Способ получения винилхлоридных полимеров и устройство для его осуществления

Способ получения винилхлоридных полимеров и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ (6t) Дополнительный м патенту (22) Заявлено 02. 06. 77(21) 2488546/05 (51) М. з (23) Пр оритет (3З) 04.06.76 (31) Р 2625149. О (33) ФРГ

С 08 F 14/06 .В 01 J 1/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 15Я881Бюллетеиь. Ио 30

Дата опубликования описания 150881 (53) УДК 678.743.2. . 02 (088. 8) (72) Авторы и зобретени я

Иностранцы

Пауль Кастнер и Кристоф Хайнце. (ФРГ) Иностранная фирма

"Хехст АГ" (ФРГ) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВИНИЛХЛОРИДНЫХ ПОЛИМЕРОВ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к получению винилхлоридных полимеров и устройству для его осуществления и может быть использовано в химической промышленности, 5

Известен способ получения винилхлоридных полимеров водноэмульсионной гомополимеризацией, сополимеризацией или привитой сополимеризацией винилхлорида в присутствии радикальных инициаторов и поверхностно-активных веществ в вертикальном реакторе с отношением высоты к диаметру не менее 3 и емкостью не менее 5 м с регулированием уровня жидкой фазы. 35 .Процесс проводят в устройстве, сбдержащем установленный вертикально цилиндрический реактор с рубашкой, отверстием для подачи жидкости в нижней его части, с отверстием для ство-20 да газов в верхней части реактора н отверстием для отвода жидкости, выполненным на боковой поверхности верхней части реактора на расстоянии

30-90% внутренней высоты реактора от 25 отверстия для подачи жидкости, и мешалку пластинчатого или пропеллерного типа (1) .

Однако при эксплуатации после некоторого времени образуются прежде 30 всего в верхней части реактора вбли-1 зи от зеркала жидкости корки, которые усложняют дальнейшее прохождение полимеризации и, если они частично крошатся, загрязняют отводимую эмульсию, содержащую продукты полимеризации. При слишком сильном нарастании корок .следует остановить процесс и произвести очистку, что увеличивает затра гы труда, производственные потери, а также нежелаемую эмиссию винилхлорида при открытии емкости. В процессе полимериэации постоянно образуются .грубые частички продукта полимеризации (крупки), которые являются частичками с диаметром ) 0,1 мм и могут расти до диаметра, больше нескольких сантиметров. Эта крупка выносится с эмульсией, содержащей продукты полимеризации и приводит к затруднениям при дальнейшей обработке. Обычно эту крупку удается задерживать с помощью фильтрующих сит, но эти фильтры при слишком сильном, интенсивном образовании крупки быстро забиваются. Для их замены и очистки требуются нежелательные затраты. Кроме того, мелкодисперсная крупка часто неполностью задерживается на фильтре, загрязня856389 ет конечный продукт и приводит при дальнейшей переработке полимеров в формованные предметы, к образованию раковин или чешуек. Пластинчатые мешалки, особенно в реакторах с большим отношением высоты к диаметру, оказывают действие, находясь в верхней части реактора, в то время как в нижележащих зонах обеспечивается только небольшое перемешивание жидкости.

Целью изобретения является предотвращение образования отложений полимера на внутренних поверхностях реактора.

Эта цель достигается тем, что в известном способе получения винилхлоридных полимеров водноэмульсионной гомополимеризацией, сополимеризацией или привитой сополимериэацией винилхлорида в присутствии радикальных инициаторов и поверхностно-активных веществ в вертикальном реакторе с отношением высоты к диаметру не менее 3 и емкостью не менее 5 мЗ, с.регулированием уровня жидкой фазы, образующуюся эмульсию полимера выводят иэ реактора на высоте, равной

30-90% общей внутренней высоты реактора над вводом исходной смеси по меньшей мере на 15 см ниже зеркала жидкой фазы, содержимое реактора перемешивают не менее, чем одной мешалкой, равной по длине 15-60% общей внутренней высоты реактора и устанавливают на расстоянии не менее

15 см от стенки реактора, верхний конец мешалки находится на расстоянии не более 20 см ниже зеркала жидкой фазы, причем уровень жидкой фазы находится на высоте, равной не более .97% внутренней высоты реактора.

Кроме того, процесс может проводится н реакторе, снабженном дополнительной мешалкой, расположенной на расстоянии не менее 15 см от стенки, реактора, занимающей не более

10% общей внутренней высоты реактора и вращающейся в том же направлении, что и мешалка, укаэанная выше.

