устройство для выделения полимеров из углеводородных растворов

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ПОЛИМЕРОВ ИЗ УГЛЕВОДОРОДНЫХ РАСТВОРОВ, содержащее крошкообразователь, аппарат первой ступени выделения, насос для подачи пульпы из воды и крошки каучука из аппарата первой ступени выделения в аппарат второй ступени выделения, средство для механического воздействия на крошку полимера, аппарат второй ступени выделения и патрубки для подачи и отвода веществ, участвующих в процессе выделения полимеров, отличающееся тем, что оно снабжено смонтированной по оси симметрии средства для механического воздействия на крошку полимера трубой для подачи острого перегретого пара с выполненными на ее боковой поверхности перфорациями для прохода пара и с заглушенным торцом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству синтетических полимеров, в частности к производству синтетического каучука, а именно к выделению полимеров из их углеводородных растворов.

Известно устройство для выделения полимеров из углеводородных растворов, содержащее крошкообразователь, аппарат первой ступени выделения, насос для перекачки пульпы из воды и крошки каучука из аппарата первой ступени в аппарат второй ступени выделения, аппарат второй ступени выделения, патрубки для подвода и отвода веществ, участвующих в процессе выделения полимеров, причем аппараты первой и второй ступени выделения секционированы по высоте тарелками с лопастными мешалками над тарелками для перемешивания пульпы из воды и крошки каучука [1] Однако в этом устройстве большой расход тепла в виде водяного пара и нерациональный расход энергии для привода мешалок.

Известно и другое устройство для выделения полимеров из углеводородных растворов, содержащее крошкообразователь, аппарат первой ступени выделения, насос для подачи пульпы из воды и крошки каучука из аппарата первой ступени выделения в аппарат второй ступени выделения, средство для механического воздействия на крошку полимера, аппарат второй ступени выделения и патрубки для подачи и отвода веществ, участвующих в процессе выделения полимеров [2]

Однако в этом устройстве имеется остаточное содержание углеводородов в полимерах после деформации в средствах для механического воздействия на крошку полимера в связи с отсутствием одновременно с механическим воздействием воздействия температуры на крошку полимеров. Технический результат данного устройства состоит в повышении эффективности процесса дегазации крошки каучука.

Для достижения технического результата устройство снабжено смонтированной по оси симметрии средства для механического воздействия на крошку полимера трубой для подачи острого перегретого пара с выполненными на ее боковой поверхности перфорациями для прохода пара и заглушенным торцем.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства; на фиг. 2 средство для механического воздействия на крошку полимера; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 2.

Устройство содержит крошкообразователь 1 с патрубками 2, 3, 4 для подачи воды, раствора диспергатора и водяного пара соответственно, аппарат 5 первой ступени выделения, насос 6, средство 7 для механического воздействия на крошку полимера, аппарат 8 второй ступени выделения и патрубки 9 и 10 для отвода паров и углеводородов в верхней части аппаратов 5 и 8 соответственно. Аппараты 5 и 8 секционированы по высоте тарелками 11 и 12 и снабжены мешалками 13 и 14, расположенными над тарелками. В аппарате 5 имеются патрубки 15 и 16, которые предназначены для подвода пара. В аппарате 8 имеется патрубок 17, который служит для ввода воды и крошки каучука из аппарата 5, патрубок 18 служит для подачи острого водяного пара, а патрубок 19 служит для отвода воды с крошкой каучука насосом 20. Патрубок 21 служит для отвода воды и крошки каучука из аппарата 5. Средство 7 выполнено в виде неподвижного диска 22 и вращающегося ротора 23, в которых по концентрическим окружностям поочередно закреплены пальцы-била 24 и 25, концы которых соединены между собой кольцами 26 и 27, поперечное сечение пальцев 24 и 25 имеет форму эллипсов, ориентированных большими осями тангенциально к концентрическим окружностям, расстояние между смежными неподвижными 24 и подвижными 25 пальцами-билами в радиальных направлениях равно минимальному заданному размеру линейной деформации крошки каучука, а расстояние по окружности между смежными неподвижными 24 и смежными подвижными 25 пальцами-билами равны максимальному заданному поперечному размеру крошки каучука по деформации. По оси симметрии средства 7 и вдоль пальцев 24, 25 установлена труба 28 для подачи острого перегретого водяного пара с заглушенным торцом 29 и перфорациями 30 в боковых стенках по длине пальцев 24, 25 для прохода пара, патрубок 31 с регулирующей задвижкой 32 служит для ввода пара в средство 7.

