RU2443714C2 - Method of controlling process of extracting emulsion rubber from latex - Google Patents
Method of controlling process of extracting emulsion rubber from latex Download PDFInfo
- Publication number
- RU2443714C2 RU2443714C2 RU2010117806/05A RU2010117806A RU2443714C2 RU 2443714 C2 RU2443714 C2 RU 2443714C2 RU 2010117806/05 A RU2010117806/05 A RU 2010117806/05A RU 2010117806 A RU2010117806 A RU 2010117806A RU 2443714 C2 RU2443714 C2 RU 2443714C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- serum
- rubber
- turbidity
- coagulant
- latex
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области производства синтетических каучуков эмульсионной полимеризации, к важнейшей ее стадии - выделению каучуков из латексов с применением коагулянтов.The invention relates to the production of synthetic rubbers of emulsion polymerization, to its most important stage - the allocation of rubbers from latexes using coagulants.
Эмульсионные каучуки с этой стадией в промышленном масштабе появились в мире в 30-х годах прошлого столетия (С.Уитби. Синтетический каучук. Л.: Госхимиздат, 1957).Emulsion rubbers with this stage on an industrial scale appeared in the world in the 30s of the last century (S.Whitby. Synthetic rubber. L .: Goskhimizdat, 1957).
На сегодняшний день в мире работают несколько десятков заводов, производящих эмульсионные каучуки (В.В.Моисеев, Ю.В.Перина. Каучуки России и материалы для их производства. Справочник, Воронеж, 2001; The Synthetic rubber Manual. / Elastomer Product Information Sapporting Rubber Industry. IISRP. 2005, p.48, 62, 75).Today, there are several dozen factories producing emulsion rubbers in the world (V.V. Moiseev, Yu.V. Perina. Russian rubbers and materials for their production. Handbook, Voronezh, 2001; The Synthetic rubber Manual. / Elastomer Product Information Sapporting Rubber Industry. IISRP. 2005, p. 48, 62, 75).
В связи с обострением экологической обстановки в мире ставится под сомнение целесообразность эксплуатации ряда существующих производств эмульсионных каучуков из-за большого количества получаемых загрязнений. При производстве эмульсионных каучуков основные отходы получаются на стадии их выделения. Так, с каждой тонны произведенного бутадиен-стирольного каучука образуется ~20 м3 воды, загрязненной неорганическими солями, эмульгаторами, диспергаторами, коагулянтами, недокоагулированным латексом и крошкой каучука. Попадая в сточные воды, эти отходы ухудшают работу очистных сооружений и приводят к загрязнению ценнейших пресных водоемов (в нашей стране это реки Волга, Енисей, Иртыш, Белая, Воронежское водохранилище) с неопределенными отдаленными последствиями.In connection with the aggravation of the environmental situation in the world, the feasibility of operating a number of existing emulsion rubber industries due to the large amount of pollution obtained is being questioned. In the production of emulsion rubbers, the main waste products are obtained at the stage of their separation. Thus, with each ton of styrene-butadiene rubber produced, ~ 20 m 3 of water is formed, contaminated with inorganic salts, emulsifiers, dispersants, coagulants, undercoagulated latex and crumb rubber. Getting into wastewater, this waste degrades the operation of treatment facilities and leads to the pollution of valuable fresh water bodies (in our country it is the Volga, Yenisei, Irtysh, Belaya, Voronezh reservoir) with undefined long-term consequences.
Выделение эмульсионных каучуков из латексов осуществляется при непрерывном смешении латекса с коагулянтом (системой коагулянтов) в коагуляторе с образованием пульпы (взвесь крошки каучука в серуме с концентрацией крошки 5-10%) при выбранных режимах: температуре, скорости перемешивания пульпы, соотношении латекса и возвратного серума, рН пульпы. Установленные за пятьдесят лет закономерности по выделению каучуков и применяемое при этом технологическое оборудование разбираются в следующих работах:Emulsion rubbers are extracted from latexes by continuous mixing of latex with a coagulant (coagulant system) in a coagulator with the formation of pulp (suspension of rubber crumb in serum with a crumb concentration of 5-10%) at selected modes: temperature, pulp mixing speed, ratio of latex and return serum , pH of the pulp. Fifty years of established patterns for the allocation of rubbers and the technological equipment used in this case are well versed in the following works:
1. М.А.Рабинерзон и сотр. / Разработка условий коагуляции латексов, содержащих некаль и мыла карбоновых кислот хлористым натрием с рециклом серума. // Каучук и резина, 1961, №4, 16-22.1. M.A. Rabinerson et al. / Development of coagulation conditions for latexes containing necal and carboxylic acid soaps with sodium chloride and serum recycle. // Rubber and rubber, 1961, No. 4, 16-22.
2. О.Б.Литвин. Основы технологии синтеза каучуков. М., Химия, 1964, с.396-399.2. O. B. Litvin. Fundamentals of rubber synthesis technology. M., Chemistry, 1964, p. 396-399.
3. И.И.Радченко и сотр. / Бутадиен-стирольные и бутадиен-альфа-метилстирольные каучуки эмульсионной полимеризации. // В кн. Синтетический каучук. Л., Химия, 1983, с.193-215.3. I.I. Radchenko et al. / Styrene butadiene and alpha-methylstyrene butadiene rubbers of emulsion polymerization. // In the book. Synthetic rubber. L., Chemistry, 1983, p. 193-215.
4. И.В.Распопов и сотр. / Совершенствование оборудования и технологии выделения бутадиен-альфа-метилстирольных каучуков из латексов. // М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1997, 67 с. В указанном обзоре зафиксированы результаты многолетнего опыта работы цеха выделения ОАО «Воронежсинтезкаучук» и схема коагуляции, работавшей до появления усовершенствований, разработанных авторами предлагаемого изобретения.4. I.V. Raspopov et al. / Improving equipment and technology for the isolation of butadiene-alpha-methylstyrene rubbers from latexes. // M .: TsNIITEneftekhim, 1997, 67 p. In this review, the results of many years of work experience of the separation shop of OJSC Voronezhsintezkauchuk and the coagulation scheme that worked until the improvements developed by the authors of the present invention were recorded are recorded.
На стадии выделения необходимо решить следующие технологические, экономические и экологические задачи:At the stage of separation, it is necessary to solve the following technological, economic and environmental problems:
1) применить минимальное количество эффективного и экологически безопасного коагулянта с обеспечением полноты коагуляции;1) apply the minimum amount of effective and environmentally friendly coagulant while ensuring the completeness of coagulation;
2) получить пульпу каучука с однородным размером крошки, оптимальным при применяемом оборудовании;2) to obtain a rubber pulp with a uniform crumb size, optimal for the equipment used;
3) применить минимальное количество воды;3) apply a minimum amount of water;
4) иметь в пульпе минимальное количество мелкой липкой крошки;4) have a minimum amount of fine sticky crumbs in the pulp;
5) не допустить или свести к минимум попадание в сбрасываемый серум недокоагулированного латекса при минимальном расходе коагулянта, чтобы исключить ухудшение сушки каучука, забивку оборудования, отрицательное влияние на работу очистных сооружений и снижение экономических показателей производства.5) to prevent or minimize the release of under-coagulated latex into the discharged serum with a minimum consumption of coagulant, in order to exclude deterioration in the drying of rubber, clogging of equipment, negative impact on the operation of treatment facilities and a decrease in economic production indicators.
По пунктам 1)-4) задачи в определенной степени решены следующими способами.Under items 1) -4), the tasks are to some extent solved by the following methods.
- Предлагается мало эффективный коагулянт хлористый натрий с расходом 180-350 кг на одну тонну каучука заменить на эффективные и экологически безопасные коагулянты: например, широко испытанные в производстве каучуков биоразлагаемые белковые коагулянты с расходом 4-7 кг на тонну каучука (А.С. 1065424, C08C 1/15, опубл. 07.01.1984; А.С. 1131883, C08C 1/15, опубл. 30.12.1984; В.В.Моисеев и др. Применение белков при получении эластомеров. ЦНИИТЭнефтехим, М., 1985, 53 с.).- It is proposed that a low-effective coagulant sodium chloride with a flow rate of 180-350 kg per ton of rubber be replaced with effective and environmentally friendly coagulants: for example, biodegradable protein coagulants widely tested in the production of rubbers with a flow rate of 4-7 kg per ton of rubber (A.S. 1065424 , C08C 1/15, publ. 01/07/1984; A.S. 1131883,
- Освоено применение биологически неразлагаемого полиаминного коагулянта ВПК-402 (полидиметилдиаллиламмоний-хлорида) с расходом 2-4 кг коагулянта на одну тонну каучука (Пат. РФ 2067591, C08F 236/10, C08C 1/15, C08F 6/14).- The use of the biodegradable polyamine coagulant VPK-402 (polydimethyldiallylammonium chloride) with a flow rate of 2-4 kg of coagulant per ton of rubber (US Pat. RF 2067591, C08F 236/10,
- Освоено в промышленном масштабе применение солей двухвалентных металлов (хлористого магния и хлористого кальция) с расходом 15-20 кг коагулянта на одну тонну каучука заданного состава (Пат. РФ №2351610, C08C 1/14, 1/15, C08F 6/22, опубл. 10.04.2009 г. БИ. №10), что позволило снизить загрязнение стоков хлоридами с гарантией не возникновения отдаленных отрицательных последствий. Большим достижением указанной технологии было увеличение зоны дозревания пульпы в схеме коагуляции и уменьшение расхода ценной пресной воды на 12 м3 с каждой тонны выпущенного каучука. Последние достижения распространяются на любой вариант малосолевой и бессолевой коагуляции с применением широкого круга коагулянтов.- The use of salts of divalent metals (magnesium chloride and calcium chloride) with a flow rate of 15-20 kg of coagulant per ton of rubber of a given composition has been mastered on an industrial scale (Pat. RF No. 2351610,
- Необходимость получения пульпы каучука с максимально однородной крошкой оптимального размера диктуется производительностью сушильного агрегата и осуществляется с визуальным способом контроля регулированием соотношения потоков латекса и возвратного серума, температурой и рН коагуляции, конструкцией перемешивающего устройства, интенсивностью перемешивания пульпы.- The need to obtain rubber pulp with the most homogeneous crumb of optimal size is dictated by the performance of the drying unit and is carried out with a visual control method by adjusting the ratio of latex and return serum flows, coagulation temperature and pH, the design of the mixing device, and the intensity of pulp mixing.
Для решения задачи по снижению образования количества мелкой крошки в пульпе, отрицательно влияющей на сушку каучука, забивающей оборудование, и сокращения потерь каучука в виде мелкой крошки была предложена серия способов регулирования процесса коагуляции с применением хлористого натрия и серной кислоты, приведенных в обзорах (В.А.Кроль, Э.М.Ривин, В.Н.Папков. Управление процессами получения синтетических каучуков, Тематический обзор, ЦНИИТЭнефтехим, М., 1986, 38 с.; Э.М.Ривин, В.Н.Папков, Промышленность СК, 1985, №2, 9-12).To solve the problem of reducing the formation of the amount of fine crumb in the pulp, which negatively affects the drying of rubber clogging the equipment, and reducing the loss of rubber in the form of fine crumb, a series of methods for regulating the coagulation process using sodium chloride and sulfuric acid were given in the reviews (B. A. Krol, E. M. Rivin, V. N. Papkov. Management of synthetic rubber production processes, Thematic Review, TsNIITEneftekhim, M., 1986, 38 pp .; E. M. Rivin, V. N. Papkov, Industry SK 1985, No. 2, 9-12).
