Полимеризатор

 

Союз Соаетскик

Социалистическик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ щ942788 (6i ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено26.05.80 (21) 2930952/2Э-О5 (51)М. Кд.

В Ol Т l9/l8 с присоединением заявки М9вудврстюиый кметет

CCCP ао делен нзабрвтевий и еткрьпий. (23)ПРиоритетОпубликовано 15.07.82, Бюллетень М 26 (53) УЙК66.023 (088.8) Дата опубликования описания 3.8.07,82 (73) Заявитель (54) ПОЛИМЕРИЗАТОР

Изобретение относится к аппаратам непрерывного действия, предназначенным для синтеза полимерных материалов, в том числе синтетических кау ков, в уг леводородвом растворителе с иснользовв-

5 нием катализаторов Бйглера-Ивттв.

Известно устройство для пожмеризацин, содержяиее батарею последовательно соединенных вертикальных аппаратов пол10 ного запсивтения $1), r

Недостатками этого устройства явля ются большие потери давления и разветвления система автоматического контроля по поддерквнию температуры нроцесса.

Наиболее блиев им к предлагаемому по. технической сущности н достигаемому результату является полимеризатор, содержащий цилиндрические секции с перемещающим устройством в каждой ss ннх и рас-в положенные на оазных уровняхепереточныв устройства P2).Недостатком известного долнмернзатора является невысокая надежность работы

2 переточньас устройств при синтезе высоковязких полимеров.

Бель изобретения - повьпнение падеж» ности работы при синтезе высоковязких полимеров.

Указанная цель достигается тем, что плимернзатор, содержащий цилиндрические секции с еремешнввкицим устройством в каждой из ннк и расположенные на разных уровнях переточные устройства, снабжен механическими интенснфнквторами перетока, а каждое переточное устройство выполнено в виде твнгенциатв ío расдоло женного переточного патрубка, соединяющегоо предыдушуто и последутси.ую цилиндрические секции.

Каждый мехвническир интенсификвтор перетока выполнен в виде напорных лопастей, закрепленных на перемещчванинект устройстве на уровне переточного патруб ! ка.

Кроме того, каждый механический интенсифнквтор перетока выполнен в виде расположенного в перетоком патрубке

Перемешиваюшее устройство 10 секции

2 может быть выполнено геликоицального типа, что обеспечивает высокоэффективное перемешивание вязкого материала.

В секции 2 происходит дальнейшее увеличение конверсии и повышение концентрации полимера в растворе, в частности за счет дальнейшего испарения растворителя.

Глубина конверсии возрастает до 65-70%. в концентрация в растворе до 11-13%.

Пары растворителя отводятся по патрубку 22 в коллектор 20.

В секции 3 реакционная масса движется вверх к переточнол у патрубку 7 за счет гидростатического .перепаца и напора, создаваемого песемешиваюшим усгройством, 3 9427 шнека с привоцом, размешенным вне ци= лиицрических секций..

Полимеризатор снабжен паросборным коллектором, соединенным с верхними частями цилиндрических секций.

Иа фиг. 1 представлена схема полимеризатора:, на фиг. 2 -.то же, разрез А««А на фиг. 1; на фиг. 3 - участок цилиндрических секций (вариант выполнения, продольный разрез; на фиг. 4 — разрез Б-Б 1о на фиг. 3.

Полимеризатор содержит цилиндрические секции -4 с верхними и нижними цнишами, соединенные между собой тангенгенциально расположенными переточными патрубками 5-7 со вставками 8.

B каждой цилиндрической секции 1-4 установлены перемешиваюшие у-стройства соответственно 9-12, Направление врашепия и тип перемешиваюших устройств 9-.12 соответствуют вязкости среды и направлению движения реакционной массы в каждой из секций.

Перемешиваюшие устройства 9-12 закреплены на штангах 13, образуюших жесткий безвальный каркас.

Полимеризатор снабжен мехвническими интенсификаторами перетока, каждый из которых выполнен в виде напорных лопастей 14, закрепленных на каждом переме- ., ЭО шиввюшем устройсгве 9, (10-12) на уровне переточного патрубка 6 (6 и 7).

B полимеризаторе предусмотрен входной патрубок 15 и выходной патрубок 16.

Секция 4 снабжена выгрузным шнековым устройств ом 17.

K аждый механический интенсификатор перетока выполнен также в виде расположенного в квжцом переточном патрубке 5 (6 и 7) шнека 18 с приводом 19, размешанным вне цилиндрических секций 1-4.

При необходимости вблизи шнека 18 штанги. 13 выполнены с изгибом, (фиг. 3), Полимеризатор снабжен паросбсрным коллектором 20, соединенным с верхними частями цилиндрических секций 1 4 ф5 патрубками соответственно 21. 24.

Верхние части цилиндрических секций

l могут быть последовательно соединены между собой паровыми трубами (не показаны), а послецняя по ходу реакцион- >а ной массы цилиндрическая секция снабжена пароотводяшим патрубкол (не показан).

Работа полимеризатора рассматривается на примере получения синтетического каучука СКИ-3 путем полимеризации изо- 5- пргнп в растворе изопентана с помошью катализатора Биглерв-Натта при повышенной клш нтрации полимера в растворе.

