УСТАНОВКА ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ПОЛИМЕРОВ ИЗ УГЛЕВОДОРОДНЫХ РАСТВОРОВ Российский патент 1996 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 полимеров из углеводородных растворов, содержащая крошкообразователь, аппарат первой ступени выделения, насос, измельчитель с установленным по его центру приводным рабочим органом, аппарат второй ступени выделения и патрубки для подачи и отвода веществ, участвующих в процессе выделения полимеров (авторское свидетельство СССР N 712260, кл. В 29 В 15/02, 1980).

Недостатком известной установки является высокий 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.

Задачей изобретения является повышение эффективности дегазации крошки каучука.

Поставленная задача решается тем, что измельчитель снабжен установленными по периферии его корпуса сопряженными с основным рабочим органом дополнительными рабочими органами, смонтированными одними концами на внутренней поверхности корпуса измельчителя по обе стороны от основного рабочего органа, установленными между дополнительными рабочими органами диаметрально расположенными радиальными пластинами с закрепленными на их свободных концах посредством прижимных реек и болтов фторопластовыми пластинами, взаимодействующими с рабочей поверхностью основного рабочего органа, и закрепленными у патрубков для подачи и отвода веществ внутри корпуса измельчителя отражательными пластинами со смонтированными на их свободных концах посредством прижимных реек и болтов фторопластовыми пластинами, взаимодействующими с рабочими поверхностями дополнительных рабочих органов.

На фиг. 1 изображен общий вид установки;
на фиг. 2 общий вид измельчителя, поперечный разрез;
на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 2;
на фиг. 4 разрез Б-Б на фиг. 2;
на фиг. 5 разрез В-В на фиг. 4.

Установка (фиг. 1-5) содержит аппарат 1 первой ступени выделения, в котором установлены тарелки 2 с размещенными над ними лопастными мешалками 3. С аппаратом 1 соединен патрубок 4 крошкообразователь 5 с патрубками 6 и 7 для подачи раствор диспергатора и для подачи водяного пара, соответственно. В верхней части аппарата 1 расположен патрубок 8 для отвода паров воды и углеводородов. В нижней части аппарата 1 расположен патрубок 9 для отвода воды и крошки каучука. Патрубки 10 и 11 предназначены для подвода пара.

Установка содержит аппарат 12 второй ступени выделения в патрубком 13 в верхней ее части для отвода паров воды и углеводородов и подачи их через патрубок 10 в аппарат 1.

В аппарате 12 второй ступени выделения установлены тарелки 14 с размещенными над ними лопастными мешалками 15. В нижней части аппарата 12 расположен патрубок 16. Патрубки 17 и 18 предназначены для подачи острого водяного пара и для ввода воды и крошки каучука из аппарата 1. Через патрубок 16 отводится вода с крошкой каучука и насосом 19 подается в крошкоотделитель (на фиг. 1 условно не показан). Насос 20 предназначен для подачи смеси воды и крошки каучука из аппарата 1 в аппарат 12 через измельчитель 21. Измельчитель 21 выполнен в виде цилиндрического корпуса 22 (фиг. 2), в котором смонтирован по его центру приводной основной рабочий орган валок 23, связанный с приводом в виде приводного шкива 24 (фиг. 3) и зубчатой шестерни 25, смонтированной на валу 26 валка 23. Валок 23 образован расположенными по образующей стержнями 27 шарнирно закрепленными на них внахлест друг на друга упругими пластинами 28 и ограничителями 29. Стержни 27 закреплены на боковых дисках 30, смонтированных в корпусе 22.

Установка снабжена смонтированными по периферии корпуса 22 измельчителя дополнительными рабочими органами валками 31, сопряженными с валком 23 и кинематически соединенными с основным валком 23 посредством зубчатых шестерен 32, смонтированных на валках 33 валков 31. Шестерни 32 находятся в зацеплении с шестерней 25 для обеспечения синхронного вращения центрального вала 23 и валков 31 в противоположных направлениях.

