Способ получения винилхлоридных полимеров и устройство для его осуществления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ (6t) Дополнительный м патенту (22) Заявлено 02. 06. 77(21) 2488546/05 (51) М. з (23) Пр оритет (3З) 04.06.76 (31) Р 2625149. О (33) ФРГ

С 08 F 14/06 .В 01 J 1/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 15Я881Бюллетеиь. Ио 30

Дата опубликования описания 150881 (53) УДК 678.743.2. . 02 (088. 8) (72) Авторы и зобретени я

Иностранцы

Пауль Кастнер и Кристоф Хайнце. (ФРГ) Иностранная фирма

"Хехст АГ" (ФРГ) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВИНИЛХЛОРИДНЫХ ПОЛИМЕРОВ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к получению винилхлоридных полимеров и устройству для его осуществления и может быть использовано в химической промышленности, 5

Известен способ получения винилхлоридных полимеров водноэмульсионной гомополимеризацией, сополимеризацией или привитой сополимеризацией винилхлорида в присутствии радикальных инициаторов и поверхностно-активных веществ в вертикальном реакторе с отношением высоты к диаметру не менее 3 и емкостью не менее 5 м с регулированием уровня жидкой фазы. 35 .Процесс проводят в устройстве, сбдержащем установленный вертикально цилиндрический реактор с рубашкой, отверстием для подачи жидкости в нижней его части, с отверстием для ство-20 да газов в верхней части реактора н отверстием для отвода жидкости, выполненным на боковой поверхности верхней части реактора на расстоянии

30-90% внутренней высоты реактора от 25 отверстия для подачи жидкости, и мешалку пластинчатого или пропеллерного типа (1) .

Однако при эксплуатации после некоторого времени образуются прежде 30 всего в верхней части реактора вбли-1 зи от зеркала жидкости корки, которые усложняют дальнейшее прохождение полимеризации и, если они частично крошатся, загрязняют отводимую эмульсию, содержащую продукты полимеризации. При слишком сильном нарастании корок .следует остановить процесс и произвести очистку, что увеличивает затра гы труда, производственные потери, а также нежелаемую эмиссию винилхлорида при открытии емкости. В процессе полимериэации постоянно образуются .грубые частички продукта полимеризации (крупки), которые являются частичками с диаметром ) 0,1 мм и могут расти до диаметра, больше нескольких сантиметров. Эта крупка выносится с эмульсией, содержащей продукты полимеризации и приводит к затруднениям при дальнейшей обработке. Обычно эту крупку удается задерживать с помощью фильтрующих сит, но эти фильтры при слишком сильном, интенсивном образовании крупки быстро забиваются. Для их замены и очистки требуются нежелательные затраты. Кроме того, мелкодисперсная крупка часто неполностью задерживается на фильтре, загрязня856389 ет конечный продукт и приводит при дальнейшей переработке полимеров в формованные предметы, к образованию раковин или чешуек. Пластинчатые мешалки, особенно в реакторах с большим отношением высоты к диаметру, оказывают действие, находясь в верхней части реактора, в то время как в нижележащих зонах обеспечивается только небольшое перемешивание жидкости.

Целью изобретения является предотвращение образования отложений полимера на внутренних поверхностях реактора.

Эта цель достигается тем, что в известном способе получения винилхлоридных полимеров водноэмульсионной гомополимеризацией, сополимеризацией или привитой сополимериэацией винилхлорида в присутствии радикальных инициаторов и поверхностно-активных веществ в вертикальном реакторе с отношением высоты к диаметру не менее 3 и емкостью не менее 5 мЗ, с.регулированием уровня жидкой фазы, образующуюся эмульсию полимера выводят иэ реактора на высоте, равной

30-90% общей внутренней высоты реактора над вводом исходной смеси по меньшей мере на 15 см ниже зеркала жидкой фазы, содержимое реактора перемешивают не менее, чем одной мешалкой, равной по длине 15-60% общей внутренней высоты реактора и устанавливают на расстоянии не менее

15 см от стенки реактора, верхний конец мешалки находится на расстоянии не более 20 см ниже зеркала жидкой фазы, причем уровень жидкой фазы находится на высоте, равной не более .97% внутренней высоты реактора.

Кроме того, процесс может проводится н реакторе, снабженном дополнительной мешалкой, расположенной на расстоянии не менее 15 см от стенки, реактора, занимающей не более

10% общей внутренней высоты реактора и вращающейся в том же направлении, что и мешалка, укаэанная выше.

Поставленная цель достигается с помощью устройства для осуществления способа получения винилхлоридных полимеров, содержащее установленный вертикально цилиндрический реактор с . рубашкой, отверстием для подачи жид.кости в нижней его части, с отверстием для отвода газов в нерхней части реактора и отверстием для отвода жидкости, выполненным сбоку, в верхней части реактора на расстоянии, состанляющем 30-90% внутренней высоты реактора от отверстия для подачи жйдкости, и мешалку, последняя выполнена в виде по меньшей мере одной. пластины, закрепленной на валу и лежащей в плоскости оси вала, причем .высота пластины составляет 15-60%

Внутренней высоты реактора, а шириHa — 25-80% внутреннего диаметра реактора.

Отношение высоты реактора к его диаметру равно 4-16, Кроме того, устройство может быть снабжено дополнительной мешалкой с диаметром, составляющим 25-80% внутреннего диаметра реактора, установленной в нижней его части.

В данном описании под термином

"внутренняя высота реактора" понимается размер внутри емкости от самой низкой точки днища до самой высокой. точки крышки, причем отверстия или выступы, чье поперечное сечение меньше, чем 1/5 внутреннего диаметра

15 реактора, не принимаются во внимание.

Заданная высота жидкости в реакторе измеряется ранее известными способами, а выход жидкости регули2О руется с помощью измерительных сигналов так, что зеркало жидкости в реакторе находится не менее, чем на

15 см выше края выходного отверстия

Исходные материалы для полимери 5 нации подводятся в жидкой, растворенной или диспергированной форме ко дну или сбоку через оболочку реактора в его нижней трети. Исходные материалы, например водный раствор поверхносгноактивных материалов, а.также раствор радикалообразующих катализаторов могут по отдельности подводиться в реактор, или недалеко от входа н реактор смешиваться или предварительно эмульгироваться. Для смешивания используются, например, дозы, быстро вращающиеся или вибрирующие мешалки, ультразвуковые устройства, коллоидные мельницы. Окруж- ная скорость мешалки в реакторе мо40 жет колебаться в широких пределах н зависимости от типа полимеризации, в особенности от.нида и количества применяемых поверхностноактивных веществ, а также от желаемой величины и фореля зерен (гранул). Используются окружные скорости 0,2-10 м/с.

Полимеризация проводится при 1090 С, преимущественно 30-80 С, в частности 40-75 С. Для сополимеризации винилхлорида могут применяться, давая по совокупности 0,1-99 вес.% (по отношению к весу винилхлорида), например, один или несколько следующих мономеров: олефины, как этилен или пропилен, виниловые сложные эфиры, имеющию прямую или разветвлен-. ную цепь атомов карбоновых кислот

2-20, предпочтительно 2-4, атомы углерода, такие как винилацетат-пропионат, -бутират, -2-этилгексоат, Щ виниловый сложный эфир изотридекановой кислоты; нинилгалогениды, такие как винил фторангидрид, нинилденфторангидрид, винилиденхлорид, ниниловый эфир, винилпиридин, ненасыщенЯ ные кислоты, такие как малеиновая, 856389 фумаровая, акриловая, метакриловая и их сложные моно- и диэфиры с моноили диспертами с 1-20 атомами угле рода; имид малеиновой кислоты, а также N-продукты замещения ароматическим, циклоалифатическим и при необходимости разветвленным алифатическим замеСтителем; акрилоннтрил, стирол.

