DE19516362A1 - Monomer removal from butadiene-styrene copolymer synthesis latex - Google Patents
Monomer removal from butadiene-styrene copolymer synthesis latexInfo
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Abstract
Description
Das Verfahren findet Anwendung bei der Entfernung von Butadien aus dem durch Polymerisation in wäßriger Phase hergestellten Butadien-Styrol-Copolyinerisaten.The process is used to remove butadiene from that prepared by polymerization in aqueous phase Butadiene-styrene copolymers.
In der Literatur werden unterschiedliche Entmonomerisierungs verfahren beschrieben. So ist allgemein bekannt, vermittels Durchleiten von Wasserdampf oder Inertgasen die Polymerisat dispersion von Monomeren zu befreien. Hierzu werden erhebliche Dampf- bzw. Gasmengen verwendet, die vor allem bei Polymerisat dispersionen, die zum Schäumen neigen, zu Schwierigkeiten führen. Die Zugabe von Entschäumern verteuert das Verfahren, ist nicht immer wirksam und kann die Dispersionseigenschaften ungünstig beeinflussen.Different demonomers are used in the literature procedure described. So it is common knowledge to mediate Passing water vapor or inert gases through the polymer rid the dispersion of monomers. This will be significant Amounts of steam or gas are used, especially with polymer dispersions that tend to foam cause difficulties to lead. The addition of defoamers makes the process more expensive, is not always effective and can affect the dispersion properties adversely affect.
Bei weiteren bekannten Verfahren (DD 2 20 031, DD 1 44 922) wird die Dispersion mit Wasserdampf bzw. heißen Inertgasen in einem Rohr vermischt und das gebildete Dreiphasengemisch kurz danach wieder in die Dispersion und die Gasphase getrennt. Dabei er weist es sich als nachteilig, daß bedingt durch die kurzen Kon taktzeiten nur ein geringer Entmonomerisierungsgrad mit einem vergleichsweise hohen Überschuß an Wasserdampf erreicht wird. Die geringen und damit unwirtschaftlichen Kontaktzeiten müssen auch deshalb eingehalten werden, da es bei der Dampf-/Latex vermischung zu örtlichen Überhitzungen kommen kann. Für das Erreichen niedriger Restmonomerengehalte ist es aber erfor derlich, solche Behandlungszeiten zu erreichen, die mit dem Transport des Monomeren in der Polymerphase durch Diffusion konform gehen. Gleichzeitig sind spezielle apparative Einrich tungen zur Dampf-/Latex-Kontaktierung notwendig. Dabei besteht immer die Gefahr, daß aufgrund der Koagulationsanfälligkeit des Latex Ausscheidungen auftreten, die zur Verschlechterung bzw. zum Ausfall des Verfahrens führen.In other known methods (DD 2 20 031, DD 1 44 922) the dispersion with steam or hot inert gases in one Tube mixed and the three-phase mixture formed shortly afterwards separated again into the dispersion and the gas phase. Doing it it turns out to be disadvantageous that due to the short Kon cycle times only a low degree of demonomerization with one comparatively high excess of water vapor is achieved. The short and therefore uneconomical contact times must also be complied with because it is with the steam / latex local overheating can occur. For the However, it is necessary to achieve low residual monomer contents derlich to achieve such treatment times that with the Transport of the monomer in the polymer phase by diffusion go compliant. At the same time, special equipment is available Steam / latex contacting necessary. There is always the risk that due to the susceptibility to coagulation of the Latex excretions occur which lead to deterioration or lead to failure of the procedure.
Bei weiteren Verfahren wird die Austreibung von Lösungs mittelresten aus Polymerisatdispersionen durch Wasserdampf destillation in einem liegenden, mit senkrechten Wehren versehenen Behälter durchgeführt. In other procedures, the expulsion of solutions middle residues from polymer dispersions by steam distillation in a lying, with vertical weirs provided container.