Работает устройство следующим образом.

В верхнюю часть аппарата 5 с мешалками 13 через крошкообразователь 1 подается вода по патрубку 2, раствор диспергатора по патрубку 3 и водяной пар по патрубку 4. В нижнюю часть аппарата 5 по патрубку 15 подается острый водяной пар и по патрубку 16 подаются пары воды и углеводородов из верхней части аппарата 8. Пары воды и углеводородов отводятся на верхние части аппарата 5 по патрубку 9 в конденсатор (на фиг. 1 условно не показан), а вода и крошка каучука отводится снизу по патрубку 21 и подаются насосом 6 в средство 7, в котором под действием неподвижных и вращающихся пальцев-бил 24, 25 крошка каучука многократно деформируется до минимальных линейных размеров, в результате чего происходит вытеснение и диффузия углеводородов из пористой крошки каучука в воду и значительно уменьшается содержание углеводородов в крошке каучука. Одновременно в средство 7 через патрубок 31 с регулирующей задвижкой 32 подается острый перегретый водяной пар в трубу 28 с заглушенным торцом 29 и через перфорации 30 вводится в радиальных направлениях в поток воды с крошкой полимера. При этом происходит взаимодействие выделяющихся углеводородов в условиях механических деформаций крошки полимера с перегретым водяным паром, углеводороды сразу переходят в паровую фазу, согласно законам, описывающим равновесие систем пар-жидкость взаимно нерастворимых жидкостей, а при обратной деформации крошки полимера вероятность возврата углеводородов из первой фазы в крошку полимера за счет диффузии и конвективного переноса резко уменьшается вследствие того, что удельный объем паровой фазы более чем на порядок больше, чем жидкой. После средства 7 вода с крошкой каучука подается в верхнюю часть аппарата 8 по патрубку 17, где на тарелках 12 с лопастными мешалками 14 происходит окончательная дегазация оставшихся углеводородов из крошки каучука под действием перемешивания и острого водяного пара, подаваемого в нижнюю часть аппарата 8 и по патрубку 18. Пары воды и углеводородов отводят на аппараты 8 по патрубку 10 в нижнюю часть аппарата 5, а воду с дегазированной крошкой каучука отводят снизу через патрубок 10 и подают насосом 20 в крошкоотделитель (на фиг. 1 условно не показано). В условиях работы вода с крошкой и подогретым водяным паром движутся в средство 7 от центра к периферии между пальцами-билами 24 неподвижного диска 22 и пальцами-билами 25 вращающегося ротора 23, в результате чего происходит захват крошек вращающегося ротора пальцами 25, перемещение крошек по спиралевидной траектории до встречи с неподвижными пальцами 24 и плавное сжимание крошек за счет эллиптической формы пальцев и деформация крошки.

При минимальных размерах деформированной крошки происходит отжим воды и углеводородов из крошки и практически выравнивание концентрации углеводородов в крошке и в окружающей воде; углеводороды переходят в паровую фазу при взаимодействии с перегретым водяным паром, который уже становится насыщенным, при этом расход энергии и тепла (пара) на дегазацию при механических деформациях с вводом перегретого водяного пара значительно ниже по сравнению с тепловыми взаимодействиями и механическими деформациями в жидкой среде на дегазацию, так как потребуется значительно меньше вводить пара в аппараты. Далее цикл повторяется.