BR102013013708A2

BR102013013708A2 - condicionamento de poliamida

Info

Publication number: BR102013013708A2
Application number: BR102013013708A
Authority: BR
Inventors: Andreas Christel; Brent Allan Culbert
Original assignee: Bühler Thermal Processes Ag
Priority date: 2012-06-05
Filing date: 2013-06-03
Publication date: 2015-10-20
Also published as: EP2671902A1; CN103483578A; BR102013013708A8; US20130324693A1; CN103483578B; ES2664894T3; JP6405082B2; EP2671902B1; BR102013013708B1; JP2013253242A

Abstract

condicionamento de poliamida. a presente invenção refere-se a um processo contínuo para o tratamento térmico de uma poliamida, compreendendo os estágios da introdução de partículas de poliamida na parte superior de uma primeira câmara de reação e a remoção das partículas de poliamida de uma parte inferior da primeira câmara de reação, em que as partículas de poliamida durante a diminuição gravimétrica através da primeira câmara de reação, são contatadas em contracorrente com um gás de processo, o qual, ao entrar na primeira câmara de reação, apresenta um teor de água de 0,8 a 20% em peso, com base no peso total do gás de processo, bem como uma temperatura de 100°c a 200°c, caracterizado pelo fato de que pelo menos na parte inferior da primeira câmara de reação, a proporção da velocidade superficial do gás de processo para a velocidade de afrouxamento das partículas de poliamida se encontra na faixa de 0,7 a 1,5 e as partículas de poliamida, pelo menos na parte inferior da primeira câmara de reação, estão presentes como leito solto e que a proporção do fluxo de massa do gás de processo mg para o fluxo de massa das partículas de poliamida mp se encontra na faixa de 3,0 a 20,0, preferencialmente de 3,8 a 15,0 e de modo particularmente preferido de 4,0 a 10,0 e os parâmetros acima são selecionados de modo tal, que não ocorre qualquer condensação do gás de processo na parte superior da primeira câmara de reação.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CONDICIONAMENTO DE POLIAMIDA". A presente invenção refere-se a um processo para o tratamento térmico de poliamidas.

Devido à sua estabilidade química e suas vantajosas propriedades materiais, as poliamidas são extensivamente usadas, por exemplo, como fibras ou para a produção de tubos e reservatórios. Habitualmente, as poliamidas são produzidas por uma policondensação em fusão a partir dos correspondentes monômeros. Dessa maneira, contudo, apenas poliamidas com um determinado peso molecular podem ser sintetizadas, visto que com o aumento do peso molecular da poliamida na massa fundida, a degradação térmica do produto na massa fundida aumenta simultaneamente. Para obter poliamidas com pesos moleculares mais elevados, um granulado polimérico produzido através de policondensação em fusão é submetido a uma pós-condensação em fase sólida (também designada como reação SSP (solid state polycondensation)). A reação SSP para policondensados, tais como poliésteres ou poliamidas é bem conhecida (compare, por exemplo, Scheirs/Long (editor): Modern Polyesters, Wiley 2003, em particular, páginas 143-244; DE 195 10 698 A1; EP 1.981.931 B1; WO 03/062302 A1; US 5.597.888; WO 01/39947 A1). Nesse caso, o granulado polimérico é aquecido a uma correspondente temperatura abaixo do seu ponto de fusão e o equilíbrio da reação é deslocado através da remoção dos subprodutos (por exemplo, com auxílio de um gás de processo que percorre o granulado em contracorrente) para o lado de poliamidas com peso molecular mais elevado.

Ensaios para aperfeiçoar a reação SSP para poliamidas são descritos na literatura. Por exemplo, na EP 1.981.931 B1 propõe-se um método, com o qual os tempos de permanência do granulado de poliamida no reator SSP até obter o peso molecular desejado, bem como a proporção de subprodutos (por exemplo, monômeros e oligômeros) no produto, devem ser reduzidos. Nesse caso, o granulado é submetido a um tratamento de dois estágios. Os dois estágios de tratamento distinguem-se com respeito ao teor de umidade do gás de processo usado (que no primeiro estágio pode ser vapor de água puro), bem como com respeito às temperaturas de reação e tempos de permanência. No primeiro estágio, com um gás de processo úmido, deve ser obtida uma remoção eficiente de subprodutos indesejados, tais como oligômeros, enquanto no segundo estágio, trabalha-se com um gás de processo comparativamente seco, para obter um aumento o mais elevado possível do peso molecular. A desvantagem desse método é, como sempre, o longo tempo de permanência, que nos exemplos da EP 1.981.931 B1 importa ainda em 20-30 horas nos dois estágios. Na execução contínua do processo de acordo com a EP 1.981.931 B1, portanto, são necessários grandes condicionadores. A EP 2.297.228 B1 descreve um processo contínuo para a secagem em multiestágios e pós-condensação de granulado de poliamida. O processo destaca-se pelo fato, de que no estágio de pós-condensação, o gás de processo é alimentado em pelo menos dois pontos ao longo da cavidade do reator (na parte inferior e na metade superior abaixo da superfície do granulado). Esse método é comparativamente dispendioso e requer o uso de uma grande quantidade de gás de processo. O granulado de poliamida é introduzido no estágio de secagem prévia com uma temperatura de pelo menos 70°C. Os problemas decorrentes nas baixas temperaturas do granulado, bem como a necessidade de uma secagem eficiente do granulado de poliamida no estágio de secagem, não são reconhecidos nesse documento. O objetivo da presente invenção foi superar as desvantagens a-cima descritas do estado da técnica é pôr um processo à disposição para o condicionamento de poliamida, com o qual o peso molecular da poliamida independentemente de sua temperatura, possa ser aumentado de maneira desejada em um reator comparativamente pequeno de forma eficiente em uma reação SSP em tempo comparativamente curto.

De acordo com a invenção, o presente objetivo é resolvido pelo fato, de que a velocidade (mas não a quantidade total) do gás de processo que percorre a câmara de condicionamento, é aumentada em ajuste abaixo esclarecido com os outros parâmetros essenciais do processo de modo tal, que resulta uma secagem rápida e eficiente do granulado para um teor de umidade de, no máximo, 1% em peso. De acordo com a invenção foi verificado, que um granulado de poliamida eficientemente secado dessa maneira, em um subsequente estágio SSP, pode ser aumentado para um peso molecular desejado de forma nitidamente mais rápida do que a descrita no estado da técnica, sem que para esse fim, seja necessário um equipamento particular com várias entradas de gás, tal como descrito na EP 2.297.228 B1. Isso é atribuído ao fato, de que o granulado de poliamida pré-tratado de acordo com a invenção, introduzido na câmara de reação SSP apresenta tão pouca umidade, que não ocorre qualquer queda de temperatura temporária induzida pela condensação na câmara de reação SSP. Além disso, a reação SSP pode ser efetuada com bem menos gás de processo do que conhecido, por exemplo, da EP 2.297.228 B1.

