CS261692B1

CS261692B1 - Zariadenie na kontinuálnu oxidáciu aminových solí 2-merkaptobenzotiazolu

Info

Publication number: CS261692B1
Application number: CS877566A
Authority: CS
Inventors: Miroslav Ing Hanak; Alois Ing Csc Jaros; Stanislav Ing Csc Kacani; Jan Ing Csc Holcik; Oubomir Ing Pridala; Vendelin Ing Fucik; Jaroslav Ing Vybora; Jozef Ing Kvasnicka; Jozef Ing Csc Kristofcak; Alexander Poor; Otto Zeleny
Original assignee: Hanak Miroslav; Jaros Alois; Kacani Stanislav; Holcik Jan; Oubomir Ing Pridala; Vendelin Ing Fucik; Jaroslav Ing Vybora; Kvasnicka Jozef; Kristofcak Jozef; Alexander Poor; Otto Zeleny
Priority date: 1987-10-21
Filing date: 1987-10-21
Publication date: 1989-02-10
Also published as: CS756687A1

Abstract

Riešenie sa týká zariadenia na kontinuálnu oxidáciu aminových solí 2-merkaptobe.nzotiazoilu, ktoré pozostáva z centrálnej rú- ry so zabudovaným rýchlobežným miešadlom s prevažujúcou axiálnou zložkou prúdenia na ciirkuláciu reakčnej zmesi, symetricky poadíž osi, opatrenej 2 až 4 narážkami, z prí- vodov surovin, usmerňnjúcich ich nátok do centrálnej rúry (1), z tepe-lnéhó výmeníka a z přepadového hrdla na odtah reakčnej zmesi. Tepelný výmenník je tvořený rúrkovým reakčným priestorom a medzirúrkovým. chladiacim priestorom s přepážkami na zlepšenie přestupu tepla na straně chladiaceho média. Poměr prierezu centrálnej rúry a súč- tu prierezov rúrkového reakčného priestoru je 1: 1 až 3. Riešenie je možné využit v chemickém priemysle.

Description

Riešenie sa týká zariadenia na kontinuálnu oxidáciu aminových solí 2-merkaptobe.nzotiazoilu, ktoré pozostáva z centrálnej rúry so zabudovaným rýchlobežným miešadlom s prevažujúcou axiálnou zložkou prúdenia na ciirkuláciu reakčnej zmesi, symetricky poadíž osi, opatrenej 2 až 4 narážkami, z prívodov surovin, usmerňnjúcich ich nátok do centrálnej rúry (1), z tepe-lnéhó výmeníka a z přepadového hrdla na odtah reakčnej zmesi. Tepelný výmenník je tvořený rúrkovým reakčným priestorom a medzirúrkovým. chladiacim priestorom s přepážkami na zlepšenie přestupu tepla na straně chladiaceho média. Poměr prierezu centrálnej rúry a súčtu prierezov rúrkového reakčného priestoru je 1: 1 až 3.

Riešenie je možné využit v chemickém priemysle.

