Установка для выделения полимеров из растворов

СОЮЭ СОВЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 09) (11) О В 013 9 В 2 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ТЕЛ ЬСТВУ ГОсудАРстВенный нОмитет ссПО ДЕЛАМ ИЗОВ ЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(56) 1. Кирпичников П А. и др.Альбом технологических схем Основныхпроизводств промышленности синтетического каучука. Л., "Химия", 1976,с; .63, рис. 48.2Авторское свидетельство СССРУ 712260, кл. В 29 Н 1/02, 1978(54)(57) УСТАНОВКА ДЛЯ ВБПЕЛЕНИЯПОЛИМЕРОВ ИЗ РАСТВОРОВ, содержашаяпоследовательно установленные по ходу технологического процесса крошкообразователь, аппарат первой ступе,ни выделения полимеров из растворовс йатрубком для ввода крошки полимера и парогазоводяной смеси из крош- . кообразователя, аппарат второй ступе ни выделения; эжекторный смеситель . с нагнетательной, выходной и всасываюцей частями, соединенный последней с аппаратом второй ступени выделения, и патрубки для выгрузки крОшки полимера и газообразного раст- ворителя, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения экономичности установки за счет снижения энергозатрат на эжектирование и подачу потока из аппарата второй ступени выделения в аппарат первой ступени, эжекторный смеситель установ. лен на линии между крошкообразователем и аппаратом первой ступени щС выделения и соединен с первым из них нагнетательной частью, а с вторым - выходной частью.С:10 Недостаток известной установки заключается в том, что достижение заданных расходов фазы при транспор тировании в первую ступень выделения из второй через всасывающий патрубок эжекторного смесителя обеспечивается при значительных массовых расходах острого водяного пара через 60 нагнетательный патрубок и при использовании острого водяного пара высоких параметров с учетом вторич: ного использования его при крошкообразовании, что неэкономично. 65 Изобретение относится к оборудованию для получения полимерных материалов и может быть использовано, например, в процессе водной отгонки углеводородных растворителей из растворов при производстве синтети ческих каучуков.Известна установка для выделения полимеров из растворов, содержащая установленные по ходу технологического процесса крошкообразователь, аппараты первой и второй ступени вь 1 деления 1 .Недостатком такой установки является относительно высокий расход пара. 15Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является установка для выделения полимеров из растворов, содержащая последовательно установ ленные по ходу технологического процесса крошкообразователь, ап арат первой ступени выделения полимеров из растворов с патрубком для ввода крошки полимера и парогазоводянэй смеси из крошкообразователя, аппарат второй ступени выделения, эжекторный смеситель с нагнетательной, выходной и всасывающей частями, соединенный последней с аппаратом второй ступени выделения, и патруб- ЗО ки для выгрузки крошки полимера и,газообразного растворителя.В известной установке крошкообразователь размещен между эжекторным смесителем и аппаратом первой сту пени выделения, поэтому выходная часть эжекторного смесителя соединена с крошкообразователем, а выходной патрубок крошкообразователя - с аппаратом первой ступени выделе ния, Нагнетательная же часть эжекторного смесителя подсоединена к линии острого водяного пара. Указанная линия последовательно соединяет верхнее пространство аппарата вто рой ступени выделения с верхним пространством аппарата первой ступени выделения. В качестве рабочего тела, подаваемого на эжекторный смеситель, используется острый водяной пар, который вторично дросселируется в крошкообразователе 2 . Целью изобретения является повышение экономичности установки засчет снижения энергозатрат на зжектирование и подачу потока из аппарата второй ступени выделения в аппарат первой ступени.Укаэанная цель достигается тем,что в установке, содержащей г.оследовательно установленные по ходутехнологического процесса крошкообразователь, аппарат первой ступенивыделения полимеров из растворовс патрубком для ввода крошки полимера и парогазоводяной смеси изкрошкообразователя, аппарат второйступени выделения, эжекторный смеситель с нагнетательной, выходнойи всасывающей частями, соединенныйпоследней с аппаратом второй ступени, выделения и патрубки для выгруз;"ки крошки полимера и газообразногорастворителя, эжекторный смесительустановлен на линии между крошкообразователем и аппаратом первой ступени выделения и соединен с первымиз них нагнетательной частью, а с вторым - выходной частью,На фиг, 1 изображена установка,общий вид; на фиг. 2 - 6 - то же,варианты исполнения, на фиг. 7узел 1 на фиг. 4; на фиг. 8-10то же, варианты исполнения,Установка содержит установленныепо ходу технологического процессакрошкообразователь 1, аппарат первой ступени выделения, например, полимеровыделитель 2 с восходящим потоком, центробежный сепаратор 3и аппарат второй ступени выделения,например, диффузионный дегазатор 4.