CS201973B1 - Sposob a zariadenie na odstraňovanie monoméru z vodných disperzi! homo- alebo kopolymérov vinylchloridu - Google Patents

Description

Vynález sa týká odstraňovania monoméru z vodnýoh disperzi! homo- alebo kopolymérov vinylohloriďu pomooou páry a/alebo horúoeho inertného plynu.

Obsah monomérov, hlavně vinylohloriďu v polymérooh a kopolymérooh vinylohloridu,má byt’ čo najnižě! jednak z hl’adiska dosiafanutia maximálněj kvality vyrábanýoh pro-duktov a jednak z dóvodov ekologiokýoh a zdravotnýoh, najm& pri výrobě polymérov určenýohna použivanie v potravinárstve. Množstvo nezreagovaného vinylohloridu v polymére sabežne pohybuje od 0,1 až do 3 $· Toto množstvo třeba radikálně znižiť tak, aby konečnýprodukt obsahoval 1 až 10 ppm vinylohloridu, připadne pri použití v potravinárstvenajviao 1 ppm. Tieto přísné požiadavky sa stanovili v poslednýoh rokooh, keň sa ukázalo,že toxická vlastnosti vinylohloridu sú omnoho horiie a nebezpečnojSie, ako sa předpo-kládalo. Nezřeagováný monomér sa zo suspenzi! alebo emulzi! polyvinylbhloridu odstraňujeobyčajne pomooou priamej vodnéj páry alebo horúoeho inertného plynu. Stripovanie monomé-ru z vodných disperzi! polyvinylohloridu je poměrně podrobné popísané v CHemioal Engi-neering Procese, vol. 71, No. 9, 54 - 62 1975 v ktorom je diskutovaný najmd vplyv teplo-ty; tlaku a vlastnost! polyméru na rýohlosť a účinnost’ stripovania monoméru podl’a labo-ratómyoh merani.

Na stripovanie monoméru z homo- alebo kopolymérov vinylohloridu pomooou priamejpáry sa používajú rozličné spdsoby a zariadenia, ktoré okrem výhod, obyčajne Speoifio-kýoh, majú aj mnohé nevýhody, ktoré znemožnujú ioh efektívne využitie pri výrobě Širo-ké j Skály polyméxnyoh produktov. Účinné odplynenie zbytkov nezreagovaného monoméru sa móže uskutočniť napr. v etá-žovýoh kolonách, ktoré pri správnom konStrukčnom vyrieSen! dosahujú vysokú desorpčnúmohutnost’ i v oblasti veTmi nízkých konoentráoi! monoméru v polymére. Takóto spósobya zariadenia sú predmetom napr. čs. autorského osvedčenia č. 196 386 a vynálezovDOS 2 550 023, DOS 2 552 683 a USA pat. 3 454 542, v ktorýoh sa ohránia rózne prevádzko-vé parametre a konStrukčné prvky etážovej kolony. Ioh nevýhodou je napr. vysoké pěněnie,najmá pri vySSom zaťažen! kolony a pri nizkyoh hodnotách povrchového nap&tia a usadzo-vanie tuhých častío polyméru v "hluohýoh" miestaoh etáže, 8o nepriaznivo vplýva na pre-vádZkovú stabilitu a na účinnost’ desorpoie.

Podl’a DOS 2 546 265 monomér sa mčže odplyniť v nádobě za intenzívneho mieSánia mie-Sadlom a vysokou reoirkuláoiou. Rýohlosť odplynenia sa zvySuje za vákua, ale aj takhlavnou nevýhodou tohto spósobu je dlhá doba odplyňbvania a vyplývajúoe zhorženie kva-lity polyméru.

