CH626099A5

CH626099A5 - Process for removing residual vinyl chloride monomer from the polymer thereof

Info

Publication number: CH626099A5
Application number: CH815076A
Authority: CH
Inventors: Ronald Joseph Davis; Alan Robert Berens; George Richmond Jun Huddleston; Donald Edward Witenhafer
Original assignee: Goodrich Co B F
Priority date: 1975-07-01
Filing date: 1976-06-25
Publication date: 1981-10-30
Also published as: DK152759B; NO152338C; AU503166B2; DE2628700A1; NL7607165A; TR19285A; JPS527906A; DK293976A; DE2628700C2; PH12027A; FR2316250B1; FR2316250A1; BE843624A; CA1278639C; ES449338A1; YU158876A; DK152759C; IT1062382B; BR7604275A; NO152338B

Description

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RIVENDICAZIONI

1. Procedimento per eliminare il cloruro di vinile mo-nomerico residuo di un polimero di cloruro di polivinile, caratterizzato dal fatto che si porta a contatto il polimero di cloruro di polivinile, in particelle, con un gas ad una temperatura compresa fra 92°C e 133°C a pressione non inferiore a quella atmosferica, e si allontana dall'area di contatto la miscela creatasi comprendente il gas ed il cloruro di vinile monomerico da eliminare.

2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la pressione nell'area di contatto è compresa fra 1,054 kg/cm2 e 2,812 kg/cm2 assoluti.

3. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la temperatura nell'area di contatto è compresa tra 100°C e 116°C.

4. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il gas portato a contatto con il polimero di cloruro di polivinile è vapor d'acqua saturo.

5. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il polimero di cloruro di polivinile è disperso in particelle in un veicolo liquido non solvente per il polimero.

6. Procedimento secondo le rivendicazioni 1 e 5, caratterizzato dal fatto che il percento in peso di solidi totali nel veicolo liquido è compreso tra 5% e 80%, il veicolo liquido essendo acqua.

7. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il polimero di cloruro di polivinile è un omopolimero di cloruro di polivinile.

8. Procedimento secondo le rivendicazioni 1 e 7, caratterizzato dal fatto che l'omopolimero di cloruro di polivinile ha una porosità superiore a circa 0,1 cc/g.

9. Procedimento secondo le rivendicazioni 1, 7 e 8, caratterizzato dal fatto che l'omopolimero di cloruro di polivinile, avente una granulometria inferiore a 200 micron ed una porosità di circa 0,25 cc/g, viene introdotto in una colonna di strappamento in prossimità della sua sommità, in forma di particelle in acqua, avente circa il 30% in peso di solidi totali, vapor d'acqua saturo viene introdotto nella colonna di strappamento in prossimitàà del fondo della colonna, e il contatto tra le particelle ed il vapor d'acqua saturo è effettuato ad una temperatura compresa tra 102°C e 116°C, ad una pressione compresa tra 1,054 kg/cm2, e 1,617 kg/cm2 assoluti, per un tempo di permanenza da 1 a 10 minuti circa, ed una miscela comprendente vapor d'acqua saturo e cloruro di vinile monomerico viene allontanata dalla colonna di strappamento in prossimità della sommità della colonna stessa.

II polimero cloruro di polivinile (PVC), sia omopolimero che copolimero contenente prevalentemente unità inter-polimerizzate di cloruro di vinile monomerico, è ben noto come materia plastica versatile.

Omopolimeri o copolimeri di cloruro di polivinile (in appresso indicati con PVC) possono essere preparati impiegando tecniche di polimerizzazione in emulsione, sospensione, soluzione o massa, note nel ramo. Sfortunatamente, nessuna tecnica, o procedimento, di polimerizzazione converte la quantità totale di cloruro di vinile monomerico (in appresso indicato con VCM) in polimero. Molto del VCM non reagito è disciolto, o imprigionato, nel polimero PVC. Il VCM, se non è eliminato, viene più tardi liberato all'ulteriore trattamento e/o impiego del polimero. A causa di recenti norme sull'inquinamento e sulla tossicità, ad esempio quelle proposte daH'Environmetal Protection Agency e fissate dalPOccupational Safety and Health Act Board, un livello di contenuto di VCM residuo in PVC di centinaia di parti per milione (ppm) è inaccettabilmente elevato. Il PVC. deve essere sottoposto a trattamento successivo per eliminare il VCM fino a bassi livelli (fino a 10 ppm, e di preferenza fino a mano di 1 ppm).

