Трубчатый реактор для получения полимеров в расплаве

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН. 11 в 0 оизводствоя", 1977,одство976 Ф СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СС ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ.ЯО 1039 РЕАКТОР ДЛЯ В В РАСПЛАВЕ, сопатрубками вводаи размещенное коаку патрубка ввода о для выравнивания рофиля скоростей я массы расплава,штока с закреппендикулярно оси.а ю щ и й с я тем, ышения эффективности овышения надежносства продукта, ля выравнивания по иля скоростей ламассы расплава Я 4)где- общая,ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРОдержащий корпус си вывода продуктосиально в корпусепродукта устройстпо сечению трубы пламинарного теченвыполненное в виделенными .на нем педисками, о т л и ччто, с целью повработы реактора, пти процесса и качдлина устройства дсечению трубы профминарного течения.составляет (0,3-0длина корпуса.ФИзобретение относится к конструкцмм трубчатых реакторов, применяемыхв непрерывных процессах полученияполимеров в расплаве, преимущественно получение полиамидов методом гидролитической полимериэации лактамов, например в получении полиамидагидролитической полимеризацией ы - додекалактама, или получение полиамида-б гидролитическойполимериэацией Е -капролактама, а 10также сополимеров на их основе.Известны трубчатые и колонныереакторы, в которых для выравниванияпрофиля скоростей применяется устройство в виде установленных поперек 15колонны на разных уровнях несколькихрядов трубок, имеющих поперечноесечение в виде призмы. По трубкамциркулирует теплоноситель, а расплавпротекает в зазоре между боковымистенками трубок (1 .Недостатком такой конструкцииявляется сложность и малая эффективностьНеравномерный профиль скоростейотрицательно сказывается на качествеполучаемого полимера из-за разноговремени пребывания отдельных элементов .потока в аппарате, Поэтому приходится значительно увеличивать егодля выравнивания качественных показателей всех частиц расплайа, чтоэквивалентно увеличению объема реактора. В результате эффективностьработы реактора падает, т.е. падает уего удельная производительность, 35уменьшается надежность ведения процесса в заданном интервале времени,понижается качество продукта.Известны реакторы, в которых длявыравнивания профиля скорости применяют ввод внутрь колонны мешалок свнешним приводом: мешалки выполненыв виде перпендикулярных оси валадисков с отверстиями 123.Однако такие конструкции аппаратов сложны в эксплуатации в связис их значительной высотой и наличиемдвижущихся частей и подшипников,находящихся .в расплаве при высокойотемпературе (выше 250 С),50Известна конструкция аппарата,где поток расплава протекает междукоаксиальными цилиндрами, в кольцевом пространстве между которыми расположены змеевики из трубки. Змееви"ки играют роль винтовых вставок иулучшают профиль скоростей 3 .Однако объем такого аппаратаболее чем вдвое больше объема колонны. Сложность этого аппарата заключается в том, что размещать выравнивающее устройство в трубчатом иликолонном реакторе нетехнологично.Наиболее близким к изобретению,по технической сущности и достигаемому результату является конструкция 65 колонного аппарата с неподвижными выравнивающими устройствами, выполненныщи в виде дисков, закрепленных на центральном стержне, Диски установлены перпендикулярно оси аппаратаили под разными углами к ней, Этоустройство с дисками расположенопрактически по всей высоте аппарата.Стержень с дисками центрируетсявверху и внизу аппарата 4 3,Недостатком прототипа являетсянизкая эффективность работы реакторас этим устройством для выравниванияпрофиля скоростей. Низкий эффектвызван плохим выравниванием по сечению трубы профиля скоростей движениярасплава, что отрицательно сказывается на надежности процесса и на.качестве получаемого продукта. Крометого, устройство довольно громоздкое,учитывая, что оно расположено повсей высоте аппарата.