Так, известен способ регулирования процесса коагуляции латекса синтетического каучука, в котором с целью уменьшения потерь полимера корректируют скорость вращения мешалки в обратно-пропорциональной зависимости от изменения концентрации полимерных частиц в возвратном серуме (А.с. СССР №895989, C08C 1/14, G05D 27/00, заявл. 23.05.80, опубл. 07.01.82, БИ №1).So, there is a known method of regulating the process of coagulation of synthetic rubber latex, in which, in order to reduce polymer losses, the speed of the mixer is adjusted inversely proportional to the change in the concentration of polymer particles in the return serum (AS USSR No. 895989, C08C 1/14, G05D 27/00, application 23.05.80, publ. 07.01.82, BI No. 1).
Известен также способ регулирования процесса коагуляции синтетического каучука, в котором с целью повышения стабильности прочности каучука и уменьшения потерь полимера корректируют температуру в аппарате коагуляции в зависимости от концентрации полимерных частиц в серуме (А.с. СССР №852877, C08C 1/14, G05D 27/00, заявл. 21.11.79, опубл. 07.08.81, БИ №29).There is also a method for regulating the process of coagulation of synthetic rubber, in which, in order to increase the stability of rubber strength and reduce polymer losses, the temperature in the coagulation apparatus is adjusted depending on the concentration of polymer particles in serum (AS USSR No. 852877,
Однако указанные выше известные способы регулирования являются умозрительными и их осуществление на практике, как инструментальное управление, не произошло по следующим причинам:However, the above-mentioned known methods of regulation are speculative and their implementation in practice, as instrumental management, did not occur for the following reasons:
1. Возвратный серум не отражает истинное содержание мелкой крошки, образующейся при коагуляции, поскольку серум, прошедший сито лентоотливочной машины, обязательно поступает в емкость - отстойник (у авторов указанного выше способа емкость №8), предназначенный для обеспечения работы насоса, подающего возвратный серум в коагулятор. Крошка каучука из отстойника поступает в трех направлениях: всплывшая периодически убирается сачком для отдельной переработки, вторая часть увлекается с потоком возвратного серума, третья часть попадает в сбрасываемый серум.1. Returned serum does not reflect the true content of small crumbs formed during coagulation, since the serum that has passed the sieve of the belt casting machine necessarily enters the sump (tank No. 8 for the authors of the above method), designed to ensure the operation of the pump that feeds the returned serum to coagulator. The rubber crumb from the settling tank comes in three directions: the surfaced periodically is cleaned by a net for separate processing, the second part is carried away with the return serum stream, the third part gets into the dumped serum.
2. Концентрация мелкой крошки в серуме зависит одновременно от многих факторов:2. The concentration of small crumbs in serum depends simultaneously on many factors:
- соотношения потоков латекса и возвратного серума,- the ratio of latex flows and return serum,
- интенсивности перемешивания в коагуляторе и дозревателях,- the intensity of the mixing in the coagulator and suspensions,
- температуры и рН коагуляции,- temperature and pH of coagulation,
- конструкции мешалки,- mixer designs
- содержания диспергатора в латексе (лейканол, диспергатор НФ),- the content of the dispersant in latex (leucanol, dispersant NF),
- фильтрующей способности ленты каучука (в случае технологии с применением лентоотливочных машин).- the filtering ability of the rubber tape (in the case of technology using tape casting machines).
Решение задачи 5) по исключению или значительному сокращению потерь каучука и загрязнения им сточных вод в виде недокоагулированного латекса при минимальном расходе коагулянта осложняется следующими причинами:The solution of problem 5) to eliminate or significantly reduce rubber losses and their pollution of wastewater in the form of undercoagulated latex with a minimum consumption of coagulant is complicated by the following reasons:
А) Невозможно значительно увеличить подачу коагулянта на коагуляцию, так как это приведет к увеличению загрязнений стоков коагулянтом, а в ряде случаев и к увеличению количества мелкой крошки каучука и, как следствие, к отрицательным экономическим и экологическим последствиям.A) It is impossible to significantly increase the supply of coagulant for coagulation, as this will lead to an increase in the pollution of effluents by the coagulant, and in some cases to an increase in the amount of fine crumb of rubber and, as a consequence, to negative economic and environmental consequences.
Б) При недостаточной подаче коагулянта появляются потери каучука в виде латекса (неполная коагуляция), приводящие к загрязнению стоков латексом, обрастанию оборудования липким полимером, экономическим потерям.B) In case of insufficient supply of coagulant, rubber losses appear in the form of latex (incomplete coagulation), leading to pollution of effluents with latex, fouling of equipment with a sticky polymer, and economic losses.
В) Плавающие подачи латекса и серума из-за состояния оборудования, работающего в сложных условиях; колебания по скорости сушки каучука (что требует частой корректировки объемов подач латекса и коагулянтов). Одновременная работа до семи технологических линий выделения каучуков (как правило, разных марок одновременно) осложняет работу персонала и своевременное принятие решений по корректировке процесса.C) Floating feed latex and serum due to the condition of equipment operating in difficult conditions; fluctuations in the drying speed of rubber (which requires frequent adjustment of the feed volumes of latex and coagulants). The simultaneous operation of up to seven production lines for the allocation of rubbers (as a rule, of different brands at the same time) complicates the work of personnel and timely decision-making on process adjustment.
Г) Нестандартность партий латексов по устойчивости к коагуляту из-за нестандартности глубины полимеризации мономеров.D) Non-standard batches of latexes in terms of coagulum resistance due to non-standard polymerization depth of monomers.
Д) Сложная зависимость эффективности коагулянтов из ряда высокоосновных аминов, четвертичных солей аминов, которые, как коагулянты, работают в узком интервале расхода, выше и ниже которого отсутствует полная коагуляция.E) A complex dependence of the effectiveness of coagulants from a number of highly basic amines, quaternary salts of amines, which, as coagulants, work in a narrow flow range, above and below which there is no complete coagulation.
Е) Отсутствие оперативного способа управления с непрерывным инструментальным контролем полноты коагуляции латекса не позволяет надежно исключить загрязнение стоков латексами и регулировать оптимальную подачу коагулянта.E) The lack of an operational control method with continuous instrumental monitoring of the latex coagulation completeness does not allow reliably eliminating latex contamination of effluents and regulating the optimal supply of coagulant.
Для научных исследований кинетики коагуляции латексов на начальных стадиях коагуляционного процесса сильно разбавленных латексов широко применяется нефелометрический метод (Р.Э.Нейман. Коагуляция синтетических латексов. Воронеж, Изд-во ВГУ, 1967, с.90-107; Р.Э.Нейман. Очерки коллоидной химии синтетических латексов. Воронеж, ВГУ, 1980, с.119-137; Практикум по коллоидной химии и электронной микроскопии. Ред. С.С.Воюцкий, Р.М.Панич, М., Химия, 1974, с.26).For scientific studies of the kinetics of coagulation of latexes at the initial stages of the coagulation process of highly diluted latexes, the nephelometric method is widely used (R.E. Neumann. Coagulation of synthetic latexes. Voronezh, Publishing House of the Voronezh State University, 1967, pp. 90-107; R.E. Neumann. Essays on the Colloid Chemistry of Synthetic Latexes. Voronezh, Voronezh State University, 1980, pp. 119-137; Workshop on Colloid Chemistry and Electron Microscopy. Edited by S. S. Voyutsky, R. M. Panich, M., Chemistry, 1974, p. 26 )
Можно контролировать полноту коагуляции путем периодических отборов проб аппаратчиком пульпы каучука по ходу ее прохождения по каскаду вручную, фильтрованием этих проб и измерением мутности отфильтрованного серума на нефелометре. Продолжительность этого метода анализа составит более часа, поэтому по полученным результатам аппаратчик с большим опозданием примет решение о регулировании параметров коагуляции. Учитывая большую мощность производства, работающие одновременно круглосуточно до семи технологических линий выделения, такой способ является трудно осуществимым, он отвлечет аппаратчиков и сотрудников лаборатории на выполнение большого объема дополнительной работы, но не позволит оперативно и надежно управлять процессом выделения каучуков с целью уменьшения потерь каучука в виде недокоагулированного латекса с минимальным расходом коагулянта.It is possible to control the completeness of coagulation by periodically sampling the rubber pulp by the machine as it passes through the cascade manually, filtering these samples and measuring the turbidity of the filtered serum on a nephelometer. The duration of this analysis method will be more than an hour, therefore, according to the results obtained, the apparatchik will be very late to decide on the regulation of coagulation parameters. Given the large production capacity that simultaneously works around the clock up to seven production lines of separation, this method is difficult to implement, it will distract the apparatchiks and laboratory staff to perform a large amount of additional work, but will not allow you to quickly and reliably manage the process of rubber allocation in order to reduce rubber losses in the form undercoagulated latex with a minimum consumption of coagulant.
Из известных способов наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ регулирования процесса коагуляции латекса синтетического каучука, в котором с целью уменьшения потерь полимера в виде крошки с серумом корректируют расход раствора хлористого натрия в зависимости от концентрации полимерных частиц в возвратном серуме (А.с. СССР №698986, C08C 1/14, G05D 21/00, заявл. 31.03.78, опубл. 25.11.79, БИ №43).Of the known methods, the closest to the proposed technical essence is a method for regulating the process of coagulation of synthetic rubber latex, in which, in order to reduce polymer losses in the form of crumbs with serum, the flow rate of sodium chloride solution is adjusted depending on the concentration of polymer particles in the return serum (A.S. USSR No. 698986,
Под концентрацией полимерных частиц в возвратном серуме авторы известного способа имеют в виду мелкую крошку и предлагают использовать для регулирования процесса коагуляции закономерность, «… что от величины расхода хлористого натрия зависит величина образующейся крошки полимера. При больших значениях расхода хлористого натрия образуются мелкие частицы» (стр.1, абзац 1 снизу).By the concentration of polymer particles in the return serum, the authors of the known method mean small crumbs and propose to use the regularity to regulate the coagulation process, “... that the amount of polymer crumbs formed depends on the amount of sodium chloride consumption. At high flow rates of sodium chloride, small particles are formed ”(
В известном решении предлагается регулировать расход хлористого натрия, поддерживая концентрацию мелкой крошки на заданном уровне, и «при увеличении концентрации полимерных частиц в возвратном серуме (что свидетельствует об уменьшении размеров образующихся при коагуляции полимерных частиц) корректирующий сигнал регулятору 13 уменьшается, и наоборот» (стр.4, строка 11 сверху).In a known solution, it is proposed to regulate the consumption of sodium chloride, maintaining the concentration of fine crumbs at a given level, and “with an increase in the concentration of polymer particles in the return serum (which indicates a decrease in the size of polymer particles formed during coagulation), the correction signal to the
Известный способ регулирования обладает целым рядом существенных недостатков, которые не позволяют его использовать в промышленности, чтобы удержать расход коагулянта на минимальном уровне, исключающем попадание недокоагулированного латекса в стоки:The known method of regulation has a number of significant drawbacks that do not allow it to be used in industry in order to keep the coagulant consumption at a minimum level, eliminating the ingress of under-coagulated latex into drains:
1) Зависимости образующегося количества мелкой крошки каучука и оставшегося недокоагулированного латекса в возвратном серуме от количества поданного коагулянта хлористого натрия совершенно противоположны. При увеличении количества мелкой крошки необходимо снизить расход хлористого натрия, однако уменьшение расхода хлористого натрия ведет к увеличению количества недокоагулированного латекса.1) The dependences of the amount of fine rubber crumb formed and the remaining undercoagulated latex in the return serum on the amount of sodium chloride coagulant supplied are completely opposite. With an increase in the amount of fine crumb, it is necessary to reduce the consumption of sodium chloride, however, a decrease in the consumption of sodium chloride leads to an increase in the amount of undercoagulated latex.
