用于流体和高粘度介质的反应设备制造技术

本发明专利技术公开了用于流体和高粘度介质，尤其是用于聚酯缩聚的聚合物的反应设备，其通过相对简单的结构和对于反应器的扭曲和弯曲改进的稳定性保证了突出的、均匀的反应产物的质量。反应设备包括一个水平放置的壳体（１），壳体的一端设有用于介质进料的进口（４），在另一端设有用于反应产物的出口（５）。在反应设备的内部装有一个可旋转的旋转体（８）。根据本发明专利技术，旋转体（８）由带有开孔（１０）和用于移动和传送介质的环形元件（１２，１３）的空圆柱体（９）构成。空圆柱体（９）部分地浸入流体介质中，而空圆柱体（９）的开孔（１０）附加地促进了介质的混合。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及独立权利要求的前序部分所述的用于流体和高粘度介质的反应设备。DE2100615公开了一种用于液态物质，尤其是用于高分子量的聚酯预聚物的缩聚的反应器，其包括一个水平安装的反应器壳体，其一端设有进口而另一端设有出口，和一个可在反应器内部的下方以微小的间隙绕在反应器壳体的纵轴方向上伸展的轴转动的装置，以移动和传送流体介质。可旋转的移动和传送装置包括在同轴末端轴上固定的支承框架，圆板固定于框的圆周上。板在旋转轴的方向上相对于旋转轴顺序地倾斜安装，使得位于每一个圆板的圆周直径上且从反应器壳体的两个端面的一个来看总是有一个最小的距离的两点中，所有圆板的离一个端面较近的点位于一个与旋转轴同轴的螺线上。通过这些螺线连接的点称为迹点。由此，实现介质从进口向出口的传送。在该已知的反应器中，例如，可流动的粘性单体和预聚物从反应器的进口输入，在反应器中流动、局部混合和通过壳体传送，以进行聚合过程。聚合产物从出口排出。在反应器中，存在的介质通过每个转动的圆板局部混合和提升，在粘性介质经过旋转的圆板流下时，在圆板上形成产物薄膜和条纹。在对反应介质施加机械作用时，由出口物料形成所期望的聚合物，而蒸发出游离的反应成分，作为蒸发液体采出。本专利技术的任务为进一步改进现有技术的反应设备，从而在相对简单的结构及对于扭曲和弯曲有改善的稳定性时获得质量突出的反应产物。本专利技术的任务通过主权利要求的特征部分的特征结合前序部分的特征所完成。因此，旋转体由连接末端轴和设置有开孔的空圆柱体构成，在旋转体上装有与反应器壳体的纵轴垂直的环形元件，由此，一方面提高了稳定性，另一方面通过环形元件的有关构型和数量可以控制介质的停留时间。设有开孔的空圆柱体由于其大的机械阻力矩，具有高的抗弯曲强度，因而弯曲十分微小。同时，空圆柱体中开孔促进了介质的混合，由于形成了自由截面，从而促进了蒸发。通过从属权利要求所述的措施，可进行有利的改进和改善。由于环形元件相对于旋转轴倾斜地安装，产生摆动运动，局部地导致聚合物溶化液较强烈的混合。另外，通过该倾斜的环形元件还使介质从进口向卸料圆锥体传送。如此选择倾角，使得对于整个反应器长度来说得到准确的所选定的停留时间分布。一种有利的环形元件的结构是通过这样获得的，即环形元件是这样倾斜的，使得其迹点在旋转体的长度上形成一个螺线。在这里，一个环形元件的迹点是相对于壳体的两个端面中的一个具有最小距离的那个点。在这种情况下，当一组环形元件具有一个迹点时，该迹点位于一个这样的螺线上即可。当环形元件阻碍介质的轴向运动不太强烈时用该结构可获得尤其好的输送。为此，一方面必须选择壳体和环形元件的外径之间的缝隙，使得旋转的环形元件遇到的介质流动的阻力小于通过迹点偏移获得的传送的阻力。另一方面环形元件和圆板必须设置这样的缺口，从而顾及在传送路线上增长的介质的粘度。尤其有利的是，在传送方向上环形元件的自由截面积和/或环形元件的间距和/或空间柱体的开孔大小增加，这可按区域进行。由于根据这些措施，按照介质的状态，也就是说基本上是其粘度，进行反应条件的调整，从而可更精确地控制停留时间分布。这些还可进一步改进，即一组内的环形元件有相同的迎角和相同的迹点。一组一组地平行装配的环形元件导致区域有减小的轴向传送作用，也就是说，其由串联的区域构成，由此，根据反应动力学控制不同产物的停留时间。在相同迹点位置的一组内为提高圆板的串联作用，也可以例如这样完成，即在三个圆板的一组结构中，中间的圆板有一个较小的或反向的调整，即得到一种后移的迹点。对一个串联组的内部的混合效果起到有利的作用。由于逐组地或区域地具有同样的的结构条件，可简化反应器的结构。