Поставленная цель достигается с помощью устройства для осуществления способа получения винилхлоридных полимеров, содержащее установленный вертикально цилиндрический реактор с . рубашкой, отверстием для подачи жид.кости в нижней его части, с отверстием для отвода газов в нерхней части реактора и отверстием для отвода жидкости, выполненным сбоку, в верхней части реактора на расстоянии, состанляющем 30-90% внутренней высоты реактора от отверстия для подачи жйдкости, и мешалку, последняя выполнена в виде по меньшей мере одной. пластины, закрепленной на валу и лежащей в плоскости оси вала, причем .высота пластины составляет 15-60%

Внутренней высоты реактора, а шириHa — 25-80% внутреннего диаметра реактора.

Отношение высоты реактора к его диаметру равно 4-16, Кроме того, устройство может быть снабжено дополнительной мешалкой с диаметром, составляющим 25-80% внутреннего диаметра реактора, установленной в нижней его части.

В данном описании под термином

"внутренняя высота реактора" понимается размер внутри емкости от самой низкой точки днища до самой высокой. точки крышки, причем отверстия или выступы, чье поперечное сечение меньше, чем 1/5 внутреннего диаметра

15 реактора, не принимаются во внимание.

Заданная высота жидкости в реакторе измеряется ранее известными способами, а выход жидкости регули2О руется с помощью измерительных сигналов так, что зеркало жидкости в реакторе находится не менее, чем на

15 см выше края выходного отверстия

Исходные материалы для полимери 5 нации подводятся в жидкой, растворенной или диспергированной форме ко дну или сбоку через оболочку реактора в его нижней трети. Исходные материалы, например водный раствор поверхносгноактивных материалов, а.также раствор радикалообразующих катализаторов могут по отдельности подводиться в реактор, или недалеко от входа н реактор смешиваться или предварительно эмульгироваться. Для смешивания используются, например, дозы, быстро вращающиеся или вибрирующие мешалки, ультразвуковые устройства, коллоидные мельницы. Окруж- ная скорость мешалки в реакторе мо40 жет колебаться в широких пределах н зависимости от типа полимеризации, в особенности от.нида и количества применяемых поверхностноактивных веществ, а также от желаемой величины и фореля зерен (гранул). Используются окружные скорости 0,2-10 м/с.

Полимеризация проводится при 1090 С, преимущественно 30-80 С, в частности 40-75 С. Для сополимеризации винилхлорида могут применяться, давая по совокупности 0,1-99 вес.% (по отношению к весу винилхлорида), например, один или несколько следующих мономеров: олефины, как этилен или пропилен, виниловые сложные эфиры, имеющию прямую или разветвлен-. ную цепь атомов карбоновых кислот

2-20, предпочтительно 2-4, атомы углерода, такие как винилацетат-пропионат, -бутират, -2-этилгексоат, Щ виниловый сложный эфир изотридекановой кислоты; нинилгалогениды, такие как винил фторангидрид, нинилденфторангидрид, винилиденхлорид, ниниловый эфир, винилпиридин, ненасыщенЯ ные кислоты, такие как малеиновая, 856389 фумаровая, акриловая, метакриловая и их сложные моно- и диэфиры с моноили диспертами с 1-20 атомами угле рода; имид малеиновой кислоты, а также N-продукты замещения ароматическим, циклоалифатическим и при необходимости разветвленным алифатическим замеСтителем; акрилоннтрил, стирол.

Ф

Для привитой сополимеризации, например, могут применяться эластомерные продукты полимеризации, которые благодаря полимеризации содержат один или несколько следующих мономеров: диены, такие как бутадиен, .циклопентадиен; олефины, такие как этилен, пропилен, стирол; ненасы15 щенные кислоты, как акриловая или метакриловая, а также их эфиры с моно- и диспиртами с 1-10 атомами углерода, акрилнитрил, соединения винила, такие как сложные винилэфи- 20 ры карбоновых кислот, имеющих прямую или разветвленную цепь атомов, с 2-20, желательно 2-4 атомами углерода, галогениды винила, такие как винилхлорид, винилиденхлорид. Поли- 25 меризация может проводиться с применением или без применения гранул продукта, предварительной полимеризации. При этом полимеризация происходит в водном растворе в присутствии ЗО

