CS202908B1 - Zařízení pro kontinuální přípravu roztoků polyesterových pryskyřic v reaktivních monomerech - Google Patents

Description

(54J Zařízení pro kontinuální přípravu roztoků polyesterových pryskyřic v reaktivních monomerech

Předmětem vynálezu je zařízení pro kontinuální přípravu roztoků nenasycených polyesterů v reaktivních monomerech.

Příprava polyesterových pryskyřic, zejména roztoků nenasycených polyesterů v reaktivních monomerech, byla popsána v řadě monografií, např. v knize J. Mleziva a kol.: „Polyestery“, SNTL, Praha 1964, str. 297 až 306, dále v knize „Kunststoffe Handbuch“, Bd. VIII, „Polyester“, Carl Hauser Verlag, Weinheim 1973, str. 244—282, v „Encyclopedia of Polymer Science and Technology“, Vol. 11, J. Wiley, N. Y, 1969, str. 129, dále v řadě článků v odborné literatuře, z nichž jako poslední možno uvést firemní článek v „Paint Manufacture“, 47, č. 6 (July/ /August], 1977; H. Kaiser: Farbe u. Lack, 84, 1, 23—27, 1978. Ve všech těchto případech Jde o diskontinuální přípravu polyesterových pryskyřic, spočívající v tom, že se do taveniny nenasyceného polyesteru při teplotě 90 až 120 °C přidá za míchání reaktivní studené rozpouštědlo, především styren, a získaný roztok se bezprostředně přitom a potom chladí na teplotu, přijatelnou pro skladování, resp. filtraci apod. Teprve v poslední době se objevily v literatuře zmínky o možnosti kontinuální přípravy roztoků nenasycených polyesterů, např. v článku A. Cybulského a kol.: „Polimsry wielkoczasteczkove“, r, 1977, str. 376—378, a to pomocí statických směšovačů. Významnějším pokrokem je přihláška vynálezu čs. autorů č. AO 187 873, která řeší kontinuální ředění tavenín nenasycených polyesterů reaktivními monomery a způsob jejich rychlého ochlazení metodou vakuového odpaření části reaktivního monomeru z roztoku polyesterové pryskyřice, a případného vrácení tohoto kondenzátu do roztoku.

Dříve popsané diskontinuální postupy mají řadu nedostatků. Je nutné téměř vždy ochladit taveninu polyesteru na teplotu podstatně nižší, než je teplota polyesterifikace, např. na 100 až 120 °C před přidáváním reaktivního monomeru, poněvadž při vyšší teplotě polyesteru hrozí nebezpečí želatínace polyesterové pryskyřice. Chlazení tavenin polyesterů o vysoké teplotě měknutí (např. 90 až 110 °C) i. homogenizace reaktivního monomeru ve vysokoviskozním polyesteru trvají velmi dlouho a nebezpečí želatinace roztoku je zde mimořádně vysoká. Jestliže se ředí v polyesterifikačním reaktoru, potom musí být při násadě surovin pamatováno na zvětšení objemu násady přídavkem reaktivního monomeru. Z tohoto důvodu pak musí být samostatný ředící zásobník minimálně o 50 % větší než je vlastní polyesterifikační reaktor a musí být vy202908

O 29 OB haven účinným míchadlem-a chládiclmkelementy.

Uvedené operační i aparaturní nedostatky diskontinuálního ředění polyesterů odstraňuje předložený vynález, jehož ; předmětem je zařízení pro kontinuální přípravu roztoků polyesterových pryskyřic v reaktivních monomerech. ‘ Podstata tohoto vynálezu spočívá v tom, že zařízení sestává z polyesterifikačního reaktoru, kondenzačního chladiče, děličky kondenzátu, vývěvy, zásobníku reaktivního monomeru a dále dávkovacího čerpadla polyesteru a dávkovacího čerpadla reaktivního monomeru napojených 'na homogenizátor, na který navazuje vakuový odpařovač vybavený případně míchacím elementem, přičemž další částí je mezizásobník ochlazeného roztoku polyesteru spojený s vakuovým odpařovačem pomocí barometrické nohy, případně zásobník polyesterové pryskyřice napojený jednak na vakuový -odpařovač a jednak na vývěvu. Místo dávkovačích čerpadel je instalován ventilový systém pro regulaci nátoku taveniny polyesteru a reaktivního monomeru do homogenizátoru vlivem rozdílu tlaku mezi vakuovým odpařovačem a reaktorem, nebo zásobníkem reaktivního monomeru. V zásobníku, který pojme veškerý objem polyesterové pryskyřice získané z polyesteru připravovaného na reaktoru' a který je napojen na kondenzační chladič, nebo na děličku kondenzátu, je s výhodou přímo umístěno rozstřikovací zařízení.

