Полимеризатор

Сфез СоветскикСфциалистическивРеспублик ОП ИСАНИЕИ 305 РЕТЕН ИЯК АВТОУСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ щ 942788(51)М. Кд. В 01 Т 19/18 с присоединением заявки МРВУАЗРстюиыЯ кветет СИР в юеи язебрвтеияЯ и еткрьпийДата опубликования описания 18.07,82(71) Заявител ПОЛИМЕРИЗАТОР переточнъи ус 1 ройстввязких поли ьюров,Бель иэобретениности работы при сиполимеров.Укаэанная цельплимериэатор, сосекции с неремешкаждой иэ иих иных уровнях перетбжен механическиперетока, а квждвыполнено в видевенного пере гочнощего предыдушуторические секции. я - повышение надежнтеза высоховяэких перетока выпген эакрепле, устройстве нка.Кроме тотенсифнкв торрасположенно механический выпотаен в ви теМном патрубке каждь в пе Изобретение относится к аппаратам непрерывного действия, предназначенным для синтеза полимерных материалов, в том числе синтетических кау ков, в углеводородном растворителе с иснользова 5 нием катализаторов Бйглера-Иатта.Известно устройство для пожме 1 иэации, содержащее батарею последоватежно соединенных вергиквльных аппаратов пол 1 О ного звпогвения 1,11,гНедостатками этого устройства явля ются большие потери давления и разветвления система автоматического контроля по поддерквнию температуры процесса.Наиболее ближим к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является полимериэатор, содержащий цилиндрические секции с перемещающим устройством в каждой иэ них и рас-тэ положенные нв разных уровняхпереточные устройства 21Недостатком известного дожмеризатора является невысокая надежность работы достигается тем, чго держащий цилиндрические иввкзцим устройством в расположенные на раэочные устройства, снами интенсификаторвми ое переточное устройство тангенциад но расдолого патрубкв, соединяю- и последутстпую цилиндмеханический интенсификвтор олнен в виде напорных лоявонных на перемещчваияцект а уровне перегочного патрубПеремешиваюшее устройство 10 секции 2 может быть выполнено геликоидального типа, что обеспечивает высокоэффективное перемешивание вязкого материала.В секции 2 происходит дальнейшее увеличение конверсии и повышение концентрации полимера в растворе, в частности за счет дальнейшего испарения растворителя. Глубина конверсии возрастает до 65-70%. а концентрация в растворе до 11-13%, Парь растворителя отводятся по патрубку 22 в коллектор 20.В секции 3 реакционная масса движется вверх к переточному патрубку 7 за счет гидростатического.перепада и напора, создаваемого пегемешиваюшим усгройством,3 9427шнека с приводом, размешенным вне ци-линдрических секциЯПолимеризатор снабжен паросборным коллектором, соединенным с верхними частями цилиндрических секций,5Иа фиг. 1 представлена схема полимеризатора:, на фиг. 2 -,то же, разрез АЛна фиг. 1; на фиг. 3 - участок цилиндрических секций (вариант выполнения, продольный разрез;на фиг. 4 - разрез Б-Б 1 она фиг. 3.Полимеризатор содержит цилиндрические секции 1-4 с верхними и нижнимиднишами, соединенные между собой тангенгенциально расположенными переточнымипатрубками 5-7 со вставками 8.В каждой цилиндрической секции 1-4установлены перемешивающие устройствасоответственно 9-12,Направление врашепия и тип перемещиваюших устройств 9-12 соответствуютвязкости среды и направлению движенияреакционной массы в каждой из секций,Перемешиваюшие устройства 9-12 закреплены на тангах 13. Образуюших ж 25сткий безвальный каркас.Полимеризатор снабжен механическимиинтенсификаторами перетока, каждый изкоторых выполнен в виде напорных лопастей 14, закрепленных на каждом переме- .,шиваюшем устройсгве 9, (10-12 науровне переточного патрубка 6 (6 и 7).В полимеризаторе предусмотрен входной патрубок 15 и выходной патрубок 16,Секция 4 снабжена выгрузным шнековымустройств ом 17,35К аждый механический интенсификаторперетока выполнен также в виде располсженного в каждом переточном патрубке 5(6 и 7) шнека 18 с приводом 19, размешанным вне цилиндрических секций 1-4,При необходимости вблизи шнека 18штанги. 13 выполнены с изгибом, (фиг. 3),Полимеризатор снабжен паросбсрнымколлектором 20, соединенным с верхними частями цилиндрических секций 1-445патрубками соответственно 21-24,Верхние части цилиндрических секций1-4 могут быть последовательно соединены между собой паровыми трубами (непоказаны), а последняя по ходу реакцион- аной массы цилиндрическая секция снабкена пароотводяшим патрубком (не показан).Работа полимеризатора рассматривается на примере получения синтетическогокаучука СКИпутем полимеризации изо-пргна в растворе изопентана с помощью катализатора Биглера-Натта при повышеннойконцентрации полимера в растворе. 