PL104110B1 - Sposob ciaglego wytwarzania polimerow chlorku winylu w emulsji wodnej oraz urzadzenie do wytwarzania polimerow chlorku winylu w emulsji wodnej - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób ciaglego wy¬ twarzania polimerów chlorku winylu w emulsji wodnej oraz urzadzenie do wytwarzania polimerów chlorku winylu w emulsji wodnej, w obecnosci tworzacych rodniki katalizatorów, substancji po- wierzchniowo-czynnych i ewentualnie innych ma¬ terialów wspomagajacych polimeryzacje.

Znane jest wytwarzanie polimerów chlorku wi¬ nylu w emulsji wodnej w pionowych, cylindrycz¬ nych zbiornikach, przy czym do mieszaniny reak¬ cyjnej dodaje sie w górnej czesci zbiornika stale Chlorek winylu, ewentualnie komonomery, wodny roztwór emulgatorów i ewentualnie inne materialy, wspomagajace polimeryzacje oraz roztwór tworza¬ cego rodnik katalizatora, a równowazna tej ilosci dodatków objetosc, zawierajacej polimer emulsji, sciaga sie z dna zbiornika i doprowadza sie do dalszej obróbki. Polimeryzujaca emulsja jest na ogól poruszana przez mieszadlo, które jest zanurzo¬ ne w jej górnym obszarze i w pierwszym rzedzie powoduje emulgowanie doprowadzanych monome¬ rów. Powstajace cieplo reakcji jest przewaznie od¬ prowadzane przez podwójny plaszcz zbiornika z chlodziwem, a czasami równiez za pomoca specjal¬ nych elementów wbudowanych w zbiornik lub dobudowanych do zbiornika.

Znane jest ponadto wstepne emulgowanie mo¬ nomerów i wodnego roztworu emulgatora, po czym taka emulsje, do której od razu, lub pózniej do¬ lo daje sie srodek (inicjujacy, doprowadza sie. do zbior¬ nika reakcyjnego.

Chociaz opisany sposób jest w praldfcyce stoso¬ wany, ma on pewne wady. Po pewnym czasie eksploatacji, glównie w górnej czesci zbiornika re¬ akcyjnego, w poblizu lustra cieczy, powstaja na- rosty, które utrudniaja dalsze prowadzenie poli¬ meryzacji, a kiedy sie czesciowo odkrusza, wów¬ czas powoduja zanieczyszczenie sciaganej emulsji z polimerem. Gdy narosty sa zbyt dule, wówczas proces polimeryzacji trzeba zatrzymac L przepro¬ wadzic czyszczenie, co oznacza znaczny naklad pra¬ cy, straty produkcyjne oraz niepozadana emisje chlorku winylu przy otworzeniu zbiornika. Ponad¬ to w trakcie polimeryzacji ciagle powstaja duze czastki polimeru, to znaczy czastki o srednicy wie¬ kszej niz 0,1 mm, zwane grysem, które czesciowo moga wzrastac az do srednicy kilku centymetrów.

Taki grys sciagany jest wraz z emulsja polimeru i powoduje trudnosci przy dalszej obróbce. Grys jest mianowicie zatrzymywany czesciowo przez si¬ to filtrujace, które jednak przy duzych ilosciach powstajacego grysu szybko zatyka sie..

Wymiana i czyszczenie sita filtru wymagaja nie¬ pozadanych nakladów. Ponadto drobniejszy grys czesto jest zatrzymywany tylko czesciowo i zanie¬ czyszcza produkft koncowy, a przy dalszej obróbce polimeru, w celu uzyskania ksztaltek, powoduje powstawanie skaz. Stosowane dotychczas zwykle mieszadla lopatkowe dzialaja, zwlaszcza w przy- 104 1103 104 110 4 padku zbiorników o duzym stosunku wysokosci do srednicy, przykladowo równym 3 i wiecej, glówcie w górnej czesci zbiornika, natomiast w nizszych obszarach ma miejsce tylko niewielkie mieszanie cieczy.. "^' * Znany jest ponadto sposób ciaglego wytwarza¬ nia wodnych zawiesili polimeru przez polimeryza¬ cje W wodzie wstepnie emulgowanych monome- róW \ze grodkami inicjujacymi i emulgatorami, przy mieszaniu za pomoca reaktora mieszalniko- wego, przy czym na skutek spietrzenia odplywa¬ jacej^ emulsji polimeru w reaktorze powstaje cis¬ nienie, które wystarcza dla uniemozliwienia roz¬ padu mieszaniny na skutek parowania monome¬ rów przy stosowanej temperaturze polimeryzacji, przy czym zawartosc reaktora jesft mieszana pro¬ stopadle do kierunku przeplywu za pomoca czlo¬ nu mieszajacego, którego powierzchnie sa usytu¬ owane w strefie polimeryzacji równolegle do kie¬ runku przeplywu i za pomoca przesuwnego w tym kierunku zgarniaka sa czyszczone okresowo lub w sposób ciagly bez przerywania mieszania, przy czyni przynajmniej czesc krawedzi czlonu mie¬ szajacego lub zgarniaka porusza sie wewnatrz stre¬ fy polimeryzacji w mozliwie malej odleglosci od scianki reaktora. Sposób ten ma te wade, ze poru¬ szajace sie wzdluz scianki reaktora w mozliwie niewielkim odstepie od niej czesci mieszadla lub zgarniaka, zwlaszcza przy duzych predkosciach o- brotowych mieszadla, powoduja powstawanie sil¬ nych naprezen scinajacych, które w przypadku emulsji czulej na scinanie prowadza do koagula¬ cji.

Ponadto czlony mieszajace rozciagaja sie na ca¬ lej dlugosci zbiornika polimeryzacyjnego, co w przypadku zbiorników o duzej wysokosci jest po¬ wodem trudnosci konstrukcyjnych. Takie wykona¬ nie czlonów mieszajacych powoduje mieszanie cie¬ czy Itylko w kierunku prostopadlym do osi zbior¬ nika. Na skutek tego moga wystepowac duze róz¬ nice stezenia w lezacych jedna nad druga warst¬ wach cieczy, które zwlaszcza w przypadku poli¬ meryzacji w emulsji z doprowadzaniem mieszaniny reakcyjnej od dolu moga prowadzic do powsta¬ wania grysu, przykladowo jezeli na skutek gwal¬ townych wahan w doprowadzaniu cieczy lub od¬ prowadzaniu nastepuje niekontrolowane mieszanie warstw cieczy o róznych Stezeniach.

Wytwarzajacy sie na czlonach mieszajacych osad usuwa sie za pomoca mechanicznych urzadzen zga- rniakowych, trudnych w obsludze zwlaszcza w przypadku duzych zbiorników. Ruchome przepro¬ wadzenie takich urzadzen przez scianke zbiornika stwarza problemy zwiazane z uszczelnianiem. Po¬ nadto zdjety osad miesza sie z zawiesina polime¬ ru i zanieczyszcza ja. W celu unikniecia powsta¬ wania narostów, tworzacych sie na czlonach mie¬ szajacych, zwlaszcza na powierzchni pomiedzy cie¬ cza a gazem, rura reakcyjna musi byc calkowicie wypelniona. W przewodzie odprowadzajacym emul¬ sje polimeru trzeba w zwiazku z tym stosowac dodatkowy zbiornik buforowy.

Wedlug wynalazku sposób ciaglego wytwarzania homo-, ko- lub szczepionych polimerów chlorku wi¬ nylu w emulsja wodnej, w obecnosci tworzacych rodniki katalizatorów, substancji powdierzchniowo czynnych i ewentualnie innych materialów wspo¬ magajacych polimeryzacje, w pionowym, korzystnie cylindrycznym zbiorniku o stosunku wysokosci do srednicy (oba wymiary mierzone wewnatrz) rów¬ nym przynajmniej 3 i o pojemnosci co najmniej m*, w warunkach ruchu mieszaniny polimeryza- cyjnej i z regulacja wysokosci lustra cieczy w zbiorniku, charakteryzuje sie tym, ze zawiesine po¬ limeru odprowadza sie ze zbiornika z boku na wysokosci 30—90% wewnetrznej, calkowitej wyso¬ kosci zbiornika, powyzej doprowadzenia materialów wyjsciowych i co najmniej 15 cm ponizej lustra cieczy, a wysokosc lustra cieczy reguluje sie na co najwyzej 97% wewnetrznej, calkowitej wysoko¬ sci zbiornika, przy czym zawartosc zbiornika poru¬ sza sie za pomoca co najmniej jednego czlonu mie¬ szajacego, który jest usytuowany w cieczy na 115— 60% wewnejtrznej, calkowitej wysokosci zbiornika, konczy sie co najmniej 20 cm ponizej lustra cieczy i ma odstep od sciankii zbiornika co najmniej cm.

