181467. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés legalább két komponensű heterogén és/vagy potenciálisan heterogén kiindulási állapotú rendszerekkel végzendő műveletek folyamatos megvalósítására
5 181467 6 vetkeztében, másrészt valamiféle sorbakapcsolási lehetőség hiányában. Egyebek mellett e hátrányok elkerülésére kidolgozott kísérletnek is tekinthetjük a 168492 sz. magyar szabadalmi leírásban bemutatott, folyadékfázisú kémiai reakciók folyamatos üzemű bevezetésére alkalmas berendezést. A berendezés célszerűen vízszintesen vagy közel vízszintesen elrendezett tartályának alsó félhengere a tartály geometriai tengelyére merőlegesen beépített válaszfalakkal hűthető ill. fűthető reaktorcellákra van felosztva, felső félhengere az összes reaktorcella közős gáztereként van kiképezve, az egyes reaktorcellák pedig legalább egy-egy, a tartály átmenő keverőtengelyére felékelt keverőelemmel vannak ellátva. Az ismert berendezés legáltalánosabb jellegzetességei mellett még arra — a bejelentésünk szőkébb tárgykörét érintő — utalunk, mely szerint a reaktorcellák mindegyikét vagy többségét a komponensek bevezetésére alkalmas csatlakozásokkal lehet ellátni, vagyis optimális részarányuk folyamatos fenntartásának ill. beállításának lehetőségére. Ez a megoldás azonban nélkülözi az előbbi javaslat reakciótechnikai előnyeit, az egymást követő részműveleteket befolyásoló paramétereket pedig csak szűk határok között lehet módosítani, végül egy adott, megépített berendezést még komoly anyagi-technikai ráfordítás mellett sem lehet hasonló típusú, de anyagi tulajdonságaikban jelentősen eltérő komponensekkel végzett reakció lejátszására alkalmassá tenni. A találmány feladata az adott igényeknek megfelelően módosítható eljárás és modulszerü egységekből összeállítható berendezés kidolgozása. A találmány szerint ezt a feladatot azzal oldjuk meg, hogy a komponenseket rendre egymást követően külön-külön nyírórésekben hozzuk össze egymással vagy az előző nyírórésből érkező közbenső termékkel. A találmány szerinti berendezés lényege az, hogy az egyes fokozatok egy-egy átömlő torokkal ellátott tálca, ill. állótárcsa és a hajtómű tengelyére felékelt tárcsa közötti nyírórések, ahol a nyírórésekhez csatlakoztatott bevezető csonkok adott esetben legalább egy tápegységgel vannak kiegészítve. A találmányt a továbbiakban a rajz segítségével részletesen ismertetjük. A rajzon az 1. ábra a reaktor tengelymetszete, a 2. ábra egy tápegység vázlatos metszete, a 3. ábra egy másik tápegység vázlatos metszete, a 4. ábra egy beépített tápegység vázlatos metszete, az 5. ábra egy másik beépített tápegység vázlatos metszete, a 6. ábra fúvókás tápegység vázlatos metszete, a 7. ábra injektoros tápegység vázlatos metszete. Emulgeálási- és fenyőgyanta neutralizálási feladatok megoldása során a folyamatok intenzifikálása érdekében szívatytyúval állandó folyadékszintre beállított ejtőtartályból táplált nagynyomású homogenizálón ill. kolloidmalmon többször átvezettük a rendszert. Az eredmény nem felelt meg a várakozásunknak s a várt hatás a berendezések sorbakapcsolása esetén is elmaradt. Ezután csőreaktor és kolloidmalom kombinációjával egy olyan 1 reaktort készítettünk, melyben az egyes reakciózónáknak az egyes kolloidmalom-egységek 2 nyírórései felelnek meg. Az állandó folyadékszintre beállított, a rajzon nem szereplő ejtőtartályból táplált, három 2 nyírórést tartalmazó 1 reaktorban az egyszeri feldolgozás után kapott eredmény is jobb volt, mint amilyent a homogenizálok a többszöri átvezetés után vagy sorbakapcsolásuk esetén tudtak