УСТАНОВКА ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРИРОВАННОГО БУТИЛКАУЧУКА

Установка получения хлорированного бутилкаучука
Полезная модель относится к области получения хлорированных бутилкаучуков, конкретнее, к установкам получения хлорированного бутилкаучука.
Известны процессы хлорирования бутилкаучука, которые осуществляются на установках, включающик аппараты для растворения бутилкаучука в углеводородном растворителе и хлорирования бутилкаучука в растворе (Минскер К.С., Сангалов Ю.А., Изобутилен и его полимеры, М., Химия, 1986, стр.199).
Наиболее близкой является периодическая установка для получения хлорбутилкаучука ( Кирпичников ПД., Береснев В.В., Попова Л.М., Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука, Л., Химия, 1976, стр.108).
Установка (рис.1) работает следующим образом: гранулы каучука через люк загружают в аппарат 1, снабженный мешалкой и рубашкой для обогрева, который осуществляется горячей водой. Одновременно в аппарат подают четыреххлористый углерод из расчета получения 5-8% раствора каучука, Готовый раствор насосом 2 через фильтр 3 подают в хлоратор 4 - эмалированный аппарат с мешалкой, в который через Оарботер пропускают газообразную смесь хлора и азота, приготовленную в смесителе 12. Иногда хлорирование проводят в насосе 2. Раствор хлорированного бутилкаучука через фильтр 5 поступает на нейтрализацию в аппарат 6, куда подается необходимое количество водного раствора NaOH из аппарата 13. Нейтрализованный раствор каучука смешивается с водной дисперсией стабилизатора-антиагломератора  стеарата кальция ,
МКИ С08 F 8/22
поступающего из емкости 15, в смесителе 7 и подается в дегазатор 8. Часть дисперсии подается в дегазатор 8 для предотвращения слипания крошки каучука. В нижнюю часть дегазатора через барботер поступает острый пар под давлением. Азеотропная смесь четыреххлористого углерода с водой отгоняется и конденсируется в аппарате 10 при охлаждении промышленной водой. Конденсат собирается в отстойнике 11, в котором расслаивается на два слоя. Нижний слой - влажный четыреххлористый углерод - направляется на осушку, а верхний сбрасывается в канализацию. Водная дисперсия хлорбутилкаучука из дегазатора 8 выводится на вибросито 9, и влажный каучук поступает на обезвоживание и сушку в червячноотжимные прессы.
Недостатком известной схемы является большое количество аппаратов, отсутствие блокиратора попадания раствора хлорированного бутилкаучука из хлоратора в линию подачи хлора, а также отсутствие предварительной продувки азотом раствора хлорированного бутилкаучука перед его нейтрализацией для отдувки хлористого водорода, который, циркулируя в системе в растворенном виде, приводит к деструкции хлорированного бутилкаучука (ХБК), ухудшая качество целевого продукта.
Задачей полезной модели является создание более оптимизированной установки хлорирования бутилкаучука, позволяющей снизить экономические затрать и получать продукт стабильного качества, а также решить экологические проблемы.
Данная задача решается проведением процесса хлорирования в аппаратах, в которых совмещены несколько стадий процесса, установкой на линию подачи хлор-азотной смеси в реакторхлоратор дозатора-блокиратора, который не позволяет раствору ХБК попасть в линию хлора и в аппарат для приготовления хлоразотной смеси, что происходит при нарушениях технологического режима, установкой нейтрализатора на линии отходящих из хлоратора газов перед их сбрасыванием в атмосферу после предварительной продувки раствора ХБК от растворенного хлористого водорода, так как циркулирующий в системе в растворенном виде хлористый водород способствует деструкции полимера, установкой крошкообразователя на входном патрубке дегазатора, в который
подается стабилизатор, и оптимизированной системой сбора промывных вод и возврата их в гЬцесс.
