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DD234233A1 - DEVICE FOR REMAINING AND COOLING A RESPONSE TANK - Google Patents

DEVICE FOR REMAINING AND COOLING A RESPONSE TANK
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DD234233A1
DD234233A1DD27289285ADD27289285ADD234233A1DD 234233 A1DD234233 A1DD 234233A1DD 27289285 ADD27289285 ADD 27289285ADD 27289285 ADD27289285 ADD 27289285ADD 234233 A1DD234233 A1DD 234233A1
Authority
DD
German Democratic Republic
Prior art keywords
cooling
heat transfer
heat
heat carrier
reaction vessel
Prior art date
Application number
DD27289285A
Other languages
German (de)
Inventor
Hans-Juergen Maass
Michael Maercz
Hans Frommann
Helmut Storch
Frank Peukert
Christian Kecke
Lothar Blume
Original Assignee
Dresden Komplette Chemieanlag
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Abstract

Translated fromGerman

Die Erfindung beinhaltet eine Vorrichtung zum Erwaermen und Kuehlen von Reaktionsbehaeltern, Autoklaven u. dgl. Diese Vorrichtung soll so ausgebildet sein, dass mit ihr ein Reaktionsbehaelter sowohl mit einem fluessigen als auch mit einem gasfoermigen Waermetraeger erwaermt und gekuehlt werden kann. Dies wird erreicht, in dem der an dem Reaktionsbehaelter befindliche Doppelmantel einerseits mit einer Heiz- und einer Kuehleinrichtung ausgestattet und andererseits ueber eine Dampf- und eine Fluessigkeitsleitung mit dem Ausdehnungsgefaess verbunden ist. Dabei ist in dem Ausdehnungsgefaess eine zweite Kuehleinrichtung angeordnet. Bei der Fahrweise mit fluessigem Waermetraeger erfolgt die Waermeuebertragung mit Hilfe der Waermetraegerfluessigkeit. Bei der Fahrweise mit dampffoermigem Waermetraeger erfolgt der Waermeuebergang bei gleichzeitiger Kondensation bzw. Verdampfung des Waermetraegers an der Wandung des Reaktionsbehaelters. Das Hauptanwendungsgebiet der Erfindung liegt in der chemischen und artverwandten Industrie. FigurThe invention includes a device for heating and cooling of reaction vessels, autoclaves u. Like. This device should be designed so that with her a Reaktionsbehaelter both with a liquid and with a gaseous heat carrier can be heated and cooled. This is achieved in that the double jacket located on the reaction container is equipped, on the one hand, with a heating and one cooling device and, on the other hand, is connected to the expansion vessel via a steam line and a liquid line. In this case, a second cooling device is arranged in the expansion vessel. When driving with liquid heat carrier, the heat transfer takes place with the aid of the heat transfer fluid. In the mode of operation with steam-solid heat carrier, the heat transfer takes place with simultaneous condensation or evaporation of the heat carrier on the wall of the reaction vessel. The main field of application of the invention lies in the chemical and related industry. figure

