Тепломассообменный аппарат

(54) ТЕПЛОИАССООБИЕННЫЙ АППАР еИзвестен массообменный пленочныйаппарат, представляющий собой вертикальную трубу (одну илн несколько)вкоторую из верхней части аппаратасмесь реагирующих жидкостей протекает через верхние кромки, образуяпленку на внутренней ее поверхности,нагреваемой до нужных температуртеплоносителем, подаваемым в наружную рубашку 1.,ат, обе о удале продуктйИзобретение относится к тепло- Однако такой массообмеиный аппарати массообменной аппаратуре с пленоч- характеризуется малым временем пребыным режиькм, а именно к пленочным вания реагирующих жидкостей в апнвра-;аппаратам, предназначенным для про- те, малым гидравлическим сопротивлеведення процессовтребующих эек- , нием и малым количеством удерживативного подвода тепле, кратковремеи ф мой жидкости, а кроме того, сложиного пребывания продуктов в эона кон- стью создания устойчивой пленки и,такта и эффективного удаления выде- следовательно, ненадежностью в рабоапщцейся при контакте агрессивной те.газовой нли паровой Фазы, например Наиболее близким по техническойдля проведения процессов этери 4 жка 6сущности к предлагаемому аппарату явции хлорсиланов оксимами, спиртами, ляется аппарат для проведения теплокислотами и т.д. массообменных процессов, предстаяляющий собой цилиндрический корпус срасположенными внутри него коитакт 1ными тарелками, снабженными тепломассообменными элементами, и коаксиально установленным стаканом, ие доходящим до дна, проходящим через та 26релкн и снабженным окнами для выходаотпаренных веществ 2 ),Однако известный аппар спечивая возможность быстрог нияагрессивных газообразных ов865309 из реакционной массы из каждой реакционной ячейки, характеризуется сложностью используемых элементов и эксплуатации, Так, обогрев реакционнойсмеси в нем производится тепломассооб 5менными элементами, расположеннымипод враждой тарелкой внутри аппарата,что создает трудности в поддержанииопределенного температурного режимапри его эксплуатации, Отвод газообразных продуктов осуществляется ваппарате лищь с поверхности тарелокчерез окна стакана, площадь сечениякоторых сравнительно невелика.Кроме того, тепломассообменныепроцессы в известном аппарате протекают на тарелках не в:пленке, а в,слое жидкости, что ухудшает условиявыделения газообразных продуктов изреакционной массы, При проведении20пропессов зтерификации хлорсилановоксимами возможно образование смолообразных продуктов, которые тяжелеереакционной массы нерастворимы в нейи способствуют осмолению целевых про 2дуктов. При этом в аппарате смолообразные примеси могут. застаиватьсяъна тарелках и нарушать нормальный режим работы аппарата. Поэтому аппараттакой конструкции непригоден для про 30ведения процессов этерификации хлорсиланов, например, оксимами.Цель изобретения - интенсиФикацияпроцесса за счет создания устойчивойпленки, быстрого вывода продуктовконтакта и упрощения конструкции.Указанная цель достигается тем,что в тепломассообменном аппарате корпус снабжен спиральными элементами,установленными по его внутренней поверхности, а элементы для вывода40продуктов контакта выполнены в видеполых. усеченных конусов, закрепленныхна спиральных элементах,При этом устройство для обогреваустановлено с наружной стороны корпуса.На фиг. 1 схематично изображенпредлагаемый аппарат, общий видфнафиг. 2 - разрез А-А на Фиг,1; наФиг. 3 - спираль; на фиг. 4 - то же, 50вид сверху. Аппарат представляет собой цилиндр 1 с рубашкой 2, снабженный штуцерами 3 и 4 для ввода жидкости, штуцера ми 5 и 6 для вывода жидкости и газов, а также штуцерами 7 и 8 ввода и вывода теплоносителя. В нижней части цилиндра установлейусеченный конус 9 и на нем поочереднораспололожены спирали 10 и такие жеусеченные конусы.