Ф

Для привитой сополимеризации, например, могут применяться эластомерные продукты полимеризации, которые благодаря полимеризации содержат один или несколько следующих мономеров: диены, такие как бутадиен, .циклопентадиен; олефины, такие как этилен, пропилен, стирол; ненасы15 щенные кислоты, как акриловая или метакриловая, а также их эфиры с моно- и диспиртами с 1-10 атомами углерода, акрилнитрил, соединения винила, такие как сложные винилэфи- 20 ры карбоновых кислот, имеющих прямую или разветвленную цепь атомов, с 2-20, желательно 2-4 атомами углерода, галогениды винила, такие как винилхлорид, винилиденхлорид. Поли- 25 меризация может проводиться с применением или без применения гранул продукта, предварительной полимеризации. При этом полимеризация происходит в водном растворе в присутствии ЗО

0,001-3 вес.%, преимущественно 0,010,3 вес.% пб отношению к мономерам радикалообраэующих катализаторов, как, например, персульфаты, перфосфаты, пербораты калия, натрия или аммония, перекиси водорода, третичной гидроперекиси бутила или других растворимых в воде перекисей, а также смеси различных катализаторов, причем катализаторы могут применяться также и в присутствии 0,01-1 вес.% 4О по отношению к мономерам одного или нескольких восстанавливающих веществ, которые пригодны для получения окислительно-восстановительной каталитической системы, как например суль- 45 фаты, бисульфаты, дитиониты, тиосуль- . фаты, альдегид-сульфоксалаты, например формальдегид сульфооксалат натрия. При необходимости может проводиться полимеризация в присутствии растворимых и .плохо растворимых солей металлов, например меди, серебра или железа, в количестве 0,0510 ppm по отношению металла к мономеру. Кроме того, полимеризация проводится в присутствии 0,01-5 вес.% по отношению к мономеру одного или нескольких змульгаторов. В качестве эмульгаторов могут применяться анионные, амфотерные, катионные, а также не ионогенные эмульгаторы. В качест- d0 ве анионных эмульгаторов могут применяться, например, соли щелочных металлов, щелочноземельных металлов, аммония, таких жирных кислот, как лауриновая, пальмитиновая или сте- 45 ариновая, сложные эфиры парафинсульфоновой кислоты, алкиларилсульфокислоты, такие как додецилбензолили дибутилнафталин сульфокислоты, сложные диалкилбензол- или дибутилнафталин сульфокислоты, сложные диалкиловые эфиры сульфоянтарной кислоты, а также щелочных и аммониевых солей жирных кислот, содержащих эпоксидные группы, такие как эпоксистеариновая кислота, с ненасыщенными жирными кислотами, как масляная или линолевая кислота, или с ненасыщенными оксикислотами жирного ряда, как рицинолевая кислота. В качестве амфотерных или катионоактивных эмульгаторов могут применяться, например алкилбетоины, такие как додецилбетаин,-а также алкилпиридиновые соли, как лаурилпиридингидрохлорид, алкиловые соли аммония, такие как оксиэтилдодецилагмоний хлорид. К неионогенным эмульгаторам принадлежат, например, эфиры неполножирных кислот многовалентных спиртов, как глицеринмоностеарат, сорбитмонолаурат, -олеат, или -пальмитат, простые эфиры полиоксиэтилена от спиртов жирного ряда или ароматических гидроксильных соединений; сложные эфиры полиоксиэтилена от жирных ки"лот, а также продукты конденсации полипропиленоксида-полиэтиленоксида.

Наряду с катализаторами и эмульгаторами полимеризация может проводиться в присутствии буферных (промежуточных) веществ, например алкилацетатов, буры, щелочных фосфатов, щелочных карбонатов, щелочных бикарбонатов, солей аммиака или аммония карбоновой кислоты, а также многомолекулярных соединений, как например алифатические альдегиды с

2-4 атомами углерода, хлористые или бромистые углеводороды, как, например ди- и трихлорэтилен, хлороформ, бромоформ, метиленхлорид, а также меркайтан.

Предложенный способ особенно пригоден для непрерывной полимеризации из эмульсии полимеризатов винилхлорида с содержанием по меньшей мере

80 вес.% (по отношению к чистому полимеризату) полимеризируемых единиц (количества) винилхлорида. Образующееся при реакции тепло может отводиться путем охлаждения стенки реактора с помощью вставок-холодильников или с помощью охлаждения обратными холодильниками-дефлегматорами, причем интенсивность охлаждения может регулироваться с помощью измерения температуры реакционной смеси. Для уменьшения образования осадка к полимериэуемой смеси могут добавляться специальные вещес-.ва,или внутренние поверхности (стенки) реактора и вставок химически обрабатываются, покрываются слоем какоголи эа

856389 вещества или лакируются. Полимеризация может проводиться также при создании электрической разности потенциалов между изолированными друг от друга внутренними деталями реактора и вставок, при необходимости с дополнительным опрыскиванием водой или водным раствором стенок реактора, не закрытых жидкостью.

При данном способе существенно уменьшается образование крупки (нежелательно больших частиц полимеризата) и отложение корок на деталях реактора и вставках в зоне верхней поверхности (зеркала) жидкости по сравнению с обычным характером перемещения жидкости с подаваемыми сверху исходными материалами и отнодимой снизу эмульсией, содержащей ггалимеры. Забивание вывода эмульсии, как это прс>исходит при известных способах, наступает при данном спо- 2(} собе значительно реже. Могут отсутствовать обычные для известных способов фильтры (сетки) для крупки, устанавливаемые в отводном трубопроводе для содержащей полимеры эмульсии. Продолжительность полимериэации значительно удлиняется, благодаря чему не возникает значительных затрат труда и повышается произнодительность.Кроме того, сильно уменьшается свяэанная с операциями очистки эмиссия винилхлорида.

Способ может также применяться и при чувствительных к сдвигу эмульсиях. По сравнению с известными способами данный способ характеризуется более высокой эксплуатационной надежностью; реактор для полимериэации имеет при выходе иэ строя измерителя заданной высоты жидкости и регулятора этой заданной высоты жидкости 40 только небольшие потери, в то время как при обычных способах он может потерять столько жидкости, что мешалка не будет погружена в жидкость и>1и погру>кена на недостаточную величипу, За счет ухудшившегося перемешивания и слишком малой поверхности охл;.>ждения могут быстро подняться в реакторе для полимеризации температура и давление, что ведет к непосредственной угрозе обслуживающего персоналу и потерям полимеризуемого продукта.

Устройство для осуществ>1ения способа состоит из установленного вертикал»но цилиндрического реактора с отношением высоты к диаметру (по измерениям ннутри реактора) — 3 к общей емкости 5 м, который имеет Ilo меньшей мере одну мешалку, а также расположенное в нижней части реактора одно отверстие для подачи жидкости, а н нерхней части реактора как минимум одно отв" ðñ" èå для отвода жидкости и газа, регулятор положения зеркала жидкости f>o Bhlcofe H $5 разделенную в нижней зоне в случае необходимости двойную оболочку, и отличается тем, что отверстие для отвода жидкости расположено сбоку в оболочке цилиндрического реактора на расстоянии 30-90% внутренней высоты реактора выше расположенного в нижней третий реактора отверстия для подвода жидкости, а также тем, что внутри реактора предусматривается мешалка, которая проходит вверх максимально до высоты отверстия для отвода жидкости, занимая по высоте 1560Ъ внутренней высоты реактора, и сохраняет величину зазора от стенки реактора как минимум 15 см.

