Устройство для выделения полимеров из углеводородных растворов

 

Использование: в производстве синтетических полимеров, в частности в производстве синтетического каучука при выделении полимеров из их углеводородных растворов. Сущность изобретения: устройство для выделения полимеров из углеводородных растворов снабжено смонтированной по оси симметрии средства для механического воздействия на крошку полимера этого средства трубой для подачи острого перегретого пара. На боковой поверхности трубы выполнены перфорации для прохода пара и заглушенный торец. 3 ил.

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

Известно устройство для выделения полимеров из углеводородных растворов, содержащее крошкообразователь, аппарат первой ступени выделения, насос для перекачки пульпы из воды и крошки каучука из аппарата первой ступени в аппарат второй ступени выделения, аппарат второй ступени выделения, патрубки для подвода и отвода веществ, участвующих в процессе выделения полимеров, причем аппараты первой и второй ступени выделения секционированы по высоте тарелками с лопастными мешалками над тарелками для перемешивания пульпы из воды и крошки каучука [1] Однако в этом устройстве большой расход тепла в виде водяного пара и нерациональный расход энергии для привода мешалок.

Известно и другое устройство для выделения полимеров из углеводородных растворов, содержащее крошкообразователь, аппарат первой ступени выделения, насос для подачи пульпы из воды и крошки каучука из аппарата первой ступени выделения в аппарат второй ступени выделения, средство для механического воздействия на крошку полимера, аппарат второй ступени выделения и патрубки для подачи и отвода веществ, участвующих в процессе выделения полимеров [2] Однако в этом устройстве имеется остаточное содержание углеводородов в полимерах после деформации в средствах для механического воздействия на крошку полимера в связи с отсутствием одновременно с механическим воздействием воздействия температуры на крошку полимеров. Технический результат данного устройства состоит в повышении эффективности процесса дегазации крошки каучука.

Для достижения технического результата устройство снабжено смонтированной по оси симметрии средства для механического воздействия на крошку полимера трубой для подачи острого перегретого пара с выполненными на ее боковой поверхности перфорациями для прохода пара и заглушенным торцем.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства; на фиг. 2 средство для механического воздействия на крошку полимера; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 2.

Устройство содержит крошкообразователь 1 с патрубками 2, 3, 4 для подачи воды, раствора диспергатора и водяного пара соответственно, аппарат 5 первой ступени выделения, насос 6, средство 7 для механического воздействия на крошку полимера, аппарат 8 второй ступени выделения и патрубки 9 и 10 для отвода паров и углеводородов в верхней части аппаратов 5 и 8 соответственно. Аппараты 5 и 8 секционированы по высоте тарелками 11 и 12 и снабжены мешалками 13 и 14, расположенными над тарелками. В аппарате 5 имеются патрубки 15 и 16, которые предназначены для подвода пара. В аппарате 8 имеется патрубок 17, который служит для ввода воды и крошки каучука из аппарата 5, патрубок 18 служит для подачи острого водяного пара, а патрубок 19 служит для отвода воды с крошкой каучука насосом 20. Патрубок 21 служит для отвода воды и крошки каучука из аппарата 5. Средство 7 выполнено в виде неподвижного диска 22 и вращающегося ротора 23, в которых по концентрическим окружностям поочередно закреплены пальцы-била 24 и 25, концы которых соединены между собой кольцами 26 и 27, поперечное сечение пальцев 24 и 25 имеет форму эллипсов, ориентированных большими осями тангенциально к концентрическим окружностям, расстояние между смежными неподвижными 24 и подвижными 25 пальцами-билами в радиальных направлениях равно минимальному заданному размеру линейной деформации крошки каучука, а расстояние по окружности между смежными неподвижными 24 и смежными подвижными 25 пальцами-билами равны максимальному заданному поперечному размеру крошки каучука по деформации. По оси симметрии средства 7 и вдоль пальцев 24, 25 установлена труба 28 для подачи острого перегретого водяного пара с заглушенным торцом 29 и перфорациями 30 в боковых стенках по длине пальцев 24, 25 для прохода пара, патрубок 31 с регулирующей задвижкой 32 служит для ввода пара в средство 7.

