Procédé pour isoler de manière continue du polypropylène soluble
<EMI ID=1.1>
<EMI ID=2.1>
traînement partiel par la .vapeur d'eau des constituants volatils
<EMI ID=3.1> <EMI ID=4.1>
du polypropylène soluble d'une solution diluée dans un milieu de polymérisation organique usé contenant du diluant de polymérisation; du polypropylène soluble, de faibles quantités d'une substance d'arrêt, comme le méthanol, et du polypropylène cristallin entraîné, suivant lequel on concentre le polypropylène soluble relativement dilué dans le milieu de polymérisation usé par entraînement partiel au moyen de vapeur d'eau pour la formation d'une phase aqueuse à partir de la vapeur d'eau condensée et 4 lune phase Insoluble dans l'eau, laquelle phase est une solution plus concentrée de polypropylène dans le milieu de polymérisation usé résiduel (concentre amorphe), puis on décante le concentré amorphe dans un évaporateur en phase fondue dans lequel on chasse le reste des constituants volatils pour laisser subsis-
<EMI ID=5.1>
solidifier.
Les procédés' classiques de production du polypropylène comprennent généralement la polymérisation stéréospécifique du propylène en présence d'un catalyseur contenant un complexe de coordination formé d'un halogénure de métal de transition et
<EMI ID=6.1>
produit de cette réaction est une suspension de polypropylène et -de catalyseur dans un diluant hydrocarboné. Un alcool de bas
<EMI ID=7.1> <EMI ID=8.1>
propylène amorphe et de bas poids moléculaire subsiste à l'état
<EMI ID=9.1>
rieures du procédé comprennent de manière générale l'isolement
<EMI ID=10.1>
<EMI ID=11.1>
le diluant hydrocarboné (milieu de polymérisation usé). Le polypropylène cristallin est normalement recueilli sous une forme très pure qui convient pour de nombreuses applications par enrobage, revêtement, coulée et moulage. Le polypropylène soluble peut être séparé du milieu de polymérisation usé, après une certaine purification, sous la forme d'une matière thermoplastique poisseuse, inodore, blanc cassé. Bien qua ce polymère n'ait eu pendant un certain temps aucune application industrielle, il est à présent utilisé dans les adhésifs s'appliquant à chaud à l'état fondu.
Les procédés existants pour préparer les polypropylènes solublés, par exemple ceux décrits dans les brevets des Etats-Unis
<EMI ID=12.1>
partiel par la vapeur d'eau du milieu de polymérisation usé à une température élevée. La formation de grumeaux insolubles est parfois favorisée par une addition d'agents tensio-actifs. Ces grumeaux solides peuvent être collectés à la partie supérieure du liquide, puis rejetés ou purifiés en vue d'une application. Toutefois, les grumeaux entraînent ? à 10% de milieu de polymérisation et davantage d'eau et ne conviennent donc pas tels quels pour des applications exigeant un polymère exempt de milieu de polymérisation.
De plus, ce mode opératoire conduit à un gaspillage de milieu de polymérisation et contamine de grands volumes d'eau avec des concentrations relativement élevées en solides en suspension, en agents tensio-actifs, en milieu de polymérisation et en autres constituants organiques rendant difficile le <EMI ID=13.1> procédé, les fractions légères de la cire sont chassées en substance complètement en phase vapeur et laissent subsister une
couche de cire sur la couche aqueuse, la couche de cire est collectée par décantation et le produit décanté est séché au contact d'un gaz.
La Demanderesse a découvert à présent un procédé permettant de recueillir du polypropylène soluble relativement pur de façon économique et suivant lequel la contamination des eaux usées et les pertes de diluant de polymérisation sont beaucoup atténuées.
La figure du dessin annexé est un tableau de marche du procédé de l'invention, suivant lequel on exécute l'entraînement partiel par la vapeur d'eau au cours d'un premier stade dans deux appareils d'entraînement par la vapeur d'eau,munis chacun de dispositifs d'agitation, on exécute la séparation, la sédimentation et la décantation dans un second récipient ou décanteur,dans lequel on admet par pompage la phase aqueuse et la phase organique contenant le polypropylène soluble ou(concentré amorphe)en provenance du premier stade, et on effectue dans un troisième récipient ou évaporateur en phase fondue, dans lequel le concontré amorphe est admis par pompage, l'évaporation à une tempéra- <EMI ID=14.1> <EMI ID=15.1>
Pour l'entraînement, de la vapeur d'eau est admise à
<EMI ID=16.1>
<EMI ID=17.1>
peut avoir toute valeur qui convient pour sa température, à la condition qu'une certaine quantité d'eau subsiste dans l'appareil d'entraînement. La quantité de vapeur d'eau utilisée dépend de
<EMI ID=18.1>
de la décantation et du débit d'admission de l'alimentation, comme il est évident pour le spécialiste. Une agitation, en général par mouvement de rotation, est désirable pendant l'entraînement partiel par la vapeur d'eau en vue d'un bon contact
<EMI ID=19.1>
les phases restent mélangées.
