Полимеризационная установка

 

1. ПОЛИМЕРИЗАЦИОННАЯ УСТАНОВКА , содержащая полимеризатор -с перемешивакмцим устройством; сепаратор-конденсатор , трубопровод для отвода паров испарающегося компонента , требопровод для возврата конденсата .и технологические штуцеры. о т л и ч а ю щ а я с я тем,что с целые повышения надежности работы установки за счет предотвращения забивки сепаратора-конденсатора и трубопровода для отвода паров и увеличения ее энергетического КПД, трубопровод для отвода паров вьтолнен ступенчатым с уменьшающимися по диаметру ступенями и присоединён тангенциально к сепаратору-конденсатору, который снабжен опускной трубой, подсоединенной к трубопроводу.для отвода паров в месте выхода из полимеризатора, а трубопровод для возврата конденсата соединен с сепаратором-конденсатором выше места подсоединения к нему опускной трубы.§ «

СО)ОЭ СОВЕТСНИХ

«И

РЕСПУБЛИН (19) (11) 31Я) В 01 J 1 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ ) ",", ---" -,. /

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, (21) 3461587/23-05 (22) 25.06.82 .(46) 07.11.83. Вюл. В 41 (72) A.B.Mèøêèí и A.Ï.Tóðîâñêèé (53) 678.056(088.8) (56) 1. Патент Англии 9 1353087, кл. С 08 F 1/04, опублик. 1974 .

2. Патент Англии В 1352219, .кл. В 1Ъ, опублик. 1971 (прототип ).- . (54)(57) 1 ПОЛИМЕРИЗАЦИОННАЯ УСТАНОВКА, содержащая полимеризатор -с перемешивающим устройством, сепаратор-конденсатор, трубопровод для отвода паров испарающегося компонента, требопровод для возврата конденсата .и технологические штуцеры, отличающаяся тем,что с целью повышения надежности работы установки за счет предотвращения забивки сепаратора-конденсатора и трубопровода для отвода паров и увеличения ее энергетического КПД, трубопровод для отвода паров выполнен ступенчатым с уменьшающимися по диаметру ступенями и присоединен тангенциально к сепаратору-конденсатору, который снабжен опускной трубой, подсоединенной к трубопроводу.для отвода паров в месте выхода из полимериэатора, а трубопровод для возврата конденсата соединен с сепаратором -конденсатором выше места подсоединения к нему опускной трубы. ф

1052251

2. Установка по и. 1 о т л и ч ав щ à я с N тем, что с целью лучшегс смешения паров с возвратным коиденсатом, трубопровод для отвода паров в месте подсоединения ы нему опускной трубы выполнен в виде трубы

Вентури.

3. Установка по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью

Изобретение относится к оборудова,нию для синтеза полимерных материалов и может быть использовано для проведения химических реакций при отводе тепла реакции путем. испаРения 5 легколетучего компонента.

Известна установка для суспен-, зиониого способа получения полиофелинов в среде органического раство-. рителя, содержащая полимеризатор, выносной холодильник-конденсатор, буферную емкость, насос для возврата .конденсата, трубопровод для отвода паровг испарающегося компонента, технологические трубопроводы, рас пылительные форсунки, помещенные в верхней части полимериэатора и соединенные с трубопроводом для подачи растворителя. Установка работает следующим образом.

Исходные моыомеры, раствор катали- 20 затора ы растворытель подаются в полиме-., рызатор. В процессе синтеза выделяется ревцыоиное тепло, которое отводится эа счет испарения ныэкокипящего реагента-растворителя. Пары о паропро-25 воду поступают в холодильник-конденсатор, а оттуда в буферную емкость.

Иэ буферной емкости конденсат насосом подается через форсунки в полимеризатор. По путы конденсат смешива- ЗО ется со свежим реагентом-растворителем. Распыл растворителя осуществляется для очистки паров от xanenb полимериэата, которые могут содер-жать полимер и катализатор (1) .