Vynález sa týká zariadenia na kontinuálnu o-xidáciu aminových solí 2-merkaptobenzotiazolu, a to najma cyklohexylamínovej (cyklohexylamóniumbenzotiazolyl-2-merkaptol) a morfolínovej soli (morfolíniumbenzotiazolyl-2-merkaptiolj. Vznikajúce zlúčeniny sa vyskytujú v chemickom priemysle pri výrobě urýchfovačov vulkanizácie sulfénamidového typuje známe, že oxidácia aminových solí 2-merkaptobenzotiazolu je silné exotermná a velmi rýchla nevratná reakcia s hodnotou reakčného tepla v rozsahu 185 — 400 MJ/ /Kmól v závislosti od oxidačného činidla a druhu soli. VzhTadom na selektivitu reakcie a termickú labilitu oxidačných produktov sa v priemyselnej praxi pracuje pri relativné nízkej teplote (30 — 45 °C) vačšinou v izotermickom režime, v. zariadení tvorenom chladeným premiešavaným kotlom. Pri priemyselnej oxldácii soli 2-merkaptobe.nzotiazolu je klučovým problémom odvod tepla z reakčného priestoru, ktorý komplikuje tvorba inkrustov na chladlacich plochách, pretože vzhladom na nedostatečný poměr chladiacej plochy k pracovnému objemu reaktora nie je možné pracovat s dostatečné nízkým rozdielom medzi teplotou reakčnej zmesi a chladiaceho média, čo je faktor, ktorý poměrně spofahlivo zabraňuje tvorbě inkrustov. Chladiaca plocha duplikátora premieša váného kotlá sa preto často doplňuje o rožne chladiace vestavby s ciefom zvýšenia poměru chladiacej plochy k pracovnému objemu, čo však mává za následok změnu hydraulického režimu v kotli, vznik hluchých, menej intenzívně preroiešavaných priestorov, kde potom přednostně dochádza k tvorbě krystalických zárodkov na chladiacich plochách a ďalej k postupnému vytváraniu inkrustov a k výraznému zníženiu koeficientu přestupu tepla. Tieto chladiiace vostavby sú náročné na výrobu aj na čistenie a prevádzkovú údržbu, čo v konečnom dósledku znamená narušenie kontinuity procesu a negativným dopadom na ekonomické parametre výroby.

Další spósob, akým možno získat dostatečná chladiacu plochu, potrebnú na odvedeme reakčného tepla, je zvýšenie objemu oxidačného kotlá. Negativným následkom je zvýšenie strednej doby zdržania zmesi v reaktore, znižovanie jeho měrného výkonu (dóležitý intenzifikačný faktor), ako aj zvýšené tepelné namáhanie termolabilných produktov oxidácie.

Známe je tiež použitie vonkajšieho chladiče, ktorým cirkuluje reakčná zmes z reaktora a chladí sa na požadovanú teplotu. Nevýhodou tohoto riešenia je však nutnost' použitia energeticky náročného oběhového čerpadla, ktoré dopravuje cez chladič relativné velké množstvo abrazívnej suspenzie kryštálov, čo vyvolává problémy s voíbou materiálu čerpadla a jeho upehávok. Okrem toho pri cirkulácii suspenzie kryštálov cez oběhové čerpadlo dochádza tiež k destrukci! kryštálov za vzniku jemného podielu, čo má negativny vplyv na granulometrické zloženie produktu a na následné operácíe (filtráciu).

Uvedené nedostatky odstraňuje zariadenie na kontinuálnu oxidáciu aminových solí 2-merkaptobenzotiazolu podlá vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že zariadenie pozostáva z centrálnej rúry so zabudovaným rýchlobežným miešadlom s prevažujúcou axiálnou zložkou prúdenía, kde cirkuluje reakčná zmes, opatrenej 2 až 4 narážkami, z prívodov surovin, usmerňujúcich ich nátok do centrálnej rúry z tepelného výmenníka a z přepadového hrdla na odťah reakčnej zmesi. Tepelný výmenník je tvořený rúrkovým reakčným priestorom a medzirúrkovým chladiacim priestorom s přepážkami na zlepšenie přestupu tepla na straně chladiaceho média. Poměr prierezu centrálnej rúry a súčtu prierezov rúrkového reakčného priestoru je 1:1 až 3. Je výhodné volit poměr týchto prierezov tak, aby v· centrálnej rúre holá vyššia rýchlosť a do tejto zóny zvýšenej turbolencie privádzať suroviny, čím sa zníži možnost' vzniku lokálnych fluktuácií v koncentrácii reakčných zložiek pri krátkodobých výkyvech v dávkovaní surovin.

