Реакционный аппарат

(71) Нау "Ленни (72) В. ченков (56) Авт В 1683 22 2 кции при- полкого арат ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(54 РЕАКЦИОННЫЙ АППАРАТ (57) Использование: проведение реа полимеризации жидких мономеров в сутствии катализатора, например, для учения полипропилена в среде жид мономера. Сущность изобретения; апп Изобретение относится к реакционным аппаратам с перемешивающими устройствами для проведения в них, например, процессов диспергирования, суспендирования, может найти широкое применение в химической, нефтехимической, медицинской и других отраслях промышленности,Цель изобретения - повышение эффективности работы и сокращения габаритов.Указанная цель достигается тем, что в аппарате, содержащем трубные секции с теллообменными рубашками, сообщенные верхним и нижним концами с циркуляционной трубой, два винтовых перемешивающихся устройства, трубные секции выполнены в виде спирали, витки которой расположены по ломаной линии друг над другом, а нижний конец циркуляционной трубы сообщен со спиралью посредством смесителя, в корпусе которого установлены соединенные с циркуляционной трубой параллельные патрубки, а которых раэмещесодержит трубные секции с теплообме ми рубашками, отстойник и смеситель скуляционной трубой и винтовперемешивающими устройствами. Трубные секции выполняются в виде спирали, слитки которой расположены по ломаной линии друг над другом, Нижний конец спирали сообщен с корпусом смесителя, а верхний - с отстойником, образуя замкнутый циркуляционный контур. В смесителе размещена циркуляционная труба и винтовые перемешивающие устройства, помещенные в отдельные патрубки, соединенные в циркуляционную трубу. Подвод среды в отстойник осуществляется тангенциально через боковую стенку. 1 з,п.ф-лы, 3 ил., 1 табл. Я ны винтовые перемешивающие устройства, в общую спиральную трубу, нижний конец которой сообщен со смесителем, а верхний сообщен с отстойником, образуя замкнутый циркуляционный контур.Смеситель снабжен по крайней мере двумя перемешивающими устройствами, размещенными в отдельных патрубках, соединенных в общую внутреннюю циркуляционную трубу, из которой через внешнюю трубу среда подводится в отстойник тангенциально через боковую стенку. Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый аппарат отличается тем что трубные секции выполнены в виде разомкнутых многоугольников, расположенных друг над другом и соединенных со смесителем и отстойником образуя замкнутый циркуляционный контур.На фиг.1 схематично изображен аппарат, общий вид; на фиг.2 - то же, вид в плане; на фиг.3 - график зависимости времени го 1830276могениэации от скорости рабочей средыт= Х(в): а - по предлагаемому решению,Ь - по авт.св, Я 1683810; с - по патенту СШАВ 3248179.Аппарат содержит горизонтальные 5трубные секции 1 с теплообменными рубашками, выполненные в виде спирали виткикоторой расположены по ломаной линиидруг над другом, Концы спирали сообщеныс циркуляционной трубой, соединяющуюсмеситель 3 с отстойником 4 электродвигатели 5 с винтовыми перемешивающимиустройствами 6 каждое из которых расположено в отдельных патрубках 7 соединенныхв корпусе смесителя в общую циркуляционную трубу 2, Верхний конец 8 циркуляционной трубы сообщен со спиральюпосредством отстойника 4, ввод трубы в отстойник 4.Аппарат работает следующим образом. 20Включаются двигатели 5 винтовых перемешивающих устройств 6. В смесителе 3создается циркуляция перемешивающимиустройствами 6, каждое из которых осуществляется всасывание в соответствующий 25ему патрубок 7, и затем среда подается изкорпуса смесителя 3, патрубков 7 в вертикальную циркуляционную трубу 2 и далеечерез верхний конец 8 в отстойник 4 и втрубные секции 1; изогнутые по ломаной 30линии. установленные друг над другом исоединенные между собой последователь,но в спираль. Затем среда возвращаетсяобратно в смеситель 3За счет вращения встроенных винтовых 35перемешивающих устройств 6, выполняю-щих роль встроенных насосов и одновременно перемешивающих устройств всмесителе 3 среда перемешивается интенсивно и нагнетается в циркуляционную трубу 2,Благодаря тому, что каждое перемешивающее устройство 6 расположено в отдельных патрубках 7, которые соединяются вобщую циркуляционную трубу 