La concentration du polypropylène dissous dans la phase <EMI ID=20.1>
Lorsque le diluant pour la polymérisation est l'hexane, <EMI ID=21.1> <EMI ID=22.1>
<EMI ID=23.1>
<EMI ID=24.1>
<EMI ID=25.1>
<EMI ID=26.1>
à 90,6[deg.]C et de 1,301 kg/cm<2> à 96,1[deg.]C. Si la température est trop basse, la teneur en polypropylène diminue et la concentra-
<EMI ID=27.1>
trop élevée, la pression nécessaire pour maintenir un pourcentage pondéral intéressant du concentré amorphe peut être plus élevée qu'il n'est favorable.
La température et la pression dans l'appareil d'entra!-
<EMI ID=28.1>
<EMI ID=29.1> <EMI ID=30.1>
au manomètre, respectivement.
<EMI ID=31.1>
la viscosité du concentré amorphe en fonction de la température et de la concentration en polypropylène.
<EMI ID=32.1>
<EMI ID=33.1>
<EMI ID=34.1>
<EMI ID=35.1>
<EMI ID=36.1>
<EMI ID=37.1>
Lors du choix de la concentration du concentré amorphe,. il est important que la viscosité ne soit pas trop élevée parce que le transfert, d'habitude par pompage, augmente en difficulté à mesure que la viscosité s'élève. Pour les valeurs particuliè-
<EMI ID=38.1>
l'invention, des concentrations excédant environ 70% en poids do polypropylène dans le concentré amorphe ne sont pas utiles.
Le nombre des appareils d'entraînement dépend du résultat recherché, comme il est évident pour le spécialiste.
Le mélange agité de phase aqueuse et de concentré amor- phe est alors séparé de manière que le concentré amorphe puisse subir les autres traitements. Les deux phases peuvent être séparées par centrifugation, décantation, etc., la décantation étant préférée.
Suivant un mode opératoire préféré exécuté avec décan-,
<EMI ID=39.1>
un débit qui dépend des nécessités opératoires et de la dimension de l'appareil, comme il est évident pour le spécialiste. Dans le décanteur, le concentré amorphe forme une couche supérieure sur la phase aqueuse plus dense, qui est elle-même soutirée et rejetée ou Epurée et renvoyée à l'entraînement par la vapeur d'eau. Une agitation modérée, en général par un mouvement peu intense de rotation imprimé à la couche de concentré amorphe dans le décanteur juste au-dessus de l'interface, induit la dispersion continue de la quantité faible, mais toujours présente, de polypropylène cristallin entraîné en dispersion dans le concentré. En l'absence d'agitation, cette petite quantité de
<EMI ID=40.1>
l'interface et peut provoquer un encrassement.
La comparaison entre les teneurs en solides en suspension et en méthanol, et entre les demandes chimiques en oxygène montre que la couche aqueuse soutirée du décanteur est plus pure que l'eau collectée au cours d'un procédé typique avec formation de grumeaux-, de sorte que le procédé de l'invention offre des avantages économiques et écologiques sensibles.
La température dans le décanteur est de préférence maintenue à peu. près à la valeur moyenne régnant dans l'appareil d'entraînement pour empêcher toute nouvelle concentration du concentré amorphe. La pression dans le décanteur est de préférence égale ou quelque peu plus élevée. La température moyenne dans le décanteur n'excède de préférence pas de plus d'environ
<EMI ID=41.1> nement et la pression moyenne dans le décanteur est au moins environ celle de l'appareil d'entraînement et avantageusement n'oxcède pas environ le double de la pression moyenne dans l'appareil d'entraînement. La pression dans le décanteur peut être réglée par un dispositif manostatique monté sur un réservoir de manière que les fluctuations de pression puissent être compensées par des additions d'un gaz relativement inerte tel que l'azote. L'air comprimé convient à cette fin aussi quoique les résultats soient moins favorables. La température dans le décanteur est entretenue par un chauffage d'appoint, par exemple au moyen de serpentins dans lesquels circule de la vapeur d'eau ou de dispositifs analogues.