Pod okresleniem wewnetrzna, calkowita wyso¬ kosc zbiornika rozumie sie odleglosc najnizszego punktu dna zbiornika od najwyzszego punktu po¬ krywy zbiornika mierzona wewnatrz, przy czym nie uwzglednia sie otworów lub zaglebien, których przekrój jest mniejszy niz 1/5 wewnetrznej sred¬ nicy zbiornika.

Wysokosc lustra cieczy w zbiorniku mierzy sie znanym sposobem i reguluje sie za pomoca syg¬ nalu pomiarowego korzystnie odprowadzanie cie¬ czy tak, aby lustro cieczy w zbiorniku znajdowa¬ lo sie co najmniej 15 cm powyzej krawedzi gór¬ nej otworu odplywowego.

Materialy wyjsciowe do polimeryzacji doprowa¬ dza sie w postaci plynu, roztworu lub zawiesiny, przy dnie zbiornika lub korzystnie z boku przez plaszcz zbiornika w dolnej, 1/3 czesci zbiornika.

Materialy wyjsciowe, przykladowo monomery, wodny roztwór substancji powierzchniowo czyn¬ nych oraz roztwór tworzacych rodniki katalizato¬ rów mozna doprowadzac do zbiornika oddzielnie lub tez mozna ^mieszac je, albo wstepnie emulgo¬ wac, na krótko przed wprowadzeniem do zbiorni¬ ka politmeryzacyinego. Do mieszania nadiaja sie przykladowo dysze, szybko obracajace sie lub drgajace mieszadla, urzadzenia ultradzwiekowe, mlyny koloidalne.

Moze byc korzystne stosowanie drugiego miesza¬ dla, które dziala zasadniczo tylko w obszarze otwo¬ rów doplywu materialów wyjsciowych, aby spowo¬ dowac dobre przemieszanie tych materialów. To drugie mieszadlo moze pracowac niezaleznie od mieszadla glównego, ale powinno jednak poruszac sie w tym samym kierunku, aby uniknac powsta¬ wania silnej turbulencji. Drugie mieszadlo powin¬ no miec odstep od scianki wewnejtrznej zbiornika co najmniej 15 cm, oraz powinno rozciagac sie na maksimum 10% wewnetrznej, calkowitej wysoko¬ sci zbiornika.

Na wysokosci 30—90% calkowitej wewnetrznej wysokosci zbiornika, nad doprowadzeniem mate¬ rialów wyjsciowych* z boku zbiornika odprowadza sie emulsje polimeru. Przy odprowadzaniu ponizej ao 40 45 50 55 60& % wysokosci zbiornika zawiesina zawiera zbyt duzo nieprzereagowanych materialów wyjsciowych, a przy odprowadzaniu powyzej 90% wysokosci zbiornika przestrzen gazowa w górnej czesci zbior¬ nika jest zwykle za mala, co moze spowodowac trudnosci w regulacji cisnienia. Korzystnie emul¬ sje polimeru odprowadza sie na wysokosci 50—90%, najlepiej na wysokosci 70—85% calkowitej, wew¬ netrznej wysokosci zbiornika nad doprowadzeniem materialów wyjsciowych.

Zwierciadlo cieczy w zbiorniku powinno byc u- sytuowane co najmniej 15 cm powyzej otworu wyplywowego, aby przy odprowadzaniu cieczy nie mógl byc sciagany gaz, a przede wszystkim aby otwór wyplywowy pozostawal wolny od narostów i osadu, które powstaja zwlaszcza na usytuowa¬ nych w poblizu powierzchni cieczy czesciach scia¬ nek wewnetrznych zbiornika. Korzystnie odstep lustra cieczy od otworu wyplywowego wynosi 8— % wewnetrznej calkowitej wysokosci zbiornika, co najmniej jednak 40 cm.

Zawartosc zbiornika poruszana jest aa pomoca co najmniej jednego czlonu mieszajacego, który jest calkowicie zanurzony w cieczy. Czlon mie¬ szajacy powinien konczyc sie co najmniej 20 cm ponizej najnizszego poziomu cieczy, przy czym u- wzglednia sie powstawanie lejowego zawirowania przy wiekszych predkosciach obrotowych miesza¬ dla. Gdyby lustro cieczy zblizylo sie do czlonu mieszajacego na odleglosc mniejsza niz 20 cm, wówczas mogloby juz wystepowac niepozadane po¬ wstawanie narostów w zblizonych do powierzch¬ ni cieczy obszarach czlonu mieszajacego.

Krawedzie zewnetrzne czlonu mieszajacego po¬ winny miec minimalny odstep od scianki zbiorni¬ ka 15 cm, aby zwlaszcza przy wiekszych predko¬ sciach obrotowych nie mogly powstawac zbyt duze naprezenia scinajace, które w przypadku czulych emulsji powoduja koagulacje. Korzystnie minimal¬ ny odstep od scianki zbiornika wynosi 25 cm.

Czlon mieszajacy powinien rozciagac sie na 15— 60% wewnetrznej wysokosci zbiornika polimeryza- cyjnego. Ponizej 15% nie ma wystarczajacego mie¬ szania calej plynnej zawartosci zbiornika, a po¬ wyzej 60% nie ma wystarczajacego mieszania o- siowego zawartosci zbiornika. Korzystnie stosuje sie czlon mieszajacy, który rozciaga sie na 20— 40% wewnetrznej wysokosci zbiornika i konczy sie okolo 25 cm ponizej lustra cieczy.

Predkosc obwodowa czlonu mieszajacego moze wahac sie w szerokich granicach w zaleznosci od stosowanego rodzaju polimeryzacji, zwlaszcza od rodzaju i ilosci stosowanych substancji powierzch¬ niowo czynnych, oraz od zadanej wielkosci i ksztal¬ tu ziarna. Na ogól stosuje sie predkosci obwo¬ dowe 0,2—10 m/s.

Sposób wedlug wynalazku nadaje sie do homo- ko- i szczepionej polimeryzacji chlorku winylu w emulsji wodnej. Polimeryzacje przeprowadza sie w temperaturze 10—90°C, korzystnie 30—80°C, zwlaszcza 40—75°C. Przy kopolimeryzacji chlorku winylu mozna stosowac sumarycznie 0,1—99% wa¬ gowo (w odniesieniu do chlorku winylu) przykla¬ dowo jeden lub kilka nastepujacych monomerów: olefiny, jak etylen lub propylen, estry winylowe 116 6 kwasów organicznych z lancuchami prostymi lub rozgalezionymi o 2—20, korzystnie 2—4, atomach wegla, jak octan winylu, propionan winylu, ma- slan winylu, winylo-2-etylohexoan, ester winylowy kwasu izotrójdekanowego; halogenki winylu jak fluorek winylu, fluorek winylidenu, chlorek winy- lidenu, eter winylowy, pirydyna winylowa, kwasy nienasycone, jak kwas maleinowy, kwas fumaro¬ wy, kwas akrylowy, kwas metakrylowy i ich mo- no- lub dwuestry z mono- lub dwualkoholami o 1—10 atomach wegla, imid kwasu maleinowego o- raz produkty jego podstawiania przy azocie pod¬ stawnikami aromatycznymi, cykloalifatycznymi o- raz ewentualnie rozgalezionymi podstawnikami ali- fatycznymi, akrylonitryl, styren.

Bo polimeryzacji szczepionej mozna przyklado¬ wo stosowac polimery elastomeryczne, które zo¬ staly otrzymane przez polimeryzacje z jednego lub kilku nastepujacych monomerów: dieny, jak bu- tadien, cyklopentadien; olefiny, jak etylen, propy¬ len; styren, kwasy nienasycone, jak kwas akrylo¬ wy lub metakrylowy oraz ich estry z mono- lub dwualkoholami o 1—10 atomach wegla, akryloni¬ tryl, zwiazki winylu jak estry winylowe kwasów organicznych z lancuchem prostym lub rozgalezio¬ nym o 2—20, korzystnie 2—4 atomach wegla, ha¬ logenki winylu jak chlorek winylu, chlorek winy¬ lidenu.