0,001-3 вес.%, преимущественно 0,010,3 вес.% пб отношению к мономерам радикалообраэующих катализаторов, как, например, персульфаты, перфосфаты, пербораты калия, натрия или аммония, перекиси водорода, третичной гидроперекиси бутила или других растворимых в воде перекисей, а также смеси различных катализаторов, причем катализаторы могут применяться также и в присутствии 0,01-1 вес.% 4О по отношению к мономерам одного или нескольких восстанавливающих веществ, которые пригодны для получения окислительно-восстановительной каталитической системы, как например суль- 45 фаты, бисульфаты, дитиониты, тиосуль- . фаты, альдегид-сульфоксалаты, например формальдегид сульфооксалат натрия. При необходимости может проводиться полимеризация в присутствии растворимых и .плохо растворимых солей металлов, например меди, серебра или железа, в количестве 0,0510 ppm по отношению металла к мономеру. Кроме того, полимеризация проводится в присутствии 0,01-5 вес.% по отношению к мономеру одного или нескольких змульгаторов. В качестве эмульгаторов могут применяться анионные, амфотерные, катионные, а также не ионогенные эмульгаторы. В качест- d0 ве анионных эмульгаторов могут применяться, например, соли щелочных металлов, щелочноземельных металлов, аммония, таких жирных кислот, как лауриновая, пальмитиновая или сте- 45 ариновая, сложные эфиры парафинсульфоновой кислоты, алкиларилсульфокислоты, такие как додецилбензолили дибутилнафталин сульфокислоты, сложные диалкилбензол- или дибутилнафталин сульфокислоты, сложные диалкиловые эфиры сульфоянтарной кислоты, а также щелочных и аммониевых солей жирных кислот, содержащих эпоксидные группы, такие как эпоксистеариновая кислота, с ненасыщенными жирными кислотами, как масляная или линолевая кислота, или с ненасыщенными оксикислотами жирного ряда, как рицинолевая кислота. В качестве амфотерных или катионоактивных эмульгаторов могут применяться, например алкилбетоины, такие как додецилбетаин,-а также алкилпиридиновые соли, как лаурилпиридингидрохлорид, алкиловые соли аммония, такие как оксиэтилдодецилагмоний хлорид. К неионогенным эмульгаторам принадлежат, например, эфиры неполножирных кислот многовалентных спиртов, как глицеринмоностеарат, сорбитмонолаурат, -олеат, или -пальмитат, простые эфиры полиоксиэтилена от спиртов жирного ряда или ароматических гидроксильных соединений; сложные эфиры полиоксиэтилена от жирных ки"лот, а также продукты конденсации полипропиленоксида-полиэтиленоксида.

Наряду с катализаторами и эмульгаторами полимеризация может проводиться в присутствии буферных (промежуточных) веществ, например алкилацетатов, буры, щелочных фосфатов, щелочных карбонатов, щелочных бикарбонатов, солей аммиака или аммония карбоновой кислоты, а также многомолекулярных соединений, как например алифатические альдегиды с

2-4 атомами углерода, хлористые или бромистые углеводороды, как, например ди- и трихлорэтилен, хлороформ, бромоформ, метиленхлорид, а также меркайтан.

Предложенный способ особенно пригоден для непрерывной полимеризации из эмульсии полимеризатов винилхлорида с содержанием по меньшей мере

80 вес.% (по отношению к чистому полимеризату) полимеризируемых единиц (количества) винилхлорида. Образующееся при реакции тепло может отводиться путем охлаждения стенки реактора с помощью вставок-холодильников или с помощью охлаждения обратными холодильниками-дефлегматорами, причем интенсивность охлаждения может регулироваться с помощью измерения температуры реакционной смеси. Для уменьшения образования осадка к полимериэуемой смеси могут добавляться специальные вещес-.ва,или внутренние поверхности (стенки) реактора и вставок химически обрабатываются, покрываются слоем какоголи эа

856389 вещества или лакируются. Полимеризация может проводиться также при создании электрической разности потенциалов между изолированными друг от друга внутренними деталями реактора и вставок, при необходимости с дополнительным опрыскиванием водой или водным раствором стенок реактора, не закрытых жидкостью.

При данном способе существенно уменьшается образование крупки (нежелательно больших частиц полимеризата) и отложение корок на деталях реактора и вставках в зоне верхней поверхности (зеркала) жидкости по сравнению с обычным характером перемещения жидкости с подаваемыми сверху исходными материалами и отнодимой снизу эмульсией, содержащей ггалимеры. Забивание вывода эмульсии, как это прс>исходит при известных способах, наступает при данном спо- 2(} собе значительно реже. Могут отсутствовать обычные для известных способов фильтры (сетки) для крупки, устанавливаемые в отводном трубопроводе для содержащей полимеры эмульсии. Продолжительность полимериэации значительно удлиняется, благодаря чему не возникает значительных затрат труда и повышается произнодительность.Кроме того, сильно уменьшается свяэанная с операциями очистки эмиссия винилхлорида.