Un procedimento per eliminare il VCM residuo dal polimero consiste nel risacldare il PVC fino a circa 82°C per volatilizzare il VCM ed allontanarlo mediante evaporazione. Il procedimento viene effettuato a pressione ridotta (vuoto), per facilitare l'eliminazione di VCM. Come esempio dello stato della tecnica relativo allo strappamento di VCM, una tipica operazione di strappamento sarebbe condotta a circa 76,7°C e 400-450 mm di Hg assoluti. Temperature notevolmente superiori non sono impiegate per timore di degradare il PVC. Un brevetto recentemente rilasciato, a nome Solvay and Company (brevetto belga 793 505, rilasciato il 29 giugno 1973) descrive una tecnica di strappamento di VCM da PVC, consistente nel condensare vapor d'acqua sul polimero PVC, riscaldando così il PVC al di sopra della sua temperatura di transizione vetrosa, e poi applicare il vuoto per allontanare mediante evaporazione l'acqua e VCM. L'evaporazione d'acqua e di VCM raffredda il PVC al di sotto della sua temperatura di transizione vetrosa. Anche in questo caso lo strappamento del VCM è effettuato sotto vuoto.

Secondo la presente invenzione il problema è risolto con un procedimento secondo il quale si porta a contatto il polimero di cloruro di polivinile, in particelle, con un gas ad una temperatura compresa fra 92°C e 133°C, a pressione non inferiore a quella atmosferica, e si allontana dall'area di contatto la miscela creatasi comprendente il gas ed il cloruro di vinile monomerico da eliminare.

Con il procedimento proposto sono stati ottenuti residui di VCM nel PVC così bassi come 0,5 ppm. Il polimero PVC non è degradato nel procedimento.

Qualsiasi polimero PVC, omopolimero o copolimero, o polimero a numerazione più alta, può essere impiegato nel procedimento.

Naturalmente l'impiego di un polimero PVC avente bassa stabilità termica, o un punto di fusione di rammollimento molto al di sotto di 93°C non è favorevole. Il peso molecolare del polimero PVC non è critico. Di preferenza, il polimero PVC impiegato è poroso, e sono stati ottenuti risultati eccellenti impiegando un polimero PVC avente porosità uniforme.

Polimeri di unitààà interpolimerizzate di cloruro di vinile monomerico con monomeri vinilidenici copolimerizzabili, quali bromuro di vinile, cloruro di vinilidene, a-olefine, quali etilene e propilene, acido acrilico e metacrilico, acrilati e metacrilati quali acrilato di etile e metacrilato di metile, composti vinilaromatici, quali stirene e viniltoluene, e simili, miscele di questi monomeri, sono noti nel ramo, o possono essere preparati. Qualsiasi di tali polimeri PVC, o tutti, possono contenere tenori inaccettabilmente elevati di VCM. In tutti questi casi il procedimento secondo la presente invenzione può essere impiegato per eliminare il VCM residuo.

Il polimero PVC può essere preparato impiegando qualsiasi metodo o tecnica noti nel ramo. Si possono impiegare procedimenti di polimerizzazione in emulsione, sospensione, soluzione e massa. Il procedimento secondo l'invenzione si applica a PVC in forma di particelle, contenente quantità residue di VCM, ed il metodo di polimerizzazione impiegato per preparare il PVC non è critico. Tuttavia se il polimero PVC non è preparato in una polimerizzazione che, al completamento, fornisca particelle di PVC, il polimero deve essere isolato in forma di particelle, prima di impiegare il procedimento di strappamento del VCM. La granulometria effettiva non è critica, in quanto lo strappamento

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del VCM avverrà in tutti i casi. Tuttavia, lo strappamento del VCM è più rapido se la granulometria del PVC è inferiore a 200 micron. Tipicamente, il polimero PVC impiegato nel procedimento di strappamento ha un contenuto residuo di VCM di oltre 1000 jppm in peso di VCM nel polimero, e può contenere fino a 100 000 ppm di VCM e più.

L'intervallo di temperatura impiegato nel procedimento è da circa 93°C a circa 132qC, e più preferibilmente da circa 100°C a circa 116°C. Lo strappamento viene effettuato a pressione atmosferica o superiore. Un intervallo di pressione normale è da 0 kg/cm2 effettivi a circa 1,758 kg/cm2 effettivi.

