Реактор

1178477 1Изобретение относится к оборудованию для получения и переработки полимерного материала и может быть использовано для непрерывного смешения вязких реакционноспособ ных компонентов, в производстве синтетических волокон, например волокна оксалон,Известно устройство для приготовления эмульсий, представляющее 30 собой комбинированный статический смеситедь и теплообменник. Устройство состоит из корпуса и размещенной в нем полой трубы, снаружи которой располагаются смесительные 15 элементы 1.Однако при непрерывном перемешивании вязких реакционноспособных материалов в таком устройстве происходит неудовлетворительное переме шиваиие из-за разности температур по сечению аппарата, что приводит к неоднородности реакционного процесса.Известен также технический сме ситель для вязких полимерных компо-. нентов, включающий корпус с рубашкой, по оси корпуса помещена полая труба. На трубе расположены поочередно секции со смесительными винтообразными элементами и секции с дополнительными смесительными элемен" тами, выполненными в виде параллельно расположенных пластин с радиальными вырезами, смещенными друг относительно друга 2.Данный смеситель может быть использован для непрерывного смешения вязких реакционно-способных комгэнентов. Однако применительно к процессу синтеза полимера для волокна оксалон имеет существейный недостаток - слабое радиальное перемешивание вязкого компонента. Параллельно расположенные пластины хорошо смеши" вают продукт в осевом направлении и недостаточно в радиальном. Тепло- обмен от пластин, играющих роль оребрения в радиаторе эффективен только при незначительном диаметре смесителя и, следовательно, небольшой производительности. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и эффекту является реактор, содержащий верти кальный цилиндрический корпус и размещенную по его центральной оси по" лую трубу со смесительными элементами в виде усеченных полых конусов, установленных поочередно большими и меньшими основаниями друг к другу 3.В этом смесителе исходные компоненты подвергаются многократному дроблению и слиянию потоков, имеющих низкую вязкость. При этом с помощью смесительных элементов материал приобретает вихревой характер течения с образованием турбулентных потоков в осевом направлении, параллельно теплопередающей поверхности аппарата. В радиальном направлении перемешивание происходит неудовлетв рительно, особенно вязких полимерных материалов. Это объясняется тем, что вязкий материал имеет только ламинарный характер течения, а для выравнивания температуры по сечению аппарата необходимо многократно направить отдельные потоки от стенок корпуса к центру и обратно. При недостаточном радиальном перемещении полимерный материал, нагреваясь у стенок, полимеризуется, утратив текучесть, а по центральной части коль цевого зазОра проходит к выходу из аппарата, не успев заполимеризоваться, при этом наблюдается проскок про дукта, т.е, не выдерживается время прибывания продукта, необходимое для проведения процесса. Целью изобретения является интен сификаяия процесса.Указанная цель достигается тем, что реактор, содержащий вертикальщч цилиндрический корпус и размещенную по его центральной оси полую трубу со смесительными элементами в виде усеченных полых конусов, установленных поочередно большими и меньшими основаниями друг к другу, дополнительно снабжен установленными соосно в каждом ряду размещенными один в другом полыми усеченными конусами, при этом на нижних в верхних основаниях конусов выполнены фигурные вырезы и каждый конус установлен по отношению к двум рядом расположенным конусам предыдущего ряда и к двум рядом расположенным конусам последующего ряда так, что вершины его выступов опираются на основания выступов одного предыдущего и одного последующего конусов, а основания его выступов - на вершины выступов1178 3следующих последующего ипредыдущего конусов.Наличие последовательных рядов полых конусов с фигурными вырезами у торцов, установленных друг в,дру- , ге, обеспечивает смешивание вязких мономеров за счет многократного дробления и слияние потоков содновременным интенсивным перемешиванием в радиальном направлении, равномерное нагревание мономера с градиантом температуры по сечению аппарата не более 3-4 .с получением полимераовысокого качества.На фиг. 1 изображен реактор, продольный разрез, на фиг. 2 - смеси- тельный элемент в виде усеченного полого конуса, на фиг. 3 - взаимное расположение насадок.Реактор содержит вертикальный цилиндрический коРпус 1 и рубашкой обогрева и размещенную по его цент, ральной оси полую трубу 2 со смеси- тельными элементами в виде усеченных полых конусов 3, установленных пооче- редно большими и меньшими основания 4774ется через штуцер 8. Проходя черезперфорированную перегородку 6, рас 1овор нагревается до 150-1 О С, равномерно распределяясь по сечениюаппарата, поступает в кольцевые зазоры между коническими полыми конусами 3, которые делят поток Растворана ряд параллельных концентричеСкихпотоков. В местах контакта конусов,предыдущего и последующего рядов каждый такой поток делится на два потока, а за счет фигурных вырезов4 и 5 на торцах полых конусов - намножесто струй, При этом струи соседних потоков, пересекаясь, слива"ются, проходят по кольцевым зазорампоследующего ряда конусов и далеепроцесс повторяется. На выходе изпервого ряда конусов поток делитсяна два, на выходе из второго - начетыре, из третьего - на восемьи т.д,На фиг. 1 справа стрелками пока-зан путь прохождения элементарногообъема продукта по длине аппарата,сопровождающийся осевым перемешива ми друг к другу. Реактор дополнительно снабжен установленными соосно в каждом ряду и размещенными один в другом полыми усеченными конусами; при этом на нижних и верхних основа" ниях конусов выполнены фигурные вырезы 4 и 5 и каждый конус 3 установлен по отношению к двум рядом рас 1положенным конусам предыдущего ряда и и к двум рядом расположенным конусам З 5 последующего ряда,так, что вершины его выступов опираются на основание выступов одного предыдущего и одного, последующего конусов, а основания его40 выступов - на вершины выступов следующих последующего и предыдущего конусов.В нижней части реактора усеченные полые конусы опираются на перфори-.45 рованную перегородку б. В верхней. части реактора установлена также перфорированная решетка 1. Реактор снабжен штуцером 8 для ввода мономера и 9 для вывода готового полимера.Реактор работает следующим обра" зомеПредварительно замешанный раствороолигомера при 50"80 С вязкостью 5-10 П, насосом под давлением подавием продукта.При анализе пути прохождения частицы продукта по сечению аппарата на фиг. 1 слева) видно, как частицы, находящиеся в центральной части сечения аппарата, перемещивают- ся в радиальном направлении, .доходят 4 . до теплопередающих поверхностей корпуса и центральной трубы и вновь возвращаются в центральную зону. Таким образом осуществляется эффект радиального перемешивайия.Готовый полимер вязкостью 3000 П, проходя сквозь перфорированнуюрешетку 7, выводится через штуцер 9. Таким образом, в процессе синтеза полимера оксалон одновременно, происходит смешивание вдоль апйарата за счет многократного дробления и слияния потоков и радиальное перемешивание.Использование предложенного реактора обеспечивает интенсификацию реакционного процесса и выравнивание градиента температур по всему сечению аппарата, что в конечном счете дает возможность получить. полимер высокого качества.1178477 Составитель А,Телесницкийактор Н.Горват Техред Ж-.КастелевичКорректо зман 585/8 Зак илиад ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж ВНИИПИ Г по дел 113035, сударственнм изобретениосква, ЖПодписноего комитета СССРй и открытийРаушская наб., д. 4/