Установка для переработки политетрафторэтилена Советский патент 1992 года по МПК B29B17/00 

1

(21)4872722/05

(22) 10.09.90

(46) 23.09.92. Бюл. № 35

(71)Институт химии Дал ьневосточного отделения АН СССР

(72)А.К.Цветников, А.А.Уминский и В.А.Ца- рев

(56)Вторичное использование полимерных материалов./Под ред. Любешкина Е.Г. - М.: Химия, 1985, с. 100-103.

Штейнберг и др. Линейный пиролиз фторопластовой стружки. Теоретические основы химической технологии./Сб. трудов под ред. Гифенова В.В., ГИПХ, Л., 1980,с.58-62. ч

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕНА

(57)Использование: утилизация отходов политетрафторэтилена или других фторорга- нических полимеров. Сущность изобретения: установка снабжена трубчатой печью предварительного нагрева, шне- ковым питателем для непрерывной подачи

политетрафторэтилена в реактор, двумя холодильниками, центробежным вентилятором0 и вихревыми ловушками. Печь предварительного нагрева установлена на вертикальной входной части реакторз Питатель расположен на входе в реакгор. Один из холодильников установлен на вертикальной входной части реактора ниже печи предварительного нагрева в зоне введения продукта в реактор. Другой холодильник размещен на крышке реактора. Центро беж- ный вентилятор установлен на крышке соос- но с реактором. Вихревые ловушки и реактор соединены между собой входными и выходными трубопроводами. Установка также снабжена установленными в реакторе датчиком уровня расплава и термопарой и блоком утилизации газообразных продук-. тов термодеструкции, соединенными трубопроводом с реактором. Кроме того, установка снабжена установленным на реакторе патрубком для подвода реакционных газов. 3 з.п, ф-лы. 2 ил.

сл

С

Изобретение относится к области переработки фторорганических полимеров, кон- кретно. политетрафторэтилена (ПТФЭ) или фторопласта-4, и может быть использовано для утилизации отходов данного полимера с целью получения тонкодисперсного ПТФЭ и других продуктов.

Известна установка для лиролитическо- го разложения отходов ПТФЭ в токе сухого азота при температуре до 500°С. представляющая собой реактор, выполненный в виде кварцевой трубки с патрубками для подвода

и отвода газов, снабженный нагревателем (1).

Недостатком установки является практически полное разложение ПТФЭ до газообразных мономеров и, соответственно, очень низкий выход тонкодисперсного ПТФЭ.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является установка для переработки политетрафторэтилена, содержащая реактор с вертикальной входной частью и входным и выходным

Ј

ы го

А

о

трубопроводами для подвода и отвода газов и печь (2).

В результате термодеструкции фторопласта при температуре выше данной устанопке получают до 85% тетрэфторэти- лена (ТоЭ) в около 10% гексафторпропиле- на (ГФП) и около 5,% порошкообразного политетрафторэтилена (ПТФЭ).

Недостатки установки заключаются в низком выходе тонкодисперсного порошка ПТФЭ и необходимости периодической перезагрузки реактора.

Целью изобретения является повышение выхода тонкодисперсного политетрафторэтилена и обеспечение возможности непрерывного действия установки.

Поставленная цель достигается тем, что установка снабжена трубчатой печью предварительного нагрева, установленной на вертикальной входной части реактора шне- ковым питателем для непрерывной подачи политетрафторэтилена в реактор, расположенный на входе в него, двумя холодильниками, один из которых установлен на вертикальной входной части реактора, ниже печм предварительного нагрева в зоне введения политетрафторэтилена в реактор, а другой - на крышке реактора, центробежным вентилятором, установленным на Крышке соосно реактору, и вихревыми ловушками для сбора тонкодисперсного порошка, причем реактор и вихревые ловушки соединены между собой входными и выходными трубопроводами.

Установка также снабжена установленными в реакторе датчиком уровня расплава и термопарой, соединенным трубопроводом с реактором блока утилизации газооб- разных продуктов термодеструкции и установленным на реакторе патрубком для подвода реакционных газов,

На фиг. 1 изображена принципиальная схема установки: на фиг. 2 - то же, вид сверху.

Установка для переработки политетрафторэтилена содержит реактор 1 с вертикальной входной частью, крышкой 2 и входными и выходными трубопроводами 3, 4 и 5. б для подвода и отвода газов и печь 7. Установка также снабжена трубчатой печью 8 предварительного нагрева, установленной на вертикальной входной части реактора 1, шнен новым питателем 9 для непрерывной подачи политетрафторэтилена а реактор 1. расположенным на входе в него, двумя холодильниками 10 и 11. один из которых установлен не вертикальной входной части реактора 1 ниже печи 8 предварительного нагрева, а другой - на крышке 2 реактора 1, центробежным вентилятором

12, установленным на крышке 2 соосно реактору 1. и вихревыми ловушками 13 и 14 для сбора тонкодисперсного порошка,

Реактор 1 и ловушки 13 и 14 соединены

между собой входными и выходными трубопроводами 3. 4 и 5, б.

Установка также снабжена установленными в реакторе 1 датчиком 15 уровня расплава и термопарой 16, соединенным с

0 реактором 1 посредством патрубка 17 и трубопровода 18 блоком 19 утилизации газообразных продуктов термодеструкции.

Для обеспечения возможности получения модифицированного тонкодисперсного

5 политетрафторэтилена установка снабжена установленным на реакторе 1 патрубком 20 для подвода реакционных газов.

