DE1231898B - Apparatur zur Entfernung fluechtiger Bestandteile aus Polymerisatmassen - Google Patents

Apparatur zur Entfernung fluechtiger Bestandteile aus Polymerisatmassen

Info

Publication number
DE1231898B
DE1231898B DED27144A DED0027144A DE1231898B DE 1231898 B DE1231898 B DE 1231898B DE D27144 A DED27144 A DE D27144A DE D0027144 A DED0027144 A DE D0027144A DE 1231898 B DE1231898 B DE 1231898B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
chamber
polymer mass
volatile
bell
polymer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DED27144A
Other languages
English (en)
Inventor
James Lawrence Amos
Wilson Westle Hunt
Samuel Guy Ludington
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dow Chemical Co
Original Assignee
Dow Chemical Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dow Chemical Co filed Critical Dow Chemical Co
Publication of DE1231898B publication Critical patent/DE1231898B/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F6/00Post-polymerisation treatments

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

  • Apparatur zur Entfernung flüchtiger Bestandteile aus Polymerisatmassen Es ist bekannt, daß man Polymerisatmassen zur Erzielung optimaler Eigenschaften von den in ihnen enthaltenen flüchtigen Bestandteilen befreien muß. Zu diesen flüchtigen Bestandteilen gehören unumgesetzte Restmengen an Monomeren sowie Polymerisate mit niedrigem Molekulargewicht (besonders Dimere und Trimere) sowie verschiedene gegebenenfalls anwesende Gase. Dabei ist es erwünscht, eine möglichst vollständige Rückgewinnung der unumgesetzten Monomeren zu erzielen, um die zurückgewonnenen Mengen erneut für die Polymerisation einsetzen zu können. Indessen ist es in vielen Fällen nicht erwünscht, gleichzeitig Polymerisate niedrigen Molekulargewichts, insbesondere Dimere und Trimere, gemeinsam mit dem gewonnenen Monomeren in die Polymerisationsvorrichtung zurückzuführen, weil diese niedermolekularen Polymerisate zu einer Verschlechterung der Eigenschaften der Polymerisatmasse führen können, wie z. B. zu Verfärbungen.
  • Diese Probleme sind besonders bei der Polymerisation von aromatischen Alkenylverbindungen, wie z. B. Styrol, oc-Methylstyrol oder Vinyltoluol, Mono-und Dichlorstyrol oder ar-Dimethylstyrol, zu Homopolymerisaten, Mischpolymerisaten aus Gemischen von aromatischen Alkenylmonomeren oder Gemischen von aromatischen Alkenylmonomeren mit verschiedenen Monomeren anderen Typs sowie zu Pfropfpolymerisaten akut. Die Dimeren, Trimeren und andere niedere Polymerisate mit Molekulargewichten unterhalb etwa 300 vieler aromatischer Alkenylmonomerer, insbesondere Styrol, können zu einer starken Verfärbung der Polymerisatmassen führen. Daher ist ihre Anwesenheit im allgemeinen unerwünscht, selbst wenn sie in Mengen von weniger als 1 Gewichtsprozent und darunter vorliegen. Es ist daher erforderlich, eine Fraktionierung der aus der Polymerisatmasse abgetriebenen flüchtigen Bestandteile vorzunehmen, um die Monomeren in reiner Form zurückzugewinnen.
  • Verfahren und Vorrichtungen zur Abtrennung der nicht polymerisierten Monomeren sowie der niedermolekularen, flüchtigen Polymerisate aus einer Polymerisatmasse sind bereits grundsätzlich bekannt. So hat man die Polymerisatmassen einer Behandlung mit Wasserdampf oder einer Destillation, wie z. B. unter Vakuum, unterworfen, um die flüchtigen Bestandteile abzutrennen. Die flüchtigen Bestandteile wurden dann in besonderen Vorrichtungen fraktioniert, um beispielsweise das Monomere zurückzugewinnen und erneut einsetzen zu können. So werden nach dem Verfahren der schweizerischen Patentschrift 277611 Schmelzen von Superpolyamiden während des Spinn- vorgangs in Form dünner Strahlen durch eine Vakuumkammer geleitet, um sie von den flüchtigen Bestandteilen zu befreien, die mit Hilfe einer Vakuumpumpe abgesaugt werden. Bei dem Verfahren gemäß der deutschen Patentschrift 962 117 wird feinkörniges, festes Polystyrol in dünner Schicht auf einer geeigneten Fördervorrichtung, wie z. B. einem Stahlband, ausgebreitet und mit Infrarotstrahlen erhitzt, um die flüchtigen Bestandteile abzudampfen.
  • Allen diesen bekannten Verfahren und Vorrichtungen ist gemeinsam, daß sie keine gleichzeitige Abtrennung und Fraktionierung der flüchtigen Bestandteile in ein und derselben Vorrichtung gestatten. Für die Abtrennung und Fraktionierung sind stets getrennte Vorrichtungen nötig, was den Platzbedarf erhöht und das Verfahren kompliziert und verteuert. Weiterhin kann bei den meisten dieser Verfahren wegen der zu kleinen Verdampfungsfläche der Polymerisatmasse entweder nur eine unsaubere Abtrennung der flüchtigen Bestandteile von der Polymerisatmasse erreicht werden, oder aber man muß die Polymerisatmasse stärker erhitzen, was wiederum zu Zersetzungserscheinungen führt. Infolge von Zersetzungen verspritzter Anteile der Polymerisatmasse sowie der flüchtigen Bestandteile an den heißen Wandungen der Destillationsapparaturen bilden sich Krusten, und die Polymerisatmasse wird verunreinigt.