Polimeryzacje mozna przeprowadzac bez lub ze w stosowaniem polimeru wstepnego. Polimeryzacje przeprowadza sie przy tym w emulsji wodnej w obecnosci 0,001—3% wagowo, korzystnie 0,01—0,3% wagowo (w odniesieniu do monomeru) tworzacych rodniki katalizatorów, jak na przyklad nadsiarcza- ny, nadfosforany, nadborany potasu, sodu lub a- monu, nadtlenek wodoru, trzeciorzedowy butylo¬ wy nadtlenek wodoru lub inne rozpuszczalne w wodzie nadtlenki oraz mieszaniny róznych katali¬ zatorów, przy czym katalizatory mozna stosowac 40 równiez w obecnosci 0,01—1% wagowo (w odnie¬ sieniu do monomeru) jednej lub kilku substancji redukcyjnych, nadajacych sie do tworzenia ukladu redoksy-katalizator, takich jak na przyklad siar¬ czki, dwusiarczki, podsiarczyny, tiosiarczyny, sul- 45 foksylany aldehydów, na przyklad sulfoksylan so¬ dowy aldehydu mrówkowego. Ewentualnie polime¬ ryzacje mozna przeprowadzac w obecnosci 0,05— ppm (metalu w odniesieniu do monomeru)" roz¬ puszczalnych i trudno rozpuszczalnych sóM meta- 50 li, na przyklad miedzi, srebra lub zelaza.

Ponadto polimeryzacje przeprowadza sie w obec¬ nosci 0,01—5% wagowo (w odniesieniu do mono¬ meru) jednego lub kilku emulgatorów. Mozna sto¬ sowac emulgatory anionowe, amfoteryczne, katio- 55 nowe lub niejonowe. Jako emulgatory anionowe nadaja sie przykladowo sole alkaliczne, metali ziem alkalicznych i .amonowe kwasów tluszczo¬ wych, takich jak kwas laurynowy, palmitynowy, lub stearynowy, kwasnych estrów alkoholi tlusz- 60 czowych z kwasem siarkowym, kwasów parafino- sulfonowych, kwasów aUriloarylosulfonowych, ta¬ kich jak kwas dodecylobenzolosulfonowy lub kwas dwubutylonaftalinosulfonowy, estrów dwualkilo- wych kwasu sulfobursztynowego oraz sole alka- M liczne i amonowe kwasów tluszczowych z grupa7 epaksy, takich jak kwasy epoksystearynowe z nie¬ nasyconymi kwasami tluszczowymi jak kwas ce¬ lowy lub linolowy lub nienasycone kwasy oksy- tluszczowe, jak kwas rycynowy.

Jako emulgatory amfoteryczne lub kationowo czjrtine nadaja sie przykladowo: alkilóbetainy, ta¬ kie Jak dodecylobetaina, oraz sole alkilopirydyno- we, (takie jak chlorowodorek laurylopirydynowy, a ponadto sole alkUoamonoiwa takie jak chlorek o- ltójretyk>dodecyloamonowy. Jako emulgatory niejo¬ nowe nadaja sie przykladowo czesciowe estry kwa¬ sów tluszczowych z wielowartosciowymi alkohola¬ mi, jak glicerynomonostearynian, sorbitomonolau- ryniah, -oieinlan lub -palmityndan, polioksyetyle- noetcry alkoholi tluszczowych lub aromatyczne zwiazki hydroksy, estry polioksyetylenowe kwasów tluszczowych oraz produkty kondensacja tlenku po- liftfopylen-u I tlenku polietylenu.

Polimeryzacja moze zachodzic z zastosowaniem katalizatorów a emulgatorów w obecnosci substan¬ cji butorowych, przykladowo octanów alkalicznych, boraksu; fosforanów alkalicznych, weglanów alka¬ licznych, kwasnych weglanów alkalicznych, amo¬ niaku lub soli amonowych kwasu weglowego oraz regulMorów wielkosci czastek, jak przykladowo al¬ dehydy alifatyczne z 2—4 atomami wegla, weglo¬ wodory chlorowcowane lub bromowane, przyklado¬ wo dwu- i trójchloroetylen, chloroform, bromo- forra, chlorek metylenu oraz merkaptany.

Dalsze materialy dodatkowe nadajace sie do po¬ limeryzacji podane sa w pracy „Polyvinylochlorid und Vinylochk>rid-Misahpolymerisate", H. Rainer, 1965, strony 34—59.

Sposób wedlug wynalazku nadaje sie zwlaszcza do ciaglej polimeryzacji w emulsji polimerów chlo¬ rku winylu o zawartosci przynajmniej 80°/o wago¬ wo (w odniesieniu do czystego polimeru) spolime- ryzowanych jednostek chlorku winylu.

Cieplo powstajace podczas reakcji moze byc od¬ prowadzane przez chlodzenie scianki zbiornika za pomoca chlodzonych czlonów 'wbudowanych lub za pomoca chlodzenia w przeplywie powrotnym, przy czym intensywnosc chlodzenia moze byc sterowana przez pomiar temperatury w mieszaninie reakcyj¬ nej.

W celu unikniecia powstawania osadu, do mie- izankiy polimeryzacyjnej mozna dodawac specjal¬ nych substancji, lub tez scianki wewnetrzne zbior¬ nika i czlonów wbudowanych moga byc obrobione wstepnie chemicznie, pokryte lub lakierowane. Po¬ nadto polimeryzacja moze byc przeprowadzana w warunkach istnienia róznicy potencjalu elektrycz¬ nego pomiedzy wzajemnie odizolowanymi czescia¬ mi wewnetrznymi zbiornika a czlonami wbudowa¬ nymi, ewentualnie przy dodatkowym spryskiwaniu nie pokrytych ciecza scianek zbiornika woda lub roztworami wodnymi.

Przy stosowaniu sposobu wedlug wynalazku siwierdsa saa znacznie mniej intensywne powsta¬ wanie grysu (niepozadanie duze czastki polimeru) i naroetów na czesciach zbiornika i czlonach wbu¬ dowanych w obszarze przy powierzchni cieczy, niz bylo Ao dotychczas przy doprowadzaniu materia¬ lów wyjsciowych od góry i odprowadzaniu emul¬ sji polimeru od dolu. Zaczopowania wylotu emul- 110 $ sji wystepujace ciagle przy sposobie konwencjo¬ nalnym zdarzaja sie przy stosowaniu sposobu we¬ dlug wynalazku znacznie rzadziej. Przy stosowaniu sposobu wedlug wynalazku mozna po- minac sito filtrujace, które przy konwencjonalnym sposobie jest stosowane w przewodzie odplywu e- mulsji polimeru w celu zatrzymywania grysu. Czas przebiegu polimeryzacji jest znacznie wydluzony, dzieki czemu odpadaja znaczne naklady pracy i uzyskuje sie zwiekszenie wydajnosci. Ponadto sil¬ nie maleje emisja chlorku winylu zwiazana z ope¬ racjami czyszczenia.

Sposób wedlug wynalazku mozna stosowac rów¬ niez w przypadku emulsji czulych na scinanie.

Dalsza zaleta w stosunku do sposobu konwencjo¬ nalnego jest zwiekszona niezawodnosc. Zbiornik polimeryzacyjny przy uszkodzeniu ukladu pomiaru i regulacji poziomu napelnienia zachowuje wyso¬ kosc poziomu cieczy z niewielkimi tylko stratami, podczas gdy przy sposobie konwencjonalnym mógl nastapic taki spadek poziomu cieczy, ze mieszadlo nie bylo juz zanurzone w cieczy lub nie bylo za¬ nurzone wystarczajaco. Na skutek zlego mieszania i zbyt malej powierzchni chlodzenia temperatura i cisnienie w zbiorniku polimeryzacyjnym mogly szybko wzrastac, co powodowalo ostre zagrozenie personelu obslugi i calkowita strate spolimeryzo- wanego produktu.

Przedmiotem wynalazku jest ponadto urzadze- nie zlozone z pionowego, cylindrycznego zbiornika, w którym stosunek wysokosci do srednicy, mie¬ rzony wewnatrz zbiornika, wynosi co najmniej 3, a pojemnosc calkowita zbiornika wynosi przynaj¬ mniej 5 m3. Zbiornik taki zawiera co najmniej je- den czlon mieszajacy oraz w czesci dolnej zbior¬ nika co najmniej jeden otwór sluzacy do dopro¬ wadzania cieczy, a w górnej czesci zbiornika co najmniej jeden otwór do odprowadzania cieczy i jeden otwór do odprowadzania gazu. W zbiorniku 40 takim zastosowana jest regulacja poziomu cieczy.

