Реактор

СОЮЗ СООЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 4 р 11 В 01 .1 19/18 САНИЕ ИЗОБРЕТЕ Я".згВ,ъ К АВТО УС ТЕЛЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(72) В,В. Консетов, Ю.В. Кокотов,Э.А, Яновский (СССР), Герхард Каменци Вольфганг Бейме (ГДР)(71) Охтинское ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени научно-производственное объединение(56) 1. Патент ФРГ В 2504926,кл. С 08 Р 2(00, опублик. 1976.2. РТМ 26-01-90-76. Аппараты смеханическими перемешивающими устройствами вертикальные. Метод расчета.М., 1976. 801106064 А(54) (57) РЕАКТОР, содержащий корпус,днище, рубашку, центральную мешалку,расположенную на расстоянии от днищана 0,4-1,0 диаметра мешалки, и размещенные по периферии корпуса параллельно его оси змеевиковые теплообменники, о т л и ч а ю щ и й с я темчто, с целью повышения производительности реактора за счет интенсификации перемешивания и теплообмена, отношение шага змеевика к разности шагазмеевика и диаметра трубки составляет0,6-1,5 отношения высоты змеевикак его диаметру,Изобретение относится к реакторамдля проведения химических реакцийпри интенсивном теплонцделении, вчастности к реакторам, пригоднымдля суспензионной полимеризации олеФинов.Известен реактор для полимеризации, состоящий из корпуса и заключенных в нем многорядного перемешивающего устройства и теплообменников,10представляющий собой вертикальные игоризонтальные расположенные междумешалками плотные пучки оребренныхЧ-образных трубок 1. При этом развивается значительная теплообменнаяповерхность. Однако наличие в аппарате горизонтальных пучков трубок,расположенных между мешалками, приводит к образованию застойных зон изначительному снижению интенсивности роперемешивания. Кроме того, при обтекании поперечным потоком плотногопучка трубок скорость обтекания внутренних трубок пучка и коэффициент.теплоотдачи к ним значительно сни- джаются.Наиболее близким к предлагаемомуреактору по технической сущности идостигаемому эффекту является аппарат, имеющий корпус с рубашкой,ЗОцентральную мешалку, расположеннуюна расстоянии 0,4-1,0 ее диаметраот днища аппарата, и теплообменныесекции в виде одийочных змеевиков,установленные по периферии параллельно оси аппарата 23.В данномустрой- З 5стве создаются лучшие условия дляперемешивания и теплообмена, чем вописанном вьппе.В данном аппарате полностью отсутствуют данные о геометрических характеристиках змеевиков (диаметр,высота, шаг змеевика, диаметр трубкии т.д., а также их соотношение), Однако при воспроизведении реактора всоответствии с прототипом было не 45ожиданно установлено, что одновременная интенсификация перемешивания итеплообмена, необходимая, напримердля проведения процессов супензионнойполимеризации олефинов, может бытьдостигнута только при определенномсоотношении между геометрическимихарактеристиками змеевиков, В результате исследований было установлено,что увеличение площади поверхноститеплообмена за счет повьппения плотности навивки змеевика приводит к образованию застойных зон и снижению интенсивности перемешивания. В то же время уменьшение времени гомогениэации, необходимого для многих процессов, может быть достигнуто путем уменьшения плотности навивки змеевиков, но в этом случае уменьшается поверхность теплообмена, определяющая производительность реактора, а при дальнейшем снижении плотности навивки змеевиков время гомогенизации вновь возрастает.Целью изобретения является повышение производительности реактора за счет интенсификации перемешивания и теплообмена.Поставленная цель достигается тем, что в реакторе, содержащем корпус, днище, рубашку, центральную мешалку, расположенную на расстоянии от днища 0,4-1,0 диаметра мешалки, и размещенные по периферии корпуса параллельно его оси змеевиковые теплообменники, отношение шага змеевика к разности шага змеевика и диаметра трубки составляет 0,6-1,5 отношения высоты змеевика к его диаметру,При этом предпочтительным с точки зрения интенсификации переиешивания является расположение нижней границы змеевика ниже нижней границы лопасти мешалки.Теплообменные секции могут быть выполнены в виде двух-четырех концентрически расположенных змеевиков. При этом оптимальным для теплообмена является случай, когда витки соседних змеевиков каждой секции смещены один относительно другого по вертикали на половину шага навивки. На чертеже схематически изображен реактор,Реактор имеет корпус 1, днище 2, центральную мешалку 3, установленную на расстоянии 0,4-1,0 ее диаметра от днища, рубашку 4 и расположенные по периферии реактора теплообменные секции 5 в виде змеевиков, установленных параллельно валу б в мешалке 3 и имеющих отношение шага к разности шага навивки и диаметра трубки, рав" ное 0,6-1,5 отношения высоты змеевика к его диаметру.Устройство работает следующим образом.При вращении мешалки 3 теплообменные секции 5 резко тормозят окружную скорость отбрасываемого мешалкой радиального истока жидкости, что приводит к турбулизации потока и по3 11060 б 4 4вышению интенсивности перемешивания полнении в конструкции устройстваи теплообмена. При этом в аппарате указанного выше соотношениявозникает интенсивная осевая циркуля- Таким образом, по сравнению с про"ция перемешиваемой среды за счет тотипом реактор по изобретению поподсоса жидкости го внутренним час-зволяет на 15-207 увеличить коэффитям змеевиков в зону пониженного циент теплоотдачи и в 1,5-2 разадавления вблизи мешалки, а на осевую уменьшить время гомогенизации, когдациркуляцию накладывается пронизываю- производительность реактора лимитищий змеевики окружной поток, скорость руется отводимым тепловым потоком,которого близка к осевой. О а для обеспечения надежной работыреактора необходимо обеспечить интенПри проведении экспериментальных сивное перемешивание во всем реакисследований было установлено, что ционном обьеме, например, при суспентакая структура потоков жидкости, зионной полнмеризации олефинов произобеспечивающая максимальную интен водительность данного реактора посивность перемешиваниц и теплообмена, сравнению с прототипом выше на 15 может быть получена только при вы,Редактор П. Горькова Техред Л.Коцюбняк Корректор,В. БутягаЗаказ 2883/5 Тираж 541 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4