ДИССОЛЬВЕР-ОСАДИТЕЛЬ

Полезная модель относится к химическому машиностроению, в частности к конструкции устройств для смешивания материалов.
Известно устройство для изготовления пастообразных материалов, содержащее диссольвер (патент РФ №19485). Диссольвер выполнен с рубашкой охлаждения. В контейнере диссольвера размещен вращающийся ротор. Диссольвер имеет загрузочное устройство и устройство выгрузки продукта. Устройство выгрузки снабжено насосом.
Недостатком известного диссольвера является отсутствие возможности осуществлять продувку контейнера диссольвера инертными газами, что необходимо для поддержания заданного давления внутри диссольвера. В конструкции диссольвера отсутствует также узел контроля, при помощи которого можно было бы наблюдать за ходом технологического процесса.
Известно также устройство для получения полимеров, выполненное в виде диссольвера, в цилиндрическом реакторе которого расположен вращающийся элемент для перемешивания раствора (а.с. СССР №856389). Реактор диссольвера снабжен рубашкой, обеспечивающей поддержание заданной температуры раствора в реакторе. В конструкции диссольвера предусмотрено наличие узла подачи и отвода газов для осуществления продувки реактора инертными газами. Диссольвер снабжен также узлами загрузки смешиваемых компонентов, выгрузки целевого продукта и узлом контроля хода технологического процесса.
Недостатком известного диссольвера является отсутствие возможности осуществлять замкнутую циркуляцию раствора в ходе технологического процесса, а также возвращать в реактор диссольвера растворитель, который отделяется от целевого продукта, в частности в процессе его сушки теплым воздухом.
Задача полезной модели заключается в создании диссольвера, обеспечивающего замкнутую циркуляцию раствора в ходе технологического процесса, а также возврат в реактор диссольвера растворителя, отдуваемого в процессе сушки целевого продукта.
Технический результат заключается в уменьшении расхода растворителя, сокращении его потерь.
Поставленная задача решается тем, что диссольвер, содержащий установленный вертикально цилиндрический реактор с рубашкой и расположенный в реакторе вращающийся элемент для перемешивания раствора, узел загрузки смешиваемых компонентов, узел подачи и отвода газов, размещенный в верхней части реактора, узел выгрузки целевого продукта и узел контроля, в соответствии с полезной моделью, снабжен узлом циркуляции раствора и узлом возврата растворителя в реактор, при этом узел загрузки смешиваемых компонентов размещен в верхней части реактора, а узел выгрузки целевого продукта размещен в нижней его части.
В частном случае исполнения узел выгрузки целевого продукта может быть выполнен в виде последовательно установленных насоса и шнекового устройства.
В качестве насоса для выгрузки целевого продукта предпочтительно использовать шестеренчатый насос.
Совокупность существенных признаков обеспечивает решение поставленной задачи и достижение заявленного технического результата поскольку
- узел циркуляции раствора позволяет интенсифицировать процесс растворения и перемешивания загруженных компонентов и сократить тем самым количество используемого растворителя;
- узел возврата растворителя в реактор обеспечивает возврат в реактор растворителя, который был выгружен вместе с целевым продуктом (осадком), что уменьшает потери используемого растворителя и также сокращает его количество;
- размещение узла загрузки смешиваемых компонентов в верхней части реактора, а узла выгрузки целевого продукта в нижней его части позволяет оптимизировать процесс растворения смешиваемых компонентов, осаждения и выгрузки целевого продукта (осадка), что также обеспечивает сокращение количества растворителя, используемого в ходе технологического процесса.
Сущность заявленной полезной модели поясняется далее со ссылкой на чертежи где на фиг. 1 приведена схема устройства для изготовления полимера, содержащего квантовые точки; на фиг. 2 - схема диссольвера-осадителя.
Устройство для изготовления полимера содержит диссольвер-осадитель 1, в котором осуществляется смешивание исходных компонентов и получение целевого продукта в виде осадка (см. фиг. 1). Выгрузку осадка производят на ленту 2 транспортера осушителя. Осушение осадка и удаление остатков растворителя осуществляется горячим воздухом. Для подачи горячего воздуха на ленту 2 транспортера, в состав устройства включен узел подачи воздуха с вентилятором 3. В состав устройства входит также узел 4 улавливания отдуваемого растворителя. Выгрузка осушенного осадка осуществляется через шлюз 5.