De acordo com a invenção, em particular no condicionamento de granulado de poliamida frio (isto é, granulado com, por exemplo, temperatura ambiente), deveria ser observado, para que a temperatura do gás de processo no momento da saída da câmara de condicionamento se encontre acima do ponto de orvalho do gás. De acordo com a invenção foi verificado, que uma separação do condensado do gás de processo e os picos de pressão associados, bem como distorções do espectro do tempo de permanência podem ser evitadas, se o gás de processo apresenta uma tal velocidade no condicionador (a seguir, designado também como primeira câmara de reação), que ocorre uma floculação do leito sólido de partículas de poliamida no reator. Em tais circunstâncias, a troca de calor entre o gás de processo e poliamida é tão limitada, que o gás de processo na saída do reator apresenta ainda uma temperatura acima de seu ponto de orvalho. Uma condensação indesejada de água (e monômeros) é impedida pelo fato, sem que, a-demais, ocorram influências negativas sobre o condicionamento e a eventual subsequente reação SSP. No estado da técnica, esse problema da condensação da água contida no gás com conseqüências desvantajosas para o estágio de condicionamento, que ocorre, em particular, com baixa temperatura do polímero, não foi reconhecido até agora. A presente invenção se refere, assim, a um processo contínuo para o tratamento térmico de uma poliamida, compreendendo os estágios da introdução de partículas de poliamida na parte superior de uma primeira câmara de reação e a remoção das partículas de poliamida de uma parte inferior da primeira câmara de reação, em que as partículas de poliamida, durante a diminuição gravimétrica através da primeira câmara de reação, são contatadas em contracorrente com um gás de processo, o qual, ao entrar na primeira câmara de reação, apresenta um teor de água de 0,8 a 20% em peso, com base no peso total do gás de processo, bem como uma temperatura de 100°C a 200°C, caracterizado pelo fato de que pelo menos na parte inferior da primeira câmara de reação, a proporção da velocidade superficial do gás de processo para a velocidade de afrouxamento das partículas de poliamida se encontra na faixa de 0,7 a 1,5 e as partículas de poliamida, pelo menos na parte inferior da primeira câmara de reação, estão presentes como leito solto e que a proporção do fluxo de massa do gás de processo mg para o fluxo de massa das partículas de poliamida mp se encontra na faixa de 3,0 a 20,0, preferencialmente de 3,8 a 15,0 e de modo particularmente preferido de 4,0 a 10,0 e os parâmetros acima são selecionados de modo tal, que não ocorre qualquer condensação do gás de processo na parte superior da primeira câmara de reação. A velocidade superficial vg de um gás é definida como a passagem de gás por área de secção transversal da câmara de tratamento: V m vs ~ a ~ n „ 2 Λ p*fC *r Como velocidade de afrouxamento vi das partículas de poliamida, é designada a velocidade de fluxo, na qual uma carga das partículas de poliamida na primeira câmara de reação se encontra em estado da embalagem mais solta. Abaixo do ponto de afrouxamento, a carga de partículas de poliamida está presente como leito sólido. O gás de processo se movimenta com baixa velocidade através das cavidades do leito sólido poroso, sem alterar sua estrutura de embalagem. Aumentando a velocidade de fluxo do gás de processo, ocorre uma crescente fluidização da carga (isto é, a um afrouxamento), até que ao alcançar a velocidade de afrouxamento, obtém-se um estado, no qual as partículas da carga sem contato permanente são suspensas entre si no gás de processo. Particularidades da determinação e cálculo do ponto de afrouxamento ou da velocidade de afrouxamento podem ser encontradas no VDI-Wãrmeatlas, 5a edição, 1988, capítulo Lf (com respeito à determinação sobre a medição da curva de perda de pressão, em particular, figura 4).

Para um material a granel formado de granulado com um diâmetro médio de partícula de 1,4 a 5 mm e uma temperatura entre 0°C e 300°C, o ponto de afrouxamento é obtido a uma velocidade do gás (isto é, a velocidade de afrouxamento) de cerca de 0,6 a 2 m/s.

Para obter a proporção de acordo com a invenção v = vg/vi de 0,7 a 1,5 pelo menos na parte inferior da primeira câmara de reação, o gás de processo deve apresentar, por exemplo, a uma velocidade de afrouxamento de 0,6 m/s, dessa maneira, uma velocidade superficial de 0,42 a 0,9 m/s, bem como a uma velocidade de afrouxamento de 2 m/s, dessa maneira, uma velocidade superficial de 1,4 a 3 m/s. Preferencialmente, a velocidade superficial Vg no processo de acordo com a invenção, encontra-se na faixa de 0,85 a 1,3.

De acordo com a invenção, pode ser usada cada poliamida, cujo peso molecular pode ser aumentado em uma reação SSP. Preferencialmente, é usado um pré-polímero de poliamida. Mas pode se tratar também de um pré-polímero de poliamida com peso molecular já aumentado (em relação ao pré-polímero de poliamida), por exemplo, de um reciclado, isto é, de um polímero reprocessado de um processo de produção ou processamento ou de um polímero acumulado e reprocessado depois de usado por um consumidor.

De acordo com a invenção, todos os tipos de poliamidas podem ser usados, tais como poliamidas alifáticas, poliamidas parcialmente aromá- ticas ou poliamidas aromáticas, bem como copolímeros dessas. Poliamidas alifáticas podem ser produzidas a partir de diaminas alifáticas ou cicloalifáti-cas através da reação com ácidos dicarboxílicos alifáticos ou cicloalifáticos, respectivamente, a partir de ácidos α,ω-aminocarboxílicos ou lactamas ou misturas desses. Diaminas (ciclo)alifáticas adequadas são, por exemplo, C2-C15-diaminas lineares, ramificadas ou cíclicas, tais como 1,4-butanodiamina, 1,6-hexametilenodiamina, 2-metil-1,5-pentametilenodiamina, 1,9- nonanodiamina, 1,11-undecanodiamina, 1,12-dodecanodiamina, 1,3-diaminometilciclo-hexano, 1,4-diaminometilciclo-hexano ou 1,4-diaminociclo-hexano. Ácidos dicarboxílicos (ciclo)alifáticos adequados são, por exemplo, ácidos C4-C15-dicarboxílicos lineares, ramificados ou cíclicos, tais como ácido adípico, ácido dodecanoico ou ácido p-ciclo-hexanodicarboxílico/ Ácidos α,ω-aminocarboxílicos alifáticos adequados são, por e-xemplo, ácidos C4-C12-a^-aminocarboxílicos, tais como ácido aminocápri-co ou ácido aminoundecanoico.

Lactamas adequadas são, por exemplo, caprolactama, caprilo-lactama ou dodecalactama.

Poliamidas parcialmente aromáticas podem ser produzidas a partir de um dos componentes alifáticos acima descritos e de um monômero aromático, tal como de uma amina aromática, tal como p-fenilenodiamina ou um ácido dicarboxílico aromático, tal como ácido ortoftálico, ácido isoftálico ou ácido tereftálico.

Poliamidas aromáticas podem ser produzidas a partir de uma combinação das diaminas aromáticas acima e ácidos dicarboxíicos aromáticos.

Poliamidas adequadas de acordo com a invenção são, por e-xemplo, poliamida-4,6, poliamida-6,6, poliamida-6, poliamida-11 ou poliami-da-12, apenas para mencionadas algumas poucas.

Preferencialmente de acordo com a invenção, no processo reivindicado é usado um pré-polímero de poliamida. Por um pré-polímero de poliamida é entendido o produto de uma policondensação dos monômeros acima descritos, o qual apresenta uma viscosidade de solução relativa (viscosidade de ácido sulfúrico ou SAV) na faixa de 1,7 a 4, preferencialmente de 1,7 a 3, de modo particularmente preferido, de 1,7 a 2,5. A determinação da SAV em 96% de ácido sulfúrico com auxílio de um viscosímetro de Ubbe-lohde (capilares II) a 25°C é conhecida pelo técnico e descrita, por exemplo, na DE 195 10 698 (página 4, linhas 50-56), ao cujo teor correspondente é feita, aqui, referência expressa ou na norma DIN n° 53.727. A SAV é o quo-ciente da viscosidade da solução de poliamida e da viscosidade do solvente e é uma medida para o peso molecular médio da poliamida.

Pré-polímeros de poliamida podem ser produzidos de maneira usual, conhecida pelo técnico, geralmente através de uma policondensação em fusão ou alternativamente, através de uma policondensação em solução. Essas reações de policondensação são conhecidas pelo técnico e descritas na literatura (por exemplo, EP 0.254.367; Bottenbruch/Binsack (editor), Te-chnische Thermoplaste, 4. Polyamide, Munique 1998).

Aos polímeros podem ser acrescentados aditivos. Como aditivos são adequados, por exemplo, catalisadores, corantes e pigmentos, bloquea-dores de UV, agentes auxiliares de processamento, estabilizadores, modifi-cadores de impacto, agentes de expansão de natureza química e física, materiais de enchimento, agentes de nucleização, agentes inibidores de chamas, plastificantes, partículas aperfeiçoadoras das propriedades de barreira ou mecânicas, corpos de reforço, tais como esferas ou fibras, bem como substâncias reativas, tais como, por exemplo, absorvedores de oxigênio, adsorvedores de acetaldeído ou substâncias elevadoras do peso molecular e assim por diante. A poliamida é aduzida ao processo de acordo com a invenção em forma de partícula, isto é, como granulado. A produção de granulados é efetuada de acordo com a invenção, preferencialmente a partir de uma massa fundida dos polímeros. A produção de uma massa fundida dos polímeros é efetuada por meio de equipamentos ou reatores conhecidos no estado da técnica. Fundamentalmente, são incluídos reatores de polimerização, nos quais os polímeros são produzidos em fase líquida, tais como, por exemplo, caldeiras agitadoras, reatores em gaiola ou reatores de discos ou então, e-quipamentos, nos quais os polímeros anteriormente produzidos são fundidos, tais como, por exemplo, extrusores ou amassadores. A produção da massa fundida dos polímeros pode ser efetuada continuamente ou às bate-ladas. Contudo, para o processamento seguinte, são preferidos processos contínuos.

Em um dispositivo de saída, em particular, em um bico injetor ou placa de injetor, filamentos de policondensados individuais são moldados da massa fundida do policondensado. Para produzir os granulados a partir dos filamentos de policondensado, podem ser usadas as técnicas de granulação conhecidas no estado da técnica, tais como granulação de extrusão, granu-lação de anel líquido, granulação submersa em água ou granulação de de-captação (também granulação hot face). Nesse caso, os filamentos do policondensado, que saem dos canais de fusão, são fixados e separados em um grande número de granulados individuais, em que a separação pode ser efetuada antes ou depois da fixação.