Le concentré amorphe contenant en général une faible quantité de polypropylène cristallin entrainé est transféré de la couche supérieure du décanteur à l'appareil d'évaporation en phase fondue, qui est avantageusement un évaporateur à couche mince et surface raclée. Un évaporateur à couche mince et sur-
<EMI ID=42.1>
North Caroline aux Etats-Unis d'Amérique est préféré. D'autres évaporateurs conviennent aussi.
Le reste des constituants volatils est chassé sous forme de courant de tête dans l'évaporateur en phase fondue et le polypropylène relativement pur résultant est fluidisé. La température dans l'évaporateur en phase fondue est ajustée de manière
<EMI ID=43.1>
<EMI ID=44.1>
d'environ 162,8 à 218,3"C et le plus favorablement d'environ
162,8 à 190,6[deg.]C. L'évaporateur en phase fondue fonctionne en général à peu près sous la pression atmosphérique.
Le polypropylène fluidisé s'écoule jusqu'au fond de l'évaporateur en phase fondue d'où il peut être soutiré avantageusement au moyen d'une pompe qui l'envoie à un réservoir avant la solidification et la conversion en une forme industrielle-
ment utile.
La température de fonctionnement de l'évaporateur en
phase fondue dépend quelque peu de l'indice de fluidité à l'état fondu du polypropylène cristallin qui se forme au cours du procédé dont provient l'alimentation, du fait que l'intervalle de viscosité du polymère soluble dans l'évaporateur en phase fondue en est affecté. Si l'indice de fluidité à l'état fondu du produit cristallin en cours de fabrication est de 10 à 15, par exemple,
<EMI ID=45.1>
la partie inférieure des intervalles indiqués,tandis que si l'indice de fluidité à l'état fondu du polypropylène cristallin est de 1 à 2, la température de l'évaporateur en phase fondue doit être plus élevée pour rendre plus facile le soutirage du polypropylène fluidisé. La température de l'évaporateur en phase fondue dépend aussi quelque peu de la quantité de polypropylène cristallin entraîné dans le concentré amorphe parce que le polymère cristallin fait augmenter la viscosité du polypropylène fluidisé. La température de service de l'évaporateur en phase fondue, pour une certaine composition de l'alimentation de l'appareil d'entraînement, est facile à déterminer par le spécialiste.
Des stabilisants et autres additifs sont avantageusement introduits dans le décanteur ou l'évaporateur en phase fondue et de préférence dans ce dernier pour être dispersés dans le polypropylène. La quantité et la nature des stabilisants et additifs sont évidentes pour le spécialiste.
L'un des avantages du procédé de l'invention est la facilité de repasser à l'exécution du procédé classique avec formation de grumeaux. Dans ce dernier cas, le décsnteur et l'évaporateur en phase fondue ne sont pas mis en service et l'appareil d'entraînement fonctionne à la même température , mais sous une pression plus basse que celle généralement choisie pour le
1) procédé de l'invention. Les modifications supplémentaires néces-
<EMI ID=46.1>
une addition d'un agent tensio-actif du genre courant à cette fin et la conduite de l'entraînement d'une manière rendant facile de séparer les grumeaux de l'eau.
Comme le montre le tableau de marche du dessin annexé, le procédé est exécuté de la manière suivante. Du milieu de polymérisation usé est admis par la conduite 1 et est divisé en deux courants, dont l'un alimente par la conduite 3 le premier appareil d'entraînement 7 et dont le second alimente par la conduite 5 le second appareil d'entraînement 27. Les appareils d'entraînement '7 et 27 sont alimentés en vapeur d'eau par les
<EMI ID=47.1>
nement 7 et 27 sont évacués par les conduites 15 et 35 et passent
<EMI ID=48.1>
les conduites 19 et 39,dans les condenseurs 21 et 41. L'eau de
<EMI ID=49.1>
<EMI ID=50.1>
et 27 ou être rejetée. La phase organique du condensât est sou-
<EMI ID=51.1>
une épuration permettant de récupérer du diluant de polymérisation. Les appareils d'entraînement 7 et 27 sont munis des agitateurs 8 et 28.