2) В производственных условиях при выделении каучуков из латексов образование мелкой крошки является неотъемлемым свойством, зависящим одновременно от целого ряда факторов - состава латекса, температуры и pH коагуляции, природы и концентрации коагулянтов, соотношения потоков латекса и возвратного серума, конструкции коагуляторов, дозревателей и применяемых мешалок, скорости перемешивания пульпы, качества работы отжимной машины.2) In production conditions, when rubber is isolated from latexes, the formation of small crumbs is an integral property, depending simultaneously on a number of factors - the composition of the latex, the temperature and pH of the coagulation, the nature and concentration of coagulants, the ratio of latex and return serum flows, the design of coagulators, pre-heaters and used mixers, pulp mixing speed, quality of the squeezing machine.
Таким образом, невозможно управлять концентрацией мелкой крошки каучука только одним приемом - корректировкой расхода коагулянта (раствором хлористого натрия).Thus, it is impossible to control the concentration of fine rubber crumb in only one way - by adjusting the consumption of coagulant (sodium chloride solution).
3) В производстве стараются применять весь комплекс мер по снижению ее образования в процессе коагуляции и сбору в отстойниках серума проскочившей мелкой крошки с помощью специальных сачков, и только часть крошки увлекается потоком возвратного серума.3) In production, they try to apply the whole complex of measures to reduce its formation in the process of coagulation and collecting serum of slipped small crumbs in the settlers using special nets, and only part of the crumb is carried away by the flow of return serum.
4) Известный способ привязан к устаревшей схеме коагуляции, созданной в 30-е годы прошлого века на первых производствах эмульсионных каучуков с применением лентоотливочных машин. На движущееся сито лентоотливочной машины (длина - 37,5 м; ширина - 2,4 м; диаметр отверстий - 0,45 мм; на 1 см2 - 380 отверстий) непрерывно подается поток пульпы каучука с размером крошки 1-2 мм основной массы и некоторое количество крошки с размером менее диаметра отверстия сита. На сите формируется лента каучука в виде плотной мембраны, через которую фильтруется серум, затем промывная подкисленная вода. Таким образом, количество мелкой крошки, прошедшей в возвратный серум, будет определяться не только диаметром отверстий сита, но и фильтрующей способностью ленты, которая не может быть постоянной. Переход с хлористого натрия на другие современные коагулянты на этой схеме оказался на сегодняшний день невозможен.4) The known method is tied to an outdated coagulation scheme, created in the 30s of the last century in the first production of emulsion rubbers using tape casting machines. A flow of rubber pulp with a crumb size of 1-2 mm of the main mass is continuously fed to a moving sieve of the tape casting machine (length - 37.5 m; width - 2.4 m; hole diameter - 0.45 mm; per 1 cm 2 - 380 holes) and a certain amount of crumbs with a size less than the diameter of the sieve opening. A rubber tape is formed on the sieve in the form of a dense membrane through which serum is filtered, then acidified wash water. Thus, the amount of fine crumb that has passed into the return serum will be determined not only by the diameter of the sieve openings, but also by the filtering ability of the tape, which cannot be constant. The transition from sodium chloride to other modern coagulants on this scheme has proved to be impossible today.
5) Технология выделения каучука на лентоотливочных машинах требует подачи избытка хлористого натрия до 250 кг на одну тонну каучука вместо 180-200 кг/т на современной каскадной технологии (рис.1), чтобы избежать попадания недокоагулированного латекса на лентоотливочную машину из-за быстрого зарастания сита липким каучуком.5) The technology for isolating rubber on casting machines requires the supply of excess sodium chloride up to 250 kg per ton of rubber instead of 180-200 kg / t using modern cascade technology (Fig. 1) to avoid under-coagulated latex on the casting machine due to rapid overgrowing sieves with sticky rubber.
Известный способ невозможно применить для решения проблемы управления полнотой коагуляции при минимальном расходе коагулянта.The known method cannot be applied to solve the problem of controlling the completeness of coagulation with a minimum consumption of coagulant.
По указанным выше причинам контроль полноты коагуляции на сегодняшний день в промышленности при любом типе применяемого оборудования продолжают осуществлять субъективно визуальным способом. Поэтому результативность управления процессом коагуляции определяются главным образом опытом и искусством аппаратчика.For the above reasons, the control of the completeness of coagulation today in the industry with any type of equipment used continues to be carried out subjectively by a visual method. Therefore, the effectiveness of controlling the coagulation process is determined mainly by the experience and skill of the apparatchik.
Технической задачей предлагаемого изобретения является улучшение экологических, экономических параметров промышленного процесса выделения эмульсионных каучуков из латексов, повышение производительности и безопасной эксплуатации оборудования путем исключения потерь каучука в виде недокоагулированного латекса и снижения загрязнений сточной воды избыточным количеством коагулянта за счет применения непрерывного автоматического контроля полноты коагуляции и регулирования расхода коагулянта.The technical task of the invention is to improve the environmental, economic parameters of the industrial process for the separation of emulsion rubbers from latexes, increase productivity and safe operation of equipment by eliminating rubber losses in the form of undercoagulated latex and reducing waste water pollution by excessive coagulant due to the use of continuous automatic control of the completeness of coagulation and regulation coagulant consumption.
Поставленная задача решается следующим образом.The problem is solved as follows.
Способ управления процессом выделения эмульсионных каучуков из латексов при непрерывном смешении латекса с коагулянтом с образованием пульпы каучука путем изменения расхода коагулянта, отличающийся тем, что непрерывно очищают постоянно отводимую часть пульпы каучука (или всю пульпу) от крошки каучука и непрерывно автоматически замеряют мутность полученного постоянно обновляющегося очищенного от крошки первичного серума и корректируют расход коагулянта в зависимости от заданной величины мутности первичного серума, а заданную величину мутности первичного серума корректируют в зависимости от мутности очищенного от крошки сбрасываемого серума в сторону минимального расхода коагулянта для получения минимальной величины мутности сбрасываемого серума.A method of controlling the process of emulsion rubbers isolation from latexes during continuous mixing of latex with a coagulant to form rubber pulp by changing the coagulant flow rate, characterized in that they continuously clean the constantly withdrawn part of the rubber pulp (or the entire pulp) from the rubber crumbs and continuously automatically measure the turbidity of the constantly updated purified from crumb primary serum and adjust the consumption of coagulant depending on a given value of turbidity of the primary serum, and a given value Inu of the turbidity of the primary serum is adjusted depending on the turbidity of the discharged serum cleared of crumbs towards the minimum consumption of coagulant to obtain the minimum turbidity of the discharged serum.
Предлагаемый способ управления процессом выделения каучуков из латексов имеет следующие отличия и преимущества от способа по прототипу:The proposed method for controlling the process of rubber separation from latexes has the following differences and advantages from the prototype method:
1. По признакам наличие действия (или совокупности действий), порядка их выполнения и режиму - заявляемый способ предусматривает очистку пульпы, серумов от крошки каучука, замер мутности очищенного первичного серума (концентрации коллоидных частиц, а не крошки) мутномером, корректировку расхода коагулянта в зависимости от заданной величины мутности первичного серума, замер мутности сбрасываемого серума и корректировку заданной величины мутности первичного серума в зависимости от мутности сбрасываемого серума.1. Based on the signs of the presence of an action (or a set of actions), the order of their implementation and the regime - the claimed method involves cleaning the pulp, serums from rubber crumbs, measuring the turbidity of the purified primary serum (concentration of colloidal particles, not crumbs) with a turbidimeter, adjusting the coagulant consumption depending from a given turbidity value of the primary serum, measuring the turbidity of the discharged serum and adjusting the specified turbidity value of the primary serum depending on the turbidity of the discharged serum.
2. По признаку условия осуществления действий - заявляемый способ основан на замерах мутности (концентрации коллоидных частиц латекса) в очищенных от крошки каучука серумах - первичный серум и сбрасываемый серум.2. Based on the conditions of the implementation of the actions - the claimed method is based on measurements of turbidity (concentration of colloidal particles of latex) in serums purified from crumb rubber - primary serum and discharged serum.
3. По признаку используемые вещества - заявляемый способ дополнительно работает с потоками очищенными от крошки каучука первичным и сбрасываемым серумами, любым типом коагулянта.3. On the basis of the used substances - the inventive method additionally works with streams of primary and discharged serums purified from rubber crumbs, any type of coagulant.
4. По признаку используемых устройств - заявляемый способ предусматривает:4. Based on the devices used - the claimed method provides:
- применение устройства для очистки серумов от крошки каучука, основанного, например, на декантации или комбинации декантации и тонких сит;- the use of a device for cleaning serums from crumb rubber, based, for example, on decantation or a combination of decantation and thin sieves;
- применение проточных автоматических регулирующих мутномеров.- the use of flow-through automatic control turbidimeters.
Предлагаемый способ является оперативным и универсальным для использования любого типа коагулянта и любого типа оборудования для отделения поступающей на сушку крошки каучука от серума, позволяет улучшить экологию и экономику процесса за счет снижения или полного исключения загрязнений сточной воды потерями каучука в виде нескоагулированного латекса и перерасхода коагулянта.The proposed method is operational and universal for using any type of coagulant and any type of equipment for separating rubber crumbs coming to the drying from serum, which improves the ecology and economics of the process by reducing or completely eliminating wastewater pollution by rubber losses in the form of uncoagulated latex and coagulant overuse.