Zařízení podle tohoto vynálezu pracuje následujícím způsobem. Vlastní polyester se připraví v polyesterífikačním reaktoru opatřeným kondenzačním chladičem, který slouží jednak ke kondenzaci reakčníeh složek odcházejících .během polyesterifikace a jednak ke kondenzaci par reaktivního rozpouštědla při vakuovém chlazení. Tavenina polyesteru, obsahujícího inhibitor polymerace, .se při vhodné teplotě, obvykle v: rozmezí . 110 až 160 °C, odebírá z reaktoru jedním .dávkovacím čerpadlem -a tlačí se jím do homogenizátoru. Druhým dávkovacím čerpadlem ..se odebírá ze zásobníku reaktivního monomeru rozpouštědlo, např. styren něho .směs .reaktivních rozpouštědel, např. styrenu a methakrylátu. Je však možné i obě složky vytlačovat přes vhodný regulační ventilový systém do homogenizátoru tak, že se nad hladinu buď jenom taveniny polyesteru, neboí i reaktivního rozpouštědla zavede inertní plyn pod vhodným tlakem. Toto je .usnadněno tím, že reaktor je obvykle konstruován na vnitřní přetlak 0,3 MPa. Za vhodných okolností, zejména jestliže je v potrubí mezí dávkovacími „čerpadly a vakuovým odpařovačem zařazen statický mixér, je možné docílit toku ohou složek potřebným směrem . podtlakem ve vakuovém odpařovači. Roztok polyesteru v reaktivním monomeru, teplý obvykle 80 až 125 °C, postupuje do vakuového odpařovače, kde se rozstřikuje tryskami buď do prázdného prostoru, nebo na vhodnou náplň, jež zvětšuje „mezifázový 'povrch kapalné—plynné fáze. Z roztoku ~se nyní účinkem vhodného vakua odpařuje reaktivní rozpouštědlo a teplota roztoku tím klesá na hodnotu určovanou absolutním tlakem ve vakuovém odpařovači. Páry reaktivního rozpouštědla mohou kondenzovat jednak na chlazených stěnách vakuového oúpařovače, jednak v.kondenzačním chladiči nad reaktorem, a kondenzát se vrací buď přímo, anebo pod hladinu ochlazovaného roztoku polyesteru, kde může být do roztoku polyesteru vmícháván mechanickým míchadlem, nebo se kondenzát odvádí do zásobníku reaktivního monomeru. Ochlazený roztok polyesteru odtéká z vakuového odpařovače barometrickou nohou do'.mezizásobníku či zásobníku ochlazovaného polyesteru, odtud postupuje např. na filtraci a odtud do zásobníků nebo se expeduje přímo do zásobníků. V případě „potřeby může roztok polyesteru odcházet z vakuového odpařovače do zásobníku, rovněž evakuovaného, odkud se po dokončení celé operace a po zrušení vakua připuštěním potřebného množství inertního plynu či vzduchu může roztok polyesteru odčerpávat k dalšímu zpracování. Za vhodných okolností může být vakuový odpařovač dimenzován tak, že pojme celou dávku zpracovávaného roztoku polyesteru.

Vakuum ve vakuovém odpařovači a v kondenzačním . chladiči, event. v dalších aparátech, je zajišťováno vhodnou vývěvou, před níž mohou být např. zařazeny elementy k ochlazování resp. kondenzaci zbylých par reaktivního rozpouštědla na velmi nízkou teplotu, což ' by zabránilo nasávání nadbytečného objemu par reaktivních rozpouštědel do vlastního evakuačního mechanismu.

Základní předností zařízení podle tohoto vynálezu, které umožňuje ředění taveniny polyesteru reaktivními monomery při mnohem vyšší teplotě polyesteru než je tomu u diskontinuálního ředění, je všeobecně významné zkrácení celkové doby přípravy , póly esterové pryskyřice. Dále toto zařízení zjednodušuje celou výrobní linku jednak využitím téhož kondenzačního .chladiče ke chlazení par reaktivního rozpouštědla, jenž v.předchozí fázi sloužil ke kondenzaci těkavých podílů odcházejících z polyesterifikační reakční směsi a-jednak tím, že odpadá objemný rozpouštěcí zásobník, který:.musí být vybaven masivním míchadlem· a . chladicími elementy. K vytvoření vakua je možno použít případně téže vývěvy, jíž se používá v posledním, vakuovém stupni esterifikace. V.případě potřeby je možno nahradit jedno nebo obě dávkovači: čerpadla složek využitím tlakového spádu mezi vakuovým .odpařovačem a esterifikačním reaktorem, resp. i zásobníkem reaktivního monomeru k transportu obou složek do vakuového odpařovače. Různé příklady konkrétních provedení zařízení podle vynálezu jsou uvedeny na připojených výkresech.

