KR102068753B1 - 중합 반응기 - Google Patents

중합 반응기 Download PDF

Info

Publication number
KR102068753B1
KR102068753B1 KR1020170112078A KR20170112078A KR102068753B1 KR 102068753 B1 KR102068753 B1 KR 102068753B1 KR 1020170112078 A KR1020170112078 A KR 1020170112078A KR 20170112078 A KR20170112078 A KR 20170112078A KR 102068753 B1 KR102068753 B1 KR 102068753B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat exchange
polymerization
tube
exchange tube
distance
Prior art date
Application number
KR1020170112078A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190025439A (ko
Inventor
김효정
송영수
임예훈
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020170112078A priority Critical patent/KR102068753B1/ko
Publication of KR20190025439A publication Critical patent/KR20190025439A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102068753B1 publication Critical patent/KR102068753B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00—Processes of polymerisation
    • C08F2/01—Processes of polymerisation characterised by special features of the polymerisation apparatus used
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/92—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis with helices or screws
    • B01F7/24—

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)

Abstract

중합 반응기가 개시된다. 중합 반응기는, 내부에 열교환 공간이 형성된 중합 바디와, 중합 바디의 열교환 공간의 내부에 회전 가능하게 설치되는 스크류 임펠러와, 스크류 임펠러를 수용하면서 열교환 공간의 내부에 설치되는 드래프트 튜브와, 드래프트 튜브와 중합 바디의 내벽면의 사이에 설치되는 제1 열교환 튜브와. 제1 열교환 튜브로부터 이격된 상태로 제1 열교환 튜브와 중합 바디의 내벽면의 사이 위치에 설치되는 제2 열교환 튜브를 포함한다.

