Горизонтальные реакторы

Примером такого рода аппаратов является поликонденсатор для непрерывного синтеза полиэтилентерефталата, вид которого показан на рис.2.8.17.

Рис.2.8.17. Горизонтальный реактор для непрерывного синтеза полиэтилентерефталата

Реактор представляет собой цилиндрический горизонтальный сосуд 6, снабженный обогревающей рубашкой 5.

Перемешивание и транспортировка массы вдоль корпуса реактора осуществляется вращающимися сетчатыми наклонными дисками 4. Вместо дисковой мешалки можно установить мешалку с лопастями, которые образуют спиральную поверхность. Вал мешалки 3 вращается от привода 1, в подшипниках, установленных в плоских крышках 2. Вращающиеся диски перемещают массу вдоль корпуса к выходу из аппарата.

В реакторе обеспечен хороший подогрев массы и большая поверхность зеркала испарения массы, необходимая для полного удаления низкомолекулярных веществ. Для этого реактор заполняют массой до оси вала мешалки.

Процесс поликонденсации протекает в тонком слое. Масса покрывает тонким слоем диски и попадает в паровое пространство реактора, где создается разрежение. При этом достигается эффективное удаление выделяющихся при реакции паров низкомолекулярных веществ. Масса с дисков удаляется скребками Корпуса аппарата и все его части, соприкасающиеся с реакционной массой, изготовлены из кислотостойкой стали.

При наличии реакционной массы с большой вязкостью применяют горизонтальные пленочные реакторы с вращающимся корпусом (рис.2.8.18).

Рис.2.8.18. Реактор с вращающимся корпусом

Масса располагается тонким слоем на внутренней поверхности вращающегося корпуса 1. Внутри реактора установлена спиральная мешалка 2, которая при вращении корпуса перемешивает массу и продвигает ее для выгрузки к штуцеру 3. Компоненты вводятся в реактор через питающую трубу 4. Реактор обогревается через неподвижную гладкую рубашку 5.

Ленточный полимеризатор

Ленточный полимеризатор (рис.2.8.19) представляет собой газонепроницаемый короб и имеет в качестве основного рабочего органа имеет бесконечную стальную ленту, натянутую на два барабана. Один барабан неподвижен и является приводным, другой имеет возможность перемещаться вдоль оси полимеризатора с целью натяжения ленты.

Рис.2.8.19. Ленточный полимеризатор:

1 – барабан; 2 – лента; 3 – корпус; 4 – нож; 5 – компенсатор

Лента (рис.2.8.20) изготовлена из специальной нержавеющей стали толщиной около 0,6 мм. Ширина ленты – 450 мм, длина пути по горизонтали – около 9 м, скорость движения ленты – 60 м/мин. Общая длина реактора 10 м. В средней части аппарата между барабанами установлен на кронштейне лоток, вследствие чего верхняя ветвь ленты принимает лоткообразную форму в которой хорошо удерживается реакционная смесь.

Рис.2.8.20. Лента полимеризатора

Исходный мономер (изобутилен) подается на ленту полимеризатора после смешения в трубопроводе с растворителем (этиленом) в соотношении 1:1. Далее на ленту подается катализатор (раствор фтористого бора в этилене).

Для предотвращения деполимеризации полиизобутилена при нагревании на ленту полимеризатора непрерывно поступает стабилизатор, в качестве которого обычно применяют 20%-й раствор третбутилфенолсульфида в низкомолекулярном полиизобутилене. Реакция длится несколько секунд, степень превращения достигает 90…94 %.

На ленте откладывается слой полимера толщиной 2…3 см, затем этот слои срезается ножом, и полимер после дегазации подается на упаковку.

Недостатком реактора является частый обрыв ленты. При бурном начале реакции выделяется много газообразного растворителя, который подхватывает крошку полимера. В результате такого разбрызгивания на стенках реактора нарастает слой полимера, затрудняющий движение ленты и способствующий выходу ее из строя.