Il polimero PVC viene portato a contatto con un gas caldo, che serve sia a riscaldare il PVC sia da veicolo per il VCM. Il gas è, preferibilmente, un gas inerte quale azoto

0 elio, e non è un gas che favorisce l'ossidazione del polimero, quale ossigeno. Aria calda, in quanto contiene soprattutto gas inerti, è utile. Un gas impiegabile preferito è vapor d'acqua saturo (vapore saturo). Temperature e pressioni di vapore saturo sono ben note, e si possono trovare in tabelle del vapor saturo (vedi Chemical Engineers Hand-book, 3a Ed., McGraw-Hill Book Co., Inc. [1950], pagine 277-278). L'impiego di vapor saturo come gas caldo riscalda il polimero PVC, provvede una pressione positiva nell'area di strappamento, ed agisce da veicolo per il VCM.

Il polimero PVC viene impiegato in forma di una poltiglia di particelle di polimero PVC in un veicolo liquido. La forma di poltiglia facilita il pompaggio e l'agitazione delle particelle. Il veicolo liquido può essere qualsiasi non solvente per polimero PVC, avente un punto di ebollizione relativamente alto (superiore a 70°C). Esempi di tali veicoli liquidi sono etanolo, butanolo, cicloesano, acqua e simili. L'acqua è il veicolo liquido preferito. Il contenuto totale di solidi nella poltiglia di PVC può variare da un percentuale in peso di solidi molto bassa ad un contenuto totale di solidi al quale la poltiglia può appena essere pompata. In pratica i solidi totali della poltiglia di PVC variano da circa 5 % in peso circa 80% in peso di polimero PVC nella poltiglia. La poltiglia di polimero PVC può essere portata a contatto con il gas caldo in una varietà di modi. La poltiglia di PVC e gas caldo possono essere mescolati insieme in una caldaia chiusa, la poltiglia di PVC e gas caldo possono esser mescolati ed espulsi insieme in un'area a pressione inferiore, oppure la poltiglia di PVC e gas caldo possono essere portati a contatto l'uno con l'altro in un'operazione di flusso in controcorrente.

Come forma di attuazione del procedimento originale, la poltiglia di PVC può essere sottoposta a strappamento in una caldaia. La poltiglia di polimero PVC viene posta in un recipiente chiuso, che può essere un recipiente di polimerizzazione o una vasca di attesa, e gas caldi vengono introdotti nel recipiente. Per asicurare un buon contatto tra il PVC ed

1 gas caldi, il gas caldo viene normalmente introdotto nel fondo del recipiente. L'agitazione del PVC può favorire il contatto. La pressione del recipiente è atmosferica, o superiore, e normalmente varia da 0 kg/cm2 a circa 1,406 kg/cm2 effettivi. Le temperature nel recipiente e quelle del polimero PVC variano da circa 93°C a circa 121°C e più preferibilmente, da circa 93°C a circa 104°C. I tempi di contatto variano con la capacità del recipiente, e vanno da circa 5 minuti a 60 minuti, o più. La stabilità del PVC a temperature elevate è un fenomeno tempo-temperatura. Pertanto, si dovrebbero impiegare tempi di contatto più brevi all'aumentare della temperatura. Il gas caldo e VCM vengono estratti dalla camera di vapore e nel recipiente e il VCM recuperato. Il PVC viene pompato dal recipiente in una vasca di attesa,

o direttamente in un essiccatore. Si possono ottenere contenuti residui di VCM di fino a 4 ppm e meno. Si è sorprendentemente scoperto, che non solo il VCM residuo è allontanato abilmente ed efficacemente dal polimero PVC, ma che il polimero PVC prodotto non è significativamente degradato nel procedimento. Prima di questa scoperta, si credeva generalmente che qualsiasi operazione di procedimento che riscaldi il PVC ad oltre 82°C abbia un grave effetto dannoso sul PVC e sulla sua successiva stabilità. Nelle condizioni di lavoro preferite, si osserva piccola o nessuna degradazione del PVC.