通过固定于空圆柱体的内圆周上的附加环的设置，可防止介质以及产生的泡沫朝轴向流动和阻止在空圆柱体的内壁上直接的轴向继续流动，因而使泡沫尤其在反应器的开始区域产生，即位于减压和主脱气区内，并在此进行剧烈的反应。通过设置一个或多个堰结构，使介质返回，由此还可达到一个串联作用。有利的是，在较高粘度区域在介质池中于环形元件之间设置刮棒，由此防止在板之间形成桥以及水平面的过分倾斜。通过相应的造型，例如，犁头形，刮棒有助于介质的混合和传送。设计成卸料圆锥体的出口以及在卸料圆锥体前安装的堰和在那里转动的刮棒和搅拌器提供了一个均匀的介质出料流，因而堰表示旋转运动的结束，获得了一个水平的可测量的介质水平面，它与篮式搅拌器的速度无关。空圆柱体和反应器壳体的偏心安装和在反应器壳体的后端安装的废气支管有利于在贮存液体的水平面上腾出容器的空间。流过的反应蒸汽产生洗涤效果，同时，通过所描述的卸料圆锥体增加的卸料面积避免了在废气支管的特别关键的管壁区域下方产生一种抽吸效果，因而防止了颗粒的夹带(Mitreiβen)。为减小夹带所描述的空圆柱体的结构发生了有利的作用，因为空圆柱体的内部区域没有被封闭式下降的介质膜所阻塞。更确切地说，介质通过空圆柱体中的开口之间的束落下，因而，存在足够的排放反应蒸汽的自由截面，也就是说，气体速度足够的小，不会夹带产物。作为进一步的措施，在壳体的上部顶点区域进行附加的加热，以避免均聚物的粘附和形成不需要的沉积。在附图和如下的描述中进一步解释本专利技术的两个实施例。其中，附附图说明图1是本专利技术反应设备的剖面图，附图2是附图1中采用的堰结构的俯视图，附图3是附图1中在环形元件之间设置的棒形刮板元件的俯视图，附图4是附图1中在出口区域设置的末端堰的俯视图，附图5是本专利技术第二个反应设备的剖面图，附图6是附图1和/或附图5中设置的棒形和犁头形刮板的前视图，和附图7是附图5中出口区域设置的末端区的俯视图。实施例1附图1中描绘的反应器尤其适用于可流动的介质。反应器由带有加热夹层(2)的壳体(1)构成，其中，从壳体的长度方向来看，载热体在许多位置上通过管线(3)由两侧送入加热层(2)。通过这项措施，避免了在整个反应设备加热时反应设备的弯曲。在壳体的一端设置用于聚合物进料的进口(4)，而在其另一端设置用于聚合物出料的出口(5)。在壳体(1)中，通过安装在壳体的端面壁上的末端轴(6，7)，可旋转地安装了旋转体，其中本实施例中旋转体(8)的纵轴相对于壳体的纵轴安装得稍微向下一点(如附图1所示)，使得在上部区域，反应蒸汽，例如乙二醇和乙醛蒸汽或其他气体有更多的自由空间。从聚合物的传送路线来看，在壳体(1)的后端，设置了废气支管(21)。旋转体(8)由一个空的圆柱体，一个圆柱型筐体组成，其上设置有长方形开孔(10)，在开孔(10)之间有轴向或径向的桥形接片(11)，从而得到一种栅形结构或一种栅形框架。原则上说，我们称空圆柱体(9)为栅形结构，它们的生产工艺和方式不是本专利技术的重要内容。有利的是，由桥形接片构成连续件。从旋转体(8)的长度方向来看，在空圆柱体(9)以及桥形接片(11)的外表面上，前后依次固定安装有用作传送和搅拌元件的孔板(12)和辐轮(13)。在孔板之间，在反应器件壳体的下方，也就是说，在聚合物池中，在孔板或者辐轮之间至少设置一个堰(14，17)和棒状的刮板(15)。正如可看出的那样，反应器在长度方向分为三个不同区域，其中例如在反应器内环或孔板12以及辐轮(13)的间距按区域发生变化。也就是说，在进口部分环板的间距比中间部分的小，而中本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于流体介质，尤其用于聚酯缩聚反应的聚合物的反应设备，其有水平放置的壳体，壳体有在其一端的用于介质进料的进口和在另一端的用于介质出料的出口，在壳体中有通过末端轴可旋转地安装的旋转体，和用于介质运动和／或传送的环形元件，其特征在于，旋转体（８）由一个连接末端轴（６，７）和设有开孔（１０）的空圆柱体（９）组成，环形元件（１２，１３）固定在空圆柱体上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：ES范恩德，K施罗德，HP霍夫曼，
申请(专利权)人：卡尔弗沙工业设备公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]