Установка для выделения крошки каучука из углеводородных растворов

 

Использование: в производстве синтетических полимеров, а именно при выделении полимеров из углеводородных растворов. Сущность изобретения: дегазатор (Д) снабжен расположенными в его верхней части поочередно одно над другой коническими перфорированными центробежными и центростремительными тарелками (ЦБТ и ЦСТ). Последние обращены основаниями попарно друг к другу и в них выполнены прорези в виде арки, обращенной выпуклостью вверх. Арки расположены по концентрическим окружностям и под острым углом к рабочей поверхности ЦБТ и ЦСТ. Установленные с зазором конические ЦСТ выполнены усеченными, установлены в непосредственной близости от стенок Д и обращены основаниями к верху Д. ЦБТ обращены вершинами конусов вверх Д. В средней части Д расположен боковой патрубок (П) для подачи пара из аппарата второй ступени выделения. Для вывода из Д пульпы служит нижний П, расположенный на уровне мешалки. Верхний П для вывода из Д газопаровой фазы расположен по его оси. Боковой П для ввода в Д пульпы установлен с возможностью подачи пульпы на центр верхней ЦСТ. 5 ил.

Изобретение относится к производству синтетических полимеров, в частности к производству синтетического каучука, а именно к выделению полимеров из их углеводородных растворов.

Известна установка для выделения полимерных материалов из углеводородных растворов, содержащая аппараты первой и второй ступени выделения, сепаратор и последовательно установленные после каждого аппарата концентраторы и насосы [1] Однако в известной установке невозможно обеспечить требуемую степень отгонки растворителя из крошки.

Известна установка для выделения каучука из углеводородных растворов, содержащая аппараты первой и второй ступеней выделения, установленный между аппаратами дегазатор с мешалкой в нижней ее части, крошкообразователь, соединенный патрубком с аппаратом первой ступени выделения, верхний патрубок для вывода из дегазатора газопаровой фазы, нижний патрубок для вывода из дегазатора пульпы, боковой патрубок для ввода в дегазатор пульпы, систему трубопроводов и насосы [2] Однако установка имеет высокий удельный расход водяного пара на дегазацию крошки полимера вследствие того, что перенос массы растворителя из глубины крошки полимера на поверхность происходит за счет разности концентраций в основном молекулярной диффузией в твердой фазе несмотря на интенсивное перемешивание, которое играет второстепенную роль во внутреннем массопереносе.

Технический результат состоит в повышении эффективности и экономичности выделения крошки каучука из углеводородных растворов и достижении более высокой чистоты каучука.

Для достижения технического результата дегазатор снабжен расположенными в его верхней части поочередно одна над другой коническими перфорированными центробежными и центростремительными тарелками, обращенными основаниями попарно друг к другу, в тарелках выполнены прорези в виде арки, обращенной выпуклостью вверх, которые расположены по концентрическим окружностям и под острым углом к рабочей поверхности тарелок, причем центробежные тарелки обращены вершинами конусов вверх дегазатора и установленные с зазором конические центростремительные тарелки выполнены усеченными, установлены в непосредственной близости от стенок дегазатора и обращены основаниями к верху дегазатора, при этом дегазатор снабжен расположенным в его средней части боковым патрубком для подачи пара из аппарата второй ступени выделения, нижний патрубок для вывода из дегазатора пульпы расположен на уровне мешалки, верхний патрубок для вывода из дегазатора газопаровой фазы расположен по оси дегазатора, а боковой патрубок для ввода в дегазатор пульпы установлен с возможностью подачи пульпы на центр верхней центробежной тарелки.

На фиг. 1 изображена схема установки для выделения крошки каучука из углеводородных растворов; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 разрез В-В на фиг.2; на фиг.5 разрез Г-Г на фиг.2.