Предложенное устройство имеет из— мерительное приспособление для контроля заданной высоты жидкости с помощью сигнала, полученного от него этим регулируется количество отводимой жидкости; а также в необходимых случаях нужны и другие измерительные устройства, например для замера температуры и давления. Подводящие трубопроводы в нижней части реактора могут устанавливаться в днище, а также на расстоянии не менее ЗЗЪ внутренней высоты реактора, считая от днища, сбоку н оболочке реактора, причем целесообразно расположить н днище отверстия для o Hcfl<и внутреннеи полости реактора. Эти подводящие трубопроводы содержат необходи>ые устройства, например обратные вентили или обратные клапаны, которые уменьшают при избыточном давлении в реакторе для голимеризации обратныи поток полимериэуемой смеси из реактора в подающие трубопроводы.

Расположенное сбоку в оболочке реактора отверстие для отвода жидкости должно иметь поперечное сечение н свету в 1,5 раза большее (по площади) суммы всех свободных поперечных сечений подводящих отнрстий в нижней части реактора. Зто выходное отверстие размещается Hà расстоянии 50 90%,чаще всего 70 — 85Ъ внутренней высоты реактора от отверстия или отверстий для подвсда жидкости. Устройство имс.ет по мен»шеи мере одно отверстие для подачи или отвода газа, которое должно размещаться на крышке цилин— дрического реактора вблизи от его наиныс".>I«II точки. Через это отверстие при опорожнении реактора или перед егo ;3аполн«вием, а также в случае необходимости для регулирования давления <может подаваться ип«ртный газ, например аллоf Кроме того, устройгтво содержит не менее, чем одну мешалку, например пластинчатую м«шелку, 1»я пластина может иметь р<>зличпую геометрическую форму. Она может б>ыть квадратной, прямоугольной, треугольнои, трапеценидной H> H < f<зльной, может собираться из не<-кол»ких геометри . ".;их фигур, например из двух тре.856389

10 угольников или трапеций, может нести на своей поверхности окна по контуру выемки различной формы. Мешалка можеъ также состоять из нескольких пластин с параллельными осями, которые по отношению друг к, другу размещены под углом. Пригодны также и другие мешалки, например мешалки с изогнутыми поверхностями. .Мешалка может иметь привод как сверху, так и снизу. Обычно из конструктивных соображений выбирается привод сверху. (О

Можно применять в качестве мешалки пластинчатую мешалку, чья наибольшая ширина составляет 25-80% внутреннего диаметра реактора, однако при этом должен обеспечиваться зазор, не менее 15 см от внутренней стенки реактора. Эта мешалка занимает 20-40% внутренне высоты реактора и оканчивается вверху приблизительно на 5 см 20 ниже выходного отверстия для жидкости.

В случае, если исходные вещества для .полимериэации по данному способу подводятся отдельно по различным тру- 25 бопроводам, целесообразно, чтобы устройство имело в зоне этих подающих трубопроводов вторую мешалку, которая может иметь незав. сигый привод от описанной выше мешалки, но должна вращаться в ту же сторону,как и первая. Это вторая мешалка должна иметь диаметр равный 25-80% внутреннего диаметра реактора, однако она размещается относительно внутренней стенки реактора с зазором, равным

15 см и занимает по высоте 10% высоты внутренней плоскости реактора.

Особенно рационально применять предложенное устройство тогда, когда оно имеет отношение высоты к диа-,40 метру цилиндрическоГо реактора (обе величины эамерены внутри) 4-16, и полная емкость этого реактора равна не менее 25 м

На фиг. 1 изображено предложенное 45 устройство, общий вид; на фиг. 2 и

3 — то же, варианты; на фнг. 4 — разрез A A на фиг.3.

Устройство состоит из вертикально установленного цилиндрического реактора 1 с двойной оболочкой 2, которая имеет вблизи днища (в оболочке) несколько подающих отверстий 3 для полимериэуемых жидких исходных веществ на расстоянии 70% внутренней высоты реакторов отверстие 4 для отвода эмульсии, содержащей полимериэаты, а на крышке — отверстие 5 для отвода или подвода газа. Устройство оборудовано пластинчатой мешалкой б, целиком погруженной в жидкость, ме- 40 шалка оканчивается ниже отверстия 4 для отвода эмульсии, содержащей полимеризаты и занимает свыше 28% общей. внутренней высоты реактора. Вторая мешалка 7, диаметр которой составляет

42% внутреннего диаметра реактора и которая проходит на 9% внутренней высоты реактора, установлена в нижней части реактора в зоне подающих трубопроводов для исходных материалов.

Эта мешалка имеет отдельный привод, независимый от привода мешалки б, расположенной в верхней части реактора. Положение зеркала жидкости в реакторе замеряется устройством 8, и по измеренной величине регулируется с помощью вентиля 9 отвод эмульсии, содержащей полимеризат. Отношение высоты к диаметру реактора (замеренные внутри) составляет 4,6.

Пример 1. Применяется стоящий вертикально цилиндрический реактор для полимеризации емкостью свыше

5 м, который снабжен двойной обоЭ лочкой для протекания жидкости,регулирующей температуру пластинчатой мешалкой,расположенных в нижней трети в оболочке реактора входным отверстием и в верхней трети в оболочке реактора выходным отверстием для жидкости, а также отверстием на крышке реактора для подачи или отвода газа и устройством для измерения и регулирования заданной высоты уровня жидкости, который регулируется отводом жидкости.

Реактор имеет следующие размеры: отношение высоты реактора к диаметру (замеренные внутри реактора) 4,7.

Высота подачи (загрузк ) жидкости — 2,0% внутренней высоты реактора.

Высота выхода (загрузки) жидкости — 80% внутренней высоты реактора.

Длина пластинчатой мешалки — 37%. внутренней высоты реактора.

Диаметр пластинчатой мешалки

55% внутреннего диаметра реактора;

Расстояние от вертикального края пластинчатой мешалки до стенки реактора 33 см. Верхний край пластинчатой мешалки равен той же высоте, что и выход жидкости.

В реактор для полимериэации после промывки азотом и нагрева раствора до 50 С через нижнее отверстие непрерывно подается смесь:

100 вес.ч./ч винилхлорида;

122 вес.ч./ч воды;

0,15 вес.ч./ч персульфата калия;

0,4 вес.ч./ч Е - соль натрия от смеси алкилсульфокислот,-которая содержит 80 вес.% алкил-сульфокислоты с. 14 и 16 атомами С; I

1,6 sec.÷./÷ Š— соль натрия от сложного диизодеция эфира сульфоянтарной кислоты;

0,1 вес.ч./ч карбоната натрия.

Заданная высота уровня жидкости в реакторе поддерживается на уровне, равном 92,6% внутренней высоты реактора путем регулирования отвода жидкости через верхнее отверстие, масса перемешивается с окружной скоростью

856389

1,7 и/с Отводимая эмульсия, содержащая нолимеризат, путем сННТВВ давления освобождается от непрореагировавшего нинилхлорида и высушивается путем распыления в горячем воздухе.

Реактор для полимеризации эксплуатируется непрерывно 840 ч, затеи останавливается, опорожняется и открывается. Имеется равномерное покрытие из полимеризата толщиной 2 см во время эксплуатации деталей аппаратуры.На дне реактора имеется осажденный слой зернистого полимеризата .с величиной зерен > 0,1 мм, который удаляется, промывается, сушится 2,5 ч при 150 С в сушильном шкафу при продувке горячим воздухом и нзвешивается. Измеренные значения, а также данные по необходимым во время процесса полимеризации работам по обслуживанию с потребными для этого временными затратами обслуживающего персонала в часах приведены .в табл.1. . Сравнительный пример A. Применяется стоящий вертикально цилиндрический реактор для полимеризации той же емкости, что и использованный в примере 1, который снабжен двойной оболочкой для прохода терморегулирующей жидкости (хладагента), пластинчатой мешалкой, расположенным на днище реактора выходным отверстием и расположенным на крышке входным отверстием для жидкости, а также вторым отверстием на крышке реактора для подвода и отвода газа, устройство для измерения и регулирования заданного уровня жидкости.