Способ может также применяться и при чувствительных к сдвигу эмульсиях. По сравнению с известными способами данный способ характеризуется более высокой эксплуатационной надежностью; реактор для полимериэации имеет при выходе иэ строя измерителя заданной высоты жидкости и регулятора этой заданной высоты жидкости 40 только небольшие потери, в то время как при обычных способах он может потерять столько жидкости, что мешалка не будет погружена в жидкость и>1и погру>кена на недостаточную величипу, За счет ухудшившегося перемешивания и слишком малой поверхности охл;.>ждения могут быстро подняться в реакторе для полимеризации температура и давление, что ведет к непосредственной угрозе обслуживающего персоналу и потерям полимеризуемого продукта.

Устройство для осуществ>1ения способа состоит из установленного вертикал»но цилиндрического реактора с отношением высоты к диаметру (по измерениям ннутри реактора) — 3 к общей емкости 5 м, который имеет Ilo меньшей мере одну мешалку, а также расположенное в нижней части реактора одно отверстие для подачи жидкости, а н нерхней части реактора как минимум одно отв" ðñ" èå для отвода жидкости и газа, регулятор положения зеркала жидкости f>o Bhlcofe H $5 разделенную в нижней зоне в случае необходимости двойную оболочку, и отличается тем, что отверстие для отвода жидкости расположено сбоку в оболочке цилиндрического реактора на расстоянии 30-90% внутренней высоты реактора выше расположенного в нижней третий реактора отверстия для подвода жидкости, а также тем, что внутри реактора предусматривается мешалка, которая проходит вверх максимально до высоты отверстия для отвода жидкости, занимая по высоте 1560Ъ внутренней высоты реактора, и сохраняет величину зазора от стенки реактора как минимум 15 см.

Предложенное устройство имеет из— мерительное приспособление для контроля заданной высоты жидкости с помощью сигнала, полученного от него этим регулируется количество отводимой жидкости; а также в необходимых случаях нужны и другие измерительные устройства, например для замера температуры и давления. Подводящие трубопроводы в нижней части реактора могут устанавливаться в днище, а также на расстоянии не менее ЗЗЪ внутренней высоты реактора, считая от днища, сбоку н оболочке реактора, причем целесообразно расположить н днище отверстия для o Hcfl<и внутреннеи полости реактора. Эти подводящие трубопроводы содержат необходи>ые устройства, например обратные вентили или обратные клапаны, которые уменьшают при избыточном давлении в реакторе для голимеризации обратныи поток полимериэуемой смеси из реактора в подающие трубопроводы.

Расположенное сбоку в оболочке реактора отверстие для отвода жидкости должно иметь поперечное сечение н свету в 1,5 раза большее (по площади) суммы всех свободных поперечных сечений подводящих отнрстий в нижней части реактора. Зто выходное отверстие размещается Hà расстоянии 50 90%,чаще всего 70 — 85Ъ внутренней высоты реактора от отверстия или отверстий для подвсда жидкости. Устройство имс.ет по мен»шеи мере одно отверстие для подачи или отвода газа, которое должно размещаться на крышке цилин— дрического реактора вблизи от его наиныс".>I«II точки. Через это отверстие при опорожнении реактора или перед егo ;3аполн«вием, а также в случае необходимости для регулирования давления <может подаваться ип«ртный газ, например аллоf Кроме того, устройгтво содержит не менее, чем одну мешалку, например пластинчатую м«шелку, 1»я пластина может иметь р<>зличпую геометрическую форму. Она может б>ыть квадратной, прямоугольной, треугольнои, трапеценидной H> H < f<зльной, может собираться из не<-кол»ких геометри . ".;их фигур, например из двух тре.856389

10 угольников или трапеций, может нести на своей поверхности окна по контуру выемки различной формы. Мешалка можеъ также состоять из нескольких пластин с параллельными осями, которые по отношению друг к, другу размещены под углом. Пригодны также и другие мешалки, например мешалки с изогнутыми поверхностями. .Мешалка может иметь привод как сверху, так и снизу. Обычно из конструктивных соображений выбирается привод сверху. (О

Можно применять в качестве мешалки пластинчатую мешалку, чья наибольшая ширина составляет 25-80% внутреннего диаметра реактора, однако при этом должен обеспечиваться зазор, не менее 15 см от внутренней стенки реактора. Эта мешалка занимает 20-40% внутренне высоты реактора и оканчивается вверху приблизительно на 5 см 20 ниже выходного отверстия для жидкости.

В случае, если исходные вещества для .полимериэации по данному способу подводятся отдельно по различным тру- 25 бопроводам, целесообразно, чтобы устройство имело в зоне этих подающих трубопроводов вторую мешалку, которая может иметь незав. сигый привод от описанной выше мешалки, но должна вращаться в ту же сторону,как и первая. Это вторая мешалка должна иметь диаметр равный 25-80% внутреннего диаметра реактора, однако она размещается относительно внутренней стенки реактора с зазором, равным

15 см и занимает по высоте 10% высоты внутренней плоскости реактора.

