Способ сушки синтетических каучуков

Способ сушки синтетических каучуков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ СУШКИ СИНТЕТИЧЕСКИХ КАУЧУКОВ В шнековых машинах путем удаления влаги при дросселировании предварительно нагретого каучука в зону с атмосферным давлением с последующим охлаждением и упаковкой, отличающи и с я тем, что, с целью стабилизации качества каучуков и снижения их влажности, каучук с температурой 110-160 С после дросселирования измельчают до частиц размером 0,3-2,0 мм в самоочищающемся объеме кольцевой головки и досушивают до влажности 0,1-0,3 мас.% в потоке воздуха, транспортирующего кау;чуки на :дальнейшую переработку. g

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСЙИХ

РЕСПУБЛИК

5ДП В 29 Н 1/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ. СССР

ll0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3357126/23-05

:(22) 18.11.81 (46) 30.04.83. Вюл. Р 16 (72) В.E.Голованов, В.В.Григорьев, А.В.Исаев, В.N.Èàíóêîâñêèé,Г.Р.Пфлаумер, Н.П.Седых, A.М.Семенов, В.И.Сушко, В.Г.Филь и В.С.Ладанов (53) 678.762.022.1(088.8) (56) 1.. Кирпичников П.A. и др. Химий и технология синтетического каучука. Л., Химия, 1970, с.400.

2. Рейсфельд В.О. Оборудование производств основного органического синтеза и синтетических каучуков.

Л., Химия, 1974, с.23 (прототий).

„.Я0„„1014746 А (54) (57) спосов сушки синтктичкских

КАУЧУКОВ в шнековых машинах путем удаления влаги при дросселировании предварительно нагретого каучука в зону с атмосферньик давлением с последукщнм охлаждением и упаковкой, отличающийся тем, что, с целью стабилизации качества каучуков и снижения их влажности, каучук с температурой 110-160 С после дросселирования измельчают до частиц раа-. мером 0,3-2,0 мм в самоочищающемся объеме кольцевой головки и досушивают до влажности 0,1-0,3 мао.Ъ в потоке воздуха, транспортирующего кау:чуки на дальнейшую переработку.

1014746

Изобретение относится к сушке синтетических каучуков и может быть использовано в нефтехимической промышленности.

Известен способ сушки синтетических каучуков в многоходовых воздушных сушильных установках путем обработки каучука горячим воздухом 1 g.

Однако сушка каучуков в.воздушных сушилках осуществляется при 90146 С, характеризуется низкой производительностью и требует больших производственных площадей.

Наиболее близким к предлагаемому является способ сушки синтетических каучуков в шнековых машинах путем 15 удаления влаги при дросселировании предварительно нагретого каучука в зону с атмосферным давлением с последуюШим охлаждением и упаковкой.

Согласно этому способу при ис- 20 пользовании системы экспеллер- экспандер сначала производят механический отжим влаги из массы каучука до содержания 5-15 мас.Ъ в одной или двух червячных машинах (экс- .25 пеллере), а затем до заданной влажности в другой червячной машине (экспандере). В межвитковом пространстве экспандер при избыточном давлении (40-80 кг/см ) каучук нагревают до 140-200 С и дросселируют его в зону атмосферного давления в сушильную камеру.

Сушка каучука в системе экспеллер — экспандер позволяет в 1,5-2 раза увеличить производительность процесса сушки, получить более чистые по химическому составу каучуки по сравнению с сушкой в воздушной ленточной сушилке f27.

Однако каучуки, получаемые при 40 сушке в системе экспеллер-экспандер, имеют влажность 0,6-0,8 против 0,20,3 мас.Ъ для каучуков, сушку которых осуществляют в воздушных сушилках. Такие каучуки трудно перераба- 45 тываются на оборудовании заводов резинотехнических изделий, что приводит к повышенному количеству бракованных изделий из-за образования пор в резинах, например, в автомо- 5р бильных камерах, не соответствующих требованиям ГОСТа. Попытки снизить влажность каучуков за счет дальнейшего повышения температуры сушки в экспандере (выше 200 С) приводят к ухудшению качества каучука — снижению растворимости, повышению содержанию геля.

Кроме того, при сушке каучука в системе экспеллер-экспандер при дросселировании его в сушильную камеру каучук оседает на стенках сушильной камеры и на решетках венти" ляторов, где окисляечся и структурируетсФ.

Попадая в основную массу каучука, окисленные и структурированные частицы загрязняют каучук,что приводит к получению бракованных резинотехнических изделий, особенно тонкостенных.

Цель изобретения — стабилизация качества каучуков и снижение их влажности. указанная цель достигается тем, что при сушке синтетических каучуков в шнековых машинах путем удаления влаги при дросселировании пред» варительно нагретого каучука в зону с атмосферным давлением с последующим охлаждением и упаковкой каучуке температурой 110-160 С после дросселирования измельчают до частиц размером 0,3-2,0 мм в самоочищающемся объеме кольцевой головки и досушивают до влажности 0„1-0,3 мас.Ъ в потоке воздуха, транспортирующего каучуки на дальнейшую переработку.