Недостатками этой установки являются наличие большого количества вспомогательного оборудования, включая насос, что значительно снижает надежность работы установки в целом и ее энергетический КПД„ воэможность 4О забивки системы конденсации паров в случае уиоса частичек полимера испаряющимся реагентом, отсутствие промывки трубопровода для отвода паров жидким реагентом, так как при 45 попадании в него капель полимеризата оии осаждаются на стенках и имеет место явление постполимеризации, ведущее к образованию "хрящей"; повышения надежности работы сепаратора-конденсатора за счет частичного заполнения его переохлажденным. конденсатоМ, сепаратор-конденсатор снабжен встроенным погружным тепло-, обменником, образующим кольцевой зазор с корпусом сепаратора-конден,сатора-в месте присоединения трубопровода для отвода паров.

2 неффективность распыла возвратного конденсата и свежего растворителя через форсунки, так как это ведет к дополнительным энергоэатратам и пере крывает свободное сечение полимериэатора, что ведет к увеличению скорос,ти подъема паров и, следовательно, к повышенному брызгоуносу.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сути и достигаемому эффекту является полимеризацыонная . установка, содержащая полимериэатор с перемешивакидим устройством, сепаратор-конденсатор, трубопровод для отвода паров испаряющегося компонен.та, трубопровод для возврата конден сата, технологические штуцеры. .Установка работает следующим ! образом. . Исходные реагенты подаются в полыме- ризатор. Тепло реакции отводится .за счет испарения низкокипящего компо".. нента. Пары поступают в холодильникконденсатор. Конденсат самотеком или-с помощьв насоса возвращается в полимериэатор $2) . недостатками известной установки являются наличие вспомогательного насоса что ведет к снижению надежности ус- . тайовки в целом и к дополнительным энергозатратам;,возможная забивка холодильника-конденсатора, так как отсутствует его промывка растворителем или конденсатом.

Цель изобретения - повышение надежности работы установки эа счет предотвращения забивки сепаратораконденсатора и трубопровода для отвода паров и увеличение ее энергетического КПД.

Цель достигается тем, ч го полимериэационная установка, содержащая полимеризатор с перемешивающим устройством, сепаратор-конденсатор,, трубопровод для отвода паров испаряющегося компонента, трубопровод для возврата конденсата и технологические штуцеры, трубопровод для отвода паров „ выполнен ступенчатым с уменьшающим - ся по диаметру ступенями и присоединен тангенциально к сепаратору, 1052251 конденсатЬру, который снабжен опуск- ной трубой, подсоединенной к трубо-. проводу для отвода паров в месте выхода иэ полимеризатора, и трубопро« под для возврата конденсата соединен с сепаратором-конденсатором выше .места подсоединения к нему опускиой - трубы.

Для лучшего смешения . . паров с возвратным конденсатом трубопровод для отвода паров в.месте подсоеди-,1О нения к нему опускной трубы выполнен. в-виде трубы Вентури.

Для повышения надежности работы . сепаратора-конденсатора за,счет час- .. тичного заполнения его переохлажден- -)5 ным конденсатом сепаратор-конденса-— тор снабжен встроенным погружным теплообменником, образующим кольцевой зазор с корпусом сепаратора-кон» денсатора в месте присоединения тру- . О бопровода для отвода паров.

На .чертеже показана принципиальная схема предлагаемой полимериэационнЬй установки.

Полнмериэационная установка содержит полимеризатор 1, сепаратор-конденсатор 2, ступенчатый трубопровод

3 с уменьшающимися ступенями по диаметру для отвода паров испарающегося компонента, один конец которого подсоединен к штуцеру 4, установлен- ЗО ному на крышке полимеризатора 1, а другой — тангенциально к сепараторуконденсатору 2, трубопровод. 5 для <. возврата конденсата из сепаратораконденсатора 2 в полимеризатор 1, 35 .причем трубопровод 5 подсоединен к полимериэатору 1 через штуцер б, расположенный ниже уровня раздела фаэ в полимериэаторе, оцускную трубу 7, отходящую от сепаратора-конденсато- @ ра 2 в нижней его точке и подсоединенную к трубопроводу 3, причем трубопровод 3 в месте соединения с опускной трубой 7 выполнен в виде трубы Вентури 8. Сепаратор-кондейсатор 2 снабжен встроенным погружньвю теплообменником 9, образующим кольцевой зазор с корпусом сепаратора" конденсатора в месте подсоединения.: трубопровода для отвода паров. .Полимериэатор снабжен штуцерами ..59

$.0 и 11 для ввода и вывода реагентов, а сепаратор-конденсатор 2 снабжен штуцером 12 для отсоса газовых ком- 1 понентов и штуцерами 13 и 14 для подвода и отвода хладагеита. ::..я

Полймеризационная установка работает следующим образом.

