Файл: Андрианов К.А. Технология элементоорганических мономеров и полимеров учеб. пособие.pdf

Взаимодействие хлорпроизводных углеводородов с кремнием 71

превращения реагентов. Степень использования кремния в таких реакторах весьма низкая. Кроме того, операции загрузки и раз­ грузки контактной массы в реакторах стационарного действия очень неудобны и трудоемки. Все перечисленные особенности, есте­

для обогрева или охлаждения; в рубашке циркулирует теплоноси­ тель. В реакционной камере 1 помещена мешалка 3, делающая 30—60 оборотов в минуту и выполненная в виде лентообразного шнека; такая мешалка обеспечивает отвод контактной массы от стенок реактора и ее перемешивание, Контактная масса постепенно проходит через реактор сверху вниз, непрерывно перемешиваясь. Отработанную контактную массу выгружают через штуцер в днище реактора. Газообразный хлористый алкил (или арил) подается через специальное распределительное устройство в нижнюю зону реактора. Образующиеся продукты выводятся из реактора через боковую трубу и поступают далее на очистку в фильтр 4, а затем в систему холодильников 5 (на схеме показан один) для конденсации.

Такие реакторы, безусловно, имеют большие преимущества перед стационарными аппаратами. Прежде всего, в реакторах с ме­ шалками улучшается смешение газообразного хлорпроизводного углеводорода с контактной массой, вследствие чего увеличивается степень его конверсии. Значительно уменьшается также спекание

ются с отработанной или дезактивированной массой, что снижает производительность реактора и ухудшает состав продуктов; 3) сме­ шение газообразного хлористого алкила (или арила) с контактной

Контактная

масса

Рис. 22. Общий вид горизонтального ре­ актора с механиче­ ским перемешиванием (реактор типа вра­ щающийся барабан):

1 — э л е к т р о д в и г а т е л ь ; 2 — з у б ч а т а я п е р е д а ч а ;

п и т к и ; в — б у н к е р д л я

массой происходит все же недостаточно, вследствие чего выход конденсата с единицы объема аппарата является сравнительно низ­ ким. Но при небольших масштабах производства вертикальные аппараты с механическим перемешиванием могут быть успешно применены для прямого синтеза алкилили арйлхлорсиланов.

Горизонтальный реактор с механическим перемешиванием типа вращающийся барабан, общий вид которого представлен на рис. 22, лишен некоторых недостатков, характерных для вертикального реактора. В частности, во вращающихся барабанах происходит более полное перемешивание газообразного хлорпроизводного углеводорода с контактной массой, так как увеличивается время контакта между фазами (в 10 раз по сравнению с псевдоожиженным слоем) и, следовательно, возрастает степень конверсии хлорпроизводного. В случае производства фенилхлорсиланов создаются благоприятные условия для увеличения выхода дифенилдихлор­ силана .

Реактор типа вращающийся барабан (рис. 23) представляет собой горизонтальный цилиндрический аппарат с кожухом 3 для обогрева и охлаждения. На оба конца корпуса надеты бандажи 9, закрепленные специальными башмаками 1. Через венцовую шестерню 6, свободно сидящую на упругих элементах, приваренных к корпусу,

можно в кольцевое пространство между неподвижным кожухом 3 и вра­ щающимся корпусом 8 подавать дымовые газы, а для отвода выделя­ ющегося тепла следует продувать кольцевое пространство воздухом.

Шнек и основной корпус имеют индивидуальные приводы, по­ зволяющие осуществлять реверс, необходимый для разгрузки реак­ тора. По мере выработки кремния барабан на ходу догружают све­ жей контактной массой. Так продолжается до тех пор, пока степень конверсии органохлорида не снизится до установленного предела, обусловленного накоплением большого количества отработанной контактной массы.

По окончании синтеза меняют направление вращения реактора и шнека; тогда масса, перемещаемая внутренней спиралью 4 в сто­ рону шнека 12, забрасывается приемной спиралью 7 в загрузочную воронку 10 и выводится шнеком 12 в тару. Разгрузка сменяется загрузкой свежей контактной массы, реактор разогревают, вновь подают органохлорид, и процесс синтеза повторяется. Синтез в го­ ризонтальных вращающихся реакторах проводится при незначи­ тельном избыточном давлении (0,2 am) — для преодоления гидравли­ ческого сопротивления системы.

В реакторах типа вращающийся барабан вследствие хорошего перемешивания кремне-медной контактной массы с органохлоридом, большой поверхности контакта фаз и значительного времени пре­ бывания хлорпроизводного в зоне реакции достигается степень конверсии —90% и выход продуктов —80%.

Реакторы нестационарного действия с псевдоожгокенным слоем.

В настоящее время широкое распространение для прямого синтеза алкил- и арилхлорсиланов получили аппараты, в основе работы которых лежит явление псевдоожижения. Турбулентное движение компонентов, происходящее в таком реакторе, гарантирует хорошее соприкосновение реагентов с контактной массой и равномерную

это приводит к отложениям накипи в трубке и снижению коэффи­ циента теплопередачи).