Zbiornik posiada podzielony ewentualnie na kilka obszarów podwójny plaszcz.

Urzadzenie wedlug wynalazku charakteryzuje sie tym, ze otwór sluzacy do odprowadzania cieczy 45 znajduje sie z boku na plaszczu cylindrycznego zbiornika w odleglosci 30—90*/o calkowitej wewne¬ trznej wysokosci zbiornika powyzej umieszczonego w dolnej 1/3 czesci wysokosci zbiornika otworu lub otworów sluzacych do doprowadzania cieczy, 50 a ponadto wewnatrz zbiornika umieszczony jest czlon mieszajacy, który siega do góry co najwy¬ zej do wysokosci otworu sluzacego do odprowadza¬ nia cieczy, rozciaga sie na 15—60*/« wewnetrznej, calkowitej wysokosci zbiornika i ma odstep od 55 scianki zbiornika przynajmniej 15 cm.

Korzystnie 'urzadzenie wedlug wynalazku zawie¬ ra urzadzenie do pomiaru wysokosci poziomu cie¬ czy, przy czym sygnal pomiarowy steruje ilosc od¬ prowadzanej zawiesiny, oraz ewentualnie inne u- 60 rzadzenia pomiarowe, na przyklad do pomiaru tem¬ peratury i cisnienia.

Przewody doprowadzajace /w dolnej czesci zbior¬ nika sa umieszczone zarówno w dnie, lub korzyst¬ nie w odleglosci co najwyzej 33^/t wewnetrznej, 65 calkowi/tej wysokosci zbiornika od dna z boku, n9i104 110 d 10 plaszczu zbiornika, przy czym korzystnie w dnie jest wykonany otwór sluzacy do czyszczenia. Ta¬ kie przewody doprowadzajace zawieraja korzyst¬ nie elementy, przykladowo zawory przeciwzwrot- ne, które przy nadcisnieniu w zbiorniku polimery- zacyjnym uniemozliwiaja przeplyw powrotny po¬ limeryzujacej mieszaniny ze zbiornika do przewo¬ dów doprowadzajacych.

Usytuowany z boku na plaszczu zbiornika otwór sluzacy do odprowadzania cieczy powinien miec na ogól przekrój co najmniej 1,5 raza wiekszy od sumy wszystkich przekrojów otworów doprowadza¬ jacych w dolnej czesci zbiornika. Taki otwór od¬ prowadzajacy jest usytuowany korzystnie w odle¬ glosci 50—9(rVt, zwlaszcza 70—85*/o wewnetrznej, calkowitej wysokosci zbiornika od otworu lub o- tworów sluzacych do doprowadzania cieczy.

Urzadzenie zawiera ponadto co najmniej jeden otwór sluzacy do doprowadzania lub odprowadza¬ nia gazu. Otwór ten jest usytuowany korzystnie na pokrywie cylindrycznego zbiornika, w poblizu jej najwyzszego punktu. Przez otwór iten mozna doprowadzac gaz obojetny, przykladowo azot, przy opróznianiu zbiornika lub przed napelnieniem go, oraz ewentualnie w celu regiulacji cisnienia.

Ponadto urzadzenie zawiera co najmniej jeden czlon mieszajacy, na przyklad mieszadlo lopatko¬ we, którego lopatka moze miec rózne ksztalty ge¬ ometryczne. Moze byc ona przykladowo kwadra¬ towa, prostokatna, trójkatna trapezowa lub owal¬ na, albo tez moze skladac sie z kilku figur geo¬ metrycznych, przykladowo z dwóch trójkatów lub trapezów. Korzystnie lopatka taka ma wykonane otwory i/hib wyciecia o róznych ksztaltach przy krawedzi. Czlon mieszajacy moze byc równiez zlo¬ zony z kilku osiowo równoleglych lopatek, usytu¬ owanych wzgledem siebie pod pewnym katem.

Mozna stosowac równiez inne czlony mieszajace, przykladowo z powierzchni krzywoliniowymi.

Czlon mieszajacy moze byc napedzany zarówno od góry jak i od dolu. Zwykle ze wzgledów kon¬ strukcyjnych wybiera sie naped górny.

Korzystnie jako czlon mieszajacy stosuje sie mie¬ szadlo lopatkowe, którego najwieksza szerokosc wynosi 25—80*/© wewnetrznej srednicy zbiornika, jednakze z zachowaniem minimalnego odstepu 15 cm od scianki wewnetrznej zbiornika. Mieszadlo takie rozciaga sie na 20—40*/o wewnejtrznej calko¬ witej wysokosci zbiornika i u góry konczy sie o- kolo 5 cm ponizej otworu wyplywu cieczy.

Zwlaszcza w przypadku, gdy materialy wyjscio¬ we do polimeryzacji sa doprowadzane do urzadze¬ nia wedlug wynalazku oddzielnie róznymi przewo¬ dami, urzadzenie to zawiera korzystnie w obszarze, w którym usytuowane sa przewody doprowadza¬ jace, drugi czlon mieszajacy, który moze pracowac niezaleznie od opisanego powyzej pierwszego czlo¬ nu mieszajacego, ,ale porusza sie w tym samym kierunku obrotów. Taki drugi czlon mieszajacy po¬ winien miec srednic 25—WP/o wewnetrznej sredni¬ cy zbiornika, jednakze z zachowaniem odstepu od wewnetrznej scianki zbiornika przynajmniej 15 cm, a ponadto powinien rozciagac sie co najwyzej na 16*/t wewnetrznej calkowitej wysokosci zbiornika.

Stosowanie urzadzenia wedlug wynalazku daje szczególne zalety wtedy, jezeli stosunek wysokosci do srednicy cylindrycznego zbiornika (oba wymia¬ ry mierzone wewnatrz) wynosi 4—16, a calkowita pojemnosc zbiornika wynosi przynajmniej 25 xnf.

Przedmiot wynalazku zostanie opisany doklad¬ niej na podstawie rysunku, na którym fig. I przed¬ stawia urzadzenie wedlug wynalazku w przekro¬ ju wzdluznym, fig. 2 — drugi przyklad wyko¬ nania urzadzenia wynalazku w przekroju wzdluz¬ nym, fig. 3 — trzeci przyklad wykonania urzadze¬ nia wedlug wynalazku w przekroju wzdluznym, a fig. 3A przedstawia urzadzenie z fig. 3 w przekro¬ ju wzdluz linii a-a.

Urzadzenie przedstawione na fig. 1 sklada sie z pionowego, cylindrycznego zbiornika 1 z podwój¬ nym plaszczem 2, który w poblizu dna ma w pla¬ szczu kilka otworów doplywowycfi S dla cieklych materialów wyjsciowych do polimeryzacji, a w odleglosci 709/* wewnetrznej wysokosci zbiornika ma otwór 4 sluzacy do odprowadzania emulsji po¬ limeru. Ponadto w pokrywie znajduje «e otwór 5 sluzacy do odprowadzania lub dtali^wadzaida gpa.

Urzadzenie to zawiera mieszadlo lopatkowe % któ¬ re jest calkowicie zanurzone w cieczy, konczy sie ponizej otworu 4 sluzacego do odprowadzania e- mulsji polimeru i rozciaga sie na 2trV» calkowitej wewnetrznej wysokosci zbiornika. • Drugie mieszadlo 7, którego srednica wynosi 42% wewnetrznej srednicy zbiornika, rozciaga sie na 9*/» wewnetrznej calkowitej wysokosci zbiornika, i umieszczone jest w dolnej czesci zbiornika w ob¬ szarze, w którym usytuowane sa otwory 3 dopro¬ wadzania materialów wyjsciowych. To drugie mie¬ szadlo 7 napedzane jest niezaleznie od mfeazacRa 6, umieszczonego w górnej czesci zbiornika. Po¬ ziom cieczy w zbiorniku imenzony jest za pomoca urzadzenia S. Wartosc mierzona steruje odprowa¬ dzanie emulsji polfmeru za posrednticftweln nawo ru 9. Stosunek wysokosci do srednicy zbiornika (mierzona wewnatrz) wynosi 4,0.