Особенно рационально применять предложенное устройство тогда, когда оно имеет отношение высоты к диа-,40 метру цилиндрическоГо реактора (обе величины эамерены внутри) 4-16, и полная емкость этого реактора равна не менее 25 м

На фиг. 1 изображено предложенное 45 устройство, общий вид; на фиг. 2 и

3 — то же, варианты; на фнг. 4 — разрез A A на фиг.3.

Устройство состоит из вертикально установленного цилиндрического реактора 1 с двойной оболочкой 2, которая имеет вблизи днища (в оболочке) несколько подающих отверстий 3 для полимериэуемых жидких исходных веществ на расстоянии 70% внутренней высоты реакторов отверстие 4 для отвода эмульсии, содержащей полимериэаты, а на крышке — отверстие 5 для отвода или подвода газа. Устройство оборудовано пластинчатой мешалкой б, целиком погруженной в жидкость, ме- 40 шалка оканчивается ниже отверстия 4 для отвода эмульсии, содержащей полимеризаты и занимает свыше 28% общей. внутренней высоты реактора. Вторая мешалка 7, диаметр которой составляет

42% внутреннего диаметра реактора и которая проходит на 9% внутренней высоты реактора, установлена в нижней части реактора в зоне подающих трубопроводов для исходных материалов.

Эта мешалка имеет отдельный привод, независимый от привода мешалки б, расположенной в верхней части реактора. Положение зеркала жидкости в реакторе замеряется устройством 8, и по измеренной величине регулируется с помощью вентиля 9 отвод эмульсии, содержащей полимеризат. Отношение высоты к диаметру реактора (замеренные внутри) составляет 4,6.

Пример 1. Применяется стоящий вертикально цилиндрический реактор для полимеризации емкостью свыше

5 м, который снабжен двойной обоЭ лочкой для протекания жидкости,регулирующей температуру пластинчатой мешалкой,расположенных в нижней трети в оболочке реактора входным отверстием и в верхней трети в оболочке реактора выходным отверстием для жидкости, а также отверстием на крышке реактора для подачи или отвода газа и устройством для измерения и регулирования заданной высоты уровня жидкости, который регулируется отводом жидкости.

Реактор имеет следующие размеры: отношение высоты реактора к диаметру (замеренные внутри реактора) 4,7.

Высота подачи (загрузк ) жидкости — 2,0% внутренней высоты реактора.

Высота выхода (загрузки) жидкости — 80% внутренней высоты реактора.

Длина пластинчатой мешалки — 37%. внутренней высоты реактора.

Диаметр пластинчатой мешалки

55% внутреннего диаметра реактора;

Расстояние от вертикального края пластинчатой мешалки до стенки реактора 33 см. Верхний край пластинчатой мешалки равен той же высоте, что и выход жидкости.

В реактор для полимериэации после промывки азотом и нагрева раствора до 50 С через нижнее отверстие непрерывно подается смесь:

100 вес.ч./ч винилхлорида;

122 вес.ч./ч воды;

0,15 вес.ч./ч персульфата калия;

0,4 вес.ч./ч Е - соль натрия от смеси алкилсульфокислот,-которая содержит 80 вес.% алкил-сульфокислоты с. 14 и 16 атомами С; I

1,6 sec.÷./÷ Š— соль натрия от сложного диизодеция эфира сульфоянтарной кислоты;

0,1 вес.ч./ч карбоната натрия.

Заданная высота уровня жидкости в реакторе поддерживается на уровне, равном 92,6% внутренней высоты реактора путем регулирования отвода жидкости через верхнее отверстие, масса перемешивается с окружной скоростью

856389

1,7 и/с Отводимая эмульсия, содержащая нолимеризат, путем сННТВВ давления освобождается от непрореагировавшего нинилхлорида и высушивается путем распыления в горячем воздухе.

Реактор для полимеризации эксплуатируется непрерывно 840 ч, затеи останавливается, опорожняется и открывается. Имеется равномерное покрытие из полимеризата толщиной 2 см во время эксплуатации деталей аппаратуры.На дне реактора имеется осажденный слой зернистого полимеризата .с величиной зерен > 0,1 мм, который удаляется, промывается, сушится 2,5 ч при 150 С в сушильном шкафу при продувке горячим воздухом и нзвешивается. Измеренные значения, а также данные по необходимым во время процесса полимеризации работам по обслуживанию с потребными для этого временными затратами обслуживающего персонала в часах приведены .в табл.1. . Сравнительный пример A. Применяется стоящий вертикально цилиндрический реактор для полимеризации той же емкости, что и использованный в примере 1, который снабжен двойной оболочкой для прохода терморегулирующей жидкости (хладагента), пластинчатой мешалкой, расположенным на днище реактора выходным отверстием и расположенным на крышке входным отверстием для жидкости, а также вторым отверстием на крышке реактора для подвода и отвода газа, устройство для измерения и регулирования заданного уровня жидкости.

