 2 кольцевой карман. Штуцер 6 для ввода основного исходного реагента установлен тангенциально по отношению к элементу 5. Штуцер 7 для ввода низкокипящего реагента расположен внутри кармана между элементом 5 и верхней частью 4 корпуса В элементе 5 на одном уровне по периметру выше нижних срезов штуцеров 6,и 7 выполнены отверстия 8. Теплообменная рубашка снабжена штуцерами 9 и 10 для ввода и вывода теплоносителя. В днище аппарата имеется штуцер 11 для выхода целевого продукта.Аппарат работает следующим образом.Исходные реагенты подаются в верхнюю часть полимеризатора, причем основной мономер вводится через штуцер 6 и распределяется по внутренней поверхности элемента 5 и корпуса 1 лопастями ротационного устройства 3. Низкокипящий реагент вводится через штуцер 7 вовнутрь кармана между элементом 5 и верхней частью 4 корпуса. В момент пуска полимеризатора жидкий низкокипящий мономер выполняет полость кармана до уровня отверстий 8, по которым он перетекает на внутреннюю поверхность элемента 5, где смешивается с основным мономером, В результате реакции синтеза выделяется тепло, что приводит к разогреву реакционной массы. Тепло через цилиндрическую обечайку элемента 5 передается низко- кипящему компоненту, что приводит к его испарению. Образовавшийся пар через отверстия 8 поступает в верхнюю часть аппарата. Полимеризат стекает вниз под действием силы тяжести, Корпус 1 полимеризатора снабжен теплообменной рубашкой, куда подается хладагент. Температура стекающего полимеризата ниже температуры паров низкокипящего компонента за счет теплоотвода к хладагенту, поэтому происходит конденсация паров на поверхности тонкого слоя полимеризата. Стекающая жидкость непрерывно перемешивается лопастями ротационного устройства, что способствует лучшему смешению реагентов и интенсифицирует теплообмен. Целевои продукт выводится через штуцер 11.Основными преимуществами предлагаемого тонкослойного полимеризатора являются хорошее смешение исходных компонен тов и небольшая энергоемкость привода, таккак качественное смешение достигается не путем интенсивного механического перемешивания, а за счет развития поверхности контакта исходных реагентов. Даже в том случае, когда низкокипящий реагент вводится в аппарат в малом количестве, он переводится в паровое состояние, при этом его объем увеличивается примерно в тысячу раз, а конденсация пара происходит по всей поверхности тонкого слоя основного мономера. Ра зогрев реакционной массы и испарение низкокипящего реагента осуществляются за счет тепла реакции.Работу полимеризатора можно пояснитьна примере синтеза низкомолекулярных каучуков, где в качестве одного из реагентов используется окись этилена. Присоединение окиси этилена составляет 1 - 5/о от общего количества реагентов. Окись этилена является низкокипящим компонентом по отношению к мономеру. Для получения качественного каучука необходимо эффективное смешение окиси этилена с мономерами, так как время реакции незначительно. В этом случае целесообразен перевод окиси этилена из жидкой фазы в паровую с последующей ее конденсацией на тонком слое мономеров.4 О Мономеры вводятся с температурой меньшей, чем температура кипения окиси этилена, и поэтому часть реакционного тепла расходуется на разогрев реакционной массы.В дальнейшем полимеризат охлаждается за 45 счет подвода в рубашку аппарата хладагента до температуры меньшей, чем температура кипящей окиси этилена, что вызывает конденсацию паров. Смешение конденсата с мономерами обеспечивается лопастями ротационного устройства, и оно весьма эффективно ввиду тонкого слоя мономеров.