  • Erfindungsgemäß wird nun eine Vorrichtung vorgeschlagen, mit der die Nachteile der bekannten Verfahren und Vorrichtungen überwunden werden können und die eine gleichzeitige kontinuierliche Abtrennung und Fraktionierung der flüchtigen Bestandteile einer Polymerisatmasse in einem einzigen Gefäß gestattet.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Apparatur zur Entfernung flüchtiger Bestandteile aus einer von diesen noch nicht befreiten Polymerisatmasse, die unter ihren flüchtigen Bestandteilen unpolymerisiertes Monomeres und flüchtige niedermolekulare Polymerisate enthält, durch fraktionierte Kondensation in einer kombinierten Abdampf- Kondensations-Kammer, gekennzeichnet durch eine Kammer für die Polymerisatmasse und eine über dieser Kammer angeordnete, sich von oben nach unten erweiternde, gekühlte Glocke, die über der Kammer einen Dampfraum bildet und deren unterer Rand außerhalb des oberen Randes der Kammer und mindestens so tief wie dieser liegt und mit der Kammer verbunden ist, durch eine innerhalb des Dampfraumes endende Leitung zur Einführung der von den flüchtigen Bestandteilen zu befreienden Polymerisatmasse, ferner durch Einrichtungen zur Einstellung der dem Dampfraum zugewandten Oberfläche der Glocke auf eine Temperatur, die höher als die Kondensationstemperatur der Monomeren ist, jedoch nicht oberhalb der Kondensationstemperatur der flüchtigen niedermolekularen Polymerisate unter dem in der Kammer herrschenden Druck liegt.
  • Durch die charakteristischen Merkmale der erfindungsgemäßen Apparatur, nämlich erstens die besondere Anordnung der gekühlten Glocke, die über der die Polymerisatmasse aufnehmenden Kammer einen sich nach unten erweiternden Dampfraum bildet, zweitens die besondere Anordnung des zur Einführung der Polymerisatmasse dienenden Rohres, wodurch eine zentrale Einführung der Polymerisatmasse in einem frei fallenden Strom oder aber in einer kaskadenartig fallenden, springbrunnenartigen Abwärtsströmung erfolgt, und drittens die Einrichtungen zur Einstellung der Kondensationsoberfläche der Glocke auf eine geeignete Temperatur, wird erreicht, daß die Verdampfung der flüchtigen Bestandteile aus der Polymerisatmasse kontinuierlich, gleichmäßig und vollständig unter für das Polymerisat sowie die flüchtigen Bestandteile schonenden Bedingungen erfolgt, daß eine gleichzeitige und vollständige Abtrennung des abgedampften Monomeren von den abgedampften flüchtigen niedermolekularen Polymerisaten erfolgt, daß Siedeverzüge und ein Verspritzen der Polymerisatmasse auf die Kondensationsfläche vermieden wird, daß sich keine Krusten von Zersetzungsprodukten bilden und keine Verunreinigung der Polymerisatmasse mit derartigen Zersetzungsprodukten eintritt und daß durch das konstante Verdampfenlassen der flüchtigen Bestandteile eine Entspannung der Kondensatoberfläche durch die kondensierbaren niedermolekularen Poly- merisate erzielt wird, wodurch man verhindert, daß Kondensatanteile wieder in die von den flüchtigen Bestandteilen bereits befreite Polymerisatmasse herabfallen. Durch die Benutzung eines einzigen Gefäßes, das gleichzeitig als Verdampfungs- und Kondensationseinrichtung dient, wird erfindungsgemäß weiterhin eine beträchtliche Einsparung an Arbeitsplatz, Investitionskosten und Bedienungskosten erreicht.
  • Aus der österreichischen Patentschrift 167 845 ist zwar ein für allgemeine Destillationsaufgaben, insbesondere für die Lösungsmittelrückgewinnung, gedachter Destillationsapparat bekannt, der aus einem Verdampfungsgefäß und einer aufgesetzten Kondensationsfläche besteht, so daß Verdampfung und Kondensation innerhalb des gleichen Gefäßes erfolgen.
  • Dieser Destillationsapparat weist jedoch nicht die obengenannten charakteristischen Merkmale der erfindungsgemäßen Apparatur auf und vermag die Funktion der erfindungsgemäßen Apparatur nicht zu erfüllen. Er ist zum gleichzeitigen Entfernen und Fraktionieren flüchtiger Bestandteile aus einer Polymerisatmasse ungeeignet. Es gibt keine Auswaschwirkung, die bei einem solchen Apparat erforderlich ist. Der Kondensationsaufsatz der Apparatur der österreichischen Patentschrift 167 845 weist genau die umgekehrte Form der erfindungsgemäß vorgesehenen gekühlten Glocke auf, d. h., sein tiefster Punkt befindet sich in der Mitte des Dampfraumes.
