Полимеризатор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ДОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство ССС9 682239, кл. В 01 О 1/22, 1978.2. Патент Англии 9 1288431,кл, В 1 В, 1972.3. Авторское свидетельство СССРВ 231529, кл. В 01 Р 7/28,. 1967.ф 4. Патент США 9 2507105 укл. 260-853, 1950.5. Патент ФРГ 9 1770281,кл. С 08 Г 7/08, 1977.54)(57) ПОЛИИЕРИЗАТОР, содержащий корпус с теплообменной рубашкой и перемешивающим устройством,.ВЦД 7 а 84. Д(59 В 01 Ю 19 18 у С 08 0 2 08 соединенный с ним циркуляциойныйконтур, винтовой. насос и технологические штуцера, о т л и ч а ющ и й с я тем,. что, с целью повышения качества целевого продуктаза счет обеспечения равномерноготемпературного поля и интенсификации теплообмена путем обеспечения радиального.перемешиванияреакционной массы, он снабжен установленным в циркуляционном контуре параллельно основному дополнительным корпусом с рубашкой и перемешивающим устройством, перемешивающие устройства выполнены ввиде полых цилиндрических роторов сшарнирно закрепленными на нихскребками, при этом рабочие и противоположные им кромки скребковрасположены по разные стороны шарнира, а ширина скребков большевеличины зазора между цилиндрическими поверхностями корпуса иротора.Изобретение относится к реакторам синтеза полимерных материалов, например бутилкаучука, и может быть использовано в качестве реакционного оборудования в. различных отраслях химической и нефтехимической промышленности,Известен роторный пленочный аппарат, содержащий вертикальный корпус, снабженный рубашкой, сепарирующее устройство и ротор .с шарнирно закрепленными лопастями, снабженными хвостовиками, на коицах которых установлены противовесы, соединенные между собой посредством гибкой тяги 13.Недостатками данного аппарата являются эарастание ротора и забивка сепарирующего устройства при ведении в нем процессов синтеза полимерных материалов.Известен пленочный испаритель, содержащий вертикальный корпус и ротор в виде полого цилиндра, на наружной поверхности которого с помощью множества спиц установленыскребки 23Однако этот аппарат позволяет обрабатывать продукты только за один проход, что невозможно при ведении процесса синтеза полимеров. Реакторы-полимеризаторы относятся к аппаратам фидеального смешения. Кроме того, наличие спиц ведет к эарастанию ротора при обработке продуктов, обладающих.адгезионными свойствами по отношению к конструкционным материалам.Известен полимеризатор для получения синтетических каучуков, содержащий охлаждаемый цилиндрический корпус и мешалку, выполненную в виде полого стакана, внутри которого соосно расположена верти кальная труба для ввода реационноймассы 3 3.Недостатком данного аппарата является то, что реакционная масса обрабатывается в нем в ебъеме, Приобработке вязких продухтов возникают значительные градиенты температур и концентраций реагентов по радиусу аппарата, что отрицательно сказывается на качестве целево" го продукта.Известен также полимериэатор, содержащий корпусы с рубашками, переточные.патрубки, перемешивающие устройства, винтовые насосы и технол Гические штуцеры, Один из корпусов выполнен в виде емкостного реакто- ра с мешалками, выполненными на одном валу, другой - в видеаппарата с внутренним циркуляционным контуром, образованным. трубчаткой. Один из винтовых насосов обеспечивает циркуляцию жидкости в одном из корпусов, второй - в полимери 65 корпуса и ротора. заторе в целом. Аппарат обладаетбольшой суммарной поверхностьютеплообмена 4 ).Недостатками такого полимеризатора являются отсутствие скребковых5 элементов и, как следствие,зарастание теплообменных поверхностей при обработке веществ с адгеэионнойспособностью, высокие градиенты температур и концентрациЯ10.реагентов в емкостном аппарате, высокая энергоемкость привода в "ап"парате с внутренним циркуляционнымконтуром.Наиболее близким к предлагаемому5 по технической сущности и достигаемому результату является реактор свнешним циркуляционным контуромдля суспензионной полимеризации,содержащий корпус с рубашкой и0 перемешивающим устройством, корпугв виде теплообменника, переточные патрубки, циркуляционный.насос, перемешивающее скребковоеустройство, расположенное в ре 5 акторе, технологические штуцеры.Аппарат может работать какнепрерывно, так и периодически.