W urzadzeniu z fig. 2 pionowy, cylindryczny zbiornik 1 o stosunku wysokosci do sreóinley i£, ma podwóny plaszcz 2. W dolnej czesci zbiornica na 32*/t wewnetrznej calkowitej wysokosci zbior¬ nika znajduje sie otwór 3 sluzacy do doprowadza¬ nia cieczy. Na Wl% wewnetrznej calkowitej wy¬ sokosci zbiornika znajduje sie otwór 4 sluzacy do odprowadzania cieczy. W zbiornika umieszczone jest mieszadlo lopatkowe 6, które loarfaga sie na 50*/o wewnetrznej calkowitej wysokosci zbiornika Lopatka tego mieszadla ma puwlei aebale prosto¬ katna z dwoma wydeciami przy kazdej krawedzi wzdluznej. Wyciecia te sa usytuowane naprieciw siebie. Otwór sluzacy do doprowadzania lub od¬ prowadzania gazu i uklad regulacji poziomu cie¬ czy dla przejrzystosci rysunku pominieto, jednak¬ ze sa one analogiczne jak w urzadzeniu na fig. 1.

W urzadzeniu z fig. 3 pionowy, cylindryczny zbiornik I o stosunku wysokosci do srednicy 4,5 zawiera podzielony na dwie czesci podwójny plaszcz 2. W dolnej 1/3 czesci zbiornika na 12W* wewnetrz¬ nej calkowitej wysokosci zbiornika znajduje sie otwór 3 sluzacy do doprowadzania cieczy. Na 88*/§ wewnetrznej calkowiltej wysokosci zbiornika znaj¬ duje sie otwór 4 sluzacy do odprowadzania cie- 40 45 50 55 60104 110 41 12 czy. W zbiorniku umieszczone jest mieszadlo lo¬ patkowe 6, które rozciaga sie na 34% wewnetrznej calkowitej wysokosci zbiornika. Lopatka tego mie¬ szadla ma zarys o ksztalcie podwójnego trapezu.

Obie majace ksztalt trapezu polówki lopatki sa zgiete pod katem prostym w stosunku do osd mie¬ szadla, tak ze w przekroju poprzecznym lopatka mieszadla ma ksztalt Mtery S. Otwory sluzace do doprowadzania lub odprowadzania gazu oraz regu¬ lacje poziomu cieczy na rysunku pominieto, jed¬ nakze sa one analogiczne jak na fig. 1.

P r z y k l a d I. Stosuje sie pionowy, cylindrycz¬ ny zbiornik polimeryzacyjny o pojemnosci 5 m3 z podwójnym plaszczem, przez który przeplywa ciecz chlodzaca. Zbiornik jest wyposazony w mieszadlo lopatkowe. W dolnej 1/3 czesci plaszcza zbiornika znajduje sie otwór doplywowy, a w górnej 1/3 cze¬ sci .plaszcza zbiornika znajduje sie otwór odplywu cieczy. Ponadto pokrywa zbiornika ma otwór slu¬ zacy do doprowadzania lub odprowadzania gazu.

Zbiornik jest wyposazony w urzadzenie do pomia¬ ru i regulacji wysokosci poziomu cieczy poprzez regulacje odplywu cieczy.

,.-. Wymiary zbiornika sa nastepujace: Wysokosc zbiornika do srednicy (mierzone wew¬ natrz zbiornika) — 4,7 .Wysokosc wlotu cieczy — 2,0% wewnetrznej, :, , : , . calkowitej wysoko- :. sci zbiornika Wysokosc wyplywu cieczy — 80% wewnetrznej, calkowitej wyso¬ kosci zbiornika Dlugosc mieszadla plyt¬ kowego — 37% wewnetrznej calkowitej wysoko¬ sci zbiornika Srednica — 55% wewnetrznej srednicy zbiornika Odleglosc pionowych kra¬ wedzi mieszadla lopatko¬ wego od scianki zbiornika — 33 cm Górny koniec mieszadla lopatkowego — na takiej samej wy¬ sokosci jak otwór wyplywu cieczy.

Do wnetrza takiego zbiornika polimeryzacyjnego po przeplukaniu azotem i po ustaleniu temperatu¬ ry wnejtrza zbiornika na 50°C, doprowadza sie w .sposób ciagly mieszanine o nastepujacym skladzie: 100 czesci wagowe/h — chlorek winylu 122 ..'. czesci wagowe/h — woda 0,15 czesci wagowe/h — nadsiarczan potasu 0,4 czesci wagowe/h — El = sól sodowa mie¬ szaniny kwasów alki- losulfonowych, zawie¬ rajacej 80% wagowo kwasów alkilosulfono- wych o 14—16 ato¬ mach wegla 1,6 czesci wagowe/h — E2 = sól sodowa e- stru dwuizodecylo- wego kwasu sulfono- bursztynowego 0,1 czesci wagowe/h — weglan sodu Mieszanine te doprowadza sie przez otwór dolny.

Poziom cieczy w zbiorniku jest za pomoca regu¬ lacji odplywu cieczy przez otwór górny ustalany na 92,6% wewnetrznej calkowitej wysokosci zbiór- nika. Ciecz miesza sie z predkoscia obwodowa 1,7 m/s. Odprowadzana emulsje polimeru uwalnia sie przez odprezenie od nieprzetworzonego chlorku wi¬ nylu i suszy sie przez rozpylanie w goracym po¬ wietrzu. 1° Zbiornik polimeryzacyjny pracuje nieprzerwanie 840 godzin, po czym polimeryzacje zatrzymuje sie, zbiornik opróznia sie i otwiera. Utworzony zastal równomierny osad polimeru o grubosci okolo 2 cm na pokrytych ciecza czesciach aparatury. Na dnie is zbiornika osadzil sie ziarnisty polimer o wielkosci ziarna 0,1 mm. Material ten usuwa sie, przeplu¬ kuje, a nastepnie suszy sie przez 2 i 1/2 godziny w temperaturze 150°C w suszarce z przeplywem powietrza. Zmierzone warltosoi, oraz dane na temat prac konserwacyjnych potrzebnych podczas prze¬ biegu polimeryzacji wraz z potrzebnym na to na¬ kladem czasu w roboczogodzinach podano w po¬ nizszej tabeli.

Badanie porównawcze A Zastosowano pionowy, cylindryczny zbiornik po¬ limeryzacyjny o takiej samej pojemnosci jak w przykladzie I, z podwójnym plaszczem, przez któ- ry przeplywa ciecz chlodzaca, z mieszadlem lopat¬ kowym, z usytuowanym w dnie zbiornika otworem wyplywowym, oraz z usytuowanym w pokrywie zbiornika otworem doprowadzania cieczy, jak rów¬ niez z drugim otworem w pokrywie zbiornika, slu- zacym do doprowadzania lub odprowadzanaa gazu.

Zbiornik byl wyposazony w urzadzenie do pomiaru wysokosci poziomu cieczy i regulacji tego poziomu przez regulacje odplywu cieczy.

Zbiornik mial nastepujace wymiary: 40 Wysokosc zbiornika do srednicy (mierzone we¬ wnatrz zbiornika) — 4,7 Dlugosc mieszadla lopat- 45 kowego — 12% wewnetrznej, calkowitej wysoko¬ sci zbiornika Srednica mieszadla lopat¬ kowego — 55% srednicy wew- 50 netrznej zbiornika Odstep pionowych kra¬ wedzi mieszadla lopatko¬ wego od scianki zbiornika — 33 cm Górny koniec mieszadla 55 lopatkowego — 7,4% wewnetrznej, calkowitej wyso¬ kosci zbiornika od najwyzszego punktu pokrywy zbiornika 60 Zbiornik polimeryzacyjny zasilano w takiej sa¬ mej ilosci na godzine taka sama mieszanina re¬ akcyjna jak w przykladzie I przez otwór w pokry¬ wie zbiornika i przeprowadzano polimeryzacje przy temperaturze 50°C (temperatura taka sama jak w w przykladzie I). Wysokosc poziomu cieczy w zbiór -13 104 110 14 niku utrzymywano przez regulacje odplywu cieczy przez dno zbiornika na 92,0% wewnetrznej calko¬ witej wysokosci zbiornika. Giecz mieszano z pred¬ koscia obwodowa 1,7 m/s. Wyplywajaca emulsje polimeru filtrowano przez sito o wielkosci oczka 6 mm, po czym przez odprezanie oswobodzano ja z nieprzetworzonego chlorku winylu i suszono przez rozpylanie w goracym powietrzu.

