Пары углеводородов и воды
последовательно проходят конденсаторы
8, 9 и 10, охлаждаемые соответственно
оборотной, охлажденной водой и
рассолом. Водно-стирольный конденсат
из аппарата 8 сливается в отстойник
12, где происходит расслаивание.
Верхний слой направляется на
выделение стирола, нижний водный
слой — на очистку. Пары бутадиена
из конденсатора 10 через буфер-каплеотбойник
11 поступают на компримирование
и конденсацию. Водно-стирольный
конденсат из аппаратов 9 и 10 собирается
в отстойник 13, где расслаивается.
Стирольный слой направляется
на выделение стирола, водный
слой — в канализацию.
При получении латекса CKC-C смесь
дегазированных латексов СКС-25 OX
и СКС-85, поступает в емкость
с мешалкой 1 (см. рисунок 4), откуда
насосом 2 через фильтр 3 и холодильники
4 и 5, охлаждаемые промышленной и
охлажденной водой, подается в
поддон агломерационного барабана
6. По внутренней поверхности агломерационного
барабана 6 разбрызгивается рассол
с температурой минус 15 ºС, подаваемый
через фильтр 13. Обратный рассол
выводится из барабана с помощью
вакуума, создаваемого вакуум-насосом.
Рисунок
4 - Схема агломерации латекса замораживанием
При охлаждении на поверхности
агломерационного барабана 6 намерзает
слой латекса, который срезается
ножом в виде стружки и попадает
в камеру оттаивания, где смешивается
с нагретым циркулирующим латексом,
имеющим температуру не более
60 °С. Латекс из камеры оттаивания
поступает в емкость с мешалкой
7, откуда насосом 8 через фильтр 9
подается в усреднитель 11. Часть
латекса после фильтра 9 нагревается
в теплообменнике 10 горячей водой
и возвращается в камеру оттаивания
агломерационного барабана 6. Для
предотвращения забивки теплообменной
аппаратуры коагулюмом используют
пластинчатые теплообменники (аппараты
4, 5, 10).
Агломерированный латекс из усреднителя
11, содержащий около 0,3 % свободного
стирола, насосом 12 непрерывно откачивается
на дополнительную отгонку стирола
и концентрирование в колонну
5 установки дегазации, где при
температуре верха 80 °С и остаточном
давлении в кубе ниже 45 кПа
из него дополнительно отгоняется
стирол острым увлажненным паром
с температурой 105 °С. Пары из верха
колонны 5 поступают в систему
конденсации паров, общую для
колонн 1, 3 и 5.
Отогнанный латекс, содержащий не
более 0,1 % свободного стирола, из
кубы колонны 5 насосом 14 через
фильтр 15 и подогреватель 16, обогреваемый
горячей водой, подается в колонну
концентрирования 17, где при температуре
латекса 60 °С и остаточном давлении
7 кПа происходит концентрирование
латекса до содержания сухого
вещества не ниже 60 %. Теплота, необходимая
для концентрирования латекса, сообщается
ему при прохождении пластинчатого
теплообменника 16. Латекс из куба
концентратора 17 насосом 28 подается
на смешение со свежим латексом
перед фильтром 15 (циркулирующий
латекс), часть концентрированного
латекса при этом отбирается
и через фильтр 29 откачивается
в усреднитель готового продукта
30, откуда товарный латекс насосом
31 через фильтр 32 откачивается на
розлив в железнодорожные или
автоцистерны, или бочки.
Пары воды из верхней части
концентратора 17 через сепаратор 18
направляются в конденсаторы 19, 20
и 21, охлаждаемые соответственно
промышленной, охлажденной водой
и рассолом. Конденсат, отбираемый
из сепараторов 18 и 22 и конденсаторов
19, 20 и 21, собирается в емкость 26, откуда
насосом 27 направляется в линию
циркуляционной воды. Несконденсировавшиеся
пары через сепаратор 22 поступают
на пароэжекционную установку 23,
создающую вакуум в системе. Конденсат
через холодильник 24 и гидрозатвор
25 собирается в емкость 26.
По другому варианту концентрирование
латекса осуществляется в концентраторах
роторного типа, а процесс агломерации
проводится при повышенном давлении.
Технологический процесс включает
следующие стадии: предварительное
концентрирование латекса; агломерация
под давлением; окончательное концентрирование;
фильтрование и розлив латекса.
Предварительное концентрирование
латекса (см. рисунок 5) —
— полупериодический процесс. Дегазированный
латекс из емкости 1 насосом 2 подается
в концентратор роторного типа 3, обогреваемый
увлажненным паром через секционированную
рубашку. Концентрирование латекса происходит
при быстром нагревании тонкой пленки,
образующейся в зазоре между ротором
и корпусом концентратора. Частота вращения
ротора 200 с-1.