При этом повышается производительность и безопасность эксплуатации оборудования за счет уменьшения отложений коагулюма в перетоках между аппаратами, на стенках аппаратов и трубопроводов, снижается риск получения травм и отрицательного воздействия на здоровье рабочих за счет уменьшения их контакта с оборудованием и вредными летучими химикатами.At the same time, the productivity and operational safety of the equipment are increased by reducing coagulum deposits in the flows between the apparatuses, on the walls of the apparatuses and pipelines, the risk of injuries and negative effects on the health of workers is reduced by reducing their contact with equipment and harmful volatile chemicals.
Доступность оборудования для замера мутности и очистки серума позволили широко и успешно испытать предлагаемый способ в производственных условиях.The availability of equipment for measuring turbidity and purification of serum allowed us to widely and successfully test the proposed method in a production environment.
Решение поставленной технической задачи стало возможным благодаря четырем факторам:The solution of the technical task was made possible thanks to four factors:
1. Применение для измерения мутности серума управляющих проточных промышленных анализаторов мутности непрерывного действия.1. The use for measuring the turbidity of serum control continuous flow industrial analyzers turbidity continuous.
2. Создание простых устройств, позволяющих непрерывно получать серум, свободный от крошки каучука.2. The creation of simple devices that allow you to continuously receive serum, free from crumb rubber.
3. Правильно выбранное место расположения датчиков мутномеров.3. The correct location of the turbidimeter sensors.
4. Измерение мутности серумов, как правило, в двух точках линии коагуляции.4. Measurement of turbidity of serums, as a rule, at two points of the coagulation line.
Для стабильной и безопасной работы каскада выделения каучуков, снижения экономических потерь и отрицательного воздействия на окружающую среду и здоровье персонала более предпочтительно осуществлять непрерывный автоматический контроль полноты коагуляции латекса с автоматическим регулированием расхода коагулянта по заданной мутности, но возможен и другой вариант - непрерывное автоматическое измерение мутности первичного серума и последующее ручное регулирование расхода коагулянта с выводом величины мутности первичного серума на заданный уровень.For stable and safe operation of the rubber separation cascade, reduction of economic losses and negative impact on the environment and health of personnel, it is more preferable to continuously monitor the completeness of coagulation of latex with automatic control of the coagulant flow at a given turbidity, but another option is also possible - continuous automatic measurement of the primary turbidity serum and subsequent manual control of the coagulant flow with the conclusion of the turbidity of the primary serum on adanny level.
В качестве промышленных мутномеров нами испытывались:As industrial turbidimeters we tested:
- Автоматический анализатор мутности COSMOS 25 фирмы Zullig (Каталог продукции ООО «Техноаналит». Измерение расхода и состава сточных вод, контроль газовых выбросов, с.14). Мутномеры этого типа более предпочтительны и хорошо зарекомендовали себя при промышленных испытаниях.- Automatic turbidity analyzer COSMOS 25 of the Zullig company (Product catalog of Tekhnoanalit LLC. Measurement of the flow rate and composition of wastewater, monitoring of gas emissions, p.14). Turbidimeters of this type are more preferred and have proven themselves in industrial trials.
- Промышленный анализатор мутности фирмы HACH LANGE марки SOLITAX.- Industrial analyzer turbidity company HACH LANGE brand SOLITAX.
- Промышленный мутномер Меттлер Толедо серии 8000 (Process Analytics. Промышленные аналитические системы Меттлер Толедо. Каталог промышленного аналитического оборудования 2006).- Industrial turbidimeter Mettler Toledo 8000 series (Process Analytics. Industrial analytic systems Mettler Toledo. Catalog of industrial analytical equipment 2006).
Принцип работы указанных выше мутномеров в случае с латексами заключается в определении концентрации коллоидных частиц каучука размером 10-6-10-5 см в воде с использованием эффекта рассеивания луча света, проходящего через дисперсную систему.The principle of operation of the above turbidimeters in the case of latexes is to determine the concentration of colloidal rubber particles measuring 10 -6 -10 -5 cm in water using the effect of the scattering of a ray of light passing through a dispersed system.
Измерение датчиком мутности серума осуществляется непрерывно в области ближнего инфракрасного излучения при длине волн 860±30 nm, результаты преобразуются в фототок, обрабатываются и непрерывно высвечиваются на дисплее трансмиттера, также установленном в любом удобном и безопасном для обслуживания месте. Результаты можно регистрировать также в виде диаграммы на самописце на щите контрольно-измерительных приборов или на мониторе управляющего компьютера. Промышленные мутномеры применяются для постоянного мониторинга качества сточных вод в разных отраслях промышленности: пищевой (производстве молока, пива и напитков), гидрометаллургической промышленности и в биотехнологии.Serum turbidity measurement by a sensor is carried out continuously in the region of near infrared radiation at a wavelength of 860 ± 30 nm, the results are converted into a photocurrent, processed and continuously displayed on the transmitter display, also installed in any convenient and safe place for maintenance. The results can also be recorded in the form of a diagram on the recorder on the instrument panel or on the monitor of the control computer. Industrial turbidimeters are used for continuous monitoring of wastewater quality in various industries: food (milk, beer and drinks), hydrometallurgical industry and in biotechnology.
Универсальный способ управления процессом выделения эмульсионных каучуков из латексов путем непрерывного автоматического измерения мутности очищенного от крошки серума и поддержания минимального расхода коагулянта при минимальной потере недокоагулированного латекса с применением проточных промышленных мутномеров не известен (мутномеры в производстве СК на стадии выделения каучуков применяются нами впервые).A universal way to control the process of emulsion rubber isolation from latexes by continuously measuring the turbidity of serum purified from crumb and maintaining a minimum consumption of coagulant with a minimum loss of undercoagulated latex using industrial flow turbidimeters is not known (for the first time we use turbidimers in the production of SC at the rubber isolation stage).
Установлено, что для применения проточных промышленных мутномеров непрерывного действия для управления полнотой коагуляции необходимо непрерывное получение первичного серума из зоны коагуляции, освобожденного от крошки каучука. В лучшем варианте это достигается тем, что непрерывно отводят часть пульпы каучука из зоны коагуляции (после первого дозревателя) в объеме, достаточном для последующего замера мутности (в аналитическом объеме). Отведенная часть пульпы поступает в специальный очиститель, позволяющий непрерывно отделять крошку каучука от серума. По конструкции очиститель представляет собой металлический ящик с перегородками, многократно изменяющими направление движения пульпы (система лабиринтов). В результате работы очистителя на его выходе появляется серум (первичный серум), освобожденный от крошки каучука.It has been established that for the use of continuous continuous industrial turbidimeters to control the completeness of coagulation, it is necessary to continuously obtain primary serum from the coagulation zone freed from rubber crumb. In the best case, this is achieved by the fact that part of the rubber pulp is continuously withdrawn from the coagulation zone (after the first ripener) in an amount sufficient for subsequent measurement of turbidity (in the analytical volume). The withdrawn part of the pulp enters a special cleaner, which allows you to continuously separate the crumb of rubber from serum. By design, the cleaner is a metal box with partitions that repeatedly change the direction of movement of the pulp (maze system). As a result of the cleaner, a serum (primary serum) appears at its outlet, freed from rubber crumbs.
В этот первичный серум помещается датчик первого управляющего мутномера.The sensor of the first control turbidimeter is placed in this primary serum.
Роль очистителя серума от крошки каучука могут выполнять концентраторы, вибросита и другие специально подготовленные для этого устройства в любой комбинации.The role of a serum cleaner from crumb rubber can be performed by hubs, vibrating screens and other devices specially prepared for this in any combination.
Установка датчика в серум, получаемый из пульпы до первого дозревателя, оказалась невозможной из-за трудностей очистки серума от липкой крошки каучука. Возможна также установка первого управляющего датчика в серум, протекающий через гидрозатвор последнего концентратора. При этом происходит некоторое запаздывание управляющего действия, но упрощается конструкция дополнительного очистителя серума от крошки каучука.It was not possible to install the sensor in the serum obtained from the pulp before the first matcher because of the difficulties in cleaning the serum from sticky crumb rubber. It is also possible to install the first control sensor in the serum flowing through the hydraulic lock of the last concentrator. In this case, a certain delay in the control action occurs, but the design of an additional serum cleaner from crumb rubber is simplified.
Замер мутности на сбрасываемом серуме, прошедшем максимальное время дозревания, производиться как можно ближе к месту сброса серума в отстойник серума или в канализацию. Как правило, такими местами являются гидрозатвор последнего концентратора или гидрозатвор отстойника серума.Turbidity measurement on discharged serum, which has passed the maximum ripening time, should be carried out as close as possible to the place where the serum is discharged into the serum sump or into the sewer. As a rule, such places are the water trap of the last concentrator or the water trap of the serum sump.
Предпочтительно мутность сбрасываемого серума замерять вторым мутномером автоматически непрерывно с выводом результатов на компьютер аппаратчика. Датчик мутномера помещается в сетчатый конус, расположенный в гидрозатворе отстойника. Сетчатый конус очищает измеряемую часть сбрасываемого серума от крошки каучука. Но можно расположить второй контролирующий мутномер, например, в операторской аппаратчиков или около линии выделения в цехе и вручную замерять мутность периодически отбираемых проб сбрасываемого серума из сетчатого конуса.It is preferable to measure the turbidity of the discharged serum by the second turbidimeter automatically continuously with the output to the computer apparatchik. The turbidimeter sensor is placed in a mesh cone located in the water trap of the sump. The mesh cone cleans the measurable portion of the discharged serum from crumb rubber. But you can place the second monitoring turbidimeter, for example, in the operator's apparatchiks or near the extraction line in the workshop and manually measure the turbidity of periodically taken samples of the dumped serum from the mesh cone.
Измерение мутности сбрасываемого серума позволяет:The turbidity measurement of discharged serum allows you to:
1) контролировать количество каучука, попадающего в сточные воды в виде недокоагулированного латекса;1) control the amount of rubber entering the waste water in the form of undercoagulated latex;
2) знать, какой минимальный уровень значения мутности можно достичь на линии выделения с конкретной партией коагулируемого латекса при оптимальных подаче коагулянта, режимах коагуляции и максимальной производительности сушилок;2) to know what the minimum level of turbidity value can be achieved on the extraction line with a specific batch of coagulated latex with optimal supply of coagulant, coagulation modes and maximum productivity of dryers;
3) устанавливать оптимальное заданное значение мутности на первом управляющем мутномере, с тем чтобы получить минимальное значение мутности (недокоагулированного латекса) в сбрасываемом серуме.3) set the optimal turbidity target value on the first control turbidity meter in order to obtain the minimum turbidity value (undercoagulated latex) in the discharged serum.
В связи с тем что между местом замера мутности первым (первичный серум) и вторым (сбрасываемый серум) датчиками мутномеров, как правило, находятся дозреватели, концентраторы, отстойник, в которых проходит дополнительная коагуляция, нет необходимости задавать на первом датчике мутномера значение мутности на очень низком уровне, так как это приведет к перерасходу коагулянта. Такой подход позволяет держать в сбрасываемом серуме отсутствие или минимальное количество недокоагулированного латекса при минимальном расходе коагулянта.Due to the fact that between the place of turbidity measurement by the first (primary serum) and second (discharged serum) turbidimeter sensors, as a rule, there are riders, concentrators, sedimentation tank, in which additional coagulation takes place, there is no need to set the turbidity meter on the first turbidity meter to a very low level, as this will lead to overspending of the coagulant. This approach allows you to keep in the discharged serum the absence or minimum amount of undercoagulated latex with a minimum consumption of coagulant.
