CS250035B1 - Sposob demcnomerizácie suspanzných polymérov alebo kopolymérov vinylchloridu a zariadenie k jeho uskutočňovaniu - Google Patents

Abstract

Vynález sa týká spůsobu a zariadenia pre demonomerizáciu suspenzných polymérov alebo kopolymérov vinylchloridu. Deimonomerizácia sa uskutočňuje v zariadení kolonového typu fluidizáciou suspenzie vodnou parou, pričom za účelom ziepšenia prevádzkyschcpnosti zariadenia sa spodně strany mechanických deliacich prepážok trvale homogénne ostrekujú vodou v množstve 50 až 300 kg/h. Homogénne ostrekovanie zabezpečuje aspoň jedna vhodné umiestnená tryska.

Description

Vynález rieši sposob a zariadenie, ktoré zabezpečuje dlhodobé kontinuálně odstraňovanie monomérov z vodných suispenzií homopolymérov a kopolymérov vinylchloridu.

Je známe, že dlhodobé vystavenie fudsfcého organizmu kortcentráciám niekolko desiatok ppm vinylchloridu v ovzduší má karcinogénny účinok. Dosledkom toho je, že pri výrobě polyvinyfchloridu a kopolymérov vinylchl-orid-u narastajú požiadavtky na odstraňovanie zvyškového vinylchloridu z týchto polymérov á například hygienické předpisy pre prianty styk s poživatinami udávajú ako povole.nú hranicu 1 ppm monomérneho vinylchloridu v polyvinylchloride. Naviac opatovné získá-nie vinylchloridu z polymérov představuje i významný ekonomický přínos, keď obsah monomeru v disperzii polyméru bývá 2 až 4 % hmot. (počítané ina suchý produkt).

Z literatúry je známých niekolko postupov odstraňovania zvyškového vinylchloridového monoméru z polymérnych systémov a najefektívnejšie sa ukázala demonomerizácia na kolonových zariadeniach.

V poslednom období sa objavilo viacero patentových prihlášok, ktoré riešia demonomerizáciu polyvinylchloridových suspenzi! v desorpčných zariadeniach kolonového typu. Demonomerizačná kolona podlá NSR č. 2 441 304 obsahuje vo vnútri sériu tanierovitých povrchov so sklonom 45 až 80 % od vertikály. Spracovávaná suspenzia sa privádza na hlavu kolony a v protiprúde páry prechádza po vostavbe vo vrstvě hruběj 0,5 až 5 mm. Kontakt suspenzie s vodnou parou u tohto typu kolony je relativné malý a na dosiahnutie požadovanej účinnosti je potřebná značné vysoká kolona.

Dokonalejší styk sa dosiahne v roštovej kolóne (NSR č. 2 714 438], kde para vstupujúca do spodku kolony prebubláva cez zvrchu stekajúcu suspenziu polyvinyltehloridu. Podlá příkladu v 25. etážovej kolóne sa dosiahne 200 až 400 ppm vinylchloiridového monoméru v demonomerizovanej suspenzii, čo je nedostatočiná účinnost vzhl'adom k tomu, že na dosiahnutie hodnoty 1 ppm vinylchloridavého monoméru vo výsledném produkte je potřebné predlžovať sušlaci stupeň, oo najma v kontinuálnych prevádzkach može narážať na značné problémy.

(Lepšie výsledky v účinnosti (~ 100 až 200 ppm] uvádza NSR č. 2 714 685, 'kde kolona pozostáva z valcovitej nádoby vybavenej šitovými dnami s medzerovitosťou 5 až 15 % a velkosťou otvorov 4 až 30 mm, na povrchu ktorej je odlučovač kvapiek cyklónového typu. Tdk suspenzie je zabezpečený prosakováním cez otvory a medzeru medzi vnútornou stěnou kolony a šitovou etážou.

K velmi účinným doteraz známým demonomerizačným zariadeniam patří sítová kolona fy HOchst AG (NSR č. 2 550 023] a (NSR č. 2 640 546). Jedná sa o sitovú kolonu, ktorá podfa príkladov má 14 až 17 etáží so sitami (medzerovitosť ~ 6 %, 0 otvorov 2 mm] opatřenými 1 až 3 přepadovými rúrfcami s výškou prejpadov 12 cm. Množstvo zvyškového monomérneho vinylchloridu v suspenzii spracovanej v uvedenej kolóne je okolo 10 ppm.