Un'altra forma di attuazione del procedimento originale consiste nel mescolare la poltiglia di polimero PVC e gas caldo nell'intervallo di temperatura e di pressione descritto, ed iniettare la miscela in un'area (quale una caldaia) di pressione inferiore (non un vuoto). Il processo può impiegare uno strappamento ad espansione singola, uno strappamento ad espansione a riciclo, in cui il gas caldo e VCM vengono estratti dalla camera di vapore nella caldaia, dopo l'iniezione nella caldaia, e il PVC è poi ripompato in un'area per rimescolarlo con gas caldo, e lo strappamento ad espansioni multiple, in cui la poltiglia di PVC viene mescolata con il gas caldo e la miscela viene iniettata in una prima caldaia, e poi il processo viene ripetuto in successive caldaie. Si sono studiate temperature di fino a 121°C ed oltre, impiegando l'operazione di strappamento ad espansione. La miscela di gas caldo e di poltiglia di PVC viene espansa in una caldaia a pressione atmosferica. La poltiglia di PVC è impiegata a circa 35 % in peso di solidi totali.

Una forma di attuazione preferita del procedimento originale consiste nel portare a contatto la poltiglia di polimero PVC ed il gas caldo in una colonna di strappamento.

Il gas caldo impiegato è vapor d'acqua saturo. A differenza di un processo discontinuo realizzato in una caldaia, qui il polimero PVC, in forma di una poltiglia, viene pompato in una colonna di strappamento alla sommità della colonna, o vicino a detta sommità. Il tasso di alimentazione può variare a seconda della capacità della colonna del tenore di VCM residuo nel PVC, della granulometria e porosità del polimero PVC, e delle temperature e pressioni di lavoro. Tassi di alimentazione impiegati in apparecchiature di produzione possono variare da circa 45 kg di resina all'ora a 9 000 kg di resina all'ora e più. Il vapor d'acqua saturo viene introdotto nella colonna al fondo della colonna, o vicino ad esso. Pertanto il PVC ed il vapor d'acqua saturo fluiscono in controcorrente l'uno all'altro. Pressione e temperatura entro la colonna possono essere controllate impiegando qualsiasi tecnica nota, comprendente incamiciatura esterna, serpentini riscandanti interni e l'impiego di gas compressi. Tuttavia, è pratico e conveniente impiegare vapor d'acqua saturo in una colonna che può resistere alla pressione, sia per riscaldare sia per pressurizzare il PVC e la colonna. Ad esempio vapor d'acqua saturo ad una pressione di 1,406 kg/cm2 assoluti ha una temperatura di 109°C, e ad una pressione di 1,758 kg/cm2 assoluti ha una temperatura di 116°C. La quantità di vapor d'acqua saturo introdotto nella colonna varia a secondo il tasso di alimentazione della poltiglia di PVC ed il disegno della colonna.

Il vapor d'acqua saturo ed il polimero PVC vengono a contatto nella colonna di strappamento. Si preferisce che la colonna di strappamento sia del tipo di una colonna a piatti, per assistere nel controllo del flusso ed aiutare ad ottenere un contatto più uniforme. L'altezza e la larghezza della colonna, ed il numero di piatti e la loro distanza e configurazione, sono tutte variabili dì progettazione facilmente calcolabili conoscendo la velocità del flusso e le proprietà della poltiglia di PVC.

In un metodo preferito di attuazione del procedimento a colonna di strappamento, il polimero PVC viene pompato da una vasca di alimentazione di poltiglia di PVC in una

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colonna di strappamento, del tipo a piatti, vicino alla sommità. Vapor d'acqua saturo a circa 113°C viene introdotto nella colonna vicino al fondo. La pressione nella colonna è di circa 1,547 kg/cm2 assoluti. Il tempo totale di contatto nella colonna varia come la velocità di alimentazione e la capacità della colonna. Con una colonna del diametro esterno di 76,2 cm, avente 17 piatti, ed un tasso di alimentazione di circa 2270 kg di PVC all'ora, il tempo di permanenza totale nella colonna è da circa 3 minuti a circa 15 minuti. Il polimero PVC esce dalla colonna al fondo della colonna stessa e viene pompato ad una vasca di attesa, od in essiccatore. Il vapor d'acqua saturo con il monomero VCM esce dalla sommità della colonna e passa in un collettore di condensato, dove il vapor d'acqua saturo viene poi condensato ad acqua ed il VCM viene recuperato. Il polimero PVC entrante nella colonna ha una media di circa 20 000 ppm di VCM residuo. Il polimero PVC uscente dalla colonna ha una media di circa 10 ppm di VCM residuo nel polimero. Si può ottenere un contenuto di VCM residuo nel polimero di PVC inferiore a 1 ppm.

