При дегазации каучуков, получаемых полимеризацией

в растворе, необходимо осуществить отгонку мономера и растворителя. Процесс дегазации проводят двумя способами: водной дегазацией, когда нагрев раствора каучука с целью отгонки мономера и растворителя производится путем смешения полимеризата с горячей водой, и безводной дегазацией, когда нагрев полимерзата осуществляется через поверхности теплообмена без непосредственного контакта полимеризата с горячим теплоносителем.

Процесс водной дегазации осуществляется путем диспергирования полимеризата в горячей воде. После отгонки растворителя и мономера из капель полимеризата образуются пористые частицы каучука – крошка, которая отделяется от воды и подается на дальнейшую переработку. Тепло подводится к воде паром, который барботирует через водную дисперсию крошки каучука. Основным узлом водных дегазаторов является крошкообразователь. Он должен обеспечивать образование однородной и мелкой крошки диаметром 5 – 7 мм, которая быстро дегазируется. Во избежание всплывания частиц каучука и образования слипшейся массы в емкостном дегазаторе устанавливается мешалка. Аппарат заполнен примерно на одну треть, поэтому мешалка находится в нижней части. Небольшой коэффициент заполнения аппарата объясняется высокой скоростью паров в дегазаторе и необходимостью иметь большое сепарационное пространство. Кроме аппаратов с механическими мешалками для процесса дегазации применяются аппараты, в которых перемешивание среды осуществляется циркуляционным насосом, барботирующим водяным паром или турбулизацией среды.

С целью приближения реактора к схеме полного вытеснения дегазаторы секционируются. Разновидностью секционированных являются тарельчатые дегазаторы, используемые на второй ступени дегазации. Пульпа сливается или через сливные перегородки, или через специальные патрубки.

Безводная дегазация – более экономичный процесс, чем водная дегазация, поскольку исключаются такие операции, как отжим и сушка каучука.

Основная особенность работы безводной дегазации – работа аппаратов при высоком или низком давлении, в то время как при водной дегазации аппараты работают при давлении, близком к атмосферному. Процесс безводной дегазации осуществляется в смесительных, валковых и червячных машинах, пленочных, вертикальных роторных, горизонтальных роторных и струйных аппаратах.

В смесительных машинах осуществляется не только дегазация каучука, но и равномерное распределение противостарителя, усилителя, масла, модификатора, а также усреднение свойств и повышение пластичности каучука. Среди смесительных машин различают лопастные смесители и аппараты с мешалкой. В лопастных смесителях две Z – образные лопасти вращаются навстречу друг другу с различной частотой. Эффект смешения основан на том, что материал дробится мешалками и одновременно интенсивно перемешивается в осевом и радиальном направлениях. Аппараты с мешалкой применяются для дегазации жидких каучуков.

Для дегазации жидких каучуков используются также пленочные аппараты. Принцип их действия состоит в образовании пленки жидкости на вертикальной поверхности, например на внутренней поверхности вертикальных труб. Для равномерного распределения стока жидкости применяется переливной порог с вырезами. Более простым по конструкции является аппарат с центральной подводящей трубой. Различают пленочные аппараты с разбрызгивающими тарелками из цилиндрических и конических элементов.

Наибольшее распространение получили вертикальные роторные аппараты с жесткими и шарнирными лопастями. Вертикальный роторный аппарат состоит из корпуса, набранного из нескольких царг и ротора. Ротор включает вал, радиальные лопатки, распределительное кольцо диска и скребки. Для сильновязких жидкостей применяются вертикальные роторные аппараты с разгрузочным шнеком. В общем случае ротор позволяет: 1) достигнуть полного смачивания поверхности аппарата вязкой жидкостью; 2) получит пленку жидкости необходимой толщины; 3) обеспечить постоянное обновление поверхности; 4) удерживать жидкость на поверхности аппарата за счет центробежной силы. Горизонтальные роторные аппараты распространены меньше, чем вертикальные, однако в некоторых случаях их применение боле целесообразно, так как они позволяют легко регулировать время пребывания жидкости в аппарате. В основном горизонтальные роторные аппараты используются для концентрирования растворов полимеров.

В струйных аппаратах струи, образующиеся при прохождении раствора через отверстия ситчатой тарелки, движутся сверху вниз в газовом пространстве под действием силы тяжести. Противотоком к раствору движется инертный газ, уносящий пары растворителя. Для достижения требуемой степени отгонки используется рециркуляция раствора. С целью интенсификации процесса аппараты секционируют.

В валковых машинах дегазация полимера осуществляется в тонкой пленке, создаваемой на поверхности вращающихся валков. Для отвода растворителя валки устанавливаются в герметичном кожухе. Валковые машины не получили широкого применения из-за наличия вращающихся частей. При безводной дегазации каучука в валковых машинах поступает жидкость (полимеризат), а выходит твердый каучук.

Дата добавления: 2015-08-17