Vefmi dobrý účinok sa dosahuje postupom a na zariadení podfa čs. autorského osvedčenia č. 204 533, avšak určitým - nedostatkem je, že postupom času dochádza k zanášainiu sítových prepážok demonomerizovanou suspenziou. Dosledkom toho je zníženie fondu pracovnej doby vplyvom odstávky a čistenia, pričom čistenie je relativné prácne. Tieto nedostatky odstraňuje riešenie podfa předkládaného vynálezu,

Podfa tohto vynálezu sa uskutočňuje demonomerizácia suspenzných polymérov alebo kopolymérov vinylchloridu fluidizáciou prúdením prehriatej alebo nasýtenej vodnej páry v množstve 30 až 100 kg páry na 1 m³ privádzanej suspenzie tak, že mechanická deliaca přepážka, nad ktorou sa suspenzia fluidizuje, sa zospodu odstrekuje vodou o teplote 5 až 85 °C, s výhodou homogénne po celej ploché, v množstve 50 až 500 kg/h s výhodou 100 až 250 kg/h na 1 m² mechanickej deliacej přepážky.

Zariadenie pre uskutočňovanie tohto sposobu je vytvořené z viacetážovej sitovej kolony s výškou prepadov 150 až 600 mm, pričom pod etážovým sitom vo vzdialenosti 100 až 400 mm je umiestnená aspoň jedna odstrekovacia tryska o světlosti otvorov 0,3 až 1,5 mm, pričom os ostrekovacej trysky zviera s osou sitovej kolony ostrý uhol.

Medzi najváčšie výhody riešenia podfa tohto vynálezu patří skutočnosť, že pri relativné nízkých prevádzkových a investic ných nákladoch sa dosahuje vysekej účinnosti demonomerizácie, keď vo· finálnom produkte obsah volného monoméru je v oblasti 1 ppm i pre kompaktně, ťažko demonomerizovatefné typy suspenzných polymérov. Prevádzkový režim demonomerizácie je 1'ahko zvládnutelný a vykazuje trvale vysokú ikonštantnú účinnost a prevádzkyschopnosť.

Postup a zariadenie podfa vynálezu zabezpečujú vysoký fond využitia pracovnej doby, čo sa velmi priaznivo premieta i do ekonomiky procesu. Vysoká účinnosf demonomerizácie je vefmi významná i z ekologického a hygienického hradiska.

Postupom a zariadením podfa vynálezu je -možno epracovať všetky typy suspenzného polyvinylchloridu a suspenzne vyrábaných typov kopolymérov vinylchloridu. Ako příklad. možno uviesť kopolyméry vinyl-chloridu s vinylacetátom, olefínmi, kyselinou akrylovou a/alebo ich estermi, ďalej tiež suspenzie chlórovaného polyvinylchloridu, ako aj suspenzie húževnatého polyvinylchloridu. Obsah sušiny v spracovávaných suspenziách sa spravidla pohybuje v rozmedzí 10 až 50 percent hmot. Je výhodné, ked sa suspenzia nastrefcovaná do demonomerizačnej kolony predohreje na itelplotu blízku bodu varu suspenzie (pri danom tlaku).

Predohriata suspenzia sa nastrekuje na hlavu viacetážovej sitovej kolony, kde je fluidizovaná prúdmi nasýtenej, resp. predohriatej vodnej páry. Vďaka intenzívnemu turbulesntnému režimu, ktorý sa pri fluidizácii dosahuje, iprebieha desorpčný proces uvoíňovania monomérneho vinylchloridu z častíc velmi účinné.

