Аппарат для непрерывного выделения полимерных материалов из растворов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 191 (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ьство СС 1967. тво СССРп).РЫВНОГОАЛОВ ИЗус в видверхГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ .СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(54)(57) АППАРАТ ДЛЯ НЕПРЕВЫДЕЛЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИРАСТВОРОВ, содержащий корпколонны с нижним входным и 1(511 В 29 Н 1/10; В 01 г 19/а ним выходным патрубками и закрепленные внутри корпуса кольцевые поперечные вставки с наклонныьг кпродольной оси боковыми поверхностями и с центральными отверстиями,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью углубления отгонки растворителя из крошки полимера за счет увеличения полезного объема аппарата,боковая поверхность вставок выполнена с продольными гофрами, имеющимиуменьшающуюся в радиальном направлении от центрального отверстия к периферии глубину.Изобретение относится к аппаратам непрерывного действия, предназначенных для выделения полимеров,в том числе синтетического каучука,.из растворов в углеводородных растворителях водным способом в видекрошки,Известен аппарат для непрерывного выделения полимерных материаловиз растворов, содержащий корпус снижним входным и верхним выходнымпатрубками Г 13.Недостаток известного аппаратазаключается в малой интенсивностиобработки полимера при его всплытии.Наибблее близким по техническойсущности и достигаемому результатук изобретению является аппарат длянепрерывного выделения полимерныхматериалов из растворов, содержащий корпус в виде колонны с нижнимвходным и верхним выходным патрубками и закрепленные внутри корпусакольцевые поперечные вставки с наклонными к продольной оси боковымиповерхностями и с центральными отнерстиями (.2 7.В известном аппарате вставки выполнены в виде примыкающих друг кдругу полых тел вращения переменного по высоте сечения (усеченныхконусов) и образуют гидродинамический корпус, который размещен вовнутренней полости основного цилиндрического прочного корпуса.Между внешними поверхностями усеченных конусов образованы изолированные полости на 25-30 уменьшающие полезный объем аппарата и соответственно повышающие его удельную металлоемкость.В условиях проведения процессавыделения, например, синтетического каучука СКИиэ 10-15-ногораствора в иэопентане объем, занимаемый пульпой (нодой и крошкойполимера), составляет около 50 Ъ рабочего объема аппарата, остальноегазообразный растворитель и частично водяной пар.Избыток, барботирующий пульпу,газопаровой фазы дополнительно сокращает время пребывания крошки наппарате, интенсифицирует нежелательное насыщение воды растворителем и сопровождается малоэффективным контактом крошки с имеющим низкую теплоемкость газообразным иэопентаном.Целью изобретения является углубление отгонки растворителя изкрошки полимера эа счет увеличенияполезного объема аппарата.Поставленная цель достигаетсятем, что в аппарате, содержащем корпус н виде колонны с нижним входным и верхним выходным патрубкамии закрепленные внутри корпуса коль. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 цевые поперечные вставки с наклонными к продольной оси боковыми понерхностями и с центральными отнерстиями, боковая поверхность вставок выполнена с продольными гофрами, имеющими уменьшающуюся н радиальном направлении от центральногоотверстия к периферии глубину.На фиг.1 схематически изображенаппарат, общий вид; на фиг,2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.4 - узелна фиг.1; на фиг.5 и б - то же,варианты исполнения,Аппарат для непрерывного выделения полимерных материалов из растворов содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 в виде колонныс нижним 2 и верхним 3 днищами,на которых размещены входной 4 ивыходной 5 патрубки соответственно. Имеются дистанционно установленные по высоте и закрепленные накорпусе 1 кольцевые поперечные встанки б с наклонными к продольнойоси боковыми поверхностями.Боковая поверхность вставок выполнена с продольными гофрами, глубина которых уменьшается в радиальном направлении от глубины центрального отверстия 7 до глубиныу периферии.Конструкция кольцевой поперечнойвставки б .(фиг.2 и 3) образованаиз ребра 8, нижних и верхних листон 9 и 10.Ребра. 