Непрерывный способ получения сополимеров — SU 1165041 (original) (raw)
ситель 3. В испарительной камере 2 реакционнуо массу охлаждают за счет испарения мономеров при поникенном давлении и циркуляционным насосом лсг Г,озврааЮт в реактор 1, Одновременно часть реакционной массы из реактора 1 Гсдают насосом 5 во второй реактор 6 каскада.Испарившиеся в испарительной ка п мере 2 монсмеры конденсируются в теплообменнике 7, собираются в сборнике 8 и насосом 9 Гсдаются в стат 4 кеский смеситель 3 Испарительная камера 2 снабнена насосом 5 для вы грузки реакционной массыС:ел тепла в реакторе 6 осуществляв.сл па тому же принципу В реакторе 6 поддеркивают температуру 110- 160 ь давление 0 1"0 3 МПс и кон версию мсномеров 0-60.о Он рабстает в режи"е полного заполнения ИсГа ритсльньй контур реактора 6 вклю ает испарительную камеру 10, статический слесттель 11 циркуляционный насос 12, теплообменник 13, сборник 1 мономеров и насос 15 Реактор 6 снабке. н;сосом 16 для выгрузки реакционной массы и подачи ее в реактор 17, в котором .Оддеркивает температуру ЗО 160-190 С, давление 0,1-0,2 ИПа и конверсию 80-953.Из реактора 17 насосом 18 реакци-онная масса подается в перегреватель 19, где она нагревается дс темпера- Вб туры 190-250 С, и затем в вакуумную камеру 20, где удаляются непрореагировавшие мономеры и растворитель, Расплав полимера выгрузным устройством 21 подается на грануляцию. 4 пРеакционная масса с вязкостью не более 102 Пас содержится в первом реакторе каскада. При выходе из строя циркуляционного насоса 1 уменьшают4 д на 50-704 подачу питающего раствора. Рыгрузку из реакторов (производительнсс 1-, насосов 5, 16 и 18 сохраняют номинальной до опорожнения на 30-504 реактора 1). Реакционную массу из испарительной камеры 2 вывружаот насосом 5. После. частичного опорсниения реактора 1 свободное пространство.реактора сообщается через статический смеситель 3 с вакуумным про 1 Ф 55 странством испарительнои камеры 2 и процесс кипения реакционной массы переносится в реактор 1, Пары мономеров конденсируются в теплообменнике 7, конденсат стекает в сборник8 и подается насосом 9 в реактор .1,для чего сделан отвод коммуникации.После частичного опорожнения реактора 1 и полного опорожнения испарительной камеры 2 согласуют все потоки на выходах из реакторов с питающим потоком,В испарительной камере 10 углубляют вакуум, чтобь снизить температуру реакционной массы для предот -вращения повышения конверсии мономеров в реакторе 6.После устранения неисправностиувеличивают поток питающего раствора,до номинального значения, а вьгрузкусохраняют равной 30-50 ь номинальногозначения до тех пор, пока не произойдет заполнения реактора 1 и его испарительной камеры, После этого устанавливают единый массовый потокчереЗ каскад.Заявляемый способ может быть осуществлен и в каскаде, содержащем четыре и более реакторов полимеризации.В этом случае реакционная масса связкостью не более 10 Пас будет находиться в первых двух или трех реакторах каскада и заявляемый способможет быть осуцествлен при выходеиз строя циркуляционного устройствалюбого из указанных реакторов.3П р и м е р 1, Акрилснитрилбутадиенстирольный (АВС) сополимер получают непрерьвным способом на установке, представленной на схеме,Исходный раствор, содержацИЙ,иас,З: 56 стирола, 18 акрилснитрила,6 бутадиенового каучука, 20 этилбензола, 0,1 перекиси бензоила и 0,05трет-бутилпербензоата непрерывноподают в агрегат производительностью1260 кг/ч,Реакторь 1 и 6 объемом 11,1 мз заполнены полностью, Реактор 17 объемом 14,4 мэ заполнен на 2/3 объера.