4.2.2. Реакторы полного вытеснения
Приближается к аппарату полного вытеснения скребково-дисковый полимеризатор (рис.4.17.).
Рис. 4.17. Скребково-дисковый полимеризатор: 1 – вал мешалки; 2 – скребок; 3 – диск
Диски его располагают таким образом, что половина из них образует кольцевой зазор с корпусом аппарата, а другая – с валом перемешивающего устройства. Диски чередуются друг с другом, вследствие чего реакционная смесь движется последовательно от центра к периферии и наоборот.
Приближается по принципу работы к реактору полного вытеснения трехсекционный колонный полимеризатор Рис. 4.18. Каждая секция практически представляет собой отдельный аппарат в батарее полимеризаторов. Преимущество этого аппарата заключается в том, что в нем нет необходимости применять избыточное давление для передавливания жидкости из одного аппарата в другой или включать в схему насосы.
Рис. 4.18. Схема трехсекционного колонного полимеризатора:
1 – подшипник скольжения; 2 – дисковая перегородка;
3 – скребковая мешалка; 4 – турбинная мешалка; 5 – уплотнение
Для полимеризации в растворе находят применение также ленточные и червячные полимеризаторы.
Ленточный полимеризатор (рис.4.19.) в качестве основного рабочего органа имеет бесконечную стальную ленту, натянутую на два барабана.
Рис. 4.19. Реактор для полимеризации изобутилена:
1 – короб; 2 – лента; 3- головка короба; 5 – компенсатор;
6 – штуцеры для растворов изобутилена и катализатора;
7 – штуцер для паров, штуцер для полиизобутилена
Компенсатор температурных напряжений 5 предусмотрен из-за большой разницы температур внутри аппарата (~ минус 1000С) и температурой производственного помещения. Недостатком такого полимеризатора является распыление полимера на стенках, нарастание его в виде слоя и выход ленты из строя.
В червячном полимеризаторе (рис.4.20.) удается избежать этих недостатков.
Рис. 4.20. Червячный полимеризатор для полимеризации изобутилена
Ввод растворов мономера и катализатора в нарезку червяка осуществляется на некотором расстоянии от начала нарезки, что обеспечивает улавливание крошки каучука. Для улавливания частиц каучука устанавливается специальный червячный крошкоуловливатель (рис.4.21.).
Рис. 4.21. Червячный крошкоуловитель: 1 – приемный патрубок; 2 – головка; 3 – червяк; 4 – подшипниковая опора; 5 – привод
4.3. Реакторы для полимеризации в массе
Наиболее распространенными аппаратами для полимеризации в массе являются автоклавы и шнековые полимеризаторы.
Недостатком автоклавов является невозможность эффективного отвода тепла.
Шнековый полимеризатор (рис.4.22.) для получения силиконового каучука СКТ состоит из: нижняя – горизонтальная часть 1 имеет лопастную мешалку и рубашку для обогрева горячей водой. Средняя – вертикальная часть 2 – полая и имеет рубашку для горячей воды. Верхняя - горизонтальная часть 3 снабжена лепестковым шнеком 4 и имеет две рубашки.
Рис. 4.22. Шнековый полимеризатор для получения каучука СКТ: 1 – нижняя часть; 2 – средняя часть; 3 – верхняя часть;
4 – лепестковый шнек; 5 – штуцер для силоксанового масла;
6 – штуцер для катализаторной пасты; 7 – штуцер для выгрузки полимера
Для вязких растворов применяется полимеризатор изображенный на рис. 4.23.
Рис. 4.23. Полимеризатор для высоковязких растворов:
1 – обечайка; 2 – рубашка для водяного охлаждения;
3 – всасывающая труба; 4 – шнек; 5 – кронштейны