УСТАНОВКА ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ УГЛЕВОДОРОДНЫХ РАСТВОРОВ Российский патент 1995 года по МПК B29B15/02 

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 и другая установка для выделения полимерных материалов из углеводородных растворов, содержащая крошкообразователь, аппараты первой и второй ступени выделения полимера из раствора с мешалками и отсасывающий и нагнетающий насосы [2]
Однако в известной установке высок 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 том, что установка снабжена вакуумным отстойником с диспергирующей мешалкой и с расположенными в его верхней части отражателями, жидкостным эжектором в виде трубы Вентури с входным и выходным патрубками и с патрубком, подсоединенным одним концом к эжектору под углом и соединенным другим концом с патрубком для отвода пульпы крошки полимерных материалов, причем в нижней части отстойника расположен патрубок для подачи смеси крошки полимерных материалов с углеводородным растворителем и воды из нижней части аппарата первой ступени выделения, входной патрубок эжектора соединен с нагнетательным патрубком отсасывающего насоса, отбирающего воду из нижней части аппарата второй ступени выделения, а выходной патрубок эжектора соединен с всасывающим патрубком нагнетательного насоса, подающего рабочую жидкость совместно с парами воды и углеводородного растворителя из эжектора в верхнюю часть аппарата второй ступени выделения.

На фиг. 1 изображен общий вид установки; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 продольный разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 вариант исполнения жидкостного эжектора.

Установка для выделения полимерных материалов содержит аппарат 1 первой ступени выделения, в котором установлены тарелки 2 с размещенными под ними мешалками 3. С аппаратом 1 соединен патрубком 4 крошкообразователь 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 и 12 для отвода растворителя и воды. Аппарат 1 первой ступени 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 нижнюю часть вакуумного отстойника 16 высотой не менее 14 м с многолопастной мешалкой 17 в верхней части и радиальными отражателями 18 между лопастями мешалки 17 для турбулизации пульпы при перемешивании и патрубком 19 в верхней части для отвода пульпы сверху. Установка содержит жидкостной эжектор 20, аппарат 21 второй ступени выделения с тарелками 22 и размещенными над ними лопастными мешалками 23, отсасывающий насос 24 для откачивания воды и крошки каучука из нижней части аппарата 21 и подачи его в жидкостной эжектор 20, нагнетающий насос 25 для отсасывания жидкости из жидкостного эжектора 20 и нагнетания ее в верхнюю часть аппарата 21, насос 25 для отвода пульпы из нижней части аппарата 21 второй ступени выделения в крошкоотделитель 26 (сепаратор), патрубок 27 в нижней части аппарата 21 для ввода острого водяного пара.

Жидкостной эжектор 21 выполнен в виде трубки Вентури с входным 28 и выходным 29 патрубками и всасывающим патрубком 30 или в виде сужающейся трубы с входным 32 и выходным 33 патрубками, к которой под острым углом плотно подсоединен патрубок 34, соединенный с всасывающим патрубком 35.

Установка для выделения полимерных материалов из углеводородных растворов работает следующим образом.

Раствор полимеризата подается крошкообразователем 5 в аппарат 1 первой ступени, из верхней части которого отводится смесь паров воды и растворителя через сепаратор 8 в конденсатор 9, из которого конденсат поступает в отстойник 10, откуда отводят растворитель и воду. В нижнюю часть аппарата 1 через патрубки 13 и 14 подают острый пар. Из нижней части аппарата 1 насосом 15 подают смесь крошки каучука, растворителя и воды в нижнюю часть вакуумного отстойника 16. В верхней части вакуумного отстойника 16 создается вакуум жидкостным эжектором 20, в который рабочая жидкость в виде пульпы подается отсасывающим насосом 24 и нагнетается вместе с отсасывающей пульпой через патрубок 19 из отстойника 16 в верхнюю часть аппарата 21 второй ступени выделения.

