Установка для выделения полимеров из растворов

 

Изобретение относится к оборудованию для получения полимерных материалов , конкретно - к водной отгонке углеводородных растворителей из растворов в процессе производства синтетических каучуков. Цель изобретения - повышение эффективности установки . Для этого продольный циркуляционный элемент 17 своими боковыми вертикальными кромками радиально соединен с вертикальными образующими внутренней поверхности аппарата выделения 2 для разделения внутренней полости на секторные циркуляционные каналы 18 и 19. Крошкообразователь I сообщен с секторным циркуляционным каналом 18. Продольный циркуляционный элемент 17 выполнен в виде шарнирно связанных между собой вертикальных створок, одна из которых установлена с возможностью перемещения относительно внутренней поверхности аппарата 2. 1 з.п. ф-ль/. 15 ил. /7д/| / 3 С (/ С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СООИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

< 11 1 В 29 В 15/02

ОПИСАНИЕ ИЗОбРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4057510/23-05 (22) 21.04.86 (46) 30.05.88. Бюл. Ф 20 (72) В.Н. Вишняков и Л.А. Соломоник (53) 678.052 (088.8) (56) Авторское свидетельс1 во СССР

М 1165586, кл. В 29 В 15/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР

М 1060492, кл. В 29 В 15/02, 1981 (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ВЬ1ДЕЛЕНИЯ ПОЛИМЕРОВ ИЗ РАСТВОРОВ (57) Изобретение относится к оборудованию для получения полимерных материалов, конкретно — к водной отгонке углеводородных растворителей из растворов в процессе производства синтетических каучуков. Цель изобре„„SU„„1399139 А I тения — повышение эффективности установки. Для этого продольный цирку— ляционный элемент 17 своими боковыми вертикальными кромками радиально соединен с вертикальными образук1цими внутренней поверхности аппарата выделения 2 для разделения внутренней полости на секторные циркуляционные каналы 18 и 19. Крошкообразователь l сообщен с секторным циркуляционным каналом 18. Продольный циркуляционный элемент 17 выполнен в виде шарнирно связанных между собой вертикальных створок, одна из которых установлена с возможностью перемещения относительно внутренней поверхности аппарата 2. 1 з.п. ф-ль . 15 ил.

1399139

Изобретение относится к оборудованию для получения полимерных материалов, а именно к водной отгонке углеводородных растворителей из растворов в процессе производства синтетических каучуков.

Целью изобретения является повышение эффективности установки.

На фиг. 1 изображена предлагаемая 10 установка, общий вид; на фиг. 2-3— то же, варианты исполнения, на фиг. 4-10 — варианты установки продольного циркуляционноГо элемента (сечение А-А); на фиг. 11 — разрез 15

Б-Б на фиг. 2; на фиг. 12 — вид В на фиг. 2; на фиг. 13 — разрез Г-Г на фиг. 6; на фиг. 14 — разрез Д-Д на фиг. 3; на фиг. )5 — узел I на фиг.l.

Установка содержит последователь- 20 но соединенные по ходу движения смеси иэ крошки полимера, газопаровой фазы и воды крошкообраэователь 1, аппарат 2 выделения и сепаратор 3.

Крошкообраэователь 1 представляет собой смесительное устройство для взаимодействия раствора полимера с водяным паром и имеет патрубки 4 — 7 соответственно для подачи раствора полимера, водяного пара и циркуляционной воды и вывода смеси, состоя. щей иэ крошки полимера, гаэопаровой фазы и воды.

Аппарат 2 выделения представляет собой цилиндрическую или конусную колонну в виде обечайки 8 с шаровыми или эллиптическими днищами 9 и 10. Аппар ат 2 я вляется сосудом давления и емкостью полного заполнения. В верхней части аппарата 4p

2 выполнено расширение в виде оголовка 11 (фиг. 2), служащего для улучшения отделения жидкой фазы.

Аппарат 2 выделения имеет нижний входной 12 и верхний выходной 13 пат- 45 рубки. Выходная часть 14 патрубка 12 размещена вертикально и эксцентрично. У выходной части 14 патрубка 12 в обечайке 8 расположен насадок, который образован из накладки 15 на внутренней поверхности аппарата 2 (фиг. 2). Выходная часть 14 патрубка

12 и насадок составляет эжектор для перекачивания жидкой фазы.

Люки-лазы 16 служат для проникновения человека в полость аппарата 2 с целью чистки, ремонта и освидетельствования, а также для проведения наладо чных р аб от .

В аппарате 2 установлен продольный циркуляционный элемент 17, который разделяет внутреннкяо полость аппарата 2 на газлифтный барботажный канал 18 для восходящего потока смеси иэ крошки полимера, газопаровой фазы и воды и циркуляционный канал

19 возврата нисходящего потока пульпы или воды.

Продольный циркуляционный элемент

17 своими боковыми вертикальными кром. ками радиально соединен с вертикальными образующими внутренней поверхности аппарата 2 выделения для разделения внутренней полости на секторные циркуляционные каналы 18 и 19 °

Крошкообраэователь 1 сообщен с одним из секторных циркуляционных кана-., лов 18.

