Повышение эффективности стадии водной дегазации в производстве синтетических каучуков методом растворной полимеризации

• Автор: Кузнецов, Владимир Анатольевич
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 106 с. : ил.

Введение.
Глава 1. Аппаратурное оформление, методики расчета и анализ процесса водной дегазации.

1.1. Аппаратурное оформление процесса водной дегазации.

1.1.1. Обзор существующих способов крошкообразования

1.1.2. Обзор существующих способов дегазации СК

1.2. Методы расчета процесса дегазации

1.2.1. Расчет теоретического расхода пара л

1.2.2. Равновесные соотношения.

1.2.3. Кинетика отгонки растворителя.

1.2.4. Математическое моделирование

Выводы.
Глава 2. Системный анализ.
2.1. Иерархия структуры физикохимических явлений в процессах водной дегазации СК.
2.2. Анализ кинетики процесса водной дегазации.
Выводыл.
Глава 3. Моделирование процесса водной дегазации и разработка универсальной технологической схемы.
3.1. Описание существующей технологической схемы
3.2. Аппаратурное оформление процесса водной дегазации
3.2.1. Особенности процесса водной дегазации синтетических каучуков.
3.2.2. Аппаратурное оформление первого периода отгонки растворителя.
3.2.3. Вывод парогазовой смеси на конденсацию
3.2.4. Аппаратурное оформление второго периода отгонки растворителя.
3.3. Математическое моделирование процесса
3.3.1. Прямоточная модель
3.3.2. Проверка адекватности модели
3.3.3. Влияние параметров на процесс водной дегазации
3.3.4. Влияние сброса давления на процесс отгонки растворителя.
3.3.5. Противоточная модель процесса водной дегазации
3.4. Универсальная технологическая схема
Выводы
Глава 4. Предлагаемое техническое решение
4.1. Установка диска
4.2. Реконструкция существующей линии дегазации СК
4.3. Расчет предлагаемой реконструкции
Выводы.
Заключение
Библиографический список.
Приложения.
ВВЕДЕНИЕ


В настоящее время процесс дегазации осуществляется в основном двумя способами 1 1 водной дегазацией, когда отгонка мономера и растворителя проводится путем контактного тепломассообмена полимеризата, горячей воды и острого водяного пара 2 безводной дегазацией, когда теплота к полимеризату подводится через поверхность теплообмена без непосредственного контакта полимеризата с горячим теплоносителем. Наиболее распространенным является первый способ, т. Отделение мономера и основной части растворителя от водной дисперсионной фазы происходит легко в процессе перегонки раствора каучука полимеризата, или точнее эмульсии полимеризата в воде в токе перегретого водяного пара, т. СК практически не растворимы в воде. Контакт водяного пара с горячей водой и диспергированным в ней полимеризатом при повышенном давлении обеспечивает высокоэффективный тепломассообмен между паровой фазой и раствором полимера. Теплота
подводится к воде паром, который барботирует через водную дисперсию крошки каучука. Водная дегазация применяется для всех стереорегулярных каучуков. Количество растворителя в полимеризате обычно намного превышает количество оставшегося мономера, а температура кипения растворителя выше температуры кипения мономера. Поэтому процесс дегазации стереорегулярных каучуков лимитируется отгонкой растворителя. Дегазация может проводиться в одном или нескольких последовательно соединенных аппаратах, поэтому различают одноступенчатую и многоступенчатую дегазацию 2, 3. При отгонке растворителя и мономера, имеющих низкие температуры кипения и, соответственно, высокие давления паров при температуре дегазации, а также при интенсивном диспергировании полимеризата удается осуществить дегазацию до необходимого остаточного содержания растворителя в одноступенчатом аппарате. Растворители, имеющие высокую температуру кипения, отгоняются с большим трудом, вследствие чего в этом случае используются многоступенчатые схемы дегазации. Рабочие параметры процесса дегазации давление и температура выбираются на основе техникоэкономических соображений. С повышением температуры скорость дегазации увеличивается, однако при температурах кипения растворителя, превышающих 0С, процесс необходимо вести под избыточным давлением 1. Кратковременный перегрев каучука возможен, однако длительное пребывание каучука в дегазаторе при повышенной температуре недопустимо. Максимальная температура дегазации для каучука СКД может составлять 0С, а для каучука СКИ 0С. Одним из важнейших критериев при выборе способов дегазации СК является стоимость стадии дегазации в общей технологической схеме. Снижение затрат на стадии дегазации достигается эффективным
использованием энергии, что обеспечивается, прежде всего, максимально возможным повышением температуры процесса, уменьшением расхода пара высокого давления, за счет эффективных способов формирования крошки полимеризата и тепломассообмена в трехфазной многокомпонентной системе в условиях изотропной турбулентности. Важнейшим источником понижения себестоимости СК является интенсификация процессов тепломассообмена и эффективное использование объемов технологической аппаратуры. Чем меньше размеры аппарата при одной и той же производительности, тем он менее металлоемок, требует меньших капитальных и эксплуатационных затрат. Ах средняя движущая сила. Из формулы видно, что для уменьшения объема аппарата необходимо понизить параметры, входящие в числитель, и повысить параметры, входящие в знаменатель правой части уравнения 1. Для понижения объема аппарата нужно стремиться к уменьшению размеров крошки СК и повышению ее концентрации в потоке, т. При разработке технологии и аппаратурного оформления процессов дегазации необходимо изменять часть или все факторы, входящие в уравнение 1. При этом, изменяя живое сечение аппарата, направление течения многофазной среды, организуя циркуляцию контактирующих фаз за счет различных устройств, можно обеспечить практически идеальное их смешение. Обзор существующих способов крошкообразования. Основным узлом водных дегазаторов является крошкообразователь. Узел крошкообразования представляет собой сочетание устройств диспергирования полимеризата и устройства первой ступени дегазации. Однако не каждый способ диспергирования полимеризата и не каждый крошкообразователь дает мелкую, пористую и однородную крошку.