Оборудование процессов дегазации латексов

Степень полимеризации для наиболее распространенных марок эмульсионных каучуков составляет 60-70%. Поэтому необходима отгонка незаполимеризовавшихся мономеров с целью предотвращения дальнейшей полимеризации, возвращения на полимеризацию непрореагировавшего мономера, уменьшения образования газовых пузырей в резиновых изделиях и улучшения условий труда на последующих стадиях переработки каучука.

Особенностью дегазации латексов является склонность последних к отложению коагулюма, а также к пенообразованию из-за содержащегося в их составе эмульгатора. Для снижения температуры кипения отгоняемых мономеров процесс проводят под вакуумом (это же обусловливает уменьшение образования коагулюма). Подвод тепла к латексу осуществляется с помощью острого пара, который, во-первых, является теплоносителем, и, во-вторых, уменьшает парциальное давление мономера в смеси мономер-пар, что ведет к снижению температуры отгонки мономера.

Существуют две схемы дегазации: прямоточная и противоточная.

В колонне прямоточной дегазации (рис.6.1.) латекс и пар подаются в верхнюю часть колонны и движется прямотоком сверху вниз по пакетной насадке (рис.6.2.), которая состоит из чередующихся колец и дисков (другие насадки из-за трудности их чистки от коагулюма неприемлемы).

Колонна имеет увеличенный куб, что снижает потери тепла. Для уменьшения пенообразования при стекании латекса в кубе имеется желобчатый лоток 6.

Рис. 6.1. Отгонная колонная для дегазации латексов:

1 – колонна; 2 – куб; 3 – кольцо; 4 – диск; 5 – шибер; 6 – лоток

Рис. 6.2. Пакет насадки: 1 – диск; 2 – кольцо; 3 – штанга;

4 – опорная планка

Для дегазации стирольных латексов применяются две-три таких последовательно соединенных колонны или совмещенный двух- или трехколонный дегазационный агрегат (рис.6.3.).

Рис. 6.3. Двухколонный агрегат для дегазации латексов:

1 – колонна первой ступени дегазации; 2 – колонна второй ступени дегазации; 3 – куб; 4 – насос; 5 – перегородка;

6 – паровая труба

При использовании двух колонн появляется возможность повысить эффективность агрегата путем организации противотока латекса и пара. Такие дегазаторы обеспечивают одну ступень контакта. Пакетная насадка не обеспечивает одинакового времени пребывания в аппарате для всех частиц латекса. Часть латекса проскакивает по стенке аппарата без достаточного контакта с паром. В то же время отложение коагулюма на пакетной насадке требует отключения аппарата для чистки через каждые 20-25 суток. Исключить перечисленные выше недостатки можно с помощью противоточной системы дегазации (рис.6.4.).

Рис. 6.4. Противоточная колонна для дегазации латекса: 1 – глухая тарелка; 2 – царга; 3 – сетчатая тарелка; 4 – корпус; 5 – лоток; 6 – опора

В нижней кубовой части расположены штуцеры для ввода пара и вывода дегазированного латекса. Выше кубовой части на опорном кольце размещены три пакета царг 2. В местах стыка царг размещены 11 барботажных тарелок 3 ситчатого типа с односторонними сливными стаканами. Выше барботажных тарелок установлена глухая тарелка с переливным стаканом и сегментным патрубком. Высота сливного порога на «глухой» тарелке больше, чем на ситчатых. Выше глухой тарелки расположена система отбойников для задержания брызг латекса и гашения образовавшейся пены. Первый отбойник (вертикальный) установлен над сливным порогом и препятствует попаданию вспененной жидкости на верхнюю барботажную тарелку. Следующий отбойник (горизонтальный) расположен над сегментным патрубком и задерживает брызги, уносимые с барботажных тарелок.

Ввод латекса осуществляется через штуцер, который расположен по правую сторону от вертикальной конусообразной перегородки, разделяющее газовое пространство на две части. Газы, выходящие из-под глухой тарелки, проходят навстречу латексу, а дивинил движется по свободному пространству слева от конического отбойника, после чего смешивается с парами стирола и выходит через верхний штуцер на конденсацию. На пути движения газа после наклонного отбойника расположена горизонтальная сегментальная пластина для окончательного отбоя капель латекса.

Поэтому в настоящее время проводится разработка легкосъемной и удобной для чистки насадки. Технико-экономические исследования этой системы показывают существенные преимущества ее по сравнению с прямоточной: малые удельные расходы пара и электроэнергии, высокая степень отгонки мономеров, значительно меньшее гидравлическое сопротивление системы и больший срок рабочего пробега оборудования.

Для дегазации латексов применяются также смесительные форсунки, использование которых дает возможность увеличения степени отгонки мономера наряду с уменьшением расхода пара (рис.6.5.).

Рис. 6.5. Схема дегазатора со смесительной форсункой:

а – общий вид дегазатора; б – смесительная форсунка; 1 – корпус форсунки; 2 – водяная рубашка; 3 – паровая рубашка; 4 – шток;

5 – расширитель

Применима также схема дегазации латекса путем распыления его в потоке пара (рис.6.5.). В распылительном устройстве осуществляется диспергирование латекса в паре. Полученная дисперсия проходит через пластинчатый теплообменник и попадает в сепаратор.

Для дегазации латекса можно применять также пленочные аппараты (см. рис.6.39.).