В зависимости от состава применяемого оборудования, потоков пульпы каучука и серумов конкретной линии выделения каучука количество мутномеров, их расположение и функциональность могут варьироваться, первичный и сбрасываемый серум могут означать один и тот же поток. Но во всех случаях остается главное - использование управляющего мутномера, автоматически и непрерывно замеряющего мутность очищенного от крошки каучука серума и корректирующего расход коагулянта по заданной величине мутности на этом мутномере с получением отсутствия или минимального количества недокоагулированного латекса в сбрасываемом серуме при минимальном количестве поданного коагулянта.Depending on the composition of the equipment used, the rubber pulp and serum flows of a particular rubber recovery line, the number of turbidimers, their location and functionality may vary, the primary and discharged serum may mean the same stream. But in all cases, the main thing remains - the use of a controlling turbidimeter that automatically and continuously measures the turbidity of the serum purified from crumb rubber and corrects the coagulant flow rate for a given turbidity on this turbidimeter with the absence or minimum amount of undercoagulated latex in the dumped serum with the minimum amount of coagulant supplied.
Авторы предлагаемого изобретения опытным путем установили:The authors of the invention experimentally established:
1. Величина мутности (М) в единицах FNU связана с содержанием каучука (ККС) в серуме в размерности мг/л зависимостью ККС=(4-4.5)·М при принятом стандартном рецепте получения латекса и построении калибровочной кривой путем разбавления водой исходного дополнительно застабилизированного диспергатором латекса;1. The turbidity (M) in FNU units is related to the rubber content (KKS) in serum in the mg / L dimension by the KKS = (4-4.5) · M dependence with the accepted standard recipe for latex production and the construction of a calibration curve by diluting with water the original additionally stabilized latex dispersant;
2. Заданная величина мутности первичного серума зависит от места расположения датчика управляющего мутномера, типичный интервал 10-100 FNU (предпочтительно не более 50 FNU) на первом датчике мутномера. Заданная величина мутности первичного серума выше 100 FNU приводит к большим потерям каучука в виде нескоагулированного латекса, так как не достаточно времени на его докоагуляцию до момента сброса серума в канализацию. За счет наличия дозревателей, предусмотренных технологической схемой выделения, мутность сбрасываемого серума, замеряемая вторым датчиком, как правило, значительно меньше показателя первого мутномера и не должна превышать величины 5 FNU. Указанные цифры могут быть другими, если компоненты рецепта полимеризации (как правило, эмульгаторы, диспергаторы) приводят к повышению фона мутности серума, например применение большого количества диспергатора НФ.2. The set turbidity value of the primary serum depends on the location of the control turbidimeter sensor, a typical range of 10-100 FNU (preferably not more than 50 FNU) on the first turbidimeter sensor. The set turbidity of the primary serum above 100 FNU leads to large losses of rubber in the form of uncoagulated latex, since there is not enough time for its additional coagulation until the serum is discharged into the sewer. Due to the presence of spoilers provided by the technological allocation scheme, the turbidity of the discharged serum, measured by the second sensor, is usually much less than the first turbidimeter and should not exceed 5 FNU. These figures may be different if the components of the polymerization prescription (as a rule, emulsifiers, dispersants) lead to an increase in serum turbidity background, for example, the use of a large amount of NF dispersant.
При большом количестве технологических линий для экономии средств второй мутномер (или переносная портативная версия анализатора) может устанавливаться в операторской для замера мутности проб очищенного сбрасываемого серума, отбираемого вручную.With a large number of production lines to save money, the second turbidimeter (or portable portable version of the analyzer) can be installed in the operator room to measure the turbidity of samples of cleaned dumped serum, taken manually.
Заявляемый способ управления процессом выделения каучуков из латексов распространяется на все марки эмульсионных каучуков (безмасляные и маслонаполненные бутадиен - (альфа-метил)стирольные, полибутадиеновые и бутадиен-нитрильные каучуки), как нефункциональные, так и содержащие функциональные группы, и предусматривает использование любых неорганических и органических коагулянтов или их комбинаций, а также физических методов коагуляции.The inventive method for controlling the process of rubber separation from latexes applies to all brands of emulsion rubbers (oil-free and oil-filled butadiene - (alpha-methyl) styrene, polybutadiene and butadiene-nitrile rubbers), both non-functional and containing functional groups, and provides for the use of any inorganic and organic coagulants or their combinations, as well as physical methods of coagulation.
На рис.1 приведена принципиальная классическая технологическая схема линии коагуляции латекса с применением хлористого натрия, работающая в промышленности более 20 лет. На этой схеме в примере 1 приводятся результаты испытаний с попыткой применить промышленный проточный мутномер непрерывного действия (автоматический анализатор мутности COSMOS 25 фирмы Zullig) для управления процессом коагуляции, поместив датчик последнего в линию возвратного серума аппарата 8 в соответствии с общими рекомендациями способа по прототипу (А.с. 698986).Figure 1 shows the basic classical technological scheme of the latex coagulation line using sodium chloride, which has been operating in the industry for more than 20 years. In this diagram, in example 1, the test results are presented with an attempt to use a continuous continuous industrial turbidimeter (automatic turbidity analyzer COSMOS 25 from Zullig) to control the coagulation process by placing the latter sensor in the return serum line of
В примере 2 (по схеме коагуляции рис.1) приводятся результаты визуального управления процессом коагуляции, который используется во всем мире с момента организации производства эмульсионных каучуков и по настоящее время.Example 2 (according to the coagulation scheme of Fig. 1) presents the results of visual control of the coagulation process, which has been used worldwide since the organization of production of emulsion rubbers to the present.
На рис.2 приведена принципиальная универсальная схема коагуляции латекса с предлагаемым способом автоматического управления процессом выделения каучуков из латексов (примеры 3-6). Универсальная схема линии коагуляции (рис.2) имеет следующие важные отличия от известной классической схемы (рис.1) и схемы коагуляции с лентоотливочной машиной:Figure 2 shows a basic universal scheme for latex coagulation with the proposed method for automatically controlling the process of rubber isolation from latexes (examples 3-6). The universal scheme of the coagulation line (Fig. 2) has the following important differences from the well-known classical scheme (Fig. 1) and the coagulation scheme with a tape casting machine:
1. Схема оборудована автоматическим контролем и управлением мутностью серума с применением промышленных проточных мутномеров.1. The circuit is equipped with automatic monitoring and control of serum turbidity using industrial flow turbidimeters.
На схеме 2 показаны места расположения первого мутномера (поз.17 или поз.20) и второго мутномера (поз.30 или операторская). Второй мутномер можно расположить в поз.20, если первый мутномер располагается в поз.17.Figure 2 shows the locations of the first turbidimeter (pos.17 or pos.20) and the second turbidimeter (pos.30 or operator). The second turbidimeter can be positioned in pos.20 if the first turbidimeter is located in pos.17.
2. Сокращено количество аппаратов (исключен концентратор 17).2. The number of devices has been reduced (
3. Увеличено время коагуляции за счет изменения функций аппаратов 18 и 19, так как аппараты 18 и 19 (вместо функций промывочного аппарата и концентратора) превращены в дополнительные дозреватели, причем аппарат 19 одновременно выполняет роль концентратора.3. The coagulation time has been increased due to a change in the functions of the
4. На коагуляторе 6 осуществлена универсальная обвязка потоков, позволяющая подавать серную кислоту либо в возвратный серум (как принято на схеме рис.1, либо в латекс или одновременно в две точки, что позволило расширить диапазон применяемых коагулянтов.4. On
5. Применена усовершенствованная конструкция смесителя для усреднения возвратного серума и концентрированного раствора коагулянта.5. An improved mixer design is used to average the return serum and concentrated coagulant solution.
6. Усовершенствованная схема позволяет оптимизировать расход коагулянта при исчерпывающей коагуляции латекса и сократить расход умягченной воды на 12 м3 с каждой тонны произведенного каучука.6. An improved scheme allows to optimize the consumption of coagulant with exhaustive coagulation of latex and reduce the consumption of softened water by 12 m 3 from each ton of rubber produced.
На усовершенствованной схеме (рис.2) латекс по линии 1 поступает в коагулятор 6, по линии 11 поступает коагулянт, по линии 14 - возвратный серум, по линии 25 (9, 14) поступает серная кислота (фосфорная, уксусная, соляная или любая их комбинация). Аппараты 7, 18 и 19 выполняют роль дозревателей. Аппарат 19 выполняет двойную роль: дозревателя и концентратора (отделителя крошки от серума). Из перетока 27 после первого дозревателя через специальное устройство 15 непрерывно отводят часть пульпы каучука в проточный очиститель 16 (предпочтительно систему лабиринтов с применением принципа декантации). В очистителе происходит многократное отделение крошки от серума, в очищенную часть первичного серума помещается первый датчик промышленного мутномера 17, дающий автоматический сигнал на регулятор 10 с последующим предпочтительно автоматическим или ручным управлением величиной расхода коагулянта клапаном 12.In an improved scheme (Fig. 2), latex enters
Это лучший вариант размещения датчика первого мутномера, так как между первым мутномером и местом сброса серума в канализацию находится дополнительное количество дозревателей, увеличивающих время и, как следствие, полноту коагуляции. Это позволяет держать заданную величину мутности первичного серума не на самом низком уровне и тем самым экономить расход коагулянта за счет увеличения времени коагуляции и получать в сбрасываемом серуме отсутствие или минимальное количество недокоагулированного латекса.This is the best option for placing the sensor of the first turbidimeter, since between the first turbidimeter and the place of the serum discharge into the sewer there is an additional number of ripeners, which increase the time and, as a result, the completeness of coagulation. This allows you to keep the specified value of the turbidity of the primary serum is not at the lowest level and thereby save coagulant consumption by increasing the coagulation time and to receive in the discharged serum the absence or minimum amount of undercoagulated latex.
Можно установить датчик первого мутномера 20 в гидрозатворе 21 концентратора 19 для непрерывного автоматического замера мутности первичного серума и через регулятор 22 управлять клапаном 12 подачи коагулянта. В этом случае для доочистки от крошки непрерывно протекающего через гидрозатвор 21 серума в последний помещают упрощенное очищающее устройство, представляющее собой конус из металлической сетки с ячейками размером 0,1 мм, и мутность замеряется внутри этого конуса.You can install the sensor of the
В гидрозатвор 23 сборника серума 8, поступающего из концентратора 19, может быть установлен датчик второго мутномера, который фиксирует величину мутности сбрасываемого серума в хозяйственно-заводскую канализацию (ХЗК) или на узел дополнительной очистки сточной воды. Величина мутности сбрасываемого серума, замеряемая в гидрозатворе 23, является более низкой (предпочтительно не выше 5 FNU) и позволяет корректировать заданную величину мутности на первом мутномере через регулятор 31 автоматически или вручную.A second turbidimeter sensor can be installed in the
Второй мутномер может быть установлен в комнате обслуживающего персонала (привлекательна переносная портативная версия анализатора мутности) для периодического замера мутности сбрасываемого серума и корректировки заданной мутности на первом мутномере.The second turbidimeter can be installed in the room of the staff (a portable portable version of the turbidity analyzer is attractive) to periodically measure the turbidity of the dumped serum and to adjust the specified turbidity on the first turbidimeter.