Les mélanges de la phase aqueuse et du concentré amorphe quittent les appareils d'entraînement 7 et 27 par les conduites 9 et 29 et sont transférés par les pompes 11 et 31 jusqu'au
<EMI ID=52.1>
tion des phases est effectuée dans le décanteur 47 et la phase aqueuse inférieure est soutirée par la conduite 49 et rejetée ou renvoyée, après purification, aux appareils d'entraînement 7 et 27. Le décanteur 47 est muni d'un agitateur à mouvement
<EMI ID=53.1> face entre la phase aqueuse et le concentré amorphe. Le chauf-
<EMI ID=54.1>
fert de chaleur entrant par la conduite 46 et sortant par la con-
<EMI ID=55.1>
<EMI ID=56.1>
Le concentré amorphe est transféré du sommet du décanteur ^7,par la conduite 51 et la pompe 52,jusque dans l'évapora- teur en phase fondue 53. Des additifs à l'état fondu ou dissous dans une petite quantité d'un diluant peuvent être amenés par la conduite 57 dans l'alimentation de l'évaporateur en phase fondue
53 et/ou par la conduite 55 directement dans l'évaporateur en phase fondue 53. La fraction de tête évacuée de l'évaporateur en phase fondue 53 parvient par la conduite 59 dans le condenseur 61. Le condensat collecté dans ce condenseur entre dans un séparateur 67 d'au, après sédimentation, la phase organique est évacuée par la conduite 71 pour une épuration avant le retour
<EMI ID=57.1>
évacuée par la conduite 69 et est rejetée ou renvoyée aux appareils d'entraînement 7 et 27.
Le polypropylène fondu tombe au fond de l'évaporateur
en phase fondue 53 et en est soutiré par la conduite 73 pour se rassembler dans le réservoir 75 d'où il est évacué par la conduire 77 au moyen de la pompe 79 en vue de sa solidification et
de son emmagasinage.
L'invention est davantage illustrée,sans être limitée,
par l'exemple suivant.
EXEMPLE.-
L'alimentation utilisée est un milieu de polymérisation
<EMI ID=58.1>
<EMI ID=59.1>
<EMI ID=60.1>
l'hcxane. La pression de service de l'appareil d'entraînement par la vapeur d'eau est de 0,808 kg/cm<2> au manomètre, tandis que
<EMI ID=61.1>
sée par un régulateur de perte de charg3 agissant sur un robinet,
En raison des fluctuations d'admission de la vapeur d'eau, la pression fluctue d'environ 0,773 à 0,879 kg/cm<2> au manomètre.
Une vive agitation est entretenue dans l'appareil d'entraîné- ! ment par un moteur pneumatique dont l'arbre porte deux turbines
<EMI ID=62.1>
est imposée par un régulateur thermostatique faisant fonctionner un robinet à solénoïde agissant par tout ou rien dans la conduite d'admission de vapeur d'eau. La fluctuation de la température
en fonctionnement normal est d'environ 1,1[deg.]C par excès ou par défaut.
Le milieu de polymérisation usé est admis de manière continue dans l'appareil d'entraînement. Le concentré produit dans l'appareil d'entraînement, c'est-à-dire le mélange d'hexane, de méthanol et d'eau, est soutiré de manière continue en tête et
<EMI ID=63.1>
volume d'hexane. Le contenu liquide de l'appareil d'entraînement est évacué dans le décanteur.
Le décanteur fonctionne à la même température que l'appareil d'entraînement. Une pression minimale égal� à la pression désirée dans l'appareil d'entraînement est entretenue par l'azote d'une conduite manostatique empêchant toute nouvelle perte. Un robinet à solénoïde fonctionnant par tout ou rien sous commande de la température règle l'apport de chaleur par les serpentins
à vapeur logés dans le dccsntcur. Une légère agitation du concentré amorphe, à savoir de la couche supérieure, à l'interface entre les phases assure la dispersion ininterrompue de la petite quantité toujours présente de polypropylène cristallin. En l'absence d'agitation, ce polymère cristallin tend à sédimenter et à s'accumuler à l'interface.
<EMI ID=64.1>
<EMI ID=65.1>
d'eau, le reste étant formé surtout par de l'hexane et un peu de méthanol. La phase aqueuse inférieure soutirée du décanteur
se révèle à l'analyse contenir environ 20 à 193 ppm de solides
<EMI ID=66.1>
demande chimique en oxygène d'environ 630 à 2.400.