Suspenzia v kolóne postupné přepadává z , etáže na etáž, až nakoniec zdemonomerizovaná suspenzia obsahujúca cca 1 ppm monomérneho vinylchloridu opúšťa kolonu a vedie sa na dalšie spracovanie. Pod pojmom demonomerizačná kolána sa rozumie zariadenie pozostávajúce aspoň z dvoch etáží. Každá etáž demonomerizačného zariadenia je tvořená mechanickou deliacou přepážkou, ktorá představuje šitové dno, o medzerovitosti 0,1 až 4 %, s výhodou 0,5 až 2 %, cez ktoré prechádza aspoň jeden přepad, pričom celková plocha prierezov prepadov je 2 až 10 %, s výhodou 4 až 7 % plochy prierezu kolony.

Lineárna rýchlosť nasýtenej, resp. prehriatej páry v otvoroch šita je 15 až 35 m/s, s výhodou 20 až 30 m/s. Výška prepadov nad šitovou přepážkou je 150 až 600 mm, čím sa zabezpečuje požadovaný kontaktný oas fluidizovanej suspenzie s parou v rozmedzí 40 až 300 s, s výhodou 60 až 150 s. Propady sú konstruované tak, že hrana přepadu zasahuje 40 až 100 mm nad silovú přepážku nižšej etáže, plocha ipod prepadom je inevřtaná a je rovná alebo vačšia, než plocha samotného přepadu.

Pod sítovou přepážkou je umiestnená aspoň jedna tryska s otvormi 0,3 až 1,5 mm, ktorej os zviera -s osou sitovej kolony ostrý uhol. Ostie trysky je vzdialené od sitovej přepážky 100 až 400 mm.

Uvedená tryska, príp. trysky, slúžia ik odstrekovaniu spodnej strany sitovej přepážky, na ktorej prebieha fluidizácia suqpenzie, vodou o teplote 5 až 85 ⁹C, s výhodou homogénne po celej ploché, v množstve 50 až 500 kg/'h na 1 m² mechanickej deliacej přepážky. Trvalým ostrekovaním spodnej časti sitovej přepážky sa zamedzí usadzovaniu polymérnych častíc na spodnej časti sitovej přepážky a predíži sa a zrovnomerní. chod demonomerizačnej kolony ako aj celej demonomerizačnej línky.

Příklad 1

Suspenzia porézneho tyipu polyvinylchloridu s obsahom cca 30 % sušiny a cca 18 000 ppm zvyškového vinylchloridu (na sušinu) sa vedie v množstve 8 m³/h cez tepelný výmenník a dohrievač (injektor páry) pri teplote 96 °C na hlavu demonomerizačnej kolony následovných parametrov:

priemer kolony	900 mm
počet etáží	8
•vzdialenosť medzi síto-
vými priehradkami	1 000 mm
výška prepadov	400 mm
medzerovitost	1 %
priemer otvorov	1,9 mm

Povrch šitových priehradiek je leštený, celé zariadenie je z nehrdzavejúcej ocele. Pod každou etážou je namontovaná hlavica s piatimi tryskami s priemerom otvorov 0,4 mm rozmiestnenými na hlavici tak, že tieto zviera jú s osou kolony taký ostrý uhol, aby sa dosiahlo rovnoměrné ostrekovanie spodných ploch sitovej přepážky. Ostia trysiek sú vo vzdialenosti 200 mm od spodného povrchu sitovej přepážky. Celkové množstvo vody privádzané do trysiek pri tepláte 10 °C pod každú etáž je 100 kg/h na 1 m² sitovej přepážky.

Pod spodnú etáž sa privádza nasýtená volná para (0,5 MPa) v množstve 450 kg/h. Protiprúdom oboch médií nastáva dokonalá desorpcia monomérneho· vinylchloridu z častíc polyvinylchloridu. Teplota na hlavě kolony je 98 ^QC, teplota na dne kolony 103 stupňov C. Suspenzia odchádzajúca z demonomerizačnej kolony obsahuje menej ako 1 pipm zvyškového vinylchloridu. Uvolněný nionomérny vinylchlorid spolu s voduon parou odchádza z hlavy kolony do kondenzátora, kde vodná para v prevažnej miere skondenzuje a odplyn obohatený vinylchloridom sa vedie na regeneráciu.

Demonomerizačná kolona v takomto usporiadaní pracovala rovnoměrně 3 mesiace bez čistenla, zatial' čo bez použitia ostrekovacích trysiek to bolo iba 1 týždeň.

