Установка для непрерывной полимеризации и переработки полимерного продукта

А СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 19 00 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Г7ЪТ Фр ВУ Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТ полимеризатор с выгрузочно- формуюсим устройством и узел приема и переработки получаемого полимерного,продукта, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью расширения техно 5508,логических возможностей и повышениянадежности установки, она снабжена,твоС С С р узлом при готовления и подачи поддавлением инициатора и соединеннойс ним и с узлом приготовления иподачи под давлением мономернойсмеси камерой предварительного смещения, установленной на входе в ко"давлениемлонный реактор-полимеризатор. юл. У 1 идетель 7/23-05 А ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙЕРЕРАБОТКИ ПОЛИМЕРдержащая узел приС 1 М(21) 2825581/23-2 ь (22) 28.09. 79 (й 6) 30,03.83. Б (72) Н.М,Чечило (53) 66.023(088.8 (56) 1, Патент Ан 81 Х, 19652. Авторское спо заявке Г 27560 (5 ч)(57) УСТАНОВК ПОЛИМЕРИЗАЦИИ И П НОГО ПРОДУКТА, со готовления и под мономерной с1 10077Изобретение относится к оборудованию для проведения процессов полимериэации и переработки полимерно-го продукта и предназначено для непрерывного производства термоплас:.тичных полимерных материалов в видегранул из жидких мономеров.Известна установка для полимеризации, содержащая реактор, устройстваприготовления реагентов, выгруэное 1 оустройство и контрольно-регулирующуюаппаратуру 11 1Недостатком устройства являетсято, что в нем невозможно получитьпродукт в виде гранул или формован зных изделий, а также малая интенсивность и эффективность процеаФа,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности,и достигаемому результату является установка 2 рдля непрерывной полимериэации, содержащая узел приготовления и подачи поддавлением мономерной смеси, колонныйреактор-полимериэатор с выгруэочноФормующцм устройством и узел йриема 2 Зи переработки получаемого полимер ного продукта ,1.Недостаткамицанноб установки являются ограниченные технологическиевозможности: невозможность получениягранул и формованных изделий и ненадежность конструкции.Цель изобретения - расширение тех, нологических возможностей и повышениенадежности установки.Поставленная цель достигается тем, з 5что установка для непрерывной полимеризации, содержащая узел приготовления и подачи под давЛением мономерной смеси, колонный реактор-полимеризатор с выгруэочно-формующим устройством и узел приема и переработки. получаемого полимерного продукта,снабжена узлом приготовления и подачи под давлением инициатора и соединенной с ним и с узлом приготовления фи подачи под давлением мономернойсмеси камерой предварительного смешения,. установленной на входе в колонный реактор-полимеризатор,Выполнение смесительной головки фпо принципу многократного разделения и последующего объединения (слияния) потока реакционной смеси илиоборудование ее перемешивающим устройством (мешалкой ) повышают эффек- Итивность перемешивания мономера иинициатора (повышают однородностьполучающейся реакционной смеси ) и 1 б 2 тем самым способствуют повышениюнадежности работы установки и повышению однородности свойств получаемого полимерного продукта.На фигЛ изображена принципиальная схема установки; на фиг.2 - продольный разрез реактора-полимеризатора со смесительной головкой; нафиг.3 - вариант смесительной головки (смесителя ), выполненной по принципу многократного разделения и объе.динения (,слияния ) потока реакционнойсмеси, разрез; на фиг.4 - вариантсмесительной головки с мешалкой.Установка 1 фиг,1) содержит узелприготовления мономерной смеси с расходной емкостью 1, дозировочный насос 2 для непрерывной подачи этойсмеси под давлением, узел приготовления раствора инициирующих добавокс расходной емкостью 3, дозировочныйнасос 4 для непрерывной подачи этогораствора под давлением., реактор-полимеризатор 5 и узел 6 приема и переработки получаемого полимерного продукта.На линии подачи мономернойсмеси установлен теплообменник 7.Реактор-полимеризатор (фиг.2)представляет собой аппарат колонного(трубного ) типа,расчитанный на повышенное (порядка 100 кг/см)давление. На входе реактора установленасмесительная головка (смеситель) 8с распылительным устройством (форсу"кой 7 9, к которой подсоединены линияподачи мономерной смеси (М)и линияподачи раствора инициатора (И 1, Крышка 10 и трубная ( цилиндрическая )часть реактора 11 покрыты изнутритеплоизоляционным покрытием 12, Квыходу трубной части реактора 11подсоединено выгрузочно-формующееустройство 13 типа экструзионнойголовки с перепадной решеткой 14,проходные отверстия которой не одинаковы по размерам: диаметр отверстий решетки возрастает от центрак периферии. Снаружи реактор оборудован электрообогревателями 15 ирубашкой 16 для циркуляции теплоносителя,К выгрузочно-формующему устройству реактора 13 примыкает узел 6приема и, переработки полимерного продукта, который в зависимости от видаполучаемой продукции и предъявляемыхк ней требований может содержатьлюбые известные перерабатывающие устройства.3 10077Установка работает следующим образом.