Le concentré amorphe constituant la couche supérieure est transvasé par décantation par les quatre orifices d'admission dans l'évaporateur en phase fondue qui fonctionne sous la pression ordinaire. Ces orifices sont situés immédiatement au-dessus d'un serpentin conique à double spirale pour l'évaporation instantanée dans lequel une pompe fait circuler un fluide de transfert de chaleur chauffé, en l'occurrence celui vendu sous le nom de Therninol. La température à la surface du serpentin inférieur est maintenue à environ 215,6[deg.]C et à la surface du serpentin supérieur, juste sous les orifices d'entrée, à environ 182, 2[deg.]C. Un supplément de chaleur amenée au bas de l'évaporateur en phase fondue maintient la température de la masse de polypropylène à environ 218,3[deg.]C.
La fraction soutirée en tête àe l'évaporateur est un mélange d'hexane et d'eau avec une petite quantité de méthanol,
<EMI ID=67.1>
volume d'hexane et 4 à 2� en volume d'eau. Après solidification de la majeure partie du polypropylène, celui-ci se révèle à
<EMI ID=68.1>
en poids d'eau et aucune quantité décelable de méthanol.
Le tableau ci-après indique dans quels intervalles tombe la viscosité à 190,6[deg.]C du polypropylène recueilli par le procédé du présent exemple en fonction de l'indice de fluidité à l'état fondu du polymère cristallin produit dans le procède dont provient 1* alimentation.
TABLEAU II
<EMI ID=69.1>
<EMI ID=70.1>
<EMI ID=71.1>
<EMI ID=72.1>
<EMI ID=73.1>
<EMI ID=74.1>
<EMI ID=75.1>
Bien que divers modes et détails de réalisation aient été décrits pour illustrer l'invention, il va de soi que celle-ci est susceptible de nombreuses variantes et modifications sans sortir de son cadre.
REVENDICATIONS
1.- Procède pour recueillir de manière continue du polypropylène soluble d'un milieu de polymérisation usé, caractérisé en ce que : <EMI ID=76.1> d'eau pour forme...- 'un mélange chauffé d'une phase aqueuse provenant de la vapeur d'eau condensée et d'une phase organique, laquelle phase organique est un concentré amorphe contenant environ
10 à 70% en poids de polypropylène soluble dans du milieu de polymérisation usé;
(b) on sépare le concentré amcrphe de la phase aqueuse;
(c) on chasse sensiblement toutes les substances volatiles restantes du concentré amorphe pour laisser subsister du polypropylène d'une fluidité suffisante pour son transfert aisé.
Method for continuously isolating soluble polypropylene
<EMI ID = 1.1>
<EMI ID = 2.1>
partial dragging by water vapor of volatile constituents
<EMI ID = 3.1> <EMI ID = 4.1>
soluble polypropylene of a dilute solution in a spent organic polymerization medium containing polymerization diluent; soluble polypropylene, small amounts of a barrier substance, such as methanol, and entrained crystalline polypropylene, whereby the relatively dilute soluble polypropylene is concentrated in the spent polymerization medium by partial entrainment by means of water vapor for the formation of an aqueous phase from the condensed water vapor and 4th phase Insoluble in water, which phase is a more concentrated solution of polypropylene in the residual spent polymerization medium (amorphous concentrate), then one decant the amorphous concentrate in a molten evaporator in which the remainder of the volatile constituents are removed to leave
<EMI ID = 5.1>
solidify.
Conventional methods of producing polypropylene generally include the stereospecific polymerization of propylene in the presence of a catalyst containing a coordination complex formed from a transition metal halide and
<EMI ID = 6.1>
product of this reaction is a suspension of polypropylene and catalyst in a hydrocarbon diluent. A low alcohol
<EMI ID = 7.1> <EMI ID = 8.1>
amorphous, low molecular weight propylene remains
<EMI ID = 9.1>
aspects of the process generally include the isolation
<EMI ID = 10.1>
<EMI ID = 11.1>
the hydrocarbon diluent (spent polymerization medium). Crystalline polypropylene is normally collected in a very pure form which is suitable for many applications by coating, coating, casting and molding. Soluble polypropylene can be separated from the spent polymerization medium, after some purification, as a tacky, odorless, off-white thermoplastic. Although this polymer had no industrial application for some time, it is now used in hot melt adhesives.
Existing methods for preparing soluble polypropylenes, for example those described in United States patents
<EMI ID = 12.1>
partial by the water vapor of the spent polymerization medium at an elevated temperature. The formation of insoluble lumps is sometimes favored by the addition of surfactants. These solid lumps can be collected at the top of the liquid and then discarded or purified for application. However, do the lumps result in? to 10% polymerization medium and more water and therefore not suitable as such for applications requiring a polymer free of polymerization medium.
