CS206623B1 - Method of demonomerization of polyvinylchloride water dispersions - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu demonomerizace vodných ' disperzí polyvinylchloridu popřípadě ’ jeho kopolymerů a roubovaných polymerů, ‘ pomocí . kolonového přístroje opatřeného vestavbami s velkým samočisticím účinkem jako patry z tahokovu s přepadovým jezem.

Při výrobě polymerů na bázi vinylchloridu zbývají v polymeru vždy · zbytky nezreagovaného vinylchloridu, jež je třeba odstranit pokud možno beze změn struktury polymeru.

Je znám způsob zahřívání práškového póly vinylchloridu na teploty mezi 80 a. 180 °C po delší dobu (DT-OS 2 551 111). .

Nedostatkem uvedeného ^způsobu je, že při uvedených teplotách dochází k poškození polyvinylchloridu teplem, které má nepříznivý _t vliv na jakost polymeru. Kromě toho nelze tímto způsobem snížit obsah vinylchloridu v polymeru na hodnoty pod 100 ppm, takže se musí . zařazovat další operace, například zvláštní sušení. To však vede ke zvýšeným ekonomickým nákladům a technické náročnosti. .

Je též známé odstraňování nezreagovaného vinylchloridu z · polymeru pomocí kolonového přístroje opatřeného příslušnými vestavbami a vytápěného vodní párou.

Nedostatkem · tohoto způsobu je, že . obsah nezreagovaného . vinylchloridu v · polymeru dosahuje hodnot nad 200 ppm. Kromě toho vznikají v kolonovém přístroji inkrustace a . dochází k · ucpávání, což vede k výrobním poruchám (DL—AP · 124 253, Japan Plastics 8/76).

Kromě shora uvedených způsobů jsou známé způsoby, u nichž se upravují disperze polymerů delší dobu pomocí . vakua.

Tyto způsoby · jsou však nevhodné pro průmyslové použití, protože v důsledku · dlouhých prodlev neodpovídá produktivita požadavků, kladeným na racionálně · pracující způsoby.

Dále je znám způsob kontinuálního vedení disperzí pdiyvinylchloridu průběžným kotlem vytápěným přímou párou (DT-OS 2 611 987).

Nedostatek uvedeného způsobu spočívá v . tom, že takové kotle mají široké spektrum doby prodlení, což má za -následek, že nelze vyloučit poškození části polymerových částic teplem. .

Je t^éž· známa úprava polyvinylchloridu rozpouštědlem. a nepříznivý vliv na j eho jakost. Nedostatkem způsobu je napadání polymeru rozpouštědlem á nepříznivý vliv na jeho jakost. Kromě toho je zpracování rozpouštědla pro· opětné použití spojeno ' s dalšími technickými nároky a ekonomickými náklady.

Dále je' známa úprava polyvinylchloridu vodní . párou .nebo hřátými inertními plyny (DL-AP 122 983, . DT-OS · 2 454 445). · ·Nedostatkem tohoto způsobuje, že k dosažení uspo206623 kojivého účinku jiscu zapotřebí · poměrně dlouhé doby. To má za následek, · že · nelze bezpečně zabránit poškození části polymeru teplem.

Úkolem vynálezu· je vyvinout způsob odmonomerizování disperzí polymerů, zejména disperzí polyvinylchlo-ridu popřípadě jejich kopolymerů nebo roubovaných · polymerů, které mohou vykazovat různé kvalitativní parametry, umožňující snížit obsah vinylchlořidu na hodnoty pod 10 ppm, vztaženo na sušinu disperze ' polymeru. ,

Úkol je podle vynálezu řešen způsobem demonomerizace vodných disperzí polyvinylchloridu popřípadě jeho kopolymerů a roubovaných polymerů, · pomoci kolonového přístroje opatřeného vestavbami s velkým samočisticím účinkem jako patry z tahokovu s přepadovým jezem, jehož podstata spočívá v tom, že se vodná disperze polymeru s obsahem sušiny 15 až 64. % hmotn. zahřívá 10 sekund až 2 minuty na teploty 378 až 423 K za tlaku .0,01 až 0,1 MPa poté po setrvání v mezinádrži provedené popřípadě ve formě kaskády se dále tepelně upravuje při teplotě 363 až 373 K v .koloně při obsahu vinylchloridu v brýdových parách pod 200 ppm, přičemž se disperze přivádí v horní třetině kolony a odvádí . z vařáku kolony a dílčí, proud demonomenizované disperze odcházející z vařáku se .vrací do spodnítřetiny kolony v množství potřebném k .dosažení doby prodlení pod 5 minut a přívod páry do spodní třetiny kolony se rozděluje · alespoň do tří dílčích proudů.