Нижняя и верхняя кромки элемента

17 образуют с днищами 9 и IO нижний

20 и верхний 21 проемы, соединяющие каналы 18 и 19 в замкнутый бесконечный циркуляционный контур.

Во внутренней полости аппарата 2 элемент 17 размещается по диаметру (фиг. 4), радиусам (фиг. 6), хорде (фиг. 5), дуге (фиг. 7), может иметь вид горизонтального (фиг. 8) или вертикального (не показан) гофра. Боковые окончания элемента 17 установлены к внутренней поверхности аппарата

2 преимущественно по радиусам и вдоль образующих аппарата 2.

Мак сималь ные э н ач ения гидр авлических радиусов для каналов 18 и 19 в цилиндрическом сосуде соответст-. вуют диаметральному расположению элемента 17.

Для упорядочения барботирования потока жидкой фазы в канале IS установлены направляющие и распределяющие ребра 22, которые закрепляются на элементе 17, придавая ему жесткость (фиг. 9), или на внутренней поверхности аппарата 2 (фиг. 10) .

Согласно фиг. 15 в канале 18 размещены обтекаемые поперечные сопротивления, например, в виде полутруб 23, в стенке которых предусмотрены выходные отверстия 24 для подачи через них в канал 18 водяного пара. Подвод водяного пара в полутрубы 23 осуществляется через патрубки

25, установленные в стенке аппарата

2. Полутрубы 23 закреплены на элементе 17 (фиг. 15). Процессы, осуществлчемые в каналах )8 и )9 вэаимо1399139

Для регулирования высоты элемента 17 вместе заслонок 30 и 31 могут использоваться накладные (внахлестку) имеющие воэможность перемещаться в осевом направлении или съемные пластины.

На внутренней поверхности вершины днища 10 у выходного патрубка 13 установлен подковообразный листовой обтекатель 36 (фиг. )2), предназначенный для снижения возмущений при выводе смеси крошки полимера, гаэопаровой фазы и воды из аппарата 2 на

55 связаны и непрерывны, поэтому обеспе— чивается воэможность увеличения площади поперечного сечения канала )8 за счет уменьшения площади поперечно-5 го сечения канала 19, и наоборот.Это достигается тем,что элемент 17 снабжен вертикальным шарнирным соедине— нием 26 (фиг. 6),которое размещено по оси аппарата 2 и разделяг:г элемент 10

)7 на вертикальные неподвижную и поворотную створки (фиг. 6, 13). По— следняя своей боковой вертикальной кромкой имеет возможность перемещаться вдоль внутренней цилиндрической 15 или конусной поверхности аппарата 2.

Боковая вертикальная кромка подвижной створки элемента 17 оснащена продольным уплотнительным элементом 27 (фиг. 6), выполненным в виде, напри- 20 мер, полого надувного шланга (не показан) и служащим для предотвращения протечек между камерами 18 и 19.

Шарнирное соединение 26 включает вал 28, который скреплен с поворотной створкой элемента 17, выведен из аппарата (фиг. !3) и оснащен поворотным рычагом 29 для дистанционного изменения площадей поперечных сечений каналов 18 и 19 ° ЭО

Согласно фиг. 2 элемент 17 включает поворотные заслонки — направляющие 30 — 32 с горизонтально расположенными шарнир ными соединениями 33, поворотными валами 34 и рычагами 35 (фиг. 1 1) .

Заслонка 30 служит для изменения условий поступления жидкой фазы из камеры 19 в камеру )8, заслонка 31 для изменения высоты активной циркуля 40 ции в камерах 18 и 19, заслонка 32— для изменения условий выхода барботированного потока в верхнюю часть аппарата, в частности в оголовок !1, и разделения смеси над камерой 19. 45 сепаратор 3. Свободные вертикальные кромки (концы) обтекателн 36 расположены со стороны канала 19.

Сепаратор 3 представляет собой преимущественно вертикальный аппарат и предназначен для разделения смеси крошки полимера, газопаровой фазы и воды, поступающей из аппарата 2, на газопаровую (легкую) фазу и пульпу (жидкую фазу), содержащую крошку полимера и воду. Он имеет входной патрубок 37, который соединен с патрубком 13 аппарата 2, и патрубки

38 и 39 для отвода соответственно легкой и жидкой фаэ. Согласно фиг.) сепаратор представляет собой центробежный циклон. Сепаратор 3 может быть выполнен в виде аппарата, использующего инерционность скоростного потока струи, или емкостного дегазатора с кубовой и газопаровыми зонами .

Подача воды в установку может осуществляться через патрубок 6 крошкообразователя 1 и/или патрубок

40 в верхней зоне аппарата 2 (фиг.!).

Установка имеет служащий для нагрева и транспортирования пульпы в нисходящем потоке канал 41 (фиг.2) с патрубком 42 подвода водяного пара.

Канал 41 предназначен для предотвращения нежелательного смещения острого водяного пара с газообразным растворителем и его нагрева, что имеет место при подаче водяного пара через барботеры (в прототипе) .

