Реактор з оптимізованою конструкцією внутрішніх лотків

Реферат: Запропонована система для обробки великих кількостей реакційного середовища з підтриманням цього реакційного середовища в шарах. Система включає в себе реактор, який має множину вертикально рознесених похилих донизу лотків, поверх яких протікає реакційне середовище, піддаючись впливу умов реакції. Нахил лотків збільшується донизу, узгоджуючись зі збільшуваною в'язкістю реакційного середовища по мірі протікання його вниз через реактор. Верхня частина лотків має односхилу конфігурацію, а нижня частина лотків має двосхилу конфігурацію. Крім того, орієнтація течії по односхилих лотках повертається на 90 градусів щонайменше в одному місці, коли реакційне середовище протікає вниз по односхилих лотках. UA 99590 C2 (12) UA 99590 C2 UA 99590 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Даний винахід належить в основному до реактора для обробки реакційного середовища, що має в'язкість, яка збільшується, коли середовище протікає через реактор. У іншому аспекті, даний винахід стосується реактора-полімеризатора, що має множину вертикально рознесених лотків, по яких протікає реакційне середовище, в той час як ступінь полімеризації реакційного середовища збільшується. У деяких схемах хімічної обробки бажано проводити хімічні реакції в реакційному середовищі, яке протікає в одному або декількох відносно тонких шарах. У такій схемі хімічної обробки реакція проходить протягом тривалого періоду часу, а шари реакційного середовища при цьому піддаються впливу необхідних умов реакції. Спосіб цього типу, зокрема, вигідний, коли хімічна реакція дає газоподібний побічний продукт реакції, і бажано шввдко і повністю відділити побічний продукт від реакційного середовища. Наприклад, якщо хімічна реакція, що дає газоподібний побічний продукт, оборотна, то відсутність адекватного відділення побічного продукту може обумовити протидію бажаній реакції. Коли реакційне середовище протікає в одному або декількох відносно тонких шарах, газоподібний побічний продукт реакції може швидко виділитися з реакційного середовища. Крім того, коли реакційне середовище протікає в одному або декількох відносно тонких шарах, низький гідростатичний тиск в нижній частині реакційного середовища мінімізує пригнічення кипіння, що може виявитися недопустимим, коли проводять реакції, користуючись відносно глибокими реакційними середовищами. Хоч проведення хімічних реакцій у відносно тонких шарах реакційного середовища має ряд переваг, спосіб цього типу також створює і ряд проблем. Наприклад, оскільки тонкі шари реакційного середовища вимагають великих розмірів площі поверхні, по якій повинно здійснюватися протікання, для одержання комерційних кількостей реакційного середовища, в'язкість якого змінюється по мірі здійснення способу, можуть бути потрібні дуже великі і/або численні реактори. Крім того, в багатьох способах, де застосовуються тонкі шари реакційного середовища, в'язкість реакційного середовища змінюється по мірі здійснення способу. Таким чином, в'язкість кінцевого продукту може виявитися значно більшою або значно меншою, ніж в'язкість вихідного реакційного середовища. Ця змінна в'язкість реакційного середовища створює ряд проблем конструкції, тому що значні зміни витрати і/або глибини реакційного середовища можуть виявитися небажаними. Один приклад звичайного комерційного способу, в якому бажано проводити хімічну реакцію в одному або декількох відносно тонких шарах реакційного середовища, має місце на "заключній" стадії виробництва поліетилентерефталату (ПЕТФ). На заключній стадії виробництва ПЕТФ поліконденсація викликає значне збільшення ступеня полімеризації реакційного середовища і приводить до одержання етиленгліколю, ацетальдегіду і води як побічних продуктів реакції. Як правило, ступінь полімеризації реакційного середовища, що вводиться в заключний реактор або заключну зону, складає від 20 до 60, тоді як ступінь полімеризації реакційного середовища або реакційного продукту, що є результатом заключної реакції, складає від 80 до 200. Це збільшення ступеня полімеризації реакційного середовища під час заключної стадії обумовлює значне зростання в'язкості реакційного середовища. Крім того, оскільки реакція поліконденсації, пов'язана із заключною стадією виробництва ПЕТФ, оборотна, бажано відділяти побічний етиленгліколевий продукт реакції від реакційного середовища якнайшвидше і повніше. Таким чином, існує потреба в більш ефективному і економічному реакторі, який полегшує обробку великих кількостей реакційного середовища у відносно тонких шарах протягом тривалих періодів часу. Крім того, існує потреба в більш ефективному і дійовому заключному реакторі для виробництва ПЕТФ, який полегшує поліконденсацію великих кількостей реакційного середовища, що протікає у відносно однорідних тонких шарах через заключний реактор, забезпечуючи при цьому адекватний час знаходження в ньому для досягнення необхідного ступеня полімеризації. Короткий виклад суті винаходу Відповідно до одного варіанта здійснення даного винаходу запропонований реактор, що містить множину вертикально рознесених односхилих похилих лотків і множину вертикально рознесених двосхилих похилих лотків, причому нахил односхилих лотків збільшується донизу. Відповідно до іншого варіанта здійснення даного винаходу запропонований реактор для обробки реакційного середовища. Цей реактор містить множину вертикально рознесених похилих лотків. Щонайменше деякі з лотків включають в себе переливну перегородку, що проходить вгору, поверх якій протікає щонайменше частина реакційного середовища, щоб пройти до наступного лотка, розташованого