Предлагаемая установка представляет собой пять основных узлов:
-узел приготовления хлор-азотной смеси (2);
-узел растворения, хлорирования БК, нейтрализации, отмывки и стабилизации раствора ХБК, который состоит из аппарата (1), в котором проводят и растворение бутилкаучука и его хлорирование и который связан с (2) через дозатор-блокиратор (3), на (1) также установлен нейтрализатор отходящих газов (4), связанный с аппаратом приготовления нейтрализующего агента (6) узла приготовления растворов щелочи и стабилизатора, нейтрализатора раствора ХБК (7) и аппарата для отмывки и стабилизации раствора ХБК. который также связан с аппаратом (9) для приготовления водной дисперсии антиоксиданта и/или антиагломератора;
-узел приготовления растворов щелочи и стабилизатора - аппараты (6) и (9);
-узел дегазации и выделения ХБК, в котором на входном патрубке дегазатора (11) установлен крошкообразователь (10), связанный с аппаратом (9), и дополнительный патрубок для ввода на дегазацию сборных сточн ых промывных вод из емр
кости (5), куда они поступают из аппаратов (1), (8), и аппарата для выделения растворителя (13), который поступает из дегазатора через конденсатор (12);
- узел усреднения, сушки и упаковки ХБК - усреднитель с мешалкой (14), отжимная машина (15) и сушильная машина (16). Все аппараты, связаны между собой трубопроводами. Предлагаемая установка (рис.2) работает следующим образом: в аппарат с мешалкой - хлоратор 1 загружают паровой конденсат, гранулы бутилкаучука (БК) и растворитель, подходящий для получения раствора полимера, например, нефрас. После растворения БК в нефрасе мешалка останавливается и вода сливается в емкость 5. Затем в хлоратор 1 через дозатор-блокиратор 3, который выполняет роль блокировки попадания обратным ходом раствора ХБК в линию хлора, поступает хлор-азотная смесь из узла для ее приготовления 2, при работающей мешалке, и в хлораторе 1 происходит хлорирование. Хлористоводородная кислота, непрореагировавший хлор и азот с верха хлоратора через отбойник выводятся на нейтрализацию в нейтрализатор отходящих газов 4 нейтрализующим агентом (водный раствор NaOH и сульфита натрия), поступающим из емкости 6, где он готовится. После окончания хлорирования в хлораторе 1 реакционная масса продувается азотом и затем отмывается от хлористого водорода при работающей мешалке. Затем после остановки мешалки и расслаивания водный слой передавливается азотом в емкость 5 на нейтрализацию. Раствор хлорированного БК (ХБК) передавливается в безобъемный смеситель-нейтрализатор раствора ХБК 7, куда из емкости 6 поступает нейтразующий агент. Нейтрализованный раствор ХБК в виде эмульсии поступает в смеситель с мешалкой 8, в котором при перемешивании завершается процесс нейтрализации раствора ХБК. Поеле остановки мешалки эмульсия расслаивается и водный слой сливается в емкость 5. Затем раствор ХБК в смесителе 8 подвергается отмывке паровым конденсатом при работающей мешалке. После остановки мешалки и расслоения эмульсии водный слой сливается в емкость 5. Затем в смеситель 8 вводится необходимое количество водной дисперсии антиоксиданта и/или антиагломератора, которая готовится в аппарате 9. Затем раствор ХБК направляется в узел дегазации. Здесь он через крошкообразователь Ю, установленный на входном патрубке дегазатора 11, поступает в дегазатор 11. В крошкообразователь 10 подается пар и горячая вода, а также часть дисперсии из аппарата 9. В дегазаторе при контакте с паром и горячей водой из раствора ХБК испаряются растворитель и вода, пары которых поступают в конденсатор 12, где они охлаждаются и конденсируются, а затем в емкость 13, где они расслаиваются, после чего растворитель возвращается в процесс. Водный слой направляется в емкость для сбора сточных промывных вод 5, откуда сборные промывные воды направляются в дегазатор 11 для отпарки. Дегазированная крошка каучука направляется в усреднитель с мешалкой 14, откуда на отжимную машину 15 и затем в сушильную машину 16, а затем на упаковку и на склад готовой продукции.
Отличием заявляемой схемь от прототипа является совмещение в один аппаратов для приготовления раствора каучука и хлорирования, на котором дополнительно установлены дозаторблокиратор хлор-азотной смеси, который не позволяет раствору ХБК попасть в линию хлора и в аппарат для приготовления хлоразотной смеси, и нейтрализатор, отходящих из хлоратора газов, связанный трубопроводом с емкостью приготовления нейтрализующего агента, установка на входном патрубке дегазатора крошкообразователя, который связан трубопроводом с аппаратом для приготовления дисперсии антиоксиданта и/или антиагломератора, а также организация системы сбора сточных промывных вод из аппарата для приготовления раствора каучука и его хлорирования - хлоратора, смесителя раствора ХБК с антиоксидантом и/или антиагломератором, отстойника для отделения возвратного растворителя от воды и возврата их в дегазатор, а затем снова в процесс.
Внесенные изменения в установку получения хлорированного бутилкаучука позволяют снизить металлоемкость процесса за счет исключения из схемы ряда крупногабаритных аппаратов, оптимизировать процесс и улучшить качество целевого ХБК за счет установки дозатора-блокиратора, нейтрализатора газов и крошкообразователя и решить экологические проблемы за счет установки нейтрализатора непрореагировавшего хлора и хлористого водорода в отходящих газах из хлоратора и системы сбора и использования промывных вод.