Contenuti di VCM residuo nel polimero PVC vengono determinati mediante analisi gascromatografica del PVC in particelle, impiegando una taratura predisposta. La stabilità della resina PVC, sia prima sia dopo l'operazione di strappamento, può essere determinata impiegando prove comparative di invecchiamento in forno, effettuate rispetto ad un controllo, od impiegando una prova di stabilità termica con viscosimetro capillare, in cui la resina viene mescolata con un livello determinato di stabilizzante (se desiderato), posta nel serbatoio del viscosimetro capillare, riscaldata a 210°C, e lentamente estrusa. Un iscurimento della resina all'estrusione indica degradazione del polimero PVC. Prove comparative tra polimero PVC non sottoposto al procedimento di strappamento originale e PVC sottoposto a strappamento mediante tale procedimento, mostrano, semmai, piccola variazione nel tempo per sviluppare colore (iscurimento della resina).

I seguenti esempi illustrano ulteriormente l'invenzione.

Esempio 1

Esperimenti, in cui la poltiglia di polimero PVC e gas caldo (vapor d'acqua saturo) vengono mescolati impiegando un apparecchio del tipo a caldaia, mostrano la possibilità di usare tale procedimento per allontanare mediante strappamento VCM residuo da polimero PVC a temperature superiori a 93°C e pressioni uguali a quella atmosferica e superiori, senza degradare il polimero. Si possono ottenere contenuti di PVC inferiori a 10 ppm. Si credeva però, che fosse posibile ottenere uno strappamento di VCM più efficace con un flusso in controcorrente di poltiglia di PVC e gas caldo, dove sarebbe favorita la massima diffusione di VCM. Inoltre, minore capacità volumetrica e maggiore produttività risulterebbero dall'impiego di una operazione di strappamento continua, contrariamente all'operazione discontinua, in un apparecchio del tipo a caldaia. Pertanto, gli esperimenti si focalizzano sull'impiego di un apparecchio a colonna di strappamento per effettuare il procedimento originale. Questi esperimenti vengono effettuati in due stadi, cioè a livello di laboratorio ed a livello semiindustriale.

A livello di laboratorio, l'apparecchio impiegato è una colonna di strappamento del diametro di 15,24 cm, ad 8 piatti. La colonna accoglie diversi tipi di piatti, e si valutano diversi tipi di piatti (un tipo a campanelle di gorgoliamento, e cinque varianti di tipi a piatti a setaccio con aree aperte che vanno da 1 a circa 10%, determinate dalla dimensione e numero dei fori). Il livello di liquido su tutti i piatti, indipendentemente dal tipo, è di circa 3,8 cm per tutte le prove sperimentali. La poltiglia di PVC viene impiegata al 25%

in peso di solidi totali, in acqua come veicolo liquido. La poltiglia di PVC viene pompata nella colonna sopra il primo piatto, ad un tasso di alimentazione da circa 0,91 a circa 20,4 kg di resina all'ora. Il tasso di alimentazione controlla il tempo di permanenza. Poiché la capacità della colonna è di circa 5,3 1, il tempo di permanenza nella colonna, basato sui tassi di alimentazione sopra riportati, varia da circa 2 minuti a circa 45 minuti. Il VCM residuo iniziale nel polimero PVC è da circa 1000 a 2000 ppm. Si ottengono tenori di VCM residuo nel PVC sottoposto a strappamento così bassi come 10 ppm. Il contenuto di VCM viene determinato impiegando l'analisi gascromatografica.

Esperimento 1 A Si effettua una serie di prove nella colonna di strappamento, impiegando un tipo comune, a piatti a setaccio, in tutte le serie. Le prove vengono effettuate a circa 102°C ed a circa 1,125 kg/cm*1 assoluti. Il PVC impiegato è un omo-polimero di PVC, ottenuto mediante polimerizzazione in sospensione, avente una granulometria media di circa 130 micron ed una porosità di circa 0,14 cc/g. A tassi di alimentazione della poltiglia di PVC da circa 5,44 a circa 19,96 kg di PVC all'ora il tempo di permanenza varia da 2 minuti a 8 minuti. L'efficienza di strappamento di VCM viene valutata, alle diverse velocità di flusso, misurando il contenuto di VCM sia prima dell'entrata nella colonna sia dopo l'uscita. L'eliminazione percentuale di VCM residuo varia da circa 60% a circa 98% in peso (riferito al contenuto originale di VCM nel polimero PVC). Efficienze di strappamento superiori si verificano a tempi di permanenza più lunghi (6 a 8 minuti), indicando che esiste un equilibrio fra il tasso di alimentazione e le condizioni d ilavoro per l'eliminazione optimum di VCM nell'operazione di strappamento.