LepSieho výsledku sa dosiahne stripovaním monoméru priamou parou v cyklóne alebov Speoiálnyoh rozpraSovaoíoh zariadeniaoh, ktoré napr. podl*a DOS 2 435 704 mdžu byt’rotačného typu, umiestnené v etojacej valoovej nádobě. RozpraSovaoia rýohlosť disperzies parou vo vyústěn! dýzy má byť v rozmedz! 5 až 250 m/s. Podl’a DOS 2 440 957 »a odplyňuje pomocou jednej dýzy rýohlosťou prúdenia zniesi 1 až 20 m/s při hraotnostnom poinere páry ku disperzi! 1 s 5 až 1 : 100 a kontaktnom čase v odplyňovacej nádobě 2 minúty až 4 ho- diny. Poměrná zložitosť a poruohovosť najma rotačnýoh rozprašovačov a vysoká doba kontak- tu sú hlavnými nevýhodami týohto spósobov a zariadení odplyňovania disperzi! polyvinyl- chloridu. -' \

Podl’a tohto vynálezu uskutočňuje sa spósob odstraňovania monomeru z vodných disper-zií homo- alebo kopolyraérov vinylchloridu pomocou páry a/alebo horúceho inertnólio plynutak, že vodná disperzia predohriata na teplotu 55 °C až 100 °C, s výhodou 80 °C až 95 °C,~a privádza do zmiešavača, do ktorého sa súčasne privádza priama para rýohlbsťou 200 až350 m/s a vodná disperzia rýchlosťou, odpovedajúcou zdržnéj době v difúžore, vcitane di-fúzneho hrdla 0,5 až 15 s, s výhodou v rozmedzí 1 až 5 s, počítanou z objemového prietokučerstvej disperzi®, pričom s parou dokonale premiešaná zmes po odlúčení plynnéj fázy saďalej spracováva kaskádovitým spósobom alébo viacnásobným opakováním s případnou recirku-láciou.

Zariadenie na odstraňovanie monomeru z vodných disperzií homo- alebo kopolyraérov vi-nylohloridu pozostáva z prívodného potrubia éerstvej disperzie spojeného so zmiešavačom,do ktorého je súčasne napojené prívodné potrubie páry a prívodné potrubie s recirkulujú-oou disperziou pomocou recirkulačného čerpadla, pričoin zraiešavač je opatřený uifúzorom,vyúsťujúcim do oddel’ovača fáz opatřeného odplyiiovacím potrubím a potrubím na odťahovanieodplynenej disperzie a zmiešavač je charakterizovaný tým, že přívod páry listi tryskoudýzovóho tvaru do hrdla difúzora a rovná časť difúzora je skonštruovaná s pomerom jejdlžky k jej priemeru v rozmedzí 15 až 100 : 1 a rozSirujúca sa časť difúzora k rovnejčasti je v poinere 0,5 až 0,05 : 1. Základná schéma zariadenia na uskutočnenie popísáného spósobu je znázorněná na obr, 1 .

Prívodné potrubie čerstvej disperzie 1_ je spojené so zmiešavačom 4, do ktorého jesúčasne napojené prívodné potrubie páry 2 a prívodné potrubie 2. 3 recirkulujúcou dis-perziou pomooou oiriculačného čerpadla 2» prifiom zraiešavač 4 je opatřený difúzorora 2>vyúsťujúcim do válcovitéj nádoby 6, opatrenej odplyiiovacím potrubím 2. a potrubím 8.na odťahovanie odplynenej disperzie.

Schéma zmiešavača vhodného na jednorázové odplynenie je znázorněná na obr. 2,

Para je privádzaná do zmiešavača potrubím 10 a čerstvá suspenzia sa privádzado zmiešavaoej komory 12 potrubím 11. Prívodné potrubie páry 2. Je ukončené tryskou 13,smerujúcou do difúzneho hrdla 1¾ difúzora 15.

Intenzívnyw zmiešaním suspenzie a páry v popísanom zariadení sa dosiahne radikálnehozníženia obsahu monoméru už pri jednorázovom přechode týmto zariadením. Poklesobsahu monoméru už pri jednorázovom přechode pri vel’mi malej kontaktnej době sus-penzie s horúeou parou je neobvyklý jav, teoreticky nezdóvodnený. Vel’mi vysokú ú-činnosť móžeme pripísať dokonalému rozptýleniu páry v suspenzi! a intenzívněnu pre- mieěavaniu heterogónnej zmesi při preohode hrdlom difúzora a samotným difúzorom.

VePmi vysoká účinnost’ je vSak výsledkem komplexného vplyvu hydrauliokýoh a konětruk- čnýoh zvláštnosti zariadenia.