Высота усеченных конусов равна 12 диаметрам цилиндра, высота спирального элемента равна 0,5-2 диаметрацилиндра, Верхние отверстия в усеченых конусах равны 1/4 -1/2 диаметраоснования усеченного конуса. Зазормежду стенкой цилиндра и основаниемусеченного конуса равен 1-5 мм, Зазормежду наружным диаметром спиральногоэлемента и внутренним диаметром цилиндра составляет 0,1-1 мм.Предлагаемый аппарат работает следующим образом,Исходные жидкие компоненты подаютчерез щтуцеры 3 и 4 на верхний усеченный конус аппарата, Жидкость стекает по его поверхности к обогреваемой внутренней поверхности аппарата,В зазорах между спиралями и внутреннсй поверхностью аппарата по всей егодлине происходит формирование пленкижидкости, которая постепенно стекаетвниз. В образующейся пленке происходитинтенсивное нагревание, смещение ивзаимодействие исходных реагентов,Выделяющиеся газообразные и парообразные продукты реакции при помощиусеченных конусов направляются из зоныреакции к центральной части аппарата,проходят через верхние отверстия вних и далее через штуцер б непрерывно выводятся из аппарата,Жидкие продукты реакции непрерывноудаляются иэ нижней части аппаратачерез штуцер 5, В процессе работы капли жидкости, образующиеся при ее вскипании в зазорах между спиральнымиэлементами и внутренней поверхностьюаппарата, попадают на усеченные конусы и стекают к обогреваемой поверхности аппарата, Образующиеся смолообразные продукты легко смываются состенок аппарата реакционной массой иудаляются вместей с ней,Предлагаемый аппарат дает возможность легко получать устойчивую пленку жидкости по всей поверхности аппарата, возвращать в зону обогрева капли жидкости, образующиеся при ее вскиhании и легко удалять образующиеся.смолобразные примеси со стенок аппарата вместе с реакционной массой,При этом аппарат отличается простотой конструкции и эксплуатации.Посравнению с известным он имеет большую.5 865309 поверхность испраения и обладает меньшим гидравлическим сопротивлением,Вследствие этого в предлагаемом аппарате агрессивные газообразные продукты быстрее удаляются из жидкихпродуктов реакции, а следовательно, ч и из апгарата. эКроме того, в предлагаемом аппа- м рате время пребывания реагирующих У компонентов меньше, чем в известном, 1 о щ что обеспечивает меньшее осмоление ф 6ЬФормула изобретения целевых продуктов, повышает производительность и дает возможность получить целевые продукты с хорошим выходом (70-807.).Такой аппарат успешно бып использован в условиях опытного производства для синтеза и выделения такихтермически малоустойчивых продуктов,как оксиматы кремния, применяемыев качестве сшивающих агентов для холодного отверждения полисилоксановыхкаучуков. Испытания показали надежность работы предлагаемого аппаратаи его эффективность для осуществления процессов этерификации хлорсиланов. Например, он позволяет получатьвинил-три- ацетоксимо 7-силан с выходомдо 763,1. Тепломассообменный аппарат,преимущественно для процессов этерификации хлорсиланов, включающий цилиндриеский корпус, снабженный контактнымилементами для создания пленки и элеентами для вывода продуктов контакта,стройством для обогрева, о т л и ч а ю -и й с я тем, что, с целью интенсиикации процесса за счет создания устойчивой пленки, быстрого вывода продуктов контакта и упрощения конструкции, корпус снабжен спиральными элементами, установленными по его внутренней поверхности, а элементы длявывода продуктов контакта выполнены ввиде полых усеченных конусов, закрепленных на спиральных элементах.2, Аппарат по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что устройство для обогрева установлено с наружной стороныкорпуса., Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРУ 176561, 1966.2, Авторское свидетельство СССРФ 332838, 1972 (прототип).865309 СоставительТехред М,РеА 709 Подписноеа СССРийнаб, д, 4/5 ного к тенин и откры -35 Раушская ППП "Патент", г. Ужг оектная,едактор С. Родикова аказ 791 б/9 ВНИЙПИ Государст по делам изобр 113035 Москва