Диспергатор для выделения полимеров из растворов Советский патент 1983 года по МПК B29H1/00 B01J19/00 

Изобретение относится к устройствам, применяемшл в нефтехимической проглышленности при вьщелении из раст воров полимеров в виде крошки в скоростном диспергирующем потоке. Известен диспергатор дЛя выделени полимеров из растворов, содержащий корпус для приема раствора полимера с отверстиями, соединяквдими последний с диспергирующей камерой, именхце патрубок для подачи пара fj . Втаком диспергаторе корпус для приема растворителя расположен снару жи диспергационной камеры. Такое расположение приводит к тому, что скоростной вращающийся поток водяног пара прихшмает выходящий йз отверсти корпуса раствор полимера к периферий ной поверхности диспергсщионной каг меры. При этом обработка раствора водяным паром, отделение крошки и ее продольное тр§41спортирование производится совместно у этой поверхнос ти, что способствует комкованию крош ки из г-за соударений, а также проско;ку водяного Пара в свободной центтральной части Полости диспергацион1ной камеры. Как следствие, крошку получают различного ситового состава Наиболее близким к предлагаемому является диспергатор, содерх ащий дис пергационную камеру, соединенную с патрубком для подачи пара, и станов ленный концентрично в камере корпус для приема раствора полимера с патрубком для подачи последнего, соединенный с каглерой через выполнение в его боковой стенке отверстия и имею1ций. заглушенный нижний торец {21 . В этом устройстве средство для закручивания водяного пара, расположенное перед отверстиями для подачи раствора полимера, служит только для первоначального придания направления потоку водяного пара по винтовой линии для последующего, взаимодействия его с раствором полимера и не позволяет в полной мере использовать дези тегрирующую способность скоростного потока водяного пара из-за отклонени его от предварительного заданного нетравления (например, изменения угла подъема винтовой линии) при встре че о поступающим раствором полимера. Для упорядоченного перемещения по тока в свободной кольцевой диспергационной камере требуются повышенные расходы водяного пара. в результате взаимодействия водяного пара с раствором полимера выделяется значительное количество газообразного растворителя. Известные конструктивные решения не предусматривают полезного использования освободившейся в ограниченном объеме диc пергационной камеры большого количества энергии {газообразного раство рителя) для скоростного дисПергирова ния раствора полимера. По этой причине на скоростное диспергирование раствора полимера подают избыток водяного пара. При работе устройства диспергационная камера разделяется на зону, где производится обработка поступающего раствора полимера скоростным потоком и отделение крошки полимера, и периферийную зону, где происходит транспортирование крошки полимера и воды (конденсата). Ргщиальное разобщение (увеличение) этих зон для предотвращения взаимовлияния увеличивает площадь поперечного сечения кольцевого кансила диспергационной камеры и, соответственно, расхода водяного пара. Все эти факторы снижают экономичность процесса крошкообразования. Целью изобретения является повышение экономичности процесса крошкообразования. . Данная цель достигается тем, что диспергатор, содержащий диспергационную камеру, соединенную с патрубком для подачи пара, и установленный концентрично в камере корпус для приема раствора полимера с патрубком для подачи последнего, соединенный с камерой через выполненные в его боковой стенке отверстия и имеющий заглушенный нижний торец, снабжен установленной в диспергационной Kcuviepe в зоне выходных отверстий для полимера винтовой направляющей, причем отверстия 8стенке корпуса расположены по винтовой линии в промежутках меяеду витками винтовой направляющей. На фиг.1 схематически изображен предлагаемый диспергатор, общий вид/ на фиг.2 - то же, другой вариант исполне.йия; на.фиг. 3 - вид А на фиг. 2/ на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.2/ на фиг.5 - узел на фиг.1, на фиг.6 - . то же, другой вариант исполнения. Диспергатор содержит диспергационную камеру 1, соединенную с патрубком 2 для подачи пара, и установленный .концентрично в камере 1 корпус 3 для йриема раствора полимера, соединенный с камерой 1 через выполненные в его боковой стенке отверстия 4 и имекидий заглушённый с помощью поршня 5 нижний торец. Диспергатор имеет установленную в диспергационной камере 1 в зоне ВЫХОДНЫХ отверстий 4 для полимера винтовую направляющую 6, причем отверстия 4 в стенке корпуса 3 расположены по винтовой линии в промежутках между витками винтовой направляющей б. Диспергациоиная камера 1 , корпус 3 и направляющая б размещены во внутренней полости оболочки 7. Диспергатор имеет также патрубок 8 для подачи раствора полимера во внутренний центральный канал 9корпуса 3 и патрубок 10 для отвода диспергированной смеси из диспергационной камеры 1. Внутренняя поверхность оболочки 7 и наружная поверхность корпуса 3 могут быть выполнены конусными или цилиндрическими,. Винтовая направляющая 6 размещена в кольцевой диспергационной камере 1 и повторяет по наружному я внутреннему диаметрам конфигурации оболочки 7 и корпуса 1. Направляквдеш 6 может быть выполнена с оболочкой 7 или корпусом 1, как единое целое (со