Description

Translated fromGerman
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung wird zum Erwärmen und Kühlen von Reaktionsbehältern angewendet. Solche Reaktionsbehälter sind in der Regel Rührkessel, Autoklaven oder anderweitige Gefäße, in denen bei Stoffumwandlungsprozessen oder bei der Veränderung des Aggregatzustandes von Stoffen diese erwärmt oder abgekühlt werden. Das Hauptanwendungsgebiet der Erfindung liegt in der chemischen und artverwandten Industrie.The invention is used for heating and cooling reaction vessels. Such reaction vessels are usually stirred tanks, autoclaves or other vessels in which these are heated or cooled during material conversion processes or when changing the state of matter of substances. The main field of application of the invention lies in the chemical and related industry.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Um das in einem Reaktionsbehälter befindliche Produkt zu erwärmen oder abzukühlen, ist dieser häufig mit einem Doppelmantel versehen, in den der Wärmeträger bzw. das Kühlmittel gefördert wird. Als Wärmeträger dient dabei zumeist Wasser, Wasserdampf oder eine organische Flüssigkeit. Die Kühlflüssigkeit fließt dem Mantelraum in der Regel unten zu, während Dampf stets oben eintritt. Der Doppelmantel ist an dem Reaktionsbehälter in der Regel angeflanscht oder angeschweißt. Andere Ausführungsformen zum Erwärmen und Kühlen eines Reaktionsbehälters bestehen in der Anordnung von Rohrschlangen, von aufgeschweißten Halbrohren oder angeschweißten Winkelprofilen am äußeren Umfang des Reaktionsbehälters. Diese Erwärmungs- bzw. Kühlvorrichtungen sind in dem Buch von W. R. A. Vauck und H. A. Müller, Grundoperationen chemischer Verfahrenstechnik, Verlag von Theodor Steinkopff, Dresden und Leipzig, 1962, auf der Seite 270 beschrieben und dargestellt. In dem Prospekt „Kunstharzanlagen" der Firma Gebrüder Hagemann GmbH, Bochum, Bundesrepublik Deutschland, werden dampfbeheizte Anlagen zur Kunstharzherstellung beschrieben, die mit getrennten Heiz-Kühlsystemen ausgestattet sind. Die Beheizung erfolgt über auf der Reaktorwand aufgebrachte Halbrohrschlangen, die Kühlung über einen über diese 'In order to heat or cool the product contained in a reaction vessel, it is often provided with a double jacket, into which the heat carrier or the coolant is conveyed. The heat carrier is usually water, water vapor or an organic liquid. The cooling liquid usually flows down the jacket space, while steam always enters at the top. The double jacket is flanged or welded to the reaction vessel in the rule. Other embodiments for heating and cooling a reaction vessel consist in the arrangement of tube coils, welded half-tubes or welded angle profiles on the outer circumference of the reaction vessel. These heating or cooling devices are described and illustrated in the book by W. R. A. Vauck and H. A. Müller, Basic Operations of Chemical Process Engineering, published by Theodor Steinkopff, Dresden and Leipzig, 1962, at page 270. The Brochure "Kunstharzanlagen" of Gebrüder Hagemann GmbH, Bochum, Federal Republic of Germany, describes steam-heated resin production plants which are equipped with separate heating / cooling systems.

Halbrohrschlangen angebrachten Doppel mantel, wodurch eine Vermischung von Kondensat und Kühlwasser verhindert wird. Bei diesen Erwärmungs- und Kühlvorrichtungen wird zum Erwärmen des Reaktionsbehälters und des darin befindlichen Produkts als Wärmeträger entweder ein Gas (bzw. Dampf) oder eine Flüssigkeit benutzt. Zum Kühlen wird stets eine Flüssigkeit benutzt, die die Wärme des abzukühlenden Produktes aufnimmt und danach entweder verworfen oder abgekühlt und nachfolgend wieder als Wärmeträger verwendet wird.Half-pipe coils mounted double coat, whereby a mixing of condensate and cooling water is prevented. In these heating and cooling devices, either a gas (or vapor) or a liquid is used for heating the reaction vessel and the product therein as a heat transfer medium. For cooling, a liquid is always used, which absorbs the heat of the product to be cooled and then either discarded or cooled and subsequently used again as a heat transfer medium.