Demonomerizace se provádí v přítomnosti stabilizátorů a/nebo . povrchově aktivních látek. Jako stabilizátor je vhodný trisnonylfosfit a, jako povrchově aktivní látky jsou vhodné soli mastných kyselin, pryskyřičná mýdla, · alkylsulfáty, alkylsulfonáty a arylakylpolyglykoletery jednotlivě nebo ve směsi, přičemž poměr povrchově aktivních látek ke stabilizátoru činí 1:1.

Výhoda způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že lze snížit obsah, zbytkového vinylchloridu, · vztaženo na sušinu · disperze, . na hodnoty pod 10 ppm při zachování poměrně • malé technické náročnosti a nízkých nákladů. Rovněž se zabraňuje zatěžování životního prostředí.

Malým přídavkem stabilizátoru spolu s povrchově aktivními látkami lze využít výhody, spočívající ve zvýšené rychlosti demonomerizace při poměrně vysokých teplotách. Způsob podíle · vynálezu vede při velmi krátkých dobách prodlení za · reakční teploty k vysokému’ stupni demonomerizace a k vysokým výkonům. .

Způsob · podle vynálezu je blíže objasněn následuuícími příklady provedení. _t

Příklad 1 ,

Podle suspenzního způsobu se v přítomností derivátů celulózy · jako dispergátorů vyrobí vodná disperze homopolymeru vinylchloridu · (VC)· s obsahem 35 % polyvinylchloridu (PVC). Tato disperze se po polymeraci expanduje. Obsahuje pak 0,6 % hmont. VC, vztaženo · na suspenzi. K této disperzi se dávkuje kontinuálně , pomocí dávkovacího čerpadla methanolový roztok trsnonylfosfitu a alkylsulfonátu sodného v · takovém množství, aby součet obou sloučenin činil 0,4 % hmotn., přičemž poměr obou sloučenin ’ činí 1:1. Množství. rozpouštědla, methanolu^, činí · 10 % hmotn., vztaženo, na disperzi PVC. Dávkování se · provádí v potrubí, vedoucím od sběrné nádrže expandované suspenze do průtokového · ohřívače, v němž se suspenze ohřeje přiváděnou středotlakou párou na teplotu 398 K, při níž se ponechá cca. 2 minuty. Průtokový’ ohřívač je dimenzován tak, aby se dalo ohřát požadovaným .sqpůsobem 12 m³/h disperze PVC. Poté · se vede disperze do průtokového kotle s dobou prodlení 20 minut, v němž se nastavením tlaku na ·0,0973 MPa udržuje teplota 371 K. Přiváděné množství páry činí 0,07. t/t disperze. Disperze poté vstupuje do kolony s 35 patry s velkým samočisticím účinkem z tahokovu a přepadovým jezem, přičemž se na třech místech přivádí pára, jejíž množství činí 0,08 t/t disperze. Dílčí · proud, odcházející z kolony v množství 50 % původně nastřikovaného množství, se vede do spodní třetiny kolony, takže se dosahuje střední doby prodlení 3 minuty.

Disperze se ochladí v připojené, výše položené · mezinádrži nasazením vakua a odstraněním vodní páry na teplotu 348 Kas touto teplotou se vede do připojeného dekantační-ho/ zařízení k oddělení vodné fáze. · . Po oddělení obsahuje polymer 5 ppm VC, tepelná stálost není · zhoršena.

Příklad 2 .

Suspenzní polymeraci se v přítomnosti směsi dispergátorů, sestávající z polyvinylacetátu (PVA) a derivátů celulózy, vyrobí roubovaný polymer z VC a kopolymeru ethylenvinylacetát. Zbytkový obsah VC činí 0,6 % hmotn., vztaženo na disperzi. K této disperzi se dávkuje kontinuálně pomocí dávkovacího čerpadla roztok 0,4 % hmotn. trisnonylfosfitu a 0,2 % hmota, povrchově (aktvní · látky, vztaženo na disperzi, v 6 % hmota, n-hexanu. Poté se disperze vede rychlostí proudění 15 m³/h přes injektor napájený středotlakou párou do · průtokového ohřívače, kde prodlévá 2 minuty a je ohřívána na 408 K. Pak se disperze za · přívodu další páry ponechá v průběžném kotli 15 minut při 36'9 K a za tlaku 0,087 .MPa. Nato se vede disperze do kolonového přístroje jako v příkladu 1. Do kolonového přístroje se na 4 místech přivádí pána v množství · 0,06 t/t · disperze, čímž se obsah VC v brýdových parách · udržuje na hodnotu pod 100 ppm. Zpětným · přiváděním dílčího proudu 25 % disperze do spodní třetiny kolonového přístroje se upraví střední doba prodlení na celkem 5 minut.