Реактор имеет следующие размеры: отношение высоты реактора к диаметру (замерено внутри реактора) 4,7. Длина пластинчатой мешалки — 12% внутренней высоты реактора, Диаметр пластинчатой мешалки

55Ъ внутреннего диаметра реактора.

Зазор от вертикального края пластйны мешалки до стенки реакторов

33 см, Верхний конец пластинчатой мешалки — 7,4% внутренней высоты реактора, удален от наивысшей точки (изнутри) крышки реактора.

Реактор для полимеризации заполняется с одинаковой интенсивностью .(количество/час) той же реакцион ной смесью, как и по примеру 1, Через отверстие в крышке реактора, и смесь полимеризуется при 50ОС.Уровень жидкости н реакторе удерживается на 92,6 внутренней высоты реактора путем регулирования отвода жидкости в дйище реактора, и жидкость перемешйвается с окружной скоростью 1,7 м/с. Отводимая эмульсия, содержащая полимеризаты, фильтруется ситом с размером ячеек 6 мм, путем, снятия давления освобождается от непрореагировавшего винилхлорида и высушивается распылением в горячемвоздухе. Реактор для полимеризации может эксплуатироваться только

372 ч, затем с целью очистки должен останавливаться, опорожняться и открываться.

Наряду с осадком из полимеризатов толщиной около 4 см на покрытых жидкостью деталях аппаратуры образуется на мешалке и стенках реактора и зоне верхней поверхности (зеркала)

1О жидкости плотный осадок полимеризатов, который вырастает до такой степени, что осадок мешалки при вращении шлифует неподвижный осадок на стенке реактора. Сито на выходе эмуль)$ сии во время эксплуатации должно часто очищаться, задерживаемые на сите крупные частицы полимеризатов собираются, промываются, высушивают при

150ОС в сушильном шкафу при продув2О ке воздухом в течение 2,5 ч и взвешиваются. Измеренные значения,.а также данные о необходимых при процессе полимеризации работах по обслуживанию совместно с затрачиваемым для этого времененм в часах работы обслуживающего персонала показаны в табл.1.

Пример 2. Применяется установленный вертикально цилиндрический реактор для полимеризации с емкостью больше 5 м, который снабжен двойной

Зц оболочкой для прохода терморегулирующей жидкости, пластинчатой мешалкой, расположенным в нижней трети на оболочке реактора выходным отверстием для жидкости, а также отверстием

35 на крышке реактора для подачи и отвода газа и устройствами для измерения и регулирования заданной высоты уроння, который регулируется стоком жидкости.

Реактор имеет следующие размеры: отношение высоты реактора к диаметру (по замерам внутри реактора) 4,7.

Высота входа жидкости — 2,9% внутренней высоты реактора.

Высота выхода — 81Ъ

Длина мешалки — 20%

Диаметр мешалки — 28% внутреннего диаметра реактора.

Зазор вертикального края пластинчатой мешалки от стенок реактора

50 52 см.

Верхний. край пластиичатой мешалки расположен на 20 см ниже выхода жидкости.

В реактор после промывки азотом и нагрева внутренней полости до

54 С через нижнее отверстие подается непрерывно смесь:

4,4 вес.ч./ч винилацетата;

87,5 нес.ч./ч нинилхлорида;

115 вес.ч./ч воды;

0,1 нес.ч./ч персульфата калия;

0,4 вес.ч./ч Е„ (см.пример 1);

1,4 вес,ч./ч Е„

0,1 вес.ч./ч карбоната натрия.

856389

Общие затраты на обслуживание (человекочасы) . Общее. количество крупных частиц полимеризата (крупки),т

Выпуск содержимого очистка реакто,— ров,но- . вый пуск

Очистка выходного трубопровода

Пробивка

Очистка

6 MM сита

Про.должиТемпература полимериза«и, "С

Приме р, Р стока реактора тельность полимеризации, часы

3,8

2х 1,20

7х

840

Сравнительный А 50

744 34х 84х 8х : 1,8

70,6

1х

1,8

2 54

1х 0,63

768 - 3x

Заданный уровень жидкости в реак- торе поддерживается на 92,6% внутренней высоты реактора путем регулирования стока жидкости через верхнее отверстие, и жидкость перемешивается с окружной скоростью 1,6 м/с. Вытекающая эмульсия освобождается путем снятия давления от непрореагировавшего винилхлорида и высушивается распылением в горячем воздухе.

Реактор эксплуатируется 768 ч,затем останавливается, опорожняется и открывается. Образуется равномерная пленка из полимеризатов толщиной около 2,5 см на деталях аппаратуры, закрытых жидкостью. На дне реактора осаждаются зернистый полимеризат с 15 величиной зерна ) 0,1 мм, который удаляется, промывается, сушится

2,5 ч при 150 С в сушильном шкафу при подаче воздуха и взвешивается.

Измеренные значения, а также данные щ() о необходимых при процессе полимеризации работах по обслуживанию вместе с данными о затраченном при этом времени в часах работы обслуживающего персонала даны в табл.1.

Сравнительный пример Б. Применяется установленный вертикально цилиндрический реактор той же емкости, что и в примере 1, кото;алый снабжен двойной оболочкой для прохода терморегулирующей жидкости, пластинчатой мешалкой, расположенным на днище реактора выходным отверстием и расположенным на крышке реактора входным отверстием для жидкости, а также вторым отверстием на крышке 35 реактора для подвода-отвода газа, устройством для измерения и регулирования заданного уровня, который регулируется стоком жидкости, Реактор имеет следующие размеры: 40 отношение высоты реактора к диаметру (замеренные внутри) 4,7.

Длина пластинчатой мешалки — 12% внутренней высоты реактора.

Диаметр пластинчатой мешалки

28% внутреннего диаметра реактора, Зазор от вертикального края мешалки до стенки реактора 52 см.

Верхний конец пластинчатой мешалки на 7,4Ъ внутренней высоты реактора удален от наивысшей точки крышки реактора. Реактор заполняется через отверстие в крышке реактора той же реакционной смесью с той же интенсивностью (количество/ч), как и в примере 1, и при 54 С полимеризуется, как и в примере 1. Заданный уровень жидкости в реакторе поддерживается на расстоянии, равном 8% внутренней высоты реактора от самой высокой точки крышки реактора, с помощью стока жидкости через отверстие на дне реактора, а жидкость перемешивается с окружной скоростью

1,6 м/с: Вытекающая эмульсия фильтруется на сетке с размером ячеек 6 мм, освобождается при снятии давления от непрореагировавшего винилхлорида и высушивается распылением в горячем воздухе.

Реактор эксплуатируется 408 ч, затем с целью очистки его останавливают,опорожняют и открывают.

Наряду с осадком полимеризата толщиной около 5 см на покрытых жидкостью деталях аппаратов образуется на мешалке и стенке реактора в зоне зеркала жидкости плотный осадок из полимеризатов такой толщины, что осадок мешалки при вращении шлифует неподвижный осадок на стенке реактора.

Сито, установленное в выходном отверстии для слива эмульсии в течение эксплуатации часто очищается, а задержанные там крупные частички полимеризатов собираются, промываются, высушиваются при 150 С в сушильном шкафу при пропускании воздуха, и взвешиваются. Измеренные значения, а также данные о необходимых при процессе полимеризации работах по обслуживанию вместе с данными о затраченном для этого времени в часах работы обслуживающего персонала даны в приведецной ниже таблице 1.