In dem Prospekt D22-654/13522 „Diphyl — ein Wärmeübertragungsmittel" der Farbenfabriken Bayer AG, Bundesrepublik Deutschland, wird die Verwendung von Diphyl und Diphyl dampf zur Wärmeübertragung beschrieben. Der Diphyldampf wird entweder innerhalb oder außerhalb des zum Reaktionsbehälter gehörenden Doppelmantels erzeugt. Der bei der Wärmeübertragung kondensierte Diphyldampf wird zur Verdampfung zurückgeführt und erneut verdampft. Die Kühlung erfolgt jeweils mit flüssigem Diphyl.In the prospectus D22-654 / 13522 "Diphyl - a heat transfer agent" of the Farbenfabriken Bayer AG, Federal Republic of Germany, the use of Diphyl and Diphyl steam for heat transfer is described The Diphyldampf is generated either inside or outside of the reaction vessel belonging to the double jacket The heat transfer condensed diphyl vapor is returned to the evaporation and evaporated again, each cooling with liquid diphyl.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es. Reaktionsbehälter und das darin befindliche Produkt schnell und mit geringem energetischen Aufwand zu erwärmen und zu kühlen.The aim of the invention is. Reaction vessel and the product contained therein quickly and with little energy to heat and cool.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu entwickeln, mit der ein Reaktionsbehälter sowohl mit einem flüssigen als auch mit einem gasförmigen Wärmeträger erwärmt und gekühlt werden kann.The invention has for its object to develop a device with which a reaction vessel can be heated and cooled both with a liquid and with a gaseous heat transfer medium.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der in dem Reaktionsbehälter befindliche Doppelmantel mit einem Ausdehnungsgefäß für den Wärmeträger über eine Dampfleitung verbunden ist, in dem Ausdehnungsgefäß eine zweite Kühleinrichtung vorgesehen und in dem oberen Teil des Doppelmantels ein Kondensatverteilerring angeordnet ist. Der Doppelmantel steht darüber hinaus mit dem Ausdehnungsgefäß und einem Wärmeträgerbehälter jeweils über eine Flüssigkeitsleitung in Verbindung. In seinem unteren Teil weist der Doppelmantel eine Heizeinrichtung zum Erwärmen des Wärmeträgers auf.The object is achieved in that the double jacket located in the reaction vessel is connected to an expansion vessel for the heat transfer medium via a steam line, provided in the expansion vessel, a second cooling device and in the upper part of the double jacket a Kondensatverteilerring is arranged. The double jacket is also in communication with the expansion vessel and a heat transfer container in each case via a fluid line. In its lower part, the double jacket has a heating device for heating the heat carrier.

Soll das in dem Reaktionsbehälter befindliche Produkt auf Temperaturen bis zu etwa 200°C erwärmt werden, so benutzt man hierzu zweckmäßigerweise einen flüssigen Wärmeträger. In diesem Fall wird der Doppelmantel des Reaktionsbehälters vollständig mit dem Wärmeträger gefüllt, ,velcher dann mit Hilfe der Heizeinrichtung erwärmt wird. Der Wärmeträger überträgt die Wärme auf die Wand des Reaktionsbehälters, wodurch das darin befindliche Reaktionsprodukt erwärmt wird. Die Abkühlung des Reaktionsproduktes erfolgt auf umgekehrte Weise. Hierzu ist in dem Doppelmantel eine Kühleinrichtung angeordnet, beispielsweise eine Rohrschlange, durch die ein Kühlmittel, beispielsweise Kühlwasser, strömt und den Wärmeträger und damit das zu kühlende Reaktionsprodukt abkühlt.If the product in the reaction vessel is to be heated to temperatures of up to about 200 ° C., it is expedient to use a liquid heat carrier for this purpose. In this case, the double jacket of the reaction vessel is completely filled with the heat transfer medium, which is then heated by means of the heating device. The heat transferring the heat to the wall of the reaction vessel, whereby the reaction product therein is heated. The cooling of the reaction product is carried out in the reverse manner. For this purpose, a cooling device is arranged in the double jacket, for example a coil, through which a coolant, for example cooling water, flows and cools the heat transfer medium and thus the reaction product to be cooled.

