Устройство непрерывного получения синтетических смол для производства лаков

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ

<»>683604

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительный к патенту— (22) Заявлено 12.09.73 (21) 1961657/05 (23) Приоритет — (32)— (51)М.Кл. В 01 1 1/00

Государственный комитет сссР (33)— (31)— (53) УД К 66.023.2 (088.8) (43) Опубликовано 30.08.79. Бюллетень X 32 (45) Дата опубликования описания 26.09.79 ио делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Габриэла Бекефи, Кароль Доктор, Геза Секель, Тибор Сенаш, Деже Зораньи н Лайош Бриегер (BHP) Иностранное предприятие

«Тисай Ведьи Комбинат» (BHP) (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО НЕПРЕРЫВНОГО ПОЛУЧЕНИЯ (.ИНТЕТИЧЕСКИХ СМОЛ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЛАКОВ

Изобретение относится к оборудованию для непрерывного получения синтетических смол, используемых в производстве лаков, которые применяются в промышленности стройматериалов, машиностроительной, автомобильной,,мебельной и химической отраслях промышленности.

Известно устройство непрерывного получения синтетических смол для производства лаков, содержащее вертикально установленный цилиндрический корпус, разделенный горизонтальными перегородкам и на секции, снабженные кольцевыми направляющими элементами и центральными трубами для перетока жидкости из секции в секцию, причем в верхней секции смонтированы патрубки подачи исходных компонентов и отвода газов, а в нижней — патрубок отвода готового продукта (1).

Недостатком этого устройства является невысокая производительность процесса изза отсутствия равномерного распределения компонентов смеси в реакционном объеме.

Цель изобретения — повышение производительности процесса. 25

Для достижения указанной цели устройство снабжено закрепленными на установленном по оси корпуса валу перемешивающими лопастями, расположенными между кольцевыми направляющими элементами, и размещенными над ними распылительными дисками, причем в нижней части корпуса смонтирован патрубок подачи инертного газа и паров растворителя, а в нижней секции установлены дополнительные направляющие элементы, образующие гидравлический затвор. Каждая секция снабжена автономным нагревательным элементом. Вторая сверху секция снабжена патрубком подачи карбоновой кислоты. Устройство снабжено соединенными между собой конденсатором и разделителем фаз, связанным с патрубками отвода газов и подачи инертного газа и паров растворителя.

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство; на фиг. 2 — средняя секция устройства (частично в разрезе); на фиг. 3— нижняя секция устройства; на фиг. 4 — технологическая схвма процесса.

Устройство содержит вертикально установленный цилиндрический корпус 1, разделенный горизонтальными перегородками

2 на секции, снабженные кольцевыми направляющими элементами 3 и центральными трубами 4 для перетока жидкости из секции в секцию.

Верхняя секция корпуса 1 снабжена патрубками 5 и 6 соответственно подачи гомогенизированных исходных компонентов и отвода газов. В нижней секции смонтирован патрубок 7 отвода готового продукта, а также дополнительные направляющие элементы, образующие гидравлический затвор 8.

Устройство снабжено установленным по оси корпуса 1 валом 9 с перемешивающими лопастями 10, расположенными между кольцевыми направляющими элементами и центральными трубами. Для вращения вала

9 предусмотрена ведущая зубчатая шестерня 11. В одной из промежуточных секций предусмотрено наличие патрубка 12 для ввода газа. Вторая сверху секция снабжена патрубком 18 подачи карбоновой кислоты.

На валу 9 над перемешивающими лопастям и 10 смонтированы распылительные диски 14. Каждая секция снабжена автономным нагревательным элементом 15 (например, индукционным), измерительным щупом lб, содержащим средство регулирования температуры, а также средствами 17 для отбора проб, выгрузки, промывки и дополимеризации.

Устройство снабжено установленным в нижней секции патрубком 18 для обеспечения периодической полной выгрузки.

Корпус устройства выполнен из стальных пластин, плакированных кислотоупорной сталью. Секции устройства смонтированы между собой с помощью фланцев.

Уплотнительные поверхности фланцев выполнены из кислотоупорной стали. Подшипники для вала 9 установлены вне корпуса 1.