Испарительные камеры 2 и 10 объемом10 мз заполнены на 3,5 мз, Время пребывания реакционной массы в реакторах2,87 ч, 2,87 ч и 2,0 ч соответственно.Для поддержания зяданной температуры в первом реакторе 1 каскадачасть реакционной массы с содержаниемтвердого вещества 30+23 и температурой 901 С циркуляционным насосом Чнепрерывно подают со скоростью50 мэ/ч в смеситель 3, куда одновре.;вино гк рог ся конденсат из сборника1Ь Скорость порачи конденсата регулируется автоматически по постоянству уровня в сборнике 8 Смесь реакционной массы и конденсата порают в испарительную камеру 2, в которой поддерживают давление 0,04 МПа, При этомчасть мономеров и растворителя улетучивается, конренсируется в теплообменнике 7 и собирается в сборнике8, откуда снова подается в смеситель3 Вследствие испарения части мономеров и растворителя в испарительнойкамере 2 температура массы на выхореоиз него понижается и составляет 91+1 СОхлажренную массу циркуляционным насосом 4 непрерывно подают обратно вреактор 1 со скоростью 50 мз/ч,Одновременно другую часть реакционной массы с температурой 90 С непрерывно со скоростью 4260 кг/ч подают во второй реактор 6 каскада,где поддерживают температуру реакционной массы 120+1 С и сорержаниеполимера в ней 57+2Для поддержания заданной температуры часть реакционной массы из реактора 6 циркуляционным насосом 12через смеситель 11, где она смешивается с подающимся в него конденсатом,непрерывно со скоростью 35 мз/ц подают в испарительную камеру 10. В испарительной камере поддерживают давление 0,075 МПа, температура массына выходе из нее понижается и составляет 111+1 С Охлажденную массуциркуляционным насосом 12 непрерывноподают обратно в реактор 6 со скоростью 35 мз/ц. Одновременно другуючасть реакционной массы со скоростью4260 кг/ч подают в реактор 17, вкотором поддерживают температуру180+1 С и содержание полимера 78+24,Из реактора 17 со скоростью 4260 кг/цреакционную массу непрерывно подаютв перегреватель 19, где ее нагреваютдо 225-230 С, а затем в вакуумнуюкамеру 20 для удаления этилбензола иостаточных мономеров. Расплав сополимера со скоростью 3100 кг/ц выгружают и гранулируют обычным способом.Вслерствие механической поломкирабочего органа вышел из строя циркуляционный насос, обеспечивающийсъем реакционного тепла в первом реакторе 1 каскада, После этого подачупитающего раствора в реактор 1 уменьшают до 2130 кг/ч (501 номинальной).40 45 50 55 камере 2 устанавливают давление0,04 МПа. После заполнения реактора1 включают циркуляционный насос 4,после заполнения испарителя 2 на3,5 мз .устанавливают производительность выгрузных устройств, равнуюноминальной, Устанавливают в испарительной камере 1 О давление0,075 МПа. После этого параметры про-.,цесса возвращаются к номинальнымЯа время ремонта произведено13,8 т АБС-сополимера.Состав готового продукта, 4: каучук 7,5+0,8, стирол 70+1, акрилонитрил 22,5+0,7. Полученный продуктобладает пониженными физико-механическими свойствами .по сравнению спродуктом, полученным при номинальном ведении процесса,но пригоденрля последующей переработки,бгМ 1 бВ исгар 1 тельной камере 2 устала 1 чвают давление 0,045 МПа. Выгруж,1 ютреакционную массу из испарительной 5камеры 2 выгрузным насосом 5 в течение 2 ц Производительность насосов,выгружающих реакционную массу из реакторов 1, 6, 17, сохраняют равнойноминальной до опорожнения реактора1 на 301, после чего производительность насосов устанавливают равнойподаче питающего раствора (2130 кг/ц),В испарительной камере .10 устанавливают равление 0,05 МПа15 Во время ремонта циркуляционногонасоса поддерживают