DE1295819B

DE1295819B - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung einer waessrigen Polyvinylalkoholloesung

Info

Publication number: DE1295819B
Application number: DE1959K0039329
Authority: DE
Inventors: Uragami Kikuji; Akaboshi Michijiro; Akiyama Takashi; Kominami Tsugio
Original assignee: Kurashiki Rayon Co Ltd
Current assignee: Kurashiki Rayon Co Ltd
Priority date: 1958-12-04
Filing date: 1959-12-03
Publication date: 1969-05-22
Also published as: FR1241689A; GB933104A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur direkten Herstellung einer wäßrigen Polyvinylalkohollösung ohne Trocknen des Polyvinylalkohole, der bei der Verseifung erhalten wird, und eine Vorrichtung zur bequemen und kontinuierlichen Herstellung der wäßrigen Polyvinylalkohollösung.

Grundsätzlich gab es bisher zwei Verfahren zur Herstellung einer wäßrigen Polyvinylalkohollösung durch Verseifung von Polyvinylacetat. Im ersten Fall wird der Polyvinylalkohol nach der Verseifung ₎₀ getrocknet, mit Wasser gewaschen und nochmals zu reinem Polyvinylalkohol getrocknet. Dann wird er wieder unter Erwärmen in Wasser aufgelöst. Bei dem zweiten Verfahren wird der Polyvinylalkohol nach der Verseifung mit Methanol gewaschen. Das Methanol muß dann weit genug abgetrennt werden, ehe der Polyvinylalkohol wieder in Wasser aufgelöst wird. Hierzu ist es nur bekannt, den gewaschenen Polyvinylalkohol zu erwärmen und im Vakuum zu trocknen, um auch das in das Innere der Masse des Polyvinylalkohole eingedrungene Methanol vollständig zu entfernen. Das Trocknen im Vakuum schien dabei nicht entbehrlich zu sein. Jedenfalls ist es nicht bekannt, daß eine Wiederauflösung in Wasser ohne vorhergehende Trocknung erfolgen kann.

Bei einer derartigen Reihe von Verfahrensmaßnahmen treten verhältnismäßig große Verluste an Polyvinylalkohol auf. Ferner ist eine große Anzahl von Arbeitskräften notwendig, und es werden große Mengen Wasser, elektrische Energie sowie Wärmeenergie verbraucht, und schließlich wird der Polyvinylalkohol bei dem Trockenprozeß einer Wärmebehandlung unterworfen, nach der er sich nur schwer wieder auflösen läßt. Die vorstehenden Nachteile können erfindungsgemäß vermieden werden, und die dabei erhaltene wäßrige Polyvinylalkohollösung ist außerdem sehr homogen.

Es wurde nun ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung einer wäßrigen Polyvinylalkohollösung gefunden, bei dem man eine alkoholische Lösung von Polyvinylacetat mit einem Alkali unter Verwendung einer kontinuierlichen Verseifungsvorrichtung verseift, den erhaltenen Polyvinylalkohol mit Methanol zur Abtrennung der Nebenprodukte der Verseifung wäscht, das Methanol zurückgewinnt und gleichzeitig eine wäßrige Polyvinylalkohollösung herstellt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das Produkt nach der Abtrennung der Nebenprodukte unmittelbar in einen Auflöse- und Methanolabtrennturm führt.

in dem es mit Wasserdampf behandelt wird, wobei die Rückgewinnung des Methanols, die Entschäumung sowie die Herstellung einer wäßrigen Polyvinylalkohollösung gleichzeitig erfolgen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist insofern technisch besonders vorteilhaft, weil es durch eine Maßnahme gleichzeitig die Vertreibung des Methanols, seine Zurückgewinnung und die Herstellung der wäßrigen Polyvinylalkohollösung gestattet. Das erfindungsgemäße Verfahren umgeht also nicht nur die Trocknung, die zu einer Verfärbung des Produktes führen kann, sondern es löst zugleich in technisch höchst einfacher Weise die Aufgaben, das Methanol abzutrennen und zurückzugewinnen und die wäßrige Lösung des Polyvinylakohols herzustellen.

