Установка для выделения полимеров из растворов Советский патент 1984 года по МПК B29H1/00 B01J19/00 

Изобретение относится к установкам для выделения полимеров из раст воров, используемым преимущественно в процессе водной отгонки углеводородных растворителей из растворов при производстве синтетических кау:ЧУКОВ, По основному авт. св. IP 1060492 известна установка для вьщеления полимеров из растворов, содержащая последовательно установленные по ходу технологического процесса крош кообразователь, аппарат первой ступени вьщеления полимеров из растворов с патрубком для ввода крошки полимера и парогазоводяной смеси из крошкообразователя, аппарат второй ступени выделения, эжекторный смеси тель с нагнетательной частью, выход ной частью и всасьгоающей частью, соединенный последней с аппаратом второй ступени вьщеления, и патрубки для выгрузки крошки полимера и газообразйого растворителя. Эжектор ный смеситель установлен на линии меяоду кролпсообразователем и аппаратом первой ступени вьзделения и соединен с первьми из них нагнетательной частью, а со вторым - выходной частью. Известная установка предусматривает отбор осветленной воды из аппарата второй ступени и возвращение ее в эжекторный смеси:Тель на перемешивание с вновь поступающим из крошкообразователя пото ком газопароводянрй смеси с крошкой полимера. Этим достигается снижение концентрации крошки полимера в воде на выходе из эжёкторного смесителя по отношенио к концентрации крошки/ полимера в аппарате второй ступе- , ни выделения Л , Недостатком известной установки является то, что сепарация воды от крошки полимера в ней осуществляетс только посредством гравитационного отстоя. Кроме того, в установке отсутствуют средства для интенсивного и надежного отделения крошки о воды и создания дополнительного под пора к гидростатическому столбу вода при подаче ее на эжекторный смеситель. Это препятствует прямоточному перемещению крошки полимера через установку, ограничивает кратность иснижает надежность циркуляции воды. Б установке .недостаточно эффективно используется энергия гют ка, освободившаяся в крошкообразователе при взаимодействии растворителя и водяного пара. Все это снижает экономичность установки. Целью изобретения является повышение экономичности устаковки. Цель достигается тем, что в установке для выделения полимеров из растворов патрубок емкостной колонны аппарата второй ступени выделения, соединенный с всасывающей частью эжёкторного смесителя подведен к емкостной колонне тангенциально. На чертеже изображена установка, общий вид. Установка содержит последовательно соединенные по ходу технологического процесса крошкообразователь 1, аппарат 2 первой ступени вьщеления и аппарат 3 второй ступени выделения, включающий емкостну о колонну А. Крошкообразователь 1 соединен с аппаратом первой ступени вьщеления посредством эжёкторного смесителя 5. Установка имеет патрубки 6-8, соответственно для подачи раствора полимера, водяного пара и воды в крошкообразователь 1, патрубок 9 для подачи водяного пара в аппарат 2. патрубок 10 для вывода газообразного растворителя на конденсацшо и патрубок 11 для выгрузки крошки полимера из установки. Аппарат 2 первой ступени вьщелекия имеет соединенный с патрубком 12 крошкообразователя патрубок 13 для ввода крошки полимера и парогазоводяной смеси из крошкообразователя. Патрубок 13 является нагнетательной частью эжёкторного смесителя 5. Последний представляет собой струйный насос, имеющий помимо нагнетательной части выходную и всасывающие части, выполненные в виде патрубков 14 и 15, является диссепатором кинематг-гческой энергии потока, выходящего из крошкообразователя 1, и предназначен для: перекачки воды по замкнутому контуру установки. Анпарат 2 первой,ступени вьщеления является аппаратом с восходящим потоком в цельнозапо-тшенном рабочем пространстве и включает,, наряду с ёмкостной колонной 4, патрубок 16 для газопароводяной смеси с крошкой полимера. Внутри колонны 4 могут быть установленБ еопротизления- 17 и 18 потоку, которые выполнены в виде образующих с боковой стенкой колонны 4 зазоры 19 усеченных полых конусов.

К боковой стенке емкостной коло1Гны 4 тангенциально подсоединены патрубки 20 и 21 соответственно для ввода парогазоводяной смеси с крошкой полимера из аппарата 2 и отвода из аппарата 3 осветленной воды.

Патрубки 20 и 21 смонтированы на разных уровнях, причем патрубок 20 расположен выше патрубка 21, и расположены диаметрально противоположно относительно друг друга.

Патрубок 20 :предназначен для динамического преобразования поступательного движения потока пapoгaзoводяной смеси с крошкой полимера во вращательное для его сепарации.

Патрубок 21 предназначен для обратного динамического преобразования вращательного движения потока в аппарате в поступательное для отбора сепарированной осветленной вода и для сообщения ей дополнительного подпора в патрубках 21 и 15.