  • Auf diese Weise würden sich bei einer Benutzung dieser Apparatur zur Entfernung flüchtiger Bestandteile aus einer Polymerisatmasse nichtflüchtige Feststoffe, die von der Kondensationsoberfläche abgewaschen werden, ansammeln und den Austritt verstopfen. Weiterhin fehlen dieser bekannten Apparatur Einrichtungen, die zur Ausbreitung einer von ihren flüchtigen Bestandteilen zu befreienden Polymerisatmasse, um eine große Oberfläche zu erzielen, geeignet wären. Daher müßte die Temperatur der in dem Verdampfungsgefäß befindlichen Polymerisatmasse beträchtlich erhöht werden, was zu einer Verschlechterung der Polymerisatmasse führen würde.
  • Die erfindungsgemäße Apparatur ist insbesondere zum Entfernen flüchtiger Bestandteile aus Polymerisatmassen geeignet, die mindestens etwa 50 Gewichtsprozent Einheiten einer aromatischen Alkenylverbindung enthalten, insbesondere aus Styrolpolymerisatmassen, zu denen Polystyrol und verschiedene Mischpolymerisate und Pfropfpolymerisate von Styrol mit anderen Monomeren und Polymerisaten gehören.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist der erfindungsgemäße Apparat gekennzeichnet durch zwischen dem unteren Rand der Glocke und dem oberen Rand der Kammer befindliche Einrichtungen zum Auffangen und Abziehen der kondensierten niedermolekularen Polymerisate und zum Abziehen des dampfförmigen Monomeren sowie durch im unteren Teil der Kammer befindliche Einrichtungen zum Abziehen der von den flüchtigen Bestandteilen befreiten Polymerisatmasse.
  • Die Leitung zur Einführung der von ihren flüchtigen Bestandteilen zu befreienden Polymerisatmasse in den Dampfraum kann ein senkrecht angeordnetes Rohr sein, das gegebenenfalls von der Glocke herabhängen und sich bis in den Dampfraum hinein erstrecken kann, um über den Flüssigkeitsspiegel der Polymerisatmasse, die sich in der Kammer befindet, zu enden. Natürlich kann man zum Einbringen der Polymerisatmasse auch nicht senkrechte Leitungen, die in analoger Weise zur zentralen Einführung der Polymerisatmasse geeignet sind, benutzen. Die Einrichtung zur Einführung der Polymerisatmasse kann aber auch einfach eine Öffnung im oberen Teil der Glocke sein. Durch die vorgenannten Einrichtungen wird die Polymerisatmasse in Form eines frei fallenden Stromes mit großer Oberfläche eingeführt. Man kann aber auch eine Leitung verwenden, die sich nach oben öffnet (wie z. B. ein von unten durch die Kammer nach oben in den Dampfraum hineinragendes Rohr), wodurch die Polymerisatmasse in einem kaskadenförmigen, springbrunnen artigen Strom mit großer Verdampfungsfläche abwärts in die Kammer fließt.
  • Die zur Zuführung der Polymerisatmasse dienende Leitung kann mit Heizvorrichtungen versehen sein, um die Polymerisatmasse vor ihrer zentralen Einführung in den Dampfraum auf die zum Abtreiben der flüchtigen Bestandteile erforderliche Temperatur zu erwärmen. Ferner kann die Leitung an ihrem Ende ein Druckreduzierventil (das dafür sorgt, daß innerhalb der Leitung ein höherer Druck als innerhalb des Dampfraumes vorliegt) zur Verhinderung einer vorzeitigen Verdampfung der flüchtigen Bestandteile aufweisen. Dieses Ventil ist vorzugsweise steuerbar, um eine Anpassung an schwankende Fließgeschwindigkeiten zu gestatten.
  • Die Wandungen der Kammer können ferner mit Heizvorrichtungen versehen sein, um den Teil der Wandungen, der sich über dem Flüssigkeitsspiegel der Polymerisatmasse befindet, unter der Zersetzungstemperatur der flüchtigen Bestandteile und den Teil der Wandungen, der sich unter dem Flüssigkeitsspiegel befindet, auf einer Temperatur zu halten, bei der die Polymerisatmasse noch fließfähig ist.
  • Ferner können Einrichtungen vorgesehen sein, die zur Einstellung eines praktisch konstanten Spiegels der flüssigen Polymerisatmasse in der Kammer dienen.
  • Durch die oben beschriebenen Einrichtungen zur Einführung der Polymerisatmasse, die sämtlich der Einführung eines Stromes der Polymerisatmasse mit großer Verdampfungsfläche dienen, durch die Anordnung der gekühlten Glocke und durch die Einrichtungen zur Temperatureinstellung der Kondensationsoberfläche und der Wandungen der Kammer wird erreicht, daß eine Zersetzung und Verunreinigung der Polymerisatmasse oder der flüchtigen Bestandteile vermieden wird. Die Polymerisatmasse braucht vor ihrer Einführung lediglich auf eine verhältnismäßig niedrige Temperatur vorerwärmt zu werden, und ein Verspritzen der Polymerisatmasse wird vermieden. Eine Zersetzung der entweichenden flüchtigen Bestandteile auf heißen Metallwänden wird ausgeschaltet. Dadurch wird eine vollständige und verlustlose Trennung der einzelnen Bestandteile der zu reinigenden Polymerisatmasse erreicht.
  • Der erfindungsgemäße Apparat wird im folgenden an Hand der Zeichnungen beschrieben.
