Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука - Кирпичников П.А.
Скачать (прямая ссылка):
її IU у к IV
Рис. 93. Схема получения латекса бутилкаучукаї
/, 2,5 — мерники; З — аппарат приготовления эмульгатора; 4, 8. 9, 11, 17, 21, 23. 28, 31, 40 — насосы; 6 — аппарат приготовления грубой эмульсин; 7 — концентратор крошки; 10 — аппарат приготовления тонкой эмульсии; 12 — гомогенизатор; 13, 24, 29 — фильтры; 14, 18, 25 — теплообменники; 15, 19 — инжекторы; 16, 20 — дегазационные колонны; 22 — емкость с мешалкой; 26 — концентратор латекса;
сепараторы; 33, 34, 37, 38
27 — емкость с мешалкой №и змеевиком; 30 — аппарат приготовления дисперсии каучука в воде; 32, 36 конденсаторы; 35 — отстойник; 39 — сборник. / — этиловый спирт; // — циклогексан; /// — мыло канифоли; IV — умягченная вода; V — крошка бутилкаучука; VI — охлажденная вода; VII — к линии вакуума; VIIl — углеводороды в рецикл; IX — вода на выделение этилового спирта; X — пар; XI — горячая вода; XII— вода на отпарку органических соединений; XIlI — латекс на склад.
количество водной фазы, подается крошка каучука из концентратора 7, необходимое количество циклогексана из мерника 2 и этилового спирта из мерника /. Растворение крошки бутилкаучука происходит при непрерывном перемешивании в течение 20—24 ч при температуре не выше 80 °С и циркуляции раствора насосом 9; аппарат 6 обогревается горячей водой через рубашку. По окончании растворения грубая эмульсия перекачивается насосом 9 в аппарат с мешалкой и рубашкой для обогрева 10, где при 70 °С и циркуляции эмульсии насосом 11 через гомогенизатор 12 осуществляется приготовление тонкой эмульсии. Готовая эмульсия через фильтр 13 и подогреватель 14 подается на дегазацию.
Дегазация латекса бутилкаучука осуществляется на двухступенчатой установке (колонны 16 и 20) под вакуумом острым паром, смешение с которым происходит в инжекторах 15 и 19. Частично дегазированный латекс из куба колонны 16 насосом 17 подается через теплообменник 18 в инжектор 19 и после смешения с паром поступает в колонну 20, откуда насосом 21 подается в емкость с мешалкой 22, после чего поступает на концентрирование. На первой ступени дегазации температура куба не ниже 40 °С, на второй ступени — не ниже 45 °С, при остаточном давлении не более 0,05 МПа в обеих колоннах.
Пары циклогексана, этилового спирта и воды из верха колонн 16 и 20 отсасываются вакуум-насосом, отделяются в сепараторе 32 от уносимых потоком латексных частиц, конденсируются в конденсаторах 33 и 34, охлаждаемых промышленной и охлажденной водой, конденсат расслаивается в отстойнике 35. Верхний слой — циклогексан возвращается в рецикл на приготовление раствора бутилкаучука; нижний слой — вода, содержащая этиловый спирт, направляется на выделение спирта ректификацией.
Концентрирование латекса осуществляется методом термического упаривания в концентраторе колонного типа 26 при остаточном давлении в аппарате 0,06 МПа периодическим способом при циркуляции латекса в системе емкость с мешалкой 22, насос 23, фильтр 24, теплообменник 25, концентратор 26 до содержания сухого вещества в латексе не менее 40% (масс). Готовый латекс бутилкаучука после концентрирования насосом 23 через фильтр 24 откачивается в емкость с мешалкой и змеевиком 27, откуда насосом 28 через фильтр 29 подается в цистерны.
Пары воды, отгоняемые в концентраторе 26, отделяются от унесенных капель латекса в отделителе 36, конденсируются в конденсаторах 37 и 38, охлаждаемых промышленной и охлажденной водой, сливаются в сборник 39, откуда насосом 40 направляются на очистку.
Свойства и применение синтетических латексов
Свойства синтетических латексов определяются природой полимера, диспергированного в воде; концентрацией каучука, которая может изменяться от 18 до 75%; вязкостью латекса, обусловленной размером глобул; способом получения латекса. Латексы с кон-
центрацией сухого вещества выше 30% (масс.) ведут себя как неньютоновские жидкости. Снижение вязкости латекса достигается агломерацией глобул, повышение вязкости — диализом с последующим концентрированием или введением загустителей.
Агрегативная стабильность латексов (степень насыщения поверхности глобул эмульгатором) определяется типом полимера, зарядом глобул, гидратацией адсорбированных оболочек глобул, структурно-механическим барьером, который обусловлен высокой прочностью коллоидных адсорбционных слоев эмульгатора. Средний размер глобул 60—700 нм, толщина гидратационного слоя эмульгатора 2—15 нм. Поверхностное натяжение латексов 35—55 дин/см, что значительно ниже, чем у воды (72,8 дин/см), поэтому они обладают хорошими смачивающими и пропитывающими свойствами. Большинство латексов стабильно при рН > 7; латексы, стабилизированные эмульгаторами на основе сильных кислот (например, сульфоновых), стабильны и при рН < 7.
Синтетические латексы, выпускаемые в промышленности, достаточно морозостойки, однако для предотвращения самопроизвольной коагуляции их транспортируют и хранят при температурах не ниже 20 °С. Синтетические латексы оцениваются по комплексу их механических показателей (модуль и прочность при растяжении, относительное удлинение), которые определяются при одно- или двухмерной деформации образцов в виде пленки.
