Установка для непрерывной полимеризации и переработки полимерного продукта

 

„.ЯЦ„„1007716

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

З5 »1 з 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2825581/23-26 (22) 28.09.79 (46) 30.03.83. Бюл. N 12 (72) Н.М.Чечило (53) 66.023(088.8) . (56) 1. Патент Англии И 995508, В1х, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2756087/23-05 ° (54)(57) УСТАНОВКА ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ

ПОЛИМЕРИЗАЦИИ И ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛИМЕРНОГО ПРОДУКТА, содержащая узел при. готовления и подачи под давлением мономерной с полимеризатор с выгрузочно- формуюгим устройством и узел приема и переработки получаемого полимерного ,продукта, о т л и ч à ю щ а я с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей и повышения

° надежности установки, она снабжена, узлом приготовления и подачи под давлением инициатора и соединенной с ним и с узлом приготовления и подачи под давлением мономерной смеси камерой предварительного сме" шения, установленной на входе в колонный реактор-полимеризатор.

1 10077

Изобретение относится к оборудованию для проведения процессов полимериэации и переработки полимерно- го продукта и предназначено для щ:прерывного производства термоплас:. тичных полимерных материалов в виде гранул из жидких мономеров.

Известна установка для полимеризации, содержащая реактор, устройства приготовления реагентов, выгрузное 10 устройство и контрольно-регулирующую аппаратуру (1 1.

Недостатком устройства является то, что в нем невозможно получить продукт в виде гранул или формован" 1S ных изделий, а также малая интенсивность и эффективность процеаФа.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности,и достигаемому результату является установка ув для непрерывной.полимеризации, содержащал узел приготовления и подачи под давлением мономерной смеси, колонный реактор-полииериэатор с выгруэочноформующим устройством и узел йриема 2 и переработки получаемого полимер ного продукта (. .).

Недостатками цанно1 установки являются ограниченные технологические возможности: невозможность получения гранул и формованных изделий и ненадежность конструкции.

Цель изобретения - расширение тех, нологических возможностей и повышение надежности установки.

Поставленная цель достигается тем, з5 что установка для непрерывной полимеризации, содержащая узел приготовления и подачи под давлением мономерной смеси, колонный реактор-полимери затор с выгруэочно-формующим устройством и узел приема и переработки . получаемого полимерного продукта, снабжена узлом приготовления и подачи под давлением инициатора и соединенной с ним и с узлом приготовления и подачи под давлением мономерной смеси камерой предварительного смешения,. установленной на входе в колонный реактор- полимеризатор.

Выполнение смесительной головки по принципу многократного разделения и последующего объединения (слияния) потока реакционной смеси или оборудование ее перемешивающим устройством (мешалкой ) повышают эффек- И тивность перемешивания мономера и. инициатора (повышают однородность получающейся реакционной смеси ) и

1б 2 тем самым способствуют повышению надежности работы установки и повышению однородности свойств получаемого полимерного продукта.

На фигЛ изображена принципиальная схема установки; на фиг.2 - продольный разрез реактора-полимеризатора со смесительной головкой; на фиг.3 - вариант смесительной головки (смесителя ), выполненной по принципу многократного разделения и объединения (слияния ) потока реакционной смеси, разрез ; на фиг.4 - вариант смесительной I oJIQBKH с мешалкой.

Установка (фиг.1) содержит узел приготовления мономерной смеси с расходной емкостью 1, дозировочный насос 2 для непрерывной подачи этой смеси под давлением, узел приготовления раствора инициирующих добавок с расходной емкостью 3, дозировочный насос 4 для непрерывной подачи этого раствора под давлением, реактор-полимеризатор 5 и узел 6 приема и перера ботки получаемого полимерного продукта.На линии подачи мономерной смеси установлен теплообменник 7.

Реактор-полимеризатор (фиг.2) представляет собой аппарат колонного (трубного ) типа,расчитанный на по1 вишенное (порядка 100 кг/см )давление. На входе реактора установлена смесительная головка (смеситель) 8 с распылительным устройством (форсу "кой ) 9, к которой подсоединены линия подачи мономерной смеси (И ) и линия подачи раствора инициатора (И). Крышка 10 и трубная (цилиндрическая ) часть реактора 11 покрыты изнутри теплоизоляционным покрытием 12. К выходу трубной части реактора ll подсоединено выгрузочно-формующее устройство 13 типа экструзионной головки с перепадной решеткой 14, проходные отверстия которой не одинаковы по размерам: диаметр отверстий решетки возрастает от центра к периферии. Снаружи реактор оборудован электрообогревателями 15 и рубашкой 16 для циркуляции теплоносителя, К выгрузочно-формующему устройству реактора 13 примыкает узел 6 приема и, переработки полимерного продукта, который в зависимости от вида получаемой продукции и предъявляемых к ней требований может содержать любые известные перерабатывающие устройства.