In addition, this procedure leads to a waste of polymerization medium and contaminates large volumes of water with relatively high concentrations of suspended solids, surfactants, polymerization medium and other organic constituents making it difficult to <EMI ID = 13.1> process, the light fractions of the wax are essentially removed completely in the vapor phase and leave a
wax layer on the aqueous layer, the wax layer is collected by decantation and the decanted product is dried in contact with a gas.
We have now discovered a process for recovering relatively pure soluble polypropylene economically and in which contamination of wastewater and losses of polymerization diluent are greatly reduced.
The figure of the accompanying drawing is a flow chart of the method of the invention, according to which the partial entrainment by the steam is carried out during a first stage in two apparatuses of entrainment by the steam. , each provided with stirring devices, the separation, sedimentation and decantation are carried out in a second vessel or decanter, into which the aqueous phase and the organic phase containing the soluble polypropylene or (amorphous concentrate) from of the first stage, and in a third vessel or evaporator in the molten phase, in which the amorphous concentrate is admitted by pumping, the evaporation is carried out at a temperature <EMI ID = 14.1> <EMI ID = 15.1>
For entrainment, water vapor is allowed at
<EMI ID = 16.1>
<EMI ID = 17.1>
can be any suitable value for its temperature, provided that a certain amount of water remains in the training apparatus. The amount of water vapor used depends on
<EMI ID = 18.1>
of the settling and the feed intake rate, as is obvious to the specialist. Agitation, usually rotational motion, is desirable during partial steam entrainment for good contact.
<EMI ID = 19.1>
the phases remain mixed.
The concentration of polypropylene dissolved in phase <EMI ID = 20.1>
When the diluent for polymerization is hexane, <EMI ID = 21.1> <EMI ID = 22.1>
<EMI ID = 23.1>
<EMI ID = 24.1>
<EMI ID = 25.1>
<EMI ID = 26.1>
at 90.6 [deg.] C and 1.301 kg / cm <2> at 96.1 [deg.] C. If the temperature is too low, the polypropylene content decreases and the concentration
<EMI ID = 27.1>
too high, the pressure necessary to maintain an interesting weight percentage of the amorphous concentrate may be higher than favorable.
The temperature and pressure in the input device! -
<EMI ID = 28.1>
<EMI ID = 29.1> <EMI ID = 30.1>
pressure gauge, respectively.
<EMI ID = 31.1>
the viscosity of the amorphous concentrate as a function of the temperature and of the polypropylene concentration.
<EMI ID = 32.1>
<EMI ID = 33.1>
<EMI ID = 34.1>
<EMI ID = 35.1>
<EMI ID = 36.1>
<EMI ID = 37.1>
When choosing the concentration of the amorphous concentrate ,. it is important that the viscosity is not too high because the transfer, usually by pumping, increases in difficulty as the viscosity increases. For particular values
<EMI ID = 38.1>
In the invention, concentrations in excess of about 70% by weight polypropylene in the amorphous concentrate are not useful.
The number of training devices depends on the desired result, as is obvious to the specialist.
The stirred mixture of aqueous phase and amorphous concentrate is then separated so that the amorphous concentrate can undergo the other treatments. The two phases can be separated by centrifugation, decantation, etc., decantation being preferred.
According to a preferred procedure carried out with decan-,
<EMI ID = 39.1>
a flow rate which depends on the operating requirements and the size of the device, as is obvious to the specialist. In the decanter, the amorphous concentrate forms an upper layer over the denser water phase, which is itself drawn off and discarded or purified and returned to the steam entrainment. Moderate agitation, usually by a gentle rotational movement imparted to the layer of amorphous concentrate in the decanter just above the interface, induces the continuous dispersion of the small, but still present, amount of crystalline polypropylene entrained in dispersion in concentrate. In the absence of agitation, this small amount of
<EMI ID = 40.1>
interface and may cause clogging.
The comparison between the contents of suspended solids and methanol, and between the chemical oxygen demands shows that the aqueous layer withdrawn from the settling tank is purer than the water collected during a typical process with the formation of lumps -, of so that the process of the invention offers significant economic and ecological advantages.
The temperature in the settling tank is preferably maintained slowly. close to the average value prevailing in the training apparatus to prevent any new concentration of the amorphous concentrate. The pressure in the settling tank is preferably equal or somewhat higher. The average temperature in the settling tank preferably does not exceed by more than about
<EMI ID = 41.1> nment and the average pressure in the settling tank is at least about that of the training apparatus and advantageously does not exceed about twice the average pressure in the driving apparatus. The pressure in the settling tank can be regulated by a manostatic device mounted on a tank so that the pressure fluctuations can be compensated for by additions of a relatively inert gas such as nitrogen. Compressed air is also suitable for this purpose, although the results are less favorable. The temperature in the settling tank is maintained by an additional heater, for example by means of coils in which water vapor circulates or similar devices.