Soll dagegen das in dem Reaktionsbehälter befindliche Produkt auf Temperaturen oberhalb von 200°C erwärmt werden, so ist es zweckmäßig, einen gasförmigen Wärmeträger zu benutzen. Hierbei wird der Doppelmantel des Reaktionsbehälters soweit mit einem flüssigen Wärmeträger gefüllt, bis die Heizeinrichtung auch dann vollständig mit dem Wärmeträger bedeckt ist, wenn ein Teil des Wärmeträgers verdampft ist. Der Wärmeträger wird mit Hilfe der Heizeinrichtung erwärmt und teilweise verdampft. Der Wärmeträgerdampf erwärmt die Wandung des Reaktionsbehälters und damit das darin befindliche Produkt. Das hierbei entstehende Wärmeträgerkondensat tropft zurück und wird erneut verdampft. Beim Kühlen des Reaktionsbehälters wird die in dem Ausdehnungsgefäß befindliche zweite Kühleinrichtung in Betrieb gesetzt, wodurch die Wärmeträgerdämpfe kondensieren. Das Wärmeträgerkondensat fließt zurück in den Doppelmantelraum, wird dort mit Hilfe des Kondensatverteilerringes auf dieIf, on the other hand, the product present in the reaction vessel is heated to temperatures above 200 ° C., it is expedient to use a gaseous heat carrier. Here, the double jacket of the reaction vessel is filled so far with a liquid heat carrier until the heater is completely covered with the heat transfer medium even if a part of the heat carrier is evaporated. The heat carrier is heated by means of the heater and partially evaporated. The heat transfer steam heats the wall of the reaction vessel and thus the product therein. The resulting heat transfer condensate drips back and is evaporated again. When cooling the reaction vessel, the second cooling device located in the expansion vessel is put into operation, whereby the heat transfer vapors condense. The heat transfer condensate flows back into the double jacket space, is there on the basis of the condensate distributor ring on the

Wandung des Reaktionsbehälters verteilt und läuft gleichmäßig an dieser Wandung herab, wobei es wieder verdampft. Die dazu erforderliche Verdampfungswärme wird dem in dem Reaktionsbehälter befindlichen Produkt entzogen, wodurch es sich abkühlt.Distributed wall of the reaction vessel and runs evenly down this wall, where it evaporates again. The required heat of vaporization is removed from the product in the reaction vessel, whereby it cools.

Da bei diesem Kühlprozeß der Druck im Doppelmantelraum und im Ausdehnungsgefäß absinkt, erfolgt die Verdampfung des Wärmeträgers bei ständig sinkender Temperatur.Since in this cooling process, the pressure in the jacketed space and in the expansion vessel drops, the evaporation of the heat carrier takes place at constantly decreasing temperature.

Auf diese Weise kann das in dem Reaktionsbehälter befindliche Produkt bis etwa 1500C abgekühlt werden. Ist eine Abkühlung des Produktes auf niedrigere Temperaturen erforderlich, so benutzt man hierzu zweckmäßigerweise flüssigen Wärmeträgerund kühlt diesen mit der im Doppelmantel angeordneten Kühleinrichtung.In this way, the product contained in the reaction vessel can be cooled to about 1500 C. If a cooling of the product to lower temperatures is required, it is expedient to use liquid heat carrier and cool it with the cooling device arranged in the double jacket.

Als Wärmeträger wird zweckmäßigerweise Diphyl eingesetzt. Dies ist ein Gemisch von Diphenyl und Diphenyloxid; es weist einen Siedepunkt von 256°Cauf. Weitere Wärmeträger sind in dem Buch von S.S. Kagan und A.W.Tschetschetkin, Organische Wärmeträger für hohe Temperaturen und ihre Verwendung in der Industrie, VEB Verlag Technik Berlin, 1953, Seite 11 ff., ausgeführt.As a heat carrier Diphyl is advantageously used. This is a mixture of diphenyl and diphenyloxide; it has a boiling point of 256 ° C. Other heat carriers are in the book of S.S. Kagan and A. W. Chechetkin, organic heat transfer medium for high temperatures and their use in industry, VEB Verlag Technik Berlin, 1953, page 11 et seq., Executed.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß bei der Anwendung eines dampfförmigen Wärmeträgers zum Erwärmen des Reaktionsproduktes die bei der Kondensation des Wärmeträgers freiwerdende Wärme auf das Reaktionsprodukt übertragen werden kann. Umgekehrt wird beim Abkühlen des Reaktionsproduktes diesem die zur Verdampfung des Wärmeträgers erforderliche Verdampfungswärme entzogen. Auf diese Weise erfolgt eine effektive Wärmeübertragung auf das Reaktionsprodukt bzw. ein effektiver Wärmeentzug von dem Reaktionsprodukt.The invention has the advantage that when using a vaporous heat carrier for heating the reaction product, the released during the condensation of the heat carrier heat can be transferred to the reaction product. Conversely, when the reaction product is cooled, the evaporation heat required for the evaporation of the heat carrier is removed from it. In this way, there is an effective heat transfer to the reaction product or an effective heat removal from the reaction product.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird nachstehend an 2 Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung ist ein Schnitt durch einen Reaktionsbehälter dargestellt, der sowohl mit einem flüssigen als auch mit einem dampfförmigen Wärmeträger beheizt und gekühlt werden kann.The invention will be explained in more detail below with reference to two exemplary embodiments. In the accompanying drawing, a section through a reaction vessel is shown, which can be heated and cooled with both a liquid and a vaporous heat carrier.