3 10077

Установка работает следующим образом.

Иономерная смесь из расходной емкости 1 с помощью дозировочного насоса 2 и раствор инициатора из расходной емкости 3 с помощью дозировочного насоса 4 непрерывно подаются под давлением в смесительную головку реактора-полимеризатора 8. Поток мономерной смеси может подогреваться на 10 линии подачи с помощью теплообменника 7 до требующейся температуры.

Раствор инициатора впрыскивается в поток мономерной смеси через форсунку 9. Из смесительной головки полу- 15 ченная реакционная смесь поступает в реактор-полимеризатор и полимеризуется в режиме теплового взрыва, что достигается подбором температур мономерной смеси и раствора инициато- 20 ра, поступающих в смесительную головку. В результате такой ("взрывной" адиабатической ) полимеризации, реакционная смесь превращается в полимерный продукт, нагретый за счет теплоты25 реакции до состояния расплава. Темпе-, ратуру стенок трубной части реактора

11 с помощью электрообогревателей 15 поддерживают близкой или равной температуре полимеризующейся массы внут- 50 ри реактора, что препятствует рассеиванию выделяющегося при полимеризации тепла из пристенных -слоев во внешнюю среду и повышает однородность температурного режима полимеризации в поперечном сечении реактора. Под

35 действием давления, создаваемого насосами 2 и 4 и передающегося через реакционную смесь (т..е. по методу гидроэкструзии ), образующийся поли. ео мерный расплав непрерывно вытесняется из трубной части реактора 11 и экструдируется через выгрузочноформующее устройство 13 в узел 6 приема, где происходит его окончательная переработка в готовую продук цию (гранулы, прутки, профили, листы и др).

Согласно другому варианту (фиг. 3 ) смесительная головка (смеситель ) реактора-полимеризатора выполнена по принципу многократного разделения и последующего объединения потока реакционной смеси.; Этот смеситель содержит диски двух типов: а ) с несколькими проходными отверстиями по 55 периферии 17, б.) с выточкой и одним отверстием в центре 18, которые установлены в корпусе 19 и прижаты друг

16

4 к другу уплотнительным тройником

20. К штуцерам тройника подсоединены линии подачи мономерной смеси и линия подачи раствора инициатора.

Такая конструкция смесительной головки повышает качество перемешивания потоков мономерной смеси и раствора инициатора и повышает одно=1 родность состава образующейся реакционной смеси, что имеет существенное значение при использовании мрномерных смесей с повышенной вяз" костью. В остальном работа установки в этом случае, не отличается от ра" боты по вышеописанному примеру.

Согласно еще одному варианту (фиг.4), практически эквивалентному предыдущему,смесительная головка может быть выполнена с применением перемешивающего устройства (мешалки)

21, которое подвижно установлено в корпусе головки 22. При работе установки мешалка 21 приводится е движение (вращение ) потоком реакци" ,онной смеси (аналогично ротору тур" бины ), за счет чего достигается сильная турбулизация этого потока и повышение качества перемешивания.

Предлагаемая установка позволяет осуществить технологический процесс получения полимерных материалов согласно наиболее прогрессивному методу полимеризации — методу блочной полимеризации (полимеризации в массе.) с получением непосредственно из исходной реакционной (мономерной ) смеси полимерного расплава и одновременной переработкой этого расплава в товарную продукцию. При этом достигается существ нное сокращение технологического цикла (уменьшается стадийность), уменьшение количества вспомогательных материалов и отсутствие сточных вод.

В связи с протеканием реакции по-. лимеризации в реакторе-полимеризато" ре в непрерывном режиме теплового взрыва с использованием тепла реакции для ее ускорения и разогрева получаемого продукта до состояния . расплава работа установки характеризуется более высокой производительностью, надежностью и экономичностью в срав-, нении с известными установками.

В связи с отсутствием масштабных ограничений по отводу тепла на стадии полимеризации (как и в любом адиабатическом процессе ) на базе

S 1007716 4. реактора-полимеризатора данной уста- ки и выгрузки из реактора-полимериновки могут быть созданы высокопро- затора путем гидроэкструзии. изводительные промышленные агрегаты Использование данной установки с единичной мощностью от 1 до 100 тыс. при минимальных капитальныx затратонн в год и выше. тах на создание ее промышленных обВ сравнении с известными установ- разцов позволит, в частности, реками для получения полистирола данная шить проблему расширения выпуска установка не имеет жестких ограниче- таких дефицитных в настоящее врений по вязкости расплавов получаемых мл полимерных материалов как формополимерных продуктов, что обусловле- О вочные (литьевые и экструзионные ) но осуществлением их транспортиров- метакрилатные, АБ и др. пластики. I 007716

Составитель Э.Скачкова

Редактор Е.Лушникова Техред С.Мигунова

Корректор А.Ференц .

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 2183/8 Тираж 535

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5