Apesar de usar o termo "água" na designação das instalações de granulação, podem ser usados, também, outros meios líquidos. A separação é efetuada, por exemplo, através de uma formação de gota independente, através do uso de um meio de cisalhamento líquido ou através de uma separação mecânica, em particular, corte.

Durante uma formação de gota independente ou de uma forçada por um meio de cisalhamento é efetuada na saída do injetor, um corte pode ser efetuado tanto diretamente na saída do injetor ou então somente de passar por uma seção de tratamento. A fixação da massa fundida de policondensado é efetuada através de resfriamento com auxílio de um ou mais fluidos refrigerantes, sendo que pode se tratar de meios de refrigeração gasosos (por exemplo, ar, nitrogênio ou CO2) ou de líquidos (por e-xemplo, água ou etilenoglicol) ou de uma combinação desses. De acordo com a invenção, utiliza-se pelo menos um meio de refrigeração líquido. O policondensado, em particular, como filamentos de policondensado ou como gotas, por exemplo, antes de entrar no meio de refrigeração líquido pode percorrer uma via, que contém um gás de processo, em particular, ar ou névoa de água. O tamanho médio do granulado deve ser entre 0,1 mm e 10 mm, preferenciaimente entre 0,5 mm e 6 mm e, em particular, entre 1,4 mm e 5 mm.

Os granulados devem apresentar preferencialmente uma forma de granulado definida, tal como, por exemplo, cilíndrica, esférica, goticular, semelhante à esférica ou uma forma de projeto, tal como proposto na EP 0.541.674.

Os granulados de policondensação, antes da introdução no processo de acordo com a invenção, são levados à temperatura, que se encontra na faixa de 10°C a 110°C. Preferencialmente, os granulados são levados ou à temperatura ambiente ou a uma temperatura de 80-110°C. Simultaneamente com o ajuste da temperatura, os granulados de policondensação podem ser transportados para um outro estágio do processo. Ao contrário do processo do estado da técnica, de acordo com a invenção é possível, também condicionar os granulados de poliamida eficientemente à temperatura ambiente. Mas também no condicionamento do granulado de poliamida com temperatura mais elevada, as vantagens de acordo com a invenção resultam de uma subsequente pós-condensação.

Depois de um resfriamento, o meio de refrigeração ê separado dos granulados. Opcionalmente, um outro tratamento (condicionamento) dos granulados é efetuado em um meio líquido, para o que o meio de refrigeração ou um outro líquido pode ser diretamente usado. Um tal outro tratamento do granulado é efetuado, em particular, para remover monômeros e oligômeros de baixo peso molecular, que se formam inevitavelmente no estágio de polimerização em fusão e que prejudicam a capacidade de processamento, bem como as propriedades do granulado. A remoção dos monômeros e oligômeros é efetuada através de extração contínua ou descontínua com água quente (DE A 25 01 348, DE A 27 32 328), através de destilação no vácuo (US 4.376.680) ou na corrente de vapor de água supera-quecida (EP 0.284.968 B1). Todos esses processos, por razões de prote- ção ambiental e economia, são preferencialmente efetuados sob recuperação e reutilização do extrato. Ao invés de água como líquido de extração, foi proposto também o uso de caprolactama (DE A 43 24 616) ou de soluções aquosas de aminonitrila (WO 99/43407). A extração é efetuada em um ou vários estágios em uma torre de extração durante várias horas. Tais torres e processos de extração são bastante conhecidos do estado da técnica. Por exemplo, seja feita referência ao WO 99/43407, ao cujo teor relevante é feita referência aqui. A separação dos granulados de um meio de refrigeração líquido é efetuada por meio de dispositivos de separação conhecidos no estado da técnica. Nesse caso, pode se tratar meramente de dispositivos de separação passivos, tais como, por exemplo, grades ou grelhas, através das quais o meio de refrigeração, mas o granulado, pode passar. Geralmente, contudo, os dispositivos de separação ativos são usados pelo menos para uma parte da separação, em que a separação é efetuada, por exemplo, com base em uma passagem de gás, de uma força centrífuga ou de um choque. Tais dispositivos são conhecidos, por exemplo, como dispositivos de aspiração, secadores de impacto ou secadores centrífugos. Do mesmo modo, uma parte da separação pode ser efetuada por meio de uma corrente gasosa insatura-da, opcionalmente aquecida através de evaporação do meio de refrigeração.

Depois da secagem dos granulados de policondensado do meio de refrigeração líquido, pode ser efetuada uma transferência direta para a primeira câmara de reação seguinte. Opcionalmente, os granulados de policondensado, contudo, também podem ser conduzidos através de uma via de transporte.

Antes da entrada na primeira câmara de reação (condicionador), as partículas têm - um teor de água de 5 a 20% em peso, preferencialmente de 9 a 16% em peso, com base no peso seco das partículas; - um teor monomérico de até 15% em peso, preferencialmente até 5% em peso e de modo particularmente preferido de 0,3 a 3% em peso, com base no peso seco das partículas; - uma viscosidade de solução relativa (viscosidade de ácido sul-fúrico ou SAV) na faixa de 1,7 a 4, preferencialmente de 1,7 a 3, de modo particularmente preferido, de 1,7 a 2,5. A primeira câmara de reação (condicionador) do dispositivo de acordo com a invenção é envolvida por um gabinete. O corte transversal horizontal da primeira câmara de reação pode apresentar uma forma arbitrária. Uma forma redonda ou retangular é preferida de acordo com a invenção. A primeira câmara de reação está disposta de forma essencialmente vertical, de modo que as partículas passam pela câmara de cima para baixo sob a ação da força de gravidade. Importante é a obtenção de um fluxo de produto uniforme. A primeira câmara de reação (condicionador) do dispositivo de acordo com a invenção é lateralmente limitada por uma camisa. A parede dessa camisa pode consistir, nesse caso, em segmentos cônicos ou cilíndricos ou de uma combinação desses. A distribuição de velocidade do gás de processo que passai através das partículas em contracorrente pode ser influenciada pela altura da primeira câmara de reação. Uma ampliação da á-rea de cobertura permite, nesse caso, uma redução da velocidade do gás, o que reduz ou impede a descarga do material de poliamida presente como material a granel. Um estreitamento na área de cobertura permite, por outro lado, um aumento da velocidade do gás, o que leva a um turbilhonamento mais forte do material e, dessa maneira, a uma redução ou impedimento da colagem das partículas.

No interior da primeira câmara de reação pode estar disposto pelo menos um corpo de deslocamento, que não é atravessado pelo material a granel e, dessa maneira, diminui a primeira câmara de reação. Tais corpos de deslocamento podem ser usados, por exemplo, para a passagem do gás de processo, para o ajuste da área de corte transversal livre ou para melhorar o fluxo do material a granel. Além disso, a primeira câmara de reação pode ser subdividida em várias câmaras através do uso de paredes de separação, sendo concebível uma distribuição de produto em várias câmaras simultaneamente ou de uma câmara para a próxima. Pelo menos uma câmara dessa forma de concretização forma, aqui, a primeira câmara de reação de acordo com a invenção com as propriedades aqui descritas. A separação em câmaras pode estender-se por toda a altura coberta pelo material a granel ou apenas por uma parte da altura coberta pelo material a granel da primeira câmara de reação. As câmaras acima descritas podem ser alimentadas ou acionadas individualmente ou juntamente com disposições periféricas, tais como a instalação de remoção para o gás de processo, o dispositivo de descarga, aquecedores, ventiladores e assim por diante. A primeira câmara de reação compreende pelo menos uma a-bertura de enchimento para a introdução do material de poliamida a ser tratado, que se encontra preferencialmente na área de cobertura da primeira câmara de reação. Nesse caso, pode se tratar, por exemplo, de uma abertura de gabinete ou de uma saída de um tubo conduzido para a primeira câmara de reação. Para distribuir o material a ser introduzido, a abertura de enchimento pode ser segmentada ou pode haver várias aberturas de enchimento, as quais recebem preferencialmente uma porção de material uniforme através de uma peça de distribuição. A primeira câmara de reação é limitada para baixo por um fundo, que pode ser moldado de forma plana ou inclinada conicamente. A primeira câmara de reação apresenta pelo menos uma abertura de descarga, que geralmente está disposta na região inferior da câmara de reação e é, por exemplo, uma abertura do gabinete ou uma entrada do tubo. Preferencialmente de acordo com a invenção, o material condicionado é aduzido à abertura de descarga por uma região que afina conicamente, em que o ângulo do cone inclinado formado dessa maneira importa preferencialmente em 30 a 50°. Dispositivos de descarga mecânicos, tal como, por exemplo, uma rosca sem fim também podem ser disponibilizados.