следующие условия:ов реакторе 1 температура 84 С,давление 0,045 МПа, конверсия мономеров 35 ь (при этом реакционная массакипит), вязкость реакционной массы0,15 102 Пас; объем реакционной массы 704.;ов реакторе 6 температура 110 С,конверсия мономеров 68 ь, вязкостьреакционной массы 0,11 10 Э Пас, давление в испарительной камере 0,05 МПаРеактор 6 работает в режиме полногозаполнения со съемом тепла в испа рительном контуре;в реакторе 17 сохранялись номинальные условия (по температуре идавлению)Ремонт циркуляционного насосапродолжается в течение 6 чПосле ввода в действие исправленного насоса устанавливают подачуи ходного раствора, равную номинальной (4260 кг/ч) В испарительной/П р и и е р 2 Н установке,прг.дстпленной на схеме, непрерывным способом получают сополимер стирол с метилметакрилатом,Исходный раствор, содержащий,мас, ч,: 60 стирол и 40 метилметакрилат, 1 (от суммарной загрузки мономеров) медицинское вазелиновое масло; 0,01 трет-додецилмеркантан и0,3 пентаэритритовый эфир (3,5-ди-трет-бутил)-4-гидроксифенил)-пропионовой кислоты, непрерывно подаютв реактор 1 каскада производительностью 4260 кг/цВ реакторе 1 поддерживают конверсию мономеров 35+21, температуру105.2 Спля поддержания заданнойтемпературы часть реакционной массыаналогично примеру 1 циркуляционнымнасосом 4 непрерывно подают со скоростью 40 мз/ч в смеситель 3, где еесмешивают с конденсатом из сборника8 и затем подают в испарительную камеру 2, В испарительной камере поддерживают давление О,06 МПа, приэтом масса охлаждается до 95+1Охлажденную массу со скоростью40 мз/ч непрерывно направляют сновав реактор 1, циркуляционным насосомИспарившиеся мономеры аналогично примеру 1 конденсируют в теплообменнике 7, собирают в сборнике 8и возвращают в смеситель 3,Лругую часть реакционной массыиз реактора 1 непрерывно со скоростью 4260 кг/ц подают в реактор 6,В реакторе 6 поддерживают конверсиюмономеров 75+23 и температуру 140++.".С, Для поддержания заданной температуры подачу реакционной массыв смеситель 11 и испарительную камеру О осуществляют со скоростью30 м/ц, давление в испарительнойкамере поддерживают 0,06-0,07 МПа стем, чтобы температура массы на выходе из камеры 10 была 1202 С. Одновременно из реактора 6 другуючасть реакционной массы со скоростью4260 кг/ц непрерывно подают черезреактор 17 или непосредственно в вакуумную камеру 20 Расплав сополимера стирола с метилметакрилатом соскоростью 3500-3800 кг/ч выгружаютиз вакуумной камеры и гранулируют. Вышел из строя циркуляционный насос 4 первого циркуляционного устройства. Процесс осуществляют следующим образом,Г 3Подачу питающего рствора уменьшают до 1280 кг/ч (30, номинльной) В испарительной камере 2 устанавливают давление 0,05-0,06 МПа, Выгружают реакционную массу из испарительной камеры выгрузным насосом 5 в течение 2,0 ч Производительность насосов, выгружающих реакционную массу из реакторов 1,6, 17, сохраняют равной номинальной до опорожнения реактора 1 на 501, после чего производительность насосов устанавливают равной подаче питающего раствора (1280 кг/ц), В испарительнойкамере 10 устанавливают давление0,055 МПа Во время ремонта циркуляционного насоса 4 поддерживают сле-дующие условия:20 в реакторе 1 температуру 95-100 Сдавление 0,05-0,06 МПа, конверсию мономеров 354, вязкость реакционноймассы 2-3 Пас, объем реакционноймассы 501, при этом реакционная масса кипит;.