88 4Шихта, состояшая из изопрена мономера (полимеризуемая часть 19%) в смеси с изопентаном, смешивается, с раствором каталитического комплекса и растворителем и. через патрубок 15 вводится в сек цию 1. В этой секции происходит образование центров полимеризации и развитие реакции.За счет тепла реакции происходит по- дьем температуры реакционной массы и частичное испарение растворителя. Глу бина конверсии на выходе из секции 1 по расчетам составляет около 30-35%, а концентрация полимерав растворе около 6%,Реакцинная масса непрерывно перемешивается, поднимаясь снизу вверх, достигает переточиого патрубка 5 и переливается в секцию 2. В связи с малой вязкостью раствора, в секции 1 может быть . применена, например, равная мешалка.9 с поперечными лопасгями.Выделившиеся пары растворителя через патрубок 21 поступают в паросборный коллектор 20 и далее на полную конденсацию вС целью исключения зарастания патрубков 10 полимером, стенки патрубка могут непрерывно омываться охлажденным растворителем, который также сливается в коллектор 20, где осушествляется конденсация основной массы вьщеленных паров растворителя охлажденным жидким растворителем.1В секции 2 процесс полимеризации продолжается, Реакционная масса течет свер ху вниз из-за разницы гидростатических уровней в секциях 2 и 3, а также за счет воздействия напорной лопасти 14, Напорный эффект лопастей 14 уснливается наличием вставки 8, вьжолняюшей функции напр авляюшего аппарата.88 6Предлагаемое устройство просто по Ьнструкции и надежно в работе. 1. Полюеризатор, содержащий цапнирическне секции с перемешивающим усгройством в каждой из них и расположенные на ражых уровнкс дереточные устройства, о т л и ч а ю щи й с я тем,что, с целью повышения надежности в работе при синтезе высоковязких полимеров,сн снабжен механическими интенсификаторами перетока, а каждое переточнов устройство выполнено в виде тангенцкальнорасположенного переточного патрубка, соединяюшего предыдущую и цослещчощуюцилиндрические секции,2. Полимеризатор по и. 1, о т л и ч аю ш и й с я тем, что каждыВ механический интенсификатор перетока выполнен в виде напорных лопастей, закрепленных нвперемешиваюшем устройсгве на уровне переточного патрубка.3, Полимеризатор по и, 1, о т л ич а ю ш и й с я тем, что каждый мехашческий интенсификатор перетока выпоженв виде расположенного в переточном паорубке шнека с приводом, размещенным внепи лип дрических секций,4 Полимеризатор по п. 1, о т л ич аюши йс ятем, чтоонснабженпаресборным коллектором, соединенным сверхнихними частями цилиндрических секций.Источники информации,принятые во внимание дри экспертизе1. Кирпичников П. А. и др. Альбом технологических схем основных производствпромышленности синтетического каучука.Л., фХимияф, 1976, с. 67-68, рис. 53.2. Авторское свидетельство СССРМ 4542 14 кл В 0 1 3 19l 18 е 1973(прототип). 5 9427выполненным, например, в виде жнточнойгеликоидальной мешалки.В секции 3 глубина конверсии возрастает до 70 80%, а концентрация полимераврастворе до 17% по массе.ф ормула и зобре тени;яНадежная передача высоковязкого по,имеризата через патрубок 7 обеспечиваетсяработой напорной лопасти 14 или шнека 18,Отвод паров растворителя осуществляютчерез патрубок 23 в сборный коллектор 2090В патрубки 22-24 может подаватьсяохлажденный растворите ль.Последняя по ходу процесса секция 4выполняет функцию дозревательной емкости, поскольку глубина конверсии на выходе нз нее увеличивается всего на 5 7%В етой секции с помои.ью перекеи 1 иваюшего устройства 12, которое может быть выполнено ленточного или шнекового типа,вь.соковязкий полимер движется сверху щвниз. Затем полимеризат выгружается шнековый устройством 17, смешивается с ингибитором и направляется на дальнейшуюобработку.Благодага наличию паросборного колле ктсра 20 давлением в паровых сбьемахсекции 1-4 оказывается одинаковым и,следовательно, процесс полимеризации является изобарическим. Из-за гидростатических перепадов по секциям и изменения, концентрации полимера в растворе, в реакционной массе наблюдается и темпераотурная депрессия порядка до 8-10 С, чтооднако не окажется на качестве конечного продукта, поскольку при адиабатичес 35ком процессе полимеризации изменениетемпературы в реакционной массе в ходепроцесса достигает 40-50 С.оВ случае относительно низких конечных концентраций полимера в растворе408-13%) перемешивакнцие устройства вкаждой секции могут быть выполненыодинаковымн, а шнековое устройство 17заменено винтовым насосом, 942788942788 Составитель И. ВолгРедактор А, Химчук Техред З,Палий орректор Я. Шароши илиал ППППатент, г. Ужгород, уп. Проектная аказ 4943/9 ВНИИПИ по 1. 13035, Тираж 583Подпиударственного комитета СССРлам изобретений и .открытийосква, Ж 5, Раушская наб., д. 4/