Na região inferior da primeira câmara de reação, encontra-se pelo menos uma instalação de alimentação para o gás de processo, a qual a-presenta aberturas de saída, através das quais o gás de processo flui de baixo para a primeira câmara de reação. Nesse caso, pode se tratar de tubulações de alimentação. Deve ser garantida uma distribuição suficientemente uniforme do gás de processo. É dada preferência a um grande número de tubulações com aberturas de saída, através das quais o gás de processo é distribuído pelo corte transversal da primeira câmara de reação. A instalação de alimentação é geralmente direta ou indiretamente conectada com tubulações e canais, através dos quais é estabelecida uma ligação às instalações para o pré-tratamento do gás de processo, tais como instalações de vedação (ventiladores, ventoinhas e assim por diante), trocadores de calor ou instalações de purificação (tais como filtros, lavadores de gás e assim por diante). De acordo com uma forma de concretização alternativa da presente invenção, pode ser prevista pelo menos uma entrada de gás adicional em cerca da metade da altura da primeira câmara de reação. O gás de reação flui em contracorrente em direção ao material a granel de baixo para cima através da primeira câmara de reação e deixa essa por meio de aberturas de saída, que estão dispostas na área de cobertura da primeira câmara de reação. No caso das aberturas de saída pode se tratar de tubulações de remoção. Nas tubulações de remoção podem ser encontrados dispositivos, que permitem a penetração de gás de processo, mas dificultam ou impedem a penetração de material a granel, por exemplo, separadores em zigue-zague. A abertura de saída geralmente também é direta ou indiretamente ligada com tubulações e canais, através dos quais é estabelecida uma ligação às instalações para o pré-tratamento do gás de processo, tais como instalações de vedação (ventiladores, ventoinhas e assim por diante), trocadores de calor ou instalações de purificação (tais como filtros, lavadores de gás e assim por diante). Preferencialmente, entre a instalação de alimentação e remoção do gás de processo há um circuito fechado. Este circuito serve principalmente para a purificação do gás de processo e sua nova têmpera à temperatura de entrada descrita abaixo.

De acordo com a invenção, a primeira câmara de reação apresenta preferencialmente uma estrutura plana, na qual a altura (H) da primeira câmara de reação e a área do corte transversal (A) no fundo (na saída cônica, a área do corte transversal ainda não afunilada) formam uma relação V=H2/A, em que V é menor do que 4, preferencialmente menor do que 2. O gás de processo, de acordo com a invenção, é preferencialmente nitrogênio, que na entrada na primeira câmara de reação, apresenta um teor de umidade de 0,8 a 20% em peso, de água (corresponde a um ponto de orvalho de 10 a 70°C), preferencialmente 0,8 a 13% em peso, de água (corresponde a um ponto de orvalho de 10 a 60°C) e preferencialmente 1,4 a 7,8% em peso, de água (corresponde a um ponto de orvalho de 20 a 50°C). Ao entrar na primeira câmara de reação, o gás de processo possui preferencialmente uma temperatura de 100 a 200°C. De acordo com a invenção, uma tal quantidade de gás de processo é introduzida na primeira câmara de reação, que a proporção de quantidade de gás de processo (mg) para quantidade de material a granel na primeira câmara de reação (mp) mg/mp se encontra na faixa de 3,0 a 20,0, preferencialmente de 3,8 a 15,0 e de modo particularmente preferido, de 4,0 a 10,0. Preferencialmente, o gás de processo apresenta um teor de oxigênio de no máximo 20 ppm.

De acordo com a invenção é essencial, que o gás de processo entre na primeira câmara de reação com uma velocidade suficiente. De a-cordo com a invenção é essencial, que pelo menos na área inferior da primeira câmara de reação a proporção da velocidade superficial do gás de processo para a velocidade de afrouxamento das partículas de poliamida esteja na faixa de 0,7 a 1,5 e as partículas de poliamida, pelo menos na área inferior da primeira câmara de reação, estejam presentes como leito solto. Isso já foi detalhadamente demonstrado acima.

Os valores a serem ajustados de acordo com a invenção (temperatura do granulado, teor de umidade do gás de processo, proporção mg/mp, proporção vg/vl) dependem uns dos outros. Se, por exemplo, um granulado de poliamida com uma baixa temperatura (por exemplo, temperatura ambiente) é usado em combinação com um gás de processo com teor de umidade mais elevado, devem ser usadas correspondentemente uma maior quantidade de gás de processo, bem como aumentada a sua velocidade superficial, para evitar uma condensação do gás de processo na parte superior da primeira câmara de reação. Isso é mostrado nos seguintes e-xemplos e exemplos comparativos 1 a 3. O técnico, com base em sua habili- dade de rotina pode determinar prontamente os parâmetros a serem ajustados em cada caso dentro das faixas de acordo com a invenção.

De acordo com uma forma de concretização preferida da presente invenção, além disso, na parte superior da primeira câmara de reação, é ajustada uma proporção da velocidade superficial do gás de processo para a velocidade de afrouxamento das partículas de poliamida na faixa de 1,2 até 4, preferencialmente 1,5 até 3, de modo que as partículas de poliamida são fluidizadas pelo menos na parte superior da primeira câmara de reação. Essa pode ser obtida através da disponibilização de elementos de armazenamento em si conhecidos na parte superior da primeira câmara de reação. Por parte superior da primeira câmara de reação deve ser entendida, aqui, a parte da primeira câmara de reação que, em uma divisão mental da primeira câmara de reação em duas secções do mesmo tamanho, se localiza na parte superior dessas duas secções. Por parte inferior da primeira câmara de reação deve ser entendida analogamente aqui, a parte da primeira câmara de reação que, em uma divisão metal da primeira câmara de reação em duas secções do mesmo tamanho, se localiza na parte inferior dessas duas secções.

Devido a essa alta velocidade do gás em combinação com os outros parâmetros aqui discutidos na em duas secções do mesmo tamanho (teor de umidade do gás de processo, temperatura do granulado, proporção mg/mp) é assegurado, que o gás de processo na saída da primeira câmara de reação apresenta ainda uma temperatura acima de seu ponto de orvalho. De modo preferido de acordo com a invenção, o gás de processo ao deixar a primeira câmara de reação, apresenta uma temperatura de pelo menos 10°C acima do ponto de orvalho do gás.

De acordo com a invenção, 100 a 12000 kg de material a granel por hora são conduzidos através da primeira câmara de reação. O material a granel tem na primeira câmara de reação preferencialmente um tempo de permanência de 0,2 a 5 horas, de modo particularmente preferido 0,5 a 3 horas. Na saída da primeira câmara de reação, o material a granel tem uma temperatura na faixa de 100 a 195°C, preferencialmente 120 a 190°C, bem como um teor de água de no máximo 1% em peso, com base no peso seco do material a granel. Nesse ponto, o material apresenta um teor monomérico de até 5% em peso, com base no peso seco do material a granel. A viscosidade de solução relativa (SAV) do material a granel ao deixar a primeira câmara de reação encontra-se na faixa de 2 a 6, preferencialmente de 2,3 a 4.

Com o processo de acordo com a invenção, é possível condicionar tanto poliamida quente com uma temperatura de 60 até cerca de 110°C ao entrar na primeira câmara de reação, quanto também poliamida fria com uma temperatura de 0 até cerca de 60°C, preferencialmente 15 a 40°C, ao entrar na primeira câmara de reação, sem a ocorrência de uma condensação desvantajosa de água do gás de processo. Uma separação do condensado do gás de processo teria como consequência picos de pressão, bem como distorções do espectro do tempo de permanência, visto que o fluxo de produto e de gás seriam influenciados negativamente e causaria uma grande perda da pressão de gás. O processo de acordo com a invenção destaca-se pelo fato, de que uma quantidade comparativamente grande de gás de processo pode ser conduzida através da primeira câmara de reação, sem a o-corrência, nesse caso, de uma perda de pressão notável. Preferencialmente, no processo de acordo com a invenção há uma perda de pressão inferior a 15 KPa (150 mbar), preferencialmente inferior a 10 KPa (100 mbar). O processo acima descrito para o tratamento de poliamida pode ser efetuado por si só. Preferencialmente de acordo com a invenção, contudo, segue um estágio para aumentar o peso molecular da poliamida (reação SSP).