в ректоре 6 температуру 135 С,конверсию мономеров 75-781, вязкостьреакционной массы 5 102 Пас, давление в испарительной камере 0,055 МПа, ЗО реактор 6 работает в режиме полногозаполнения со съемом тепла в испарительной камере;,в реакторе 7, в вакуумной камере20 сохраняются номинальные условия(по давлению и температуре), Ремонтциркуляционного насоса продолжался в течение 8 ч,После устранения неисправности устанавливают подачу исходного раствора, равную номйнальной, В испарительной камере устанавливают давление 0,06 МПа. После заполнения реактора 1 включают циркуляционный насос 4, после заполненной камеры испарителя 2 на 3,5 мз устанавливаютпроизводительность выгрузных устройств, равную номинальной, Устанавливают в испарительной камере 10 давление 0,07 МПа После этого параметры процесса возвращаются к номинальным,а время ремонта произведено 12,9 т сополимера стирола с метилметакрилатом, Состав готового продукта: стирол 60,5 л 0, метилметакрилат 39,53 Полученный продукт обладает пониженными физико-механическими свойствами по сравнению с продуктом, полученным при нормальном ведении про9 11650 цесса, но пригоден для последующей переработки.П р и м е р 3, На установке, представленной на схеме, непрерывным способом получают сополимер стирола с акрилонитрилом и метилметакрилатом (сополимер МСН). Исходный раствор, содержащий, мас.ч.: 17 стирол, 45 метилметакрилат , 8 акрилонитрил, 1 п 1 (от суммарной загрузки) дибутил.себацинат, 0,3 эФир 4-окси,5-ди-трет-бутилФенилпропионовой кислоты, и пентаэритрита и .0,05 н-лаурилмеркаптан, непрерывно подают со ско ростью ч 260 кг/ч в реактор 1 каскада.В реакторе 1 поддерживают конвер сию мономеров 35+23, температуру 101+ +2 С. Рля поддержания заданной температуры часть реакционной массы аналогично примеру 1 циркуляционным насосом непрерывно подают со скоростью 40 мз/ч в смеситель 3, где ее смешивают с конденсатом из сборника 8, и затем подают в испарительную камеру 2. В испарительной камере поддерживают давление 0,0 б МПа, при этомо масса охлаждается до 100+1 С. Охлажденную массу со скоростью 50 мз/ч возвращают в реактор 1. Испа" рившиеся мономеры конденсируют в теплообменнике 7, собирают в сбор нике 8 и возвращают в смеситель 3,Другую часть реакционной массы из реактора 1 непрерывно со скоростью 4260 кг/ч подают в реактор б, В реакторе 6 пордерживают конверсию мономеров 70+2 ь, температуру 138+2 С, Для поддержания заданной температуры осуществляют подачу реакционной массй в смеситель 11 и испарительную камеру 10 со скоростью ч 0 мз/ч, давление в испарительной камере поддерживают " равным 0,072-0,078 МПа при этом температура массы на выходе из испарителя 120+2 С. Охлажденную массу с той же скоростью возвращают в реак" тор б, Испарившиеся мономеры конденсируются в теплообменнике 13 и 5 п собираются в сборнике 11, откуда их подают в смеситель 11 аналогично примеру 1. Одновременно из реактора б другую часть реакционной массы со скоростью ч 260 кг/ч непрерывно 55 подают через реактор 17 или непосредственно в вакуумную камеру 2.Вышел из строя циркуляционный на" сос ч Процесс осуществляют следую" 10щим образом Подачу питающего раство-.: ра уменьшают до 1700 кг/ч (103 номинальной). В испарительной камере 2 устанавливают давление 0,06 МПа, Выгружают реакционную массу из испа" рительной камеры 2 выгрузным насосом 5 в течение 2,0 ч, Производительность насосов, выгружающих реакционную массу из реактооов 1,6, 17, сохраняют равной номинальной до опорожнения реактора 1 на ч 0 ь,-после чего про" изводительность насосов устанавливают равной подаче питающего раствора (1709. кг/ч), В испарительной камере 10 устанавливают давление 0,07" .0,08 МПа Во время ремонта циркуляционного насоса 4 поддерживают сле- . дующие условия:в реакторе 1 температуру 