Устройство для полимеризации мономеров Советский патент 1982 года по МПК B01J19/00 

Изобретение относится к области химической промышленности, а именно к устройству для получения гомо- и сополимеров стирола, поливинилхлорида, поливинилацетата и других полимеров, получаемых суспензионным или блочно-суспепзионным способом.

Известное устройство для получения полимеров суспензионным способом, представляющее собой аппарат колонного типа с мешалкой, не обеспечивает образование равновеликих капель суспензии мономера и одинаковых условий тенлообмена во всей массе полимеризуемого материала, в результате чего готовый продукт неоднороден по физико-химическим показателям.

С целью повышения качества получаемой продукции предлагаемое устройство для полимеризации снабжено фильерной насадкой, сообщающейся с пульсатором и линией подачи мономера и имеет тангенциальные вводы для теплоносителя.

На чертел е изображено предлагаемое устройство.

Главным узлом нового устройства является аппарат полимеризации, выполпенпый в виде закрытой наружной колонны 1, в которой концентрически установлена открытая и су кенная вверху внутренняя колонна 2 с меньшими диаметром и высотой.

Обе колонны по всей высоте с11абжс 1Ы тангенциальными вводами 3. Б нижней расширенной части колонны 2 укренлена фильерная насадка 4 с тангенциальными вводами, состоящая из разделенных между собой двух камер; мономерной (форнолимерной) 5 и водной 6 и соответствен)ю фильер: для мономера (форнолимера) - в виде трубочек 7, для воды - в виде отверстий 8, концентрнческн расно.чоженных к трубочкам. Указанные фильеры сооспы.

К нижней открытой коническо части колонны 1 прикреплен сепаратор в виде П1люзовой камеры для обезвоживании н сушки. Камера состоит из цилиндрической царги 9 с загрузочным н выгрузным отверстиями, перекрываемыми клапанами К), для которых нриводом является гидроцилиндр 11 с рычажным устройством 12. К царге 9, снабженной ложным (иерфорированным) дном 13, прикреплен брезентовый нанравляющи рукав 14. Колонна 1 н царга 9 покрыты тенлоизоляцией 15. Бне колонны размещены следующие взаимосвязанные трубопроводом узлы устройства: насос 16 для рециркуляции воды, двухсекционный сборник 17 воды, пульсатор 18 (например поршневой), емкость 19 для приготовления масляной фазы или форполнмерл, холодильник

20, теплообменники 21, вентили 22, 23, регулирующие дроссели 24, клаиаиы 25.

Ирииции действия устаиоБКИ aaiwiioiiiciся Б 1е 1рерывиоимиульсиом калиброиаиии каиель моиомера и иодачи их в колониу 2, где оии, двигаясь вверх в водиой фазе, полимеризуются до отверждеиия, далее, иереходя в колоииу 1 ири своем движеиии сверху Бииз на разгрузку, иолимеризуются окоичательно.

Подготовка устройства к работе сводится к ириготовлению масляиой фазы или фориолимера и заиолиению систем водой. Для исключения еоприкосиовения иульсатора 18 с полимеризующейся массой заиолияют обесеолеииой водой его иолость, трубоировод, соединяющий камеру 5 и пульсатор 18, частично камеру 5 (до уровня тангенциального мономериого ввода), а затем камеру 5 доливают мономером. При этом мономер, как менее плотная жидкость, занимает верхиюю часть камеры. Далее иасосом 16 но трубоироводам через вводы 3 и дроссели 24 заполпяют обессо.ленной горячей (80-ЮО С) водой камеру 6 фильерной насадки, внутреннюю 2 и наружную 1 колонны при закрытых кланапах 10 разгрузочного устройства. Затем открывают вентиль 23 па сливе воды в двухсекционный еборник 17 и закрывают дроссели на нодаче воды в колонну 1. В результате непрерывной тангенциальной нодачп воды через вводы 3 и ее сливе в колонне 2 создается враи1,ающийся водный ноток, вертикальная составляющая которого уменьплается по высоте.

После стабилизации уровпя воды в колоппе устройство готово к работе.

Пуск колопны осуществляют открытием вентиля 22 на подаче мономера и включением пульсатора 18. Мономер нод действием давлением в трубопроводе н прямого хода пульсатора в виде капель, величипа которых определяется амплитудой н частотой колебания пульсатора, срывается с трубочек 7 и ненрерывно ностунает в колонну 2. Тангенциальный ввод форполимера создает его вращение в камере 5, что исключает налинание на етенки ка1меры и нарушение последовательностн выхода порций форполимера во внутреннюю колонну.

Обратный ход пульсатора вызывает пульсирующее давление в водной камере 6, выход небольших порций воды иод низ каждой капли и их гарантированное калнбрование. Кайли под действием гидравлических сил и вращающегося водного потока, направлеиного вниз, поднимаются со скоростью 1 мм/с. По мере непрерывного равномерного продвижения диспергированной масляной фазы вверх по колонне происходит полимеризация в каплях, увеличение их твердости н плотности.

нропорцнональное усредненной нлотности реакционной массы, автоматнчески подается сигнал па клапан 25 для изменения JKICхода воды па лнве из колоппы. Дифферепциальный (разделенный по взаимнонротпвоположным направлениям) ток воды обеспечивает необходимое подвижное равновесие циркуляции. Расход сливной воды должен быть настолько меньше ее подачп в

колону 2, чтобы в верхней ее части происходило подталкивание частиц с плотностью более 1 г/см и наканливанне отвердевших частиц (бисера) без их опрокидывапия в колонну 1. В последующий момент, когда

вакуум в царге 9 и сборнике 17 отсутствует (например во время загрузки царги пульпой), расход воды на сливе становится значительно меньше ее расхода на нодаче в колонну, а нанравленный вверх водный ноток увеличивается по мере сужеиия горловииы колонны 2 и увлекает за собой нлотный бисер. Таким образом гарантируется ненрерывиоимпульсное опрокидывание уплотненных частпц из впутреппей колоппы

к наружную.

Окончательная полимеризация мономера в :бисере происходит в колонне 1. Отвержденный бисер медленно движется сверху вниз к разгрузочному устройству. Скорость движения бисера регулируют аналогично регулированию скорости во внутренней колонне, т. е. тангенциальной подачей воды, нанравленной вверх. Избыток воды, поступающей из внутренней 2 и наружной 1 колонн, сливается через верхний штуцер в сборник 17, не увлекая за собой бисер, так как плотность последнего выше плотности воды, а вертикальная составляющая водного потока в

верхней части колонны 1, обладающей наибольшим живым сечением, минимальна.

Отвержденный бисер периодически поступает в разгрузочное устройство, представляющее собой шлюзовую сушильпую

камеру, периодически перекрываемую клапапами 10, где происходит процесс обезвожива 1ия (вакуумом) поступающего из колонны 1 бисера и его сушка подогретым воздухом. Вода и конденсат при этом поступают в сборпик 17 и насосом 16 в рецикл.

Формула изобретения

1. Устройство для полимеризации мономеров, выполненное в виде колонного аппарата, отличающееся тем, что, с целью повышения качества получаемой продукции, оно снабжено внизу фильерной

насадкой, сообщающейся с пульсатором н линией нодачи мономера и имеет тангенци альные вводы для тенлоносителя.

...5

c//l/

//

//

-гГ