Description

중합 반응기{POLYMERIZATION REACTOR}
본 발명은 내부 유동 공간을 확보에 따른 열전달 성능이 극대화로 제열 성능이 향상되는 중합 반응기에 관한 것이다.
일반적으로 ABS 중합 반응기의 내부에는 중합 반응 과정에서 발생되는 열을 제거하기 위한 열교환기가 설치된다.
이러한 열교환기는 열교환 작용을 위해 ABS 중합 반응기의 내부에 설치되는 스크류 임펠러와 드래프트 튜브와 열교환 튜브를 포함한다. 여기서 열교환 작용은 반응기의 벽면과 드래프트 튜브와 열교환 튜브에서 각각 발생될 수 있다.
한편, 중합 반응이 이루어지는 ABS 제품의 경우에는 열교환 튜브 근접 위치에서 점도가 높아지게 된다. 이와 같이, 열교환 튜브의 근접 위치에서 ABS 제품의 점도가 높아지는 경우 열전달 효율이 낮아지게 되는 바, 제열 작용이 원활하게 이루어지지 않는 문제점이 있다.
따라서, 중합 반응기의 중합 반응 과정에서 열교환 튜브 근접 위치에서 유동이 원활하게 이루어지도록 하여 열전달 효율이 향상되도록 하는 최적화된 구성이 요구된다.
본 발명의 일 실시예는, 중합 반응 과정에서 내부 유동을 원활하게 하여 열전달 효율을 향상시켜 중합열 제거가 원활하게 이루어지는 중합 반응기를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는, 내부에 열교환 공간이 형성된 중합 바디와, 중합 바디의 열교환 공간의 내부에 회전 가능하게 설치되는 스크류 임펠러와, 스크류 임펠러를 수용하면서 열교환 공간의 내부에 설치되는 드래프트 튜브와, 드래프트 튜브와 중합 바디의 내벽면의 사이에 설치되는 제1 열교환 튜브와, 제1 열교환 튜브로부터 이격된 상태로 제1 열교환 튜브와 중합 바디의 내벽면의 사이 위치에 설치되는 제2 열교환 튜브를 포함한다.
드래프트 튜브로부터 제1 열교환 튜브의 사이 거리는 제2 열교환 튜브로부터 중합 바디의 사이 거리 보다 작을 수 있다
드래프트 튜브의 외표면과 제1 열교환 튜브의 두께 중심 사이 거리는 A이고, 드래프트 튜브의 외표면과중합 바디의 내벽면의 사이 거리는 C이면, A/C는 0.25 내지 0.37의 범위의 거리 값일 수 있다.
드래프트 튜브의 외표면과 제1 열교환 튜브의 두께 중심 사이 거리는 A이고, 드래프트 튜브의 외표면과 중합 바디의 내벽면의 사이 거리는 C이면, A/C는 0.309의 거리값일 수 있다.
드래프트 튜브의 외표면과 제2 열교환 튜브의 두께 중심 사이 거리는 E이고 드래프트 튜브의 외표면과 중합 바디의 내벽면의 사이 거리는 C이면, E/C는 0.47 내지 0.75 범위의 거리값일 수 있다.
드래프트 튜브의 외표면과 제2 열교환 튜브의 두께 중심 사이 거리는 E이고 드래프트 튜브의 외표면과 중합 바디의 내벽면의 사이 거리는 C이면, E/C는 0.611의 거리값일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 열교환 튜브와 제2 열교환 튜브는, 드래프트 튜브가 설치된 방향으로 더욱 근접된 상태로 설치되는 바, 중합 바디의 내부에서 유동되는 ABS 제품 등의 대상물의 유동 공간이 효과적으로 확보될 수 있다.
따라서, 본 실시예의 제1 열교환 튜브와 제2 열교환 튜브가 드래프트 튜브와 중합 바디와의 사이에 설치된 위치가 최적화되는 바, ABS 제품 등의 대상물의 유동 공간을 확보에 따른 열전달 성능이 극대화가 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 중합 반응기의 일부분을 절개한 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 중합 반응기의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 잘라서 본 단면도이다.
도 3은 도 1의 중합 반응기의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 잘라서 본 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 중합 반응기의 내부 속도 분포도의 실시예와 비교예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 중합 반응기의 내부 온도 분포도의 실시예와 비교예를 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 중합 반응기의 일부분을 절개한 상태를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 중합 반응기의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 잘라서 본 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 중합 반응기(100)는, 내부에 열교환 공간(11)이 형성된 중합 바디(10)와, 중합 바디(10)의 열교환 공간(11)의 내부에 회전 가능하게 설치되는 스크류 임펠러(12)와, 스크류 임펠러(12)를 수용하면서 열교환 공간(11)의 내부에 설치되는 드래프트 튜브(20)와, 드래프트 튜브(20)와 중합 바디(10)의 내벽면의 사이에 설치되는 제1 열교환 튜브(30)와, 제1 열교환 튜브(30)로부터 이격된 상태로 제1 열교환 튜브(30)와 중합 바디(10)의 내벽면의 사이 위치에 설치되는 제2 열교환 튜브(40)를 포함한다.
이하에서 설명하는 중합 반응기(100)는 ABS 중합 반응기를 말하는 것으로 내부에서 중합 과정에서 발생되는 중합열을 제거하기 위한 열교환 작용이 이루어질 수 있다. 이를 위해 중합 반응기(100)를 구성하는 중합 바디(10)의 내부에는 열교환 공간(11)이 형성될 수 있다.
중합 바디(10)는 설치된 높이 방향으로 긴 길이를 갖도록 원통형으로 형성되는 것으로 외표면의 일부는 라운드 형상을 포함하는 것도 가능하다.