безпосередньо під цим. Відповідно до ще одного варіанта здійснення даного винаходу запропонований спосіб полімеризації, при якому: (а) вводять реакційне середовище в реактор-полімеризатор, що 1 UA 99590 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 містить множину вертикально рознесених похилих лотків; (Ь) забезпечують протікання реакційного середовища вниз в реакторі-полімеризаторі по вертикально рознесених лотках, при цьому середня товщина реакційного середовища, що тече на вертикально рознесених лотках, підтримується на рівні приблизно 2,5 дюйма або більше; і (с) виводять реакційне середовище з реактора-полімеризатора, при цьому ступінь полімеризації реакційного середовища, яке виводиться з реактора-полімеризатора, щонайменше на 25 % більше, ніж ступінь полімеризації реакційного середовища, яке вводиться в реактор-полімеризатор. Відповідно до ще одного варіанта здійснення даного винаходу запропонований спосіб, при якому: (а) вводять реакційне середовище у верхню секцію реактора, який містить множину вертикально рознесених односхилих похилих лотків і множину вертикально рознесених двосхилих похилих лотків; (Ь) забезпечують протікання реакційного середовища вниз в реакторі по односхилих і двосхилих лотках; і (с) виводять реакційне середовище з нижньої секції реактора. На фіг. 1 представлений переріз на вигляді спереду реактора для обробки реакційного середовища, яке тече вниз через цей реактор, який, зокрема, ілюструє реактор як такий, що включає в себе дві камери з лотками, в кожній з яких поміщена множина вертикально рознесених похилих внутрішніх лотків, по яких протікає реакційне середовище, коли проходить вниз через реактор. На фіг. 2а представлений переріз на вигляді зверху реактора, проведений вздовж лінії 2а2а, показаної на фіг. 1, який, зокрема, ілюструє подовжній напрям течії реакційного середовища на односхилому лотку. На фіг. 2b представлений переріз на вигляді зверху реактора, проведений вздовж лінії 2b2b, показаної на фіг. 1, який, зокрема, ілюструє подовжній напрям течії реакційного середовища на односхилому лотку, розташованому безпосередньо під лотком, показаним на фіг. 2а. На фіг. За представлений переріз на вигляді зверху реактора, проведений вздовж лінії ЗаЗа, показаної на фіг. 1, який, зокрема, ілюструє поперечний напрям течії реакційного середовища на односхилому лотку, розташованому під лотками подовжньої течії, зображеними на фіг. 2а і 2b. На фіг. Зb представлений переріз на вигляді зверху реактора, проведений вздовж лінії ЗЬЗЬ, показаної на фіг. 1, який, зокрема, ілюструє поперечний напрям течії реакційного середовища на односхилому лотку, розташованому безпосередньо під лотком, показаним на фіг. За. На фіг. 4а представлений переріз на вигляді зверху реактора, проведений вздовж лінії 4а4а, показаної на фіг. 1, який, зокрема, ілюструє напрям течії реакційного середовища на двосхилому склепінчастому лотку, що сходиться донизу, розташованому під односхилими лотками. На фіг. 4b представлений переріз на вигляді зверху реактора, проведений вздовж лінії 4b4b, показаної на фіг. 1, який, зокрема, ілюструє напрям течії реакційного середовища на двосхилому жолобковому лотку, що сходиться донизу, розташованому безпосередньо під склепінчастим лотком, показаним на фіг. 4а. На фіг. 5 а представлений в збільшеному масштабі вигляд спереду пари односхилих лотків подовжньої течії, оточених штрихпунктирними лініями і позначених позицією 5 на фіг. 1. На фіг. 5b представлений вигляд збоку односхилих лотків подовжньої течії, показаних на фіг. 5 а. На фіг. 6а показаний в збільшеному масштабі вигляд спереду пари односхилих лотків поперечної течії, оточених штрихпунктирними лініями і позначених позицією 6 на фіг. 1. На фіг. 6b представлений вигляд збоку односхилих лотків поперечної течії, показаних на фіг. 6а. На фіг. 7а показаний в збільшеному масштабі вигляд спереду пари двосхилих лотків поперечної течії, оточених штрихпунктирними лініями і позначених позицією 7 на фіг. 1. На фіг. 7b представлений вигляд збоку двосхилих лотків, показаних на фіг. 7а. На фіг. 8а показаний в збільшеному масштабі вигляд спереду перехідного вузла, оточеного штрихпунктирними лініями і позначеного позицією 8 на фіг. 1. На фіг. 8b представлений вигляд зверху перехідного вузла, показаного на фіг. 8а. На фіг. 9 представлений переріз на вигляді спереду реактора, виконаного відповідно до першого альтернативного варіанта здійснення даного винаходу, який, зокрема, демонструє, що реактор має тільки одну камеру з розташованими в ній лотками. На фіг. 10 представлений переріз на вигляді зверху реактора, проведений вздовж лінії 1010, показаної на фіг. 9, який, зокрема, ілюструє розташування єдиної камери з лотками в реакторі. 2 UA 99590 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 На фіг. 11 представлений переріз на вигляді спереду реактора, виконаного відповідно до другого альтернативного варіанта здійснення даного винаходу, який, зокрема, демонструє, що реактор має три камери з розташованими в них лотками. На фіг. 12 представлений переріз на вигляді зверху реактора, проведений вздовж лінії 1212, показаної на фіг. 1, який, зокрема, ілюструє розташування трьох камер з лотками в реакторі. На фіг. 13 представлений переріз на вигляді спереду реактора, виконаного відповідно до третього альтернативного варіанта здійснення даного винаходу, який, зокрема, демонструє, що реактор має шість камер з розташованими в них лотками. На фіг. 14 представлений вигляд збоку ряду односхилих лотків, виконаних відповідно до альтернативного варіанта здійснення даного винаходу, який, зокрема, демонструє, що біля тильних кінців односхилих лотків можна сформувати