Г

Патрубок 42 соединен с каналом

4) через инжектор 43 (фиг. 2) или непосредственно (фиг. 2,3. 14) .

Нижняя входная часть канала 41 расположена в основании канала 18 так, чтобы при отборе пульпы не снижалась скорость нисходящего потока в канале 19.

Верхняя выходная часть канала 41 расположена над каналом 19 так, чтобы выходящая нагретая пульпа способствовала пеногашению и эатопляемости канала 19.

Канал 41 может располагат. ся с внешней стороны аппарата 2 (сдвиг.2) или быть встроенным в аппараг 2 (фиг. 3,14). В последнем случае канал 41 выполнен в виде трубы, вмонтированной в элемент 17, или образо5 13991 нан элементом 7, внутренней поверхностью обечайки 8 и соединяющим их элементом.

1О

20

1. Установка для выделения полимеров иэ растворов, содержащая крошкообраэователь, соединенный с ним аппарат выделения и установленный в его внутреннем пространстве продольный циркуляционный элемент, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности установки, продольный циркуляционный элемент своими боковыми вертикальными кромками радиально соединен с вертикальными образующими внутренней поверхности аппарата выделения для разделения внутренней полости на секторные циркуляционные каналы, а крошкообразователь сообщен с одним из секторных циркуляционных каналов.

2. Установка по п. 1, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что продольный циркуляционный элемент выполнен в виде шарнирно связанных между собой вертикальных створок, одна иэ которых установлена с возможностью

I перемещения относительно внутренней поверхности аппарата.

Установка работает следующим образом.

В крошкообраэователе 1 раствор полимера, например 12/-ный раствор синтетического каучука CKH-3 в изопентане, подвергается обработке водяным паром (10 кгс/см ). В реэуль— тате происходит испарение основной массы растворителя и образование пористой крошки каучука. Поток раэбавляется водой, несущей антиагломератор крошки полимера, и выводится иэ крошкообразователя 1 через патрубок

7. Смесь из крошки полимера, газопаровой фазы и воды поступает в патрубок 12 и далее в камеру 18 аппарата 2, где перемещается снизу вверх.

Содержание жидкой фазы около 707. при 2 — 57 — ной концентрации крошки. в воде.

Пульпа, поступающая иэ патрубка

12 и находящаяся в канале 18, барботируется газопаровой фазой, также З0 поступающей через патрубок 12, что увеличивает высоту заполнения, и транспортируется в верхнюю часть ап— парата.

Здесь у днища 10 восходящий поток разделяется на два потока. Один поток, содержащий пульпу, поступает в верхнюю часть камеры 19, другой поток, содержащий газопаровую фазу и избыточную пульпу, следует к патруб- 40 ку 13 и выводится иэ аппарата 2. В камере 18 газопаровая фаза образует газожидкостную среду, плотность которой меньше плотности пульпы а. канале

19. В связи с этим пульпа иэ канала 45

19 непрерывно устремляется в канал !

8 и затопляет его. При этом гаэопаровая фаза, выходящая из патрубка 12, ускоряет не только ту пульпу, которая поступает вместе с ней, но и 50 пульпу из канала 19. Скорость газопаI ровой фазы может достигать 2 м/с, а циркулирующей пульпы 1-2 м/с.

Циркуляция жидкой фазы в аппарате

2 обозначена стрелками. 55

Нагрев пуг!ьпы производится газопаровой фазой, поступающей из кровкообразователя I, и острым водяным паром, подаваемым через патрубки

25 и 42.

Предлагаемая установка предусматривает возможность циркуляции в аппарате 2 пульпы или воды. При циркуляции воды скорость всплытия крошки полимера в канале 19 должна быть больше скорости нисходящего потока воды.

Для разбавления пульпы, отводимой из аппарата 2 и имеющей у днища 1О повышенную концентрацию крошки, ввод воды через патрубок 40 производится выше или ниже патрубка

13 (фиг. 1) .

Из аппарата 2 смесь крошки полимера, гаэопаровой фазы и воды следует в сепаратор 3 на разделение, откуда пульпа (вода и крошка полимера) подается на следующие стадии, а газопаровая фаза направляется в систему конденсации растворителя. Аппарат 2 может иметь патрубок 44 для отвода пульпы на последующие стадии обработки, который располагается в нижней части аппарата или верхней части камеры 19. В этом случае в cenapaTGp 3 поступает гаэопаровая фаза с некоторым количеством увлекаемой ею крошки полимера и воды. Далее цикл повторяется.

Ф о р и у л а и э о б р е т е н и я

)399139

А-A фиг. 4

А-А

Puz. 5

1399 139 фиъ. 7

4-А

Фиг. 8

А-А

l 399 l 39

E-Б

А-A фиг, N

Фиг. 11 г-г фиг. 12

1399139

23 (Риг, 15

Составитель E. Кригер

Редактор А. Маковская Техред р,. Кравчук КоРРектор Г. Решетник

Заказ 2630/18 Тираж 559 Подпи сное

ВНИИЛИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4