Из нижней части концентратора
частично сконцентрированный латекс
сливается в гидрозатвор 4, откуда
насосом 5 направляется в исходную
емкость 1, и циркулирует через
концентратор до содержания сухого
вещества в латексе не менее
35 % (мас.) После предварительного
концентрирования латекс насосом
5 откачивается в емкость 6. Концентратор
3 работает под вакуумом, создаваемым
пароэжекционной установкой 18. Пары
воды, отгоняемые из латекса в
концентраторе, проходят последовательно
через два конденсатора смешения
14 и 17. В первый из них через
распылители из гидрозатвора 15 насосом
16 подается умягченная вода, сливаемая
из
Рисунок
5 – Схема предварительного концентрирования
латекса
и
агломерации под давлением
конденсатора
14. Пары воды, содержащие незначительное
количество стирола, из конденсатора 14
направляются во второй конденсатор 17,
орошаемый охлажденной водой. Пары воды
с незначительным содержанием стирола
и воздух из конденсатора 17 направляются
на пароэжекционную .установку, на которую
подается пар давлением 0,7 МПа. Пароэжекционная
установка — двухступенчатая с промежуточным
конденсатором, орошаемым охлажденной
водой. Конденсат поступает в гидрозатвор
19, где объединяется с водой из конденсатора
17 и выводится на очистку.
Из емкости 6 частично сконцентрированный
латекс насосом 7 подается на смешение
с усиливающим латексом в аппарат
с мешалкой 8. При получении
неусиленного латекса в аппарате
8 регулируется рH латекса перед
агломерацией. Латекс после смешения
при включенной мешалке через
фильтр 9 и холодильник 10 поступает
в гомогенизатор 11, где при температуре
ниже 25 °С подвергается воздействию
резкого перепада давлений, которое
в гомогенизаторе 11 достигает 28—30 МПа.
При этом происходит увеличение
размера частиц латекса и изменение
их распределения по размерам.
Аппарат рассчитан на давление
до 60 МПа, для его охлаждения
в змеевик подается вода. Агломерированный
латекс из гомогенизатора 11 собирается
в емкость 12, откуда насосом 13 откачивается
на установку окончательного
концентрирования (см. рисунок 6).
Рисунок
6 - Схема окончательного концентрирования
латекса
Латекс из емкости 1 насосом 2 подается
в концентратор 3, аналогичный используемому
на стадии предварительного концентрирования.
Из концентратора латекс стекает
в гидрозатвор 4, откуда насосом
5 возвращается в емкость 1. Циркуляция
латекса через концентратор осуществляется
до сухого остатка не менее
62 % (мас.) Концентрированный латекс
подается в емкость с мешалкой
6, откуда насосом 7 через фильтр 8
откачивается в емкость товарного
латекса .9. Товарный латекс насосом
10 подается на розлив в железнодорожные
цистерны или бочки.
Система конденсации паров, отгоняемых
при окончательном концентрировании
латекса, включающая конденсаторы
смешения и 14, гидрозатворы 12 и 16, насос
13 и одноступенчатую пароэжекционную
установку 15 работает аналогично
описанной выше.
Каучуки при хранении латексов
окисляются гораздо медленнее, чем
при хранении в твердом виде,
поэтому введение антиоксиданта
в латекс не всегда является
необходимым. Однако часто латексы
заправляют стабилизатором для
сохранения свойств получаемых
из них изделий. При хранении
заправленного латекса необходимо
избегать осаждения антиоксиданта,
что.достигается при достаточной
дисперсности последнего. Антиоксидант
размалывают в шаровых мельницах
в присутствии водного_раствора
эмульгатора.
Другие марки бутадиен-стирольных
латексов получают при температуре
5 или 50 °С, бутадиен-нитрильные и
карбоксилсодержащие— при 30 °С, винилпиридиновые
- при 5 °С, бутадиен-винили-денхлоридные
- при 20 или 65 °С, хлоропреновые - при
40 °С, акрилатные - при 90 °С. Конверсия
мономеров составляет в большинстве
случаев 90-100 %, продолжительность
полимеризации 20-40 ч.
3.2.2 Получение латекса 1,4-цис-полиизопрена
(СКИ-3) (см. рисунок 7), включает следующие
операции: приготовление водной фазы;
отмывка полимеризата; приготовление
эмульсии; отгонка растворителя и концентрирование
латекса; хранение и розлив товарного
латекса; переработка возвратных продуктов.
Рисунок
7 – Схема получения латекса СКИ-3
Приготовление водной фазы, производится
в аппарате с мешалкой 1, в котором
осуществляется смешение умягченной
воды с калиевым мылом канифоли.