Esperimento 1 B Si effettua una serie di prove nella colonna di strappamento, impiegando un tipo comune a piatti a setaccio ed un tasso di alimentazione comune per tutte le prove. Il polimero PVC e la poltiglia impiegati nell'esperimento A vengono impiegati anche per queste prove. Lo scopo di questa serie di prove è di esplorare gli effetti della temperatura e della pressione sullo strappamento di VCM dal polimero PVC. Vapor d'acqua saturo viene impiegato come gas caldo. Nuovamente, il VCM residuo nel PVC viene misurato all'entrata ed all'uscita dalla colonna.

I risultati delle prove sono riportati nella seguente tabella.

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Temperatura (°C)

Pressione (mm di Hg)

Eliminazione percentuale di VCM residuo

Tempo di permanenza di 4 minuti

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Tempo di permanenza di 12 minuti

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oltre

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I dati mostrano il risultato inaspettato che una eliminazione molto più efficace ed efficiente del VCM residuo è ottenuta in condizioni di temperatura e di pressione superiori. Prima di questa scoperta, si credeva generalmente che fosse necessario lo strappamento di VCM sotto pressione ridotta (vuoto) per un'efficace eliminazione di monomero residuo nel polimero. Sono valutate condizioni di lavoro da circa 93°C a circa 132°C a pressioni da atmosferica fino a circa 2,81 kg/cm2 assoluti. Entro questo intervallo, si osserva piccola o nessuna degradazione del polimero PVC.

Stadio semiindustriale Sulla base dei risultati favorevoli ottenuti negli esperimenti in colonna di strappamento da laboratorio, si programmano prove per valutare la possibilità di impiego del procedimento su scala maggiore. Si sceglie nuovamente un apparecchio a colonna di strappamento, in cui effettuare e valutare il procedimento originale. La colonna impiegata è una colonna di strappamento del diametro di 76,2 cm con 18 piatti (del tipo a setaccio). La capacità della colonna è limitata dal suo punto di allagamento, che è di circa 189 1/minuto di alimentazione liquida. La poltiglia di PVC viene impiegata a circa 30% in peso di solidi totali in acqua. I tassi di alimentazione del polimero PVC sono da circa io

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771 a circa 2994 kg/ora. Il tasso di alimentazione di vapor d'acqua saturo varia da circa 454 a circa 2040 kg/ora. I tempi di permanenza nella colonna variano da circa 1 minuto a circa 10 minuti (basati su una produttività della colonna di circa 360 litri). Si effettuano ampie prove a vari tassi di alimentazione di poltiglia di polimero PVC e/o di vapor d'acqua saturo, e a diverse temperature e pressioni di lavoro.

Esempio 2

Un omopolimero di PVC impiegato come poltiglia al 30% in peso in acqua viene alimentato alla colonna di trap-pamento che opera a 100°C ed a pressione atmosferica. Il polimero ha una granulometria media di circa 100 micron ed una porosità di circa 0,12 cc/g. I risultati delle prove mostrano che 80% a 90% del VCM residuo viene eliminato dal polimero PVC.

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Prova

Tasso di alimentazione di poltiglia di PVC gpimi

Tasso di alimentazione di' vapor d'acqua saturo kg/ora

Tempo di permanenza,

minuti

Contenuto di VCM Alimentazione ppm

Uscita ppm

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1927

2,5

490

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Esempio 3

La poltiglia di omopolimero di PVC impiegata nell'esempio 2 viene alimentata nella colonna ad un tasso di alimentazione di 15 gpm di PVC. Il tasso di alimentazione del vapor d'acqua saturo è di 680 kg/ora ed il tempo di permanenza è di circa 6,5 minuti. Le condizioni di lavoro sono 102°C e circa 1,054 kg/cm2 assoluti. Il contenuto iniziale di VCM del polimero PVC è di 2460 ppm, e il contenuto di VCM residuo finale, dopo strappamento, è di 330 ppm, indicando un'eliminazione di 86% in peso di VCM.