  • Fig. 1 ist eine schematische Abbildung, die einen allgemeinen Typ des Apparats erläutert; Fig. 2 gibt im Aufriß eine besonders geeignete Ausführungsform der erfindungsgemäßen Apparatur wieder; F i g. 3 ist eine Teilansicht im Schnitt einer modifizierten Apparatur gemäß F i g. 2; Fig.4 ist eine Aufrißzeichnung, vorwiegend im Schnitt, einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Apparatur, die ebenfalls besonders geeignet ist; F i g. 5 ist eine Ansicht im Querschnitt entlang der Linie 2-2 von Fig. 4.
  • Bei dem Apparat gemäß Fig. 1 ist zur Einführung der von ihren flüchtigen Bestandteilen zu befreienden Polymerisatmasse in die Kammer 3 ein Zuführungsrohr 1 vorgesehen, das von einem geeigneten Wärmeaustauscher 2 umgeben ist. Die Kammer 3 weist eine gekühlte Glocke 4 auf, deren Innenfläche als Kondensationsoberfläche für die Dimeren, Trimeren und die anderen unerwünschten, flüchtigen Polymerisate niedrigen Molekulargewichtes dient.
  • Vorteilhaft weist die Glocke 4 an ihrem unteren Rand eine Sammelrinne 6 auf. Eine Leitung 7 dient zum Abziehen des Kondensats von der Sammelrinne 6. Die Leitung 7 führt zu einem Auffangbehälter 8 mit einem Ableitungsrohr 9 zum Ableiten der zu verwerfenden oder irgendeinem Verwendungszweck zuzuführenden niedermolekularen Polymerisate. Der Auffangbehälter 8 ist über die Leitung 9 mit einem Kondensator 11 zum Kondensieren des Monomeren verbunden. Der Kondensor steht mit einem Ableitungsrohr 12 zum Abziehen des zurückgewonnenen reinen Monomeren sowie über ein Rohr 13 mit einer Vakuumquelle in Verbindung. Die Leitung 7, der Auffangbehälter 8 und die zum Kondenser 11 führende Leitung 9 können mit geeigneten Heizvorrichtungen versehen sein, um die Temperatur oberhalb der Kondensationstemperatur des Monomeren, jedoch unterhalb der Verdampfungstemperatur der niedermolekularen Polymerisate zu halten.
  • Die Kammer 3 ist in ihrem unteren Teil mit einem Ableitungsrohr 13, das in geeigneter Weise eine Pumpe 14 aufweist, zum Abziehen der von ihren flüchtigen Bestandteilen befreiten Polymerisatmasse 5 versehen.
  • Die in F i g. 2 erläuterte und in ihrer Gesamtheit mit 101 bezeichnete Ausführungsform der erfindungsgemäßen Apparatur besteht aus einer Kammer 115 und einer Kondensationsglocke 107. Ein senkrechtes Einleitungsrohr 103 für die Polymerisatmasse führt zum oberen Ende der Glocke 107 und kann sich in den Dampfraum innerhalb der Glocke 107 hineinerstrecken. Das Einleitungsrohr 103 endet mit einer Platte 125, die die Durchlaßöffnung 0 enthält, die über dem Flüssigkeitsspiegel 114 der in der Kammer 115 befindlichen Polymerisatmasse angeordnet ist.
  • Auf diese Weise bildet sich beim Verlassen der Durchlaßöffnung ein nicht spritzender, frei fallender schaumiger, relativ dicker Strom F der Polymerisatmasse aus. Vorzugsweise ist das Rohr 103 relativ kurz, so daß es nur eine ganz geringe Strecke in den Dampfraum hineinragt. Es braucht aber, wie dies aus F i g. 3 hervorgeht, nicht tatsächlich in die Glocke hineinzuragen, sondern kann mit der Platte 125 enden, die dann mit der inneren, oberen Glockenoberfläche in einer Ebene liegt. Das Rohr 103 braucht weiterhin nicht unbedingt mit einer engeren Durchlaßöffnung zu enden, wenn schon seine eigenen Dimensionen den gewünschten Effekt hervorzurufen vermögen.
  • Vorzugsweise ist das Rohr 103 mit einem Wärmeaustauscher 102 versehen, um die Polymerisatmasse auf eine zum Abtreiben der flüchtigen Bestandteile geeignete Temperatur zu erhitzen. Für diesen Zweck eignet sich häufig ein rohrförmiger Wärmeaustauscher.
  • Das Rohr 103 kann auch vor dem Eintritt in die Glocke 107 durch einen Heizmantel oder eine Heizspule hindurchtreten. Das Rohr 103 kann mit einem Mantel 104 und Zuführungs- und Abführungsrohrleitungen 105 bzw. 106 zum Hindurchleiten einer Wärmeaustauschflüssigkeit versehen sein. Die Durchlaßöffnung 0 kann so dimensioniert sein, daß die fließende Polymerisatmasse einem ausreichenden Druckabfall unterliegt, um eine vorzeitige Verdampfung der flüchtigen Bestandteile innerhalb des Rohres zu vermeiden. Die Durchlaßöffnung 0 kann ferner kontinuierlich, automatisch oder von Hand regelbar sein, um eine Anpassung an Veränderungen der Fließgeschwindigkeiten zu ermöglichen. Mit Hilfe einer solchen als Druckreduzierventil dienenden Durchlaßöffnung 0 können weiterhin Zersetzungen und sich daraus ergebende Verunreinigungen in dem Rohr 103 vermieden werden.