Beispie! 1Step Example! 1

In dem Reaktionsbehälter 1 soll ein Phenolharz hergestellt werden. Die Reaktionsproduktesollen auf 17O0C erwärmt, mehrere Stunden bei dieserTemperatur gehalten und danach abgekühlt werden.In the reaction vessel 1, a phenolic resin is to be produced. The reaction products should be warmed to 17O0 C, held at this temperature for several hours, and then cooled.

Der Reaktionsbehälter 1 ist in seinem Inneren mit einem Rührer versehen, welcher das Reaktionsprodukt durchmischt. Der Reaktionsbehälter 1 ist weiterhin mit dem Doppelmantel 2 versehen, in dem sich der Wärmeträger Diphyl befindet. In dem unteren Teil des Doppelmantels 2 ist die Heizeinrichtung 3 angeordnet. Diese besteht aus einer elektrischen Widerstandsheizung, welche mit einem Temperaturregelsystem in Verbindung steht und von diesem gesteuert wird. Darüber hinaus ist in dem Doppelmantel 2 die Kühleinrichtung 4 vorgesehen. Diese ist als Kühlschlange ausgebildet.The reaction vessel 1 is provided in its interior with a stirrer which mixes the reaction product. The reaction vessel 1 is further provided with the double jacket 2, in which the heat carrier Diphyl is located. In the lower part of the double jacket 2, the heater 3 is arranged. This consists of an electrical resistance heater, which is in communication with and controlled by a temperature control system. In addition, the cooling device 4 is provided in the double jacket 2. This is designed as a cooling coil.

Der Doppelmantel 2 ist über die Wärmeträgerleitung 5 mit dem Vorratsbehälter 5 für den Wärmeträger verbunden. Weiterhin steht der Doppelmantel 2 an seinem oberen Teil über die Kondensatleitung 7 und die Dampfleitung 8 mit dem Ausdehnungsgefäß 9 in Verbindung. Dieses ist mit der zweiten Kühleinrichtung 10 versehen, welche im einfachsten Fall als Rohrschlange ausgebildet ist, ansonsten aber auch als Plattenwärmeübertrager ausgebildet sein kann. Um das Ausdehnungsgefäß 9 und den Doppelmantel 2 evakuieren zu können, ist es über eine Vakuumleitung mit der Vakuumpumpe 11 verbunden.The double jacket 2 is connected via the heat carrier line 5 to the reservoir 5 for the heat carrier. Furthermore, the double jacket 2 is at its upper part via the condensate line 7 and the steam line 8 with the expansion vessel 9 in connection. This is provided with the second cooling device 10, which is formed in the simplest case as a coil, but otherwise may be formed as a plate heat exchanger. In order to evacuate the expansion vessel 9 and the double jacket 2, it is connected via a vacuum line to the vacuum pump 11.