Реактор имеет следующие размеры: отношение высоты реактора к диаметру (замерено внутри реактора) 4,7. Длина пластинчатой мешалки — 12% внутренней высоты реактора, Диаметр пластинчатой мешалки

55Ъ внутреннего диаметра реактора.

Зазор от вертикального края пластйны мешалки до стенки реакторов

33 см, Верхний конец пластинчатой мешалки — 7,4% внутренней высоты реактора, удален от наивысшей точки (изнутри) крышки реактора.

Реактор для полимеризации заполняется с одинаковой интенсивностью .(количество/час) той же реакцион ной смесью, как и по примеру 1, Через отверстие в крышке реактора, и смесь полимеризуется при 50ОС.Уровень жидкости н реакторе удерживается на 92,6 внутренней высоты реактора путем регулирования отвода жидкости в дйище реактора, и жидкость перемешйвается с окружной скоростью 1,7 м/с. Отводимая эмульсия, содержащая полимеризаты, фильтруется ситом с размером ячеек 6 мм, путем, снятия давления освобождается от непрореагировавшего винилхлорида и высушивается распылением в горячемвоздухе. Реактор для полимеризации может эксплуатироваться только

372 ч, затем с целью очистки должен останавливаться, опорожняться и открываться.

Наряду с осадком из полимеризатов толщиной около 4 см на покрытых жидкостью деталях аппаратуры образуется на мешалке и стенках реактора и зоне верхней поверхности (зеркала)

1О жидкости плотный осадок полимеризатов, который вырастает до такой степени, что осадок мешалки при вращении шлифует неподвижный осадок на стенке реактора. Сито на выходе эмуль)$ сии во время эксплуатации должно часто очищаться, задерживаемые на сите крупные частицы полимеризатов собираются, промываются, высушивают при

150ОС в сушильном шкафу при продув2О ке воздухом в течение 2,5 ч и взвешиваются. Измеренные значения,.а также данные о необходимых при процессе полимеризации работах по обслуживанию совместно с затрачиваемым для этого времененм в часах работы обслуживающего персонала показаны в табл.1.

Пример 2. Применяется установленный вертикально цилиндрический реактор для полимеризации с емкостью больше 5 м, который снабжен двойной

Зц оболочкой для прохода терморегулирующей жидкости, пластинчатой мешалкой, расположенным в нижней трети на оболочке реактора выходным отверстием для жидкости, а также отверстием

35 на крышке реактора для подачи и отвода газа и устройствами для измерения и регулирования заданной высоты уроння, который регулируется стоком жидкости.

Реактор имеет следующие размеры: отношение высоты реактора к диаметру (по замерам внутри реактора) 4,7.

Высота входа жидкости — 2,9% внутренней высоты реактора.

Высота выхода — 81Ъ

Длина мешалки — 20%

Диаметр мешалки — 28% внутреннего диаметра реактора.

Зазор вертикального края пластинчатой мешалки от стенок реактора

50 52 см.

Верхний. край пластиичатой мешалки расположен на 20 см ниже выхода жидкости.

В реактор после промывки азотом и нагрева внутренней полости до

54 С через нижнее отверстие подается непрерывно смесь:

4,4 вес.ч./ч винилацетата;

87,5 нес.ч./ч нинилхлорида;

115 вес.ч./ч воды;

0,1 нес.ч./ч персульфата калия;

0,4 вес.ч./ч Е„ (см.пример 1);

1,4 вес,ч./ч Е„

0,1 вес.ч./ч карбоната натрия.

856389

Общие затраты на обслуживание (человекочасы) . Общее. количество крупных частиц полимеризата (крупки),т

Выпуск содержимого очистка реакто,— ров,но- . вый пуск

Очистка выходного трубопровода

Пробивка

Очистка

6 MM сита

Про.должиТемпература полимериза«и, "С

Приме р, Р стока реактора тельность полимеризации, часы

3,8

2х 1,20

7х

840

Сравнительный А 50

744 34х 84х 8х : 1,8

70,6

1х

1,8

2 54

1х 0,63

768 - 3x

Заданный уровень жидкости в реак- торе поддерживается на 92,6% внутренней высоты реактора путем регулирования стока жидкости через верхнее отверстие, и жидкость перемешивается с окружной скоростью 1,6 м/с. Вытекающая эмульсия освобождается путем снятия давления от непрореагировавшего винилхлорида и высушивается распылением в горячем воздухе.