При использовании двух мутномеров первый из них является управляющим и всегда должен работать в автоматическом режиме.When using two turbidimeters, the first of them is the manager and should always work in automatic mode.
Если управляющий мутномер расположен в поз.17, то второй контролирующий мутномер может быть расположен в поз.20, а серум, протекающий через гидрозатвор 21, считается сбрасываемым.If the control turbidimeter is located in pos.17, then the second control turbidimeter can be located in pos.20, and the serum flowing through the
В ряде случаев первый управляющий мутномер, помещенный в очищенный серум после отделения всей крошки каучука (поз.20, гидрозатвор 21), может работать только по заданной величине мутности без корректировки величины мутности сбрасываемого серума. В этом случае задается самое низкое значение величины мутности первичного серума. Такая ситуация может быть, например, когда в один отстойник 8 поступают серумы с нескольких линий выделения от разных марок каучуков или когда серум, минуя отстойник 8, сразу сбрасывается в ХЗК (первичный и сбрасываемый серум становятся идентичными).In some cases, the first control turbidimeter, placed in purified serum after separating the entire rubber crumb (key 20, water seal 21), can only work on a given turbidity value without adjusting the turbidity value of the dumped serum. In this case, the lowest turbidity value of the primary serum is set. Such a situation can be, for example, when serums from several emission lines from different grades of rubbers arrive in one
Описанные типичные варианты расположения мутномеров являются наиболее удобными, технически выполнимыми и работоспособными. Возможно также размещение датчиков мутномеров и в других местах технологической линии выделения, однако это усложнит процесс управления полнотой коагуляции.The described typical options for the location of turbidimeters are the most convenient, technically feasible and workable. It is also possible to place turbidimeter sensors in other places of the technological separation line, however, this will complicate the process of controlling the completeness of coagulation.
Управление процессом коагуляции латексов предлагаемым способом позволяет при минимальном количестве коагулянта исключить или свести до минимума сброс недокоагулированного латекса с серумом.Management of the latex coagulation process of the proposed method allows to eliminate or minimize the discharge of undercoagulated latex with serum with a minimum amount of coagulant.
Пример 1 (по прототипу).Example 1 (prototype).
Классическая промышленная схема (рис.1)Classic industrial design (Fig. 1)
Аппараты каскада (коагулятор 6, дозреватель 7 и концентратор 17) по линии 3 заполняются возвратным серумом, подогретым до температуры 50°C, и хлористым натрием по линии 2 до его концентрации в серуме до 5%, а по линии 4 подается серная кислота до рН в аппаратах 6 и 7 в интервале 4-5 ед. Далее включается подача латекса каучука СКС-30 АРК по линии 1 в объеме 15 м3 в час (3 тонны каучука в час). Расход хлористого натрия выставляется в расчете 200 кг абсолютного продукта на тонну каучука, согласно заводскому регламенту. Полученная пульпа каучука из дозревателя 7 по перетоку 27 поступает в концентратор 17, откуда отделенная крошка через промывочную емкость 18 поступает в концентратор 19 и после отделения от промывочной воды направляется на отжим и сушку. Серум из концентратора 17 через гидрозатвор 22 поступает в отстойник 8. В этом отстойнике концентрируется крошка каучука, проскочившая из концентратора 19, и через люк аппарата 8 периодически по усмотрению аппаратчика всплывшая часть крошки отбирается сачком для отдельной переработки. Из нижней части аппарата 8 серум (возвратный серум), увлекая часть крошки из аппарата, насосом откачивается в низ коагулятора 6. Избыток серума из аппарата 8 через гидрозатвор 23 сбрасывается в ХЗК.The devices of the cascade (
Для проверки способа регулирования по прототипу датчик мутномера Cosmos 25 (в прототипе не указан тип прибора для замера концентрации крошки каучука в возвратном серуме) с помощью быстросъемного затвора помещался в линию 3 возвратного серума после аппарата 8. После включения мутномера через 10 мин работы произошло зашкаливание прибора. После увеличения расхода коагулянта хлористого натрия до 400 кг на тонну каучука величина мутности не снизилась и показывала зашкаливание прибора (значение мутности выше 9999 FNU). При извлечении датчика мутномера из линии возвратного серума было обнаружено, что измерительные сапфировые окошки (6 штук диаметром по 2 мм) на датчике были полностью залеплены липкой крошкой каучука.To check the control method of the prototype, the Cosmos 25 turbidimeter sensor (the type of the device for measuring the concentration of rubber crumbs in the return serum is not indicated in the prototype) was placed in
Для проверки работы мутномера были отобраны вручную образцы возвратного серума в указанном выше месте и очищены от крошки каучука фильтрованием через металлическую сетку с диаметром отверстий 0,1 мм. Помещенный в очищенный от крошки каучука возвратный серум датчик мутномера показал величину мутности, равную 150 FNU и 10 FNU при расходе хлористого натрия 200 кг и 400 кг на одну тонну выделенного каучука соответственно. Таким образом, замерять величину мутности возвратного серума мутномером можно только вручную после нетехнологичных операций отбора проб и очищения серума от крошки каучука. Применять промышленные проточные мутномеры для определения концентрации крошки каучука (в прототипе не указан тип замеряющего устройства для определения концентрации крошки) оказалось невозможным.To verify the operation of the turbidimeter, manually returned samples of serum were taken in the above place and cleaned of rubber crumb by filtration through a metal mesh with a hole diameter of 0.1 mm. The turbidimeter sensor placed in a return serum purified from crumb of rubber showed a turbidity value of 150 FNU and 10 FNU at a sodium chloride flow rate of 200 kg and 400 kg per ton of rubber released, respectively. Thus, it is possible to measure the turbidity of the returning serum with a turbidimeter only manually after non-technological operations of sampling and purification of serum from rubber crumbs. It was not possible to use industrial flow turbidimeters to determine the concentration of rubber crumb (the prototype does not indicate the type of measuring device for determining the concentration of crumb).
Пример 2 (контрольный)Example 2 (control)
Классическая промышленная схема (рис.1) с визуальным управлением процесса коагуляции (работающим в промышленности).The classic industrial scheme (Fig. 1) with visual control of the coagulation process (working in industry).
Аппараты каскада (коагулятор 6 и дозреватель 7) по линии 3 заполняются серумом, подогретым до температуры 50°C, и хлористым натрием по линии 2 до его концентрации в серуме 5%, по линии 4 подается серная кислота до рН в аппаратах 6 и 7 в интервале 4-5 ед.The devices of the cascade (
Далее включается подача латекса каучука СКС-30 АРК по линии 1 в объеме 15 м3 в час (3 тонны каучука в час). Расход хлористого натрия выставляется в расчете 200 кг абсолютного продукта на тонну каучука в соответствии с заводским регламентом. Полученная пульпа каучука из дозревателя 7 по перетоку 27 поступает в концентратор 17, откуда через промывочную емкость 18 крошка поступает в концентратор 19, где отделяется от промывной воды и затем поступает на отжим и сушку.Next, the supply of rubber latex SKS-30 ARC on
Управление полнотой коагуляции по классической схеме состоит в том, что аппаратчик систематически наблюдает визуально полноту коагуляции, поднимаясь по лестнице на аппараты 6 и 7, и в зависимости от субъективного наблюдения полноты коагуляции (прозрачности серума) в аппаратах 6, 7, перетоках 26 и 27 и концентраторе 17 принимает решение о целесообразности прибавления или убавления количества коагулянта хлористого натрия, идущего на линию выделения, придерживаясь при этом предписанных расходных норм коагулянта в соответствии с технологическим регламентом, близких к 200 кг/т каучука, без всякой привязки к конкретной партии латекса. При этом не уделяется внимание мутности сбрасываемого серума.The control of the completeness of coagulation according to the classical scheme consists in the fact that the apparatchik systematically visually observes the completeness of coagulation, climbing the stairs to
Для объективной оценки эффективности визуальной полноты коагуляции авторами предлагаемого изобретения из перетока 27 каждые два часа отбирались пробы пульпы каучука. В лаборатории каучук из пульпы отделялся от серума путем фильтрации через металлическую сетку с размером отверстий 0,1 мм. В полученный серум добавлялся дополнительно специальный коагулянт, и этот серум кипятился до полного осветления в течение двух часов. Серум охлаждался и выделившийся при кипячении каучук собирался на предварительно взвешенном бумажном фильтре, высушивался и взвешивался.For an objective assessment of the effectiveness of the visual completeness of coagulation, the authors of the present invention from the
Оказалось, что в серуме пульпы из перетока 27 находилось каучука в виде недокоагулированного латекса в количестве от 50 до 800 мг/л (результаты из 15 отборов), а в сбрасываемом серуме - 30-200 мг/л.It turned out that in the pulp serum from
Таким образом, визуальный способ управления полнотой коагуляции по классической технологии выделения каучуков приводит к большим колебаниям по потерям каучука в виде латекса.Thus, the visual way to control the completeness of coagulation by the classical technology of rubber isolation leads to large fluctuations in the loss of rubber in the form of latex.
Управление процессом коагуляции путем ручного отбора проб серума, докоагуляции латекса в лаборатории и определения в нем потерь каучука длителен во времени, трудоемок, полученная информация будет сильно запаздывать, поэтому на практике не применяется.Management of the coagulation process by manual sampling of serum, docoagulation of latex in the laboratory and determination of rubber losses in it is time-consuming, time-consuming, the information received will be very late, therefore it is not applied in practice.
Кроме того, визуальный способ управления процессом коагуляции, кроме создания экономических и экологических проблем, является потенциально опасным для здоровья персонала из-за их контакта через люки аппаратов и перетоки между ними с парами вредных химикатов (стирол, нитрил акриловой кислоты, серная кислота). Сохраняется высокая вероятность получения травм (особенно в ночные смены) при подъеме на аппараты по высоким лестницам.In addition, the visual method of controlling the coagulation process, in addition to creating economic and environmental problems, is potentially hazardous to the health of personnel due to their contact through the hatches of the devices and the flow between them with pairs of harmful chemicals (styrene, acrylic acid nitrile, sulfuric acid). There is a high likelihood of injuries (especially during night shifts) when climbing high-staircases.
Пример 3.Example 3
Управление процессом выделения каучука СКС-30 АРК, на усовершенствованной схеме (рис.2), с контролем полноты коагуляции способом непрерывного автоматического измерения мутности первичного (поз.17) и сбрасываемого (поз.30) серумов и автоматической корректировки подачи коагулянта.Control of the process of rubber isolation SKS-30 ARC, on an improved scheme (Fig. 2), with the control of the completeness of coagulation by the method of continuous automatic measurement of turbidity of the primary (pos.17) and discharged (pos.30) serums and automatic adjustment of the coagulant supply.