зазор для забезпечення перетікання частини реакційного середовища через тильний кінець одного лотка і падіння на наступний, нижчерезташований лоток. Докладний опис ілюстративних варіантів здійснення Звертаючись спочатку до фіг. 1, зазначаємо, що реактор 20 зображений таким, що містить балонну оболонку 22, розподільник 24 і дві камери 26а, b з лотками. Оболонка-посудина 22 переважно має подовжену, в основному циліндричну конфігурацію. Відношення довжини до діаметра (L/D) оболонки-посудини 22 переважно становить щонайменше 1:1, більш переважно знаходиться в діапазоні від 2:1 до 30:1, а найбільш переважно - в діапазоні від 3:1 до 10:1. Під час нормальної роботи реактора 20 оболонка-посудина 22 підтримується, по суті, у вертикальному положенні. Оболонка-посудина 22 обмежує верхній впускний отвір 28 і нижній випускний отвір 30. Розподільник 24 і камери 26а, b з лотками розташовані по вертикалі між впускним отвором 28 і нижнім випускним отвором 30 таким чином, що реакційне середовище, що надходить в реактор 20 через вхідний отвір 28, може протікати вниз через розподільник 24 і камери 26а, b з лотками перед тим, як випускається з реактора через вихідний отвір 30. Коли реактор 20 включає в себе камери 26а, b з лотками, розподільник 24 використовується для розділення і розподілу потоку реакційного середовища, що надходить, таким чином, що кожна камера 26а, b з лотками приймає і обробляє, по суті, одну і ту ж кількість реакційного середовища. Якби в реакторі 20 застосовувалася тільки одна камера з лотками, то розподільник не розділяв би потік реакційного середовища, але як і раніше виконував би свою дію, належним чином розподіляючи реакційне середовище у вхідний отвір камери з лотками. У варіанті здійснення, зображеному на фіг. 1-8, реактор 20 включає в себе дві, по суті, ідентичні камери 26а, b з лотками (тарілками). У нижченаведеному розділі буде описана конфігурація тільки однієї камери 26а, b з лотками, враховуючи, що всі камери 26а, b з лотками мають, по суті, одну і ту ж конфігурацію. Звертаючись до фіг. 1 і 2а, зазначаємо, що камера 26а з лотками включає в себе множину бічних стінок 27а, b, c, d, які обмежують в основному прямокутний внутрішній простір. Камера 26а з лотками також включає в себе множину вертикально рознесених похилих лотків, поміщених у внутрішньому просторі і жорстко сполучених з бічними стінками 27а, b, c, d. Внутрішній простір, обмежений бічними стінками 27а, b, c, d, відкритий зверху і знизу, так що реакційне середовище може надходити зверху в камеру 26а з лотками, протікати вниз через внутрішній простір по похилих лотках і виходити внизу камери 26а з лотками. Камера 26а з лотками переважно включає в себе щонайменше 10 лотків, більш переважно - щонайменше 20 лотків, а в найбільш переважному варіанті їх кількість знаходиться в діапазоні від 30 до 100 лотків. Звичайно, переважна загальна кількість лотків в реакторі 20 - це просто кількість лотків в одній камері з лотками, помножена на кількість камер з лотками в реакторі 20. Нахил лотків в загальному випадку збільшується донизу в реакторі 20, узгоджуючись зі збільшуваною в'язкістю реакційного середовища по мірі протікання донизу по лотках. Повертаючись до фіг. 1, зазначаємо, що камера 26а з лотками переважно передбачає можливість різних конфігурацій і/або орієнтацій для оптимізації протікання реакційного середовища через них. Камера 26а з лотками включає в себе множину односхилих лотків 32 і множину двосхилих лотків 34. У тому значенні, в якому він вживається в даному описі, термін "односхилий лоток" означає лоток, який нахилений тільки в одному напрямі, так що реакційне середовище, яке протікає в камері з лотками зверху цього лотка, тече лише в одному напрямі. У тому значенні, в якому він вживається в даному описі, термін "двосхилий лоток" означає лоток, який нахилений в двох напрямах, так що реакційне середовище, яке протікає в камері з лотками зверху цього лотка, тече в двох напрямах. У переважному варіанті здійснення даного винаходу щонайменше частина односхилих лотків 32 розташована вище щонайменше частини двосхилих лотків 34. У найбільш переважному варіанті всі односхилі лотки 32 розташовані вище всіх 3 UA 99590 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 двосхилих лотків 34. Камера 26а з лотками переважно включає в себе щонайменше приблизно 5 односхилих лотків, більш переважно - щонайменше приблизно 10 односхилих лотків, а в найбільш переважному варіанті їх кількість знаходиться в діапазоні від 15 до 50 односхилих лотків. Камера 26а з лотками переважно включає в себе щонайменше приблизно 5 двосхилих лотків, більш переважно - щонайменше приблизно 10 двосхилих лотків, а в найбільш переважному варіанті їх кількість знаходиться в діапазоні від 15 до 50 двосхилих лотків. У переважному варіанті щонайменше приблизно 10 процентів всіх лотків в камері 26а з лотками є односхилими лотками, більш переважно щонайменше приблизно 20 процентів є односхилими лотками, а в найбільш переважному варіанті частка односхилих лотків знаходиться в діапазоні від 30 процентів до 80 процентів. У переважному варіанті щонайменше приблизно 10 процентів всіх лотків в камері 26а з лотками є двосхилими лотками, більш переважно щонайменше приблизно 20 процентів є двосхилими лотками. Як показано на фіг. 1, камера 26а з лотками переважно включає в себе верхній набір 36 і нижній набір 38 односхилих лотків 32. Верхній набір 36 односхилих лотків 32 переважно включає в себе множину похилих лотків 40 подовжньої течії. Нижній набір 38 односхилих лотків 32 переважно включає в себе множину похилих лотків 42 поперечної течії. Як показано стрілками на фіг. 2 і З, кожний