Реактор эксплуатируется 768 ч,затем останавливается, опорожняется и открывается. Образуется равномерная пленка из полимеризатов толщиной около 2,5 см на деталях аппаратуры, закрытых жидкостью. На дне реактора осаждаются зернистый полимеризат с 15 величиной зерна ) 0,1 мм, который удаляется, промывается, сушится

2,5 ч при 150 С в сушильном шкафу при подаче воздуха и взвешивается.

Измеренные значения, а также данные щ() о необходимых при процессе полимеризации работах по обслуживанию вместе с данными о затраченном при этом времени в часах работы обслуживающего персонала даны в табл.1.

Сравнительный пример Б. Применяется установленный вертикально цилиндрический реактор той же емкости, что и в примере 1, кото;алый снабжен двойной оболочкой для прохода терморегулирующей жидкости, пластинчатой мешалкой, расположенным на днище реактора выходным отверстием и расположенным на крышке реактора входным отверстием для жидкости, а также вторым отверстием на крышке 35 реактора для подвода-отвода газа, устройством для измерения и регулирования заданного уровня, который регулируется стоком жидкости, Реактор имеет следующие размеры: 40 отношение высоты реактора к диаметру (замеренные внутри) 4,7.

Длина пластинчатой мешалки — 12% внутренней высоты реактора.

Диаметр пластинчатой мешалки

28% внутреннего диаметра реактора, Зазор от вертикального края мешалки до стенки реактора 52 см.

Верхний конец пластинчатой мешалки на 7,4Ъ внутренней высоты реактора удален от наивысшей точки крышки реактора. Реактор заполняется через отверстие в крышке реактора той же реакционной смесью с той же интенсивностью (количество/ч), как и в примере 1, и при 54 С полимеризуется, как и в примере 1. Заданный уровень жидкости в реакторе поддерживается на расстоянии, равном 8% внутренней высоты реактора от самой высокой точки крышки реактора, с помощью стока жидкости через отверстие на дне реактора, а жидкость перемешивается с окружной скоростью

1,6 м/с: Вытекающая эмульсия фильтруется на сетке с размером ячеек 6 мм, освобождается при снятии давления от непрореагировавшего винилхлорида и высушивается распылением в горячем воздухе.

Реактор эксплуатируется 408 ч, затем с целью очистки его останавливают,опорожняют и открывают.

Наряду с осадком полимеризата толщиной около 5 см на покрытых жидкостью деталях аппаратов образуется на мешалке и стенке реактора в зоне зеркала жидкости плотный осадок из полимеризатов такой толщины, что осадок мешалки при вращении шлифует неподвижный осадок на стенке реактора.

Сито, установленное в выходном отверстии для слива эмульсии в течение эксплуатации часто очищается, а задержанные там крупные частички полимеризатов собираются, промываются, высушиваются при 150 С в сушильном шкафу при пропускании воздуха, и взвешиваются. Измеренные значения, а также данные о необходимых при процессе полимеризации работах по обслуживанию вместе с данными о затраченном для этого времени в часах работы обслуживающего персонала даны в приведецной ниже таблице 1.

Таблица 1

856389

-Продолжение табл, 1

Температура полимериэации, Ñ

Очистка б мм сита

Продолжительность полимерн. зации, часы

Общие затрати на обслуживание (человекочасы) Пробивка стока ре-. .актора

О истка вы ходкого трубопровода

Выпуск содержимого очистка реакторов,новый пус

Общее количество

Kpупных частиц полимериэ ата .(крупки),т

ПР .. ар, Р

Сравнительный Б.816 38х

960

24х бх 1,16 1х

55,6

7х 0,7

Сравнительный В

77,6

1056 40х

1х

68х 1бх 1 92

3,3

0,85

1х Зх

"гомополимеризат винилхлорида K 72 по Д1К 53726 сополимер винилхлорид-винилацетат К = 70

""гомополимеризат винилхлорида К 59

+"гомополимеризат винилхлорида К = 78 .Пример 3. Применяется стоя- 0,07 вес.ч./ч вторичного фосфата щий вертикально цилиндрический реак- натрия. тор с объемом выше 5 м, который Заданный уровень жидкости в реакснабжен двойной оболочкой для прохода торе на 96% внутренней высоты реактерморегу.;ирующей жидкости, пластин- тора поддерживается путем регулировачатой мешалкой, расположенным в ниж- ния стока жидкости через верхнее отйей трети оболочки реактора входным Е верстие, а жидкость перемешивается отверстием и расположенной s верх- с окружной скоростью 1,6 м/сек. Выней трети оболочки реактора выходным текающая эмульсия путем снятия дав35 отверстием для жидкости, а также ления освобождается от непрореаги.отверстием на крышке реактора дпя ровавшего винилхлорида и высушиваетподвода и отвода газа и устройствами) 1ся путем распыления в горячем воздухе. .для измерения и регулирования задан- Реактор эксплуатируется 960 ч, затем