За счет создаваемого жидкостным эжектором 20 вакуума смесь крошки каучука, растворителя, воды и паров воды и растворителя отводится из верхней части вакуумного отстойника 16 и подается насосом 25 в верхнюю часть аппарата 21 второй ступени, давление в котором выше, чем в аппарате 1 первой ступени выделения. В верхней части вакуумного отстойника 16 будет давление ниже атмосферного за счет создаваемого эжектором 20 вакуума, а необходимый перепад давления в отстойнике 16 по высоте регулируется задвижками на нагнетательном патрубке насоса 15. В результате действия разности давления как движущей силы в отстойнике 16 растворитель из глубины крошки и под действием разности температуры перемещается к поверхности крошки, где переходит в паровую фазу, при этом интенсивному выделению растворителя из крошки каучука способствует перемешивание с турбулизацией за счет радиальных отражателей 18, что намного эффективнее удаления растворителя в аппаратах первой и второй ступеней выделения с мешалками 3 и 23 над тарелками 2 и 22 в больших объемах жидкости. Пары из верхней части аппарата 21 второй ступени выделения подаются в нижнюю часть аппарата 1 первой ступени по патрубку 14. Свежий острый водяной пар подается в аппарат 21 второй ступени по патрубку 27 и в аппарат 1 первой ступени по патрубку 13. Крошка каучука, освобожденная от растворителя, отводится вместе с водой насосом 25 в крошкоотделитель 26, где отделяется от воды и направляется на сушку, а горячая вода частично поступает в аппарат 1 первой ступени вместе с раствором полимеризата и т.д.

В вакуумном отстойнике 16 крошка каучука всплывает вверх по действием разности плотностей, в результате давление в окружающей крошку водяной среде понижается от выше атмосферного в нижней части до ниже атмосферного в верхней части отстойника 16. При понижении давления окружающей водяной среды происходит явление самоиспарения воды и углеводородного растворителя как снаружи, так и внутри крошки полимера, одновременно увеличивается движущая сила процесса диффузии растворителя из глубины крошки каучука в окружающую водную среду. Перемешивание крошки каучука в верхней части вакуумного отстойника 16 обеспечивает турбулизацию жидкой фазы и конвективный перенос массы растворителя из глубины крошки полимера в водную окружающую среду. При поступлении крошки каучука с водой в эжектор давление продолжает понижаться с одновременным турбулентным смешением рабочей жидкости (циркулирующей воды) с крошкой каучука и водой, что также способствует интенсификации массопереноса растворителя из глубины крошки каучука в окружающую водную среду.

Циркулирующая вода (рабочая жидкость) в эжекторе 20 частично содержит крошку каучука, которая также будет подвергаться дегазации при понижении давления в эжекторе 20. Далее цикл повторяется.

Использование: в производстве синтетических полимеров, а именно при выделении полимерных материалов из углеводородных растворов. Сущность изобретения: установка снабжена вакуумным отстойником с диспертирующей мешалкой и с расположенными в его верхней части отражателями. Установка снабжена жидкостным эжектором (ЖЭ) в виде трубы Вентури с входным и выходным патрубками (П) и с П, подсоединенным одним концом к ЖЭ под углом и соединенным другим концом с П для отвода пульпы крошки полимерных материалов. В нижней части отстойника расположен П для подачи смеси крошки полимерных материалов с углеводородным растворителем и воды из нижней части аппарата второй ступени выделения. Входной П ЖЭ соединен с нагнетательным П отсасывающего насоса, отбирающего воду из нижней части аппарата второй ступени выделения. Выходной П ЖЭ соединен с всасывающим П нагнетательного насоса, подающего рабочую жидкость совместно с парами воды и углеводородного растворителя из ЖЭ в верхнюю часть аппарата второй ступени выделения. 4 ил.

УСТАНОВКА ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ УГЛЕВОДОРОДНЫХ РАСТВОРОВ, содержащая крошкообразователь, аппараты первой и второй ступени выделения полимера из раствора с мешалками и отсасывающий и нагнетающий насосы, отличающаяся тем, что установка снабжена вакуумным отстойником с диспергирующей мешалкой и с расположенными в его верхней части отражателями, жидкостным эжектором в виде трубы Вентури с входным и выходным патрубками и с патрубком, подсоединенным одним концом к эжектору под углом и соединенным другим концом с патрубком для отвода пульпы крошки полимерных материалов, причем в нижней части отстойника расположен патрубок для подачи смеси крошки полимерных материалов с углеводородным растворителем и воды из нижней части аппарата первой ступени выделения, входной патрубок эжектора соединен с нагнетательным патрубком отсасывающего насоса, отбирающего воду из нижней части аппарата второй ступени выделения, а выходной патрубок эжектора соединен с всасывающим патрубком нагнетательного насоса, подающего рабочую жидкость совместно с парами воды и углеводородного растворителя из эжектора в верхнюю часть аппарата второй ступени выделения.