Выпуск бутадиен-стирольного каучука СКС-30 АРК осуществлялся на усовершенствованной промышленной технологической схеме, представленной на рис.2.The release of styrene-butadiene rubber SKS-30 ARC was carried out on an improved industrial technological scheme shown in Fig. 2.
Для этого аппараты каскада (6, 7, 18, 19) заполнялись водой по линии 14, затем включалась подача кислоты по линии 25 и 9 до достижения серумом рН 4-4,5 и подача коагулянта хлористого магния (бишофит) в аппарат 6 по линии 11 до его концентрации в указанном аппарате 0,25%. Полученный серум нагревался до температуры 50°C и по линии 1 включалась подача латекса бутадиен-стирольного каучука СКС-30АРК в объеме 15 м3/час (с производительностью линии выделения 3 тонны каучука в час).For this, the devices of the cascade (6, 7, 18, 19) were filled with water along
Из перетока 27 через специальное устройство 15 непрерывно отводили часть пульпы каучука в проточный очиститель 16 с получением на его выходе первичного серума, очищенного от крошки каучука.Part of the rubber pulp was continuously withdrawn from the
В переток 23 отстойника 8 помещали конус металлической сетки с диаметром отверстий 0,1 мм для очистки вторичного (сбрасываемого) серума от крошки.A cone of a metal mesh with a hole diameter of 0.1 mm was placed in the
В очищенный первичный серум помещался датчик 17 промышленного мутномера Cosmos-25, дающий автоматический сигнал на регулятор 10 с последующим управлением величиной расхода коагулянта клапаном 12.A
В очищенный от крошки сбрасываемый серум внутри металлического конуса помещался датчик 30 второго мутномера, непрерывно замеряющий величину мутности серума, поступающего в ХЗК.A
На первом мутномере сначала устанавливалась заданная величина мутности интервале 25-35 FNU и мутномер автоматически поддерживал мутность очищенного первичного серума в этом интервале, воздействуя на клапан 12 расхода бишофита. Датчик второго мутномера показал величину мутности сбрасываемого серума в интервале 10-15 FNU. На основании показаний второго мутномера корректировалась величина заданной мутности на первом мутномере в интервале 10-16 FNU. При такой заданной величине мутности на первом мутномере второй мутномер стабильно показывал мутность сбрасываемого серума в интервале 2-5 FNU, что свидетельствует о практически полной коагуляции латекса.On the first turbidimeter, a predetermined turbidity value of 25-35 FNU was first set and the turbidimeter automatically maintained the turbidity of the purified primary serum in this interval by acting on the bischofite flow valve 12. The second turbidimeter sensor showed the turbidity of the discharged serum in the range of 10-15 FNU. Based on the readings of the second turbidimeter, the value of the specified turbidity on the first turbidimeter in the range of 10-16 FNU was corrected. With such a specified turbidity value on the first turbidimeter, the second turbidimeter stably showed the turbidity of the released serum in the range of 2-5 FNU, which indicates almost complete coagulation of latex.
Такой режим коагуляции работал без сбоя круглосуточно в течение всего времени испытаний - 25 суток. За это время многократно менялось качество разных партий латексов, объемы подач латекса, но мутномер быстро выводил процесс коагуляции на заданную величину мутности, автоматически воздействуя на расход бишофита, расход которого находился в интервале 15-21 кг/т каучука.This coagulation mode worked without failure around the clock during the entire test period - 25 days. During this time, the quality of different batches of latexes, the volumes of latex feeds changed many times, but the turbidimeter quickly brought the coagulation process to a predetermined turbidity value, automatically affecting the bischofite flow rate, the flow rate of which was in the range of 15-21 kg / t of rubber.
Управление процессом коагуляции по описанному выше предлагаемому способу с помощью автоматического измерения мутности первичного и сбрасываемого серумов датчиками мутномера имеет явные преимущества:Controlling the coagulation process according to the proposed method described above by automatically measuring the turbidity of the primary and discharged serums with turbidimeter sensors has clear advantages:
- оперативность управления процессом;- efficiency of process control;
- резко снижаются потери каучука в виде недокоагулированного латекса;- rubber losses in the form of under-coagulated latex are sharply reduced;
- устанавливается оптимальный расход коагулянта (без перерасходов);- the optimal consumption of the coagulant (without cost overruns) is established;
- появляется возможность аппаратчику сосредоточиться на получении максимальной производительности путем контроля других параметров процесса, которые невозможно контролировать инструментально. К таким параметрам относится получение пульпы каучука с однородной и оптимальной по размеру крошкой (10-20 мм), с минимальным количеством мелкой крошки. Застабилизировав заданную полноту коагуляции предлагаемым способом, аппаратчик с помощью изменения скорости перемешивания в коагуляторе, подбора соотношения потоков латекса и возвратного серума быстро находит эти оптимальные параметры коагуляции для каждой конкретной партии латекса. В результате улучшается экономика и экология процесса выделения каучука. Снижается риск отрицательного воздействия вредных веществ на обслуживающий персонал.- there is an opportunity for the apprentice to focus on obtaining maximum performance by controlling other process parameters that cannot be controlled instrumentally. These parameters include the production of rubber pulp with a uniform and optimum size crumb (10-20 mm), with a minimum amount of fine crumb. Having stabilized the specified completeness of coagulation by the proposed method, the apparatchik quickly finds these optimal coagulation parameters for each specific batch of latex by changing the mixing speed in the coagulator, selecting the ratio of latex and return serum flows. As a result, the economy and ecology of the rubber recovery process improves. Reduces the risk of negative effects of harmful substances on staff.
Пример 4.Example 4
Управление процессом выделения каучука СКС-30 АРКПН, выпускаемого на усовершенствованной схеме (рис.2) с непрерывным замером мутности первичного (поз.21) и сбрасываемого (поз.23) серумов и корректировкой расхода коагулянта.Control of the process of rubber isolation SKS-30 ARKPN, produced on an improved scheme (Fig. 2) with continuous measurement of primary turbidity (pos.21) and discharged (pos.23) serums and adjusting the coagulant consumption.
Выпуск бутадиен-стирольного каучука СКС-30 АРКПН с органическим аминным коагулянтом ВПК-402 осуществляли на усовершенствованной промышленной технологической схеме, представленной на рис.2.The release of styrene-butadiene rubber SKS-30 ARKPN with the organic amine coagulant VPK-402 was carried out on an improved industrial technological scheme shown in Fig. 2.
В гидрозатвор 21 концентратора 19 помещали очиститель первичного серума в виде конуса из металлической сетки с диаметром отверстий 0,1 мм.The primary serum cleaner in the form of a cone from a metal mesh with a hole diameter of 0.1 mm was placed in the
В переток 23 отстойника 8 помещали конус из металлической сетки с диаметром отверстий 0,1 мм для очистки части сбрасываемого серума от крошки.A cone from a metal mesh with a hole diameter of 0.1 mm was placed in the
В очищенный первичный серум помещался датчик 20 промышленного мутномера Cosmos-25, дающий автоматический сигнал на регулятор 10 с последующим управлением величиной расхода коагулянта клапаном 12.A
В очищенный от крошки сбрасываемый серум внутри металлического конуса помещался датчик 30 второго мутномера, непрерывно замеряющий величину мутности серума, поступающего в ХЗК.A
Пуск и работа промышленного каскада выделения осуществлялись в соответствии с примером 3 описания.The start-up and operation of the industrial separation cascade was carried out in accordance with example 3 of the description.
Раствор коагулянта подавался в коагулятор 6 по линии 11, серная кислота с концентрацией 1,5% дозировалась по линии 25, 14 для поддержания рН в аппаратах 6 и 7.The coagulant solution was supplied to
Управление процессом коагуляции осуществлялось непрерывным автоматическим замером мутности первичного серума датчиком мутномера в соответствии с примером 3 описания. Заданная величина мутности первичного серума устанавливалась, равной 80-100 FNU.The coagulation process was controlled by continuous automatic measurement of the turbidity of the primary serum by the turbidimeter sensor in accordance with Example 3 of the description. The target turbidity of the primary serum was set equal to 80-100 FNU.
Датчик второго мутномера показывал величину мутности сбрасываемого серума в интервале 30-40 FNU. На основании показаний датчика второго мутномера корректировалась величина заданной мутности на первом мутномере в интервале 5-10 FNU. Через 50 мин работы линии выделения величина мутности сбрасываемого серума фиксировалась датчиком второго мутномера в интервале 2-3 FNU.The second turbidimeter sensor showed the turbidity of the discharged serum in the range of 30-40 FNU. Based on the readings of the second turbidimeter sensor, the value of the specified turbidity on the first turbidimeter in the range of 5-10 FNU was corrected. After 50 minutes of operation of the separation line, the turbidity of the discharged serum was recorded by the sensor of the second turbidimeter in the range of 2-3 FNU.
Предлагаемый способ управления независимо от качества латекса позволяет держать полноту коагуляции близкой к исчерпывающей при минимальном расходе коагулянта.The proposed control method, regardless of the quality of the latex, allows to keep the coagulation completeness close to exhaustive with a minimum consumption of coagulant.
Пример 5.Example 5
Управление процессом выделения каучука СКС-30 АРКМ-15 на усовершенствованной схеме (рис.2) с контролем полноты коагуляции способом автоматического измерения мутности первичного серума с ручным измерением мутности сбрасываемого серума.The process of rubber isolation SKS-30 ARKM-15 on an improved scheme (Fig. 2) with the control of the completeness of coagulation by the method of automatic measurement of turbidity of the primary serum with manual measurement of turbidity of the discharged serum.
В гидрозатвор 21 концентратора 19 помещали очиститель части первичного серума в виде конуса из металлической сетки с диаметром отверстий 0,1 мм.A purifier of a part of the primary serum in the form of a cone from a metal mesh with a hole diameter of 0.1 mm was placed in the
В очищенный первичный серум помещался датчик 20 промышленного мутномера Cosmos-25, дающий автоматический сигнал на регулятор 10 с последующим управлением величиной расхода коагулянта клапаном 12.A
Второй мутномер с датчиком устанавливается в операторской аппаратчиков для периодического контроля мутности сбрасываемого серума и корректировки заданной мутности в первичном серуме на первом управляющем мутномере.The second turbidimeter with a sensor is installed in the operator's apparatchik for periodically monitoring the turbidity of the discharged serum and adjusting the specified turbidity in the primary serum on the first control turbidimeter.
Пуск и работа промышленного каскада выделения осуществлялись в соответствии с примером 4 описания.The start and operation of the industrial separation cascade was carried out in accordance with example 4 of the description.
По линии 1 дозировалась масляно-латексная эмульсия.