Embora fosse fundamentalmente possível efetuar os dois estágios em diferentes secções separadas umas das outras do mesmo dispositivo (isto é, as duas câmaras de reação localizam-se em um único dispositivo), de acordo com a invenção é preferível efetuar os dois estágios do processo em um dispositivo separado. A poliamida, nesse caso, pode ser transportada sem transporte (isto é, exclusivamente com auxílio da gravidade) através de um tubo de queda para a segunda câmara de reação. De acordo com uma forma de concretização alternativa, a poliamida, depois de deixar a primeira câmara de reação por meio de instalações de transporte adequadas, pode ser transportada por meio mecânico (por exemplo, com auxílio de uma cinta transportadora) para a segunda câmara de reação. De acordo com uma outra variante de acordo com a invenção, o transporte pode ser efetuado também com auxílio de um gás transportador. Essas variantes são conhecidas pelo técnico no campo da reação SSP (por exemplo, transporte de um cristalizador para um reator SSP) e não precisam ser detalhadamente esclarecidas aqui.

Antes de entrar na segunda câmara de reação, o material de po-liamida pode ser aquecido e/ou desempoeirado, se necessário, em instalações adicionais. Sistemas de aquecimento e desempoeiramento são bastante conhecidos pelo técnico (por exemplo, WO 2010/094807) e não precisam ser detalhadamente esclarecidos aqui.

Ao entrar na segunda câmara de reação, o material de poliamida apresenta uma temperatura na faixa de 100 a 195°C, preferencialmente 120 a 1Ô0°C, bem como um teor de água de no máximo 1% em peso, com base no peso seco do material a granel. O material apresenta, nesse ponto, um teor monomérico de até 5% em peso, com base no peso do material a granel. A viscosidade de solução relativa (SAV) do material a granel ao deixar a primeira câmara de reação encontra-se na faixa de 2 a 6, preferencialmente de 2,3 a 4. A segunda câmara de reação localiza-se em um dispositivo, tal como essa é convencionalmente usada para a execução de uma reação SSP (para poliésteres ou poliamidas). Tais dispositivos são conhecidos (por exemplo, DE 10 2005 025 972 A1) e não precisam ser detalhadamente descritos aqui. O material de poliamida percorrer a segunda câmara de reação verticalmente de cima para baixo. De acordo com a invenção, 100 a 12000 kg de material a granel são conduzidos por hora através da segunda câmara de reação. Dentro da segunda câmara de reação, o material de poliamida está presente como leito sólido e tem um tempo de permanência de 2 a 30 horas, preferencialmente 4 a 20 horas, dependendo das condições de rea- ção na segunda câmara de reação e do peso molecuiar aspirado. De acordo com a invenção, é dada preferência à execução da reação SSP, até que o peso molecular da poliamida tenha aumentado para uma viscosidade de solução relativa (SAV) de 2 a 6, preferencialmente 2,3 a 4,0, tendo sido obtido, contudo, pelo menos um aumento da SAV a um valor superior a 0,2, em particular, superior a 0,5.

Na segunda câmara de reação, a poliamida é tratada de maneira conhecida através de gás de processo em contracorrente. De acordo com a presente invenção, o gás de processo ao entrar na região inferior da segunda câmara de reação, tem uma temperatura de 10 a 200°C, preferencialmente 20 a 195°C. Preferencialmente de acordo com a invenção, o nitrogênio é usado como gás de processo com um teor de umidade de no máximo 10% em peso, de água, com base no peso total do gás de processo. Dessa maneira, o gás de processo, ao entrar na segunda câmara de reação, apresenta um ponto de orvalho de -60 a +50°C. Preferencialmente, uma tal quantidade de gás de processo é conduzida para a segunda câmara de reação, de modo que a proporção de quantidade de gás de processo (mg) para a quantidade de material a granel (mp) mg/mp na segunda câmara de reação se encontra na faixa de 0,05 a 4,0, preferencialmente abaixo de 1,5, de modo particularmente preferido abaixo de 1.

De acordo com uma forma de concretização alternativa de acordo com a invenção, a segunda câmara de reação pode ser aquecida com auxílio de um dispositivo de aquecimento em si conhecido a uma certa temperatura, a fim de apoiar o processo de pós-condensação. O gás de processo atravessa a segunda câmara de reação, preferencialmente com uma velocidade de 0,05 a 0,7 m/s. O gás de processo deixa a segunda câmara de reação nessa faixa de pressão. Nesse ponto, esse apresenta uma temperatura de 10 a 200°C, preferencialmente 50 a 195°C. O teor de água do gás de processo importa nesse ponto em 0,8 a 20% em peso, com base no peso total do gás de processo, correspondendo a um ponto de orvalho de 10 a 70°C. Esse gás de processo é purificado, secado e regenerado (temperado) de maneira conhecida e pode ser igualmente usado de maneira conhecida como gás de processo na primeira câmara de reação.

Surpreendentemente foi verificado, que um granulado de polia-mida condicionado de acordo com a invenção pode ser submetido a uma pós-condensação de maneira vantajosa. Em particular, o granulado de poli-amida condicionado de acordo com a invenção apresenta um teor de umidade tão baixo (no máximo 1% em peso, com base no peso seco do material a granel), que ao entrar na segunda câmara de reação, na qual se realiza a pós-condensação, não ocorre um resfriamento do granulado induzido pela evaporação. O granulado condicionado de acordo com a invenção conserva muito mais substancialmente sua temperatura do estágio de condicionamento e pode ser aquecido mais rapidamente à temperatura de pós-condensação. Ao todo, para um granulado condicionado de acordo com a invenção resulta um tempo de permanência nitidamente reduzido na segunda câmara de reação, até ser obtido o ponto final desejado (valor SAV, respectivamente, teor de água da poliamida). Isso é mostrado abaixo nos e-xemplos e exemplos comparativos 6 a 10.

De acordo com a invenção, em particular, devido ao vantajoso condicionamento do granulado de poliamida, também não é necessário, conduzir o gás de processo por vários locais à segunda câmara de reação. Com isso, de acordo com a técnica de equipamentos e processos, resulta um alívio considerável em relação ao estudo da EP 2.297.228 B1.

Ao sair da segunda câmara de reação, o produto apresenta geralmente uma temperatura na faixa de 60 a 195°C, preferencialmente 100 a 190°C, um teor de água de no máximo 0,5% em peso, preferencialmente 0,01 a 0,2% em peso, em particular, menos de 0,1% em peso, com base no peso seco do material, bem como um teor monomérico de no máximo 1,5% em peso, preferencialmente 0,1 a 1,3% em peso, com base no peso seco do material. O material pode ser tratado, se necessário, de maneira conhecida, por exemplo, resfriado em uma instalação de resfriamento, a 20 a 120°C, preferencialmente a 30 a 60°C ou opcionalmente também ser processado diretamente para um produto desejado. A seguir, a presente invenção é detalhadamente ilustrada com base em exemplos e figuras não restritivos. Mostra: a figura 1, uma representação esquemática de um dispositivo utilizável de acordo com a invenção para o condicionamento de poliamida.

Na figura 1 é mostrado um dispositivo utilizável de acordo com a invenção para o condicionamento de poliamida. O granulado de poliamida (P) flui, tal como apontado na figura 1 com as setas passadas através de um equipamento de contracorrente (1), que corresponde à primeira câmara de reação de acordo com a invenção e no qual é efetuado um tratamento térmico (secagem) da poliamida. Para esse fim, a poliamida (P) é tratada no e~ quipamento de contracorrente (1) com um gás de processo, o qual é conduzido no sentido contrário à direção do fluxo da poliamida (P) através do e-quipamento de contracorrente (1). O sentido do fluxo do gás de processo (G) é apontado na figura 1 por linhas tracejadas. O gás de processo (G) entra na extremidade inferior do equipamento de contracorrente (1) e deixa o equipamento de contracorrente (1) em sua extremidade superior. Em seguida, o gás de processo (G), tal como mostra a figura 1, é preferencialmente reciclado, em que esse é conduzido através de um separador de pó (3) (por e-xemplo, um filtro ou separador de ciclone). Antes de entrar no equipamento de contracorrente (1), o gás de processo (G), com auxílio de uma unidade de têmpera (4), por exemplo, um aquecedor a vapor, aquecedor HTM ou um dispositivo de aquecimento elétrico, é levado à temperatura desejada, antes do gás de processo (G) ser novamente conduzido para o equipamento de contracorrente (1).