Das in der DE-AS 25 20 591 beschriebene Verfahren wird in einem durch senkrechte Trennwände vollständig unterteilten, liegenden Behälter durchgeführt, in welchem der zu behandelnde Polymer latex die einzelnen Behälterabschnitte durch Öffnungen in den Trennwänden durchströmt. Der Gasraum ist ebenfalls unterteilt und weist nur Verbindungsöffnungen in den Trennwänden unter einander auf. Die Dispersion wird an einem Behälterende zugeführt und gelangt durch Überfließen der Wehre in die hintereinanderliegenden Behälterteile. Jeder Behälterteil enthält einen Mehrstufen-Impuls-Gegenstromrührer und am Boden einen Dampfeintritt. Der Dampf durchströmt die Dispersion und wird zusammen mit dem ausgetriebenen Lösungsmittel aus einem gemeinsamen Gasraum im Oberteil des Behälters abgezogen. Die Dispersion wird nach Passieren aller Wehre aus dem Behälter abgeführt.The method described in DE-AS 25 20 591 is in one completely subdivided by vertical dividing walls Carried out in which the polymer to be treated latex the individual container sections through openings in the Partitions flowed through. The gas space is also divided and only has connection openings in the partitions each other on. The dispersion is at a container end fed and gets into the by overflowing the weirs successive container parts. Every part of the container contains a multi-stage impulse counterflow stirrer and on the bottom a steam entry. The steam flows through the dispersion and together with the expelled solvent deducted common gas space in the upper part of the container. The Dispersion is removed from the container after all weirs have passed dissipated.
Ferner treten beim Durchblasen des Dampfes bei zum Schäumen neigenden Dispersionen Schwierigkeiten durch Schaumbildung auf. Um die flüchtigen Bestandteile möglichst weitgehend zu entfernen, sind längere Verweilzeiten und ein relativ hoher Dampfverbrauch erforderlich. Die Wiedergewinnung solcher Bestandteile, die nicht in die Atmosphäre abgegeben werden dürfen, ist durch die hohe Trägergasmenge erschwert.Furthermore, foaming occurs when the steam is blown through Difficulties due to foaming are a problem for dispersions. To as far as possible the volatile components remove are longer dwell times and a relatively long one Steam consumption required. The recovery of such Components that are not released into the atmosphere is made difficult by the high amount of carrier gas.
Ebenfalls nachteilig bei dieser Vorrichtung ist, daß in jeder Kammer ein Rührer eingesetzt wird, wodurch sich der technische Aufwand bei Mehrkammerbehältern deutlich erhöht. Die für die Monomerabtrennung erforderliche Verweilzeit wird durch die mehrfache Einteilung des Behältervolumens nur geringfügig beeinflußt, der technisch-technologische Aufwand erhöht sich aber beträchtlich. Außerdem wird dabei nicht berücksichtigt, daß der Restmonomerengehalt exponentiell abnimmt, so daß die Verweilzeit und die Entmonomerisierungsparameter auf dieses Verhalten angepaßt werden müssen.Another disadvantage of this device is that in each Chamber a stirrer is used, which changes the technical Effort for multi-chamber containers increased significantly. The for the Monomer separation required by the Multiple division of the container volume only marginally influenced, the technical-technological effort increases but considerable. It also does not take into account that the residual monomer content decreases exponentially, so that the Residence time and the demonomerization parameters on this Behavior must be adjusted.