Zbiornik polimeryzacyjny moze pracowac nie¬ przerwanie tylko przez 372 godziny, a potem trze¬ ba w celu oczyszczenia go wstrzymac polimeryza¬ cje, zbiornik oprózniac i otworzyc. Oprócz osadu polimeru o grubosci okolo 4 cm na pokrytych cie¬ cza czesciach aparatury równiez na sciankach zbio¬ rnika w otoczeniu powierzchni cieczy powstal gru¬ by osad polimeru, który osiagnal taka grubosc, ze osad na mieszadle przy ruchu obrotowym ocieral o nieruchomy osad na sciance zbiornika, Sito w przewodzie odplywowym trzeba czesto czyscic podczas pracy zbiornika. Gromadzace sie na sicie duze czastki polimeru zbiera sie, przepluku¬ je i suszy sie pnzez okolo 2 i 1/2 godziny przy temperaturze 150°C w suszarce z przeplywem po¬ wietrza w celu odzyskania polimeru. Zmierzone wartosci oraz dane na temat prac konserwacyj¬ nych, potrzebnych podczas przebiegu polimeryzacji, wraz z potrzebnym w tym celu nakladem czasu w roboczogodzinach, podano w ftabeli ponizej.

Przyklad II. Zastosowano pionowy, cylindry¬ czny zbiornik polimeryzacyjny o pojemnosci po¬ wyzej 5 m3, wyposazony w podwójny plaszcz, przez który przeplywa ciecz chlodzaca, w mieszadlo lo¬ patkowe, usytuowany w dolnej czesci, na jednej- trzeciej wysokosci zbiornika otwór wyplywu cie¬ czy, oraz otwór dla doprowadzania lub odprowa¬ dzania gazu w pokrywie zbiornika, jak równiez pomiar wysokosci poziomu cieczy i jej regulacje przez nastawianie wartosci odplywu cieczy.

Zbiornik mial nastepujace wymiary: Wysokosc zbiornika do srednlicy (imierzoine we¬ wnatrz zbiornika) — 4,7 Wysokosc wlotu cieczy — 2,9% wewnetrznej, calkowitej wysoko¬ sci zbiornika Wysokosc wyplywu cieczy — 81°/o jak wyzej Dlugosc mieszadla lopatkowego Srednica mieszadla Odstep pionowych krawe dzd mieszadla od scianki zbiornika Górny koniec mieszadla — 20% wewnetrznej, calkowitej wysoko¬ sci zbiornika — 28% wewnetrznej srednicy zbiornika 115 czesci wagowych/h 0,1 czesci wagowych/h 0,4 czesci wagowych/h 1,4 czesci wagowych/h 0,1 czesci wagowych/h — woda — nadsiarczan potasu — El (jak w przykla¬ dzie I) — E2 (jak w przykla¬ dzie I) — weglan sodu — 52 cm — 20 cm ponizej wy¬ plywu cieczy Do zbiornika polimeryzacyjnego, po przeplukaniu go azotem i ustaleniu temperatury wnetrza zbior¬ nika, na 54°C, doprowadzano nieprzerwanie przez otwór dolny mieszanine o nastepujacym skladzie: 4,4 czesci wagowych/h — octan winylu 87,5 czesci wagowych/li — chlorek winylu Wysokosc poziomu cieczy w zbiorniku utrzymy¬ wano przez regulacje odplywu cieczy przez otwór górny na 92,6% wewnetrznej calkowitej wysoko¬ sci zbiornika. Ciecz mieszano z predkoscia obwo¬ dowa 1,6 m/s. Wyplywajaca emulsje polimeru u- walniano przez odprezanie od nieprzetworzonego chlorku winylu i suszono przez rozpylanie w go¬ racym powietrzu.

Zbiornik polimeryzacyjny pracowal nieprzerwa¬ nie przez 768 godzin, po czym reakcje zatrzyma¬ no, zbiornik oprózniono i otworzono. Na pokry- (tych ciecza czesciach aparatury utworzyl sie rów¬ nomierny osad polimeru o grubosci okolo 2,5 cm.

Na dnie zbiornika zebral sie ziarnisty polimer o wielkosci ziarna powyzej 0,1 mm. Ziarna te u- sunieto, przeplukano i suszono przez 2 1/2 godziny przy Itemperaturze 150°C w suszarce z przeplywem powietrza w celu odzyskania polimeru/ Zmierzone wartosci oraz dane na temat prac konserwacyj¬ nych potrzebnych w trakcie polimeryzacji z po¬ trzebnymi na to nakladami czasu w roboczogodzi- nach podano w tabeli ponizej.

Badanie porównawcze B 40 49 Zastosowano pionowy zbiornik cylindryczny o ta¬ kiej samej pojemnosci jak w przykladzie I. Zbior¬ nik ten byl wyposazony w podwójny plaszcz, przez który przeplywa ciecz chlodzaca, mieszadlo lopat¬ kowe, usyltuowany w dnie zbiornika otwór wyply¬ wowy i usytuowany w pokrywie zbiornika otwór dla doprowadzania cieczy, oraz drugi otwór w po¬ krywie dla doprowadzania lub odprowadzania ga¬ zu. Zbiornik mial ponadto uklad pomiaru wyso¬ kosci poziomu cieczy i jej regulacji, przez nasta¬ wianie wartosci odplywu cieczy.

Wymiary zbiornika byly nastepujace: Wysokosc zbiornika do srednicy (mierzone we¬ wnatrz) 50 Dlugosc mieszadla Srednica mieszadla £5 60 65 Odstep pionowych kra¬ wedzi mieszadla od scianki zbiornika Górny koniec mieszadla 4,7 12*/o wewnetrznej, calkowitej wysoko¬ sci zbiornika 28°/» wewnetrznej srednicy zbiornika 52 cm 7,4*/© wewnetrznej, calkowitej wysoko¬ sci zbiornika od najwyzszego puntótu pokrywy zbiornika Zbiornik polimeryzacyjny zasilano przez otwór w pokrywie zbiornika taka sama iloscia na godzi-104 110 16 ne, takiej samej mieszaniny reakcyjnej jak w przy¬ kladzie I, przy temperaturze 54°C.

Wysokosc poziomu cieczy w zbiorniku utrzymy¬ wano przez regulacje odplywu cieczy przez dno zbiornika na 8*/t wewnetrznej wysokosci zbiornika od najwyzszego punktu pokrywy. Ciecz mieszano z predkoscia obwodowa 1,6 m/s (jak w przykladzie II). Wyplywajaca emulsja polimeru filtrowana by¬ la przez sito o wielkosci oczek 6 mm. Przez roz¬ prezanie uwalniano ja od nieprzetworzonego chlor¬ ku winylu i suszono przez rozpylanie w goracym poroetrsu.

Zbiornik polimeryzacyjny moze pracowac bez przerwy tylko przez 408 godzin, a potem reakcje trzeba wstrzymac, zbiornik opróznic i otworzyc w celu oczyszczenia.

Obok majacego grubosc okolo 5 cm osadu poli¬ meru, na pokrytych ciecza czesciach aparatury, na mieszadle i na sciance zbiornika, w otoczeniu po¬ wierzchni cieczy powstal równiez gruby osad po- lfrneru. Osad ten na mieszadle osiagnal taka gru¬ bosc, ze podczas ruchu obrotowego tego mieszadla ocieral sie o nieruchomy osad na sciance zbior¬ nika.

Sito w przewodzie odplywowym emulsji polime¬ ru trzeba czesto czyscic w okresie pracy zbiornd- ka. Gromadzace sie na sicie duze czastki polimeru zbiera sie, przeplukuje i suszy sie w suszarce z przeplywem powietrza przy temperaturze 150°C, w celu odzyskania. Zmierzone "wartosci oraz dane na temat prac konserwacyjnych niezbednych w trakcie polimeryzacji, z potrzebnym na to nakla¬ dem czasu w roboczogodzinach, podano w tabeli ponizej.

Przyklad III. Zastosowano pionowy, cylindry¬ czny zbiornik polimeryzacyjny, wyposazony w pod¬ wójny plaszcz, praca który przeplywa ciecz chlo¬ dzaca, mieszadlo lopatkowe, usytuowany w dol¬ nej czesci na jednej-trzeciej wysokosci zbiornika otwór wejsciowy i usytuowany w górnej czesci na jednej-trzedej wysokosci zbiornika otwór wyply¬ wowy dla cieczy, oraz otwór dla doprowadzania lub odprowadzania gazu w pokrywie zbiornika.

Zbiornik byl wyposazony w uklad pomiaru pozio¬ mu cieczy i jego regulacji przez nastawianie na¬ tezenia odplywu cieczy.

Zbiornik mial nastepujace wymiary.

