ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Типы полимеризационных аппаратов из "Производство поликапроамида" На участке полимеризации производят смешение расплавленного е-капролактама с активатором и стабилизатором, дозирование полученной смеси в аппарат полимеризации, а также литье и формование синтезированного полимера. [c.89] В основном на заводах применяются полимеризационные аппараты непрерывного действия. Эти аппараты можно классифицировать по давлению внутри аппарата (без давления или с давлением менее 0,2 мПа с давлением 2 мПа и выше) и по характеру движения среды внутри аппарата (прямоточные аппараты и-об-разные аппараты аппараты с многократным изменением направления движения среды). [c.89] В настоящей главе приводятся описание и расчет применяемых типов полимеризационных аппаратов, а также вспомогательного оборудования. [c.89] Аппарат для периодической полимеризации Е-капролактама (автоклав) представлен на рис. 32. Аппарат снабжен обогревающей рубашкой 2 и внутренним стаканом 3 для интенсификации подогрева реакционной смеси. На крышке аппарата 9 расположены штуцер 11 для загрузки расплавленного капролактама, штуцер 12 для подачи азота и штуцер 10 для сброса давления паров воды. В корпус аппарата / вставлены гильзы для термопар 4. Штуцеры 8 служат для подачи паров ВОТ в рубашку и во внутренний стакан для отвода конденсата предназначены штуцера 5. В коническом днище 7 аппарата расположен разгрузочный штуцер 6. Соотношение высоты и диаметра аппарата должно быть таким, чтобы, с одной стороны, обеспечить достаточную поверхность теплообмена для нагрева капролактама, а с другой — достаточную поверхность зеркала жидкости в аппарате для обеспечения удаления паров воды после окончания процесса. На практике отношение высоты к диаметру аппарата составляет примерно 2 1—3 1. Аппарат заполняется на 75% своего объема. Режим работы аппарата следующий. [c.89] Прямоточные аппараты непрерывного действия для полимеризации капролактама (рис. 33) обычно работают под атмосферным давлением. Их диаметр выбирают в пределах 0,2—0,8 м при высоте 5— 12 м и объеме от 0,1 до 5 м . Наличие в верхней части корпуса 1 аппарата подогревающих устройств 5 (колосников) позволяет интенсифицировать нагрев реакционной среды и обеспечить равномерность нагрева, что в известной мере предотвращает перемешивание продуктов с различной степенью полимеризации. Кроме того, корпус снабжен обогревающей рубашкой 4. Температуру в верхних секциях подогревателей поддерживают выше, чем в нижних. Вытеснитель 8, находящийся в нижней секции аппарата, дает возможность дополнительно выравнивать температуру расплава тонкого слоя перед выгрузкой готового полимера. На крышке аппарата имеется смотровое стекло 2 и уровнемер 3. В нижней части аппарата расположен штуцер 10 для выгрузки полимера. Перфорированные диски 7 позволяют гомогенизировать расплав, текущий по трубе. Обогрев аппаратов осуществляется парами ВОТ, подогреваемыми электронагревателями 9. [c.90] Расплавленный е-капролактам подается в аппарат при температуре 80—90 °С. Температура в аппарате поддерживается в следующих пределах в верхней секции— 230—240 °С, в средней — 265 2 °С, в нижней — 245 2 °С. При таком распределении температур уменьшается возможность конвективного перемешивания расплава и достигается интенсификация процесса полимеризации. Снижение температуры расплава в конце процесса позволяет уменьшить содержание низкомолекулярных соединений в расплаве. Продолжительность полимеризации в аппарате такого типа составляет 20—24 ч. Все детали, соприкасающиеся с е-капролактамом и продуктами полимеризации, выполняются из нержавеющей стали марки Х18Н10Т. [c.90] МИ для обогрева. В двух секциях и 5 на штангах устанавливаются перфорироваяные диски 8 для выравнивания скорости движения реакционной массы по сечению аппарата. [c.91] Предотвращения возможного проникновения воздуха