  • Wie gezeigt, kann sich die zur Kondensation dienende Glocke 107 vorteilhaft trichterartig nach unten erweitern. Sie kann eine pyramidenförmige oder kegelförmige Gestalt haben oder auf andere Weise ausgeführt sein, wie z. B. in Form eines gekrümmten Gewölbes bzw. einer Kuppel. Eine Sammelrinne 108, die mit einer Abführungsleitung 109 verbunden ist, befindet sich am unteren Rand der Glocke, um die an der Innenfläche der Glocke 107 ablaufenden, kondensierten flüchtigen Stoffe zu sammeln. Vorteilhaft kann die Abführungsleitung 109 mit einer geeigneten Vakuumquelle und/oder einer Vorrichtung zur Rückgewinnung der einzelnen flüchtigen Bestandteile in Verbindung stehen.
  • Obgleich in bestimmten Fällen die Glocke 107 mit Luft gekühlt werden kann, wird es gewöhnlich vorgezogen, die Glocke 107 mit einem Mantel 110 für Wasser oder für ein anderes Kühlmittel zu versehen.
  • Für das Inumlaufsetzen des Kühlmittels benutzt man Ein- und Ablaßstutzen 111 und 112.
  • Die Kammer 115 kann mit einem Mantel versehen werden, um ihre Wandungen bei einer optimalen Temperatur zu halten. So kann man einen Heizmantel 116, der mit Ein- und Auslaßstutzen 117 und 118 versehen ist, um die Seitenwände der Kammer anordnen. Gewöhnlich ist es vorzuziehen, die Seitenwände bei einer Temperatur zu halten, bei der die von ihren flüchtigen Bestandteilen befreite Polymerisatmasse noch fließfähig ist. Obgleich um die Kammer 115 nur ein einzelner Wärmeaustauschmantel gezeigt wird, kann man mehrere Mäntel benutzen, um verschiedene Abschnitte der Kammerseitenwände bei verschiedenen Temperaturen zu halten. So kann man getrennte Wärmeanstauschmittel über dem Flüssigkeitsspiegel der Polymerisatmasse in der Kammer 115 benutzen, um den oberen Teil der Seitenwände unter der Zersetzungstemperatur und über der Kondensationstemperatur der entweichenden flüchtigen Bestandteile zu halten. Die Ableitung der von ihren flüchtigen Bestandteilen befreiten Polymerisatmasse erfolgt am Boden der Kammer 115 mittels einer Pumpe oder einer anderen Fördervorrichtung 123.
  • Infolge der oben beschriebenen Konstruktion der erfindungsgemäßen Apparatur treten während des Betriebes keine Zersetzungen und Ablagerungsbildungen ein. Lediglich an der äußeren Oberfläche des zur Einführung der Polymerisatmasse dienenden Rohres bzw. an dessen Endplatte können sich eventuell Ablagerungen bilden, was man aber dadurch verhindern kann, daß man das Fallrohr vertikal oder sehr kurz hält. Man kann das Rohr auch so anordnen, daß es, abgesehen von seiner Austrittsöffnung. praktisch völlig durch die Kondensationsoberfläche der Glocke überdeckt wird. Dadurch werden Verunreinigungen im allgemeinen völlig ausgeschaltet.
  • Die in den F i g. 4 und 5 wiedergegebene, in ihrer Gesamtheit mit 203 bezeichnete Apparatur besteht aus einer Kammer 215, die von einer Glocke 207 bedeckt ist. Zur Einführung der Polymerisatmasse dient die Zuführungsleitung 205, die man zweckmäßig mit einem Heizmantel oder einer Isolierung 206 versieht. Die Zuführungsleitung 205, hier als seitlich eintretend gezeigt, wird so angeordnet, daß sie senkrecht von unten in den Dampfraum über dem Flüssigkeitsspiegel 214 der Polymerisatmasse hineinragt. Auf diese Weise fließt die Polymerisatmasse aus der Zuführungsleitung 205 in Form eines kaskadenartigen, springbrunnenförmigen Stromes 204 C heraus. Die Glocke 207 kann hier ebenfalls nicht nur eine trichterartige oder pyramidenförmige, sondern auch eine mehr gewölbte Form haben. Eine Sammelrinne 208, die durch einen Auslaßstutzen 209 entleert wird, befindet sich am unteren Ende des Randes der Glocke 207. Vorteilhaft steht der Kondensatauslaßstutzen 209 mit einer hier nicht gezeichneten Vakuumquelle und, wenn gewünscht, mit einem Gewinnungssystem in Verbindung. Obgleich man in gewissen Fällen die Glocke 207 mit Luft kühlen kann wird es gewöhnlich vorgezogen, die Glocke 207 mit einem Mantel 210 für Wasser oder für ein anderes geeignetes Kühlmittel zu versehen, das man durch die Einlaß- und Auslaßstutzen 211 bzw. 212 zuführen und abziehen kann.