Установка для выделения крошки каучука из углеводородных растворов включает аппарат 1 первой ступени выделения, в котором установлены тарелки 2 и размещенные над ними мешалки 3. С аппаратом 1 соединен патрубком 4 эжектор 5 с патрубками 6 и 7 для подачи раствора диспергатора и водяного пара соответственно. Над аппаратом 1 расположены соединенные с ним сепаратор 8, конденсатор 9, отстойник 10 с патрубками 11, 12 для отвода растворителя и воды. Аппарат первой ступени 1 в нижней части содержит патрубки 13 и 14 для подачи острого пара. Установка включает также насос 15 для отвода из нижней части аппарата 1 смеси воды и крошки каучука в верхнюю часть парового дегазатора 16, выполненного в виде цилиндрической колонны 17 с мешалкой 18 в нижней части и коническими перфорированными центробежными 19 и центростремительными 20 тарелками, поочередно и поярусно расположенными в верхней части колонны 17. Колонна 17 снабжена верхним боковым патрубком 21 для подачи пульпы из воды и крошки каучука на центр верхней конической центробежной тарелки 19, патрубок 21 соединен с нагнетательным патрубком насоса 15. Паровой дегазатор 16 снабжен нижним боковым патрубком 22 на уровне мешалки 18, для отвода пульпы из дегазатора 16 насосом 23 в верхнюю часть аппарата 24 второй ступени выделения, в которой установлены тарелки 25 с размещенными над ними мешалками 26, патрубок 27 в нижней части аппарата 24 для ввода острого водяного пара. К аппарату 24 второй ступени выделения снизу подсоединен отсасывающий насос 28 для отвода пульпы на концентрирование в крошкоотделитель (сепаратор) 29. К верхней части аппарата 24 второй ступени выделения подсоединен паровой патрубок 30 для подачи пара в патрубок 31 средней нижней части цилиндрического корпуса 17 парового дегазатора 16. Центробежные конические тарелки 19 выполнены в виде конусов с вершинами, ориентированными вверх, с основанием меньше диаметра корпуса 17 дегазатора 16, центростремительные конические тарелки 20 выполнены в виде усеченных конусов, ориентированных большими основаниями вверх, плотно прилегающими к стенкам корпуса 17 дегазатора 16, в стенках центробежных 19 и центростремительных 20 конических тарелок выполнены перфорации в виде арочных прорезей 32 выпуклостью вверх, расположенные по концентрическим окружностям с осями, направленными под острым углом к горизонтали вниз в одну и ту же сторону.

Установка для выделения крошки каучука из углеводородных растворов работает следующим образом.

Раствор полимеризата подается эжектором 5 в аппарат первой ступени выделения 1, из верхней части которого отводится смесь паров воды и углеводородного растворителя через сепаратор 8 и конденсатор 9, из которого конденсат поступает в отстойник 10, через верхний патрубок 11 отстойника 10 отводится углеводородный растворитель, а через нижний патрубок 12 вода. В нижнюю часть аппарата 1 через патрубки 13 и 14 вводится острый пар. Из нижней части аппарата первой ступени 1 насосом 15 подается пульпа смесь крошки каучука, углеводородного растворителя и воды в верхнюю часть парового дегазатора 16 через патрубок 21 в центр верхней центробежной конической тарелки 19, откуда пульпа стекает на внутреннюю поверхность центростремительной конической тарелки 20 и через меньшее отверстие стекает вниз на центробежную коническую тарелку 19 и т.д. взаимодействуя с паром, поднимающимся вверх, проходя через арочные прорези 32 в тарелках 19 и 20, при этом под действием выходящего пара через арочные прорези 32 крошка каучука перемещается на центробежных тарелках 19 от центра к периферии вниз и на центростремительных тарелках 20 от периферии к центру вниз. Таким образом в первом дегазаторе 16 происходит противоточное взаимодействие крошки каучука и острого пара, в результате чего углеводородный растворитель диффундирует из глубины крошки каучука на поверхность и в паровую фазу. Пар подается в патрубок 31 парового дегазатора 16 из патрубка 30 аппарата 24 второй ступени дегазации, температура пара в аппарате 24 второй ступени выше температуры в аппарате первой ступени выделения, откуда подается крошка каучука в паровой дегазатор 16, в результате под действием тепла пара, взаимодействующего в турбулентных потоках с крошкой каучука, происходит перенос массы углеводородного растворителя из глубины на поверхность и в паровую фазу, которая поступает в конденсатор 9.