Валки 31 образованы упругими пластинами 34 с цилиндрическими поверхностями. На валках 33 валков 31 закреплены боковые диски 35, в которых по образующим закреплены стержни 36. На стержнях 36 смонтированы проушины 37 упругих пластин 34, смонтированных внахлест друг на друга по направлению вращения валов 33.

Стержни 36 валков 31 расположены посередине упругих пластин 28, а стержни 27 расположены посередине упругих пластин 34. Свободные концы положенных снаружи внахлест упругих пластин 34 имеют с внутренней стороны валков 31 ограничители 38 в радиальных направлениях для предупреждения отбрасывания пластин 34 под действием центробежных сил при вращении валков 31. Длины упругих пластин 28 по окружности валка 23 и пластин 34 валков 31 одинаковы и количество пластин 28 на валке 23 и пластин 34 на валках 31 кратно. Расстояния между поверхностями упругих пластин 28 валка 23 и упругих пластин 31 валков 31 обеспечиваются конструктивно размерами пластин 28 и 34 и расстояниями осей стержней 27 и 36 валков 23, 31 и равно минимальному заданному линейному размеру крошки каучука после деформации. К боковой стенке цилиндрического корпуса 22 измельчителя 21 между отдельными или несколькими валками 31 смонтированы радиальные пластины 39, плотно примыкающие к цилиндрическим стенкам корпуса 22 и к боковым крышкам, а с внутренней стороны к радиальным пластинам 39 прикреплены фторопластовые пластины 40 посредством прижимных реек 41 и болтов 42, причем пластины 40 плотно прилегают к пластинам 28 основного валка 23. С каждой стороны радиальной пластины 39, между ближайшим валков 31 и радиальной пластиной 34, к цилиндрическому корпусу 22 измельчителя 21 подсоединены, соответственно, патрубки 43 для подачи веществ и патрубки 44 для отвода веществ, участвующих в процессе выделения полимеров, у патрубков 43 для подвода веществ между стенками корпуса 22 и дополнительными валками 31 установлены отражательные пластины 45, плотно прикрепленные к стенкам корпуса 22 с одной стороны и соединенные с другой стороны прижимными рейками 41 и болтами 42 с фторопластовыми пластинами 46, плотно прилегающими к пластина 34 дополнительных валов 31. У патрубком 44 для отвода веществ между стенками корпуса 22 и дополнительными валками 31 установлены отражательные пластины 47, плотно прикрепленные к стенкам корпуса 22 с одной стороны и соединенные с другой стороны прижимными рейками 41 и болтами 42 с фторопластовыми пластинами 48, плотно прилегающими к пластинам 34 дополнительных валков 31. Отражательные пластины 45 и 47 параллельны осям валков 23 и 31.

В измельчителе 21, изображенном на фиг. 2 и 3, принята схема двухпоточной двухступенчатой деформации крошки каучука, по которой общий поток воды с крошкой делится на два потока, и в каждом потоке происходит последовательно две деформации крошки каучука. Аналогично, в зависимости от конкретных потребителей, может быть использована схема шестиступенчатой однопоточной деформации (фиг. 4), когда требуется более полная дегазация крошки каучука, или схемы четырех поточной деформации крошки каучука (фиг. 5), когда требуется обеспечить дегазацию крошки каучука и высокую производительность.

Установка работает следующим образом.

В верхнюю часть аппарата 1 (фиг. 1-5), через инжектор 5 подается вода по патрубку 4, раствор диспергатора по патрубку 6 и водяной пар по патрубку 7. В нижнюю часть аппарата 1 по патрубку 11 подается острый водяной пар и по патрубку 10 подаются пары воды и углеводородов из верхней части аппарата 12. Пары воды и углеводородов отводятся из верхней части аппарата 12 по патрубку 8 в конденсатор (не показано), а вода и крошка каучука отводится снизу по патрубку 9 и подается насосом 20 в измельчитель 21 через входные патрубки 43. Под действием переда давления, создаваемого насосом 20, вода и крошка каучука проходят между упругими пластинами 28 и 34, соответственно, основного валка 23 и дополнительных валков 31, вращающихся в противоположные стороны, при этом крошка каучука сжимается до минимальных размеров, из объема пористой крошки каучука вытесняется вода и углеводороды, которые распределяются в окружающей горячей воде и испаряются, в результате чего значительно уменьшается содержание углеводородов в крошке каучука. Вода с крошкой каучука (пульпа) проходит (фиг. 2, 3) последовательно между двумя валками и происходит двухступенчатая деформация крошки каучука, при этом в измельчителе происходит процесс в двух параллельных потоках.