Суммарная поверхность теплообиена,большая,. циркуляция реакционнойма"сы обеспечивается насосом, поверхность теплообмена в реактореочищается скребками 53.Недостатками известного полимеризатора. являются высокий градиенттемператур и концентраций реагентовЗ 5 по радиусу емкостного аппарата,воэможность образования застойныхзон в теплообменнике.Все это значительно снижаеткачество целевого продукта,40Цель изобретения - повышение качества целевого продукта за счетобеспечения равномерного температурно поля и интенсификация теплообмена путем обеспечения радиальногоперемешивания реакционной массы.Поставленная цельдостигаетсятем, что полимериэатор, содержащийкорпус с теплообменной рубашкой и .50 перемешнвающим устройством, соединенный с ним циркуляционный контур,винтовой насос и технологическиештуцеры, снабжен установленным в,циркуляционном контуре параллельноосновному дополнительным корпусомс рубашкой и перемешивающим усто- ройством, перемешивающие устройствавыполнены в виде полых цилиндрических роторов с шарнирно закрепленными на них скребками, при этом60 рабочие и противоположные имкромки скребков расположены по разные стороны шарнира, а ширинаскребков больше величины зазорамежду цилиндрическими поверхностями1074584 На фиг.1 показана принципиальнаясхема полимериэатора; на фиг.2схема расположения скребков и ихомывание потоком.Аппарат содержит два корпуса 1с теплообменными рубашками, переточные трубы 2, соединяющие корпусы между собой, перемешивающиескребковые устройства 3, выполненные в виде геРметичных цилиндров. 4,на наружных поверхностях которыхустановлены скребки 5, осевой насос. 6, обеспечивающий циркуляцию жидкости. в контуре, образованном корпусами 1,и переточными трубами 2,приводы 7, обеспечивающие работуперемешивающих устройств 3 и осевого насоса 6, технологическиештуцеры 8 для ввода шихты,катализатора и вывода полимеризата.,Скребки 5 крепятся к герметичномуцилиндру 4 с помощью шарнирных креп.лений 9.Полимеризатор работает следующим образом.Шихта и. катализатор подаются непрерывно через штуцеры 8 под осевой насос 6, где интенсивно. сме-,шиваются и поступают в реакционныйобъем. Реакционный объем образовандвумя кольцевыми зазорами междукорпусами 1 и герметичными. цилиндрами 4. При внутреннем диаметрекорпуса 1, равном 1,6 м, величиназазора Ь не превышает.0,1 м. Этопозволяет получить довольно высокий градиент тангенциальных скоростей в кольцевых зазорах между цилиндрическими поверхностями, однаиэ которых неподвижная. Дополнительно вращательное движение итурбулизация жидкости.обеспечива 1 отся за счет обтекания реакционноймассвй скребков 5. Циркуляция среды в замкнутом циркуляционном контуре обеспечивается осевым насосом 6. 4Так как площадь живого сечения колицевого зазора в корпусе полимеризатора значительно меньше живыхсечений емкостных аппаратов, осевые скорости жидкости в зазорах до-,статочно велики. Все это обеспечивает интенсивный отвод тепла. Засчет малой толщины слоя жидкостипо радиусу аппарата поддерживаетсянебольшой перепад температур в 1 О реакционном объеме, что очень важ"но при синтезе таких полимеров, ..как бутилкаучук.Вытеснение реакционного объемаперемешивающим устройством, вы полненным в виде герметичного цилиндра, позволяет снизить осевыенагрузки на подшипниковые узлы.Центрирование перемешивающих устройств с.учетом их малых чисел оборотов также обеспечивается жидкостью,проходящей по кольцевому зазору.На фиг. 2 показана схема уста,новки скребка и принципиальне распределение лобовогр давления Р 25 со стороны жидкости на скребок. Пообе стороны от шарнирного крепления 9 возникайй" моменты вращения,противоположные по знаку. Это снижает усилие прижатия скребка к .корпусу и уменьшает их взаимный износ. Ширина скребка, большая величины кольцевого зазора между корпусоми герметичным цилиндром, гарантиЗ 5 рует отсутствие высоких градиентовтемператур за счет подрезания пограничного теплового слоя. В аппарате высокая удельная поверхностьтеплообмена повышает его проиэво дительность. В полимеризаторе отсутствуют застойные зоны, поверхности теплообмена очищаются, осеваяскорость жидкости по сечениям кор"цусов практически постоянная.1074584иСоставитель А.Мишкин Редактор С.СаЕнко ТехредТ,Фанта Корректор А.Зимокосо Заказ 428/8 Тираж 533 Подписно ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП фПатент, г. Ужгород, ул. Проектная