ответственно фиг,1 и 2) или может быть закреплена только в концевых частях не показано). . Витки направляющей 6- образуют винтовой канал. Согласно фиг.1 корпус 1 заключен между торцовой крьпакой 11 и кольцом 12, прикрепленным через лопатки 13 к оболочке 7. Согласно фиг.2 корпус 1 закреплен с одной стороны (консольно) в крышке 11. Поршень 5 соединен через шток 14 /со штурвалом 15, при помощи которых поршень 13 имеет возможность переме{адаться в осевом направлении. Дия изменения кс5личества полностью открыты отверстий 4, участвующих в процессе выделения, расстояние (а) вдоль продольной оси корпуса между осями соседних отверстии 4 выбрано большим, чем их фиг.2). Патрубок 10 согласно фиг.1 выполнен соосно оболочке 7, а согласно фиг.2 тангенциально расположенным, но противоположно направленным по от ношению к патрубку 2. Диспергатор может быть снабжен дополнительным патрубком 16 для ввода теплоносителя (например, .воды) , тангенциально расположенным к оболоч ке 7 и ориентированным в том же направлении, что и патрубок 2. Причем согласно фиг.2 и 4, оси патрубков 10 и 16 в поперечном сечении параллельн относительно друг друга. Выходные участки отверстий 4 (фиг.5 и б) выполнены в выступах 17 на наружной боковой поверхности корпуса 3. Выступы 17 представляют собо бобышки, либо выполненные заодно с корпусом (фиг, б) отдельно для каждого отверстия или спиральные, либо закрепленные а корпусе при помощи резьбы (фиг. 5). Выступы 17 с направляЬщими 6 образуют в промежутках между витками дополнительные каналы 18. Работа диспергатор,а для выделения полимеров из растворов показана на приглере вьзделения синтетического каучука СЮ1-3 из раствора в изопентане. Водяной пар под давлением 10 кгс/см через патрубок 2 непреривно подают в диспергациЬнную камеру 1 , где прямоточно последовательно перемещают между витками винтовой направляющей 6. Одновременно с этим через патрубок 8 в канал 9 подают 13%-ныИ раствор каучука (или водную эмульсию) и продавливают его через отверстия 4 в промежутки между витками направляющей 6. Поступающий раствор каучука создает дополнительное сопротивление прохождению водяного пара и испытывает поперечносрезающие усилия, приводящие к диспергированию. В результате взашлодействия раствора каучука и водяного пара происходит образование крошки и интенсивный переход растворителя в- газообразное состояние. В начальный период раствор каучука диспергируется только скоростныгл потоком водяного пара. В дальнейшем крошкообраз.ование осуществляется скоростным потоком из смеси водяного пара и газообразного растворителя, что снижас-Т расход водяного пара. Крошкообразование в ограниченном с четырех сторон винтовом канале камеры 1 исключает продольное отклонение скоростного потока при взаимодействии его с раствором каучука, испарении растворителя, изменении расходов водяного пара или раствора каучука. Э,то стабилизирует крошкообразование. Под действием центробежных сил крошка каучука и сконденсированный водяной пар (конденсат) перемещаются в периферийную зону винтового канала диспергационной камеры, освобождая зону у наружной поверхности корпуса 3 для очередного диспергирования. Наличие выступов 17 позволяет подвести скоростной диспергирующий поток с нижней стороны раствора полимера, выходящего из отверстий 4. Снаб хение устройства винтовой направляющей 6 приводит к более четкому разделению зон диспергирования и транспортирован я крошки за счет увеличения диаметра размещения последней- (радиальное ориентирование) . Такая раздельная, на двух уровнях, схема диспергирования и транспортирования каучука позволяет снизить нежелательные соударения (комкования) диспергированных частей каучука с поступакщим на диспергирование раствором каучука, упорядочить крошкообразование и снизить расход пара. Целенаправленное упорядочение скоростного потока позволяет предотвратить тенденцию к аксиальному перемещению и тем самыгл усилить центробежный фактор. При этом капли раствора саучука непосредственно, до образования консервирующей оболочки, препятствуквдей дегазации, под действием центробежных сил направляются на принудительное центростремительное изъятие (экстрагирование) газообразного раЬтворителя. В этих уело&ИЯХ повыцается пористость крошки Гувеличивается ее удельная поверхность) , что снижает.остаточное со держание легколетучих и соответственно сокргшает время последующей

фазы термодиффузионной дегазации.

Стабилизация закрученного потока увеличивает однородность дисперсного состава крошки каучука. Все это позволяет повысить экономичность процесса крошкообразования.

ДИСПВРГАТОР ДЛЯ ВЬЩЫЛЕНИЯ nOJlHMEPOB ИЗ РАСТВОРОВ, содержащий ;диспергациониую камеру, соёд иненную . с патрубком для подачи пара, и уста новленньш концеитрично в камере корftyc для приема раствора полимера с патрубком для подачи послед1негр,соединенный с камерой через выполненные в его боковой стейке отверстия и имвкяций заглушенный нижний торец, о т л и ч а ю (Ц и и с я тем, что, с целью повышения экономичности процесса крошкообразования диспергатор снабжен установленной в диспергационной камере в зоне выходных отверстий для полимера винтовой направляющей, причем отверстия в стенке корпуса расположены по винтовой линии в промежутках между витками винтовой направляющей. (Л D1 оо со

8

//

фиг. г

ви/А

Фаг.З

Фш.е

9