Иономерная смесь из расходной емкости 1 с помощью дозировочного насоса 2 и раствор инициатора из расходной емкости 3 с помощью дозировочного насоса 4 непрерывно подаются под давлением в смесительную головку реактора-полимеризатора 8. Поток моно- мерной смеси может подогреваться на10линии подачи с помощью теплообменника 7 до требующейся температуры.Раствор инициатора впрыскивается в поток мономерной смеси через форсунку 9 Из смесительной головки полу ченная реакционная смесь поступает в реактор-полимеризатор и полимеризуется в режиме теплового взрыва, что достигается подбором температурмономерной смеси и раствора инициатора, поступающих в смесительную головку. В результате такой 1 "взрывной"адиабатической ) полимеризации, реакционная смесь превращается в полимерный продукт, нагретый за счет теплоты 25реакции до состояния расплава. Темпе-,ратуру стенок трубной части реактора11 с помощью электрообогревателей 15поддерживают близкой или равной температуре полимеризующейся массы внут Ори реактора, что препятствует рассеиванию выделяющегося при полимеризациитепла из пристенных -слоев во внешнюю среду и повышает однородностьтемпературного режима полимеризациив поперечном сечении реактора. Под35действием давления, создаваемогонасосами 2 и ч и передающегося черезреакционную смесь т.,е. по методугидроэкструзии ), образующийся поли. аомерный расплав непрерывно вытесняется из трубной части реактора 11и экструдируется через выгрузочноформующее устройство 13 в узел 6приема, где происходит его окончательная переработка в готовую продукцию гранулы, прутки, профили, листы и др),Согласно другому варианту (Фиг.3)смесительная головка смеситель ) реактора-полимеризатора выполнена попринципу многократного разделенияи последующего объединения потокареакционной смеси.; Этот смесительсодержит диски двух типов: а ) с несколькими проходными Отверстиями по 55периферии 17, б.) с выточкой и однимотверстием в центре 18, которые установлены в корпусе 19 и прижаты друг 164к другу уплотнительным тройником 20. К штуцерам тройника подсоедине. ны линии подачи мономерной смеси и линия подачи раствора инициатора.Такая конструкция смесительной головки повышает качество оеремешивания потоков мономерной смеси и раствора инициатора и повышает одно 1 родность состава образующейся реакционной смеси, что имеет существенное значение при использовании мрномерных смесей с повышенной вяз" костью. В остальном работа установки в этом случае, не отличается от ра" боты по вышеописанному примеру.Согласно еще одному варианту (фиг.ч), практически эквивалентному предыдущему,смесительная головка может быть выполнена с применением перемешивающего устройства (мешалки) 21, которое подвижно установлено в корпусе головки 22. При работе установки мешалка 21 приводится в движение 1, вращение ) потоком реакци" онной смеси аналогично ротору тур" бины ), за счет чего достигается сильная турбулизация этого потока и повышение качества перемешивания.Предлагаемая установка позволяет осуществить технологический процесс получения полимерных материалов согласно наиболее прогрессивному методу полимеризации - методу блочной полимеризации (полимеризации в массе.) с получением непосредственно из исходной реакционной 1,мономерной ) смеси полимерного расплава и одновременной переработкой этого расплава в товарную продукцию. При этом достигается существ .нное сокращение технологического цикла 1, уменьшается стадийность), уменьшение количества вспомогательных материалов и отсутствие сточных вод.В связи с протеканием реакции по-. лимеризации в реакторе-полимеризато" ре в непрерывном режиме теплового взрыва с использованием тепла реакции для ее ускорения и разогрева получаемого продукта до состояния расплава работа установки характеризуется более высокой производительностью, надежностью и экономичностью в срав-, нении с известными установками.В связи с отсутствием масштабных ограничений по отводу тепла на стадии полимеризации как и в любом адиабатическом процессе ) на базе5 1007716 б.реактора-полимеризатора данной уста- ки и выгрузки из реактора-полимериновки могут быть созданы высокопро- затора путем гидроэкструзии.изводительные промышленные агрегаты Использование данной установки с единичной мощностью от 1 до 100 тыс. при минимальных капитальных затратонн в год и выше. тах на создание ее промышленных обВ сравнении с известными установ- разцов позволит, в частности, реками для получения полистирола данная шить проблему расширения выпуска установка не имеет жестких ограниче- таких дефицитных в настоящее врений по вязкости расплавов получаемых мл полимерных материалов как формополимерных продуктов, что обусловле- О вочныелитьевые и экструзионные ) но осуществлением их транспортиров- метакрилатные, АБ 1 и др. пластики.Тираж 535Государственного комитета ССо делам изобретений и открытМосква, Ж,Раушская наб. Подписн Ц/ 1130 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,