Каучук после механического обезвоживания с влажностью 5-15 мас.Ъ нагревают в шнековой машине до 110160 С. На выходе каучука из шнековой машины вместо фильерной головки, имеющейся в экспандере (по известному способу), устанавливают кольцевую головку с многоножевым ротором типа фрезы.

Каучук иэ шнековой машины дросселируют в самоочищающийся объем кольцевой головки, внутренняя поверхность которой постоянно очищается ножами ротора, что предотвращает налипание каучука на стенки и его структурирование. Каучук ротором дробится на частицы размером 0,32,0 мм, которые благодаря большей поверхности имеют влажность 0,10,3 мас.Ъ. Далее каучук потоком воздуха подают в циклон, где он отделяется от воздуха и передается на упаковку в виде порошка или бринетируется.

Пример 1. (контрольный).

Предварительно обезвоженный в эйспеллере бутадиен-стирольный каучук

CKC-ЗOAPKN-15 с влажностью 10 мас.В подают в экспандер, нагревают до

160-200 С, дросселируют в сушильную камеру, куда подают горячий воздух, и виброподъемником передают его в виде крошки размером 4-8 мм на упаковку.

Аналогичным образом проводят сушку бутадиен-стирольного каучука

СКС-ЗОАРКПН, бутадиен -а(-метилстирольного каучука CKMC-ЗОАРКМ-27, бутадиен-нитрильного каучука CKH-26С и бутадиен-стирольного термоэластопласта ДСТ-ÇO.

Свойства полученных каучуков приведены в таблице.

1014746

СКС-ЗОАРКИ-15

Свойства

Сушка согласно способу предлагаемому . известному известному предлагаемому

Температура сушки, С .

160 175 200 160

Размер,частиц каучука,мм

4-7 4-7 5-& P,3-0,7

0,18

Жесткость по

Дефо, гс

760

275

ПРоизводительность агрегата, :.r/÷ 3,1

3,3 4,0

4,0

3,7

Влажность выпущенного каучука,Ф

Низкость по Муни Б-1-4 100 о С

Предел прочности при разрыве, кгс/см 2

Растворимость метилэтилкетоне (ИЭК), Ф

Наличие структурированного полимера

Индекс расплава при 190 С идавлении

5 кгс, г/10 мин

0,45 0 37 0,21

56 57 . 60

760 790 900

270 268 260

56

CKMC-ЗОАРКИ-27

170 190 200 160 .

47 7 58 051 О

0,65 0,30 0,20 0,30

53 55 57

890 960 980 880

230 220 220 230

3,8 4,0 4,1

1014746

Продолжение таблицы

CKC-30

AP KIIH

СКН-26С

ДСТ ЗО

Свойства

Сушка согласно способу из- предвест- лагаI ному емому

° и и звеот ному

140 155 110 140 160 180 200 130

15Р

165

1,0-1,5 5-7 5-7 0,8-13 4-7 4-7 5-8 6-10

Размер частиц каучука, мм

3-6

Влажность выпушенного каучука,% 0 65 0 30

0,35 020 0,10 1,0 0,8 0,5 0,3 0 3

890 850 900 800 810 850 1050 800

Жесткость по Дефо, rc

290

98 97 95 90

Наличие структурированного полимера е

Нет Нет Есть. Есть Нет

8,4 7,8 8,4

2,1, 2,8 2,7 2,5 2,9 3,2 3 5 3,3

3,6 3,6 б

Температура сушки, ас

Вязкость по

Муни, Б-1-4-100 C

Предел прочности при разрыве,. кгс/см 2

Растворимость метилэтилкетоне МЭК

Индекс расплава при 190 С и давлении

5 кгс, г/10 мин

Производительность агрегата, т/ч предлава- известному емому

280-245 290 280 275 270 260 предлагае-мому .

1014746

При сушке бутадиен-нитрильного 40 каучука СКН-26С 0,3 мас.Ъ влажности удается достичь только при 200 С.

Однако при такой температуре ухудшается качество получаемого каучука— возрастает влажность по Дефо (с 45

800 до 1050 гс), снижаются предел прочности при. разрыве на 20 кг/см и растворимость в N3K на 8 мас.Ъ, появляются включения структурированного полимера. Кроме того, сле- 50 дует отметить, что, как показал опыт работы при освоенни и эксплуатации агрегатов системы экспеллер-экспандер по известному способу, применение высоких температур для сушки каучу- 55 ков (до 200ОС) при контакте их с воздухом в сушильной камере или навиброподъемнике довольно часто приводит к загоранию каучуков.