Esempio 4

La poltiglia di omopolimero di PVC impiegata nei precedenti esempi viene impiegata in una serie di prove a varia temperatura, pressione, tasso di alimentazione di poltiglia di PVC e tasso di alimentazione di vapor d'acqua saturo. I risultati delle prove sono riportati nella seguente tabella. In tutti i casi, fino alla prova n. 5, dove il tasso di alimentazione della poltiglia di PVC si avvicina a 40 gpm, è eliminato oltre il 90% del VCM.

Prova

Temperatura °C

Pressione kg/cm2

assoluti

Tasso di alimentazione della poltiglia di PVC gpm

Tasso di alimentazione di vapor d'acqua saturo kg/ora

Tempo di permanenza,

minuti

Contenuto di VCM ppm

Entrata Uscita

Eliminazione percentuale

1

105

1,265

15

680,4

6,5

2810

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95

2

107

1,406

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680,4

6,5

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1,546

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113,5

1,617

25

907,2

4

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5

114

1,687

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1474

2,5

950

140

86

1 Da vicino ali fondo della colonna.

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Esempio 5

Omopolimero di PVC, sottoposto a strappamento a varie temperature e pressioni viene controllato per la sua stabilità, impiegando la prova di stabilità termica con viscosimetro capillare. Un campione dello stesso tipo di omopolimero di PVC, che non è stato sottoposto a strappamento impiegando il procedimento originale, viene esaminato per scopi di confronto. I dati mostrano che il processo di strappamento ha scarso o nessun effetto sulla stabilità del polimero PVC.

Condizioni di strappamento

~ Pressione

Tempera- kg/cm2

assoluti

Minuti per sviluppare colore tura °C

Controllo

Campione sottoposto a strappamento

102

1,054

18

111

1,476

19

18

114

1,617

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Esempio 6

Si effettua una serie di prove impiegando omopolimero PVC avente una porosità di circa 0,15 cc/g, ed una granulometria media di circa 130 micron. Tutte le prove vengono effettuate a 103°C ed a 1,054-1,125 kg/cm2, assoluti. I tassi di alimentazione della poltiglia di polimero PVC, e i tassi di alimentazione di vapor d'acqua saturo, vengono variati da 10 gpm di PVC a 40 gpm di PVC ed i tassi di alimentazione di vapor d'acqua saturo sono fissati da 380 a 1996 kg/ora. Il tempo di permanenza varia inversamente al tasso di alimentazione di poltiglia di PVC, e va da 2,5 minuti a 10 minuti. L'eliminazione percentuale di VCM monomerico residuo varia da 86% a 99,8% in peso. A condì- . zioni di un tasso di alimentazione di poltiglia di PVC di 25 gpm di PVC e ad un tasso di alimentazione di vapor 5 d'acqua saturo di 907 kg/ora, si ottiene un contenuto di VCM residuo di 3 ppm da un polimero PVC avente un contenuto iniziale di VCM di 1500 ppm.

Esempio 7

io Impiegando lo stesso omopolimero PVC dell'esempio 6, ed operando a 113°C e 1,117 kg/cm2 assoluti impiegando un tasso di alimentazione di poltiglia di 25 gpm ed un tasso di alimentazione di vapor d'acqua saturo di 907 kg/ora, il contenuto di VCM del polimero viene ridotto da 3020 ppm 15 a 25 ppm, corrispondente ad una eliminazione di VCM del 99,2%.

Esempio 8

Le serie sperimentali di prove effettuate nell'esempio 6 20 vengono sostanzialmente ripetute, ma per l'impiego di una resina di omopolimero PVC avente una porosità di circa 0,25 cc/gm ed una granulometria media di circa 130 micron. Il PVC è più poroso di quelli impiegati nell'esempio 2 (0,12 cc/gm) e nell'esempio V (0,15 cc/gm). Le granulome-25 trie dei tre tipi di omopolimeri PVC sono circa uguali, essendo in media da circa 100 e 130 micron. In un intervallo di temperatura da 102°C a 113°C e pressioni da pressione atmosferica a 1,617 kg/cma assoluti, tassi di alimentazione di poltiglia di PVC da 15 gpm a 35 gpm di PVC, e tassi di 30 alimentazione di vapor d'acqua saturo da 680,4 a 1134 kg/ora, il contenuto di VCM residuo nel polimero PVC, dopo strappamento, è inferiore a 1 ppm in tutte le prove, eccetto una, su quattordici prove. In tale prova, l'eliminazione percentuale di VCM è ancora di 99 % in peso.

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