8 имеют нид равнобочныхтрапеций, прикрепленных к корпусу вдоль его образующих своими меньшими основаниями,Листы 9 и 10 прикреплены к боковым сторонам ребер 8 попеременнос нижних и верхних сторон последних, Наклон листов 9 и 10 к осиаппарата соответствует наклонубоковых сторон ребер 8,Образуемые ребрами 8 и листами 9и 10 гофры придают вставкам б повышенную жесткость, что дает возможность применять ее при большихдиаметрах без дополнительных опорных элементов.Граница центрального отверстия 7каждой вставки б разделяющего аппарат на секции, расположена по кольцевой пространственной волнообразной линии, образованной кромкамилистов 9 и 10 и большими основаниями трапеций ребер 8.Поверхности листов 9 и 10 и ребер 8 образуют чередующиеся междусобой, сужающиеся к центру и наклонные к оси аппарата нижний опорный и верхний потолочный желобы 11и 12 соответственно.Внешние понерхности листов 9и 10 образуют с корпусом 1 острыеуглы с. и р,Полимерный материал, например 10-15-ный раствор каучука СКИв изопентане, обрабатывают водным паром, Образующаяся смесь газообразного растворителя, водяного пара и крошки полимера смешивается с заплавленной антиагломератором водой и поступает через патрубок 4 40 в нижнюю секцию аппарата.За счет тепла, вносимого водяным паром, отгонка растворителя от крошки продолжается и в вышерасположенных секциях аппарата. 45Из-эа различных плотностей многофазной среды и ее дросселирования возникают вихри, что способствует смешению содержимого и предотвращает слипание крошки. Для ликвидации местных застойных зон у корпуса 1 плоские листы 9 и 10 отогнуты вниз и вверх по линиям 13 соответственно.Листы 9 и 10 могут иметь выпуклые в наружные стороны вставок 6 поверхности криволинейного профиля, например дуги (фиг.4), полуокружности (фиг.б) или угол (фиг.б). В этих случаях экстремумы волнообразных линий вставок 6 представляют собой радиально расположенные и наклонные к продольной оси гребни (ребра). При этом кривизна профиля может увеличиваться с уменьшением радиуса аппарата (например, при изготовлении листов 9 и 10 иэ вальцованных усеченных конусных обечаек). В исполнениях согласно фиг,4,5 и 6 отгибы по линиям 13 не требуются.Ребра 8 могут устанавливаться наклонно к образующей корпуса 1 (фиг.6).Ребра 8 могут быть изогнуты по спирали, при этом боковые стороны листов 9 и 10, смежные с ребрами, вырезают по кривым, соответствующим спиралям ребер 8.Аппарат для непрерывного выделения полимерных материалов иэ растворов работает следующим образом. 1015202530 Газопаровая фаза, опережающе поотношению к пульпе (воде и крошкеполимера) собирается в верхнихпотолочных желобах 12 вставок 6 ирадиально перемещается от периферии к центральным отверстиям 7,где огибая преимущественно верхнюю часть волнообразной границы последнего, дискретно поступает в последующую секцию аппарата, причемпереход газопаровой фазы иэоднойсекции в другую осуществляется приобтекании как горизонтальных (верхних), так и вертикальных участковотверстий 7, Газопаровой поток увлекает вместе с собой пульпу, которая совершая с газопаровой фазойвихревые движения, выносится в последующие секции аппарата.Часть пульпы в секциях собирается в нижних опорных желобах 11,по которым она радиально стекаетв первую секцию аппарата на повторную обработку. При увеличении расходов газопаровой фазы соответственно уменьшается возврат пульпы впредыдущую секцию аппарата.Обработанная смесь через патрубок 5 выводится иэ аппарата нацентробежный сепаратор (циклон),откуда газопаровая фаза следует всистему конденсации, а пульпу подают на дальнейшую обработку.Предлагаемый аппарат по сравнению с прототипом позволяет увеличить рабочий объем на 25-30 дляуглубления отгонки растворителяиз крошки полимера, что позволяетповысить производительность аппарата; снизить вибрацию аппарата ипроизводственный шум, а такжеуменьшить пульсации в потоке припоступлении его в центробежныйсепаратор, и, тем самым, предотвратить унос крошки в систему конденсации; интенсифицировать опережающий отвод в систему конденсациипопутного газообразного растворителя; повысить диапазон пропускнойспособности для устойчивой работыаппарата; снизить удельную металлоемкость,аппарата, 1077 В 121077812фиг 6Составитель И,Буслаева Редактор Г.Гербер Техред Т.Фанта Корректор А.Повх Заказ 846/12 Тираж 640 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4