Výhodou zariadenia podlá vynálezu je predovšetkým to, že má pre danú kapacitu v porovnaní s premiešavaným kotlom s chladiacim duplikátorom a chladiacimi vestavbami oveía priaznivejší poměr chladiacej plochy k jeho pracovnému objemu. Značná rezerva chladiacej plochy, ktorú je možné účinné ovplyvňovať volbou prierezu rúrok, ich počtom a dížkou, umožňuje pracovat s velmi malým rozdielom teplot zmesi v reaktore a chladiaceho média a tak prakticky zamedzuje vznik inkrustov. Z toho vyplývá i významné kratšia středná doba zdržania reakčnej zmesi, čo je priaznivé z hlediska menšieho tepelného namáhania produktov oxidácie ako aj z hlediska váčšieho měrného výkonu reaktora.

Zariadenie podl'a vynálezu je znázorněné na pripojenom obrázku·

Zariadenie pozostáva z centrálnej rúry 1 so zabudovaným rýchlobežným miešadlom 2, s prevažujúcou axiálnou zložkou prúdenia na cirkuláciu reakčnej zmesi, symetricky pozdlž osi opatrenej 2 až 4 narážkami 3, z prívodov 4 surovin, usmerňujúcich ich nátok do centrálnej rúry 1, z tepelného výmenníka 5 a z přepadového hrdla 9 na odťah reakčnej zmesi. Tepelný výmenník 5 je tvořený rúrkovým reakčným priestorom 6 a medzirúrkovým chlaidiacim priestorom 7 s přepážkami 8 na zlepšenie přestupu tepla na straně chladiaceho média. Poměr prierezu centrálnej rúry 1 a súčtu prierezov rúrkového reakčného priestoru 5 je 1: 1 až 3.

Aminová sol' 2-merkaptobenzotiazolu a oxidačně činidlo sa v příslušných pomeroch dávkujú prívodmi 4 vo veku reaktora do centrálnej rúry 1 s rýchlobežným miešadlom (například vrtulovým), ktoré čerpá reakčnú zmes z hladiny smerom ku dnu reaktora. Reakčná zmes cirkuluje medzi centrálnou rúrou 1 a rúrkovým reakčným priestorom 6 tepelného výmenníka 5 a je ochladzovaná chladiacim médiom prúdiacim v medzirúrkovom chladiacom priestore 7 s přepážkami 8. Priaznivý poměr chladiacej plochy k pracovnému objemu zariadenia sa dosiahne rozdělením pracovného objemu tepelného výmenníka 5 do rúrkového reakčného priestoru 6 váčšieho počtu zvislých chladených rúrok s identickým hydrodynamickým režimom vnútri týchto rúrok. Vysoká intenzita prúdenia chladiaceho média a tým aj vysoká intenzita přestupu tepla sa dosahuje přepážkami 8 v medzirůrkovom chladiacom priestore 7, ktoré možu byť umiestnené například prstencovite. Chladiace médium, zvyčajne voda, sa privádza jedným alebo viacerými vstupmi a odvádza sa jedným alebo viacerýimi výstupmi, umiestnenými po· obvode tepelného výmenníka S. Vznikajúca reakčná zmes sa zo zariadenia odvádza přepadovým hrdlom 9.

Claims

PREDMET

Zariadenie na kontinuálnu oxidáciu aminových solí 2-merkaptobenzotiazolu, a to najma morfolinovej soli vyznačujúce sa tým, že pozostáva z centrálnej rúry (1) so zabudovaným rýchlobežnými miešadlom (2) s prevažujúcou axiálnou zložkou prúdenia, na cirkuláciu reakčnej zmesi, symetricky pozdlž osi, opatrenej 2 až 4 narážkami (3), z prívodov (4j surovin, usmerňujúcich ich nátok do centrálnej rúry (1), z tepelného vývýmeuníka (5) s rúrkovým reakčným priestorom (6) a medzirúrkovým chladiacim priestorom (7) s přepážkami (8j na zlepšenie přestupu tepla na straně chladiaceho média a z přepadového hrdla (9) na odtah reakčnej zmesi, pričom poměr prierezu centrálnej rúry (1) a súčtu prierezov rúrkového reakčného priestoru (5) je 1 : 1 až 3.