Раствор коагулянта подавался в коагулятор 6 по линии 11, серная кислота дозировалась по линии 25, 14 для поддержания рН в аппаратах 6 и 7.The coagulant solution was supplied to
Управление процессом коагуляции осуществлялось непрерывным автоматическим замером мутности первичного серума датчиком мутномера в соответствии с примером 4 описания. Заданная величина мутности первичного серума устанавливалась равной 8-10 FNU.The coagulation process was controlled by continuous automatic measurement of the turbidity of the primary serum by the turbidimeter sensor in accordance with example 4 of the description. The target turbidity of the primary serum was set equal to 8-10 FNU.
Через каждые два часа вручную отбиралась проба очищенного сбрасываемого серума из гидрозатвора 23 отстойника 8 и замерялась в нем величина мутности датчиком второго мутномера, установленного в операторской. Величина мутности сбрасываемого серума находилась в интервале 0-2. Расход коагулянта ВПК-402 составил 2,2-2,4 кг/т каучука.Every two hours, a sample of the cleaned discharged serum was manually taken from the
Аппаратчик вручную скорректировал заданную величину мутности на первом мутномере в интервале 10-15 FNU. Через час работы линии выделения мутность отобранного сбрасываемого серума установилась в интервале 2-5 FNU, расход ВПК-402 составлял 1,8 кг/т каучука.The apparatchik manually adjusted the set turbidity value on the first turbidimeter in the range of 10-15 FNU. After an hour of operation of the extraction line, the turbidity of the selected discharged serum was established in the range of 2-5 FNU, the consumption of VPK-402 was 1.8 kg / t of rubber.
Предлагаемый способ управления независимо от качества латекса позволяет держать полноту коагуляции близкой к исчерпывающей при минимальном расходе коагулянта.The proposed control method, regardless of the quality of the latex, allows to keep the coagulation completeness close to exhaustive with a minimum consumption of coagulant.
Пример 6.Example 6
Управление процессом выделения бутадиен-нитрильного каучука НИТРИЛАСТ на усовершенствованной схеме (рис.2) с контролем полноты коагуляции способом автоматического измерения мутности первичного серума с ручным измерением мутности сбрасываемого серума.The process of nitrile butadiene-nitrile rubber isolation using an improved scheme (Fig. 2) with the control of coagulation completeness by the method of automatic measurement of turbidity of primary serum with manual measurement of turbidity of discharged serum.
Управление осуществлялось при выпуске бутадиен-нитрильного каучука НИТРИЛАСТ с коагулянтом бишофитом по процедуре примера 5 описания. Заданная величина мутности первичного серума устанавливалась равной 10-15 FNU.The control was carried out with the release of nitrile butadiene rubber NITRILAST with the bischofite coagulant according to the procedure of example 5 of the description. The target turbidity of the primary serum was set equal to 10-15 FNU.
Через каждые три часа вручную отбиралась проба очищенного сбрасываемого серума из гидрозатвора 23 отстойника 8 и замерялась в нем величина мутности датчиком второго мутномера, установленного в операторской. Величина мутности сбрасываемого серума находилась в интервале 3-6 FNU. Расход коагулянта бишофита составил 18,1 кг/т каучука.Every three hours, a sample of the cleaned discharged serum was manually taken from the
Аппаратчик вручную скорректировал заданную величину мутности на первом мутномере в интервале 5-8 FNU. Через час работы линии выделения мутность отобранного сбрасываемого серума установилась в интервале 0-1 FNU, расход бишофита составлял 19,2 кг/т каучука.The apparatchik manually adjusted the set turbidity value on the first turbidimeter in the range of 5-8 FNU. After an hour of operation of the separation line, the turbidity of the selected discharged serum was established in the range 0-1 FNU, the bischofite consumption was 19.2 kg / t of rubber.
Предлагаемый способ управления независимо от качества латекса позволяет держать полноту коагуляции близкой к исчерпывающей при минимальном расходе коагулянта.The proposed control method, regardless of the quality of the latex, allows to keep the coagulation completeness close to exhaustive with a minimum consumption of coagulant.
Как видно из результатов примеров 1-6, заявляемый способ управления процессом выделения эмульсионных каучуков из латексов путем непрерывного автоматического измерения мутности очищенных от крошки каучука серумов и корректировки расхода коагулянта в зависимости от величины заданной мутности первичного серума при контроле мутности сбрасываемого серума позволяет решить поставленную техническую задачу - улучшение экологии, экономики и безопасности процесса выделения эмульсионных каучуков из латексов.As can be seen from the results of examples 1-6, the inventive method for controlling the process of emulsion rubbers extraction from latexes by continuous automatic measurement of turbidity of serums purified from crumb rubber and adjusting the coagulant consumption depending on the value of the set turbidity of the primary serum when controlling the turbidity of the dumped serum allows solving the technical problem - improving the ecology, economy and safety of the process of emulsion rubbers isolation from latexes.
Важно, что заявляемый способ управления процессом коагуляции является самым оперативным и универсальным для производства эмульсионных каучуков всех марок с применением любых коагулянтов и облегчает работу обслуживающего персонала. Предлагаемый способ управления процессом выделения каучуков из латексов прошел широкие промышленные испытания.It is important that the inventive method for controlling the coagulation process is the most efficient and universal for the production of emulsion rubbers of all grades using any coagulants and facilitates the work of maintenance personnel. The proposed method for controlling the process of rubber separation from latexes has passed extensive industrial tests.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010117806/05A RU2443714C2 (en) | 2010-05-04 | 2010-05-04 | Method of controlling process of extracting emulsion rubber from latex |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010117806/05A RU2443714C2 (en) | 2010-05-04 | 2010-05-04 | Method of controlling process of extracting emulsion rubber from latex |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010117806A RU2010117806A (en) | 2011-12-10 |
| RU2443714C2 true RU2443714C2 (en) | 2012-02-27 |
Family
ID=45404892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010117806/05A RU2443714C2 (en) | 2010-05-04 | 2010-05-04 | Method of controlling process of extracting emulsion rubber from latex |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2443714C2 (en) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU602507A1 (en) * | 1976-11-18 | 1978-04-15 | Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Комплексной Автоматизации Нефтяной И Химической Промышленности | Method of regulating process of synthetic rubber latex coagulation |
| SU698986A1 (en) * | 1978-03-31 | 1979-11-25 | Предприятие П/Я А-3335 | Method of control of synthetic rubber latex coagulation process |
| SU852877A1 (en) * | 1979-11-21 | 1981-08-07 | Научно-Исследовательский И Проектныйинститут По Комплексной Автоматизациинефтяной И Химической Промышленности | Method of synthetic pubber latex coagulation process control |
| SU895989A1 (en) * | 1980-05-23 | 1982-01-07 | Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Комплексной Автоматизации Нефтяной И Химической Промышленности | Method of latex coagulation process control |
| KR840000821B1 (en) * | 1980-03-03 | 1984-06-15 | 더비. 에프. 굿드리치 캄파니 | Process for recovering vinyl polymers from emulscir pelymerization latices |
| SU1162819A1 (en) * | 1981-05-26 | 1985-06-23 | Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Комплексной Автоматизации Нефтяной И Химической Промышленности | Method of controlling processes of coagulation and drying of divinyl-styrene rubber |
| EP0459161A2 (en) * | 1990-05-12 | 1991-12-04 | Bayer Ag | Process for continuously coagulating vinylpolymer lattices |
-
2010
- 2010-05-04 RU RU2010117806/05A patent/RU2443714C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU602507A1 (en) * | 1976-11-18 | 1978-04-15 | Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Комплексной Автоматизации Нефтяной И Химической Промышленности | Method of regulating process of synthetic rubber latex coagulation |
| SU698986A1 (en) * | 1978-03-31 | 1979-11-25 | Предприятие П/Я А-3335 | Method of control of synthetic rubber latex coagulation process |
| SU852877A1 (en) * | 1979-11-21 | 1981-08-07 | Научно-Исследовательский И Проектныйинститут По Комплексной Автоматизациинефтяной И Химической Промышленности | Method of synthetic pubber latex coagulation process control |
| KR840000821B1 (en) * | 1980-03-03 | 1984-06-15 | 더비. 에프. 굿드리치 캄파니 | Process for recovering vinyl polymers from emulscir pelymerization latices |
| SU895989A1 (en) * | 1980-05-23 | 1982-01-07 | Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Комплексной Автоматизации Нефтяной И Химической Промышленности | Method of latex coagulation process control |
| SU1162819A1 (en) * | 1981-05-26 | 1985-06-23 | Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Комплексной Автоматизации Нефтяной И Химической Промышленности | Method of controlling processes of coagulation and drying of divinyl-styrene rubber |
| EP0459161A2 (en) * | 1990-05-12 | 1991-12-04 | Bayer Ag | Process for continuously coagulating vinylpolymer lattices |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ВОЮЦКИЙ С.С. Практикум по коллоидной химии и электронной микроскопии. - М.: Химия, 1974, с.32-33. ЛИТВИН О.Б. Основы технологии синтеза каучуков. - М.: Химия, 1964, с.396-399. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010117806A (en) | 2011-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5601704A (en) | Automatic feedback control system for a water treatment apparatus | |
| CN103118755B (en) | Current processing method and system | |
| US20180008919A1 (en) | Solids handling in water treatment systems and associated methods | |
| JP6421461B2 (en) | Ion exchanger supply water evaluation method and operation management method | |
| JP2019051458A (en) | Dewatering system | |
| JP7179486B2 (en) | Coagulant injection control device, coagulant injection control method and computer program | |
| JP2024051134A (en) | Dewatering system | |
| CN113039160A (en) | Measuring and controlling organics in wastewater streams | |
| RU2443714C2 (en) | Method of controlling process of extracting emulsion rubber from latex | |
| Yousuf | Methods for estimation and comparison of activated sludge settleability | |
| JP6158048B2 (en) | Water treatment system, water treatment method, water treatment control device, and water treatment control program | |
| US20170349460A1 (en) | Measurement and treatment of fluid streams | |
| JP7443265B2 (en) | How to determine the dosage of coagulant for treating raw water | |
| JP2022175217A (en) | dehydration system | |
| JP2019155285A (en) | Solid/liquid separation apparatus | |
| US20130024132A1 (en) | Method for validation of polymer aqueous solutions concentration and activation in water treatment applications and polymer make-up unit therefor | |
| JP6385860B2 (en) | Aggregation state determination method and aggregation state determination device | |
| JP6754680B2 (en) | How to operate the pressurized flotation separator and the pressurized flotation separator | |
| CA3138042A1 (en) | Method for flocculating solid particles contained in a suspension, and system for carrying out the method | |
| GB2577926A (en) | Sampling and test apparatus for a waste water treatment system | |
| Cox et al. | Chemical dosing philosophies for a water treatment plant: results of some pilot plant experimentation | |
| RU2776251C2 (en) | Calcium removal optimization | |
| JP2005211891A (en) | Wastewater treatment method and wastewater treatment system | |
| US20220326685A1 (en) | Estimating risk level in an aqueous process | |
| Adgar et al. | Coagulation control using the streaming current detector: Problems and a possible solution |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200505 |