Po obvyklém ochlazení disperze vakuovým odpařovacím chlazením se sušina z disperze oddělí a vysuší. Obsah zbytkového monomeru v polymeru činí 3 ppm při nezměněné stálosti za tepla.

Příklad 3

Homopolymerní mikrosuspenze VC s obsahem 30 % hmotn. PVC, vyrobená mikrosuspenzním způsobem v přítomnosti směsi dispergátořu a emulgátorú podle DAS 1 069 387 se dávkuje kontinuálně dp potrubí, vedoucího ze sběrné nádrže expandované suspenze do průtokového ohřívače. Přes injektor, dopravující mikrosuspenzi do potrubí, vstupuje do potrubí současně vodní pára a ohřívá suspenzi až na 333 K. Poté suspenze expanduje v průběžném kotli, kde se vhodným nastřikováním páry a odsávacím zařízením udržuje průměrná doba prodlení 30 sekund a teplota varu vodné suspenze 368 K.

Suspenze pak vstupuje do kolony jako v příkladu 1, přičemž se ve spodní třetině přivádí 0,05 t páry/t disperze. Střední doba prodlení suspenze v koloně se upraví na 3 minuty. Po .výstupu z kolony se suspenze ochladí, sušina oddělí a vysuší. Obsah zbyt kového monomeru v. polymeru činí 2 ppm při téměř nedotčené tepelné stálosti.

Příklad 4

Suspenzní polymerací se v přítomnosti směsi dispergátoru a emulgátoru na bázi derivátů celulózy a esterů mastných kyselin s vícemocnými alkoholy vyrobí suspenze homopolymeru VC s obsahem asi 30 % hmotn. sušiny a nastřikuje kontinuálně s přívodem páry do předehřívacího zařízení s dobou prodlení 12 sekund, takže suspenze vstupuje do připojené mezinádrže s teplotou 378 K.

Tato mezinádrž je vícestupňová kaskáda nádob s imíchadlem a umožňuje . odvádět značné množství vinylchloridu ve formě směsi VC — vodní pána.

Doba prodlení v této kaskádě činí 15 minut a teplota 370 K. Suspenze pak vstupuje s obsahem 225 ppm, vztaženo na PVC, do kolonového .přístroje jako v příkladu 1, kde při střední době prodlení 3 minuty za nástřiku 0,08 t páry/t suspenze na třech místech ve .spodní části kolony se obsah zbytkového monomeru sníží na 2 ppm.

Claims (2)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Způsob demonómeriziace vodných disperzí polyvinylchloridu popřípadě jeho kopolymerů nebo roubovaných polymerů, pomocí kolonového přístroje opatřeného vestavbami s velkým samočisticím účinkem jako patry z tahokovu s přepadovým jezem, vyznačující se tím, že se vodná disperze polymeru s obsahem sušiny 15 až 64 % hmotn. zahřívá 10 sékund až 2 minuty na teplotu 378 až 423 К za tlaku 0,0! až 0,1 MPa a poté po setrvání v mezinádrži provedené popřípadě ve formě kaskády se dále tepelně upravuje při teplotě 363 až 373 К v koloně při obsahu vinylchloridu v brýdových parách pod 200 ppm, přičemž se disperze přivádí v horní třetině kolony a odvádí z vařáku kolony a dílčí proud demonomerizované disperze odcházej ící z vařáku se vrací do spodní třetiny kolony v množství potřebném к dosažení doby prodlení pod 5 minut a přívod páry do. spodní třetiny kolony se rozděluje alespoň do tří dílčích proudů.
2. 2. Způsob podle bodu 1 vyznačený tím, že se demonomeriza-ce urychluje přísadou stabilizátorů, například trisnonylfosfitu, a/nebo povrchově aktivních látek, jako například solí mastných kyselin, alkylsulfonátů, jednotlivě nebo ve směsi, přičemž poměr povrchově aktivpích látek ke stabilizátoru činí 1:1.