Поливинилхлорид - Ульянов В.М.
ISBN 5-7245-0727-7
Скачать (прямая ссылка):
В [182] проводится описание устройства для непрерывной полимеризации (рис. 1.2, а), которое состоит из вертикальной цилиндрической емкости, разделенной с помощью вращающихся горизонтальных дисков на отдельные зоны, причем зоны связаны друг с другом отверстиями, и поток реакционной массы возможен только в одну сторону. Диски укреплены на вращающемся валу с увеличивающимися в направлении потока расстояниями между ними, причем соотношение длины и диаметра разделенных дисками зон составляет 0,1-0,6. Аналогичное устройство, пригодное для непрерывной суспензионной полимеризации винилхлорида, описано в [193]. Отличие состоит в том, что в качестве перегородок, укрепленных на общем валу, используют перфорированные диски или сетки, а вал совершает не вращательное, а возвратно-поступательное пульсирующее движение. К общим недостаткам описанных систем относится необходимость разработки и изготовления специальной аппаратуры, сложность разборки и чистки аппаратов при забивке полимером реакционного пространства.
В [175] описан способ полимеризации, согласно которому полимеризацию проводят в 5-10 последовательно соединенных аппаратах с
16
ВХ, инициатор,
Рис. 1.2. Устройство для непрерывной суспензионной полимеризации винилхлорида: « —реактор башенного типа;б — каскад реакторов
мешалками, расположенных вниз по вертикали. Каждый последующий реактор находится на 1/3 высоты ниже предыдущего и реакционная масса перетекает из одного аппарата в расположенный ниже него ближайший аппарат (см. рис. 1.2, б). Для предотвращения забивания переливных труб через систему реакторов пропускают инертный газ под давлением, превышающим давление насыщенных паров винилхлорида при температуре полимеризации. К достоинствам этого способа можно отнести возможность использования обычных аппаратов с мешалками, применяющихся при периодическом способе полимеризации ВХ, к недостаткам - громоздкость схемы и повышенную металлоемкость, высокую стоимость большого числа аппаратов, увеличение эксплуатационных расходов, трудность равномерного распределения тепловой нагрузки на реакторы, усложнение системы автоматизации для поддержания одинаковых условий полимеризации во всех реакторах.
Производство ПВХ полимеризацией в массе имеет ряд преимуществ перед суспензионным и эмульсионным способами: более низкие энергозатраты вследствие исключения стадий приготовления водной фазы, выделения и сушки полимера, отсутствие сточных вод, меньшие затраты на обслуживание оборудования и низкая себестоимость получаемого продукта.
Наибольших успехов в развитии технологии блочной полимеризации добилась французская фирма "Спейшим", которая разработала технологию и оборудование, обеспечивающие получение ПВХ, близкого по свойствам и перерабатываемости к суспензионному. Промышленная технология полимеризации ВХ в массе включает две стадии (рис. 1-3). На первой ВХ полимеризуют в присутствии радикального инициатора при интенсивном перемешивании до конверсии 8-10%. Полимеризацию проводят в реакторе-полимеризаторе, представляющем собой вертикальный цилиндрический аппарат с рубашкой, снабженный мешалкой. Для дополнительного съема тепла возможно применение обратного конденсатора. Компоненты загружают через люк реактора. Перед загрузкой ВХ для удаления кислорода и проверки герметичнос-
17
Рис. 1.3. Технологическая схема получения блочного поливинилхлорида:
1,3 — конденсаторы;^ — автоклав форполимеризации; 4 — автоклав полимеризации;5 — фильтр на линии прямой дегазации; 6 - бункер-циклон; 7 - классификатор; * - компрессор дегазации; * -вакуум-насос; Ю -конденсатор ВХ; 11 - фреоновый холодильник; 12 -колонна нейтрализации; i 3 -емкость ВХ; 14 —насос подачи ВХ
ти форполимеризатор вакуумируют, а после загрузки - подогревают. Одновременно с подогревом производят частичную дегазацию ВХ для удаления инертов.
Продолжительность полимеризации определяется временем, необходимым для достижения требуемой конверсии мономера. По окончании полимеризации взвесь частиц ПВХ в мономере подают в основной полимеризатор, куда дополнительно вводят мономер и инициатор. На этой стадии процесс полимеризации протекает на частицах полимера, образовавшихся на первой стадии, при медленном перемешивании реакционной массы до конверсии 70- 80%.
Основной полимеризатор представляет собой горизонтальный цилиндрический аппарат с рубашкой, снабженный мешалкой и обратным конденсатором. Перемешивание на второй стадии осуществляется мешалками различных типов (рамными, спиральными, геликоидальными); обязательным условием является близость кромок мешалки к поверхности стенок реактора (зазор не более 10 мм). Подготовку реактора и загрузку компонентов проводят так же, как преполимери-затора. Теплосъем осуществляется подачей захоложенной воды в рубашку реактора, а также с помощью обратного конденсатора.
На второй стадии, осуществляемой при медленном перемешивании, происходит рост частиц полимера до размеров ^100-150 мкм. Они представляют собой круглые гранулы с более узким распределением по размеру, чем частиц суспензионного ПВХ. По окончании полимеризации производят дегазацию полимера. Сначала по линии прямой дегазации при режимной температуре ВХ через фильтры поступает на стадию конденсации. При выравнивании давления в реакторе и сис-