Zum Erwärmen des Reaktionsproduktes wird der Doppelmantel 2 vollständig mit dem flüssigen Wärmeträger Diphyl aus dem Vorratsbehälter 6 gefüllt. Mit Hilfe der Heizeinrichtung 3 wird der Wärmeträger auf etwa 1900C erwärmt, wobei der Wärmeträger den Reaktionsbehälter 1 und das darin befindliche Reaktionsprodukt erwärmt. Der Heizvorgang wird solange fortgesetzt, bis das Reaktionsprodukt die Temperatur von 1700C erreicht hat. Danach wird die Heizleistung der Heizeinrichtung 3 vermindert, so daß kein weiterer Temperaturanstieg erfolgt, aber das Reaktionsprodukt über die erforderliche Zeit auf der Temperatur von 17O0C gehalten wird. Zum Abkühlen des Reaktionsproduktes wird die Heizeinrichtung 3 abgestellt und die Kühleinrichtung 4 mit Kühlwasser beaufschlagt, wodurch der Wärmeträger und damit das Reaktionsprodukt auf die gewünschte Temperatur abkühlt.For heating the reaction product of the double jacket 2 is completely filled with the liquid heat carrier Diphyl from the reservoir 6. With the help of the heater 3, the heat transfer medium is heated to about 1900 C, wherein the heat transfer medium heats the reaction vessel 1 and the reaction product therein. The heating process is continued until the reaction product has reached the temperature of 1700 C. Thereafter, the heating power of the heater 3 is reduced, so that no further increase in temperature takes place, but the reaction product over the required time at the temperature of 17O0 C is maintained. To cool the reaction product, the heater 3 is turned off and the cooling device 4 is acted upon with cooling water, whereby the heat carrier and thus the reaction product is cooled to the desired temperature.

Beispiel 2Example 2

In dem Reaktionsbehälter 1 soll ein Polyesterlack hergestellt werden. Hierbei sollen die Reaktionsprodukte auf 250"C erwärmt, mehrere Stunden bei dieser Temperatur gehalten und danach abgekühlt werden.In the reaction vessel 1, a polyester paint is to be produced. In this case, the reaction products should be heated to 250 ° C, held for several hours at this temperature and then cooled.

Zu diesem Zweck wird der Doppelmantel 2 soweit mit dem Wärmeträger Diphyl aus dem Vorratsbehälter 6 gefüllt, bis die Heizeinrichtung 3 auch im Siedezustand bedeckt ist. Mit Hilfe der Heizeinrichtung 3 wird der Wärmeträger erwärmt. Bei einem Druck von 0,1 MPa siedet das Diphyl bei einer Temperatur von 256°C und verdampft. Da das Entlüftungsventil 12 geschlossen ist, steigt durch die Verdampfung des Diphyls der Druck im Doppelmantel 2 und im Ausdehnungsgefäß 9. Bei einem Druck von 0,142MPa beträgt die Siedetemperatur des Diphyldampfes 2700C; ein Druck von 0,173MPa entspricht der Diphyldampftemperaturvon 2800C. Während des Aufheizvorganges kondensiert der Diphyldampf an der Wandung des Reaktionsbehälters 1 und überträgt dabei die in ihm enthaltene Kondensationswärme auf die Wandung des Reaktionsbehälters 1 und damit auf das darin befindliche Reaktionsprodukt. Das sich hierbei bildende Diphylkondensat rinnt an der Wandung des Reaktionsbehälters 1 herab und tropft dann in die siedende Diphylflüssigkeit, wo sie erneut verdampft. Mit Hilfe eines Temperaturregelsystems wird die Heizleistung der Heizeinrichtung 3 so vermindert, wie notwendig ist, um das Reaktionsprodukt über den gewünschten Zeitraum auf der Temperatur von 2500C zu halten.For this purpose, the double jacket 2 is filled so far with the heat carrier Diphyl from the reservoir 6 until the heater 3 is also covered in the boiling state. With the help of the heater 3, the heat carrier is heated. At a pressure of 0.1 MPa, the diphyl boils at a temperature of 256 ° C and evaporates. Since the vent valve 12 is closed, rises by the evaporation of the Diphyls the pressure in the jacket 2 and 9 in the expansion vessel at a pressure of 0,142MPa the boiling temperature of Diphyldampfes 2700 C; a pressure of 0.173 MPa corresponds to the Diphyldampftemperaturvon 2800 C. During the heating process, the diphylic vapor condenses on the wall of the reaction vessel 1, thereby transferring the heat of condensation contained in it on the wall of the reaction vessel 1 and thus to the reaction product therein. The diphylcondensate which forms in this case runs down the wall of the reaction vessel 1 and then drips into the boiling diphylic liquid, where it evaporates again. With the help of a temperature control system, the heating power of the heater 3 is reduced as necessary to keep the reaction product over the desired period of time at the temperature of 2500 C.