Equipamentos de contracorrente são bastante conhecidos e não precisam ser detalhadamente esclarecidos nesse ponto. De acordo com a presente invenção, ao invés de um equipamento de contracorrente, também pode ser usado, por exemplo, um equipamento de leito fluidificado, o qual é horizontalmente percorrido pelo granulado de poliamida. O gás de processo é conduzido no equipamento de leito fluidificado tipicamente em corrente cruzada à poliamida através do fundo do equipamento de leito fluidificado. A poliamida (P), depois de deixar a unidade de secagem, é pre- ferencialmente o equipamento de contracorrente (1), é conduzida para um secador de torre. No secador de torre (2) realiza-se um outro tratamento térmico com aumento do peso molecular da poliamida. A poliamida (P) percorre o secador de torre (2) de cima para baixo. Através do secador de torre (2), o gás de processo (G) é conduzido em contracorrente. No dispositivo de acordo com a invenção, o gás de processo entra no secador de torre (2) a-penas através de um tubo de entrada disposto na extremidade inferior do secador de torre (2) e deixa o mesmo em sua extremidade superior. Em seguida, o gás de processo (G), tal como mostra a figura 1, é preferencialmente reciclado, conduzindo-o através de um separador de pó (3) (por exemplo, um filtro ou um separador de ciclone). O gás de processo (G), antes de entrar no secador de torre (2), é conduzido, além disso, por um resfria-dor/separador de água (5), onde esse é temperado, secado e purificado por água. Em seguida, o gás de processo (G) é preferencialmente conduzido através de um outro separador de pó (3) e com auxílio de uma unidade de têmpera (4), por exemplo, um aquecedor a vapor, aquecedor HTM ou um dispositivo de aquecimento elétrico, esse é levado à temperatura desejada, antes do gás de processo (G) ser novamente conduzido ao secador de torre (2).

Secadores de torre são bastante conhecidos e não precisam ser detalhadamente esclarecidos nesse ponto. A presente invenção não é limitada ao equipamento mostrado na figura 1. Outros dispositivos usuais conhecidos pelo técnico, também podem ser usados.

Exemplo 1: Em um secador de contracorrente com um corte transversal (A) de 0,26 m2 e uma altura da camada do produto (H) de 0,9 m (V=H2/A = 3,1), o granulado de poliamida 6 com uma SAV de 2,3, bem como uma umidade (teor de água) de 15,5% em peso, com uma passagem de 108 kg/h (base seca) e com uma temperatura de 20°C, foi dosado por cima movimentado verticalmente de cima para baixo através da influência da gravidade. 520 m3/h de nitrogênio (a 0°C e 100 KPa (1 bar)) com uma temperatura de 165°C e um teor de água de 4,9% em peso (ponto de orvalho 40°C) foram introduzidos na parte inferior através de uma série de canais, que providenciam uma distribuição uniforme de gás e percorreram o secador de baixo para cima, isto é, em contracorrente ao granulado. O tempo de permanência do granulado no secador importou em 1,4 horas. O granulado fluiu em fluxo livre e deixou o secador com quase a temperatura de entrada de gás de 165°C, uma SAV de 2,4, bem como uma umidade final (teor de água) de 0,30% em peso. Na saída da parte superior do secador, o gás apresentou uma temperatura de saída de 57°C e um teor de água de 7,3% em peso (ponto de orvalho de 47°C). A velocidade superficial do gás no secador importou em 0,38 m/s a 160°C (entrada de gás) e 0,66 m/s a 50°C (saída de gás). O granulado começou a fluidificar levemente a 530 m3/h no secador, o que era equivalente à obtenção da velocidade de afrouxamento. A proporção da velocidade superficial para velocidade de afrouxamento importou em 0. 98. A perda de pressão em todo o equipamento de contracorrente importou em 6.3 a 6.8 KPa (63 a 68 mbar).

Exemplo 2: De maneira análoga ao procedimento de acordo com o exemplo 1, o granulado de poliamida-6 com uma SAV de 2,3, bem como com uma umidade (teor de água) de 15,5% em peso, com uma passagem de 96 kg/h (base seca) e com uma temperatura de 20°C, foi dosado por cima ao secador e movimentado verticalmente por cima para baixo através da influência da gravidade. 480 m3/h de nitrogênio (a 0°C e 100 KPa (1 bar)) com uma temperatura de 155°C e um teor de água de 10,8% em peso (ponto de orvalho de 54°C) percorreram o secador em contracorrente ao granulado. O tempo de permanência do granulado no secador importou em 1,6 horas. O granulado não percorreu a parte superior do secador em livre fluxo, visto que nessas condições já ocorreu uma leve condensação de água na superfície do granulado. Apesar disso, o granulado deixou o secador com quase a temperatura de entrada de gás de 155°C, com uma SAV de 2,5 e uma umidade final (teor de água) de 0,40% em peso. Na saída da parte superior do secador, o gás apresentou uma temperatura de saída de 55°C e um teor de água de 13,1% em peso (ponto de orvalho de 57°C). A velocidade superficial do gás no secador importou em 0,80 m/s a 155°C (entrada de gás) e 0,62 m/s a 55°C (saída de gás). A proporção da velocidade superficial para velocidade de afrouxamento importou em 0,91. A perda de pressão em todo o equipamento de contracorrente importou em 6.2 a 6.7 KPa (62 a 67 mbar). Exemplo 3 (comparação): De maneira análoga ao procedimento de acordo com o exemplo 1, o granulado de poliamida 6 com uma SAV de 2,3, bem como com uma umidade (teor de água) de 15,5% em peso, com uma passagem de 108 kg/h (base seca) e com uma temperatura de 20°C, foi dosado por cima ao secador e movimentado verticalmente por cima para baixo através da influência da gravidade. 480 M3/h de nitrogênio (a 0°C e 100 KPa (1 bar)) com uma temperatura de 155°C e um teor de água de 10,8% em peso (ponto de orvalho de 54°C) percorreram o secador em contracorrente ao granulado. O tempo de permanência do granulado no secador importou em 1,4 horas. O granulado não percorreu a primeira metade do secador em livre fluxo, visto que ocorreu uma condensação significativa de água na superfície do granulado. O ensaio teve de ser interrompido. O gás tinha uma temperatura de saída de 50°C e um teor de água avaliado de cerca de 11,4% em peso (ponto de orvalho de 55°C). A velocidade superficial do gás no secador importou em 0,80 m/s a 155°C (entrada de gás) e 0. 62 m/s a 50°C (saída de gás). A proporção da velocidade superficial para velocidade de afrouxamento importou em 0,91.

Com base nesse exemplo, é possível reconhecer, que no condicionamento de um granulado de poliamida que se encontra à temperatura ambiente, com uma umidade (teor de água) do gás de mais de 10% em peso e com uma proporção mg/mp de menos de 6, a proporção da velocidade superficial para velocidade de afrouxamento (VgΛΛ) não pode ser inferior a 1, deve ser evitada uma condensação do gás de processo na primeira câmara de reação.

Exemplo 4 (comparação): Em um secador de leito fluidificado com dispositivo de pulsação, uma secção transversal de 0,3 m2 e com uma altura da camada do produto de até 0,2 m, o granulado de poliamida 6 foi dosado com uma SAV de 2,3, bem como uma umidade (teor de água) de 16% em peso com uma passagem de 103 kg/h (base seca) e com uma temperatura de 20°C. O granulado fluiu em sentido horizontal ao longo de uma placa perfurada, através da qual o gás fluiu para o secador. A altura da camada foi ajustada na saída do granulado com auxílio de uma placa de ajuste. O dispositivo de pulsação conduziu o gás alternadamente através de duas metades da placa perfurada, pelo que na região percorrida pelo gás se ajustou uma velocidade do gás, que levou ao turbilhonamento do granulado. 810 m3/g (a 0°C e 100 KPa (1 bar)) de nitrogênio com uma temperatura de 150°C e com um teor de água de 10,8% em peso (ponto de orvalho de 54°C) fluíram através da placa perfurada e aqueceram o granulado. A altura da camada e tempo de permanência importaram em 20 cm, respectivamente, 0,33 hora. O granulado deixou o secador com uma temperatura de 104°C e uma umidade final (teor de água) de 6,4% em peso. A velocidade superficial do gás no secador importou em 2,32 m/s. A proporção da velocidade superficial para a velocidade de afrouxamento importou em 2,55.

Exemplo 5 (comparação): De maneira análoga ao procedimento de acordo com o exemplo 4, o granulado de poliamida 6 foi dosado com uma SAV de 2,3, bem como com uma umidade (teor de água) de 16% em peso, com uma passagem de 69 kg/h (base seca) e com uma temperatura de 20°C. 790 m3/g (a 0°C e 100 KPa (1 bar)) de nitrogênio com uma temperatura de 170°C e um teor de á-gua de 8,6% em peso (ponto de orvalho de 50°C) fluíram através da placa perfurada e aqueceram o granulado. A altura da camada e tempo de permanência importaram em 14 cm, respectivamente, 0,33 h. O granulado deixou o secador com uma temperatura de 132°C e uma umidade final (teor de á-gua) de 3,2% em peso. A velocidade superficial do gás no secador importou em 2,37 m/s. A proporção da velocidade superficial para a velocidade de afrouxamento importou em 2,61.