Цель изобретения - повышениеэффективности работы реактора, повышение стабильности процесса и качества продукта,Поставленная цель достигаетсятем, что в трубчатом реакторе дляполучения полимеров в расплаве,содержащем корпус с патрубками ввода и вывода продуктов и размещенноекоаксиально в корпусе у патрубка,ввода продукта устройство для вырав-, нивания по сечению трубы профиля скоростей ламинарного течения массы расплава, выполненнЬе в видештока с закрепленными на нем перпендикулярно.оси дисками, длина устройства для выравнивания по сечению трубы профиля скоростей ламинарного течения массы расплава составляет (0,3-0,4) где- общая длина корпуса.На чертеже показан трубчатый реактор для получения полимеров в раснлаве.Трубчатый реактор имеет корпус 1 с наружной рубашкой 2, в которую теплоноситель поступает через штуцер 3, а выходит через штуцер 4. Трубчат тый реактор имеет также штуцер 5 для ввода расплава реакционной смеси и штуцер б для вывода расплава продукта. Устройство для выравнивания по сечению трубы. профиля скоростей ламинарного течения массы расплава состоит из сплошных дисков 7, закрепленных на штоке 8 перпендикулярно его оси, Устройство размещено коаксиально в корпусе реактора и закреплено в крышке 9 реактора у патрубка ввода 5. Другой конец штока центрируется внутри трубы с помощью известных элементов, не препятствующих протеканию жидкости, например с помощью тонкого кольца 10 с тремя спицами, расположенными под углом 120 град. друг к другу. Шток 8 может1039548 Составитель Г. ЭненштейнРедактор Т. Веселова Техред Ж.Кастелевич КорректорАе Тяско Заказ 6776/5 Тираж Яу ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 центрироваться и в промежуточных точках. Отбор проб продукта на анализ для определения эффективности работы. реактора производится через пробоотборник 11. Длина реактора определя ется, исходя из необходимого для про-. ведения реакции времени, зависящегосвою очередь от объемного расходаидкости, т.е. от средней скорости течения массы по трубе,. Диск 7 устройства для выравнивания 10 профиля скоростей имеет. предпочтительно диаметр, равный 0,6 внутреннего диаметра трубы, расстояние между дисками равно 40-50 внутренним диаметрам трубы. 15Устройство работает/следующим образом. /Расправ лактама в смеси с необходимыми компонентами поступает под давлением в трубчатый реактор через 2 р .штуцер 5. В фреакторе при нагревании протекает реакция гидролитической полимеризации, Нагрев обеспечивается подачей теплоносителя в рубашку 2 через штуцер 3 и выводом его через Штуцер 4 Масса расплава, Поступая, в трубчатый реактор, движется по нему в ламинарном режиме, Быстрые частицы расплава, которые двигаются вдоль оси реактора и в приосевой зоне, тормозятся дисками 7, благодаря чему профиль скоростей в сечении трубы выравнивается. Полимер выходит из.реактора через штуцер 6, где про-йзводится отбор проб на анализ через Фобоотборник 11. . 35Как показывают данные экспериментальных исследований, при длине устройства со сплошными дисками, равной (0,3-0,4)Б прис =1,6-2,0 л/ч,. достигается на выходе из реактора заданная степень превращения 0,985- 0,990 и при дальнейшем увеличении длины устройства степень превращения практически не растет, но зато конструкция устройства и реактора усложняются. В реакторе применяется выравнивающее устройство именно со сплошными дисками. Монтаж, и особенно, демонтаж устройства с перфорированными дисками сложны. Это связано с тем, что монтаж и демонтаж необходимо вести при разогретом реакторе (примерно, 200 С), так как полиамид, оставшийся в нижней части сечения трубы после слива расплава из реактора, застывает (т.пл. полиамида 12 около 180 С) и диски заклинивают вследствие того, что их диаметр равен практически внутреннему диаметру трубы. В устройстве со сплошными дисками, диаметр которых равен 0,5-0,6 внутреннего диаметра трубы, этот процесс упрощается.Кроме того, сплошные диски более полно выравнимают профиль скоростей.Расстояние между дисками, как показывают эксперименты, целесообразно выбирать из следующей зависимости:- 38 - 52,0 вн где 6 - расстояние между дисками; Зз- внешний диаметр корпуса реактора,что позволяет значительно повысить качество продукта.