Zum Vergleich werden die Maßnahmen der bekannten Verfahren denjenigen des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenübergestellt:

Bekannte Verfahren:

1. Verseifen

2. Trocknen

3. Waschen mit Wasser

4. Trocknen

5. Auflösen in Wasser unter Erwärmen

6. Entgasen der Lösung
oder

1. Verseifen

2. Waschen mit Methanol

3. Abtrennen des Methanols durch Trocknen im Vakuum

4. Auflösen in Wasser

5. Entgasen

Erfindungsgemäßes Verfahren:

1. Verseifen

2. Waschen mit Methanol

3. Abtrennen des Methanols durch Wasserdampfbehandlung im Methanol-Abtrennturm, zugleich Auflösen des Polyvinylalkohole in Wasser und Entgasen der Lösung.

Im folgenden werden ferner die wesentlichen Maßnahmen und Ziele bei der Herstellung von PoIyvinylalkohollösungen sowohl für die bekannten als auch für das erfindungsgemäße Verfahren im Hinblick auf eine technische Durchführung im Maßstabe von 100 Tagestonnen zusammengestellt:

Tabelle

Maßnahme	Ziel	Bekanntes Verfahren	Erfindungsgemäßes Verfahren
Verseifen	Polyvinylacetat—Polyvinyl alkohol	kontinuierlicher Verseifer	ebenso
Zerkleinern	Homogenisierung der PoIy-	kontinuierliche Rotations	ebenso
	vinylalkoholkörner	mühle
Waschen	Abtrennen von Natriumacetat	keine Vorrichtung	kontinuierlicher Wäscher
Entgasen	Abtrennen von Natriumacetat	kontinuierlicher Waseer-	ebenso
		extraktor
Trocknen	Rückgewinnung von Methanol	kontinuierlicher Rotations
	und Wärmebehandlung des	trockner
	Polyvinylalkohole

Fortsetzung

Maßnahme	Ziel	Bekanntes Verfahren	Erfindungsgemäßes Verfahren
Waschen	Abtrennen von Natriumacetat	kontinuierliche Wasch
		vorrichtung
Auflösen	Herstellung der wäßrigen	Auflösevorrichtung
	Polyvinylalkohollösung
Austreiben	Abtrennung und Rück	—	' Abtrennturm
	gewinnung des Methanols
Entgasen	Beseitigung von Luftblasen	Entgasungsvorrichtung
Lagerung	Aufbewahrung der Spinn	Lagertank
	lösung

Das erfindungsgemäße Verfahren kann, wie weiter gefunden wurde, mit Hilfe einer Vorrichtung durchgeführt werden, die dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Auflösevorrichtung, eine Pumpe, ein Methanolabtrennturm, ein Kühler, ein Vorerhitzer und eine Pumpe hintereinander in einer Vorrichtung angeordnet sind, die aus einer kontinuierlichen Verseifungsvorrichtung, die mit einer Waschvorrichtung verbunden ist, und einem Lagertank besteht.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird nun ausführlich in Verbindung mit der Zeichnung erläutert, die ein Schnitt durch eine allgemeine schematische Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist.

In der Zeichnung bedeutet A einen Verseifer, B einen Zerkleinerer, C eine Waschvorrichtung, D einen Flüssigkeitsabscheider, E eine Auflösevorrichtung, F eine Pumpe, D einen Methanol-Trennturm, H einen Kühler, / einen Vorerhitzer, J eine Pumpe und K einen Speichertank. Die genannten Vorrichtungen und Anlagen sind in der in der Zeichnung angegebenen Reihenfolge hintereinandergeschaltet und arbeiten wie folgt:

Der in dem Verseifer A verseifte Polyvinylalkohol wird in dem Zerkleinerer B zerkleinert (bei manchen Verseifungsverfahren kann das Zerkleinern fortfallen) und in die Waschvorrichtung C transportiert, und das anhaftende Natriumacetat wird zusammen mit dem zum Waschen verwendeten Methanol abgetrennt und abgeleitet. Außerdem wird der in dieser Weise entacetalisierte und gewaschene Polyvinylalkohol von dem Methanol, das eine kleine Menge Natriumacetat enthält, durch den Zentrifugalabscheider D getrennt und dann in die Auflösevorrichtung E transportiert, wo er mit Wasser versetzt und erwärmt wird, um zu einer Mischlösung von Methanol, Wasser und Polyvinylalkohol aufgelöst zu werden. Die in dieser Weise erhaltene Lösung wird mittels einer Pumpe F, z. B. einer Getriebepumpe oder einer Kolbenpumpe od. dgl., in den Methanol-Abtrennturm G gepumpt.