Устройство снабжено соединенными между собой конденсатором 19, сепаратором

20 и жидкостным затвором 21, связанными через патрубок 22 с патрубком б отвода газов и через патрубок 22 с патрубком 12 вода в устройство газа.

Для отвода газов из конденсатора 19 через жидкостной затвор 21 предусмотрен патрубок 24. Для отвода воды из сепаратора 20 имеется патрубок 25.

Количество секций определяется с учетом времени проведения реакции получения смолы.

Устройство работает следующим образом.

Гомогенизированные исходные компоненты насосом с регулируемым числом оборотов подаются в верхнюю секцию устройства через патрубок 5, проходят между корпусом 1 и кольцевым направляющим элементом 8, по центральной трубе перетекают в виде пленки в следующую секцию и т. д.

В каждой секции с помощью автономного нагревательного элемента и вращающихся перемешивающих лопастей 10 поддерживается определенная температура. На толщину пленки смогут влиять изменения температуры, вязкости продукта и числа Рейпольдса потока.

Увеличение скорости подачи исходных компонентов ведет к увеличению толщины пленки жидкости, что приводит к понижению коэффициента теплопередачи.

Однако при подаче газа через патрубок

12 противотоком к потоку жидкости он пробулькивает через пленку жидкюсти, что увеличивает ее удельную поверхность за счет образования пузырьковой фазы, и, сле10 довательно, коэффициент теплопередачи растет.

Процесс ведут таким образом, что толшины образующихся пленок находятся в интервале от 0,5 до 1,5 см вместо интервал ла от 0,1 до 1,5 мм в реакционных аппаратах пленочного типа.

Наличие кольцевых направляющих перегородок и многосекционность аппарата обеспечивает увеличение длины пути час20 тицы и продолжительность ее пребывания в реакционной зоне.

Выгрузка готового продукта осуществляется непрерывно через патрубок 7, через гидравлический затвор 8, предотвращаю25 щий попадание кислорода воздуха в устройство, исключающий возможность потери растворителя, предотвращающий колебания давления в устройстве, препятствующий выбросу в атмосферу паров, содержащихся зо в инертном газе и обеспечивающий возможность поддерживать давление в устройстве, близкое к атсосферному.

Нагревательные элементы могут быть выполнены индукционными, что обеспечиз вает небольшую разницу температур между корпусом и реакционной массой, исключает нежелательный отжиг корпуса устройства, повышает точность регулирования температуры и термическую стойкость. Тем4о пература может регулироваться в каждой секции отдельно.

Число оборотов вала перемешивающих лопастей выбирают в интервале от 20 до

500 об/мин.

45 Число секций выбирают с учетом необходимого времени пребывания частиц в реакционном объеме. Чаще всего используют устройство из б секций. Средняя продолжительность времени пребывания 3 — 6 ч.

50 Расход потока находится в пределах 200—

300 кг/г.

Образующиеся в процессе реакции газы отводятся через патрубок б в конденсатор

19, охлаждаемый водой. В сепараторе 20

Бб происходит разделение фаз конденсатора, отвод воды через патрубок 25 и непрерывная подача растворителя на рециркуляцию срез патрубок 28. Восполнение потерь растворителя обеспечивается посредством автоматического регулирования. Отходящие газы отводятся из устройства через жидкостной затвор через патрубок 24.

П р и и е р 1. В соответствии с выбором

"".-,LDõHÿÿ секция представляет собой зону нагрева и полиприсосдинения. Следующая

683604 секция может являться зоной полиприсоединения или поликонденсации, тогда как третья секция — поликонденсационной зоной. Регулирование параметров в четвертой и пятой секциях можно осуществлять, как в зонах реакции полимеризации. причем величину параметров процесса в этих зонах можно регулировать.

Регулирование, осуществляемое таким образом, обычно является приемлемым для получения большинства высыхающих на воздухе ал кидн ы х смол.

Зона и+1, в данном случае шестая секция, служит для завершения процесса и, следовательно, охлаждения реакционной среды в соответствии с конкретными требованиями.