На линии между крошкообразователеми дегазатором 4 установлен эжекторный смеситель 5. Установка под-,:соединена к внешним схемам при по=мощи патрубков 6-8 соответственнодля подачи полимеризата, водяногопара и воды в крошкообразователь 1,патрубка 9 для подачи водяного парав нижнюю часть дегазатора 4, патрубка 10 для вывода газообразного растворителя на конденсацию и патрубка11 для выгрузки крошки полимера изустановки,Крошкообразователь 1 представляет собой диспергирующее устройствос указанными патрубками 6-8 и патрубком 12 для вывода" парогазоводянойсмеси и крошки полимера, В установке, показанной на фиг. 3, патрубок 8не используется.Полимервыделитель 2 с восходящимпотоком представляет собой колоннус цельнозаполненным рабочим пространством, имеющую патрубок 13 дляввода парогазоводяной смеси с крошкой полимера и выходной патрубок 14.Во внутреннем пространстве полимеровыделителя 2 могут быть установлены65.мера. Иэ выходного патрубка 21 чесопротивления 15 потоку, которые выполняются либо в виде продольного циркуляционного цилиндра (фиг. 2), либо в ниде поперечных пластин (фиг. 3), либо в виде приводной мешалки для усиления гидродинамического перемешивания (фиг. 5) . Движение воды и крошки осуществляют снизу вверх в прямоточном (восходящем) потоке газообразного растворителя и водяного пара. В качестве полимеровыделителя 2 (фиг. 6) используется трубопроводный парогазлифтный элеватор.Центробежный сепаратор 3 включает вертикальную циклонную обечайку с тангенциально установленным патрубком 16 для ввода парогазовой смеси и крошки, верхний и нижний каналы (не показано) соответственно для вывОда газообразной фазы и крошки. Центробежный сепаратор является отдельным аппаратом, но может быть встроен либо в полимеровыделитель (не показано), либо в легазатор 4 (фиг. Ц .Последний включает емкостную колону 17 и установленную в ней мешалку, 18. Дегазатор имеет переливные полки 19 (фиг. 1), что облегчает вывод растворителя из воды и крошки. Для подвода и отвода крошки с водой в дегаэатор имеются соответственно входной патрубок 20 и выходной патру. бок 21. В дегазаторах 4, в которых осуществляется противоток воды по отношению к водяному пару (фиг. 1, 2, 3, 5 и 6), патрубок 20 располо-, жен в верхней части дегазатора, патрубок 21 - в нижней части, а в дегазаторе (фиг. 4) с прямотоком воды и водяного пара - наоборот.В состав дегазатора может входить (фиг. 2) размещенный под его днищем аппарат-сборник 22,который предназначен для принятия крошки полимера с водой, поступающей из дегазатора с переливными полками 19, и для направления ее на дальнейшую обработку.В состав дегазатора может также ,входить (фиг. 3) отделитель воды 23, служащий для уменьшения концентрации полимерной крошки в воде пе" ред входным патрубком 21. Отдели- тель 23 воды выполнен в виде расширенной по отношению к выходному патрубку 21 обечайки, верхний входной конец которой подсоединен непосредственно к нижнему днищу дега-затора 4, Здесь же имеется отдели- тель 24 крошки, который соединен с нижней частью дегазатора 4 посред" ством наклонного трубопровода 25. Уровни заполнения водой дегазатора.4 и отделителя 24 расположены в одной горизонтальной плоскости, причем патрубок 11 для выгрузки крошки и воды расположен в месте указанно-. го уровня.Эжекторный смеситель 5 соединен посредством всасывающей части 26 с аппаратом второй ступени выделения через патрубок 21, посредством выходной части 27 - с патрубком 13 аппарата первой ступени выделения,а нагнетательной частью 28 - спатрубком 12 крошкообразователя 1.10 Нагнетательная и выходная части,(фиг. 1, 2, 7) выполнены сооснымиотносительно друг друга, а всасываюая часть расположена под острымуглом к оси последних. Всасывающая 15 и выходная части (фиг. 8) соосны,а нагнетательная часть расположенапод острым углом к последним. Всасывающая и нагнетательная части(фиг. 10) перпендикулярны к оси выходной части. Между выходным патрубком 12 крошкообразователя и нагнетательной частью 28 может быть установлен насадок 29, служащий для стабилизации потока, выходящего изкрошкообразователя 1. Длина насадка29 может быть равной 5-10 диаметрампроходного отверстия насадка. Насадок 29 (фиг. 2, 7, 10) консольновведен во внутреннюю полость эжекторного смесителя 5, На выходе иэпоследнего может быть выполнено норсетное сужение. Соединение эжекторного смесителя с дегазатором 4 можетбыть осуществлено посредством переточной перемычки 30 (фиг, 2, 4, 6), 35 а с полимаровыделителем - посред-.