Таблица 1

856389

-Продолжение табл, 1

Температура полимериэации, Ñ

Очистка б мм сита

Продолжительность полимерн. зации, часы

Общие затрати на обслуживание (человекочасы) Пробивка стока ре-. .актора

О истка вы ходкого трубопровода

Выпуск содержимого очистка реакторов,новый пус

Общее количество

Kpупных частиц полимериэ ата .(крупки),т

ПР .. ар, Р

Сравнительный Б.816 38х

960

24х бх 1,16 1х

55,6

7х 0,7

Сравнительный В

77,6

1056 40х

1х

68х 1бх 1 92

3,3

0,85

1х Зх

"гомополимеризат винилхлорида K 72 по Д1К 53726 сополимер винилхлорид-винилацетат К = 70

""гомополимеризат винилхлорида К 59

+"гомополимеризат винилхлорида К = 78 .Пример 3. Применяется стоя- 0,07 вес.ч./ч вторичного фосфата щий вертикально цилиндрический реак- натрия. тор с объемом выше 5 м, который Заданный уровень жидкости в реакснабжен двойной оболочкой для прохода торе на 96% внутренней высоты реактерморегу.;ирующей жидкости, пластин- тора поддерживается путем регулировачатой мешалкой, расположенным в ниж- ния стока жидкости через верхнее отйей трети оболочки реактора входным Е верстие, а жидкость перемешивается отверстием и расположенной s верх- с окружной скоростью 1,6 м/сек. Выней трети оболочки реактора выходным текающая эмульсия путем снятия дав35 отверстием для жидкости, а также ления освобождается от непрореаги.отверстием на крышке реактора дпя ровавшего винилхлорида и высушиваетподвода и отвода газа и устройствами) 1ся путем распыления в горячем воздухе. .для измерения и регулирования задан- Реактор эксплуатируется 960 ч, затем

40 останавливается, опорожняется и отРеактор имеет следукищие размеры: крывается. ОбРазуется равномерный

Отношение высоты реактова к диаметру осадок из полнмериэатов толщиной (измеренные внутри) 4,5; около 2 см на деталях аппаратуры, Высота входа жидкости — 17% внут- покрытых жидкостью. На днище реакренней высоты реактора

I тора осаждается зернистый полимеВысота выхода жидкости — 87% внут- Ризат с величиной зерен > 0,1 мм, рейней высоты реактора который удаляется, промывается, t о

Длина пластинчатой мешалки — 37% сушится 2,5.ч при 150 С в сушильном внутренней высоты реактора; шкафу при протоке воздуха и взвешид аметр астинчатой мешалки - 61% go ваетсЯ. Измеренные значениЯ, а также внутреннего диаметра реактора, данные о необходимых при процессе

Зазор от вертикального края плас- полимеризации работах по обслужитинчатой мешалки до стенки реактора ванию вместе с данными о эатрачен29. см ном для этого времени в часах работы

Верхний конец пластинчатой мешал- обслуживающегo персонала даны в табл.1. ки на 10 см ниже выхода жидкости.

Сравнительный опыт В. Применяется

: В реактор через нижнее отверстие стоящий вертикально цилиндрический после промывки азотом и нагрева внут- реактор той же емкости, как и реакреиней плоскости реактора до 64 С тор по примеру. 1, который снабжен непрерывно подается смесь: @р двойной оболочкой для прохода термо100 вес.ч./ч винилхлорида; регулирующей жидкости, пластинчатой

100 вес,ч./ч воды; мешалкой, расположенным на днище

0. 08 вес.ч./ч персульфата калия; реактора входным отверстием для жидвес.ч../ч Е (соль натрия от, кости, а также вторым отверстием .додецилбензола сульфокислоты); Я на крьааке РеактоРа для подвода и

17

856389

18 отвода газа и устройство для изменения и регулирования заданного уровня, устанавливаемого с помощью регулировки.стока жидкости.

Реактор имеет следующие размеры: отношение высоты реактора к диаметру (по измерениям внутри реактора) 4,5;

Длина пластинчатой мешалки - 12% внутренней высоты реактора;

Диаметр пластинчатой мешалки

61% внутреннего диаметра реактора;

Зазор между вертикальным краем пластинчатой мешалки и стенкой реактора 29 см.

Верхний конец пластинчатой мешалки удален на 8,8% внутренней высоты реактора от наиболее высокой точки 15 крышки реактора.

Реактор заполняется той же реакционной смесью при той же интенсивности подачи (количество/час), как и по примеру 1, через отверстие в QQ крышке, и смесь полимеризуется цри

64 С, как и в примере 1. Заданная высота жидкости в реакторе поддерживается путем регулирования стока жидкости через отверстие в дне реактора на расстоянии 10,3Ъ внутренней высоты реактора от наивысшей точки крышки реактора, а жидкость перемешивается с окружной скоростью 1,6 м/с (как в примере 1). Вытекающая эмульсия фильтруется сквозь сито с размером ячеек 6 мм, ос-.oáoæäàåòcÿ путем снятия давления от непрореагировавшего (не вступившего в реакцию обменного разложения) винилхлорида и высушивается путем распыления в горя- . чем воздухе. Реактор эксплуатируется непрерывно 528 ч, затем с целью очистки останавливается, опорожняется и открывается.

Наряду с осадком олимеризатов ф) толщиной около 6 см на покрытых жидкостью- деталях аппаратуры образуется на мешалке и стенках реактора в зоне зеркала жидкости . плотный осадок полимеризатов, который вырос до такой толщины, что осадок на мешалке при вращении шлифует неподвижный осадок на стенке реактора. Сито, установленное на пути стока эмульсии, во время эксплуатации должно часто очи- О щаться, задержанные на фильтре круп-. ные частички полимеризата собираются, промываются, сушатся при 150 С в сушильном шкафу при протоке воздуха и взвешиваются. ИзмеРенные значения, а также данные о необходимых при процессе полимеризации работах по обслуживанию вместе с данными о затраченном для этого времени в часах работы обслуживающего персонала даны в табл.1. 40

Пример 4. Применяется установленный вертикально цилиндрический реактор емкостью свыше 25 мз, который. снабжен дВойной оболочкой для прохода терморегулМрующей жидкости, плас- 6$ тинчатой мешалкой,.расположенным в нижней трети оболочки реактора входньм (загрузочным) отверстием и расположенным в верхней трети оболочки реактора выходным (разгрузочным) отверстием для жидкости,а также отверстием для пода и н отвода газа и устройством для замера и регулирования заданной высоты, которая регулируется стоком жидкости.

Реактор имеет следующие размеры: отношение высоты реактора к диаметру (по замерам внутри) 8,5

Высота подачи жидкости - 11,5% внутренней высоты подачи жидкости реактора;

Высота выхода подачи жидкости80% внутренней высоты реактора

Диаметр пластинчатой мешалки — 39%;

Диаметр пластинчатой мешалки - 67% внутреннего диаметра реактора;

Расстояние между вертикальным краем пластинчатой мешалки и стенкой реактора 27 см.

Верхний край мешалки расположен ниже жидкости на 10 см.

В реактор после промывки азотом и нагрева внутренней полости реактора до 4 3 С непрерывно подается через нижнее .отверстие смесь:

166 вес.ч./ч винилхлорида;

195 вес.ч./ч воды;

0,13 вес.ч./ч персульфата калия;

0,035 вес.ч./ч бисульфнта натрия;

4,2 вес. ч./ч E„ (cM.пример 1);

0,27 вес.ч./ч карбоната натрия;

0,00035 вес.ч./ч сульфата меди.

Заданная высота жидкости в реакторе поддерживается путем регулирования стока жидкости через верхнее отверстие на уровне 86%..внутренней высоты реактора, а жидкость переме- шивается с окружной скоростью 1,5 м/с.