Исходные компоненты (шихта) пода» ются в полимериэатор через штуцер 16.

В результате процесса синтеза выделяется реакционное тепло, которов ,отводится эа счет испарения низко кипящего компонента, растворителя или мономера. Перемешивание реакци-; онной массы осуществляется как мешалкой, так и за счет барботажа. 4о

Полимеризат отводится из аппарата через штуцер 11. При этом количество реакторов в полимеризационной баТарее и их соединение последовательное или параллельное определяется условиями технологии процесса.

Пары легколетучего реагента, а также водород, которыя вводится в полимериэатор для поддержания d!ipBделенного молекулярного веса полиме ра, поступает через штуцер. 4 в трубопровод 3 для отвода паров и далее в сепаратор-конденсатор 2. Сепараторконденсатор 2 снабжен встроеиньм теплообменником 9 с развитой поверх" ностью теплообменника.

Пары..вводятся в сепаратор-конден- сатор тангенциально, поэтому наряду с их конденсацией происходит сепарация конденсата, который :стекает в нижнюю часть сепаратора-конденса тора 2. Далее часть конденсата стекает по опускной трубе 2 и снова поступает в трубопровод 3 для отвода паров. При этом происходит смешение паров и конденсата. Для .более качественного смешения используется элемент 8 типа трубы Вентури, что обеспечивает получение однородной парсжидкостной смеси. Вследствие смешения колодного конденсата и паров, .происходит частичная конденсация последних. Объемный расход пара уменьшается, а его влагосодержание увеличивается. Для поддержания требуемой скорости паров в трубопроводе

3 он выполнен ступенчатым, что обеспечивает унос влаги, находящейся в трубопроводе 3 для отвода паров.

Таким образом, благодаря опускиой трубе 7 имеет место циркуляция конденсата и по труцопроводу 3 транспортируется парожидкостная смесь, что в свою очередь обеспечивает сма.чивание стенок трубопровода 3 и предохраняет их от возможного налипания частичек полимера, уносимых иэ полимериэатора 1. После накопления в сепараторе-конденсаторе 2 определенного количества конденсата обеспечивающего погружение в него теплообменника 9, конденсат по трубопроэоду 5 поступает в полимериэатор 1. При этом штуцер б, к которомУ, йрдсоединен трубопровод 5, может быть установлен на корпусе полимериэатора 1 ниже уровня раздела фаз или визе уровня раздела фаз, но в этом случае трубопровод 5 должен быть снабжен гидрозатвором. При возврате конденсата над поверхностью раздела фаз в полимериэаторе конденсат может использоваться для орошения внутренних рабочих органов для предотвращения налипания на них полимера.

Теплообменник 9 лучше всего выполнять э виде погружного трубчатого ц-образного элемента. Это обеспечи4

1052251

Составитель В. Ляпина

Редактор T., Веселова Техред М.Тепер, Корректор В. Бутяга

Заказ 8724/4 Тираж 537 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 вает развитую поверхность теплообменннка и удобство при чистке тепЛЬобмеинуцк поверхностей. Теплообменник .9 в;месте таигенциального подсо-

6динения трубопровода 3 к сепаратору конденсатору 2 должен образовывать с корпусом сепаратора-конденсатора кольцевой зазор, Тогда сепараторконденсатор 2 работает по принципу циклона. Патрубок 12 отсоса паров и газа лучше располагать между трубка- 10 .ми теплообменника 9, что обеспечива-, ет .,полную конденсацйю. паров.

Таким образом, предлагаемая поли-,, 1мериэационная установка имеет более „ 15 высокую надежность s работе по сравнению с известными установками, так как лары легколетучего компонента при выходе из полимеризатора увлажняются, частично конденсируются, а конденсат смачивает внутренние поверхности трубопровода для отвода паров, сепаратора-конденсатора и теплообменные поверхности, I установка имеет повышенный энергетический КПД, так как теплообмен осуществляется эа счет конденсации паров в сепараторе-конденсаторе и частично эа счет прямого смешения паров и конденсата в специальном элементе типа трубы Вентури.