Příklad 2

Použila sa demonomerizačná kolona ako v příklade 1, s tým rozdielom, že výška prepadov sa zvýšila na 500 mm.

Na hlavu kolony sa nastrekovala predohriata suspenzia kompaktného ťažko demonomerizovatelného typu polyvinylchloridu v množstve 6 m³/h. Obsah sušiny bol cca 32 %, obsah zvyškového vinylchloridu cca 22 000 ppm. Množstvo nasýtenej páry (0,5 MPa) privádzaný pod spodnú sitovú etáž bolo 350 kg/h, teplota na hlavě kolony bola 99 °C, na spodnej etáži 106 °C. Odstrekovanie spodných častí šitových priehradiek zabezpečovala jediná tryska s priemerom Otvoru 1,2 mm umiestnená excentricky 250 milimetrov pod sítovou přepážkou, ktorej os zvierala s osou kolony taký ostrý uh-ol, že celá spodná plocha šita bola rovnoměrně odstrekovaná. Voda o teplote 45 °C sa privádzala do trysky v množstve 250 kg/h na 1 m² sitovej přepážky.

Zdemonomerlzovaná suspenzia oďchádzajúca z kolony obsahovala 1,8 ppm zvyškového vinylchloridu. Uvolněný monomérny

2* 2 7 vinylchlorid sa spracoval ako v příklade 1.

Demonomerizačná kolona za použitia ostrekovania šitových prepážok vodou pracovala bez eistenia 2,5 mesiaca. V případe, že sa ostrekovanie nepoužilo sa kolona u,pchala v priebehu 3 až 4 dní.

Příklad 3

K demonomerizácii suspenzne vyrobeného húževnatého PVC sa použila demonomerizačná kolona alko v přiklade 2. Predohriata susipenzia húževnatého PVC s obsahom sušiny cca 24 % a Obsahom zvyškového vinylchloridu cca 30 000 ppm sa nastrekovala na hlavu demonomerizačnej kolony v množstve 6,5 m³/h. Množstvo páry privádzanej pod spodnú etáž bolo 400 kg/h. Teplota na

Q f!

hlavě Ikolóny tbola 90 °C, teplota na spodnej etáži 97 °C. Ostrekovacia voda s teplotou 30 °C sa v množstve 200 kg/h na 1 m² sitovej priehradky vedie do trojice trysiek s priemerom otvoru 0,5 mm umiestnetných tak, že tieto zvierajú k osi kolony ostrý uhol a zabezpečujú dokonalé ostrekovanie spodnej časti sitovej přepážky.

Suspenzia opúšťajúca demonomerizačnú kolonu obsahuje 1 ppm zvyškového monomérneho vinylchloridu. Uvolněný vínylchlorid z hlavy kolony sa v ďalšom spracuje ako v příklade 1.

S použitím uvedeného usporiadania ostrekovacích trysiek kolóna spotahdvo pracovala 2,5 mesiaca bez čistenla; bez použitia ostrekovacích trysiek sa musela kolóna čistit až po 2 dňoch chodu.

přeďme τ

Claims (2)

1. Sposob demonomerizácie suspenzných polymérov alebo 'kopolymérov vinylchloridu fluidizáciou prúdením prehrriatej alebo nasýtenej vodnej ipary v množstve 30 až 100 kilogramov páry na 1 m³ privádzanej suspenzie, vyznačujúci sa tým, že mechanická deliaca přepážka, nad ktorou sa suspenzia fluidizuje, sa zospodu ostrekuje vodou o teplote 5 až 85 ^QC, s výhodou homogenně po celej plocho, v množstve 50 až 500 kg/h s výhodou 100 až 250 kg/h, na 1 m² mechanickej deliacej přepážky.

VYNÁLEZU

2. Zariadenie na uskutočňovanie spósobu podta bodu 1, vytvořené z viacetážovej sitovej kolony s výškou prepadov 150 až 600 mm vyznačujúce sa tým, že pod etážovým sitom vo vzdialenosti 100 až 400 mm je umiestnená aspoň jedna ostrekovacia tryska o světlosti otvorov 0,3 až 1,5 mm, pričom os ostrekovacej trysky zviera s osou sitovej kolony ostrý uhol.