Работает устройство следующим образом.

В верхнюю часть аппарата 5 с мешалками 13 через крошкообразователь 1 подается вода по патрубку 2, раствор диспергатора по патрубку 3 и водяной пар по патрубку 4. В нижнюю часть аппарата 5 по патрубку 15 подается острый водяной пар и по патрубку 16 подаются пары воды и углеводородов из верхней части аппарата 8. Пары воды и углеводородов отводятся на верхние части аппарата 5 по патрубку 9 в конденсатор (на фиг. 1 условно не показан), а вода и крошка каучука отводится снизу по патрубку 21 и подаются насосом 6 в средство 7, в котором под действием неподвижных и вращающихся пальцев-бил 24, 25 крошка каучука многократно деформируется до минимальных линейных размеров, в результате чего происходит вытеснение и диффузия углеводородов из пористой крошки каучука в воду и значительно уменьшается содержание углеводородов в крошке каучука. Одновременно в средство 7 через патрубок 31 с регулирующей задвижкой 32 подается острый перегретый водяной пар в трубу 28 с заглушенным торцом 29 и через перфорации 30 вводится в радиальных направлениях в поток воды с крошкой полимера. При этом происходит взаимодействие выделяющихся углеводородов в условиях механических деформаций крошки полимера с перегретым водяным паром, углеводороды сразу переходят в паровую фазу, согласно законам, описывающим равновесие систем пар-жидкость взаимно нерастворимых жидкостей, а при обратной деформации крошки полимера вероятность возврата углеводородов из первой фазы в крошку полимера за счет диффузии и конвективного переноса резко уменьшается вследствие того, что удельный объем паровой фазы более чем на порядок больше, чем жидкой. После средства 7 вода с крошкой каучука подается в верхнюю часть аппарата 8 по патрубку 17, где на тарелках 12 с лопастными мешалками 14 происходит окончательная дегазация оставшихся углеводородов из крошки каучука под действием перемешивания и острого водяного пара, подаваемого в нижнюю часть аппарата 8 и по патрубку 18. Пары воды и углеводородов отводят на аппараты 8 по патрубку 10 в нижнюю часть аппарата 5, а воду с дегазированной крошкой каучука отводят снизу через патрубок 10 и подают насосом 20 в крошкоотделитель (на фиг. 1 условно не показано). В условиях работы вода с крошкой и подогретым водяным паром движутся в средство 7 от центра к периферии между пальцами-билами 24 неподвижного диска 22 и пальцами-билами 25 вращающегося ротора 23, в результате чего происходит захват крошек вращающегося ротора пальцами 25, перемещение крошек по спиралевидной траектории до встречи с неподвижными пальцами 24 и плавное сжимание крошек за счет эллиптической формы пальцев и деформация крошки.

При минимальных размерах деформированной крошки происходит отжим воды и углеводородов из крошки и практически выравнивание концентрации углеводородов в крошке и в окружающей воде; углеводороды переходят в паровую фазу при взаимодействии с перегретым водяным паром, который уже становится насыщенным, при этом расход энергии и тепла (пара) на дегазацию при механических деформациях с вводом перегретого водяного пара значительно ниже по сравнению с тепловыми взаимодействиями и механическими деформациями в жидкой среде на дегазацию, так как потребуется значительно меньше вводить пара в аппараты. Далее цикл повторяется.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ПОЛИМЕРОВ ИЗ УГЛЕВОДОРОДНЫХ РАСТВОРОВ, содержащее крошкообразователь, аппарат первой ступени выделения, насос для подачи пульпы из воды и крошки каучука из аппарата первой ступени выделения в аппарат второй ступени выделения, средство для механического воздействия на крошку полимера, аппарат второй ступени выделения и патрубки для подачи и отвода веществ, участвующих в процессе выделения полимеров, отличающееся тем, что оно снабжено смонтированной по оси симметрии средства для механического воздействия на крошку полимера трубой для подачи острого перегретого пара с выполненными на ее боковой поверхности перфорациями для прохода пара и с заглушенным торцом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3