The amorphous concentrate generally containing a small amount of entrained crystalline polypropylene is transferred from the top layer of the settler to the melt evaporation apparatus, which is preferably a thin film, scraped surface evaporator. A thin film evaporator and over-
<EMI ID = 42.1>
North Caroline in the United States of America is preferred. Other evaporators are also suitable.
The remainder of the volatile constituents is removed as an overhead stream in the melt evaporator and the resulting relatively pure polypropylene is fluidized. The temperature in the molten evaporator is adjusted so
<EMI ID = 43.1>
<EMI ID = 44.1>
from about 162.8 to 218.3 "C and most favorably from about
162.8 to 190.6 [deg.] C. The molten evaporator is generally operated at approximately atmospheric pressure.
The fluidized polypropylene flows to the bottom of the molten evaporator from where it can be advantageously withdrawn by means of a pump which sends it to a reservoir before solidification and conversion to industrial form.
ment useful.
The operating temperature of the evaporator in
melt phase is somewhat dependent on the melt flow index of the crystalline polypropylene which forms during the process from which the feed is originated, because the viscosity range of the soluble polymer in the melt evaporator is affected. If the melt index of the crystalline product being produced is 10 to 15, for example,
<EMI ID = 45.1>
the lower part of the ranges shown, while if the melt flow index of the crystalline polypropylene is 1 to 2, the temperature of the melt evaporator should be higher to make it easier to draw off the polypropylene fluidized. The temperature of the melt evaporator also depends somewhat on the amount of crystalline polypropylene entrained in the amorphous concentrate because the crystalline polymer increases the viscosity of the fluidized polypropylene. The operating temperature of the molten evaporator, for a certain composition of the feed to the driving apparatus, is easily determined by the skilled person.
Stabilizers and other additives are advantageously introduced into the settling tank or the evaporator in the molten phase and preferably into the latter in order to be dispersed in the polypropylene. The amount and nature of stabilizers and additives are obvious to the specialist.
One of the advantages of the process of the invention is the ease of returning to the execution of the conventional process with the formation of lumps. In the latter case, the decanter and the molten phase evaporator are not put into service and the drive unit operates at the same temperature, but at a lower pressure than that generally chosen for the
1) method of the invention. Any additional modifications required
<EMI ID = 46.1>
adding a surfactant of the usual kind for this purpose and conducting the entrainment in a manner making it easy to separate the lumps from the water.
As shown in the operating table of the accompanying drawing, the process is carried out as follows. Spent polymerization medium is admitted through line 1 and is divided into two streams, one of which feeds through line 3 the first drive device 7 and the second of which feeds through line 5 the second drive device 27 The trainers' 7 and 27 are supplied with water vapor by the
<EMI ID = 47.1>
nement 7 and 27 are discharged through pipes 15 and 35 and pass
<EMI ID = 48.1>
pipes 19 and 39, in condensers 21 and 41. The water from
<EMI ID = 49.1>
<EMI ID = 50.1>
and 27 or be rejected. The organic phase of the condensate is
<EMI ID = 51.1>
a purification making it possible to recover the polymerization diluent. The drives 7 and 27 are provided with the agitators 8 and 28.
The mixtures of the aqueous phase and the amorphous concentrate leave the entrainers 7 and 27 through the lines 9 and 29 and are transferred by the pumps 11 and 31 to
<EMI ID = 52.1>
tion of the phases is carried out in the settling tank 47 and the lower aqueous phase is withdrawn through the pipe 49 and discharged or returned, after purification, to the driving devices 7 and 27. The settling tank 47 is provided with a movement stirrer
<EMI ID = 53.1> face between the aqueous phase and the amorphous concentrate. The heater
<EMI ID = 54.1>
heat entering through line 46 and leaving through
<EMI ID = 55.1>
<EMI ID = 56.1>
The amorphous concentrate is transferred from the top of the settler ^ 7, through line 51 and pump 52, into the melt evaporator 53. Additives in the molten state or dissolved in a small amount of a diluent can be fed via line 57 into the supply of the evaporator in the molten phase
53 and / or through line 55 directly into the molten phase evaporator 53. The top fraction discharged from the molten phase evaporator 53 passes through line 59 into the condenser 61. The condensate collected in this condenser enters a separator 67 from, after sedimentation, the organic phase is discharged through line 71 for purification before the return
<EMI ID = 57.1>
discharged through line 69 and is rejected or returned to training devices 7 and 27.