односхилий лоток 32 переважно є подовженим, при цьому похилі лотки 40 подовжньої течії (фіг. 2) нахилені в напрямі подовження лотка, а похилі лотки 42 поперечної течії (фіг. 3) нахилені перпендикулярно напряму подовження лотка. Як показано на фіг. 2 і 3, напрями нахилу похилих лотків 40 подовжньої течії і похилих лотків 42 поперечної течії, по суті, перпендикулярні один одному. Як показано на фіг. 1, 2 і 5, вертикально сусідні похилі лотки 40а, b подовжньої течії нахилені в основному в протилежних напрямах, так що реакційне середовище вимушене текти назад і вперед по похилих лотках 40 подовжньої течії по мірі його переміщення вниз в реакторі 20. Як показано на фіг. 2 і 5, кожний похилий лоток 40 подовжньої течії включає в себе, по суті, плоский прямокутний основний елемент 44 і переливну перегородку 46. У варіанті здійснення, проілюстрованому на фіг. 1 6, три сторони основного елемента 44 переважно сполучені з трьома з чотирьох бічних стінок 27 камери 26а з лотками і ущільнені вздовж цих стінок, а між четвертою стороною основного елемента 44 і бічною стінкою 27, що залишається, камери 26а з лотками утворений зазор 47 (фіг. 2а, b і 5b). Зазор 47 забезпечує прохідний канал, через який реакційне середовище може падати вниз на наступний, нижчерозташований похилий лоток 40 подовжньої течії. Основний елемент 44 нахилений донизу, так що реакційне середовище може текти під дією сили тяжіння до переливної перегородки 46. Нахил вниз основного елемента 44 переважно знаходиться в діапазоні від приблизно 0,5 до приблизно 10 градусів від горизонталі, а в найбільш переважному варіанті - в діапазоні від 1 до 4 градусів від горизонталі. Повертаючись до фіг. 2 і 5, зазначаємо, що основний елемент 44 являє собою, по суті, плоску, повернуту догори верхню поверхню. У переважному варіанті, основний елемент 44, по суті, не має виконаних в ньому отворів, так що вся рідина, що протікає на лотку 40, повинна пройти через переливну перегородку 46 або крізь неї, щоб залишити лоток 40. Переливна перегородка 46 проходить, по суті, вгору від верхньої поверхні основного елемента 44 поблизу самого низького підвищення основного елемента 44. Переливна перегородка 46 переважно знаходиться на віддаленні менше ніж приблизно на 6 дюймів від кінцевого краю основного елемента 44, більш переважно - менше ніж приблизно на 3 дюйми, а найбільш переважно менше ніж на 2 дюйми. Переливна перегородка 46 переважно проходить весь час вздовж ширини похилого лотка 40 подовжньої течії від бічної стінки 27а до бічної стінки 27с. Переливна перегородка 46 сприяє підтриманню, по суті, однорідного шару реакційного середовища на лотку 40. Переливна перегородка 46 переважно має висоту щонайменше приблизно 2,5 дюйми. У більш переважному варіанті висота переливної перегородки 46 знаходиться в діапазоні від 3 до 12 дюймів. Як показано на фіг. 5а, біля низу переливної перегородки 46 поруч з основним елементом 44 переважно виконана множина малих отворів 48 переливної перегородки. Отвори 48 переливної перегородки забезпечують протікання відносно малої кількості реакційного середовища крізь них під час нормальної роботи реактора. Отвори 48 переливної перегородки забезпечують зливання, по суті, всього реакційного середовища з лотків 40, так що за переливною перегородкою 46 не залишається ванна реакційного середовища, коли реактор 20 відключають. Як показано на фіг. 1, 3 і 6, вертикально сусідні похилі лотки 42а, b поперечної течії нахилені в основному в протилежних напрямах, так що реакційне середовище вимушене текти назад і вперед по похилих лотках 42 поперечної течії по мірі його переміщення вниз в реакторі 20. Як показано на фіг. З і 6, кожний похилий лоток 42 поперечної течії включає в себе, по суті, плоский прямокутний основний елемент 50 і переливну перегородку 52. Три сторони основного 4 UA 99590 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 елемента 50 переважно сполучені з трьома з чотирьох бічних стінок 27 камери 26а з лотками і ущільнені вздовж цих стінок, а між четвертою стороною основного елемента 50 і бічною стінкою 27, що залишається, камери 26а з лотками утворений зазор 53 (фіг. За, b і 6а). Зазор 53 забезпечує прохідний канал, через який реакційне середовище може падати вниз на наступний, нижчерозташований похилий лоток 42 поперечної течії. Основний елемент 50 нахилений так, що реакційне середовище може текти під дією сили тяжіння до переливної перегородки 52. Нахил вниз похилих лотків 42 поперечної течії збільшується донизу в реакторі 20. У переважному варіанті крайній зверху з похилих лотків 42 поперечної течії має нахил вниз в діапазоні від приблизно 0,5 до приблизно 10 градусів від горизонталі, а в найбільш переважному варіанті - в діапазоні від 1 до 4 градусів від горизонталі. У переважному варіанті крайній знизу з похилих лотків 42 поперечної течії має нахил вниз в діапазоні від приблизно 2 до приблизно 20 градусів від горизонталі, а в найбільш переважному варіанті - в діапазоні від приблизно 4 до приблизно 10 градусів від горизонталі. У переважному варіанті нахил вниз крайнього знизу з похилих лотків 42 поперечної течії щонайменше на 1 градус більше, ніж нахил вниз крайнього зверху з похилих лотків 42 поперечної течії, більш переважно щонайменше на 2 градуси більше, ніж нахил вниз крайнього зверху з похилих лотків 42 поперечної течії, а в найбільш переважному варіанті має діапазон перевищення нахилу вниз крайнього зверху з похилих лотків 42 поперечної течії, що складає від 4 до 10 градусів. Повертаючись до фіг. З і 6, зазначаємо, що основний елемент 50 переважно не має виконаних в ньому отворів, так що вся рідина, що протікає на лотку 42, повинна