biztosítani. Kísérleteinket folytatva azt a meglepő eredményt kaptuk, hogy amennyiben a komponensekből nem készítettünk primer diszperziót, hanem az 1. ábra szerinti 1 reaktor 3—6 bevezető csonkjain a rajzon nem látható adagoló szivattyúkkal tápláltuk be az emulgeálandó anyagot, az emulgeátort, a stabilizátort és a hígító közeget—tehát közbenső betáplálással kombináltuk a technológiát — akkor kisebb emulgeátor- és stabilizátor-töménység esetén is javítottuk az emulzió stabilitását, a közbenső betáplálás nélkül, primer diszperzió készítése esetén kapotthoz képest. Az 1. ábra szerinti 1 reaktor 2 nyírórései a 3 és 4, további fokozatonként az 5 és 6 bevezető csonkok alatt elrendezett 7 tálcák és az ezek alatti, egy jelképesen ábrázolt 8 hajtómű 9 tengelyére felékelt 10 tárcsák között vannak kiképezve. A 7 tálcák 11 átömlő torkai a 9 tengellyel koncentrikusak, míg a 10 tárcsák helyzete a 9 tengelyen előnyösen változtatható. Az 1 reaktor a palástján rögzített 12 csőkígyó segítségével hűthető illetve fűthető. A készterméket a 13 ürítőcsonkon lehet tárolóba vezetni. Az így kifejlesztett 1 reaktor folyamatosan táplálható a korszerű vegyipar igényeinek megfelelően beállítható szállítóteljesítményű adagolószivattyúkkal, illetve szivattyútelepekkel. Ez viszont teljesen automatikus vezérlését teszi lehetővé. Kísérleteink bebizonyították, hogy az eredetileg néhány feladatra szánt megoldás elvileg általánosan alkalmazható folyadék közegű, kettő vagy több komponensü, heterogén vagy potenciálisan heterogén kiindulási állapotú rendszerekkel végrehajtott folyamatok jó hatásfokú megvalósítására. Ezért alkalmassá tettük porszerű és szuszpendált anyagok betáplálására. Ennél a 2. ábra szerint a 3—6 bevezető csonk(ok)hoz 14 adagoló csigával egybeépített 15 vibrációs surrantót csatlakoztattunk. Ez a változat főként tixotróp ill. pszeudotixotróp szuszpenziók betáplálására alkalmas tápegység. Egyes pépes vagy rostos anyagok szuszpenzióinak betáplálására előnyösnek találtuk a 3. ábrán bemutatott tápegységet, melynél a 14 adagoló csiga 16 tölcsérébe egy 17 behordó csiga van beépítve. A 16 tölcsér ezen kívül célszerűen az anyag keringtetésben tarthatóságát elősegítő 18 betéttel is fel van szerelve. A széles alkalmazási területre alkalmassá vált, közbenső betáplálással üzemeltetett 1 reaktorral folytatott munkánk során azt tapasztaltuk, hogy hatása még tovább javítható, ha a komponensek beadagolására az egyes kolloidmalomelemeket célszerűen kiválasztott porlasztóval, ill. injektorral kombináljuk, s így porlasztott anyag jut a 2 nyírórés(ek)be. így a porlasztóelv továbbfejlesztésére nyílt lehetőségünk, hiszen a gáz vagy folyadék halmazállapotú porlasztott anyag a lényegében passzív reakciótér helyett intenzív impulzusátmenetet biztosító 2 nyírórésbe kerül. A 4. ábrán egy beépített tápegységet mutatunk be, mely az 1 reaktor 19 állótárcsájában van kiképezve. Ennél a 2 nyírórés fölött kialakított 20 térben egy 21 propeller keverő van a 9 tengelyre felékelve. Üzem közben a beadott komponensek a 21 propeller keverőn terülnek szét és apró cseppekként jutnak be a 2 nyírórésbe. Az 1 reaktor 10 tárcsája önmagában működtethető tárcsás porlasztóként, ha a második komponenset ott vezetjük rá, ahol az első már difformált állapotban van. Egy ilyen „tápegységet” tüntettünk fel az 5. ábrán. Itt a szerkesztési meggondolásból két részből összeállított 19 állótárcsában a 4 bevezető csonk vezetéke a 9 tengelytől távolabb van a 2 nyírórésbe bevezetve, mint a 3 bevezető csonk vezetéke. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