40 останавливается, опорожняется и отРеактор имеет следукищие размеры: крывается. ОбРазуется равномерный

Отношение высоты реактова к диаметру осадок из полнмериэатов толщиной (измеренные внутри) 4,5; около 2 см на деталях аппаратуры, Высота входа жидкости — 17% внут- покрытых жидкостью. На днище реакренней высоты реактора

I тора осаждается зернистый полимеВысота выхода жидкости — 87% внут- Ризат с величиной зерен > 0,1 мм, рейней высоты реактора который удаляется, промывается, t о

Длина пластинчатой мешалки — 37% сушится 2,5.ч при 150 С в сушильном внутренней высоты реактора; шкафу при протоке воздуха и взвешид аметр астинчатой мешалки - 61% go ваетсЯ. Измеренные значениЯ, а также внутреннего диаметра реактора, данные о необходимых при процессе

Зазор от вертикального края плас- полимеризации работах по обслужитинчатой мешалки до стенки реактора ванию вместе с данными о эатрачен29. см ном для этого времени в часах работы

Верхний конец пластинчатой мешал- обслуживающегo персонала даны в табл.1. ки на 10 см ниже выхода жидкости.

Сравнительный опыт В. Применяется

: В реактор через нижнее отверстие стоящий вертикально цилиндрический после промывки азотом и нагрева внут- реактор той же емкости, как и реакреиней плоскости реактора до 64 С тор по примеру. 1, который снабжен непрерывно подается смесь: @р двойной оболочкой для прохода термо100 вес.ч./ч винилхлорида; регулирующей жидкости, пластинчатой

100 вес,ч./ч воды; мешалкой, расположенным на днище

0. 08 вес.ч./ч персульфата калия; реактора входным отверстием для жидвес.ч../ч Е (соль натрия от, кости, а также вторым отверстием .додецилбензола сульфокислоты); Я на крьааке РеактоРа для подвода и

17

856389

18 отвода газа и устройство для изменения и регулирования заданного уровня, устанавливаемого с помощью регулировки.стока жидкости.

Реактор имеет следующие размеры: отношение высоты реактора к диаметру (по измерениям внутри реактора) 4,5;

Длина пластинчатой мешалки - 12% внутренней высоты реактора;

Диаметр пластинчатой мешалки

61% внутреннего диаметра реактора;

Зазор между вертикальным краем пластинчатой мешалки и стенкой реактора 29 см.

Верхний конец пластинчатой мешалки удален на 8,8% внутренней высоты реактора от наиболее высокой точки 15 крышки реактора.

Реактор заполняется той же реакционной смесью при той же интенсивности подачи (количество/час), как и по примеру 1, через отверстие в QQ крышке, и смесь полимеризуется цри

64 С, как и в примере 1. Заданная высота жидкости в реакторе поддерживается путем регулирования стока жидкости через отверстие в дне реактора на расстоянии 10,3Ъ внутренней высоты реактора от наивысшей точки крышки реактора, а жидкость перемешивается с окружной скоростью 1,6 м/с (как в примере 1). Вытекающая эмульсия фильтруется сквозь сито с размером ячеек 6 мм, ос-.oáoæäàåòcÿ путем снятия давления от непрореагировавшего (не вступившего в реакцию обменного разложения) винилхлорида и высушивается путем распыления в горя- . чем воздухе. Реактор эксплуатируется непрерывно 528 ч, затем с целью очистки останавливается, опорожняется и открывается.

Наряду с осадком олимеризатов ф) толщиной около 6 см на покрытых жидкостью- деталях аппаратуры образуется на мешалке и стенках реактора в зоне зеркала жидкости . плотный осадок полимеризатов, который вырос до такой толщины, что осадок на мешалке при вращении шлифует неподвижный осадок на стенке реактора. Сито, установленное на пути стока эмульсии, во время эксплуатации должно часто очи- О щаться, задержанные на фильтре круп-. ные частички полимеризата собираются, промываются, сушатся при 150 С в сушильном шкафу при протоке воздуха и взвешиваются. ИзмеРенные значения, а также данные о необходимых при процессе полимеризации работах по обслуживанию вместе с данными о затраченном для этого времени в часах работы обслуживающего персонала даны в табл.1. 40

Пример 4. Применяется установленный вертикально цилиндрический реактор емкостью свыше 25 мз, который. снабжен дВойной оболочкой для прохода терморегулМрующей жидкости, плас- 6$ тинчатой мешалкой,.расположенным в нижней трети оболочки реактора входньм (загрузоч