пройти через переливну перегородку 52 або крізь неї, щоб залишити лоток 42. Основний елемент 52 являє собою, по суті, плоску, повернуту догори верхню поверхню. Переливна перегородка 52 проходить вгору від верхньої поверхні основного елемента 50 поблизу самого низького підвищення основного елемента 50. Переливна перегородка 52 переважно знаходиться на віддалені на відстань менше ніж приблизно на 6 дюймів від кінцевого краю основного елемента 50, більш переважно - менше ніж приблизно на 3 дюйми, а найбільш переважно -менше ніж на 1 дюйм. Переливна перегородка 52 переважно проходить весь час між бічною стінкою 27b і бічною стінкою 27d. Переливна перегородка 52 сприяє підтриманню, по суті, однорідного шару реакційного середовища на лотку 42. Переливна перегородка 52 переважно має висоту щонайменше приблизно 2,5 дюйми. У більш переважному варіанті висота переливної перегородки 52 знаходиться в діапазоні від 3 до 12 дюймів. Як показано на фіг. 6b, біля низу переливної перегородки 52 поруч з основним елементом 50 переважно виконана множина малих отворів 54 переливної перегородки. Отвори 54 переливної перегородки забезпечують протікання відносно малої кількості реакційного середовища крізь них під час нормальної роботи реактора. Отвори 54 переливної перегородки забезпечують зливання, по суті, всього реакційного середовища з лотків 42, так що за переливною перегородкою 52 не залишається ванна реакційного середовища, коли реактор 20 відключають. У одному варіанті здійснення даного винаходу щонайменше 5 з односхилих лотків 32 оснащені переливною перегородкою, більш переважно щонайменше 10 з односхилих лотків 32 оснащені переливною перегородкою. У переважному варіанті щонайменше 10 процентів всіх односхилих лотків в камері 26а з лотками оснащені переливною перегородкою, в більш переважному варіанті щонайменше 33 проценти односхилих лотків 32 оснащені переливною перегородкою, а в найбільш переважному варіанті щонайменше 66 процентів односхилих лотків 32 оснащені переливною перегородкою. Переливна перегородка сприяє забезпеченню більшого часу знаходження в пропонованому реакторі, ніж в звичайних конструкціях, вимагаючи при цьому наявності еквівалентних або менших об'єму реактора, кількості лотків і/або площ поверхонь металу. Крім того, переливні перегородки можуть сприяти забезпеченню більш товстого шару реакційного середовища на лотках, ніж в звичайних конструкціях заключних реакторів для виробництва ПЕТФ. Потрібно також зазначити, що описані тут варіанти здійснення з вигодою забезпечують більш тонкі шари реакційного середовища, яке падає вниз з лотка на лоток, і більш товсті шари реакційного середовища на лотках. Як показано на фіг. 1, 4 і 7, двосхилі лотки 34 сполучені з бічними стінками 27b, d камери 26а з лотками. Двосхилі лотки 34 включають в себе переміжні склепінчасті лотки 34а і жолобкові лотки 34b. Як може бути найкраще зображено на фіг. 4а і 7а, кожний двосхилий склепінчастий лоток 34а включає в себе вертикально розташований розділювальний елемент 56 і пару нахилених вниз склепінчастих елементів 58, 60, що проходять в основному в протилежних напрямах від низу розділювального елемента 56. Склепінчасті елементи 58, 60 розходяться один від одного, коли проходять вниз і назовні від розділювального елемента 56. Між кінцевим краєм склепінчастого елемента 58 і бічною стінкою 27а утворений перший зазор 62. Між 5 UA 99590 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 кінцевим краєм склепінчастого елемента 60 і бічною стінкою 27с утворений другий зазор 64. Реакційне середовище тече вниз через зазори 62, 64, щоб досягнути наступного, нижчерозташованого двосхилого жолобкового лотка 34b. Звертаючись тепер до фіг. 4b і 7а, зазначаємо, що кожний двосхилий лоток 34b включає в себе пару нахилених вниз жолобкових елементів 66, 68, сполучених з бічними стінками 27а, с камери 26а з лотками. Жолобкові елементи 66, 68 сходяться один з одним, коли проходять вниз і всередину від бічних стінок 27а, с. Між нижніми кінцевими краями жолобкових елементів 66, 68 утворений зазор 70. Зазор 70 досить великий, щоб забезпечити ситуацію, в якій окремі шари реакційного середовища, яке протікає на жолобкових елементах 66, 68, залишаються окремими, коли вони падають через зазор 70 на наступний, нижчерозташований лоток 34а. Окремі частини реакційного середовища, яке тече по жолобковим елементам 66, 68, падають вниз через зазор 70 на протилежних сторонах розділювального елемента 56 наступного, нижчерозташованого склепінчастого лотка 34а. У переважному варіанті здійснення даного винаходу нахил двосхилих лотків 34 збільшується донизу в реакторі 20. Крайній зверху з двосхилих лотків 34 переважно має нахил вниз в діапазоні від приблизно 0,5 до приблизно 10 градусів від горизонталі, найбільш переважно - в діапазоні від 1 до 4 градусів від горизонталі. Крайній знизу з двосхилих лотків 42 переважно має нахил вниз в діапазоні від приблизно 5 до приблизно 40 градусів від горизонталі, найбільшпереважно - в діапазоні від 10 до 25 градусів від горизонталі. Крайній знизу з двосхилих лотків 34 переважно має нахил вниз щонайменше приблизно на 2 градуси більше, ніж нахил вниз крайнього зверху з двосхилих лотків 34, більш переважно щонайменше приблизно на 4 градуси більше, ніж нахил вниз крайнього зверху з двосхилих лотків 34, а в найбільш переважному варіанті має діапазон перевищення нахилу вниз крайнього зверху з двосхилих лотків 34 поперечної течії, що складає від 6 до 20 градусів. Звертаючись тепер до фіг. 1 і 8, зазначимо, що перехідний елемент 72 застосовується для переходу течії реакційного середовища від течії в єдиному шарі на односхилих лотках 32 до течії