In der DE-PS 24 40 957 wird ein Verfahren zur Entfernung von Monomerenbestandteilen aus wäßrigen Dispersionen von Polymeri saten des Vinylchlorides beschrieben, bei welchem die Dispersion mit gesättigtem Wasserdampf versetzt und in einem evakuierten Behälter unter Ausgasung der Monomerbestandteile entspannt wird. Bei einem solchen Verfahren ist bei der Entmonomerisierung von Butadien-Styrol-Copolymere mit einer sehr starken Schaumbildung zu rechnen.DE-PS 24 40 957 describes a method for removing Monomer components from aqueous dispersions of polymer Saten of the vinyl chloride described, in which the Dispersion mixed with saturated water vapor and in one evacuated container with outgassing of the monomer components is relaxed. In such a process, the Demonomerization of butadiene-styrene copolymers with a very strong foam formation.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das nach der Polymerisation in dem Butadien-Styrol-Copolymerisatlatex noch enthaltene Monomere Butadien mit einem kostengünstigen einfachen Verfahren durch Behandlung des Latices mit Wasser dampf in einem in mehrere Teilvolumina unterteiltem Latexvo lumen abzutrennen. Dabei soll eine starke Schaumbildung vermieden werden.The invention has for its object that according to the Polymerization in the butadiene-styrene copolymer latex still contained monomers butadiene with an inexpensive simple procedure by treating the latex with water steam in a latex v divided into several partial volumes separate lumens. A strong foaming is said to occur be avoided.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im Patentanspruch dargestellte Verfahren gelöst.The object is achieved by the claim illustrated method solved.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird in einem Behälter durch geführt, dessen Innenraum durch eine, einen gemeinsamen Gasraum freilassende Trennwand in zwei Teilvolumina für den Synthese latex unterteilt ist.The method according to the invention is carried out in a container led, the interior of which is through a common gas space release partition in two partial volumes for synthesis latex is divided.
In bekannter Weise gelangt der zu behandelnde Latex aus dem ersten Teilvolumen über die Trennwand-Oberkante in das zweite Teilvolumen und aus diesem zur weiteren Verarbeitung.In a known manner, the latex to be treated comes out of the first partial volume over the top edge of the partition into the second Partial volume and from this for further processing.
Das Verfahren zur Entmonomerisierung kann dann besonders vorteilhaft durchgeführt werden, wenn die Zuführung des Latexstromes im Gasraum über eine gewölbte Behälterfläche so erfolgt, daß der Latex mit einer stark unterdrückten Schaumbil dung auf die Oberfläche im ersten Teilvolumen auftrifft.The demonomerization process can then be special be advantageously carried out when the supply of the Latex flow in the gas space over a curved container surface like this takes place that the latex with a strongly suppressed foam bil strikes the surface in the first partial volume.
Der Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß die für die Monomeraustreibung erforderliche Dampfmenge abschnittsweise zugegeben wird. Dadurch ist es möglich, den sonst üblichen Dampfüberschuß zu minimieren, da der eingesetzte Dampf wesentlich näher an die Gleichgewichtbeladung herangeführt wird, die unter den vorgegebenen Prozeßparametern möglich ist. Gleichzeitig wirkt es sich vorteilhaft auf das Koagulations verhalten des Latex aus, wenn der Dampf in mehreren Teilmengen zugegeben wird, da es dabei nicht zu örtlichen Überhitzungen und kritischen Strömungszuständen kommen kann. Durch die gewählte Dampfmengen- und Volumenaufteilung wird erreicht, daß nur eine bestimmte Monomermenge in den Teilstufen freigesetzt werden kann, so daß auch die sonst kritische Schaumbildung bei der Entmonomerisierung minimiert wird, die eine wesentliche Ursache für die- Verschlechterung der Entmonomerisierung darstellt. Da mit steigender Temperatur dieser Vorgang an Bedeutung zunimmt, ist es vorteilhaft die Intensität der Begasung zu verringern und gleichzeitig die Behandlungsdauer an die Diffusionsgeschwindigkeit des Monomeren im Polymeren anzupassen. Darüber hinaus ist es vorteilhaft, daß der Entmonomerisierungsprozeß oberhalb eines Druckes von 1 bar durchgeführt wird, wodurch ein ausgetriebenes Monomeres erhalten wird, welches sauerstoffarm ist, so daß sich der Aufwand für den Wiedereinsatz deutlich verringert und gleichzeitig die Qualität des Polymeren verbessert wird.The advantage of the method is that the for Monomer expulsion required amount of steam in sections is added. This makes it possible to do the usual Minimize excess steam because of the steam used much closer to the equilibrium load that is possible under the specified process parameters. At the same time, it has a beneficial effect on coagulation behave of the latex when the steam is in multiple aliquots is added as it does not cause local overheating and critical flow conditions can occur. Through the selected amount of steam and volume is achieved that only a certain amount of monomer is released in the sub-stages can be, so that the otherwise critical foam formation the demonomerization is minimized, which is an essential one Cause of the deterioration in demonomerization represents. Because this process increases with increasing temperature Increasing importance, it is beneficial the intensity of the Reduce fumigation while increasing the duration of treatment the rate of diffusion of the monomer in the polymer adapt. In addition, it is advantageous that the Demonomerization process above a pressure of 1 bar is carried out, whereby an expelled monomer is obtained, which is low in oxygen, so that the Reuse effort significantly reduced and at the same time the quality of the polymer is improved.