  • Die Kammer 215 kann auch mit Vorteil ummantelt sein, um ihre oberen und unteren Teile oberhalb und unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 214 der Polymerisatmasse getrennt zu erhitzen. So sieht man einen Heizmantel 216, der Einlaß- und Ablaßstutzen 217 bzw. 218 aufweist, vor, um die Wandungen der Kammer 215 über dem Flüssigkeitsspiegel der Polymerisatmasse bei einer Temperatur zu halten, die unter der Zersetzungstemperatur der entweichenden flüchtigen Bestandteile liegt. In analoger Weise wird der untere Teil der Kammer zur Aufrechterhaltung der Fließfähigkeit der Polymerisatmasse mit einem Heizmantel 219 versehen, der einen Ablaufstutzen 221 und einen Einlaßstutzen 220 hat. Am Boden der Kammer 215 ist eine Pumpe oder eine andere Transportvorrichtung 225 sowie ein Auslaßstutzen 223 vorgesehen. Gewöhnlich ist es wünschenswert, die erfindungsgemäße Apparatur aus Aluminium oder aus einer korrosionsbeständigen Stahlsorte herzustellen.
  • Bei der Benutzung der erfindungsgemäßen Apparatur in ihren einzelnen Ausführungsformen führt man die von ihren flüchtigen Bestandteilen zu befreiende Polymerisatmasse in flüssiger Form mit Hilfe der gezeigten Zuführungsrohre in den Dampfraum ein. Dabei erfolgt die Einführung der Polymerisatmasse - gegebenenfalls unter Erwärmen mit den gezeigten Heizvorrichtungen - mit einer Temperatur, die ein Abdampfen der flüchtigen Bestandteile innerhalb des Dampfraumes unter dem dort herrschenden Druck gestattet. Weiterhin kann die Polymerisatmasse innerhalb des Zuführungsrohres mit Hilfe besonderer Ventile unter einem höheren Druck, als er innerhalb des Dampfraumes herrscht, gehalten werden, um eine vorzeitige Verdampfung der flüchtigen Bestandteile zu vermeiden. die Polymerisationsmasse tritt - je nach Ausführungsart und Anordnung des Zuführungsrohres - in einem frei fallenden oder aber kaskadenartigen, springbrunnenförmigen Strom mit großer Oberfläche in den Dampfraum aus, der gegebenenfalls unter Vakuum gehalten wird, und fließt in die Kammer.
  • Die verdampfenden flüchtigen Bestandteile werden dann an der Kondensationsoberfläche der Glocke fraktioniert, die oberhalb der Kondensationstemperatur des Monomeren, jedoch unterhalb bzw. auf der Kondensationstemperatur der niedermolekularen Polymerisate gehalten wird. Dadurch kondensieren lediglich die niedermolekularen Polymerisate, die in die zwischen dem unteren Rand der Glocke und dem oberen Rand der Kammer befindliche Sammelrinne ablaufen, während das Monomere in der Dampfform verbleibt. Das Monomere und das Kondensat der niedermolekularen Polymerisate werden abgezogen; das Kondensat kann in einem Abscheider abgetrennt und sodann verworfen oder irgendeiner Verwendung zugeführt werden. Das dampfförmige Monomere kann kondensiert und sodann erneut zur Polymerisationsvorrichtung zurückgeleitet werden. Die von ihren flüchtigen Bestandteilen befreite Polymerisatmasse wird aus der Kammer abgezogen und kann einer Auspreßvorrichtung oder irgendeiner anderen geeigneten Kunststoffverarbeitungsvorrichtung zugeführt werden.
  • Der Dampfraum wird, wie angegeben, vorzugsweise unter Vakuum gehalten. Selbstverständlich muß der innerhalb des Dampfraumes herrschende Druck zu der Einführungstemperatur der von ihren flüchtigen Bestandteilen zu befreienden Polymerisatmasse sowie zu der Temperatur der Kondensationsoberfläche der Glocke in einer geeigneten Beziehung stehen, damit innerhalb des Dampfraumes eine Verdampfung der flüchtigen Bestandteile aus der Polymerisatmasse erfolgt und an der Kondensationsoberfläche die niedermolekularen Polymerisate kondensiert werden, während das Monomere nicht kondensieren darf.
  • Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Apparatur kann man die Polymerisatmasse teilweise oder vollständig von ihren flüchtigen Bestandteilen befreien. Man kann ansatzweise arbeiten; vorzugsweise arbeitet man aber kontinuierlich in einer oder mehreren Stufen.
  • Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Apparatur wurden Styrolpolymerisatmassen (wie z. B. Polystyrol), Mischpolymerisate von Styrol mit anderen aromatitischen Alkenylmonomeren sowie den verschiedensten anderen polymerisierbaren Vinylmonomeren und Pfropfmischpolymerisate von Styrol mit verschiedenen elastomeren Polymerisaten, die nichtpolymerisiertes monomeres Styrol, 0,2 bis 0,5 Gewichtsprozent Polymerisat mit Molekulargewichten unter etwa 300 - bezogen auf das Gewicht der flüchtigen Bestandteile in der Masse - und etwa 70 Gewichtsprozent Polymerisatfeststoffe enthielten, von ihren flüchtigen Bestandteilen befreit, wobei gleichzeitig praktisch reines monomeres Styrol gewonnen wurde.