Вытекающая эмульсия (содержащая по,лимеризаты), освобождается от невступившего в реакцию винилхлорида и высушивается путем распыления в горячем воздухе. Реактор эксплуатируется непрерывно 840 ч, затем останавливается, опорожняется и открывается, образуется равномерный осадок полимеризата около 1 см на покрытых жидкостью деталях аппаратуры. На дне реактора осаждается зернистый полимеризат с величиной зерен > 0,1 мм, который удаляется, промывается, высушивается 2,5 ч при

150 С в сушильном шкафу с протоком воздуха и взвешивается. Измеренные значения, а также данные о необходимых при процессе полимеризации работах по .обслуживанию вместе с данными о затраченном для этого временя в часах работы обслуживающего персонала даны в табл.1.

Сравнительный пример Г. Применяется вертикально стоящий цилиндрический полимеризационный сосуд такой же емкости, как и использован19

856389

20 ный в примере 4, оборудованный двойной рубашкой, через которую протекает темперирующая жидкость, пластинчатой мешалкой, расположенным в нижней трети на рубашке сосуда входным отверстием и расположенным вблизи от крышки сосуда выходным отверстием для жидкости, а также отверстием в крьжке сосуда для подачи или отвода газа и измерением и регулированием уровня, регулирующим отвод жидкости, со следующими размерами:

Соотношение высоты сосуда к диаметру h/d (замеренное внутри) 8,5;

Длина пластинчатой мешалки — 39% общей внутренней высоты сосуда;

Диаметр пластинчатой мешалки — 67% 15 внутреннего диаметра сосуда

Расстояние от вертикального края, пдастиичатой мешалки до стенки сосуда 27 см.

Верхний конец пластинчатой мешал- щ ки — 10 см ниже вывода жидкости.

В полимеризационный сосуд в таком же количестве в час через загрузочное отверстие подается такая же реакционная смесь, как и в примере

4, и полимеризуется при 43 С (такая же температура, как и в примере 4).

Температура полимеризации,ос

Остановка, чистка сосуда, повторный пуск

Про бив ка вывод

Общее количество грубых частиц (кру.пы),т

Общи затраты времени на обслуживание, человеко-часы

Длительность полимеризации, часы

Чистка

6 мм сита йста твоПример,9 ящео да

840 — 1x Зх 0,85

3,3

Сравйительный Г

192 — — 1х 0,3

432 — 8х Зх 1,3

1,0

5,5

Сравнительный 0

528 56 48х 10х 3,1

500 — Sx 2х 1,0

650 — 1х 2х 0,9

82,3

3,2

43

2,5

1,8

768 - Зх 1х 0,63 равнгтель"н ый E

10 Иэ-эа очень короткого времени работы данные не имеют смысла трети РУбашкИ сосуда вводным ото верстием и расположенным в верхней трети рубашки сосуда выходным отверстием для жидкости, а также отверстием для подачи или отвода газа в крышке сосуда и измерением и регулированием уровня, регулирующим отН р и м е р 5. Применяется вертикально стоящий цилиндрический полвмеризационный сосуд емкостью свыше 5 м, оборудованный двойной

Э рубашкой, через которую протекает темнерирующая жидкость пластинчатой мешалкой, расположенным в нижней

Уровень жидкости в сосуде за счет регулирования отвода жидкости через верхнее отверстие поддерживается на

99% общей внутренней высоты сосуда и жидкость размешивается с окружной скоростью 1,5 м/с (как и в примере 4)

Отводимая эмульсия полимера путем сброса давления освобождается от непрореагировавшего винилхлорида и путем распыления в горячем воздухе высушивается. Полимериэационный сосуд работает непрерывно 192 ч, затем из-эа сильных колебаний давления и помех в ходе полимеризации он остановлен, освобожден и открыт. Наряду с отложениями полимера толщиной примерно 1 см на покрытой жидкостью,; части аппарата на мешалке и на крышке аппарата в окружении поверхности жидкости образовалось толстое отложение полимера, которое на мешалке наросло до такой толщины, что мешад ка терла по стенке сосуда, иэ-эа чего частички отдираются, они частично окрашены и загрязняют эмульсию полимера.

Полученные измеренные значения приведены в табл.2.

Таблица 2

856389

22 вод жидкости, со следующими размерами:

Отношение высоты к диаметру (замеренное внутри) 4, 7

Высота подачи жидкости — 2,9Ъ от общей внутренней высоты сосуда; .Высота отвода жидкости — 70% общей внутренней высоты сосуда;

Длина пластинчатой мешалки — 20%. общей внутренней высоты сосуда;

Диаметр пластинчатой мешалки — 55% внутреннего диаметра сосуда;

Расстояние вертикального края пластинчатой мешалки от стенки сосуда 33 см;

Верхний конец пластинчатой мешалки — 20 см под отводом жидкости. 35

В полимеризационный сосуд после продувки азотом и темперирования содержимого сосуда до 50 С через нижнее отверстие непрерывно вводится смесь :

20Ъ вес.ч./ч бутилакрилата; 20

80% вес.ч./ч винилхлорида;

115 вес.ч./ч воды;

0,1 вес.ч./ч персульфата калия;

2,4 вес.ч./ч натриевой соли смеси алкилсульфокислот, содержащей 5

80 вес.Ъ алкилсульфокислот с 1416 атомами углерода;

0,1 вес.ч./ч карбоната натрия.

Уровень жидкости в сосуде поддерживается путем регулирования отвода жидкости через верхнее отверстие на 92,6В обще . внутренней высоты сосуда и жидкость размешивается с окружной скоростью 1,3 м/с. Отводимая эмульсия полимера з а счет сброса давления освобождается от непрореагировавшего винилхлорида и собирается в емкости для последующего применения. Полимеризационный сосуд непрерывно работает 432 ч, затем остановлен, освобожден и открыт. На 40 покрытой жидкостью части аппарата образовалось равномерное отложение полимера толщиной около 2,5 см. На дне полимеризационного сосуда отложился полимеризат, который удален, прОмыт при 150 С, 2,5 ч высушен в воздушном сушильном шкафу и взвешен. Измеренные значения, а также данные о необходимых во время процесса полимеризации работах по обслуживанию с требуемыми для.этого затратами времени в рабочих часах приведены в табл.2..

Сравнительный пример D. Использован вертикально стоящий цилиндри-.. ческий полимеризационный сосуд та- . кой же емкости, как и в примере 5, оборудованный двойной рубашкой,через которую протекала темперирующая жидкость, пластинчатой мешалкой, расположенным в днище сосуда отверстием и расположенным в крышке ц сосуда подводящим отверстием для жидкости, а также вторым отверстием в крышке сосуда для подведения, или " отведения газа и измерением и регули рованием уровня, которое регулирует отвод жидкости, со следующими размерами:

Отношение высоты сосуда к диаметру (замеренное изнутри) 4,7;

Длина пластинчатой мешалки — 12% общей внутренней высоты сосуда;

Диаметр пластинчатой мешалки — 55% внутреннего диаметра сосуда;

Расстояние вертикальных краев пластинчатой мешалки от стенки сосуда. 33 см;

Верхний конец пластинчатой мешалки — 7,4Ъ общей внутренней высоты сосуда, удаленный.от максимально высокой точки крышки сосуда.

Полимеризационный сосуд через отверстие в крышке сосуда питали таким же по расходу в час количеством реакционной смеси, как и в примере

5; и полимеризовали при 50 С (такая же температура, что и в примере 5).

Уровень жидкости в сосуде за счет регулирования отвода жидкости на дне сосуда поддерживается на расстоянии

8% внутренней высоты сосуда от наи.— высшей точки крышки сосуда и жидкость размешивается с окружной скоростью 1,3 м/с (как и в примере 5).