Die Erfindung wird an folgenden Beispielen näher erläutert:The invention is illustrated by the following examples:
Ein nach dem Emulsionspolymerisationsverfahren hergestellter SBR-Latex wird mit dem Mengenstrom von 21.000 kg/h dem Entspan nungsbehälter zugeführt, in dem ein Druck von 1,4 bar einge stellt wird. Der Latex enthält die nichtumgesetzten Monomeren Styrol mit 5,4 Ma % und Butadien mit 7,5 Ma %. Unmittelbar vor der Einleitung in den Behälter wird an einer Mischstelle Wasserdampf eingeleitet, wobei der Dampf das 0,015fache des Latexstromes beträgt.One made by the emulsion polymerization process SBR latex is relaxed with a volume flow of 21,000 kg / h Supply container supplied in which a pressure of 1.4 bar is posed. The latex contains the unreacted monomers Styrene with 5.4% by mass and butadiene with 7.5% by mass. Just before the introduction into the container is at a mixing point Steam introduced, the steam 0.015 times the Latex current is.
Anschließend wird der Latex über ein gebogenes Rohr auf die gekrümmte Behälterwand aufgesprüht. Der an der Wand ablaufende Latex gelangt ohne zusätzliche Schaumentwicklung in das 1. Teilvolumen des Behälters das vom 2. Teilvolumen durch eine Trennwand abgetrennt ist, deren Oberkante vom Latex überspült wird. In diesem 1. Behälterteil, das 50% des Latexfüllvolumens des Behälters enthält, wird Wasserdampf eingeleitet, wobei der Wasserdampf das 0,05fache des Latexstromes beträgt. Der aufge wärmte Latex wird weiter in das 2. Teilvolumen transportiert, das 50% des Latexfüllvolumens des Behälters beinhaltet. In dieses Teilvolumen wird ebenfalls Wasserdampf eingeleitet, wobei der Wasserdampf das 0,03fache des Latexstromes beträgt. Nach dieser Behandlung enthält der Latex noch 1,6 Na % Butadien und 4,2 Ma % Styrol.Then the latex is placed over a curved tube sprayed on the curved container wall. The one running on the wall Latex gets into the 1st without additional foaming. Partial volume of the container that from the second partial volume by a Partition is separated, the upper edge of which is washed over by latex becomes. In this 1st container part, the 50% of the latex filling volume contains the container, water vapor is introduced, the Water vapor is 0.05 times the latex flow. The up warmed latex is transported further into the 2nd partial volume, which contains 50% of the latex filling volume of the container. In this partial volume is also introduced water vapor, the water vapor being 0.03 times the latex flow. After this treatment, the latex still contains 1.6 Na% butadiene and 4.2 mass% styrene.