Благодаря наличию радиальных пластин 39 и фторопластовых пластин 40, отражательных пластин 45 и 47 с фторопластовыми пластинами 46 и 48 предупреждается проскок пульпы с крошкой полимера между стенками корпуса и валками и крошка проходит только между пластинами 28 и 37 основного валка 23 и дополнительных валков 31.

В измельчителе в зависимости от конкретных условий может быть принята аналогично схема шестиступенчатой однопоточной деформации крошки каучука (фиг. 4) или двухступенчатой четырех поточной деформации крошки каучука (фиг. 5). Из измельчителя 21 вода с крошкой каучука отводится по выходным патрубкам 41 и подается в верхнюю часть аппарата 12 по патрубку 18, где на тарелках 14 с лопастными мешалками 15 происходит окончательная дегазацию оставшихся углеводородов из крошки каучука под действием перемешивания и острого водяного пара, подаваемого в нижнюю часть аппарата 12 по патрубку 17. Пары воды и углеводородов отводят из аппарата 12 по патрубку 13 в нижнюю часть аппарата 1, а воду с дегазированной крошкой каучука отводят снизу через патрубок 16 и подают насосом 19 в крошкоотделитель.

При минимальных размерах деформированной крошки происходит отжим воды и углеводородов из крошки и практически выравнивание концентрации углеводородов в крошке и в окружающей воде, при этом расход энергии и тепла (пара) на дегазацию при механических деформациях значительно ниже по сравнению с тепловыми воздействиями на дегазацию. Далее цикл повторяется. ЫЫЫ2 ЫЫЫ4

Использование: при производстве синтетических полимеров, а именно для выделения полимеров из углеводородных растворов. Существо изобретения: измельчитель 21 снабжен установленными по периферии его корпуса сопряженными с основным рабочим органом (РО) 23 дополнительными РО 31. Последние смонтированы одними концами на внутренней поверхности корпуса измельчителя 21 по обе стороны от РО 23. Между РО 31 установлены диаметрально расположенные радиальные пластины 39 с закрепленными на их свободных концах посредством прижимных реек 41 и болтов фторопластовыми пластинами 40. Последние взаимодействуют с рабочей поверхностью РО 23. Закреплены у патрубков 43 и 44 для подачи и отвода веществ внутри корпуса измельчителя 21 отражательные пластины 45 и 47 со смонтированными на их свободных концах посредством прижимных реек 41 и болтов фторопластовыми пластинами 46, 48, взаимодействующими с рабочими поверхностями РО 31. 5 ил.

Установка для выделения полимеров из углеводородных растворов, содержащая крошкообразователь, аппарат первой ступени выделения, насос, измельчитель с установленным по его центру приводным рабочим органом, аппарат второй ступени выделения и патрубки для подачи и отвода веществ, участвующих в процессе выделения полимеров, отличающаяся тем, что измельчитель снабжен установленными по периферии его корпуса сопряженными с основным рабочим органом дополнительными рабочими органами, смонтированными одними концами на внутренней поверхности корпуса измельчителя по обе стороны от основного рабочего органа, установленными между дополнительными рабочими органами диаметрально расположенными радиальными пластинами с закрепленными на их свободных концах посредством прижимных реек и болтов фторопластовыми пластинами, взаимодействующими с рабочей поверхностью основного рабочего органа и закрепленными у патрубков для подачи и отвода веществ внутри корпуса измельчителя отражательными пластинами со смонтированными на их свободных концах посредством прижимных реек и болтов фторопластовыми пластинами, взаимодействующими с рабочими поверхностями дополнительных рабочих органов.