ством переточной перемычки 31(фиг. 3, 4, 5, 7) .Установка работает следующимобразом.40 В крошкообразователе 1 растворполимера или ранее приготовленнаяэмульсия в воде подвергается обработка водяным паром, в результатечего происходит испарение основной 45 массы растворителя из раствора (полимеризата) и образование пористойкрошки полимера. Газопароводянаясмесь и крошка полимера поступаютв полимеровыделитель 2, где переме-,шиваются снизу вверх, перемешиваясьи подвергаясь при этом тепловойобработке.В сепараторе 3 происходит разделение вводимого потока. Центробежныесилы повышают надежность разделенияи способствуют удалению растворителя из пор крошки полимера. Парырастворителя выводят на конденсацию,а воду с крошкой полимера направляют в дегазатор 4. Наличие между по лимеровыделителем и дегаэаторомсепаратора исключает нагрузку дегазатора по газу.В дегазаторе 4 продолжается отгонка растворителя из крошки поли 1060492реэ всасывающую часть 26 эжекторногосмесителя может пос туп ать крошкас водой (пульпа) (Фиг. 1, 2, 6),вода фиг. 3 или парогаэовая смесь(Фиг 4. йСогласно двум первым вариантам1(фиг. 1, 2, 3, 6) крошка с водойперемещается иэ верхней части дегаэатора в нижнюю. Из-за различныхплотностей сред в полимеровыделителе и дегазаторе пульпа или вода 1 Осамотеком устремляется в эжекторныйсмеситель через его всасывающую часть26, где смешивается скоростным потоком, выходящим ив крошкообразователя, и направляется в полимеровыделитель 2. Перекачивание пульпы иливоды достигается в укаэанных вариантах эа счет интенсивного обменаэнергии слоев потока, поступающегоиз крошкообразователя, и потока, по- оступающего иэ дегазатора. При это,кинетическая энергия рабочего потокаиз крошкообраэователя частично уменьшается, а кинетическая энергия потока из дегаэатора существенно увеличивается. Увеличение расхода пульпы или воды, проходящей через дегазатор, препятствует проскоку пара,всплытию полимерной крошки и вспенив анию, .В установках (Фиг, 1, 2, 6 полимерная крошка в результате подвергается многоразовой обработке прициркуляции по замкнутому контурув интенсифицированных прямоточноми лротивоточном режимах при непрерывной выгрузке крошки из установокчерез выходные патрубки 11, В установке (Фиг. 3) полимерная крошкаподвергается однократной обработке,перемещаясь из аппарата в аппарат, 40однако движение воды в этой схемеосуществляется по замкнутому контуру.При этом подача воды в крошкообраэователь 1 иэ внешних систем необязательна, а необходим только ввод анти агломерата для исключения слипаниякрошки,Совместный слив (объединение)двух потоков пульпы (первичногоивторичного) в эжекторном смесителегоэволяет угеличить ее расход черезполимеровыделитель 2, сепаратор 3и дегазатор 4, Снижение газоссдержания в полимеровыделителе увеличивает полезный объем установки и, следовательно, время пребывания в нем крошки.При наличии отделителя 23 воды, установленного непосредственно на дегазаторе 4, и в случае подачи умягченной воды в крошкообразователь повышается водосодержание в полимеравьщелителе 2. Это способствует созданию условий для повышения производительности установки за счет повышения крошкосодержания в дегазаторе и сохранения необходимого в начальный период выделения кромко- содержания в полимеровыделителе 2.В вариантах, показанных на Фиг. 4 и 5, крошка с водой отбирается иэ дегазатора 4 после обработки в последнем. Затем крошка направляется на дальнейшую обработку через патрубок 11, а вода насосом (не показано) возвращается в крошкообразователь 1 через патрубок 8. Выделяющийся в дегазаторе при обработке проходящей:в нем крошки водяной пар и газообразный растворитель направляются через патрубок 21 и принимаются всасывающей частью 26 эжекторного смесителя 5. В последнем аналогично описанному осуществляетсяобмен энергией слоев потоков, поступающих из крошкообраэователя и дегаватора, За счет обмена энергиейпроисходит перемещение пульпы в сис.теме и достигается более полнаяотгонка растворителя иэ крошки приболее полном использовании вторичного пара.Таким образом, предложенная компановка обеспечивает интенсивныймасообмен и циркуляцию пульпы иливоды или гаэопаровой Фазы привозврате потоков из второй ступенивыделения в первую ступень через всасывающую часть эжекторного смесителяпри использовании энергии потока,поступающего в его нагнетательнуючасть иэ крошкообразователя, Приэтом заданные расходы Фаэ осуществляют без существенных дополнительных. расходов острого водяного пара,а только за счет более эффективногоиспользования избытка водяного пара,подаваемого в крошкообразователь.Все это позволяет значительно повысить экон 0 мичность установки, 1060492