Wysokosc zbiornika do srednicy (mierzone we¬ wnatrz) Wysokosc wlotu cieczy Wysokosc wyplywu cieczy Dlugosc mieszadla Srednica mieszadla Odstep pionowych kra¬ wedzi mieszadla od scianki zbiornika Górny koniec mieszadla 4,5 17% wewnetrznej, calkowitej wysoko¬ sci zbiornika 87*/t jak wyzej 3W» jak wyzej 61f/t wewnetrznej srednicy zbiornika 29 cm cm ponizej wy¬ plywu cieczy niu go azotem i wyrównaniu temperatury wnetrza zbiornika na 64°C, doprowadzano nieprzerwanie przez otwór dolny mieszanine o nastepujacym skla¬ dzie: 100 czesci wagowych/h 109 czesci wagowych/h 0,08 czesci wagowych/h 2,1 czesci wagowych/h 0,07 czesci wagowych/h 45 50 — chlorek winylu — woda — nadsiarczan potasu — E3 = sól sodowa kwasu dodecyloben- zolosulfonowego — fosforan sodu wtórny Przez regulacje odplywu cieczy, przez otwór górny, poziom cieczy w zbiorniku utrzymywano na ft6V« wewnetrznej calkowitej wysokosci zbior¬ nika. Ciecz mieszano z predkoscia obwodowa 1,6 m/s. Wyplywajaca emulsje polimeru uwalniano przez odprezanie od nieprzetworzonego chlorku wi¬ nylu i suszono przez rozpylanie w goracym powie¬ trzu.

Zbiornik polimeryzacyjny pracowal nieprzerwa¬ nie przez 960 godzin, po czym reakcje wstrzyma¬ no, zjoiornik oprózniono d otworzono. Na pokrytych ciecza czesciach .aparatury powstal równomierny osad polimeru o grubosci okolo 2 cm. Na dnie zbiornika wytworzyl sie osad ziarnistego polimeru o wielkosci ziarna powyzej 0,1 mm. Material ten usuwa sie, przeplukuje i suszy przez 2 1/2 godziny w temperaturze 150°C w suszarce z przeplywem powietrza w celu odzyskania. Zmierzone wartosci oraz dane na temat prac konserwacyjnych, konie¬ cznych w trakcie polimeryzacji wraz z potrzeb¬ nym na to nakladem czasu w roboczogodzinach, podano w tabeli ponizej.

Badanie porównawcze C Zastosowano pionowy, cylindryczny zbiornik po¬ limeryzacyjny o takiej samej pojemnosci jak w przykladzie I. Zbiornik ten byl wyposazony w po¬ dwójny plaszcz, przez który przeplywa ciecz chlo¬ dzaca, mieszadlo lopatkowe, usytuowany w dnie zbiornika otwór wlotu cieczy, oraz drugi otwór w pokrywie zbiornika dla doprowadzania i odpro¬ wadzania gazu. Zbiornik mial uklad do pomiaru wysokosci poriiomu cieczy i do jej regulacji przez nastawianie natezenia odplywu cieczy.

Zbiornik mial nastepujace wymiary: Wysokosc zbiornika do srednicy (mierzone we¬ wnatrz) Dlugosc mieszadla Srednica mieszadla Odstep pionowych kra¬ wedzi mieszadla od scianki zbiornika Górny koniec mieszadla Do zbiornika polimeryzacyjnego, po przepluka- 65 — 4,5 — 12% wewnetrznej, calkowitej wysoko¬ sci zbiornika — 61% wewnetrznej srednicy zbiornika — 29 cm — S,8*/o wewnetrznej, calkowitej wysoko¬ sci zbiornika od najwyzszego punktu pokrywy zbiornika17 IM U* i* Zbiornik polimeryzacyjny zasilano przez otwór w pokrywie zbiornika (taka sama iloscia na godzi¬ ne takiej samej mieszaniny reakcyjnej jak w przy¬ kladzie I i przeprowadzano polimeryzacje przy temperaturze 64°C (taka sama jak w przykladzie « I). Wysokosc poziomu cieczy w zbiorniku utrzy¬ mywano przez regulacje odplywu cieczy przez dno zbiornika na 10,3*/« calkowitej wysokosci wewne¬ trznej zbiornika od najwyzszego punktu pokrywy zbiornika. Ciecz mieszano z predkoscia obwodowa n 1,6 m/s {jak w przykladzie I). Wyplywajaca emul¬ sja polimeru filtrowana byla przez sito o wielko¬ sci oczka 6 nim. Przez odprezanie uwalniano ja od nieprzetworzonego chlorku winylu i suszono przez rozpylanie w goracym powietrzu. w Zbiornik polimeryzacyjriy moze pracowac nie¬ przerwanie tylko przez 528 godzin, a potem w celu oczyszczenia go (trzeba reakcje zatrzymac, zbior¬ nik opróznic i otworzyc.

Oprócz osadu polimeru o grubosci okolo 6 cm na pokrytych ciecza czesciach aparatury, na mie¬ szadle i sciankach zbiornika w otoczeniu powierz¬ chni cieczy, powstal równiez gruby osad polimeru.

Grubosc tego osadu byla taka, ze osad na mie¬ szadle przy ruchu obrotowym ocieral o nieruchomy osad na sciance zbiornika.

Sito w przewodzie odplywu emulsji polimeru trzeba czesto czyscic podczas pracy zbiornika. Gro¬ madzace sie na sicie duze czastki polimeru zbiera ^ sie, przeplukuje i suszy sie w temperaturze 150°C w suszarce z przeplywem powietrza, w celu od¬ zyskania. Zmierzone wantosci oraz dane na temat prac konserwacyjnych, koniecznych w trakcie po¬ limeryzacji wraz z potraebnym na to nakladem ^ czasu w roboczogodzinjaoh, podano w tabeli poni¬ zej.

Przyklad IV. Zastosowano pionowy, cylindry¬ czny zbiornik polimeryzacyjny o pojemnosci po¬ wyzej 25 m8. Zbiornik ten byl wyposazony w pod- W wojny plaszcz, przez który przeplywa ciecz chlo¬ dzaca, mieszadlo lopatkowe, usyttuowany w dol¬ nej czesci na jednej-trzeciej wysokosci zbiornika otwór wlotowy i usytuowany w górnej czesci na jednej-trzeciej wysokosci zbiornika otwór wyply- * wu cieczy, onaz otwór dla doprowadzania lub od¬ prowadzania gazu w pokrywie zbiornika. Zbiornik mial ponadto uklad pomiaru wysokosci poziomu cieczy i regulacji jej przez regulowanie odpfywu cieczy. w Wymiary zbiornika byly nastepujace: Wysokosc zbiornika do Srednicy (mierzone we¬ wnatrz) Wysokosc wlotu cieczy Wysokosc wlotu cieczy Dlugosc mieszadla Odstep pionowych kra¬ wedzi mieszadla od scianki zbiornika -8,5 — 11,5% wewnetrznej, calkowitej wysoko¬ sci zbiornika — 80*/« jak wyzej — 67*/o jak wyzej — 27 cm Do zbiornika polimeryzacyjnego, po przeplukaniu go azotem i wyrównaniu temperatury wnetrza zbiornika na 43°C, doprowadzano nieprzerwanie przez otwór dolny mieszanine o nastepujacym skladzie: 16t5 czesci wagowych/fo — chlorek winylu 195 czesci wagowych/h — woda 0,13 czesci wagowychflh — nadsiarczan potasu 0,035 czesci wagowych/h — dwusiarczek sodu 4,2 czesci wagowych/h — El (jak w przykla¬ dzie I) 0,27 czesci wagowych/h — weglan sodu 0,00035 czesci wag./h — siarczan miedziowy Wysokosc poziomu cieczy w zbiorniku utrzymy¬ wano przez regulacje odplywu cieczy przez otwór górny na 8Wo wewnetrinej calkowitej wysokosci zbiornika. Ciecz mieszano z predkoscia obwodowa 1,5 m/s. Wyplywajaca emulsje polimeru uwalniano przez odprezanie od nieprzetworzonego chlorku winylu i suszono przez rozpylanie w goracym po¬ wietrzu.

Zbiornik polimeryzacyjny pracowal bez przerwy przez 840 godzin, po czym reakcje zatrzymano, a zbiornik oprózniono i otworzono. Na pokrytych ciecza czesciach aparatury wytworzyl sie równo¬ mierny osad polimeru o grubosci okolo 1 cm. Na dnie zbiornika zgromadzil sie polimer ziarnisty o wielkosci ziarna powyzej 0,1 mm. Material ten u- sunieto, przeplukano i wysuszono przez 2 1/2 go¬ dziny w temperaturze 150°C w suszarce z prze¬ plywem powietrza, w celu odzyskania. Zmierzone wartosci oraz dane na temaft koniecznych podczas polimeryzacji prac konserwacyjnych wraz z po¬ trzebnymi na to nakladami czasu w roboczogodzi- nach, podano w ttabeli ponizej.

