ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Аппаратурное оформление эмульсионной полимеризации из "оборудование производств основного органического синтеза и синтетических каучуков" В настоящее время эмульсионная полимеризация проводится главным образом в виде непрерывного процесса . С этой целью используются агрегаты, состоящие из ряда последовательно соединенных полимеризаторов. Каждый из них работает в близких к идеальному смещению условиях. В целом же каскад (батарея) полимеризаторов работает по схеме, приближающейся к схеме идеального вытеснения. [c.234] Агрегат для производства дивинил-стирольного каучука состоит из 12 полимеризаторов, из которых 11 находятся в работе, а один — запасной. Полимеризаторы в батарее соединены между собой тремя рабочими трубопроводами (рис. V. 1). По основной линии трубопровода продукт передается из одного аппарата в другой (поступает по трубе, доходящей почти до дна полимеризатора и выходит из него сверху). Вторая линия трубопровода является щунтовой, т. е. служит для обвода любого полимеризатора в случае выключения его из батареи (на ремонт, чистку или в случае забивки линии коагулюмом). Третья линия необходима для разгрузки через вспомогательный фильтр выключенного из батареи аппарата. [c.234] Полимеризаторы представляют собой вертикальные цилиндрические аппараты (автоклавы) емкостью 12 или 20 снабженные мещалками. Для отвода тепла реакции служит рубашка. [c.234] На рис. V. 2 изображена схема реактора, применяемого для полимеризации дивинила со стиролом при 50°С. В качестве хладоагента применяется вода, полимеризатор во время работы загружен полностью. [c.239] При проведении низкотемпературной эмульсионной полимеризации (при 5° С) поверхность рубашки недостаточна для отвода тепла. В этом случае в аппарат вводят дополнительные теплообменные поверхности в виде полого диффузора (рис. V. 3) или же в виде пучков вертикальных труб, последовательно собранных и установленных на некотором расстоянии вдоль боковой поверхности полимеризатора (рис. V. 4). Охлаждение производится рассолом. [c.239] Так как описанные конструкции полимеризаторов не обеспечивают отвода тепла реакции при скоростных процессах полимеризации, то для проведения этих процессов предложен полимеризатор трубчатого типа ( труба в трубе ), изображенный на- рис. V. 6. Скорость реакционной массы в трубах выбирается такой, чтобы обеспечить переходный или турбулентный режим движения, необходимый для стабильности эмульсии и высокого коэффициента теплоотдачи, а также уменьшения возможности отложения коагу-люма. Такой полимеризатор приближается к типу реакторов идеального вытеснения. [c.239] Однако, если продолжительность полимеризации превышает 20—30 мин, то общая длина труб может получиться чрезмерно большой и технически неприемлемой. В этом случае необходимую скорость движения реакционной массы в трубах можно создать за счет частичной ее рециркуляции в отдельных секциях (при помощи циркуляционных насосов). При этом к.п.д. реактора уменьшится. [c.239] На рис. V. 7 изображена аринципиальная схема трубчатого полимеризационного агрегата непрерывного действия с использованием рециркуляции в секциях. [c.240] Возможны промежуточные схемы, когда циркуляционными насосами снабжается только часть секций, например на первой стадии процесса (до конверсии 15—30%). [c.240] Трубчатка реакторов во избежание образования коагулюма изготавливается из нержавеющей стали и полируется изнутри. Соединительные части должны иметь плавные закругления. Участков, в которых возможен застой эмульсии, не должно быть. [c.240] Расчет полимеризаторов с мешалками. Прежде всего следует выбрать число полимеризаторов и по нему рассчитать к.п.д. батареи. [c.240] Однако известно, что для эмульсионной полимеризации экспериментальный к. п. д. батареи из ряда аппаратов идеального смешения ниже, чем рассчитанный по известным формулам (см. гл. IV). [c.240] Данные о к. п. д. непрерывно действующего каскада полимеризаторов при синтезе разных типов каучуков и латексов приведены в табл. V. I, из которой видно, что наблюдаемый к. п. д. ниже рассчитанного и степень отклонения зависит не только от числа аппаратов в батарее, а также от глубины полимеризации и типа каучука или латекса (рецепта полимеризации). [c.240] В расчетах коэффициент заполнения аппаратов при периоди-ческой полимеризации был принят равным 0,85, при непрерывной— 1,0, а продолжительность вспомогательных операций — 4 ч (за отсутствием исходных данных не учитывалось время чистки, испытания и ремонта аппаратов в обоих случаях). [c.241] Несмотря на относительно низкий к.п.д. полимеризаторов непрерывного действия, их производительность в ряде случаев (ла-тексы СКС-50ПГ и СКС-ЗОШХП) близка к производительности (и даже выще) при периодическом ведении процесса. [c.241] Расхождение между расчетными и практическими значениями к.п.д. непрерывно действующих агрегатов С. А. Селивановский и Н. А. Фермор объясняют микрогетерогенностью системы и наложением влияния коллоидных факторов на химический процесс полимеризации в эмульсионных системах. [c.241] Интенсивность теплообмена может быть увеличена понижением температуры хладоагента. При этом возможно нарушение стабильности системы и даже замерзание латекса на стенках. Кроме того, при низкой температуре увеличение вязкости латекса вблизи стенок аппарата ухудшает теплообмен. Следует отметить также, что пр.именение хладоагента с более низкой температурой обходится дороже. [c.242] Как указывалось, в настоящее время применяются полимеризаторы объемом 12 и 20 (проектируется применение полимеризаторов емкостью 40 м ). Используемый при этом хладоагент (рассол) имеет обычно температуру не ниже — 14° С. [c.242] После выбора размеров полимеризатора производят его тепловой расчет. [c.242] Чтобы обеспечить взаимозаменяемость, в батарее устанавливают одинаковые полимеризаторы. [c.243] Вернуться к основной статье