Der aus der Waschvorrichtung C kommende Polyvinylalkohol kann durch die Leitung α direkt in den Methanol-Abtrennturm G geleitet werden, ohne durch den Flüssigkeitsabscheider und die Auflösevorrichtung zu gehen, oder er kann durch die Leitung b geschickt werden, wobei nur die Auflösevorrichtung umgangen wird. Der Methanol-Abtrennturm G ist ein Fraktionierturm vom Glocken-, Lochscheiben-, Prallplatten-, Rost- oder Packungstyp. Die Mischlösung von Wasser, Methanol und Polyvinylalkohol wird durch die Zuleitungsöffnung 1 in den Methanol-Abtrennturm fließen gelassen, und Wasser wird durch eine andere Einlaßöffnung 2 aus dem Vorerhitzer / zuströmen gelassen. Wasserdampf wird durch die öffnung 3 am unteren Ende des Turmes eingeblasen, um die Temperatur im oberen Teil des Turmes beim Siedepunkt des Methanols und im unteren Teil beim Siedepunkt des Wassers zu halten.

Während des Herabströmens von Polyvinylalkohol und Wasser innerhalb des Turmes wird das Methanol aus dem oberen Ende des Turmes herausgetragen und dann durch den Kühler H geleitet, während die wäßrige Polyvinylalkohollösung aus der Austrittsöffnung 4 am Boden des Turmes mittels einer Pumpe J, z. B. einer Getriebepumpe oder einer anderen Vorrichtung, abgenommen und in den Speichertank K oder an eine andere gewünschte Stelle transportiert wird.

Wenn die Mischlösung von Polyvinylalkohol und Methanol direkt ohne Hindurchgehen durch die Auflösevorrichtung durch die Leitung α oder b in den Methanolabtrennturm G gelangt, fließt das Methanol zum oberen Ende des Turmes und der Polyvinylalkohol hinab in den Turm und wird in gleicher Weise wie oben in Wasser gelöst, und die wäßrige Polyvinylalkohollösung wird aus der Auslaßöffnung 4 am Boden des Turmes abgenommen.

Die folgende Tabelle zeigt den Durchsatz an Stoffen bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Tabelle

	Ort	Stoff	PVA	Durchsatz	Temperatur
Vorrichtung			Methanol	geschwindigkeit
	Einlaßöffnung (1)	Methylacetat	(kg/Stunde)
Waschvorrichtung	der Wasch	Natriumacetat	4 600
und Wasser-	vorrichtung	Wasser	3 050	Raumtemperatur
extraktor		Insgesamt	700
		300
		450
		9 100

Fortsetzung

	Ort	Stoff	PVA	Durchsatz	Temperatur	1
Vorrichtung			Methanol	geschwindigkeit		\ 110⁰C
	Auslaßöffnung (2)	Insgesamt	(kg/Stunde)		I
Waschvorrichtung	des Wasser-	PVA	4 600
und Wasser-	extraktors	Methanol	4 600
extraktor	Zufuhröffmmg (3)	Wasser	9 200
Methanolabtrennturm			4600
		Insgesamt	4 600
		Wasser .	19 000	95°C
				13O⁰C
	Wasserdampf	Methanol	28 200	65°C
	einlaß (4)		7 000
	Destillations	PVA
	auslaß (5)	Wasser	4 600
	Boden des Turms (6)	Insgesamt
		4 600
		26 000
		30 600

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung einer wäßrigen Polyvinylalkohollösung, in dem man eine alkoholische Lösung von Polyvinylacetat mit einem Alkali unter Verwendung einer kontinuierlichen Verseifungsvorrichtung verseift, den erhaltenen Polyvinylalkohol mit Methanol zur Abtrennung der Nebenprodukte der Verseifung wäscht, das Methanol zurückgewinnt und gleichzeitig eine wäßrige Polyvinylalkohollösung herstellt, dadurch gekennzeichnet, daß man das Produkt nach der Abtrennung der Nebenprodukte unmittelbar in einen Turm führt, in dem es mit Wasserdampf behandelt wird, wobei die Rückgewinnung des Methanols, die Entschäumung sowie die Herstellung einer wäßrigen Polyvinylalkohollösung gleichzeitig erfolgen.

2. Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung einer wäßrigen Polyvinylalkohollösung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Auflösevorrichtung, eine Pumpe, ein Methanolabtrennturm, ein Kühler, ein Vorerhitzer und eine Pumpe hintereinander in einer Vorrichtung angeordnet sind, die aus einer kontinuierlichen Verseifungsvorrichtung, die mit einer Waschvorrichtung verbunden ist, und einem Lagertank besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen