ПРОЦЕССЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СИНТЕЗА ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ ВОЛОКНООБРАЗУЮЩИХ ПОЛИМЕРОВ

КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Оборудование можно классифицировать по структуре рабочего цикла, агрегатному состоянию веществ, степени автоматизации процесса, функциональному назначению, принципу сочетания в производственном потоке.

По структуре рабочего цикла оборудование делят на две группы: периодического и непрерывного действия. В аппаратах периодического действия загрузку, обработку и выгрузку продукта осуществляют поочередно. После разгрузки аппарата производственный цикл повторяется заново. В аппаратах непрерывного действия эти процессы в установившемся режиме совпадают по времени, т.е. продукт непрерывно продвигается от загрузочного устройства к выходному. Подача исходных веществ и выгрузка готовых продуктов происходят непрерывно.

В технологических аппаратах возможны различные сочетания агрегатных состояний веществ: газ + газ (печи, аппараты газоочистки); газ + жидкость (абсорберы, ректификационные колонны); газ + твердое вещество (циклоны, кристаллизаторы, сушилки, аппараты SSP); жидкость + твердое вещество (смесители, фильтры, центрифуги, аппараты синтеза); жидкость + + жидкость (реакторы, экстракторы, сепараторы); твердое вещество + твердое вещество (пластификаторы и т.п.). Часто в аппаратах одновременно присутствуют компоненты, находящиеся в трех различных агрегатных состояниях или агрегатное состояние которых изменяется во времени.

По степени автоматизации процесса технологическое оборудование подразделяется на аппараты и машины неавтоматического, полуавтоматического и автоматического действия. В технологии синтеза полимеров неавтоматизированное оборудование уже практически не применяется, за исключением устаревшего, но еще используемого, или на отдельных вспомогательиых стадиях. В машинах полуавтоматического действия ручной труд может применяться на отдельных технологических операциях, например при замене фильтрующих сеток в автоматических фильтрах расплава или при съеме паковок с машины. В автоматизированных аппаратах все операции выполняются машинами и устройствами.

По функциональному назначению оборудование можно разделить на типовое, применяемое в различных процессах и производствах, например фильтры, циклоны, теплообменники, емкости хранения, пневмотранспорт, насосы, скрубберы, и специальное, характерное только для конкретного технологического процесса.

В технологических процессах различные аппараты и машины могут применяться автономно или в составе поточных технологических линий, что характерно для процессов синтеза и переработки полимеров.

Основным видом оборудования для синтеза полимеров в расплаве является реактор, который комплектуется дополнительным оборудованием для проведения вспомогательных операций в зависимости от конкретного вида готовой продукции и применяемого сырья.

Подбор реактора, его расчет, оптимизация конструкции и условий проведения процесса - задача, требующая глубоких знаний в различных областях физики и химии. Особые трудности возникают при проведении реакций в вязких полимерных средах, где значительно ухудшаются условия массо- и теплообмена.

В реакторах осуществляются процессы этерификации и пере- этерификации, полимеризации и поликонденсации при получении различных видов полиэфиров и полиамидов, в том числе и модифицированных (прил. 1)^[1].

Реакторы - это вертикальные или горизонтальные (в основном цилиндрические) аппараты с обогревом или без него. Обогрев может быть выполнен в виде рубашки или внутреннего змеевика. Рубашка обогрева реактора подвергается гидравлическим испытаниям.

Большая часть оборудования работает при высокой температуре, под высоким давлением или в глубоком вакууме.

Реакторы, работающие в коррозионной среде, изготавливаются из низкоуглеродистой нержавеющей стали, титановых сплавов и других подобных материалов. Во многих реакторах, работающих в коррозионной среде под высоким давлением и имеющих тонкие стенки, широко используются армирующие пластины, а также прием плакирования стенок аппаратов легированными сплавами. Внутренняя поверхность реакторов при изготовлении часто подвергается полировке.

Реакторы снабжаются системами автоматического управления параметрами процесса, системами блокировок, срабатывающих при отклонениях параметров от заданных норм.

Перемешивание продуктов осуществляется посредством мешалок различных типов.

Реакторы комплектуются широко применяемыми в промышленности видами вспомогательного оборудования стандартного исполнения: насосами, сушилками, дозаторами, скрубберами, ректификационными колоннами, фильтрами, центрифугами и т.п.

• [1] Учебное пособие содержит электронное приложение.