двома шарами на двосхилих лотках 34. Перехідний елемент 72 сполучений зі стінками 27b, d камери 26а з лотками і проходить між ними. Перехідний елемент 72 включає в себе верхній розподільний бункер 76 і нижній розподільний лоток 78. Розподільний бункер 76 виконаний з можливістю прийому реакційного середовища з крайнього знизу односхилого лотка 32 і розділення реакційного середовища на дві, по суті, однакові частини. Обидві однакові частини реакційного середовища з дна розподільного бункера 76 надходять на окремі секції 80а, b, що розходяться, розподільного лотка 78. Таким же чином можна здійснити подальші розділення в потоці, що сходить з розташованих нижче за течією двосхилих лотків, за допомогою аналогічних розподільних камер. Таким чином можна створювати численні двосхилі прохідні канали, якщо цього будуть потребувати цільові параметри в'язкості, витрати і глибини рідини. Розподільний бункер 76 включає в себе пару похилих бічних стінок 82а, b, які сходяться одна з одною донизу. У місці, де бічні стінки 82а, b сполучаються одна з одною, визначена розділова лінія 84. Множина перших отворів 86а обмежена в бічній стінці 82а поруч з розділовою лінією 84. Множина других отворів 86b обмежена в бічній стінці 82b поруч з розділовою лінією 84. Розподільний лоток 78 переважно включає в себе в загальній складності щонайменше приблизно 10 отворів 86а, b. Як краще усього показано на фіг. 8Ьb перші і другі отвори 86а, b знаходяться на протилежних сторонах від розділової лінії 84. У переважному варіанті сумарна площа отвору, обмежена першими отворами 86а, по суті, дорівнює сумарній площі отвору, обмеженій другими отворами 86b, так що крізь перші і другі отвори 86а, b автоматично протікають однакові кількості реакційного середовища. Перші отвори 86а вирівняні по першій секції 80а розподільного лотка 78, а другі отвори 86b вирівняні по другій секції 80b розподільного лотка 78. Як показано на фіг. 8а, b, кінцеві краї першої і другої секцій 80а, b, що нахиляються, розподільного лотка 78 знаходяться на віддалені від бічних стінок 27а, с, так що між ними утворюються зазори 88а, b. Дві, по суті, однакові частини реакційного середовища, що виходять з розподільного бункера 76, течуть по розбіжних секціях 80а, b, що нахиляються вниз, розподільного лотка 78 до зазорів 88а, b. Окремі частини реакційного середовища потім падають з розподільного лотка 78 через зазори 88а, b на крайній зверху двосхилий лоток 34b. Як згадувалося вище, потім дві, по суті, рівні частини реакційного середовища підтримуються окремими по мірі їх протікання вниз по двосхилих лотках 34. Звертаючись тепер до фіг. 9 і 10, зазначимо, що тут зображена перша альтернативна конструкція реактора. Альтернативний реактор 100 включає в себе тільки одну камеру 102 з лотками. Ця конструкція має перевагу, яка полягає в тому, що не треба розділяти живильний потік порівну між декількома камерами з лотками. Таким чином, конструкція розподільника 104 6 UA 99590 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 спрощується. Крім того, загальна кількість лотків, розподіл лотків різних типів, кількість переливних перегородок, місцеположення переливних перегородок і похилих лотків в реакторі 100 відрізняються від відповідних параметрів реактора 20 (фіг. 1-8). Ці відмінності показують, що може виявитися бажаною зміна конструкції реактора для задоволення конкретних вимог способу, в рамках якого втілюють реактор. Разом з тим, всі конструкції, що описуються тут, знаходяться в рамках об'єму захисту даного винаходу. Звертаючись тепер до фіг. 11 і 12, зазначимо, що тут зображена друга альтернативна конструкція реактора. Альтернативний реактор 200 включає в себе три камери 202а, b, c з лотками. Звертаючись до фіг. 13, зазначимо, що тут зображена третя альтернативна конструкція реактора. Альтернативний реактор 300 включає в себе шість камер 302 з лотками. Ця конструкція має перевагу використання більшого простору всередині реакційної посудини, внаслідок чого можна зменшити габарити реакційної посудини. Звертаючись тепер до фіг. 14, зазначимо, що тут зображена альтернативна конструкція з односхилими лотками. Односхилі лотки 400, зображені на фіг. 14, схожі на ті, які зображені на фіг. 5 і 6, але мають конфігурацію, що забезпечує зазор 402 між тильним кінцем 404 кожного односхилого лотка 400 і найближчою бічною стінкою 406 камери з лотками. Потрібно зрозуміти, що бічна стінка 406 не обов'язково повинна бути стінкою камери з лотками, з якою пов'язані лотки 400; навпаки, бічна стінка 406 може бути стінкою іншої камери з лотками або стінкою реакційної посудини. Як показано на фіг. 14, цей зазор 402 між тильним кінцем 404 кожного лотка 400 і найближчою бічною стінкою 406 забезпечує перетікання частини обробленого реакційного середовища 408 через тильний кінець 404 лотка 400 і падіння вниз на наступний, нижчерозташований лоток 400. Щоб забезпечити достатньо великий отвір для проходження реакційного середовища 408, що перетікає, зазор між тильними кінцями 404 лотків 400 і найближчою бічною стінкою 406 повинен мати середню ширину щонайменше приблизно 1 дюйм, більш переважно знаходитися в діапазоні від приблизно 1,5 до приблизно 12 дюймів, а найбільш переважно - в діапазоні від 2 до 8 дюймів. У варіанті здійснення, зображеному на фіг. 14, тильний кінець 404 кожного односхилого лотка 400 переважно включає в себе закруглений нижній край 410, який дозволяє реакційному середовищу 408, що перетікає, "прилипати" до верхнього лотка 400, поки він знаходиться щонайменше над частиною наступного, нижчерозташованого лотка 400. Знаходячись над наступним, нижчерозташованим лотком 400, реакційне середовище 408 