Beim Abkühlen des Reaktionsproduktes wird die Heizeinrichtung 3 außer Betrieb gesetzt und die zweite Kühleinrichtung 10 in dem Ausdehnungsgefäß 9 mit Kühlwasser beaufschlagt. Dabei sinkt der Druck in dem Doppelmantel 2 und in dem Ausdehnungsgefäß 9. Dersinkende Druckführt zu einer weiteren Verdampfung des Diphyls im Doppelmantel 2. Der entstehende Diphyldampf kondensiert aber nicht mehr an der Wandung des Reaktionsbehälters 1, sondern steigt durch die Dampfleitung 8 auf und tritt in das Ausdehnungsgefäß 9. Dort wird er an der zweiten Kühleinrichtung 10 kondensiert. Das Diphylkondensat strömt durch die Kondensatleitung 7 zurück in den oberen Teil des Doppelmantels 2 und wird mit Hilfe des dort angeordneten Verteilerringes 13 an der Wandung des Reaktionsbehälters 1 gleichmäßig verteilt. Es rinnt an derWandung des heißen Reaktionsbehälters herab, wird dabei erwärmt und verdampft schließlich wieder. Die zur Erwärmung und Verdampfung des Diphylkondensates erforderliche Wärme wird dem Reaktionsprodukt entzogen, wodurch sich dieses abkühlt. Der aufsteigende Diphyldampf wird in dem Ausdehnungsgefäß 9 durch die zweite Kühleinrichtung 10 wieder kondensiert, strömt zurück an die Wandung des Reaktionsbehälters 1 und wird dort erneut verdampft. Dieser Vorgang setzt sich fort, wobei der Druck in dem Doppelmantel 2 und dem Ausdehnungsgefäß 9 sinkt. Bei einer Temperatur des siedenden Diphyls von 256°C beträgt der Druck in dem Doppelmantel 2 und dem Ausdehnungsgefäß 9 0,1 MPa, bei 220°C45,3kPa, bei 180°C 14,8kPa und bei 15O0C 5,5kPa.Upon cooling of the reaction product, the heater 3 is put out of operation and the second cooling device 10 is acted upon in the expansion vessel 9 with cooling water. The sinking pressure leads to a further evaporation of the diphyl in the double jacket 2. However, the resulting diphylic vapor no longer condenses on the wall of the reaction vessel 1, but rises through the steam line 8 and enters the expansion vessel 9. There it is condensed on the second cooling device 10. The diphyl condensate flows through the condensate line 7 back into the upper part of the double jacket 2 and is evenly distributed on the wall of the reaction vessel 1 by means of the distributor ring 13 arranged there. It trickles down the wall of the hot reaction vessel, is warmed up and finally evaporates again. The heat required to heat and evaporate the diphyl condensate is removed from the reaction product, causing it to cool. The ascending Diphyldampf is again condensed in the expansion vessel 9 by the second cooling device 10, flows back to the wall of the reaction vessel 1 and is evaporated there again. This process continues, wherein the pressure in the double jacket 2 and the expansion vessel 9 decreases. At a temperature of the boiling Diphyls of 256 ° C, the pressure in the double jacket 2 and the expansion vessel 9 is 0.1 MPa, at 220 ° C45.3kPa, at 180 ° C 14.8kPa and at 15O0 C 5.5kPa.

