РЕАКТОР ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СИНТЕЗА ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Полезная модель относится к химическому машиностроению, в частности, к вертикальным реакторам, предназначенным для проведения процесса синтеза химических веществ в многофазных средах.
Известен реактор для осуществления химического синтеза, в частности, фосфорной кислоты, включающий вертикальный корпус, внутри которого размещены пропеллерные мешалки, SU 549580 А1. Реактор включает вакуум-испаритель затопленного типа, корпус которого расположен коаксиально корпусу.
Данный реактор позволяет снизить количество мелких частиц получаемого продукта за счет уменьшения температурного градиента в вакуум-испарителе и увеличения кратности циркуляции реакционной массы. Однако данный реактор имеет довольно узкую область применения, поскольку не может быть использован при осуществлении процессов синтеза химических веществ, требующих нагрева.
Известен также реактор для осуществления синтеза химических соединений, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, снабженный нагревателями, и размещенную внутри корпуса пропеллерную мешалку с приводом, http://www.sp-kom.ru/catalog/27.html (копия ссылки прилагается).
Недостатком данного технического решения, принятого за прототип настоящей полезной модели, является большое количество мелких частиц получаемого продукта, что обусловливает существенные потери синтезируемого вещества при фильтровании.
Задачей настоящей полезной модели является обеспечение укрупнения частиц вещества, получаемого в результате химического синтеза, и тем самым уменьшение потерь при фильтровании и увеличение выхода целевого продукта.
Согласно полезной модели реактор для осуществления синтеза химических соединений, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, снабженный нагревателем, и размещенную внутри корпуса мешалку с приводом, дополнительно снабжен ультразвуковым излучателем, размещенным внутри корпуса.
Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящей полезной модели, что позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «новизна».
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена схема реактора.
3
Реактор в конкретном примере содержит вертикальный корпус 1 объемом 2,5 м, выполненный из стали и облицованный изнутри эмалью. Корпус 1 снабжен нагревателем 2, например, выполненным в виде рубашки со змеевиком, в который подается теплоноситель, в конкретном примере вода с температурой 60°С. Внутри корпуса 1 размещены пропеллерная мешалка 3 с электрическим приводом 4 и ультразвуковой излучатель 5. Скорость вращения мешалки - 45 об/мин, мощность электрического привода - 5,5 кВт, частота колебаний ультразвукового излучателя составляет 5-20-50 кГц. Реактор установлен на основании с помощью опорной конструкции 6. Средства крепления к опорной конструкции условно не показаны.
Работа устройства поясняется на примере синтеза замещенных пиримидинонов, в частности соединения (2-тио-4,6-диоксо-1,2,3,4,5,6-гексагидропиримидин-5-ил) (4-нитрофенил) метан. Исходными реагентами служат: 4-нитробензальдегид (мелкодисперсный порошок), 2-тиобарбитуровая кислота (мелкодисперсный порошок) и этиловый спирт.
Через загрузочный штуцер 7 в вертикальный корпус 1 последовательно вводят этиловый спирт и 2-тиобарбитуровую кислоту. Включают мешалку 3 на 10-15 минут и подают теплоноситель в нагреватель 2. Затем включают ультразвуковой излучатель 5 и добавляют к реакционной массе через штуцер 7 порциями 4-нитробензальдегид.
Процесс продолжают в течение 5 часов.
По окончании процесса реактор охлаждают до комнатной температуры и разгружают через люк 8 на фильтр (на чертеже условно не показан). Опорожненный корпус 1 обмывают внутри водным раствором этилового спирта, после чего реактор готов к новому циклу.
Установка может быть использована для синтеза химических веществ при динамической вязкости реакционной массы не более 50 Пз.
Синтез химических соединений, например, производных барбитуровой кислоты, ароматических альдегидов осуществляется аналогично при соответствующих температурных и временных режимах.
Благодаря сочетанию перемешивания реакционной массы с ультразвуковым воздействием значительно ускоряется агломерация и седиментация частиц целевого продукта. Это позволяет увеличить выход синтезируемого вещества при фильтровании не менее чем на 10%.
Указанные обстоятельства позволяют сделать вывод о соответствии заявленной полезной модели критерию «промышленная применимость».