Процессы, сопровождающиеся выделением низкомолекулярных побочных продуктов, которые необходимо удалять по мере их образования.

Реактор в технологической схеме может оснащаться:

- холодильниками, для связи с атмосферой (при процессах без давления или вакуума) и возвращения летучих продуктов реакции обратно в реактор (обратный холодильник или конженсатор) или отгонки низкомолекулярных продуктов (прямой холодильник).

- приемниками и вакуум- приемниками для накопления отходящих продуктов реакции;

- разделительным сосудом для разделения азеотропной смеси;

- мокрым уловителем погонов ( при синтезе алкидов)

- теплообменником;

- сублимационной трубой для улавливания смолообразных продуктов реакции

- циклонами и воздушными фильтрами для очистки воздуха от пыли при загрузке сыпучих исходных веществ.

На рис. 8. показаны оснастки (для вертикальных цилиндрических реакторов), применяемые при про­ведении различных процессов.

При проведении процессов первой группы реактор можно непосредственно соединить с атмосферой (че­рез воздушник) или с системой инертного газа. Од­нако в этом случае реактор предпочтительнее осна­стить вертикальным или наклонным обратным кон­ денсатором (рис. 8 а б).

Для процессов, протекающих при кипении реак­ционной смеси, реакторы снабжают наклонными (а не вертикальными) обратными конденсаторами (рис. 8, б).

При отгонке непрореагировавших мономеров или растворителей реакторы оборудуют наклонными кон­денсаторами, соединенными с приемниками дистил­лята (рис. 8, в).

Отгонка может проводиться при атмосферном давлении и в вакууме. Оснастка, пока­занная на рис. 8, г, может также применяться при отгонке непрореагировавших мономеров или растворителей, если отгонка сопровождается испарением другого, более высококипящего компонента смеси, который не должен из нее удаляться.

Удаление воды (обезвоживание, сушка реакцион­ной массы) обычно производится азеотропным спо­собом, при этом растворитель, отгоняемый вместе с водой, как правило, возвращается в реактор. В этом случае оснастка состоит из наклонного конденсатора и разделительного сосуда, в котором происходит рас­слоение азеотропного дистиллята: верхний слой (рас­творитель) непрерывно возвращается в реактор, а нижний (вода) — сливается в приемную емкость (рис. 8, д.).

Для процессов, сопровождающихся выделением низкомолекулярных побочных продуктов, удаление которых необходимо по мере их образования, ос­настку выбирают в зависимости от свойств низко­молекулярного побочного продукта и способа его удаления. Если побочным продуктом являются спирты (метанол, этанол), то применяют оснастку, ис­пользуемую для отгонки непрореагировавших моно­меров и растворителей (рис. 8, в). Если побочный продукт вода, то для ее отгонки применяют оснастку по существу не отличающуюся от оснастки, используемой для отгонки воды азеотропным способом (рис. 8, д.), или оснастку, состоящую из сублимационной трубы и мокрого уловителя погонов (рис. 8, е). Оснастка, показанная на рис. 8, применяется исключительно в производстве полиэфиров (алкидов и ненасыщенных полиэфиров).

Рис.8 Основные виды оснасток:

а — для проведения процессов при температурах значительно более низких, чем температура кипения реакционной массы; б — для проведения процессов при температурах кипения реакционной массы или близких к ней; в — для проведения процессов, сопровождаю­щихся отгонкой мономеров или растворителей; г — для проведения процессов, сопровождающихся отгонкой мономеров или раствори­телей и испарением другого, более высококипящего компонента смеси, который не должен из нее удаляться; д.— для удаления воды азеотропным способом при сушке и синтезе олигомеров; е — для проведения синтеза полиэфиров;

1 — реактор; 2 — конденсатор; 3 — приемник дистиллята; 4 — теплообменник; 5 — разделительный сосуд; 6 — сублимационная труба; 7 — мокрый уловитель погонов.

