Аппарат для синтеза химических соединений

Полезная модель относится к химическому машиностроению, в частности, к вертикальным реакторам, предназначенным для проведения процесса синтеза химических веществ в многофазных средах без дополнительного нагрева или охлаждения реакционной массы. Аппарат для синтеза химических соединений, включающий корпус (1), снабженный люком (2) для загрузки твердых дисперсных реагентов и воды, пропеллерную мешалку (9) с приводом и магистраль (3) для подачи жидких реагентов, выведенную внутрь корпуса (1), снабжен разбрызгивателем (11), размещенным внутри корпуса (1) выше максимального уровня реакционной массы (12) и соединенным с магистралью (3) для подачи жидких реагентов; разбрызгиватель (11) может быть выполнен в виде душевой насадки. Повышается равномерность подачи жидких реагентов в реакционную массу и увеличивается тем самым чистота синтезируемого целевого продукта.

Полезная модель относится к химическому машиностроению, в частности, к вертикальным реакторам, предназначенным для проведения процесса синтеза химических веществ в многофазных средах без дополнительного нагрева или охлаждения реакционной массы.

Известен аппарат для синтеза химических веществ в двухфазной реакционной среде (жидкость - твердое вещество), содержащий корпус, разделенный на секции перегородками, в каждой из которых расположены пропеллерные мешалки, снабженные приводом, SU 1542610.

Недостатком данного технического решения является сложность конструкции, а также неравномерность подачи жидких реагентов в реакционную массу.

Известен аппарат для синтеза химических соединений, включающий корпус, снабженный люком для загрузки твердых дисперсных реагентов и воды, и магистраль для подачи жидких реагентов, выведенную внутрь корпуса, http://www.sp-kom.ru/catalog/27.html (копия ссылки прилагается).

Недостатком данного технического решения, принятого за прототип настоящей полезной модели, является неравномерная, локальная, подача жидких реагентов в реакционную массу, что приводит к неравномерной концентрации реагентов по объему этой массы. В результате процесс синтеза в разных местах протекает по-разному, и значительное количество исходных реагентов выпадает в осадок вместе с целевым продуктом, загрязняя его.

Задачей настоящей полезной модели является повышение равномерности подачи жидких реагентов в реакционную массу и увеличение тем самым чистоты синтезируемого целевого продукта.

Согласно полезной модели аппарат для синтеза химических соединений, включающий корпус, снабженный люком для загрузки твердых дисперсных реагентов и воды, пропеллерную мешалку с приводом и магистраль для подачи жидких реагентов, выведенную внутрь корпуса, снабжен разбрызгивателем, размещенным внутри корпуса выше максимального уровня реакционной массы и соединенным с магистралью для подачи жидких реагентов; разбрызгиватель может быть выполнен в виде душевой насадки.

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящей полезной модели, что позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «новизна».

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена схема аппарата.

Аппарат для синтеза химических соединений включает корпус 1, выполненный из стали и облицованный изнутри кислотоустойчивым покрытием. Корпус 1 снабжен люком 2 для загрузки твердых дисперсных реагентов и воды, и магистралью 3 для подачи жидких реагентов с запорным органом 4. На крышке 5 корпуса 1 укреплена газоотводная труба 6 с фильтром 7 для поглощения токсичных газов. Вал 8 пропеллерной мешалки 9 сопряжен с крышкой 5 посредством подшипника 10. Магистраль 3 выведена внутрь корпуса 1 и соединена с разбрызгивателем. В конкретном примере разбрызгиватель 11 выполнен в виде душевой насадки. Возможно и другое выполнение разбрызгивателя, например, в виде Сегнерова колеса и т.п.

Извлечение полученного продукта осуществляется через выгрузочный люк 13 со съемным фильтром 14 и выгрузочную магистраль 15 с запорным органом 16 и центробежным насосом 17. Аппарат установлен на основании с помощью опорной конструкции 18. Средства крепления аппарата к основанию условно не показаны. Вал 8 приводится вращение электрическим приводом 19 мощностью 2,5 кВт и вращается с частотой 45 об/мин. Разбрызгиватель 11 размещен в корпусе 1 выше максимального уровня 20 реакционной массы, а пропеллер мешалки - ниже ее минимального уровня 21.

Работа аппарата поясняется на примере синтеза 1-(4-бромфенил)виолуровой кислоты. Исходные реагенты: щелочь, 1-(4-бромфенил)барбитуровая кислота, нитрит натрия, уксусная кислота, соляная кислота. В корпус 1 через загрузочный люк 2 заливают воду. Включают привод 19 мешалки 9 и через люк загружают порошок щелочи и порошок 1-(4-бромфенил)барбитуровой кислоты. После полного растворения в воде твердых реагентов через люк 2 загружают кристаллы нитрита натрия и перемешивают до полного их растворения. Затем закрывают люк 2 и в течение 30 минут при перемешивании по магистрали 3 через разбрызгиватель 11 подают уксусную кислоту, а затем в течение 60 минут - соляную кислоту.

Подачу кислот по магистрали 3 регулируют с помощью изменения открытия запорного органа 4. После этого осуществляют перемешивание реакционной массы в течение еще 60 минут.

По завершении процесса открывают запорный орган 16, включают насос 17, и реакционная масса через выгрузочный люк 13, фильтр 14 по выгрузочной магистрали 15 сливается в приемную емкость (на чертеже не показана). Затем снимают крышку 5 и опорожненный корпус 1 обмывают водой, смывая остатки продукта с его внутренней поверхности, и промывают полученный продукт на фильтре 14. Отфильтрованный продукт отправляют на сушку. Фильтр 14 промывают или заменяют и устанавливают на прежнее место.

Во время процесса токсичные газы (окислы азота) выходят по отводной трубе 6 и фильтр 7, представляющий собой в конкретном случае емкость с щелочным раствором. Перед новым циклом щелочной раствор заменяют.

Синтез других химических соединений, например, нитрозоанилинов, нитрозофенолов, оксимов и др. осуществляется аналогично.

Благодаря реализации отличительных признаков полезной модели достигается более равномерный ввод жидких реагентов в реакционную массу, которые разбрызгиваются при этом по ее поверхности. В результате достигается более равномерная концентрация реагентов по объему реакционной массы, что уменьшает или предотвращает выпадение исходных реагентов в осадок вместе с целевым продуктом и обеспечивает повышение его чистоты.

Указанные обстоятельства позволяют сделать вывод о соответствии заявленной полезной модели критерию «промышленная применимость».

1. Аппарат для синтеза химических соединений, включающий корпус, снабженный люком для загрузки твердых дисперсных реагентов и воды, пропеллерную мешалку с приводом и магистраль для подачи жидких реагентов, выведенную внутрь корпуса, отличающийся тем, что снабжен разбрызгивателем, размещенным внутри корпуса выше максимального уровня реакционной массы и соединенным с магистралью для подачи жидких реагентов.

2. Аппарат для синтеза химических соединений по п.1, отличающийся тем, что разбрызгиватель выполнен в виде душевой насадки.