95-100 С, давление 0,05-0,06 МПа, при этих ус" ловиях реакционная масса кипит, кон" версию мономеров 30-353, вязкость реакционной массы 2-3 Пас;в реакторе 6 температуру 135 С конверсию мономеров 75-783, давление в испзрительной камере 0,07- 0,072 МПа, вязкость (-5) 10 з Пасо Реактор 6 работает в режиме полного заполнения со сьемом тепла в испарительной камере;в реакторе 17, в вакуумной камере 20 сохраняются номинальные условия (по давлению и температуре). Ремонт циркуляционного насоса продолжался в течение б ч,После устранения неисправности устанавливают подачу исходного раство". ра, равную номинальной. В испарительной камере 2 устанавливают дав- ление 0,06 МПа. После заполнения реактора 1 включают циркуляционный насос , после заполнения испарительной камеры на 3,5 мз устанавливают производительность выгрузных устройств равную номинальной, Устанав")ливают в испарительной камере 10 давление 0,072-0,078 МПа. После этого параметры процесса возвращаются к номинальным.За время ремонта произведено 15,2 т сополимера МСН, Состав готового продукта: стирол 483, метилмет" акрилат 133, акрилонитрил 9 ь, Полученный сополимер обладает пониженными Физико-механическими свойствами по сравнению с требующимися по ТУ,но пригоден для переработки в изделия,П р и м е р 1 (контрольньй), Полимеризацию проводят аналогично примеру 1, Вследствие механической по-,ломки выходит из строя циркуляционныйнасос ,К Ва щум - сисиеце 8 уиууиуступ ставительхред М,Иоргента арганова Те л Корректор М,Петров ерактор Заказ 10".9 ВНИИПИ Государстве 11Т иражкомитета по изобретениИосква, )1-35, Раушская дписноеи открытаб, д. м при ГКНТ СССР роизводственно-издательский комбинат "Патент" г, Ужгород, ул, Гагарина, 10 Для предотвращения возникновения аварийной ситуации предпринимаются следувщие меры, Подачу питающего раствора в реактор 1 уменьшают до 2130 кг/ч (503 номинальной) В испарительной камере 2 устанавливают давление 0,05 МПа. Выгружают реакционную массу из камеры 2 выгрузным насосом 5 в течение 2 ч, Производительность насосов, выгрунающих реакционную массу из реакторов, 1, 6, 1/, сохраняют равной номинальной до опорожнения реактора 1 на 203, после чего производительность насосов устанавливают равной подаче питающего раствора (2130 кг/ч), Однако вследствие скипания и набухания массы в реакторе 1 и забивки трубопровода между реактором 1 и испарительной камерой 2 наблюдаются колебания давления в реакторе в диапазоне 0,5- 0,1 ИПа и температурь 110-120 С с периодом около 1 ч. 65041 12ерезч в реакторе 1 реакционная масса полностью заполимеризовалась, Процесс остановлен Была произвелена полная чистка реактора, врезультате чего было выгружено 11 тполностью некондиционного продукта,Кроме того, за время с момента поломки и до полной остановки (6 ч) и запериод запуска процесса, после устранения неисправности (3 ч).было произведено 16,5 т полимера с пониженными механическими свойствами.Опорожнение реактора 1 при введе нии процесса в случае выхода из строяциркуляционного насоса 1 более чемна 50 ь объема является нецелесообразным по технологическим причинам,так как значительное уменьшение уровня массы в реакторе при наличии небольшого остаточного давления создает условия, ухудшающие работу выгрузного насоса.Из примеров видно, что предложенный способ позволяет сохранить агрегатв рабочем состоянии на времяремонта вышедшего из строя циркуляционного насоса с выпуском готовогопродукта, Сохранение работоспособности агрегата устраняет вынужденныйпростой оборудования и снижает расходные нормы сырья на тонну готово-о продукта.