в аппарат и окисления расплава). Кроме того, на крышке левой трубы имеется штуцер для удаления паров воды, выделяющихся при дегазации расплава. Обогрев первой секции левой трубы осуществляется жидким ВОТ (с температурой 200—233 °С), который подается из котла. Обогрев подогревательных секций 2 осуществляется парами ВОТ (с температурой 260—272 °С) при помощи электропатронов, пакеты которых 5 вмонтированы в рубашки. Выгрузка продуктов производится через штуцер, расположенный в нижней части правой трубы, при помощи специального устройства. Продолжительность полимеризации в таком аппарате составляет 30—36 ч (в зависимости от требуемого качества полимера). [c.92] Следует отметить, что увеличение отношения высоты аппарата к диаметру приводит к более интенсивному нагреву системы и, следовательно, к ухудшению условий перемешивания слоев среды, обладающих различной степенью полимеризации. [c.93] Конструкция колосникового подогревателя, применяемого для интенсификации обогрева как у прямоточного, так и и-образного аппарата, приведена на рис. 35. Подогреватель состоит из ряда секций в виде ромбических плоских пластин 1, вваренных в цилиндрическую обечайку 4. Реакционная среда обтекает секции снаружи и поступает в зазоры между ними (величина зазоров по ходу движения смеси постепенно уменьшается). Внутренние полости секций сообщаются с имеющей компенсатор 5 (линзового типа) рубашкой 5 царги. В рубашку подается теплоноситель, который затем поступает в секции. Для предотвращения деформации пластин секций между ними устанавливаются рёбра 2 и 5. [c.93] Хотя колосниковые подогреватели хорошо зарекомендовали себя в работе, при их конструировании следует правильно выбрать толщину пластины, так как при чрезмерной жесткости резко увеличиваются напряжения в месте приварки пластин к обечайке, что приводит к трещинам в сварных швах. [c.93] Этот принцип реализован в конструкции аппарата с многократным изменением направления движения [1,2]. [c.93] Аппарат с многократным изменением направления движения (рис. 36) состоит из крышки 13, обогреваемой змеевиком 15, и двух секций. Внутри аппарата расположены цилиндрические секции 6 и змеевики 7 с поддерживающими планками 8. Секции разделяют внутреннюю полость аппарата на кольцевые пространства, в каждом из которых расположен змеевик для нагрева реакционной среды. [c.94] Реакционная масса движется, последовательно перетекает из одного кольцевого пространства в другое с изменением направления движения и поступает в переливную трубу 3, оканчивающуюся коническим днищем, на котором расположен штуцер для выгрузки 4. При переливе происходит дегазация расплава с выделением паров воды, удаляемых через штуцер 11. Реакционная масса из каждых двух кольцевых пространств сливается через обогреваемые ВОТ устройства 5, расположенные на днище аппарата. Объем таких аппаратов достигает 5—10 м . Продолжительность полимеризации при 260 °С 24—26 ч. Детали, соприкасающиеся с расплавом, выполнены из нержавеющей стали марки Х18НЮТ. [c.94] По сравнению с другими аппаратами непрерывного действия для полимеризации в-капролактама аппарат описанной конструкции обладает многими преимуществами более высоким термическим коэффициентом полезного действия (вследствие малой наружной поверХ1ности), лучшим выравниванием скорости по сечению аппарата, уменьшением возмож)ности проскока реакционной массы. К недостаткам аппаратов этого типа следует отнести сложность конструкции и изготовления. Однако несмотря на это аппараты с многократным изменением направления движения, по-видимому, в будущем заменят ранее выпускавшиеся прямоточные и и-образные аппараты. [c.94] Рабочее давление, в первом сосуде достигает 2,5 МПа (25 кгс/см ), температура —270 °С, продолжительность полимеризации—12—16 ч. Все детали, соприкасающиеся с расплавом, изготовляются из нержавеющей стали марки Х18Н10Т. [c.95] Вернуться к основной статье