ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Перемешивание реакционных масс из "Промышленный синтез ароматических нитросоединений и аминов" Нормальное протекание непрерывного процесса нитрования сульфокислот нафталина в конечном счете зависит от эффек-тивцости и быстроты перемешивания сульфомассы с азотной кислотой. Сульфомасса и азотная кислота взаимнорастворимы, и появление местного избытка азотной кислоты неизбежно приводит к перегреву и снижению выхода целевых нитросоединений. [c.163] При нитровании в гетерогенной среде эффективность перемешивания влияет на скорость процесса. Чем равномернее будет распределение органической фазы в кислой среде, тем быстрее будет происходить массообмен, от которого зависит скорость превращения углеводородов в нитросоединения. [c.163] Лопастные и якорные мешалки применяются обычно для размешивания однородных растворов. В процессах нитрования лопастные мешалки не используются. Применение якорных мешалок ограничено теми процессами, в которых сульфирование и нитрование проводятся в одних и тех же аппаратах (например, при получении нитросульфокислот нафталина периодическим способом). В этих случаях азотную кислоту медленно добавляют тонкой струей в периферийные слои движущейся реакционной массы. [c.164] Широкое применение в процессах нитрования находят пропеллерные и турбинные мешалки. Три типа этих мешалок изображены на рис. 44. Пропеллерная трехлопастная мешалка является наиболее универсальным перемешивающим приспособлением. Пропеллер сообщает жидкости вращательное и поступательное движение. Снабженный диффузором, он может осуществлять всасывание, смешение и вытеснение реагентов. Диффузором иногда служит змеевик, погруженный в нитратор, стакан или трубчатка для охлаждения (см. рис. 4). [c.164] Турбинные мешалки всасывают жидкость в центре и отбрасывают ее к стенкам реактора. Число оборотов турбинной мешалки должно быть не меньше 500—700 в минуту и может быть доведено до 2000—3000. Эти мешалки применяются для создания устойчивых эмульсий и перемешивания в жидкостях твердых частиц раз.мером до 25 мм в количестве, превышающем 10%. Специальным типом турбинной мешалки является так называемое беличье колесо 3 (рис. 44). Высота лопастей в этой мешалке равна 1,6 ее диаметра Диаметр реактора, в котором установлено беличье колесо , равен 4с , а высота жидкости в нем может быть доведена до Ы. Расстояние от дна аппарата до низа мешалки составляет 0,5с . Наиболее эффективно такая мешалка работает при 700 об1мин. [c.165] Павлушенко, Н. Н. Смирнов и П. Г. Романков на примере нейтрализации сухой таблетированной бензойной кислоты раствором едкого натра изучили влияние перемешивания на процесс химического превращения . В исследованном ими процессе скорость превращения целиком зависит от скорости диффузии бензойной кислоты в раствор, поскольку собственно реакция нейтрализации проходит практически мгновенно. [c.165] Авторы проводили эксперименты в стеклянном сосуде диаметром 300 мм. Были проверены пропеллерные и турбинная мешалки диаметром от 75 до 125 мм при 50—1600 об мин. Турбинная мешалка оказалась эффективнее пропеллерной. Обе мешалки вращались со скоростью 480 об/л и . При снижении числа оборотов до 120 в минуту реакция замедлялась в 4 раза (пропеллерная мешалка) и в 2 раза (турбинная мешалка). При увеличении диаметра мешалки от 75 до 125. им превращение шло быстрее в 3,5 раза (пропеллерная мешалка) н в 1,5 раза (турбинная мешалка). [c.165] По данным фирмы Ека1о- Уегк, при одном и том же числе оборотов в чистой воде меньше всего энергии расходуется на перемешивание с помощью пропеллерной мешалки. Турбинная мешалка потребляет в 6 раз бол зШе электроэнергии, а беличье колесо —в 12 раз больше, чем пропеллерная мешалка. При небольших размерах аппаратов абсолютный расход электроэнергии невелик. Беличье колесо диаметром 100 мм при 1000 об/мин потребляет мощность около 3 кет. Двойная турбинная мешалка диаметром 155 мм при сб мин потребляет мощность 3 кет. [c.165] Моделированием процесса перемешивания жидкостей занимался также Голланд Используя результаты эксперимента в аппарате диаметром 150 жл с турбинной мешалкой (диаметром 50 ям), делающей 1000 об мин, он определял размеры и числа оборотов мешалки в аппарате емкостью 3,8 л для достижения той же степени перемешивания. Автор показал возможность решения этой задачи расчетом, исходя из безразмерных критериев геометрического, кинематического и динамического подобия. Необходимые размеры и числа оборотов турбинной шестилопастной мешалки в сосуде с отражательными перегородками приведены в табл. 12. [c.165] Следует отметить, что снижение числа оборотов пропеллерной мешалки до 100—150 (что иногда наблюдается) превращает ее в обычную лопастную мешалку с пониженной эффективностью (из-за малой поверхности лопастей и небольшой диаметра). [c.166] В 1963 г. начат выпуск реакторов и смесителей с примене нием ультразвука . Генератором ультразвука является излу чатель, состоящий из герметически закрытой трубки 1 (рис. 45) и соединенный фланцем 2 с крышкой реактора. На трубку надеты соленоидные катушки 5 (питание осуществляется от специального электронного блока). Внутри трубки находится сердечник, жестко соединенный с перемешивающими тарелками, в которых имеются конические отверстия. Перемешивающие тарелки размещены непосредственно в реакторе и соединены с сердечником при помощи штока (на рисунке не показан). Сердечник, шток и тарелки совершают возвратно-поступательные колебания с частотой о—20 кгц и амплитудой дг 50 мм. [c.166] Эти реакторы просты по конструкции (нет сальника и механического привода) и потребляют мало электроэнергии благодаря применению ультразвука достигается эффективное перемешивание реагентов. Они могут быть использованы в качестве нитраторов, смесителей и экстракторов. [c.167] Вернуться к основной статье