Если в одном и том же реакторе проводится не один, а последовательно несколько различных процессов, то реактор снабжается комбинированной оснасткой (рис. 9). Например, для последовательного проведения процессов синтеза полимера при температуре кипения реакционной массы и отгонки непрореагировавших мономеров можно использовать оснастку, состоящую из наклонного конденсатора работающего в прямом и обратном режимах, и при­емника дистиллята (рис. 9, а).

Для последовательного проведения в реакторе трех различных процессов (синтеза полимера при температуре кипения реакционной массы, отгонки непрореагировавших мономеров или растворителей и азеотропной сушки полимера) применяют оснастку, состоящую из наклонного конденсатора, работа­ющего в прямом и обратном режимах, разделитель­ного сосуда и приемника дистиллята (рис. 9, б).

Оснастку, состоящую из вертикального теплооб­менника, наклонного конденсатора, работающего в прямом и обратном режимах, разделительного со­суда, сублимационной трубы и мокрого уловителя погонов (рис. 9, в), применяют при синтезе различ­ных полиэфиров.

Рис. 9. Виды комбинированных оснасток реакторов:

а — для последовательного проведения синтеза полимера при температуре кипения реакционной массы и отгонки непрореагировавших из мономеров; б — для последовательного проведения синтеза полимера при температуре кипения реакционной массы, отгонки непрореа- гировавших мономеров (или растворителей) и азеотропной сушки полимера; в — для синтеза полиэфиров различных типов азеотропным- способом;'

1 — реактор; 2 — конденсатор; 3 — приемник дистиллята; 4 —разделительный сосуд; 5 — теплообменник; 6 — сублимационная труба; 7 — мокрый уловитель погонов.

В процессе синтеза алкидов отгонка реакционной воды азео­тропным методом на стадии этерификации существенно ускоря­ется при использовании пленочного испарителя. В этом случае пленочный испаритель является тепло- и массообменным аппа­ратом, поскольку в нем протекает не только процесс тепло­передачи, но и синтез продукта. В реакторах большого объема с недостаточной поверхностью теплообмена пленочный тепло­- массо обменный аппарат является основной дополнительной по­верхностью теплообмена.

На рис. 10 приведена схема реактора для синтеза алкидов, сблокированного с роторно-пленочным тепло -массообменным аппаратом.

Рис. 10. Схема реактора для синтеза алкидов, сблокиро­ванного с пленочным тепло - массообменным аппаратом:

1 - реактор; 2 -- насос; 3- пленочный испаритель; 4 -скруббер; 5 конденсатор-холодильник 6 -- разделительный сосуд; 7, 8 - - краны

Из реактора (1) реакционная смесь насосом (2) подается в обо­греваемый пленочный испаритель (3) из которого вместе с пара­ми воды и ксилола поступает в реактор (1). Для освобожде­ния паров воды и ксилола от капель реакционной смеси их из реактора (1) пропускают через колонну с насадкой (скруббер 4), откуда уловленная реакционная смесь возвращается в реактор (1) по трубе, погруженной в реакционную смесь, а смесь паров воды и ксилола направляется в конденсатор-холодильник (5), из которого конденсат (смесь воды и ксилола) стекает в разделительный сосуд 6. Из разделительного сосуда (6) ксилол стекает в верхнюю часть скруббера (4) для орошения насадки, а вода поступает в при­емник. В процессе этерификации кран (7) закрыт, а кран (8) открыт. По завершении этерификации кран (8) закрывают и открывают кран (7), отгоняют ксилол из реакционной смеси и собирают его в приемник.

Ускорить процесс отгонки реакционной воды азеотропным методом при синтезе алкидов можно подачей в реактор, вместо жидкого ксилола его паров, как это показано на рис. 11.

Рис. 11 Реактор для синтеза ал­кидов с подачей в него паров ксилола при азеотропной oтгонке реакционной воды:

1 - реактор: 2 -- испаритель ксилола; 3 – разделительный сосуд; 4, 5 - кон­денсаторы-холодильники

При про­ведении реакции этерификации под вакуумом обогрев испарителя ксилола можно проводить водяным паром, а не ВОТ.