Górny konfec mieszadla — 10 cm ponizej wylotu cieczy

Claims (13)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób ciaglego wytwarzania polimerów chlor¬ ku winylu w emulsji wodnej, w obecnosci two^ rzacych rodniki katalizatorów, substancji powierz¬ chniowo czynnych i ewentualnie innych materia¬ lów wspomagajacych polimeryzacje, w pionowym, korzystnie cylindrycznym zbiorniku o stosunku wysokosci do srednicy przynajmniej Sio pojem¬ nosci przynajmniej 5 m*, w warunkach ruchu mie¬ szaniny polimeryzacyjnej, z regulacja wysokosci poziomu cieczy w zbiorniku, znamienny tym, ze emulsje polimeru wyprowadza sie ze zbiornika z boku na wysokosci 30—90Vt wewnetrznej, calko¬ witej wysokosci zbiornika, powyzej doprowadzenia materialów wejsciowych i przynajmniej 15 cm po¬ nizej zwierciadla cieczy, a wysokosc poziomu cie¬ czy reguluje sie na co najwyzej JfWo wewnetrz> nej, calkowitej wysokosci zbiornika, przy czym zawartosc zbiornika porusza sie aa pomoca co naj¬ mniej jednego czlonu mieszajacego, który rozcia¬ ga sie w cieczy na 15—60*/§ wewnetrznej, calkowi¬ tej wysokosci zbiornika, konczy sie przynajmniej 20 cm ponizej zwierciadla cieczy z zachowaniem odstepu od scianki zbiornika przynajmniej 15 cm.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze164 lló Id 20 Tabela Biezace prace konserwacyjne Numer badania 1 Przyklad I Badanie porów¬ nawcze A Przyklad II Badanie porów¬ nawcze B Przyklad III Badianie porów¬ nawcze G Przyklad IV Temp, polimery¬ zacji 2 50 30 54 54 64 43 i Czas trwania polime¬ ryzacji ' ih 3 840 744 ,768 816 960 1056 840 Czyszr czenie sita 6 mm 4 34 x 38 x 40 x Prze¬ pycha¬ nie otworu odply¬ wowego 5 ?x 84 x 3 x 24 x 68 x 1 X Czysz¬ czenie przewo¬ du od¬ plywo¬ wego 6 2 x 8 x 1* 6 x 7/ x (16; x 3 x Calkowita [ilosc duzydh czastek polimeru , (grys) 7 1,30 t 1,8 t 0,63 it 1,16 t 0,7 t 1,92 t 0,85 t Przery¬ wanie, czysz¬ czenie zbior¬ nika, ponow¬ ny roz¬ ruch 8 1 X 1 X 1 X Calkowity czas konser¬ wacji godziny;) 9 3,8 70,6 M 55,6 .7 77,6 3,3 Przyklad I — homopolimer chlorku winylu, K = 72, wedlug DIN 53 726 Przyklad II — kopolimer chlorku winylu d octanu winylu, K = 70, wedlug DIN 53 726 Przyklad III — homopolimer chlorku winylu K = 59, wedlug DIN 53 726 Przyklad IV — homopolimer chlorku winylu K = 78, wedlug DIN 53 726 zawiesine polimeru wyprowadza sie na wysokosci 50—90°/o wewnetrznej, calkowitej wysokosci zbior¬ nika, powyzej doprowadzenia materialów wejscio¬ wych.

3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zawiesine polimeru wyprowadza sie na wysokosci 70—85% wewnetrznej, calkowitej wysokosci zbior¬ nika, nad doprowadzeniem materialów wejscio¬ wych.

4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze odstep zwierciadla cieczy od otworu wylotowego reguluje sie na 8—$5% wewnetrznej, Calkowitej wy¬ sokosci zbiornika, przynajmniej jednak na 40 cm.

5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze czlon mieszajacy rozciaga sie w cieczy na 20—40% wewnetrznej, calkowitej wysokosci zbiornika i kon¬ czy sie okolo 25 cm ponizej powierzchni cieczy.

6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze ciecz w zbiorniku polimeryzacyjnym, w poblizu o- tworu lub otworów doprowadzania materialów wej¬ sciowych, porusza sie za pomoca drugiego miesza¬ dla, które utrzymuje odstep od scianki wewnetrz¬ nej zbiornika przynajmniej 15 cm, rozciaga sie na maksimum 10% wewnetrznej, calkowitej wysoko¬ sci zbiornika i obraca sie w takim samym kierun¬ ku obrotów jak pierwszy czlon mieszajacy.

7. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze sitosuje sie go do ciaglego wytwarzania polimerów ehlorku winylu o zawartosci co najmniej 80% wa¬ gowo, w odniesieniu do czystego polimeru, spoli- meryzowanyeh jednostek chlorku winylu w emul¬ sji wodnej.

8. Urzadzenie do wytwarzania polimerów chlor- 35 ku winylu w emulsji wodnej, zlozone z pionowe¬ go, cylindrycznego zbiornika o stosunku wysokosci do srednicy przynajmniej 3 i o calkowitej pojem¬ nosci przynajmniej 5 m3, z co najmniej jednym czlonem mieszajacym oraz z usytuowanym w dol- 40 nej czesci zbiornika co najmniej jednym otworem dla doprowadzania cieczy, z co najmniej jednym otworem w górnej czesci zbiornika dla odprowa¬ dzania cieczy i co najmniej jednym otworem w górnej czesci zbiornika dla odprowadzania gazu, 45 z regulacja wysokosci poziomu cieczy i z podwój¬ nym plaszczem, ewentualnie podzielonym na kilka obszarów, znamienne tym, ze otwór do odprowa¬ dzania cieczy jest usyituowany z boku na plaszczu cylindrycznego zbiornika w odstepie 30—90% we- 50 wnetrznej, calkowitej wysokosci zbiornika nad u- sytuowanym w dolnej jednej-trzeciej czesci zbior¬ nika otworem dla doprowadzania cieczy, a wew¬ natrz zbiornika znajduje sie czlon mieszajacy, któ¬ ry siega do góry co najwyzej do wysokosci otwo- w ru do odprowadzania cieczy, rozciaga sie na 15— 60% wewnetrznej, calkowitej wysokosci zbiornika i zachowuje odstep od scianki zbiornika przynaj¬ mniej 15 cm.

9. Urzadzenie wedlug zastrz. 8, znamienne tym, 60 ze usytuowany z boku w plaszczu zbiornika otwór dla odprowadzania cieczy znajduje sie w odstepie 50—90% wewnetrznej, calkowitej wysokosci zbior¬ nika od otworu dla doprowadzania cieczy.

10. Urzadzenie wedlug zastrz. 8, znamienne tym, w ze usytuowany z boku w plaszczu zbiornika otwór104 110 21 dla odprowadzania cieczy znajduje sie w odstepie 70—85% wewnetrznej, calkowitej wysokosci zbior¬ nika od citworu dla doprowadzania cieczy.

11. Urzadzenie wedlug zastrz. 8, znamienne tym, ze czlon mieszajacy stanowi mieszadlo lopatkowe, którego najwieksza szerokosc wynosi 25—80% we¬ wnetrznej srednicy zbiornika, ale z zachowaniem odstepu od wewnetrznej scianki zbiornika przy¬ najmniej 15 cm, i które rozciaga sie na 20—40% wewnetrznej, calkowitej wysokosci zbiornika, a od góry konczy sie okolo 5 cm ponizej otworu dla odprowadzania cieczy. 22

12. Urzadzenie wedlug zastrz. 8, znamienne tym, ze zbiornik ma stosunek wysokosci do srednicy 4—16, a pojemnosc przynajmniej 25 m8.

13. Urzadzenie wedlug zastrz. 8, znamienne tym, ze w dolnej czesci zbiornika umieszczony jest dru¬ gi czlon mieszajacy," którego srednica wynosi 25— 80% wewnetrznej srednicy zbiornika, ale z zacho¬ waniem odstepu od wewnetrznej scianki zbiornika przynajmniej 15 cm, przy czym czlon ten rozciaga sie ma maksimum 10% wewnetrznej calkowitej wy¬ sokosci zbiornika, FIG.1104 110 FIG.3A DN-3, zam. 526/79 Cena zl 45.—