2, то при вращении перемешивающих устройств, создаются оптимальные условия входа потока навинтовые перемешивающие устройства, чтопозволяет увеличить коэффициент полезного действия винтовых перемешивающих устройств, скорость циркуляции рабочейсреды в циркуляционных трубах, в смесителе и в отстойнике при уменьшенных затратах мощности на перемешивание,увеличить интенсивность перемешивания, 55Благодаря тому, что верхний конец 8введен тангенциально в боковую стенку отстойника 4, в нем возникает закручиваниепотока, и соответственно интенсификацияперемешивания, Особенно эффективна такая закрутка потока рабочей среды, содержащей твердые частицы, т.к, не происходит осаждение твердых частиц на днище аппарата, уменьшается неравномерность распределения твердой фазы по высоте аппарата-отстойника, увеличивается интенсивность перемешивания многофазныхсред.В случае аварийной остановки одного из винтов, но при работающем втором винте, рабочая среда будет все равно циркулировать в многоугольниках, соединенных в спираль, и не произойдет осаждения твердой фазы. Так как трубные секции аппаратавыполнены в виде ломаной линии и установлены по высоте друг над другом, то это позволяет значительно увеличить скоростирабочей среды и сократить габариты аппарата, Особенно это важно для аппаратов большого объема, Так для аппарата РГ 55- 5,0 объемом 55 и для производства полипропилена на МНПЗ. высота аппарата уменьшается до 10 м, при ширине многоугольников 5 м,Для аппарата того же объема по а.с. Ь 1683810 высота аппарата составит 56 м, т.е. высота аппарата по предлагаемой заявке снижена более чем в 5 раз по сравнению с аналогом, снижены габариты аппарата, Это увеличивает надежность аппарата, осооенно большого объема, т,к, уменьшаются ветровые нагрузки на аппарат, уменьшается металлоемкость, облегчаютСя условия обслуживанияБлагодаря тому, что среда движется в трубных секция аппарата, выполненных в виде многоугольников, соединенных в общую спираль, то из-за поворотов многоугольников и уменьшения проходногосечения увеличивается скорость и интенсивность перемешивания, возникает увеличение мелкомасштабных пульсаций, увеличение коэффициентов массоотдачи и соответственно сокращение времени реакции, т.е. увеличение производительности аппарата. На фиг.З и в таблице приведены сравнительные расчетные данные по скорости рабочей среды и времени перемешивания (гомогенизации) для петлевого),аппарата а,с. М 1683810 и для реакционного аппарата по предполагаемому решениювместимостью 200 л,Как видно из фиг.З время гомогенизации (время достижения равномерной концентрации), для аппарата по предлагаемому решению меньше в 2,5 раза по сравнению саппаратом по а.с. Ь 1683810 при равныхмощностях привода и обьемных аппаратов 200 л при увеличенной скорости рабочей среды в 2 раза, 1830276Это может быть объяснено следующим,Скорость рабочей среды (в) и кратность циркуляции Кч увеличивается вследствиеуменьшения проходного сечения среды, выполнения аппарата в виде многоугольников, установленных по высоте друг наддругом, и соединенных .в общую спиральную трубу, а т.к, время гомогенизации гобратно пропорционально кратностициркуляции т = ( ), то с увеличением крат 1Куности циркуляции уменьшается время гомогенизации, и соответственно увеличиваетсяпроизводительность аппарата,Ф о р мул а изобретения1. Реакционный аппарат, содержащийтрубные секции с теплообменными рубашками, сообщенные верхним и нижним концами с циркуляционной трубой, два винтовых перемешивающих устройства, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности в работе и сокращения габа ритов, трубные секции выполнены в видеспирали, витки которой расположены по ломаной линии друг над другом, а нижний конец циркуляционной трубы сообщен со спиралью посредством смесителя, в корпу се которого установлены соединенные сциркуляционной трубой параллельные патрубок, в которых размещены винтовые перемешивающие устройства.2. Аппарат по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я 15 тем, что верхний конец циркуляционнойтрубы сообщен со спиралью посредством отстойника, приатом ввод трубы в отстойник выполнен тангенциальным,, ул, Гагарина Заказ 2510 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж-ЗБ, Рауаская наб., 4/б