Для выбранного высыхающего на воздухе рицинена или рицинена с другим маслом модифицированного алкидного типа с высокой степенью полимеризации (55—

70% ) можно осуществлять регулирование параметров, представленных в табл. 1. Расход потока исходного сырья 200 — 250 кг)ч, продолжительность процесса 18 ч.

Функциональное указанное разделение реакционных зон является произвольным, Таблица 1

Кислотное число. Цветной индекс, лгг мг КОН/г, вычис-! йода )(О мл 50 оаленное для;ного растворителя— смолы уайт-спирита (!

Число зон реакционного аппарата

Время выливания, с

Темпера- (DIY.-4, 20 С 50 о, нотура, С го растворителя— уайт-спирита) !

П р и м е ч а н и е. " Для конечного продукта, полученного в ходе проведения процесса периодп .еского действия.

Пример 2. Для получения отверждающего недегидрированного рипина, а также другого масла модифицированного алкидного типа с низкой степенью полимеризации и определенной по длине вытягиваемых нитей (30 — 45%) можно осуществлять регулирование параметров, представленных в табл. 2.

Расход потоков инертного газа и ксилола соответственно 15 — 30 матч и 10—

100 кг/ч, продолжительность процесса 22 ч.

Расход потока исходного сырья 180—

250 кг ч.

Таблица 2

Цветной индекс, мг йода 100 льл раствора, содержащего

60 Ъ ксилола

Кислотное число, мг КОН1г, вычисленное для смолы

Время выгрузки, с

DIN-4, 20".С, раствор, содержащий

60 % ксилола

Число зон реакцион-,Темпераного тура, С аппарата

П р и м е ч а н и е. * Для конечного продукта, полученного с применением оборудования периодического действия. непрерывного действия и автоклава периодического действия.

В табл. 3 представлена удельная производительность реакционного аппарата

2

4

262

245

292

190

37

48

118

148

150"

1I8

148

240":

33

24

19

14

)1

15*

11,5

10,0

9,4

8,6

7,4

6,8

13,1*

20 0

21

21

17

17

1/

17

17

17

20*

Таблица 3

Производительность непрерывного действия

Удельная производительность, кг/полезный объем, л ч

Тип используемого оборудования по примеру произво ", ятельность периоднче;кого действия х100

0,200

0,050

400

500

0,040

0,200

0,300

500

0,060

На основе этих смол получают продукцию (краски и эмали) лучшего качества, чем на основе смол, полученных на других известных аппаратах.

При переходе с одного продукта на другой предусмотрена возможность очистки поверхности устройства с помощью моющего приспособления без демонтажа оборудования.

Формула изобретения

1. Устройство непрерывного получения синтетических смол для производства лаков, содержащее вертикально установленный цилиндрический корпус, разделенный горизонтальными перегородками на секции, снабженные кольцевыми направляющими элементами и центральными трубами для перетока жидкости и газа из секции в секцию, причем в верхней секции смонтированы патрубки подачи исходных компонентов и отвода газов, а в нижней— патрубки отв1ода готового продукта, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности процесса, устройство снабжено закрепленными на установленном по оси корпуса валу перемешивающими лопастями, расположенными между кольцевыми направляющими элементами, и размещенными над ними распылительными дисками, причем в нижней части корпуса смонтирован патрубок подачи инертного газа и паров растворителя, а в нижней секции установлены дополнительные направляющие элементы, образующие гидр а вл ич еский затвор.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что каждая секция снабжена автономным нагревательным элементом.

3, Устройство по п. 1, о тл и ч а ю щ еес я тем, что вторая сверху секция снабжена патрубком подачи карбоновой кислоты.

4. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что оно снабжено соединенными между собой конденсатором и разделителем фаз, связанными с патрубками отвода газов и подачи инертного газа и паров растворителя.

Источник информации, принятый во внимание при экспертизе;

1. Авторское свидетельство СССР № 288223, кл. В 01 J 1/00, 1965.

683604

Ри г,т

Составитель И. Волгина

Корректор С. Файн

Техред A. Камышникова

Редактор T. Никольская

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 759/969 Изд. № 486 Тираж 877 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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