Основные направления развития предприятий полимерной промышленности, тенденции совершенствования оборудования, страница 16

Колонные  аппараты  эксплуатируются  в условиях  суще­ственно отличающихся от предыдущих. Давление" в них, как правило, атмосферное, скорость движения реакционной мас­сы до  10~3 м/с, температура в рабочем объеме может до­стигать 250°С. Например, для получения блочного полисти­рола (рис. З'.З) используют вертикальный .колонный аппарат, состоящий   из   нескольких   секций   :(царг).  Кдждая   царга имеет рубашку и змеевик. Корпус царги и обогреватели; вы­полнены из высоколегированной стали 1Х18Н9Т.

Раствор полимера в мономере (28%) вводится через штуцер в верхнюю царгу. Сюда же подается инертный газ (азот). Температура в верхней царге составляет 120°С. По

38

мере смещения в следующую царгу реакционная смесь должна нагреваться до 200—22Q°C. Поэтому остальные цар­ги снабжены не одним, как в первой, а тремя концентриче­скими змеевиками. Процесс полимеризации длится до 30 ч.

Рис.   3.3.   Схема  колонного   аппа­рата для получения блочного по­листирола

Расплав готового полимера непрерывно выгружается в шнек–приемник через штуцер в коническом днище аппарата.

Ш не новые реакторы используются для обработки сред с вязкостью до 108 Па–с при рабочей температуре до 300 С. Их применяют в процессах этерификации природного поли–

Рис.  3.4.  Схема   вертикального  шне–кового  реактора:   /—корпус'с  обо­гревателями;   2 — шнек;   3 — привод; 4 — насосы–дозаторы

мера–целлюлозы для получения полилактамов высокоско­ростной щелочной полимеризацией, для синтеза полиамидов, полибутадиеновых каучуков, для проведения процесса поли­конденсации в производстве полиэфирных олигомеров.

Вертикальный шнековый реактор '(рис. 3.4) состоит из обогреваемого теплоизолированного корпуса, шнека, привода его вращения, дозирующих насосов.

Для получения тюликапролактама расплав капролактама КЛ, смешанный с катализатором Кис ускорителем У за­качивается через насосы–дозаторы в шнековый реактор, где при температуре 225—240 °С происходит полимеризация, за­канчивающаяся примерно через 20—25 мин. Производитель­ность реактора достигает 200 кг/ч. На выходе из реактора устанавливается формующая головка для получения жгутов, профильных изделий, лент, что исключает необходимость по­вторного расплавления полимера, неминуемо ухудшающего

его свойства.

Одношнековым реакторам при всех их достоинствах (уни­версальность, высокая производительность, возможность сов­мещения в одном агрегате функций получения и переработки полимера) свойственны и недостатки: колебания концентра­ции реакционной смеси, приводящие к непостоянству степени полимеризации, забивание винтового канала шнека полиме­ром, прекращение подачи компонентов и замедление про­цесса.

Этих   недостатков   лишены   двухшнековые   реакторы   с

взаимозацепляющимися  (самоочищающимися)  шнеками.

Выпускается ряд двухшнековых машин ' (ГОСТ 26–01–709—73) с диаметром шнека 100; 200; 300 и 400 мм. Производительность таких реакторов марки СН составляет

от 0,3 до 20 т/ч.

ДвуХ'Шнековый   горизонтальный   реактор   может   приме­няться, например, для поликонденсации полиэфиров. Он со­стоит  (рис. З.б)  из корпуса с рубашкой 1, в котором вра­щаются два шнека 2, вертикального шнека–разгрузчика  3, дегазационного 4 и загрузочного устройства 5. Расплав фор–конденсата подается через загрузочное устройство в корпус реактора. Уровень расплава ниже диаметра шнека, поэтому витки  шнека   постоянно  выступают   над  сю   поверхностью, обеспечивая вакуумирование тонких слоев расплава. В сво­бодном объеме реактора поддерживается глубокий вакуум, способствующий удалению из расплава диэтиленгликоля, вы­деляющегося в процессе поликонденсации. Время пребыва–

ния реакционной массы в реакторе От 1 до 2,5 ч, средняя частота вращения шнеков 0,15—0,2 с–1, производительность реактора до 400 кг/ч.

Известны примеры использования многоступенчатых шне–ковых реакторов для получения, например, порошкообраз­ных полиамидов. Такие реакторы состоят из соединенных последовательно пяти–, двух– и одношнековых секций. Пер­вая ступень — двухшнековая.–·—служит для смешения компо­нентов при комнатной температуре. Во 2– и 3–й, одношнеко­вых секциях происходит поликонденсация полиамида при