падає з верхнього лотка 400 на нижній лоток 400, де воно об'єднується з частиною реакційного середовища 408, яке протікало через кінцевий край 412 верхнього лотка 400, і надходить на нижній лоток 400. Щоб забезпечити прилипання реакційного середовища, що перетікає, до верхнього лотка 400, поки той знаходиться над нижнім лотком 400, закруглений нижній край 410 односхилих лотків 400 переважно має мінімальний радіус кривизни щонайменше 1 дюйм, а в більш переважному варіанті цей радіус знаходиться в діапазоні від приблизно 1,5 дюйма до приблизно 12 дюймів, а в найбільш переважному варіанті - в діапазоні від 2 до 8 дюймів. Потрібно також зазначити, що у варіанті здійснення, зображеному на фіг. 14, застосовуються односхилі лотки без переливних перегородок. Таким чином, кінцеві краї 412 лотків 400, зображених на фіг. 14, обмежені краєм, по суті, плоского основного елемента 414 лотків 400, а не верхнім краєм переливної перегородки. Разом з тим, передбачається, що конструкція, яка передбачає перетікання через задній кінець, зображена на фіг. 14, придатна також для використання з лотками, що мають переливні перегородки. Реактори, зображені на фіг. 1-14 можна застосовувати у множині різних способів. Зокрема, ці реактори корисні в способах, де вигідно проводити хімічні реакції у відносно тонких шарах реакційного середовища. Крім того, ці реактори призначені для того, щоб впоратися з ситуацією, в якій в'язкість реакційного середовища збільшується під час обробки. У переважному варіанті здійснення даного винаходу динамічна в'язкість (що вимірюється в пуазах) реакційного середовища, що виходить з реактора, щонайменше приблизно на 50 процентів більше, ніж динамічна в'язкість реакційного середовища, що надходить в реактор, більш переважно щонайменше приблизно на 250 процентів більше, ніж динамічна в'язкість реакційного середовища, що надходить в реактор, а найбільш переважно щонайменше приблизно на 1000 процентів більше, ніж динамічна в'язкість реакційного середовища, що надходить в реактор. Вищеописані реактори (вищеописаний реактор) переважно є реакторамиполімеризаторами, застосовуваними для обробки реакційного середовища, яке піддається полімеризації. При здійсненні конкретно переважного способу реактор застосовується в способі виробництва поліетилентерефталату (ПЕТФ). При здійсненні такого способу реакційне 7 UA 99590 C2 5 10 15 20 25 30 35 середовище, що надходить в реактор, переважно має ступінь полімеризації (СП) в діапазоні від приблизно 20 до приблизно 75, більш переважно - в діапазоні від приблизно 35 до приблизно 60, а найбільш переважно - в діапазоні від приблизно 40 до приблизно 55. У тому значенні, в якому він вживається в даному описі, термін "ступінь полімеризації" або "СП" означає кількісноусереднений ступінь полімеризації, який визначається як кількісно-усереднена молекулярна маса, ділена на молекулярну масу повторюваного елемента молекули. По мірі протікання реакційного середовища вниз через реактор СП реакційного середовища збільшується через поліконденсацію. СП реакційного середовища, що виходить з реактора, переважно щонайменше приблизно на 25 процентів більше, ніж СП реакційного середовища, що надходить в реактор, в більш переважному варіанті має діапазон перевищення СП реакційного середовища, що надходить в реактор, що складає від приблизно 50 до приблизно 500 процентів, а в найбільш переважному варіанті має діапазон перевищення СП реакційного середовища, що надходить в реактор, що складає від приблизно 80 до приблизно 400 процентів. Реакційне середовище, що виходить з реактора, переважно має СП в діапазоні від приблизно 75 до приблизно 200, більш переважно - в діапазоні від приблизно 90 до приблизно 180, а найбільш переважно - в діапазоні від приблизно 105 до приблизно 165. У переважному варіанті здійснення даного винаходу умови реакції в реакторі підтримуються при температурі в діапазоні від приблизно 250 до приблизно 325 °C і тиску в діапазоні від приблизно 0,1 до приблизно 4 тор, більш переважно - в діапазоні від приблизно 270 до приблизно 310 °C і тиску в діапазоні від приблизно 0,2 до приблизно 2 тор, а найбільш переважно - в діапазоні від приблизно 275 до приблизно 295 °C і тиску в діапазоні від приблизно 0,3 до приблизно 1,5 тор. Середній час знаходження реакційного середовища в реакторі переважно знаходиться в діапазоні від приблизно 0,25 до приблизно 5 годин, а найбільш переважно - в діапазоні від 0,5 до приблизно 2,5 годин. Конфігурація реактора, описана вище з посиланнями на фіг. 1-14, переважно виконана з можливістю підтримання середньої глибини реакційного середовища на лотках щонайменше приблизно 2,5 дюйми, а найбільш переважно в діапазоні від З до 12 дюймів. Автори винаходу зазначають, що для всіх наведених тут кількісних діапазонів верхня і нижня межі діапазонів можуть бути незалежними одна від одної. Наприклад, кількісний діапазон від 10 до 100 означає допустимість величин, які більше 10 і/або менше 100. Таким чином, діапазон від 10 до 100 забезпечує обґрунтування обмеження пункту формули винаходу, пов'язаного з величиною, яка більше 10 (без верхньої границі), обмеження пункту формули винаходу, пов'язаного з величиною, яка менше 100 (без нижньої границі), а також обґрунтування всього діапазону від 10 до 100 (з верхньою і нижньою границями). Винахід детально описаний з конкретними посиланнями на переважні варіанти його здійснення, але потрібно зрозуміти, що в рамках суті і об'єму домагань винаходу можливе проведення змін і модифікацій. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 40 45 50 55 1. Реактор, який містить множину вертикально рознесених односхилих похилих лотків і множину вертикально рознесених двосхилих похилих лотків, причому нахил згаданих односхилих лотків збільшується донизу. 