Диссольвер-осадитель 1 имеет установленный вертикально цилиндрический реактор. Для поддержания необходимой температуры раствора в реакторе диссольвера-осадителя 1, через присоединительные фланцы 6 рубашки 7 обеспечивается подача и отвод теплоносителя (см. фиг. 2). Устройство для изготовления полимера снабжено также узлом регулирования температуры теплоносителя в рубашке 7 реактора (не показано).
Диссольвер-осадитель 1 снабжен узлом 8 загрузки смешиваемых компонентов, размещенным в верхней его части. Также в верхней части размещен узел 9 возврата растворителя с системой клапанов для поддержания необходимого сопротивления. В реакторе расположен вращающийся элемент 10 (мешалка) для перемешивания раствора. Кроме того, диссольвер-осадитель 1 снабжен узлом 11 подачи и отвода газов, узлом 12 контроля и узлом циркуляции раствора с насосом 13.
Узел циркуляции раствора снабжен устройством управления для обеспечения включения и отключения насоса 13 в зависимости от параметров технологического процесса (не показано). Узел выгрузки целевого продукта, размещенный в нижней части диссольвера-осадителя 1, выполнен в виде шестеренчатого насоса 14 и шнекового устройства 15.
Процесс получения полимера, в объем которого введены квантовые точки, включает стадию соосаждения дисперсии квантовых точек с растворенным полимером в диссольвере-осадителе 1 и стадию выгрузки осадка на ленту 2 транспортера ленточного осушителя.
Для получения полимера, в объем которого введены квантовые точки в реактор диссольвера 1 загружают:
- 10 кг подходящего растворителя, выбранного из ряда п-, о- или м-ксилолы, крезол, скипидар, гексанон, гексан, октан, декан, толуол, метилцеллозольв, пиридин, ацетон, этанол, метанол, бутанол, аллилацетат,
- 2,0 кг ПЭВД (ГОСТ 16337-77, производства АО «Казаньоргсинтез»),
- 20,0 г углеводородов парафинового ряда,
- 2,0 г светостабилизатора,
- 2,0 г пластификатора,
- 20,0 г коллоидного люминофора, на основе квантовых точек «CANdots» (CAS N1306-23-7, квантовые точки с ядром CdSe и оболочкой ZnSe/ZnS, дисперсия в гексане, максимум пика люминисценции при 620 нм, производитель Strem Chemicals Inc).
Процесс растворения/осаждения полиолефинов производится при температурах, близким к температурам кипения смеси растворителей в изобарическом режиме. Необходимое давление устанавливается путем продувки реактора газом через узел 11 подачи и отвода газов. Для продувки используется инертный газ, например, аргон, криптон, гелий. Также может использоваться азот или углекислый газ.
В процессе растворения полиолефинов, до его окончания, осуществляется циркуляция раствора. На стадии осаждения насос 13 узла циркуляции раствора отключается.
Перемешивание проводится в течение 2-х часов при температуре 60-80°C. По достижении полного растворения в смесь добавляется осадитель из указанного выше ряда и температура снижается до 35-45°C.
По мере выпадения осажденная масса захватывается шестеренками насоса 14 и затем выдавливается шнековым устройством 15 на ленту 2 транспортера ленточного осушителя. В процессе выгрузки осажденная масса, проходя через насос 14 и шнековое устройство 15, частично освобождается от растворителя. После выгрузки осадка на ленту 2 транспортера он осушается горячим воздухом, который подается вентилятором 3.
Отдуваемый растворитель собирается в узле 4 улавливания растворителя и подается на вход узла 9 возврата растворителя.
Диссольвер-осадитель 1 также снабжен узлом 12 контроля, который выполнен в виде погружного флуоресцентного зонда для контроля полноты осаждения и захвата квантовых точек. Зонд позволяет контролировать ход технологического процесса.
Наличие узла циркуляции раствора обеспечивает уменьшение расхода растворителя, а наличие узла выгрузки целевого продукта в виде последовательно установленных насоса и шнекового устройства, а также замкнутой схемы отделения растворителя от осадка с узлом возврата растворителя обеспечивает сокращение потерь растворителя и снижение токсичности технологического процесса.