이러한 중합 바디(10)의 내부는 열교환 작용이 이루어지는 열교환 공간(11)이 형성되고, 열교환 공간(11)에는 중합 반응 과정에서 발생되는 중합열을 제거하기 위한 스크류 임펠러(12)가 설치될 수 있다.
스크류 임펠러(12)는, 중합 바디(10) 내부의 열교환 공간(11)의 내부 설치된 드래프트 튜브(20)의 내부에서 회전 가능하게 설치될 수 있다.
드래프트 튜브(20)는 내부에 중공부(21)가 형성된 원통형으로 형성되며, 중공부(21)의 내부에는 스크류 임펠러(12)가 회전 가능하게 설치되는 바, 중압 반응 과정에서의 열교환 작용이 이루어지도록 설치될 수 있다.
이러한 드래프트 튜브(20)의 외측에는 제1 열교환 튜브(30)가 설치될 수 있다.
제1 열교환 튜브(30)는 드래프트 튜브(20)의 외표면으로부터 이격된 상태로 드래프트 튜브(20)의 외측 둘레를 따라 설치될 수 있다.
이와 같이, 제1 열교환 튜브(30)가 중합 바디(10)의 내부에서 드래프트 튜브(20)의 외부 둘레를 따라 설치되는 것은 중합 반응 과정에서 중합열을 제거하기 위해 설치될 수 있다.
제1 열교환 튜브(30)의 외측에는 제2 열교환 튜브(40)가 설치될 수 있다.
제2 열교환 튜브(40)는 제1 열교환 튜브(30)의 외표면으로부터 이격된 상태로 제1 열교환 튜브(30)의 외측 둘레를 따라 설치될 수 있다. 제2 열교환 튜브(40)는 제1 열교환 튜브(30)의 재질과 동일 또는 유사 재질로 형성될 수 있다.
이러한 제2 열교환 튜브(40)는 제1 열교환 튜브(30)로부터 이격된 상태로 중합 바디(10)의 내벽면과 제1 열교환 튜브(30)의 외표면의 사이 위치에 설치될 수 있다.
이와 같이, 제2 열교환 튜브(40)가 설치되는 것은 제1 열교환 튜브(30)와 함께 중합 바디(10)의 내부에서 다단의 열교환 튜브를 구현하는 바 중합 반응 과정에서 발생되는 중합열을 효과적으로 제거할 수 있다.
도 3은 도 1의 중합 반응기의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 잘라서 본 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 드래프트 튜브(20)로부터 제1 열교환 튜브(30)의 사이 거리(A)는, 제2 열교환 튜브(40)로부터 중합 바디(10)의 사이 거리(B) 보다 작게 형성된다.
따라서, 제1 열교환 튜브(30)와 제2 열교환 튜브(40)가 중합 바디(10)의 내부에서 드래프트 튜브(20)에 근접된 위치에서 최적화된 위치로 설치되는 바, 중합 바디(10)의 내부에서 중합 반응이 이루어지는 ABS 제품 등의 대상물의 유동 공간의 원활한 공간 확보가 가능하다.
이에 따라 본 실시예는 ABS 제품 등의 대상물의 유동 공간의 원활한 공간 확보에 따라 열전달 계수가 증가되는 바, 제열 성능의 향상이 가능하다. 이에 대하여 이하에서 보다 구체적으로 설명한다.
본 실시예에서, 드래프트 튜브(20)의 외표면과 제1 열교환 튜브(30)의 두께중심의 사이 거리가 A이고 드래프트 튜브(20)의 외표면과 중합 바디(10)의 내벽면의 사이 거리가 C이면, A/C는 0.25 내지 0.37의 범위의 거리 값을 갖도록 위치될 수 있다. 여기서 A/C의 보다 바람직한 거리값은 0.309의 거리값으로 결정될 수 있다.
본 실시예에서 드래프트 튜브(20)의 외표면과 제2 열교환 튜브(40)의 두께 중심 사이 거리가 E이고, 드래프트 튜브(20)의 외표면과 중합 바디(10)의 내벽면의 사이 거리가 C이면 E/C는 E/C는 0.47 내지 0.75 범위의 거리값을 갖도록 위치될 수 있다. 여기서, E/C의 보다 바람직한 거리값은 0.611의 거리값으로 결정될 수 있다.
전술한 바와 같이, 제1 열교환 튜브(30)와 제2 열교환 튜브(40)는, 드래프트 튜브(20)가 설치된 방향으로 더욱 근접된 상태로 설치되는 바, 중합 바디(10)의 내부에서 유동되는 ABS 제품 등의 대상물의 유동 공간이 효과적으로 확보될 수 있다.
즉, ABS 제품 등의 대상물은 중합 바디(10)의 내부에서 제열 반응이 발생되는 드래프트 튜브(20)와 제1 열교환 튜브(30)와 제2 열교환 튜브(40)의 근접 위치와 중합 바디(10)의 내벽면에서 점도가 높게 나타나 유동이 저하되어 열전달 성능이 떨어질 수 있다.
따라서, 본 실시예의 제1 열교환 튜브(30)와 제2 열교환 튜브(40)가 드래프트 튜브(20)와 중합 바디(10)와의 사이에 설치된 위치가 최적화되는 바, ABS 제품 등의 대상물의 유동 공간을 확보하여 열전달 성능이 극대화되는 것이 가능하다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 중합 반응기의 내부 속도 분포도의 실시예와 비교예를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 중합 반응기의 내부 온도 분포도의 실시예와 비교예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 중합 반응 과정에서 중합 반응기의 내부에서 ABS 제품의 최적화된 속도 분포 상태의 실시예를 비교예와 비교하였고, 중합 반응기의 내부 온도 상태의 실시예를 비교예와 비교하여 도시하였다.
실시예 비교예
열전달 계수 (제2 열교환 튜브 [W/m2-K]) 34.92 24.45
총 열전달량 [W/m2] 9045 8563
반응기 내부 최대 온도 [℃] 109.9 113.0
상기 표 1에 기재된 바와 같이, 본 실시예의 중합 반응기는 비교예에 대하여 열전달 계수와 총열전달량이 상승되고, 중합 반응기의 내부온도가 더욱 저감된 상태를 확인할 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10...중합 바디 11...열교환 공간
12...스크류 임펠러 20...드래프트 튜브
21...중공부 30...제1 열교환 튜브
40...제2 열교환 튜브