Отведенная эмульсия полимера фильтруется через сетку с размером ячеек б мм, путем сброса давления освобождается от непрореагировавшего винилхлорида и собирается в емкости для дальнейшего применения., Полимеризационный сосуд проработал непрерывно 264 ч, затем он остановлен для очистки, освобожден и открыт.

Наряду с отложением полимера толщиной примерно 5 см на покрытых жидкостью частях аппарата на мешалке и на стенке сосуда в окружении поверхности жидкости образовалось толстое отложение полимера., которое наросло до такой толщины, что отложение на мешалке при вращении трется по неподвижному отложению на стенках сосуда. . Сито при прохождении эмульсии полимера во время работы должно часто очищаться, оставшиеся там частицы по лимеризованной массы собираются, промываются, сушатся в воздушном сушильном шкафу при 150 С и взвешиваются.

Все измеренные значения, а также данные о необходимых во время процесса полимеризации работ па обслуживанию с требуемыми для этого затратами времени приведены в табл.2.

Пример б. Используется вертикально стоящий цилиндрический полимеризационный сосуд емкостью свыше

5 м, оборудованный двойной рубашкой, через которую .протекает темперирующая жидкость, пластинчатой мешалкой, расположенным в нижней трети рубашки сосуда вводным отверстием и расположенным.в верхней трети рубашки сосуда выводным отверстием .цля жидкости„ а также отверстием для по23

856389

24 дачи и отвода газа в крышке сосуда и измерением и регулированием уровня, которое регулирует отвод жидкости, со следующими размерами:

Отношение высоты сосуда к диаметру (замеренное внутри) — 4,7;

Высота подачи жидкости - 2,0Ъ от общей внутренней высоты сосуда;

Высота отвода жидкости — 80Ъ от общей внутренней высоты сосуда;

Длина пластинчатой мешалки — 57Ъ общей внутренней высоты сосуда;

Диаметр — 79,5Ъ от внутреннего диаметра сосуда.

Расстояние вертикальных краев пластинчатой мешалки от стенки сосуда 15 см; 15

Верхний конец пластинчатой мешалки — 20 см под зеркалом жидкости.

В сосуд для полимеризации после продувки дзотом и темперирования содержимого сосуда до 50ОC через ниж- () нее отверстие непрерывно загружается смесь:

100 вес.ч./ч винилхлорида;

122 вес.ч./ч воды;

0,15 вес.ч./ч персульфата калия;

0,4 вес.ч./ч натриевой соли смеси алкилсульфокислот, содержащей

80 вес.Ъ алкилсульфокислот с 1416 атомами углерода;

1,6 вес.ч./ч натриевой соли диизодецилового эфира сульфоянтарной кислоты;

О, 1 вес.ч./ч карбоната натрия.

Уровень жидкости в сосуде путем регулирования отвода жидкости через верхнее отверстие поддерживается на .92,6Ъ общей внутренней высоты сосуда и масса размешивается с окружной скоростью 1,7 м/с. Отведенная эмульсия полимера за счет сброса давления освобождается от непрореа- 40 гироваэшего винилхлорида и сушится .путем распыления в горячем воздухе. ,Полимеризационный сосуд непрерывно работает 500 ч, затем остановлен, освобожден и открыт, Образовался рав- 45 номерный слой отложившегося полимера толщиной около 1,5 см на покрытых жидкостью частях аппарата. На дне . полимериэационного сосуда осадился ,зернистый полимер с величиной зерен ) 0,1 мм, который удален, промыт, высушен в воздушном шкафу при 150 С

2,5 ч и. взвешен. Измерение значения, а.также данные о необходимых во время процесса полимеризации работ по обслуживанию с требуемыми для

55 этого затратами времени в рабочих часах приведены в табл.2.

Пример 7. Применяется вертикально стоящий цилиндрический полимеризационный сосуд емкости 25 м3, О оборудованный двойной рубашкой, через которую протекает темперирующая жидкость, пластинчатой мешалкой, расположенным в нижней трети рубашки сосуда вводным отверстием и расположенным в верхней трети рубашки сосуда выводным отверстием для жидкости, а также отверстием для подачи или отвода газа на крышке сосуда и измерением и регулированием уровня, регулирующим отвод жидкости, со следующими размерами:

Отношение высоты сосуда к диаметру (замеренное внутри) 8,5;

Высота ввода жидкости — 11,5Ъ от общей внутренней высоты сосуда;

Высота отвода жидкости — 45Ъ от общей внутренней высоты сосуда;

Длина пластинчатой мешалки — 39Ъ от общей внутренней высоты сосуда;

Диаметр пластинч той мешалки — 67Ъ от внутреннего диаметра сосуда;

Расстояние вертикальных краев пластинчатой мешалки от стенки сосуда 27 см;

Верхний конец пластинчатой мешалки — 10 см под отводом жидкости.

B полимеризационный сосуд после продувки азотом и темперирования содержимого сосуда до 43 С через нЖк.нее отверстие непрерывно вводилась смесь:

166 вес.ч./ч винилхлорида;

195 вес.ч./ч воды;

0,13 вес.ч./ч персульфата калия;

0,035 вес.ч./ч бисульфита натрия;

4,2 вес.ч./ч натриевой соли смеси алкилсульфокислот, как в примере 6;

0,27 вес.ч./ч карбоната натрия;

0,00035 вес.ч./ч сульфата меди.

Уровень жидкости в сосуде поддерживается за счет регулирования отвода жидкости через верхнее отверстие на 86Ъ общей внутренней высоты сосуда и жидкость размешивается с окружной скоростью 1,5 м/сек. Отведенная эмульсия полимера за счет сброса давления освобождается от непрореагироваг. щего винилхлорида и сушится путем распыления в горячем воздухе. Полимеризационный сосуд работает непрерывно 650 ч, затем остановлен, опорожнеы и открыт. Образуется равномерное отложение полимера толщиной около 1 см на покрытых жидкостью частях аппарата. На дне полимериэационного сосуда осаждается зернистый полимер с размером зерен > 0,1 мм, который удален, промыт, высушен в воздушном сушильном шкафу при 150 С 2,5 ч и взвешен.

Измеренные значения, а также данные о необходимых во время процесса полимериэации работах по обслуживанию с требуемыми для этого затратами времени в рабочих часах приведены в табл.2.

Сравнительный пример F. Применяется вертикально стоящий цилиндрический полимеризационный сосуд емкостью 5 м, как в примере 2, оборудованный двойной рубашкой, через которую протекает темперирующая жид25

856389

26 кость, расположенным в нижней трети рубашки сосуда вводным отверстием и расположенным над ним на рубашке сосуда выводным отверстием для жидкости, а также отверстием для подачи или отвода газа на крышке сосуда и измерением и регулированием уровня, регулирующим отвод жидкости, со следующими размерами:

Отношение высоты сосуда к диаметру (измеренное внутри) 4,7, Высота ввода жидкости — 2,9Ъ от общей внутренней высоты сосуда;

Высота отвода жидкости — 81Ъ от общей внутренней высоты сосуда.

В полимеризационный сосуд после продувки азотом и темперирования содержимого сосуда до 54 С через нижнее отверстие непрерывно вводится смесь:

4,4 вес.ч./ч винилацетата;

87,5 вес.ч./ч винилхлорида;

115 вес.ч. /ч воды;

0,1 вес.ч./ч персульфата калия;

0,4 вес.ч./ч натриевой соли смеси алкилсульфокислоты, содержащей

80 вес.Ъ алкилсульфокислот с 1416 атомами углерода;

1,4 вес. ./ натриевой соли диизодецилового эфира сульфоянтарной кислоты;

0,1 вес.ч./ч карбоната натрия.