Na obr. 1 je znázorněno zařízení, které sestává z polyesterifikačního reaktoru 1, nad nímž je instalován kondenzační chladič 2. Tento chladič 2, případně i dělička kondenzátu 3 jsou napojeny na vývěvu 4. Další částí zařízení je zásobník reaktivního monomeru 3. Reaktor 1 i zásobník reaktivního monomeru 3 jsou napojeny na dávkovači čerpadlo taveniny polyesteru 6 a dávkovači čerpadlo reaktivního monomeru 7. Výstupy z čerpadel 6 a 7 ústí do homogenizátoru 9, kterým může být rotační mixér, statický směřovač nebo jiný typ homogenizátoru. Dalším prvkem zařízení je vakuový odpařovač 10, vybavený případně míchacím elementem 11. Páry z odpařovače 10 odcházejí do kopdenzačního chladiče 2, odtud případně do děličky kondenzátu 3, a pak se jako kapalná fáze vracejí buď do vakuového odpařovače 10, nebo do zásobníku reaktivního monomeru 3. Ochlazený a zahuštěný roztok polystyrenu v reaktivním monomeru postupuje do horní části baro-

Claims (4)

1. pRedmSt

   1. Zařízení pro kontinuální přípravu roztoků polyesterových pryskyřic v reaktivních monomerech, vyznačené tím, že sestává z polyesterifikačního reaktoru (1), kondenzačního chladiče (2), děličky kondenzátu (3), vývěvy (4), zásobníku reaktivního monomeru (5) a dále dávkovacího čerpadla polyesteru (Θ) a dávkovacího čerpadla reaktivního monomeru (7) napojených na homogenizátor (9), na který navazuje vakuový odpařovač (10), vybavený případně míchacím elementem (11), přičemž další částí je mezizásobník ochlazeného roztoku polyesteru (13) spojený s vakuovým odparovačem (10) pomocí barometrické nohy (12), případně zásobník polyesterové pryskyřice (14), napojený jednak na vakuový odpařovač (10) a jednak na vývěvu (4).

   metrické nohy 12 a odtud do mezizásobníku pro polyesterovou pryskyřici 13.

   Obr. 2 v podstatě odpovídá obr. 1, jen s tím rozdílem, že místo barometrické nohy 12 je instalován zásobník polyesterové pryskyřice 14, který je napojen na vývěvu 4 a na vakuový odpařovač 10.

   Obr. 3 odpovídá v podstatě obr. 2, s tím rozdílem, že místo dávkovacího čerpadla taveniny polyesteru 6 a dávkovacího čerpadla reaktivního monomeru 7 jé umístěn vhodný ventilový systém 8.

   Obr. 4 v podstatě odpovídá obr. 1, s tím rozdílem, že místo vakuového odpařovače 10 je instalován zásobník polyesterové pryskyřice 14, ve kterém jei umístěno rozstřikovací zařízení 13.

   Jednotlivé části zařízení jsou odděleny uzavíracími armaturami, filtry, ukazateli teploty, tlaku, průtoku apod. Tyto elementy jsou ve schématu sice zakresleny, ale nejsou Číslovány.

   ynAležu
2. 2. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že místo dávkovačích čerpadel (6) a (7) je instalován ventildvý systém (8) pro regulaci nátoku taveniny polyesteru a reaktivního monomeru do homogenizátoru (9) vlivem rozdílu tlaků mezi vakuovým odpařovačem (10) a reaktorem (1), nebo zásobníkem reaktivního monomeru (5).
3. 3. Zařízení podle bodu 1 a 2, vyznačené tím, že v zásobníku (14), který pojme veškerý objem polyesterové pryskyřice získané z polyesteru připraveného na reaktoru (lj a který je napojen na kondenzační chladič (2), nebo na děličku kondenzátu (3), je s výhodou umístěno rozstřikovací zařízení (15).
4. 4 listy výkresů