  • In allen Fällen wurden dabei optimale Ergebnisse erzielt, wenn innerhalb der Apparatur ein absoluter Druck von etwa 100 bis 150 mm Hg aufrechterhalten wurde, bei einer Temperatur der Kondensationsoberfläche der Glocke zwischen etwa 37 und 523 C (was mit Wasserkühlung erreicht wurde) und bei Erwär- mung des Ableitungsrohres für das dampfförmige Monomere und für die kondensierten niedermolekularen Polymerisate und des Abscheiders mit Wasserdampf unter einem absoluten Druck von 3,51 bis 4,56 kg/cm2. Sämtliches auf diese Weise zurückgewonnenes monomeres Styrol wurde in das Polymerisationsverfahren zurückgeführt, wobei keine Verfärbung der Polymerisationsprodukte eintraten.
  • Die verschiedenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Apparatur wurden bis zu sechs Monaten mit Erfolg dazu benutzt, eine teilweise polymerisierte Polystyrolmasse von ihren flüchtigen Bestandteilen zu befreien, die etwa 70 Gewichtsprozent Polymerisatfeststoffe enthielt, ohne daß an irgendeiner Stelle der Apparatur schädliche Ablagerungen gebildet wurden.
  • Lediglich bei den in den Fig.2 und 3 wiedergegebenen Ausführungsformen der Apparatur wurde auf der äußeren Fläche des Einführungsrohres eine Bildung von Abscheidungen festgestellt. Diese Abscheidungen ließen sich in Zeitabständen von etwa 1 Monat leicht entfernen; dies genügte, um ein Herabfallen der Abscheidungen in die Polymerisatmasse zu vermeiden. Bei den Ausführungsformen mit direkt an der Glocke endendem Einleitungsrohr trat keine Bildung von Abscheidungen ein. Beim Betrieb der Ausführungen nach den Fig. 2 und 3 wurde die Polymerisatmasse bei etwa 2250 C durch die Einführungsöffnungen zugeführt, die sie bis zur Einführung in den Dampfraum unter einem nicht zur Verdampfung führenden Druck hielten. Die Glocke wurde mit Wasser gekühlt und bei etwa 650 C, die ummantelte Wandung der Kammer bei etwa 2500 C, gehalten und in der Apparatur ein absoluter Druck von etwa 150 mm Hg aufrechterhalten. Der Flüssigkeitsspiegel der Polymerisatmasse wurde etwa in gleicher Ebene mit den Kammerwänden gehalten. Man erhielt in allen Fällen ein ausgezeichnetes, praktisch nicht verunreinigtes und außerordentlich gleichmäßiges Polystyrolprodukt. Es wurde festgestellt, daß die Innenflächen des Einleitungsrohres ein glänzendes und helles Aussehen hatten und sich in einem ebenso sauberen Zustand befanden wie bei Inbetriebnahme der Apparatur.
  • Beim Betrieb der Ausführungsform nach Fig.4 und 5 wurde die Polymerisatmasse bei etwa 2250 C zugeführt, die Glocke mit Wasser gekühlt und bei etwa 650 C, die ummantelte Wandung über dem Flüssigkeitsspiegel der Polymerisatmasse bei etwa 1500 C und die ummantelte Wand unter dem Flüssigkeitsspiegel der Polymerisatmasse bei etwa 2500 C gehalten. In der Apparatur wurde ein absoluter Druck von etwa 150 mm Hg aufrechterhalten. Man erhielt stets ein ausgezeichnetes, praktisch nicht verunreinigtes und gleichmäßiges Polystyrolprodukt.
  • Nach der Benutzung waren alle Innenflächen der Apparatur ebenso glänzend und hell wie bei Inbetriebnahme.
  • Im Gegensatz dazu bilden sich beim Arbeiten mit einer herkömmlichen Abdampfapparatur, bei der die freiliegenden Innenflächen eine Temperatur von etwa 200 bis 2200 C aufweisen und bei der die geschmolzene Polymerisatmasse bei 180 bis 2000 C von ihren flüchtigen Bestandteilen befreit wird, auf der gesamten frei liegenden, heißen Innenfläche rasch starke, Ablagerungen. Nach 4 Monaten war eine starke, vollständige Verkrustung in der herkömmlichen Apparatur eingetreten.
  • Die erfindungsgemäße Apparatur läßt sich selbstverständlich auch bei anderen Polymerisatmassen mit Vorteil benutzen.

Claims (2)

  1. Patentansprüche: 1. Apparatur zur Entfernung flüchtiger Bestandteile aus einer von diesen noch nicht befreiten Polymerisatmasse, die unter ihren flüchtigen Bestandteilen unpolymerisiertes Monomeres und flüchtige niedermolekulare Polymerisate enthält, durch fraktionierte Kondensation in einer kombinierten Abdampf-Kondensations-Kammer, gekennzeichnet durch eine Kammer (3) für die Polymerisatmasse und eine über dieser Kammer angeordnete, sich von oben nach unten erweiternde, gekühlte Glocke (4), die über der Kammer (3) einen Dampfraum bildet und deren unterer Rand außerhalb des oberen Randes der Kammer (3) und mindestens so tief wie dieser liegt und mit der Kammer verbunden ist, durch eine innerhalb des Dampfraumes endende Leitung zur Einführung der von den flüchtigen Bestandteilen zu befreienden Polymerisatmasse, ferner durch Einrichtungen zur Einstellung der dem Dampfraum zugewandten Oberfläche der Glocke (4) auf eine Temperatur, die höher als die Kondensationstemperatur des Monomeren ist, jedoch nicht oberhalb der Kondensationstemperatur der flüchtigen niedermolekularen Polymerisate unter dem in der Kammer (3) herrschenden Druck liegt.