Уровень жидкости в сосуде за счет регулирования о-вода жидкости через верхнее отверстие поддерживается на 92,6Ъ общей внутренней высоты сосуда.. Реакционная смесь не размешивается.

Уже вскоре после подачи смеси в реакторе начинаются колебания температуры и толчки давления, на поверхности эмульс.ии собирается жидкий винилхлорид. Первоначально однородная эмульсия разлагается с отделением крупы поливинилхлорида, так что через 10 ч опыт должен быть прерван.

В описанных примерах расстояние зеркала жидкости от выводного отверстия определяется из данных примеров. Высота отвода жидкости и уровень жидкости в сосуде указаны соответственно в процентах общей внутренней высоты сосуда. В области разности этих двух величин расположено отверстие для отвода жидкости ниже поверхности жидкости. В каждом примере указаны минимальный объем (V) и отношение высоты к диаметру (h : d = Q), отсюда вычисляется общая внутренняя высота сосуда:

Ч О. 4

:Jt

Для голимериэационного сосуда с точно цилиндрическим внутренним пространством с указанным минимальным объемом вычисляются для примеров 1-7 следующие минимальные расстояния зеркала жидкости от выводного отверстия (см.табл.3). таблица 3

Разность зеркала жидкости минус высота выводного отBPpCTHR, Ъ

Расстояние зеркала жидкости от выводного минимального отверстия, см

Пример, Р

12,6

11,6

45

79

22,6

117

12,6

25

541

Пример 8 Применяется вер тикальный цилиндрический полимеризационный реактор (сосуд) объемом

5,1 м, снабженный двойной рубаш3 кой, через Которую течет жидкость с установленным температурнь1м режимом, лопастной мешалкой, расположенным в нижней трети на корпусе реактора вводным отверстием и расположенным в верхней трети на корпусе реактора выводным отверстием для жидкости, отверстием для подачи или отвода

40 газа на крышке реактора и измерителем и регулятором уровня, которыерегулируют ход жидкости, со следующими размерами:

Отношение высоты реактора к диаметру (измеренное внутри) 4,7;

Высота ввода жидкости — ?,ОЪ общей внутренней высоты реакторов;

Высота отвода жидкости — 91Ъ общей внутренней высоты, 50 Длина лопастной мешалки — 37Ъ общей внутренней высоты;

Диаметр лопастной мешалки — 55Ъ внутреннего диаметра реактора;

Расстояние вертикальных краев лопастной мешалки от стенки реактора

33 см;

Верхний конец лопастной мешалки

65 см ниже зеркала жидкости;

Отвод жидкости лежит на расстоянии 20 см ниже зеркала жидкости.

40 В реактор полимеризаци:.. после промывки N нHеeп рpеeрpы в нHо o в вaоoд иHтTсeя через нижнее отверстие смесь из следующих двух латексов: латекс А получен по примеру З,при65 чем полимеризация проводится до ирев856389

28 ращения 854. Латекс В представляет тонкодисперсный латекс, который полимеризован из 20 вес.ч. акрилонитрила и 60.вес.ч. бутадиена при 70 С до падения давления 0,3 МРа в воде, и содержит 33 вес.Ъ, в пересчете на латекс, полимериэованного твердого вещества. Оба латекса А и В смешиваются в таком отношении, чтобы конечный продукт имел количество эластомера в общем полимеризате 5,0 вес,В.

Латексная смесь нагревается в описанном выше реакторе до 57 С и поддерживается при этой температуре, причем перемешивание производят с окружной скоростью вращения. 1,0 м/с и уровень жидкости в реакторе регулированием 15 стока. жидкости через верхнее отверстие поддерживается при 94,8Ъ общей внутренней высоты реактора. Приток латексной смеси в реакторе регулируется таким образом, что степень Щ превращения винилхлорида во время сополимеризации прививкой повышаетОбщие затраты на обЧистка сита

6 мм

Температура полимеризации, C

Чистка сточПродолжительность полимеризации, часы

Общее количество

Пробивка стока реактора

Остановка,чистка реактора, повторный пуск, Опыт, 9 ного трубопровода крупных частей служивание (человекочасы) полимеризата т.

0,5

981

4х 2х

3 5

Пример 8 менее, чем одной мешалкой, равной

40 по длине 15-60% общей внутренней высоты реактора и установленной на расстоянии не менее 15 см от стенки реактора, верхний конец мешалки находится на расстоянии не более

45 20 см ниже зеркала жидкой фазы,причем уровень жидкой фазы находится на высоте, равной не более 97% внутренней высоты реактора.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ H и c H тем, %To процесс в реакторе, снабженном дополнительной мешалкой, расположенной на расстоянии не менее 15 см от стенки реактора, занимающей не более 10% общей внутренней высоты реактора и вращающейся в том же направлении, что и мешалка, указанная в п.1.

3. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее установленный вертикально цилиндрический

® реактор с рубашкой, отверстием для подачи жидкости в нижней его части, с отверстием для отвода газов в верхней части реактора и отверстием для отвода жидкости, выполненным сбоку, g$ в верхней части реактора, на расстоя

Предложенный способ позволяет предотвратить образование отложений полимера на внутренних поверхностях реактора.

Формула, иэ обре тения

1. Способ получения винилхлоридных полимеров водно-эмульсионной гомаполимеризацией, сополимеризацией или привитой сополимериэацией винил.— хлорида в присутствии радикальных инициаторов и поверхностно-активных веществ в вертикальном реакторе с отношением высоты к диаметру не мейее 3 и емкостью не менее 5 м, с регулированием уровня жидкой фазы, о .т л и ч а ю шийся тем, что, с целью предотвращения образования атложений полимера на внутренних поверхностях реактора, образующуюся эмульсию полимера выводят из реакто:ра на высоте, равной 30-90% внут-ренней высоты реактора над вводом исходной смеси и по меньшей мере .на 15 см ниже зеркала жидкой фазы, содержимое реактора перемешивают не ся до 95%. Стекающая эмульсия поли" меризата освобождается понижением давления непревращенного винилхлорида и сушится распылением на горячем воздухе.

Реактор полимеризации работает непрерывно 981 ч, затем останавливается, опорожняется и открывается. Образуется равномерное полимерное покрытие толщиной около 1,0 см на покрытых жидкостью частях аппаратуры. В основании реактора полимериэации осаждается зернистый полимеризат с размером зерен > 0,1 мм, который удаляето ся, промывается, сушится при 150 С в камерной сушилке с циркуляцией воздуха 2,5 ч и взвешивается. Измеренные величины и данные необходимых во время процесса полимеризации работ по обслуживанию с требующимися для этого затратами времени в человеко-часах приведены в табл.4.

Таблица 4

856389

Фиг. 2 нии составляющем 30-90В внутренней высоты реактора от отверстия для подачи жидкости, и мешалку, о т л ич а ю щ е е с я тем, что мешалка выполнена в виде по меньшей мере одной пластины, закрепленной на валу и ле.жащей в плоскости оси вала, причем высота пластины составляет.15-60% внутренней высоты реактора, а ширина ее — 25-80% внутреннего диаметра реактора.

4. Устройство по п.3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что отношение. высоты реактора к его диаметру равно 4-16.

5. Устройство по пп. 3 и 4, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено дополнительной мешалкой с диаметром, составляющим 25-803 внутреннего диаметра реактора, установленной в нижней его части.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе, 1. Николаев A.Ô. Синтетические полимеры и пластмассы на их основе.

М.-Л., "Химия", 1964, с. 213-215.

856389

Составитель A. Горячев

Техред Н. Келушак " Корректор Н. Швыдкая

Редактор П. Коссей

Заказ 6974/90

Тираж 530 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035„ Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4