88 4

Шихта, состояшая из изопрена мономерв (цолимеризуемая часть 19%) в смеси с изопентаном, смешивается, с раствором каталитического комплекса и растворителем и. через патрубок 15 вводится в секци1о 1. B этой секции происхоцит образование центров полимеризации и развитие реакции.

Ва счет тепла реакции происходит подьем температуры реакционной массы и частичное испарение растворителя. Глу« бина конверсии на выходе из секции 1 по расчетам составляет около 30-35%, а

:концентрация полимера в растворе около 6%, Реакциснная масса непрерыанo перемешивается, поднимаясь снизу вверх, достигает переточнoro патрубка 5 и переливается в секцию 2. B связи с малой вязкостью раствора, в секции 1 может быть . применена, например, равная мешалка.9 с поперечными лапасгями.

Выделившиеся пары растворителя через патрубок 21 поступают в паросборный коллектор 20 и далее на полную конденсацию °

С целью исключения зарастания патрубков 10 полимером, стенки патрубка могут непрерывно омываться охлажденным растворителем, который также сливается в коллектор 20, где осуцсествляется конденсация ocr ñâíon массы выделенных паpoB pacThopHTetw охлажденным жидким растворителем.1

В секции 2 процесс полимеризации продолжается, Реакционная масса течет свер ху вниз из-за разницы гидростатических урсвней в секциях 2 и 3, ". также за счет воздействия напорной лопасти 14. Напорный эффект лопастей 14 уснливается наличием вставки 8, выролняюшей функции напр авляюшего аппарата.

88 6

Предлагаемое устройство просто по Ыжструкции и надежно в работе.

1. Полиъвризатор, содержащий цилиндрические секции с перемешиваияпим устройством в каждой as них и расположенные на разных уровнкк нереточные устройства, о т a a ч а ю m a и с я тем, чтоэ с целью повышения надежности в ра» боте при синтезе высоковизких полимеровэ сн снабжен механическими интенсификаторами перетока, а каждое переточнов уст ройство выполнено в виде тангенцкально расположенного переточного патрубкаэ соединяюшего предыдущую и цоследующую цилиндрические секции, 2. Полимеризатор по и. 1, о т л и ч аю ш и и с я темэ что каждыВ механический интенсификатор церетока выполнен в haде напорных лопастей, закрепленных на перемешиваюшем устройсгве на ypcsae пе« реточного патрубка.

3, Полимеризатор по и. 1, о т л и.ч а ю ш и и с я тем, что каждый механический интенсификатор перетока выпожен в виде расположенного в переточном па рубке шнека с приводом, размешенным вне цилиндрических секций.

4 Полимеризатор по п. 1, о т л ич рюши йс ятем, чтоонснабжен паресборным коллектором, соединенным с верхни хними ч астями цилиндрических секций.

Источники информации, принятые во внимание при зкспергизе

1. Сирпичниксв П. А. и др. Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука.

Л., "Химия, 1976, с. 67-68, рис. 53.

2. Авторское свидетельство СССР

N. 4542 14э кл В 0 1 3 19l 18э 1973 (прототип)..5 9427 выполненным, например, в виде жнточной геликоидальной мешалки.

В секции 3 глубина конверсии возрастает до 70 80%, а концентрапия полимераврастворе до 17% по массе. g Ф ормула и зобре тени.я

Надежная передача высоксвязкого по. имеризата через патрубок 7 обеспечивается работой напорной лопасти 14 или шнека 18.

Отвод паров растворителя осушествляют через патрубок 23 в сборный коллектор 2+0

В патрубки 22-24 может подаваться охлажденный растворите ль.

Последняя по ходу. процесса секция 4 выполняет функцию дозревательной емкости, поскольку глубина конверсии на выходе нз нее увеличивается всего на 5 74

В етой секции с помои.ью перекешиваюшего устройства 12, которое может быть вы-. полнено ленточного или шнекового типа, вь.соковязкий полимер движется сверху вниз. Затем полиэ еризат выгружается шнекавым устройством 17, смешивается с ингибитором и направляется на дальнейшую обр аб от ку.

Благодага наличию паросборного колле-э5 ктсра 20 давлением в паровых сбьемах секции 1-4 оказывается одинаковым и, следовательно, процесс полимеризации является изобарическим. Из-за гидростатических перепадов по секциям и изменения, концентрации полимера в растворе, в реакционной массе наблюдается и темперао турная депрессия порядка до 8-10 Сэ что однако не окажется на качестве конечного продукта, поскольку при адиабатичес35 ком процессе полимеризации изменение температуры в реакционной массе в ходе процесса достигает 40-50 С. а

B случае относительно низких конечных концентраций полимера в растворе

40 (8-13 o) перемешиваклцие устройства в каждой секции могут быть выполнены одинаковымиэ а шнековое устройство 17 заменено винтовым насосом.

942788

Составитель И. Волгина

Редактор А. Химчук Техред З.Палий Корректор M. IOapouw

Заказ 4943/9 Тираж 583 Подиисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и .открытий

1.13035, Москва, Ж- 5, Раушская наб., g. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, у и. Проектная, 4