  2. 2. Apparatur nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwischen dem unteren Rand der Glocke (4) und dem oberen Rand der Kammer (3) befindliche Einrichtungen zum Auffangen und Abziehen der kondensierten niedermolekularen Polymerisate und zum Abziehen des dampfförmigen Monomeren sowie durch im unteren Teil der Kammer (3) befindliche Einrichtungen zum Abziehen der von den flüchtigen Bestandteilen befreiten Polymerisatmasse.
    In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 962 117; österreichische Patentschrift Nr. 167 845.
DED27144A 1957-01-09 1958-01-06 Apparatur zur Entfernung fluechtiger Bestandteile aus Polymerisatmassen Pending DE1231898B (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US1231898XA 1957-01-09 1957-01-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1231898B true DE1231898B (de) 1967-01-05

Family

ID=22407198

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DED27144A Pending DE1231898B (de) 1957-01-09 1958-01-06 Apparatur zur Entfernung fluechtiger Bestandteile aus Polymerisatmassen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1231898B (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1770318A1 (de) * 1967-05-02 1972-04-13 Mitsui Petrochemical Ind Verfahren und Vorrichtung zur Abtrennung organischer Stoffe mit hohem Molekulargewicht aus einer viskosen Fluessigkeit
DE2953248C1 (de) * 1978-10-20 1983-12-29 Hitachi, Ltd., Tokyo Vorrichtung zum Entfernen leichtfluechtiger Bestandteile aus thermoplastischen Polymerisatmassen

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT167845B (de) * 1949-11-03 1951-03-10 Otto Dipl Ing Dr Techn Hula Kondensationsapparat
DE962117C (de) * 1954-05-26 1957-04-18 Basf Ag Verfahren zum Entfernen von fluechtigen Anteilen aus festen Styrolpolymerisaten

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT167845B (de) * 1949-11-03 1951-03-10 Otto Dipl Ing Dr Techn Hula Kondensationsapparat
DE962117C (de) * 1954-05-26 1957-04-18 Basf Ag Verfahren zum Entfernen von fluechtigen Anteilen aus festen Styrolpolymerisaten

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1770318A1 (de) * 1967-05-02 1972-04-13 Mitsui Petrochemical Ind Verfahren und Vorrichtung zur Abtrennung organischer Stoffe mit hohem Molekulargewicht aus einer viskosen Fluessigkeit
DE2953248C1 (de) * 1978-10-20 1983-12-29 Hitachi, Ltd., Tokyo Vorrichtung zum Entfernen leichtfluechtiger Bestandteile aus thermoplastischen Polymerisatmassen

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2850104A1 (de) Verfahren zur direkten erwaermung eines fluessigen mediums unter ausnutzung der kondensationswaerme sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
DE2922281C2 (de) Verfahren zur kontinuierlichen Entgasung von Wasser
DE2633227A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur rueckgewinnung eines als dampf in einem gas enthaltenen niedrig siedenden stoffes
EP0085791A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Stofftrennung eines flüssigen Gemisches durch fraktionierte Kristallisation
DE2334481B2 (de) Vorrichtung zur Gewinnung von Reinwasser aus Seewasser
DE3935892C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Konzentrieren einer Schwefelsäure und Wasser enthaltenden Flüssigkeit
EP0066790A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Kurzweg-Destillation
DE1769291A1 (de) Vorrichtung zur kontinuierlichen Kristallisation und Verfahren zum Betrieb dieser Vorrichtung
DE1231898B (de) Apparatur zur Entfernung fluechtiger Bestandteile aus Polymerisatmassen
DE3048723C2 (de)
CH639002A5 (de) Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen ultrafiltration von fluessigkeiten.
DE862706C (de) Verfahren zur ununterbrochenen Herstellung von Fett aus saurem Rahm
DE68912210T2 (de) Destillationsverfahren und -vorrichtung.
DE1812960A1 (de) Rueckgewinnungsanlage fuer Fluessigkeiten aus Loesungen
DE1286507B (de) Verfahren zum Konzentrieren eines aus mehreren Bestandteilen bestehenden fluessigen Materials
DE524269C (de) Verfahren und Vorrichtung zum Ausscheiden von Wasser oder anderen Verunreinigungen aus fluessigem Kohlendioxyd
DE1493048A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Polyalkoholen und Einrichtungen zur Durchfuehrung des Verfahrens
DE1495654A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Rueckgewinnung einer aus Lactamen und Amidoligomeren bestehenden Gasmischung aus mit dieser Mischung verunreinigten Polyamiden
DE2934324C2 (de) Teerscheidevorrichtung
DE1193680B (de) Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von reinem Calcium
DE2360017C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Behandeln von Schlamm
DE60131744T2 (de) Verfahren und anlage zum extrahieren eines monomeren aus einer wässrigen, ein polymer enthaltenden brühe
DE927996C (de) Mit Kondensatkuehler verbundener Kondensator
AT209876B (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung großer und gleichmäßiger Kristalle
DE108063C (de)