Claims (5)

  1. 내부에 열교환 공간이 형성된 중합 바디;
    상기 중합 바디의 상기 열교환 공간의 내부에 회전 가능하게 설치되는 스크류 임펠러;
    상기 스크류 임펠러를 수용하면서 상기 열교환 공간의 내부에 설치되는 드래프트 튜브;
    상기 드래프트 튜브와 상기 중합 바디의 내벽면의 사이에 설치되는 제1 열교환 튜브; 및
    상기 제1 열교환 튜브로부터 이격된 상태로 상기 제1 열교환 튜브와 상기 중합 바디의 내벽면의 사이 위치에 설치되는 제2 열교환 튜브;
    를 포함하고,
    상기 드래프트 튜브로부터 상기 제1 열교환 튜브의 사이 거리는 상기 제2 열교환 튜브로부터 상기 중합 바디의 사이 거리 보다 작고,
    상기 드래프트 튜브의 외표면과 상기 제1 열교환 튜브의 두께 중심 사이 거리는 A이고, 상기 드래프트 튜브의 외표면과 상기 중합 바디의 내벽면의 사이 거리는 C이면, A/C는 0.25 내지 0.37 범위의 거리값을 갖고,
    상기 드래프트 튜브의 외표면과 상기 제2 열교환 튜브의 두께 중심 사이 거리는 E이고 상기 드래프트 튜브의 외표면과 상기 중합 바디의 내벽면의 사이 거리는 C이면, E/C는 0.47 내지 0.75 범위의 거리값을 갖는 중합 반응기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 드래프트 튜브의 외표면과 상기 제1 열교환 튜브의 두께 중심 사이 거리는 A이고, 상기 드래프트 튜브의 외표면과 상기 중합 바디의 내벽면의 사이 거리는 C이면, A/C는 0.309의 거리값을 갖는, 중합 반응기.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 드래프트 튜브의 외표면과 상기 제2 열교환 튜브의 두께 중심 사이 거리는 E이고 상기 드래프트 튜브의 외표면과 상기 중합 바디의 내벽면의 사이 거리는 C이면, E/C는 0.611의 거리값을 갖는, 중합 반응기.
KR1020170112078A 2017-09-01 2017-09-01 중합 반응기 KR102068753B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170112078A KR102068753B1 (ko) 2017-09-01 2017-09-01 중합 반응기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170112078A KR102068753B1 (ko) 2017-09-01 2017-09-01 중합 반응기

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190025439A KR20190025439A (ko) 2019-03-11
KR102068753B1 true KR102068753B1 (ko) 2020-01-21

Family

ID=65758374

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170112078A KR102068753B1 (ko) 2017-09-01 2017-09-01 중합 반응기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102068753B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005002194A (ja) * 2003-06-11 2005-01-06 Chisso Corp 反応器、それを含むオレフィン重合用装置、および、該重合装置を用いるオレフィン重合体の製造方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5566295B2 (ja) * 2008-09-18 2014-08-06 東洋エンジニアリング株式会社 重合樹脂の製造装置、重合容器及び製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005002194A (ja) * 2003-06-11 2005-01-06 Chisso Corp 反応器、それを含むオレフィン重合用装置、および、該重合装置を用いるオレフィン重合体の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190025439A (ko) 2019-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102068753B1 (ko) 중합 반응기
SE456856B (sv) Plattvaermevaexlare och saett att infodra en anslutningsport i denna
MX2019003477A (es) Conjunto de intercambio de calor para intercambiador de calor, intercambiador de calor y molde.
US20210033351A1 (en) Shell and tube heat exchanger, finned tubes for such heat exchanger and corresponding method
EP2533871B1 (en) Devolatilization apparatus and process
EP3133365B1 (en) Fins and bent heat exchanger with same
JP7080041B2 (ja) 除熱管、熱交換器、及び反応器
CN107461750A (zh) 进料装置
JP2019531453A (ja) 非均一断熱を有する熱処理デバイス
US20160240398A1 (en) Wafer Holder
CN105032543A (zh) 一种辊式制砂机静音排风口
CN205438953U (zh) 用于聚乙烯蜡造粒工艺的送料装置
EP3217136B1 (en) Heat exchanger
JP2015155151A (ja) タイヤ加硫機用コンテナおよびタイヤ加硫機
CN206351536U (zh) 温模机内胆的冷却盘管
CN214926503U (zh) 一种钢套钢直埋蒸汽保温管的保温层注塑支架
CN211783000U (zh) 一种塔盘型水力稳压器
CN105712598A (zh) 一种高温污泥成型装置
CN218517561U (zh) 一种铝合金折弯设备
CN214257014U (zh) 一种浸泡式的散热腔体
KR102256402B1 (ko) 회분식 반응기
US11542202B2 (en) Refractory article
CN202984029U (zh) 一种新型烤房
US775381A (en) Motor goggles.
USD38540S (en) Design for a radiator

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant