Основные направления развития предприятий полимерной промышленности, тенденции совершенствования оборудования, страница 17

260 °С и давлении 2—2,5 МПа. В четвертой секции частицы полиамида высаждаются водным раствором капролактама и охлаждаются до 70 °С. Наконец, в последней, ,пятой сек­ции суспензия порошкообразного полиамида термостатирует–ся до 40 °С и поступает на разделение и очистку от низ­комолекулярных фракций.

В настоящее время можно считать, что шнековые реак­торы будут во все возрастающих масштабах использоваться, для проведения самых разнообразных химических реакций.

Технологический  расчет  аппаратов  идеального  вытесне­ния носит оценочный характер.

Рабочий объем

где </с — секундная объемная  производительность,  м3/с; t — время реакции, с.

Рис.   3.5.   Схема   горизонтального   двухшнекового   реактора:    / —

корпус;   2 — шнеки;   3 — горизонтальный   разгрузочный   шнек;   4 —

штуцер Для дегазации; 5 — разгрузочный штуцер

Затем рассчитывают площадь поперечного сечения аппа­рата:

где и — скорость течения реакционной массы, м/с.  Обычно

она бывает известна или ею задаются. Далее определяют диаметраппарата:

и его длину:

Проверочный расчет на прочность выполняют исходя из особенностей конструкции аппарата. Тонкостенные аппараты рассчитывают так же, как аппараты периодического дей­ствия. Толстостенные трубчатки, проверяют по уравнению, полученному из формулы Ламе, причем обязательно учиты­вают действие температурных напряжений,

3.2. Реакционные и комбинированные аппараты идеального смешения

Реактор идеального смешения представляет собой аппа­рат с мешалкой, в который непрерывно подается реакцион­ная   смесь,   и   из   которого   непрерывно   выводится   готовый продукт.  Объем  такого  аппарата  должен обеспечивать по­стоянство f концентрации  и  требуемой  степени  превращения реакционной смеси, поэтому он зависит от заданной объем­ной производительности и времени пребывания реакционной массы в аппарате. Основная особенность аппаратов идеаль­ного смешения заключается в том, что концентрация реак­ционной массы в любой точке рабочего объема постоянна и равна    (рис.   3.6, а).   Она   изменяется   в   течение   времени

(рис. 3.6,6).

Сопоставлением   кривой   изменения   концентрации   С   во времени С=ср(т) и полученной графическим дифференциро­ванием кривой ac/dt=q>(t), т. е. кривой скорости реакции во времени, можно определить, какой величине концентра­ции   соответствует   та    или   иная    скорость    реакции    (см. рис.   3.6,6).   Видно,   что   снижение   конечной   концентрации скон ведет к резкому увеличению продолжительности  реак­ции вследствие уменьшения  ее скорости.  Наибольшаи  ско­рость реакции соответствует несколько более высокой кон­центрации. Следовательно, увеличивая конечную концентра–

цию, можно значительно уменьшить продолжительность ре­акции, но тогда приходится прибегать к организации рецик­лов, т. е. отделять непрореагировавшие вещества и вновь пускать их в реакцию. Построение· дифференциальной кри­вой скорости протекания реакции позволяет установить ве­личину концентрации реакционной смеси, поддержание кото­рой обеспечивает максимальную скорость реакции (при усло­вии простоты отделения "Продукта реакции). Конструктивио реакторы идеального смешения весьма схожи с моноаппа­ратами периодического действия и отличаются от них лишь увеличенным объемом и расположением штуцеров загруэки

Рис.   3.6.   Характер   изменения   концентрации   реакционной   массы: а — по объему аппарата идеального смешения;  б — во времени

(установлен в днище) и выгрузки (в верхней части обечай­ки).

Комбинированные реакторы, как правило, представляют собой сочетание реакторов идеального смешения и идеаль­ного вытеснения. Конструктивно они оформляются в виде секционных змеевиков с рециркуляцией, секционных колонн и батарей с каскадом реакционных котлов. Последняя схема представляет собой серию аппаратов идеального смешения, соединенных последовательно в одну линию. Здесь соче­тается принцип смешения и вытеснения. Достоинство схе­мы— простота конструкции и удобство обслуживания. Не­достаток — необходимость значительных производственных

площадей.