Os exemplos comparativos 4 e 5 mostram, que com uma proporção muito elevada da velocidade superficial para a velocidade de afrouxamento, não é possível uma secagem eficiente do granulado.

Exemplo 6 (comparação): Granulado de poliamida 6 (SAV de 2,3, umidade de 15% em peso) foi previamente secado de maneira análoga ao ex 5 precedente e levado a uma temperatura de 122°C e uma umidade de 3,0% em peso. A SAV importou, então, em 2.4. Em seguida, o granulado foi tratado em um secador de torre com gás em contracorrente. O secador de torre tinha um diâmetro de 0,43 m, uma altura da camada de 4,4 m e apenas uma entrada de gás bem no fundo do secador de torre. O granulado entrou com uma passagem de 40 kg/h (base seca) no secador de torre e foi tratado ainda com 108 m3/h de nitrogênio, com uma temperatura de 140°C e um teor de água de 2,7% em peso (ponto de orvalho de 30°C), durante 12,5 horas. Ao entrar no secador de torre, a temperatura do granulado, devido à evaporação do teor residual de água, diminuiu para cerca de 105°C, antes de o granulado se aquecer depois de aproximadamente 5,5 horas, outra vez lentamente à temperatura de entrada de gás de 140°C. A temperatura do produto aumentou, dessa maneira, somente depois de aproximadamente 2,3 m (H/D de 5,4) com uma proporção de massa de 3,4 à temperatura de entrada de gás. A queda de temperatura na torre levou a uma demora do aumento da SAV e da secagem. Ao deixar o secador, o granulado tinha uma SAV de 2,6 e uma umidade final de 0,06% em peso.

Exemplo 7 (comparação): De maneira análoga ao exemplo 6 precedente, o granulado de poliamida 6 (SAV de 2,3, umidade de 15% em peso) foi previamente secado de maneira análoga ao exemplo 5 precedente e levada a uma temperatura de 122°C e uma umidade de 4,0% em peso. A SAV importou, então, em 2,4. O granulado entrou com uma passagem de 45 kg/h (base seca) no secador de torre e foi tratado ainda com 95 m3/h de nitrogênio, com uma temperatura de 140°C e um teor de água de 2,7% em peso (ponto de orvalho de 30°C), durante 11 horas. Ao entrar no secador de torre, a temperatura do granulado, devido à evaporação do teor residual de água, diminuiu para cerca de 68°C, antes de o granulado se aquecer, depois de aproximadamente 9,6 horas, outra vez lentamente à temperatura de entrada de gás de 140°C. A temperatura do produto aumentou, dessa maneira, somente depois de aproximadamente 4,6 m (H/D de 11) com uma proporção de massa de 2,6 à temperatura de entrada de gás. A queda de temperatura na torre levou a uma demora do aumento da SAV e da secagem. Ao deixar o secador, o granulado tinha uma SAV de 2,5 e uma umidade final de 0,07% em peso. Exemplo 8: O granulado de poliamida 6 foi previamente secado de maneira análoga ao exemplo 1 precedente e levado a uma temperatura de 122°C e uma umidade de 1,0% em peso. O granulado entrou no secador de torre com uma passagem de 40 kg/h (base seca) e foi tratado ainda com 108 m3/h de nitrogênio com uma temperatura de 140°C e um teor de água de 2,7% em peso (ponto de orvalho de 30°C) durante 9 horas. Ao entrar no secador de torre, a temperatura do granulado, devido à evaporação do teor residual de água, diminuiu para cerca de 118°C, antes de o granulado se aquecer, depois de aproximadamente 4 horas, outra vez lentamente à temperatura de entrada de gás de 140°C. A temperatura do produto aumentou, dessa maneira, somente depois de aproximadamente 1,7 m (H/D de 3,9) com uma proporção de massa de 3,4 à temperatura de entrada de gás. Ao deixar o secador, o granulado tinha uma umidade final de 0,06% em peso.

Devido ao pré-tratamento mais eficiente da poliamida (menor umidade), pode ocorrer um resfriamento nitidamente menor do granulado ao entrar no secador de torre. Por isso, o tratamento já estava concluído depois de um período nitidamente mais curto (9 horas ao invés de 11 horas ou 12,5 horas nos exemplos 6 e 7).

Exemplo 9: O granulado de poliamida 6 foi previamente secado de maneira análoga ao exemplo 1 precedente e levado a uma temperatura de 122°C e uma umidade de 0,5% em peso. O granulado entrou no secador de torre com uma passagem de 40 kg/h (base seca) e foi tratado ainda com 108 m3/h de nitrogênio com uma temperatura de 140°C e um teor de água de 2,7% em peso (ponto de orvalho de 30°C) durante 7 horas. Ao entrar no secador de torre, não houve qualquer queda da temperatura. O granulado aqueceu- se, pelo contrário, durante um período de 2 horas à temperatura de entrada de gás de 140°C. A temperatura do produto aumentou, dessa maneira, somente depois de aproximadamente 0,8 m (H/D de 2) com uma proporção de massa de 3,4 à temperatura de entrada de gás. Ao deixar o secador, o granulado tinha uma umidade final de 0,06% em peso.

Devido ao pré-tratamento mais eficiente da poliamida (menor umidade), não ocorreu qualquer resfriamento do granulado ao entrar no secador de torre. Por isso, o tratamento já estava concluído depois de um período nitidamente mais curto (7 horas ao invés de 11 horas ou 12,5 horas nos exemplos 6 e 7).

Exemplo 10 (comparação): Granulado de poliamida 6 com um teor de água de 12,5% em peso e uma temperatura de 95°C foi pré-tratado com uma passagem de 5,3 t/h (base seca) em um leito fluidificado. Depois, o granulado, com um teor de água de 6,0% em peso e uma temperatura de 110°C, diminuiu em um secador de torre. O secador de torre tinha um diâmetro de 4,2 m e duas entradas de gás: uma entrada de gás localizava-se 12 m abaixo da superfície do leito de material (H/D=2,85; tempo de permanência de aproximadamente 20 h). Uma outra entrada de gás localizava-se no cone 9 m abaixo do segundo cone (tempo de permanência de 15 h). Através da entrada de gás superior, foram introduzidos cerca de 200 m3/min de N2 a 120°C e com um teor de água de cerca de 3,7% em peso (ponto de orvalho de 35°C). Através da segunda entrada de gás inferior, foram introduzidos 70 m3/min a 120°C e com um teor de água de cerca de 0,75% em peso (ponto de orvalho de 10°C). A perda de pressão acima do leito na parte superior importou em 25 KPa (250 mbar) e na parte inferior, em cerca de 5 KPa (50 mbar). Ao entrar no secador de torre, a temperatura do granulado diminuiu, devido à evaporação do teor residual de água, para cerca de 60°C, antes de a mesma aumentar depois de 13 horas, novamente à temperatura ambiente de entrada de gás. Depois da parte superior, a umidade do produto importou em cerca de 0,14% em peso. Ao deixar o secador, o granulado tinha uma umidade final de 0,05% em peso.

Exemplo 11: O granulado de poliamida 10 usado de acordo com o exemplo 10, foi tratado em um equipamento de contracorrente com uma secção transversal de 14 m2 e uma altura da camada do produto de 1,0 m (V= 0,07). O granulado foi tratado no equipamento de contracorrente com 480 m3/min de N2 com uma temperatura de 130°C e um teor de água de cerca de 3,7% em peso (ponto de orvalho de 35°C) durante um tempo de permanência de 1,7 horas. A velocidade superficial importou em 0,8 m/s. O granulado deixou o equipamento de contracorrente com uma temperatura de aproximadamente 130Χ e com uma umidade de 0,75% em peso. A perda de pressão acima do leito importou em cerca de 8 KPa (80 mbar).

Em seguida, o granulado foi introduzido em um secador de torre de 2,0 m de diâmetro, 15 m de altura cilíndrica (tempo de permanência 13 horas) com uma entrada de gás no cone. O granulado foi secado com 32 m3/min de N2 com uma temperatura de 120°C e um teor de água de cerca de 3,7% em peso (ponto de orvalho de 35°C). A temperatura do granulado diminuiu lentamente de 130°C para cerca de 120°C. Ao deixar o secador de torre, o granulado apresentou uma umidade final de 0,05% em peso.

Devido ao pré-tratamento mais eficiente da poliamida (menor umidade), não ocorreu praticamente qualquer resfriamento do granulado ao entrar no secador de torre. Por isso, o tratamento já estava concluído depois de um período nitidamente mais curto (13 horas ao invés de 20 horas no exemplo 10). Através da temperatura elevada durante o estágio de tratamento, além disso, a quantidade de gás necessária pôde ser significativamente reduzida.