Počiatočná násadt suspenzie aa najprv zbavuje monoméru oirkuláoiou oez zmieěavačdisperzie a páry* s postupné zvySujúoou sa teplotou do výSky 70 °C pri absolútnom tlaku 0,02 až 0,05 MPa a dokonSenie demonomerizáoie sa uskutoční uvedeným postupom. Sálej uvádzame příklady použitia s oharakteristikou ddležitýoh konžtrukčnýohprvkov zariadenia. Uvedené příklady sú ilustrativně a nemdžu vystihovat’ vSetky ú-speSné varianty postupu a kenStrukoie zariadenia. Přiklad 1 Čerstvá suspenzia, obsahujúoa 31 200 ppm nezreagovaného vinylohloridn, sa od-plyňuje na zariadeni. sdhématioky znázoxnenom na obr. 1. Obsah zásobnika je 5 m^a výkon oirkulačnóho čerpadla je 400 l/min. Čerstvá suspenzia sa prittádza rýohlosťou2 m^/h. Přívod ρ&χγ do zmiešavača je ukončený tryskou o priemere 7 mm. Difúzne hrdlodifuzóra o priemere 25 mm má dlžku 1 200 mm. Spraoovaná suspenzia polyvinylohloriduje stredne porézneho typu a před vstupom do zmiešavača sa najprv predohrieva pria-mou parou na teplotu 90 °C. Cirkulačně čerpadlo nie je zapojené. Obsah nezreagované-ho monoméru po jednorázovom přechode difuzórom a následným ohladenim odplynenejsuspenzie na 60 °C poklesol po 1,5 hodinovom ohode na priemexnú hodnotu 37^ ppm. Přiklad 2

Postup podl*a přikladu 1 s tým rozdielom, že vstupná tryska páry do zmieéavaoejkolony je priemeru 5 mm a dýzového tvaru. Obsah monoméru za rovnakýoh podmienok a porovnakom ohode ako v přiklade 1, poklesol na priemexnú hodnotu 151 ppm. Přiklad 3 .

Postup podl’a přikladu 1 a za rovnakýoh podmi engk s tým rozdielom, že dlžka di-fúzneho hrdla je 350 mm. Obsah monoméru po jednorázovom přechode poklesol na prie-mernú hodnotu 2 300 ppm.

Claims (2)

PREDMET VYNÁLEZU

1. Spdsob odstraňovanía monoméru z vodných, disperzi! homo- alebo kopolymérovvinylchloridu pomooou páry a/alebo horúceho inertného plynu, vyznačujúci sa tým,že vodná, dlsperzla predohriata na teplotu 55 °C až 100 °C, a výhodou 80 °C až 95sa privádza do zmieéavača, do ktorého sa súčasne privádza priama para rýoHbsťou200 až 350 m/a a vodná dlsperzla rýohlosťou, zodpovedajúoou zdržnéj době v difú-zore, včitane dlfúzneho hrdla 0,5 až 15 a, a výhodou v rozmedzí 1 až 5 s«, počíta-nou z objemového prietoku čerstvej dlsperzie, pričom s parou dokonale premieáanázmes po odlúčeni plynnéJ fázy sa Sálej spraoováva kaskádovitým spčsobom alebo viac·násobným opakováním a případnou reolrkuláoiou·

2. Zariadenle na prevádzanle spósobu podl’a bodu 1 a 2, vyznačujúce sa tým, že prívodné potrubie čerstvej dlsperzie /1/ je spojené so zmieáavačom /4/, do kto-rého je súčasne napojené prívodné potrubie páry /2/ a prívodné potrubie /3/ a re-oirkulujúoou dlsporziou pomooou oirkulačného čerpadla /9/, pričom zmieáavač /4/je opatřený difúzorom /5/, vyúsťujúoim do oddel*ovača fáz, opatřeného odplynovaoímpotrubím /7/ a potubím /8/ na odťahovanie odplynonej dlsperzie, pričom zmieáavač/4/ je charakterizovaný tým, že přívod páry ústi tryskou dýzového tvaru do hrdladifúzora /5/, pričom rovná část* difúzora /5/ je skonátruovaná s pomerom jej dížkyk jej priemeru v rozmedzí 15 až 100 : 1 a rozáirujúoa sa časť difúzora k rovnejčasti je v pomere 0,5 až 0,05 : 1· 2 výkresy