П р и м,е р 2. Предварительно 60 обезвоженный в экспеллере бутадиенстирольный каучук СКС-ЗОАРКМ-15 с влажностью 10 мас.Ъ подают в шнековую машину, нагревают до 160 С, дросселируют в самоочищающийся 65

При сушке каучука СКС-ЗОАРКМ-15 удовлетворительную влажность

0,21 мас.Ъ (согласно требованиям . технических, условий показатель по тери массы при 105 С не должен превышать 0,3 мас.Ъ) удается получить ,только при температуре головки экспандера 200 С. Однако при такой высокой температуре ухудшается качество-получаемого каучука - возрастает вязкость по Муни (с 56 до 60 ед.) и жесткость каучука по Дефо (до 900 вместо 760 rc в каучуке, высушенном при 160 С), снижается предел пцочности (до 260 вместо 270 кг/см").

Производительность агрегата при

200 С составляет 4,0 т/ч.

При сушке каучука СКИС-30АРКМ-27 удовлетворительную влажность удается получить при температуре головки экспандера 190-200 С. Однако при такой высокой температуре ухудшается качество получаемого каучука — возрастает вязкость по Муни (с 53 до 55-75 ед.), жесткость по

Дефо (с 890 до 960-980 гс), снижается предел прочности при разрыве (c 230 до 220 кг/см ).

При сушке каучука СКС-ЗОАРКПН при

165 С влажность каучука составляет

0,6 мас.Ъ, т.е. в 2 раза выше требований технических условий (н/б

0,3 мас.Ъ).

При сушке термоэластопласта

ДСТ-30 удовлетворительная влажность (0,2 мас.Ъ) достигается при 155ОС. При этом ухудшаются свойства получаемого полимера — снижается проч" ность (с 280 до 245 кг/см ), ин.цекс расплава (с 8,4 до 7.,8).

35 объем кольцевой головки, где многоI ножевым ротором дробят до частиц размером 0,3-0,7 мм и досушивают в токе воздуха, транспортирующего каучук на упаковку (через циклон,где каучук отделяется от воздуха).

Аналогичниа образом проводят суш(ку бутадиен-стирольного каучука

CKC-30АРКПН, бутадиен-с .-метилстирольного каучука СКМС-ЗОАРКИ-27, бутадиен-нитрильного каучука CKH-26C и бутадиен-стирольного термоэластопласта ДСТ-ЗО.

Свойства полученных каучуков представлены в таблице.

При сушке каучука CKC-ЗОАРКМ-15 предлагаемым способом уже при 160 С получают каучук с влажностью

0,18 мас.Ъ при высоком качестве — вязкость по Муни 56 ед. (т.е. на уровне каучука, высушенного по известному способу при этой же температуре, ноимеющего влажность 0,45 мас.Ъ), жесткость по Дефо 760 гс, предел проч-. ности 275 кг/см (т.е. несколько выше, чем в каучуке, высушенном по известному способу при той же температуре - 160 С) . Производительность при этом составляет 3,7 т/ч, т.е. выше на 0,6 т/ч, чем по известному способу при той же температуре.

При сушке каучука СКИС-ЗОАРКМ-27 по предлагаемому способу уже при

160 С получают каучук с влажностью

0,3 мас.Ъ. Качество полученного каучука находится на уровне каучука, высушенного при той же температуре по известному способу -(вязкость по

Мунк, жесткость по Дефо, предел прочности), но влажность каучука по известному способу в 2 раза выше (0,6 вместо 0, 3 мас.Ъ). Производительность агрегата на 0,2 т/ч выше по предлагаемому способу сушки.

При сушке каучука СКС-ЗОАРКПН при

150ОС предлагаемым способом влажность составляет 0,3 мас.Ъ, т.е. в

2 раза ниже, чем в каучуке, высушен-. ном известным способом при 165ОС при одной и той же производительности агрегата

При сушке термоэластопласта

ДСТ-30 предлагаемым способом уже при 110ОС удается получить полимер с влажностью 0,1Ъ. При этом предел прочности у получаемого каучука при 10 кг/см выше, а производитель ность агрегата на О,б т/ч выше, чем у полимера, высушенного известным

-способом при 140ОC и имеющего влаж ность 0,3 мас.Ъ.

При сушке бутадиен-нитрильного каучука СКН- 26С предлагаемым способом уже при 130 С удается получить каучук с влажностью 0,3 мас.Ъ и хорошим качеством — на 10 кг/см вы1014746

Составитель A.Ãîðÿ÷åâ

Редактор Н.Безродная Техред Ж.Кастелевич Корректор А.Тяско

Заказ 3104/14 Тираж 647 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент ., r. УжгорОд, ул. Проектная, 4 ше предел прочности полученного каучука, на 1В выше растворимость в

МЭК (по сравнению с каучуком, высушенным известным способом при

140 С и имеюшим влажность 1 мас.%

Структурированный полимер в каучуке отсутствует, производительность агрегата повышается на 0,8 т/ч.

Таким образом, применение предлагаемого способа позволяет стабилизировать качество каучуков и снизить их влажность.