Ein nach dem Emulsionspolymerisationsverfahren hergestellter SBR-Latex wird mit dem Mengenstrom von 21.000 kg/h dem Entspannungsbehälter zugeführt in dem ein Druck von 1,2 bar eingestellt wird. Der Latex enthält die nichtumgesetzten Monomeren Styrol mit 5,4 Na % und Butadien mit 7,5 Ma %. Unmittelbar vor der Einleitung in den Behälter wird an einer Mischstelle Wasserdampf eingeleitet, wobei der Dampf das 0,02fache des Latexstromes beträgt.One made by the emulsion polymerization process SBR latex with a volume flow of 21,000 kg / h Relaxation tank supplied in a pressure of 1.2 bar is set. The latex contains the unreacted Monomers styrene with 5.4 Na% and butadiene with 7.5 Ma%. Immediately before being introduced into the container is on a Mixing point water vapor introduced, the steam the Is 0.02 times the latex flow.
Anschließend wird der Latex über ein gebogenes Rohr auf die gekrümmte Behälterwand aufgesprüht. Der an der Wand ablaufende Latex gelangt ohne zusätzliche Schaumentwicklung in das 1. Teilvolumen des Behälters das vom 2. Teilvolumen durch eine Trennwand abgetrennt ist, deren Oberkante vom Latex überspült wird. In diesem 1. Behälterteil, das 30% des Latexfüllvolumens des Behälters enthält, wird Wasserdampf eingeleitet, wobei der Wasserdampf das 0,035fache des Latexstromes beträgt. Der aufge wärmte Latex wird weiter in den 2. Teilvolumen transportiert, das 70% des Latexfüllvolumens des Behälters beinhaltet. In dieses Teilvolumen wird ebenfalls Wasserdampf eingeleitet, wobei der Wasserdampf das 0,06fache des Latexstromes beträgt. Nach dieser Behandlung enthält der Latex noch 0,9 Ma % Butadien und 3,8 Ma % Styrol.Then the latex is placed over a curved tube sprayed on the curved container wall. The one running on the wall Latex gets into the 1st without additional foaming. Partial volume of the container that from the second partial volume by a Partition is separated, the upper edge of which is washed over by latex becomes. In this 1st container part, the 30% of the latex filling volume contains the container, water vapor is introduced, the Water vapor is 0.035 times the latex flow. The up warmed latex is transported further into the second partial volume, that contains 70% of the latex filling volume of the container. In this partial volume is also introduced water vapor, the water vapor being 0.06 times the latex flow. After this treatment, the latex still contains 0.9% by mass of butadiene and 3.8 mass% styrene.
Claims (1)
- - dem Syntheselatexstrom vor dem schaumgebremsten Eintritt in das erste Teilvolumen das 0,01-0,03fache (bezogen auf den Nassestrom kg/h) an gesättigtem Wasserdampf zugesetzt wird,
- - im ersten Teilvolumen dem Syntheselatexstrom das 0,01 bis 0,06fache (bezogen auf den Massestrom kg/h) an gesättigtem Wasserdampf zugesetzt wird
- - und im zweiten Teilvolumen dem Syntheselatex das 0,025 bis 0,09fache (bezogen auf den Massestrom kg/h) an gesättigtem Wasserdampf zugesetzt wird,
- - wobei das erste Teilvolumen 30-50% des gesamten Latex füllvolumens beinhaltet und der gemeinsame Gasraum einen Druck zwischen 1,1 und 1,4 bar aufweist.
- - 0.01 to 0.03 times (based on the wet flow kg / h) of saturated water vapor is added to the synthetic latex stream before the foam-restricted entry into the first partial volume,
- - In the first partial volume, 0.01 to 0.06 times (based on the mass flow kg / h) of saturated steam is added to the synthetic latex stream
- and in the second partial volume 0.025 to 0.09 times (based on the mass flow kg / h) of saturated steam is added to the synthetic latex,
- - The first partial volume contains 30-50% of the total latex filling volume and the common gas space has a pressure between 1.1 and 1.4 bar.
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