Molten polypropylene falls to the bottom of the evaporator
in molten phase 53 and is withdrawn therefrom by line 73 to collect in tank 75 from where it is discharged by line 77 by means of pump 79 with a view to its solidification and
of its storage.
The invention is further illustrated, without being limited,
by the following example.
EXAMPLE.-
The feed used is a polymerization medium
<EMI ID = 58.1>
<EMI ID = 59.1>
<EMI ID = 60.1>
hexane. The operating pressure of the steam drive unit is 0.808 kg / cm <2> at the pressure gauge, while
<EMI ID = 61.1>
operated by a pressure drop regulator acting on a valve,
Due to fluctuations in the inlet of water vapor, the pressure fluctuates from about 0.773 to 0.879 kg / cm <2> at the gauge.
A lively agitation is maintained in the training apparatus! ment by a pneumatic motor whose shaft carries two turbines
<EMI ID = 62.1>
is imposed by a thermostatic regulator operating a solenoid valve acting by all or nothing in the water vapor inlet pipe. Temperature fluctuation
in normal operation is approximately 1.1 [deg.] C by excess or by default.
The spent polymerization medium is continuously admitted to the training apparatus. The concentrate produced in the training apparatus, that is to say the mixture of hexane, methanol and water, is withdrawn continuously at the top and
<EMI ID = 63.1>
volume of hexane. The liquid content of the training device is discharged into the decanter.
The decanter operates at the same temperature as the drive unit. Minimum pressure equal � at the desired pressure in the drive unit is maintained by nitrogen from a pressure switch preventing any further loss. Temperature controlled on / off solenoid valve regulates heat input through the coils
steamer housed in the dccsntcur. Gentle agitation of the amorphous concentrate, i.e. the top layer, at the interface between the phases ensures the uninterrupted dispersion of the small amount still present of crystalline polypropylene. In the absence of agitation, this crystalline polymer tends to settle and accumulate at the interface.
<EMI ID = 64.1>
<EMI ID = 65.1>
of water, the remainder being formed mainly by hexane and a little methanol. The lower aqueous phase withdrawn from the settling tank
found on analysis to contain approximately 20 to 193 ppm solids
<EMI ID = 66.1>
chemical oxygen demand of about 630 to 2,400.
The amorphous concentrate constituting the upper layer is decanted by decantation through the four inlet ports into the molten phase evaporator which operates under ordinary pressure. These ports are located immediately above a conical double-spiral coil for instantaneous evaporation in which a pump circulates a heated heat transfer fluid, in this case that sold as Therninol. The temperature at the surface of the lower coil is maintained at approximately 215.6 [deg.] C and at the surface of the upper coil, just below the inlet ports, at approximately 182.2 [deg.] C. Additional heat to the bottom of the melt evaporator maintains the temperature of the polypropylene mass at about 218.3 [deg.] C.
The fraction withdrawn at the top of the evaporator is a mixture of hexane and water with a small amount of methanol,
<EMI ID = 67.1>
volume of hexane and 4 to 2 � by volume of water. After solidification of the major part of the polypropylene, this is revealed to
<EMI ID = 68.1>
by weight of water and no detectable amount of methanol.
The table below indicates in which ranges the viscosity at 190.6 [deg.] C of the polypropylene collected by the process of the present example falls as a function of the melt index of the crystalline polymer produced in the process. from which the feed comes.
TABLE II
<EMI ID = 69.1>
<EMI ID = 70.1>
<EMI ID = 71.1>
<EMI ID = 72.1>
<EMI ID = 73.1>
<EMI ID = 74.1>
<EMI ID = 75.1>
Although various embodiments and details of embodiments have been described to illustrate the invention, it goes without saying that the latter is susceptible of numerous variations and modifications without departing from its scope.
CLAIMS
1.- Proceeds for continuously collecting soluble polypropylene from a spent polymerization medium, characterized in that: <EMI ID = 76.1> water to form ...- 'a heated mixture of an aqueous phase from condensed water vapor and an organic phase, which organic phase is an amorphous concentrate containing approximately
10 to 70% by weight of polypropylene soluble in spent polymerization medium;
(b) separating the amber concentrate from the aqueous phase;
(c) substantially all of the remaining volatiles are removed from the amorphous concentrate to leave polypropylene of sufficient fluidity for its easy transfer.