Exemplo 12: Granulado de poliamida 6 com um teor de umidade de 15,0% em peso, foi introduzido com uma passagem de 40 kg/h (base seca) e com uma temperatura de 30°C, no secador de contracorrente do exemplo 1.480 m3/h (a 0°C e 100 KPa (1 bar)) de nitrogênio com uma temperatura de 130°C e com um teor de água de 2,7% em peso (ponto de orvalho de 30°C), aqueceram o granulado. A altura do leito e tempo de permanência importaram em 0,4 m, respectivamente, 1,6 horas. O granulado movimentou-se no secador de contracorrente com livre fluxo e deixou o secador com uma temperatura de 130°C e uma umidade final de 1,0% em peso. O gás tinha uma temperatura de saída de 94°C e um teor de água de 3,6% em peso (ponto de orvalho de 35°C). A velocidade superficial importou em 0,8 m/s a 130°C (entrada de gás). A perda de pressão em todo o equipamento de contracorrente importou em cerca de 4 KPa (40 mbar).

Em seguida, o granulado caiu em um secador de torre com um diâmetro de 0,43 m e nesse foi tratado com 19 m3/h de nitrogênio com uma temperatura de 110°C e um teor de água de 2,7% em peso (ponto de orvalho de 10°C) por mais 10 horas. Ao entrar na torre, a temperatura do granulado diminuiu lentamente para 112°C. O gás foi alimentado no cone da torre. Ao deixar o secador, o granulado tinha uma umidade final de 0,09% em peso. O secador de torre tinha um aquecimento elétrico de acompanhamento, para compensar a perda de calor surgida.

Exemplo 13: O granulado de poliamida 6 com um teor de umidade de 15,0% em peso, foi introduzido, com uma passagem de 40 kg/h (base seca) e com uma temperatura de 30°C, no secador de contracorrente do exemplo 1. 480 m3/h (a 0°C e 100 KPa (1 bar)) de nitrogênio com uma temperatura de 115°C e com um teor de água de 2,7% em peso (ponto de orvalho de 30Χ) aqueceram o granulado. A altura do leito e o tempo de permanência importaram em 0,7 m, respectivamente, 2,8 horas. O granulado movimentou-se no secador de contracorrente em livre fluxo e deixou o secado com quase a temperatura de entrada do gás de 115°C e uma umidade final de 1,0% em peso. O gás tinha uma temperatura de saída de 85°C e um teor de água de 3,6% em peso (ponto de orvalho de 35°C). A velocidade superficial importou em 0,76 m/s a 115°C (entrada de gás). A perda de pressão em todo o equipamento de contracorrente importou em cerca de 6.5 KPa (65 mbar).

Em seguida, o granulado caiu em um secador de torre com um diâmetro de 0,43 m e nesse foi tratado com 19 m3/h de nitrogênio com uma temperatura de 110°C e um teor de água de 2,7% em peso (ponto de orva- Iho de 10°C) por mais 10 horas. Ao entrar na torre, a temperatura do granulado diminuiu ligeiramente para 98°C. O gás foi alimentado no cone da torre. Ao deixar o secador, o granulado tinha uma umidade final de 0,19% em peso. O secador de torre tinha um aquecimento elétrico de acompanhamento, para compensar a perda de calor surgida.

Exemplo 14: O granulado de poliamida 6 com um teor de umidade de 15,0% em peso, foi introduzido, com uma passagem de 60 kg/h (base seca) e com uma temperatura de 30°C, no secador de contracorrente do exemplo 1. 450 m3/h (a 0°C e 100 KPa (1 bar)) de nitrogênio com uma temperatura de 130°C e com um teor de água de 8,6% em peso (ponto de orvalho de 50°C) aqueceram o granulado. A altura do leito e o tempo de permanência importaram em 0,4 m, respectivamente, 1,0 horas. O granulado movimentou-se no secador de contracorrente em livre fluxo e deixou o secado com uma temperatura 129°C e uma umidade final de 1,0% em peso. O gás tinha uma temperatura de saída de 80°C e um teor de água de 10,0% em peso (ponto de orvalho de 53°C). A velocidade superficial importou em 0,70 mfs a 130°C (entrada de gás). A perda de pressão em todo o equipamento de contracorrente importou em cerca de 4 KPa (40 mbar).

Em seguida, o granulado caiu em um secador de torre com um diâmetro de 0,43 m e nesse foi tratado com 19 m3/h de nitrogênio com uma temperatura de 110°C e um teor de água de 2,7% em peso (ponto de orvalho de 10°C) por mais 10 horas. Ao entrar na torre, a temperatura do granulado diminuiu ligeiramente para 96°C. O gás foi alimentado no cone da torre. Ao deixar o secador, o granulado tinha uma umidade final de 0,4% em peso. O secador de torre tinha um aquecimento elétrico de acompanhamento, para compensar a perda de calor surgida.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Processo contínuo para o tratamento térmico de uma poliami-da, compreendendo os estágios da introdução de partículas de poliamida na parte superior de uma primeira câmara de reação e a remoção das partículas de poliamida de uma parte inferior da primeira câmara de reação, em que as partículas de poliamida durante a diminuição gravimétrica através da primeira câmara de reação, são contatadas em contracorrente com um gás de processo, o qual, ao entrar na primeira câmara de reação, apresenta um teor de água de 0,8 a 20% em peso, com base no peso total do gás de processo, bem como uma temperatura de 100°C a 200°C, caracterizado pelo fato de que pelo menos na parte inferior da primeira câmara de reação, a proporção da velocidade superficial do gás de processo para a velocidade de afrouxamento das partículas de poliamida se encontra na faixa de 0,7 a 1,5 e as partículas de poliamida, pelo menos na parte inferior da primeira câmara de reação, estão presentes como leito solto e que a proporção do fluxo de massa do gás de processo mg para o fluxo de massa das partículas de poliamida mp se encontra na faixa de 3,0 a 20,0, preferencialmente de 3,8 a 15,0 e de modo particularmente preferido de 4,0 a 10,0 e os parâmetros acima são selecionados de modo tal, que não ocorre qualquer condensação do gás de processo na parte superior da primeira câmara de reação.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as partículas de poliamida, depois de deixar a primeira câmara de reação, são introduzidas em uma segunda câmara de reação, na qual essas são contatadas com um gás de processo em contracorrente, de modo que a viscosidade de solução relativa (SAV) das partículas de poliamida ao deixar a segunda câmara de reação, se encontra em uma faixa de 2 a 6, preferencialmente 2,3 a 4,0 e na segunda câmara de reação essa aumenta em torno de um valor superior a 0,2, em particular, superior a 0,5.

3. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que no caso da primeira e segunda câmara de reação se trata de diferentes áreas do mesmo reator.

4. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a primeira e segunda câmara de reação estão dispostas em diferentes reatores.

5. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que as partículas de poliamida, ao entrar na primeira câmara de reação, apresentam um teor monomérico de 0,3 a 15% em peso, com base no peso seco da poliamida.

6. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que as partículas de poliamida, ao entrar na primeira câmara de reação, apresentam um teor de água de 5 a 20% em peso, com base no peso seco da poliamida.

7. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a proporção da velocidade superficial do gás de processo na parte superior da primeira câmara de reação para a velocidade de afrouxamento das partículas de poliamida, se encontra na faixa de 1,2 a 4, preferencialmente 1,5 a 3 e as partículas de poliamida são fluidizadas pelo menos na parte superior da primeira câmara de reação.

8. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o tempo de permanência das partículas de poliamida na primeira câmara de reação se encontra na faixa de 0,5 a 5 h, preferencialmente de mais de uma hora até menos de 4 horas, de modo particularmente preferido, de mais de uma hora até menos de 3 horas.

9. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o tempo de permanência das partículas de poliamida na segunda câmara de reação se encontra na faixa de 2 a 30 horas, preferencialmente 5 horas a 20 horas, de modo particularmente preferido, de 5 horas a 10 horas.

10. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a temperatura das partículas de poliamida ao entrar na primeira câmara de reação importa em 10°C a 110°C.

11. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que no caso do gás de processo se trata de nitrogênio.

12. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que a segunda câmara de reação é adicionalmente aquecida com auxílio de um dispositivo de aquecimento.

13. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que o granulado, ao entrar na segunda câmara de reação, apresenta um teor de umidade de no máximo 1% em peso, com base no peso seco do material a granel.

14. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que na primeira câmara de reação ocorre uma perda de pressão inferior a 15 KPa (150 mbar), preferencialmente inferior a 10 KPa (100 mbar).

15. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que a proporção da quantidade de gás de processo (mg) para quantidade de material a granel (mp) mg/mp na segunda câmara de reação se encontra na faixa de 0,05 a 4,0, preferencialmente abaixo de 1,5, de modo particularmente preferido abaixo de 1.