Для загрузки предварительно измельченного политетрафторэтилена в реактор 1

0 используют бункер 21, откуда материал по

наклонной трубе 22 под собственным весом

засыпается в шнековую камеру 23 и далее

шнековым питателем 9 подается в реактор.

Установка работает следующим обра5 зом. Перед началом работы установку через патрубок 17 продувают сухим азотом или тетрафторэтиленом, полученным на предыдущих циклах работы; с целью удаления алаги во избежание образования при термо0 обработке взрывоопасных фторперекисеи. Затем подают воду в холодильники 10 и 11 , и включают нагрев печей 7 и 8, контролируя температуру в реакторе 1 с помощью термопары 16. После нагрева печей 7 и 8 до450°С

5 включают подачу измельченного ПТФЭ шнековым питателем 9 из бункера 21. Измельченный политетрафторэтилен (ПТФЭ) из шнековрй камеры 23 поступает во входную часть реактора 1 сначала через зону,

0 охлаждаемую холодильником 10, а затем через зону, нагреваемую трубчатой печью 8 предварительного нагрева, в результате чего полимер плавится.

Подача материала в реактор 1 снизу с

5 прохождением его сначала через охлаждаемую зону, а затем через зону предварительного нагрева позволяет изолировать реакционную зону от атмосферы за счет образования динамической пробки застывае0 мого расплава, стекающего из зоны плавления. Трубчатая печь 8 предварительного нагрева полимера до состояния плавления позволяет вести термодеструкцию с меньшим градиентом температур. Холо55 дильник 10, установленный под печью 8, предотвращает нагрев шнековой камеры 23 и способствует образованию герметичной пробки застывшего полимера, После заполнения расплавом реактора 1 до необходимого уровня, контролируемого датчиком 15,

подачу прекращают и увеличивают нагрев печи 7 до температуры термодеструкции (500 + 10°С), одновременно включая центробежный вентилятор 12. В результате термодеструкции молекул полимера происходит вынос мономерами тяжелых молекул в газовую фазу, их охлаждение в зоне холодильника 11 и конденсация, после чего потоком холодного газа, создаваемым вентилятором 12, вращающимся в реакторе 1 над поверхностью расплава полимера, продукты термодеструкции по трубопроводам 5 и б перемещаются в вихревые ловушки 13 и 14. где осаждается и накапливается тонкодисперсный политетрафторэтилен, а охлажденныегазообразныепродуктытермодеструкции вновь поступают по трубопроводам 3 и 4 в реактор 1 и за счет высокой молекулярной массы таких газов, как трерафторэтилен, гексафторпропилен. и низкой температуры предотвращают дальнейшую термодеструкцию вынесенных в газовую фазу полимерных молекул ПТФЭ, обеспечивая тем самым значительное увеличение выхода тонкодисперсного порошка ПТФЗ. Избыток газообразных продуктов термодеструкции через патрубок 17 по трубопроводу 18 подают в блок 19 утилизации, где перерабатывают в различные фторсо- держащие продукты известными методами с использованием обычно применяемого для этих целей оборудования.

Данная установка для переработки политетрафторэтилена и, преимущественно, его отходов позволяет при термодеструкции получать до 50% тонкодисперсного ПТФЭ, являющегося ценным продуктом благодаря своим полезным свойствам. Тонкодисперсный ПТФЭ является эффективной добавкой к маслам, антифрикционным композитам т.д. Кроме указанного продукта при утилизации газообразных продуктов термодеструкции могут быть получены ТФЭ и ГПФ с целью их последующего использования в синтезе полимеров и фреонов или для их дальнейшей переработки а плавиковую кислоту и бифторид натрия NaFr HF.

Установка позволила увеличить выход тонкодисперсного порошка ПТФЭ в 10 раз. создать непрерывную технологию переработки отходов политетрафторэтилена, обеспечить герметичность установки и, как следствие, безопасность и экологическую чистоту процесса

Установка имеет следующие преимущества: за счет возврата вентилятором охлаж- денных газообразных продуктов термодеструкции в зону реакции v предва- 5 рительного подогрева исходного сырья до 450°С оказалось возможным увеличить выход целевого продукта в 10 раз. Осуществлением подачи измельченного фторрпласта-4 шнеком в реактор снизу удэ10 лось обеспечить герметичность установки при ее непрерывной работе.

Формула изобретения 1, Установка для переработки политетрафторэтилена, содержащая реактор с вер15 тикально й входной частью, крышкой и

входными и выходными трубопроводами

Подвода и отвода газов и печь, отличаю

щ а я с я тем, что, с целью повышения

выхода тонкодисперсного политетрафторэ0 тилена и обеспечения возможности непрерывного действия установки, она снабжена трубчатой1 печью предварительного нагрева, установленной на вертикальной входной части реактора, шнековым питателем для

5 непрерывной подачи политетрафторэтилена в реактор, расположенным на входе в него, двумя холодильниками, один из которых установлен на вертикальном вводной части реактора ниже печи предварительно0 го нагрева в зоне введения политетрафторэтилена в реактор, а другой -- на крышке реактора, центробежным вентилятором, установленным на крышке соосно с реактором, и вихревыми ловушками длч сбора

5 тонкодисперсмого порошка, причем реактор и вихревые ловушки соединены между собой входными и выходными трубопроводами.

в реакторе датчиком уровня расплава и тер мопарой. t

i N

л/

4 /и . «

г / 10 19

/ // / /

QZ7V/

-: /

/