Готовая водная фаза насосом 2
подается в интенсивный смеситель
3 на смешение с полимеризатом.
В качестве сырья для получения
латекса СКИ-3 используют полимеризат,
поступающий из цеха получения
каучука СКИ-3, представляющий собой
раствор СКИ-3 в изопентане с
концентрацией каучука 10 ± 2 % (мас.) Полимеризат,
содержащий определенное количество
воды, поступает по обогреваемому
трубопроводу в емкость 4, снабженную
мешалкой, змеевиком для подачи
горячей воды и циркуляционным
насосом 5, который подает полимеризат
через гидрозатвор 8 в кубовую
часть промывной колонны 9. В
верхнюю часть промывной колонны
9 противотоком подается обессоленная
вода. Отмытый от водорастворимых
примесей (метилового спирта, продуктов
дезактивации каталитического комплекса
и др.) полимеризат поступает в
аппарат с мешалкой и змеевиком
10, откуда насосом 11 через фильтр
12 подается на смешение с водной
фазой в интенсивный смеситель
3. Вода, содержащая продукты отмывки,
выводится из куба промывной
колонны 9 насосом 7 и подается
на расслаивание в отстойник 6.
Часть промывной воды направляется
на очистку, остальное ее количество
подается на смешение с полимеризатом
в трубопроводе перед гидрозатвором
8.
Грубая эмульсия полимеризата
и водной фазы готовится в
интенсивном смесителе 3, тонкая
эмульсия получается в результате
циркуляции смеси водной фазы
и полимеризата в контуре: аппарат
с мешалкой и змеевиком 13, циркуляционный
насос 14, интенсивный смеситель 15. Готовая
эмульсия насосом 14 через фильтр
16 подается в подогреватель 17, смешивается
с острым паром в инжекторе
18 и направляются в верхнюю
часть отгонной колонны 19, работающей
под вакуумом. Температура в верхней
части колонны 80 °С, в кубе 40
°С, остаточное давление 0,09 МПа.
Отгоняемые углеводороды вместе
с парами воды поступают в
отделитель 22, унесенные частицы
латекса возвращаются насосом
20 на отгонку, пары углеводородов
и воды поступают в отделитель
24, сконденсированная вода стекает
в сборник 25, подпитывается обессоленной
водой и насосом 26 подается на
орошение отделителя 24. Несконденсировавшиеся
продукты поступают на конденсацию
в конденсаторы 27 и 28, охлаждаемые
промышленной и охлажденной водой.
Конденсат сливается в отстойник
29, нижний слой — вода насосом
30 откачивается в канализацию, а
верхний слой — углеводороды
направляются на очистку и
в рецикл. Дегазированный латекс
насосом 20 через фильтр 21 подается
на концентрирование и розлив,
осуществляемые обычными методами.
3.2.3 Получение латекса бутилкаучука.
Латекс бутилкаучука получают растворением
крошки бутилкаучука в смеси циклогексана,
этилового спирта и воды, эмульгированием
полученного раствора с последующей отгонкой
из эмульсии циклогексана, этилового спирта
и воды и концентрированием. Латекс готовят
по следующей рецептуре, ч. (мас.):
Бутилкаучук
100
Олеат калия
4,5
Циклогексан
350
Едкое кали
0,2
Этиловый спирт
75
Вода
170
Технологический процесс получения
латекса бутилкаучука включает
следующие стадии: приготовление
водной фазы; растворение полимера;
эмульгирование; отгонка растворителя;
концентрирование латекса и его
розлив; регенерация возвратных
продуктов.
Водную фазу готовят в аппарате
3 (см. рисунок 8),смешением мыла олеиновой
кислоты и воды, готовая фаза
насосом 4 через мерник 5 откачивается
на эмульгирование в аппарат
с мешалкой 6.
Рисунок
8 – Схема получения латекса бутилкаучука
Твердый каучук пропускают через
шнековый аппарат с гранулирующим
устройством и в виде гранул
загружают в аппарат с мешалкой
30, куда одновременно подается
обессоленная вода. Дисперсия крошки
каучука откачивается насосом 31
в концентратор 7, откуда вода
насосом 8 возвращается в аппарат
30, а крошка каучука подается
в аппарат приготовления грубой
эмульсии 6. Если производство
латекса бутилкаучука организовано
совместно с производством бутилкаучука,
в качестве сырья используют
дисперсию крошки каучука в
воде, поступающую с узла дегазации
бутилкаучука по обогреваемому
пульпопроводу.
Приготовление грубой эмульсии
осуществляется периодически в
аппарате с мешалкой 6, куда из
мерника 5 сливается расчетное количество
водной фазы, подается крошка
каучука из концентратора 7, необходимое
количество циклогексана из мерника
2 и этилового спирта из мерника
1. 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.