ПЛЕНОЧНЫЙ РОТОРНЫЙ РЕАКТОР

Полезная модель относится к области химических реакционных аппаратов и может быть использована для интенсификации химических процессов в системах газ-жидкость, например, в производстве каучуков растворным методом.
6
Известен пленочный реактор (Патент РФ №2050183, МПК В 01 J 10/02, опубл. 20.12.95), который включает корпус с рубашкой, внутри которого помещены пленкообразователи с отверстием в нижней части. Корпус установлен горизонтально и имеет плоское днище, на внешней стороне корпуса установлено приспособление для обеспечения наклона реактора под заданным углом к горизонту, при этом в корпусе помещены два или несколько соосных друг к другу пленкообразователей, выполненных в виде камеры с плоским днищем с отверстиями.
Одним из основных недостатков данной конструкции является низкая интенсивность процесса и отсюда недостаточная производительность реактора.
Наиболее близким по технической сущности является пленочный роторный реактор (Авторское свидетельство СССР №364338, МПК В 01 J 10/02, опубл. 28.12.1972), включающий корпус с наружной рубашкой и ротор с лопатками, укрепленный на полом вращающемся валу. Внутри ротора установлен цилиндр с вмонтированными в него источниками света.
Однако данная конструкция не достаточно приспособлена для разделения системы жидкость-газ и не обладает достаточной производительностью.
Задачей предлагаемой полезной модели является разработка простого по конструкции пленочного роторного реактора, позволяющего интенсивно и полно осуществлять процесс отделения газовой фазы от жидкой и обеспечивать возврат непрореагировавших мономеров в технологический процесс без дополнительной их обработки при достаточной производительности процесса.
Поставленная задача решается разработкой роторно-пленочного реактора, содержащего вертикальный корпус с наружными рубашками обогрева, ротор со скребками, вращающуюся вместе с ротором тарелку и технологические штуцеры, причем тарелка выполнена асимметрично оси корпуса и на тарелке по окружности симметрично расположены, как минимум, два патрубка, высота которых над поверхностью тарелки превышает 1/4 диаметра патрубка, а конец штуцера ввода полимеризата, находящегося над тарелкой, размещен от оси патрубка тарелки в направлении к оси тарелки на расстоянии, не меньшем, чем на величину суммы радиусов патрубков и конца штуцера.
Отличительными признаками предлагаемой полезной модели является то, что тарелка выполнена асимметрично оси корпуса и на тарелке по окружности симметрично расположены, как минимум, два патрубка, высота которых над поверхностью тарелки превышает 1/4 диаметра патрубка, а конец штуцера ввода полимеризата, находящегося над тарелкой, размещен от оси патрубка тарелки в направлении к оси тарелки на расстоянии, не меньшем, чем на величину суммы радиусов патрубков и конца штуцера.
Как видно из сравнения существенных признаков прототипа и предлагаемого пленочного роторного реактора, существенные признаки предлагаемой полезной модели отсутствуют в прототипе, что говорит о "новизне" предложенного технического решения. "Промышленная применимость"
подтверждается работой предлагаемого реактора, что описано ниже.
На фиг.1 изображен предлагаемый реактор. Реактор состоит из составного цилиндрического корпуса 1 с наружными рубашками обогрева 2, верхней 3 и нижней 4 крышками. Внутри корпуса 1 на опорах 5 смонтирован ротор 6, который состоит из вала, скребков 7 и штанг 8. На валу ротора 6 укреплена цилиндрическая тарелка 9 асимметрично относительно оси корпуса. Асимметричное положение тарелки 9 и корпуса 1 реактора образуют между торцом тарелки 9 и корпусом 1 зазор, который плавно меняет свои размеры от минимального до максимального и вновь до минимального. На тарелке 9 укреплены два патрубка 10, высота которых больше 1/4 диаметра патрубка 10. Реактор снабжен технологическими штуцерами: для ввода полимеризата 11 и отвода полимеризата 12 без непрореагировавших мономеров. Через штуцер 13 отводят непрореагировавшие мономеры. Конец штуцера 11, находящийся внутри пленочного роторного реактора, размещается над тарелкой 9. Конец штуцера 11 над тарелкой 9 расположен ближе к оси тарелки 9, чем патрубки 10. Расстояние между осью конца штуцера 11 и осью патрубка 10 не меньше, чем величина суммы радиусов патрубка 10 и конца штуцера 11 ввода полимеризата.
Реактор работает следующим образом. В корпус 1 реактора через штуцер 11 вводят полимеризат (раствор полимера с непрореагировавшими мономерами), который подают на вращающуюся тарелку 9 ближе к оси тарелки 9, чем положение патрубков 10. Жидкий полимеризат растекается на тарелке 9 и через плавно меняющийся зазор при вращении тарелки 9 равномерно растекается по внутренней поверхности корпуса 1 реактора, что обеспечивается необходимой высотой патрубка над поверхностью тарелки 9, превышающей 1/4 диаметра патрубка 10.
Пленка полимеризата по нагретой поверхности корпуса 1 перемещается вниз и разогревается, в результате чего из полимеризата испарением удаляются непрореагировавшие мономеры. При вращении вала ротора 6 скребки 7 снимают с внутренней поверхности корпуса 1 реактора и перемешивают слой полимеризата, тем самым интенсифицируя процесс испарения мономеров из полимеризата. Этот процесс происходит по всей высоте корпуса 1 реактора, полимеризат без мономеров скапливается в нижней части реактора и через штуцер 12 отводится на отмывку.
Испаряющиеся непрореагировавшие мономеры (преимущественно пропилен) перемещаются вверх по корпусу 1 реактора, через полые патрубки 10 вращающейся тарелки 9 попадают в верхнюю часть реактора и через штуцер 13 отводятся в систему сбора мономеров.
Предлагаемый пленочный роторный реактор, за счет изменяющегося зазора между торцом вращающейся тарелки и внутренней поверхностью корпуса ректора, обеспечивает образование равномерной пленки полимеризата на внутренней поверхности корпуса 1. Пленка полимеризата нагревается при соприкосновении с внутренней поверхностью корпуса, что способствует интенсивному испарению мономеров из полимеризата. Отвод газообразных мономеров из реактора осуществляется через полые патрубки вращающейся тарелки. Высота патрубков над поверхностью тарелки больше 1/4 диаметра патрубка, что обеспечивает стабильность процесса отвода мономеров через патрубок, т.к. исключает попадание полимеризата с поверхности тарелки в полый патрубок.
Нагрев полимеризата и перемешивание пленки, движущейся по корпусу вниз, скребками обеспечивают интенсивность и полноту испарения непрореагировавших мономеров.