При стекании по тарелкам 19 и 20 парового дегазатора 16 воды с углеводородным растворителем вместе с крошкой каучука и в результате взаимодействия с поднимающимся вверх паром углеводородный растворитель испаряется из воды вследствие того, что температура пара выше температуры пульпы, поступающей из аппарата первой ступени выделения 1, температура в котором ниже, чем в аппарате 24 второй ступени выделения. После взаимодействия с паром в дегазаторе 16 пульпа будет содержать меньше углеводородного растворителя, в результате чего будет увеличиваться движущая сила процесса удаления углеводородного растворителя из крошки каучука в воду в нижней части парового дегазатора 16 с мешалкой 18, в насос 23 и в аппарате 24 второй ступени выделения, что обеспечивает повышение эффективности и экономичности удаления углеводородного растворителя из крошки каучука.

После взаимодействия с паром в паровом дегазаторе 16 крошка каучука вместе с водой стекает вниз, перемешивается с водой мешалкой 18 и откачивается насосом 23 в аппарат 24, где продолжается дегазация на тарелках 25 под действием мешалок 26 и острого водяного пара, подаваемого через патрубок 27 в нижней части аппарата 24.

Крошка каучука, освобожденная от углеводородного растворителя, отводится вместе с водой насосом 28 в крошкоотделитель 29, где отделяется от воды и направляется на сушку, а горячая вода частично поступает в аппарат первой ступени выделения 1 вместе с раствором полимеризата и т.д.

В паровом дегазаторе 16 происходит дополнительная дегазация крошки каучука с удалением углеводородного растворителя из пульпы, поступающей из аппарата первой ступени 1, при противоточном взаимодействии ее с паром, поступающим из аппарата 24 второй ступени выделения. Далее цикл повторяется.

Формула изобретения

УСТАНОВКА ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ КРОШКИ КАУЧУКА ИЗ УГЛЕВОДОРОДНЫХ РАСТВОРОВ, содержащая аппараты первой и второй ступеней выделения, установленный между аппаратами дегазатор с мешалкой в нижней его части, крошкообразователь, соединенный патрубком с аппаратом первой ступени выделения, верхний патрубок для вывода из дегазатора газопаровой фазы, нижний патрубок для вывода из дегазатора пульпы, боковой патрубок для ввода в дегазатор пульпы, систему трубопроводов и насосы, отличающаяся тем, что дегазатор снабжен расположенными в его верхней части поочередно одна над другой коническими перфорированными центробежными и центростремительными тарелками, обращенными основаниями попарно одна к другой, в тарелках выполнены прорези в виде арки, обращенной выпуклостью вверх, центростремительные и центробежные тарелки расположены по концентрическим окружностям и под острым углом к рабочей поверхности тарелок, причем центробежные тарелки обращены вершинами конусов в верх дегазатора, а установленные с зазором конические центростремительные тарелки выполнены усеченными, установлены в непосредственной близости от стенок дегазатора и обращены основаниями к верху дегазатора, при этом дегазатор снабжен расположенным в его средней части боковым патрубком для подачи пара из аппарата второй ступени выделения, нижний патрубок для вывода из дегазатора пульпы расположен на уровне мешалки, верхний патрубок для вывода из дегазатора газопаровой фазы по оси дегазатора, а боковой патрубок для ввода в дегазатор пульпы установлен с возможностью подачи пульпы на центр верхней центробежной тарелки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5