2. Реактор за п. 1, в якому нахил згаданих двосхилих лотків збільшується донизу. 3. Реактор за п. 1, в якому щонайменше частина згаданих односхилих лотків розташована вище щонайменше частини згаданих двосхилих лотків. 4. Реактор за п. 1, в якому сусідні із згаданих односхилих лотків нахилені в протилежних напрямках. 5. Реактор за п. 1, в якому згадані двосхилі лотки включають в себе переміжні склепінчасті і жолобкові лотки, причому згадані склепінчасті лотки включають в себе пару склепінчастих елементів, що розходяться донизу, при цьому згадані жолобкові лотки включають в себе пару жолобкових елементів, що сходяться донизу. 6. Реактор за п. 1, в якому згадана множина односхилих лотків включає в себе верхню групу односхилих лотків, що нахиляються назад і вперед в першому напрямку, і нижню групу односхилих лотків, що нахиляються назад і вперед у другому напрямку, причому згадані перший і другий напрямки, по суті, перпендикулярні один одному. 7. Реактор за п. 6, в якому нахил згаданих односхилих лотків змінюється щонайменше приблизно на 2 градуси, при цьому нахил згаданих двосхилих лотків змінюється щонайменше приблизно на 4 градуси. 8 UA 99590 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 8. Реактор за п. 7, в якому щонайменше частина згаданих односхилих лотків включає в себе переливну перегородку, що з'єднана із згаданим основним елементом і проходить вгору від згаданої повернутої догори похилої поверхні. 9. Реактор за п. 8, в якому щонайменше 10 процентів всіх згаданих односхилих лотків оснащені згаданими переливними перегородками, при цьому згадані переливні перегородки мають висоту в діапазоні від 3 до 12 дюймів. 10. Реактор для обробки реакційного середовища, який містить множину вертикально рознесених похилих лотків, причому щонайменше 10 процентів всіх згаданих лотків включають в себе переливну перегородку, що проходить вгору, яка має висоту щонайменше 2,5 дюйма, поверх якої протікає щонайменше частина згаданого реакційного середовища, щоб пройти до наступного лотка, розташованого безпосередньо під цим. 11. Реактор за п. 10, в якому згадана переливна перегородка має висоту в діапазоні від 3 до 12 дюймів. 12. Реактор за п. 10, в якому згадані лотки включають в себе множину односхилих лотків, нахилених в протилежних напрямах, причому нахил згаданих лотків збільшується донизу від лотка до лотка. 13. Спосіб полімеризації, при якому: (а) вводять реакційне середовище, що містить поліетилентерефталат, в реактор-полімеризатор, що містить множину вертикально рознесених похилих лотків; (b) забезпечують протікання згаданого реакційного середовища вниз в згаданому реакторі-полімеризаторі по згаданих вертикально рознесених лотках, при цьому середня товщина згаданого реакційного середовища, що тече на згаданих вертикально рознесених лотках, підтримується на рівні приблизно 2,5 дюйма або більше; і (с) виводять згадане реакційне середовище із згаданого реактора-полімеризатора, при цьому ступінь полімеризації (СП) згаданого реакційного середовища, яке виводиться із згаданого реактораполімеризатора, щонайменше на 25 % більше, ніж СП згаданого реакційного середовища, яке вводиться в згаданий реактор-полімеризатор. 14. Спосіб полімеризації за п. 13, при якому середню товщину згаданого реакційного середовища, що тече на згаданих вертикально рознесених лотках, підтримують в діапазоні від 3 до 12 дюймів. 15. Спосіб полімеризації за п. 13, при якому згадане реакційне середовище підтримується при температурі в діапазоні від приблизно 250 до приблизно 325 °С і тиску в діапазоні від приблизно 0,1 до приблизно 4 тор в згаданому реакторі-полімеризаторі. 16. Спосіб полімеризації за п. 13, при якому згадані лотки включають в себе множину односхилих лотків і множину двосхилих лотків, які нахилені в протилежних напрямах. 17. Спосіб полімеризації за п. 16, при якому згадані двосхилі лотки включають в себе переміжні склепінчасті і жолобкові лотки, причому згадані склепінчасті лотки включають в себе пару склепінчастих елементів, що розходяться донизу, при цьому згадані жолобкові лотки включають в себе пару жолобкових елементів, що сходяться донизу, причому нахил згаданих двосхилих лотків збільшується донизу. 18. Спосіб полімеризації, при якому: (а) вводять реакційне середовище, що містить поліетилентерефталат, у верхню секцію реактора, що містить множину односхилих похилих лотків і множину двосхилих похилих лотків; (b) забезпечують протікання згаданого реакційного середовища вниз в згаданому реакторі по згаданих односхилих і двосхилих лотках; і (с) виводять згадане реакційне середовище з нижньої секції згаданого реактора, причому нахил згаданих односхилих лотків збільшується донизу і нахил згаданих двосхилих лотків збільшується донизу. 19. Спосіб за п. 18, при якому середня товщина згаданого реакційного середовища, що тече на згаданих вертикально рознесених лотках, становить приблизно 2,5 дюйма. 20. Спосіб за п. 18, при якому згадана множина односхилих лотків включає в себе верхню групу односхилих лотків і нижню групу односхилих лотків, при цьому згадане реакційне середовище протікає назад і вперед по згаданій верхній групі односхилих лотків в першому напрямку, при цьому згадане реакційне середовище протікає назад і вперед по згаданій нижній групі односхилих лотків у другому напрямку, причому згадані перший і другий напрямки, по суті, перпендикулярні один одному. 9 UA 99590 C2 10 UA 99590 C2 11 UA 99590 C2 12 UA 99590 C2 13 UA 99590 C2 14 UA 99590 C2 15 UA 99590 C2 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 16