In dem Fall, daß in den Doppelmantel 2 oder das Ausdehnungsgefäß 9 Umgebungsluft eindringt, wird mit Hilfe der Vakuumpumpe 11 das erforderliche Vakuum wieder hergestellt. Andererseits kann durch Verminderung des Druckes mit Hilfe der Vakuumpumpe 11 das Temperaturniveau bei der Verdampfung des Wärmeträgers herabgesetzt werden, wodurch diese Fahrweise zum Erwärmen und Kühlen eines Reaktionsbehälters auch dann anwendbar ist, wenn das Reaktionsprodukt nur auf Temperaturen von 150 bis 200°C erwärmt werden braucht. Um das Abziehen von Wärmeträgerdämpfen in die Vakuumpumpe 11 sicher zu vermeiden, wird zwischen dem Ausdehnungsgefäß 9 und der Vakuumpumpe 11 noch ein Kondensator angeordnet.In the event that ambient air penetrates into the double jacket 2 or the expansion vessel 9, the required vacuum is restored by means of the vacuum pump 11. On the other hand, by lowering the pressure by means of the vacuum pump 11, the temperature level in the evaporation of the heat carrier can be reduced, whereby this procedure for heating and cooling a reaction vessel is also applicable when the reaction product only needs to be heated to temperatures of 150 to 200 ° C. , In order to reliably avoid the removal of heat transfer vapors into the vacuum pump 11, a condenser is still arranged between the expansion vessel 9 and the vacuum pump 11.

Die Kühlung mitdampfförmigem Wärmeträger wird angewendet, um das Reaktionsprodukt bis auf etwa 15O0C zu kühlen, wobei durch Anlegen eines Vakuums noch niedrigere Temperaturen erreicht werden können. Beabsichtigt man, das Reaktionsprodukt noch weiter abzukühlen, so füllt man den Doppelmantel 2 vollständig mit flüssigem Wärmeträger aus dem Vorratsbehälter 6 und beaufschlagt die Kühleinrichtung 4 mit Kühlwasser.The cooling with vaporous heat transfer medium is used to cool the reaction product to about 15O0 C, whereby even lower temperatures can be achieved by applying a vacuum. If it is intended to further cool the reaction product, the double jacket 2 is completely filled with liquid heat transfer medium from the storage container 6 and charged with cooling water to the cooling device 4.

Claims (1)

Translated fromGerman
Patentanspruch:Claim:Vorrichtung zum Erwärmen und Kühlen eines Reaktionsbehälters mit Hilfe eines Wärmeträgers, bestehend aus einem Wärmeträgerbehälter und einem Ausdehnungsgefäß für den Wärmeträger, wobei der Reaktionsbehälter mit einem Doppelmantel versehen ist, der über eine Flüssigkeitsleitung jeweils mit dem Wärmeträgerbehälter und dem Ausdehnungsgefäß in Verbindung steht und in dem eine Heizeinrichtung zum Erwärmen und eine Kühleinrichtung zum Kühlen des Wärmeträgers angeordnet ist, gekennzeichnet dadurch, daß der Doppelmantel (2) mit dem Ausdehnungsgefäß (9) über eine Dampfleitung (8) verbunden ist, in dem Ausdehnungsgefäß (9) eine zweite Kühleinrichtung (10) vorgesehen und in dem oberen Teil des Doppelmantels ein Kondensatverteilerring (13) angeordnet ist.Apparatus for heating and cooling a reaction vessel by means of a heat carrier, consisting of a heat transfer container and an expansion vessel for the heat transfer medium, wherein the reaction vessel is provided with a double jacket which communicates via a liquid line in each case with the heat transfer container and the expansion vessel and in the one Heating device for heating and a cooling device for cooling the heat carrier is arranged, characterized in that the double jacket (2) with the expansion vessel (9) via a steam line (8) is connected, in the expansion vessel (9) provided a second cooling device (10) and in the upper part of the double shell a condensate distribution ring (13) is arranged.Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication numberPriority datePublication dateAssigneeTitle
US5145250A (en)*1989-06-151992-09-08Merck Patent Gesellschaft Mit Beschraenkter HaftungProcess for the preparation of bone cement
DE102010048697B4 (en)*2010-10-192015-11-12Mti Mischtechnik International Gmbh Mixing process and cooling mixer
DE102013000078B4 (en)2013-01-082022-11-10Idoneus Anlagenbau Gmbh Process for temperature control of round process vessels with a double jacket

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