Патрубок 10 для вывода газообразного растворителя на конденсацию расположен по оси аппарата 3 с ёг верхней стороны. Внутри обечайки аппарата 3 между патрубками 20 д Id размещена конусообразная перегородка 22 с центральным насадком 23, которая с внутренней стороны образует входную воронку 24, а с внешней кольцевой сборник 25 крошки полимера.

Патрубок 11 для выгрузки крошки полимера из аппарата 3 установлен тангенциально к боковой стенке колонны 4 и ориентирован в том же окружном направлении, что и патрубок 21.

Патрубок 16 аппарата 2 соединен с патрубкЪм 20 аппарата 3 через трубопроводную переточную перемычку 26.

Патрубок 21 аппарата 3 соединен с выполненной в виде патрубка 15 всасьгоающей частью эжекторного смёсителя 5 через прямолинейную трубопроводную перемычку 27, причем патрубки 21 и 15 и перемычка 27 соос-- но между собой.

Установка работает следующим образом.

В крошкообразователе 1 раствор полимера, например 1О-15%-ный раствор синтетического каучука СКИ-3 в изопентане, температура кипения которого 28 С, подвергается обработке водяным паром (6-10 кгс/см), в результате чего происходит испарение основной массы (95%) растворителя из раствора и образование пористой полимера (каучука).

В ограниченном объеме крошкообразователя 1 за счет перегрева газообразного растворителя (изопентана) во дяным паром, и существенного повышения при этом давления освобождается .большое количество энергии, аккумулированной в скоростном (100 150 м/с) потоке парогазоводяной сме-си с крошкой .полил ера.

Из крошкообразователя скоростной поток газопароводяной смеси с крошкой полимера через патрубки 13 и 14 эжекторного смесителя 5 поступает в аппарат 2 первой ступени вьэделения и перемещается снизу вверх, Воз- никающие турбулентные вихри и сниже-i

ние давления способствуют прогреву крошки полимера, и отгонке из нее растворителя.

Из аппарата 2 через патрубок 20 скоростной поток парогазоводяной

смеси с крошкой полимера поступает в аппарат 3 второй ступени выделения, где он в результате центробежного закручивания разделяется по плотности по слоям, располагающимся от периферии к центру аппарата в следующем порядке: осветленная воч да, крошка полимера и парогазовая фаза.

При этом центробежные силы способствуют.отводу растворителя с поверхности пористой крошки полимера.

Концентрированная центробежными силами кротка полимера флотируется восходящим потоком парогазовой фазы

и, как более легкая по сравнению с водой, увлекается им в воронку. 24. На выходе яз центрального насадка 23 крошка полимера центробежными силами отбрасывается в кольцевой сборник 25, где, продапжая вращение, по ступает в тангенциальный патрубок 11 на выгрузку из аппарата 3. Количество воды, отводимой с крошкой по-1 лимера через патрубок 11, соответст-i

вует количеству воды, поданной через патрубок 8, и массовому расходу водягного пара, сконденсиройанного в уста новке, . Закрученный поток осветленной во ды из-за различньи; плотностей сред в аппаратах 2 и 3 перемещается в нш нюю половину аппарата 3, где через патрубок 21J переточную перемычку 27 и патрубок 15 поступает на всасывание в эжекторный смеситель 5. Здес струя парогазоводяной смеси с крошкой полимера, выходящая из крошкооб разователя, непосредственно передает энергию перекачиваемой осветленной воде. Совместное перемещение этих потоков сопровождается взаимным трением из-за чего скорость потока, выходящая из «грошкообразователя, уменьшается, а осветленной воды возрастает. Водяной пар., поданный через патрубок 7, при взаимодействии с осветленной водой., конденси™ руется, уменьшая объемньй расход парогазовой фазы, Изобретение предусматривает интен сификацию циркуляции осветленной воды путем создания дополнительного динамического подпора (увеличения давления) в сторону эжекторного смесителя за счет преобразования энергии скорости закрученного потока осветленной воды в энергию давления, центробежных сил и увеличения гидростатического столба осветленной воды, динамически генерируемой в периферийный кольцевой слой Приращение энергии на всасьшающей линии эжекторного смесителя 5 повышает его КПД, В установке предусматривается более полное использование энергии потока, выходящего из крошкообразователя, для интенсификации разделения потока парогазоводяной смеси с крошкой полимера на осветленную воду, крошку полимера и парогазовую фазу и усиление циркуляции осветленной воды. Подача осветленной воды в аппарат 2 уменьшает крошкосодержание в нем, препятствует агломерации (слипанию) крошки на стадии ее формирования, увеличивает крошкосодержание в аппарате 3, Все это повышает экономичность установки.

УСТАНОВКА ДЛЯ ВВДЕЛЕНИЯ ПОЛИМЕРОВ ИЗ РАСТВОРОВ по авт. св. № 1060492, отличающаяс я тем, что, с целью повышения экономичности установки, патрубок емкостной колонны аппарата второй ступени выделения, соединенный с всасывающей частью эжекторного смесителя, подведен к емкостной колонне тангенциально. rai (Л