ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основы теории реакторов непрерывного действия из "Оборудование для производства и переработки пластических масс Издание 2" Большинство реакционных процессов при получении пластических масс до сих пор осуществляется в аппаратах периодического действия. Такое положение могло быть терпимо-в начальные периоды развития этой отрасли промышленности, при малотоннажности всех производств и недостаточной изученности специфических особенностей хода реакций. [c.73] В современных условиях резкого роста продукции высокополимеров всех типов, сохранение реакторов периодического действия становится тормозом технического прогресса, а поэтому переход на непрерывные методы производства является одной из самых актуальных задач.. [c.73] В различных отраслях промышленности пластических масс и смежных производств переход к непрерывным процессам уже осуществлен. Так, непрерывно действующие реакторы на содят применение в производствах полистирола по блочному методу и его сополимеров (например, каучуков типа СКС), полихлорвинильных смол по эмульсионному методу, полиизобутилена в растворе жидкого- этилена полиэтилена высокого давления, полиэтилена низкого давления, новолачных феноло-формальдегидных смол и других продуктов. [c.73] Непрерывные методы проведения реакционных процессов наиболее рациональны в тех случаях, когда ими обеспечивается не только улучшение качественных показателей процесса, но и снижение удельного объема аппаратов. Как это будет пояснено далее, длительность реакции в заданных пределах превращений -(т. е. конверсия) с переходом на непрерывный процесс сокращается не в силу самого факта непрерывности, а лишь при условии одновременно интенсификации реакции, путем подбора наивыгоянейших условий ведения отдельных стадий процесса в различных зонах одного аппарата или в ряде последовательно установленных аппаратов. [c.73] Если условия интенсификации не будут обеспечены, непрерывный процесс может оказаться длительнее периодического и соответственно вызовет увеличение удельных объемов аппаратуры. [c.74] И поликонденсации могут осуществляться в аппаратах идеального вытеснения и идеального смешения , а также в реакторах комбинированного типа рис. III. 1). [c.75] Типичным аппаратом идеального вытеснения является змеевик, или трубчатка, с одного конца которого подводится мономер (или смесь мономеров), а из другого выводится полимер, содержащий некоторое количество непрореагировавшего мономера. Состав реакционной массы (мономер-полимер) непрерывно изменяется по длине аппарата и соответственно непрерывно изменяются скорость реакции, интенсивность тепловыделения и другие параметры процесса. Использование для таких процессов змеевика с рубашками (типа хруба в трубе ) позволяет наивыгоднейшим образом конструктивне оформить отдельные секции аппарата. Так, легко осуществимы изменения (по секциям) интенсивности теплообмена, расчленение поДачи различных регуляторов реакции (при применении окислительно-восстановительных систем), изменение скорости продвижения реакционной а массы за счет соответствующего из- менения диаметров труб. [c.75] Широкому применению аппаратов идеального вытеснения типа змеевиков в основном препятствуют два обстоятельства. [c.75] Переход к турбулентному режиму движения (рис. П1.2, б) улучшает эпюру скоростей в сечении и, следовательно, сокращает колебания свойств смеси выходящих полимеров, но одновременно вызывает усложнение конструкции аппарата. Турбулизацию потока можно обеспечить как путем увеличения скорости подаваемой в аппарат массы, так и установкой между отдельными секциями дробящих поток диафрагм, сопел-ускорителей -и других средств, однако не всегда эффективных (например, при образовании в процессе реакции высоковязких продуктов). [c.76] Таким образом, трубчатые аппараты идеального вытеснения нельзя, рассматривать в качестве универсальных реакторов непрерывного действия. Их можно рекомендавать для ведения процессов полимеризации в стойких водных эмульсиях и в некоторых случаях для полимеризации и поликонденсации в растворах. [c.76] Принцип идеального вытеснения может быть аппаратурно оформлен не только в виде трубчатки, но и в виде колонн, ленточных полимеризаторов и т. д. Однако эти формы встречаются реже и в какой-то мере сочетаются с аппаратами смешения. [c.76] наука и пром., 5, 630 (1957). [c.76] В этом случае трубчатка должна состоять из отдельных секций со ступенчато изменяющимися диаметрами. Найденные размеры аппарата Lud затем проверяются тепловым расчетом для обеспечения необходимой поверхности теплообмена. [c.77] Типичными аппаратами идеального смешения являются реакционный котел и автоклав с мешалкой при ностоянном питании исходной реакционной смесью и непрерывном отборе готовог продукта. При достаточно интенсивном перемешивании и правильном соотношении объема и производительности состояние реакционной массы в аппарате будет установившимся во времени и объеме как по концентрации действующих масс, так и по температуре, удельной поверхности фазового контакта и другим факторам. Объем такого аппарата должен быть относительно велик (по сравнению с заданной объемной производительностью), так как только при соблюдении этого условия процесс в аппарате будет протекать с постоянной концентрацией и заданной степенью превращения, причем в любой точке реакционного объема концентрации реагентов будут равны их конечным значениям. [c.77] В зависимости от характера кривой б и выбранной степени превращения следовательно, и от конечного значения удлинение времени непрерывного процесса по сравнению с периодическим может быть весьма значительным, или, иначе говоря, к. п. д. [c.77] Повышение к. п. д. аппаратов смешения может быть достигнуто применением батареи последовательно включенных аппаратов смешения, т. е. сочетанием принципов смешения и вытеснения. [c.78] Кардинальным вопросом расчета всех ступенчатых многоаппаратных схем непрерывного действия является определение оптимального количества посладовательно включенных аппаратов или секций и их рабочего объема. [c.79] В тех случаях, когда может быть составлено и проинтегрировано дифференциальное уравнение кинетики реакции, поставленная задача решается аналитически (при наличии экспериментально найденного значения константы скорости реакции К). [c.79] Наименьшему суммарному объему каскада реакторов идеального смешения естественно всегда будет соответствовать наибольшее количество секций. Причем оказывается необходимым отыскать некоторое оптимальное (с экономической точки зрения) не очень большое количество секций, при котором к. п. д. каскада будет еще достаточно высоким. [c.79] Аналитический метрд расчета многосекционного реактора идеального смешения поясняется ниже на примере поликонденсации новолачных смол (см. стр. 111 и далее) . [c.79] Вернуться к основной статье