DE19928859A1 - Verfahren zur Reinigung von Ventilen oder Leitungen - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Reinigung von Ventilen oder Leitungen, durch die hydrolysierbare Polymere bei Betriebstemperatur gefördert werden, bei dem nach Abstellen des Polymerstromes und soweit möglich Entleerung des Polymers, unter Aufrechterhaltung der Betriebstemperatur plus/minus 10 C, Dampf durch die zu reinigenden Ventile oder Leitungen geleitet wird, wobei die Zufuhr des Dampfes über in die Wandung der Ventilgehäuse oder der Leitungen eingelassene Hydrolyseventile und die Abfuhr über Entleerungsöffnungen erfolgt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Ventilen oder Leitungen durch die hydrolysierbare Polymere bei Betriebstemperatur gefördert werden.

Unter hydrolysierbaren Polymeren sind hierbei thermoplastische Polyester, Polyamide oder Polycarbonate, wie Polyethylen-, Polypropylen- oder Polybutylenterephthalat oder -naphthalat, Polyamid-6 oder -6.6, Poly(bisphenol-A-carbonat) oder Copolymere hiervon zu verstehen.

Die Herstellung und Verarbeitung von Polymerschmelzen oder hochviskosen Polymerlösungen erfordert des öfteren die Aufteilung des Polymerstromes in Teilströme, zum Beispiel, wenn mehrere Verarbeitungspositionen gleichzeitig angeschlossen sind. Die Strömungsaufteilung erfolgt meistens unter Einsatz von mehreren Ventilen, wobei jedes einzelne Ventil zeitweilig geschlossen oder geöffnet sein kann. Zur Aufrechterhaltung der Fließfähigkeit der Polymerlösungen und besonders der Polymerschmelzen sind hohe Betriebstemperaturen von bis zu etwa 300°C notwendig, die bei geschlossenem Ventil zu einer Zersetzung der im Ventil verbliebenen Polymer-Reste bis hin zu kohleartigen Produkten führen. Auch können geschlossene Polymerventile durch Auslegungs- und Fertigungsfehler sowie Beschädigungen während des Anfahrens oder im Betrieb im Sitz undicht werden. Dies kann zur totalen Verstopfung der nachfolgenden Leitung führen. Nach erneuter Inbetriebnahme werden die Polymer-Zersetzungsprodukte von der Polymerströmung unter Verunreinigung des frischen Polymers mitgerissen, welches dann zwangsweise verworfen werden muß oder allenfalls zu minderwertigen Produkten verarbeitet werden kann.

Es ist bekannt, daß Polymerfilter im Filtergehäuse oder ausgebaut in einem geschlossenen Behälter durch Behandlung mit Dampf (DE 196 49 013 A) oder einem Gemisch aus Dampf und einem oxidierenden Gas (EP 0 791 386 A) gereinigt werden können. Die Reinigung erstreckt sich aber nicht auf die dem Filter benachbarten Polymerventile und - leitungen, die vielmehr von der Reinigung von dem zu reinigenden Filter abgekoppelt werden müssen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Verfahren aufzuzeigen, welches die Reinigung von Ventilen oder Leitungen für hydrolysierbare Polymere ermöglicht, wobei die Reinigung möglichst im eingebauten Zustand, ohne größere Montagearbeiten erfolgen sollte.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs genannten Art, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß nach Abstellen des Polymerstromes und soweit möglich Entleerung des Polymers, unter Aufrechterhaltung der Betriebstemperatur plus/minus 10°C Dampf durch die zu reinigenden Ventile oder Leitungen geleitet wird, wobei die Zufuhr des Dampfes über in die Wandung der Ventilgehäuse oder den Leitungen eingelassene Hydrolyseventile und die Abfuhr über Entleerungsöffnungen erfolgt.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die eingangs genannten Polymere mit Wasserdampf von hoher Temperatur im Bereich von etwa 120 bis 350°C hydrolysiert werden können. Da die Betriebstemperatur der Polymer-Ventile oder Leitungen im gleichen Bereich liegt, ist eine separate Temperatureinstellung nicht erforderlich. Es genügt, die normale Beheizung der Ventile oder Leitungen, meist eine Mantelbeheizung mittels Wärmeträgerflüssigkeit, nicht zu unterbrechen, wodurch sich eine Temperatur, die in etwa gleich der Betriebstemperatur plus/minus 10°C ist, von selbst einstellt. Die benötigte Dampfmenge ist gering. Vorzugsweise wird die Dampfmenge gerade so groß gehalten, daß keine Abkühlung der Produktleitung erfolgt, aber die Hydrolyse aufrechterhalten bleibt. Beispielsweise kann 6 bar-Dampf, der in Produktionsanlagen meist ohnehin verfügbar ist, nach entsprechender Entspannung, vorzugsweise bis auf 1-2 bar absolut, besonders bevorzugt 1,0-1,3 bar, eingesetzt werden. Statt Wasserdampf kann auch ein Gemisch aus Wasserdampf und dem Dampf eines dem Polymer zugrundeliegenden Monomers, beispielsweise Ethylenglykol oder Diethylenglykol bei Polyethylenterephthalat, verwendet werden. Sicherheitstechnische (Brennbarkeit) und umwelttechnische (Abwasser) Belange sind hierbei aber zu beachten. Die Hydrolyse erfolgt bevorzugt in Abwesenheit von Sauerstoff. Je nach Polymer kann die Gegenwart von Sauerstoff auch toleriert werden oder sogar erwünscht sein (hydrolytisch-oxidative Zersetzung).

Die Hydrolyseprodukte, d. h. die Spaltprodukte des Polymers, wie Oligomere, Monomere und deren Zersetzungsprodukte, werden teils zusammen mit dem Wasserdampf, teils zusammen mit dessen Kondensat über eine Entleerungsöffnung abgeführt. Als Entleerungsöffnungen geeignet sind die meist ohnehin vorhandenen Entlüftungs- und Entleerungsvorrichtungen, wie Ventile oder absperrbare Leitungen. Bei der Reinigung von Polymerventilen befindet sich der Entleerungsstutzen zweckmäßigerweise in der von dem Ventil ausgehenden Polymerleitung. Die Dampfeinspeisung wird solange fortgesetzt, bis das Kondensat des austretenden Dampfes frei von hydrolytischen Abbauprodukten des Polymers ist, was normalerweise nach spätestens 24 Stunden der Fall ist. Die visuelle Beurteilung des Kondensats genügt hierfür. Falls die Reinigung ihre Ursache in einem undichten Ventil hat, wird die Dampfeinspeisung selbstverständlich nur bis zum Zeitpunkt der Reparatur fortgeführt.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend unter Bezug auf

Fig. 1, welche einen Wechselverteiler mit erfindungsgemäßen Hydrolyseventilen, und

Fig. 2, welche ein Hydrolyseventil der Fig. 1 im Detail zeigt
näher erörtert.

Fig. 1 zeigt als Beispiel einen Wechselverteiler für Polymerschmelzen. Dieser besteht im wesentlichen aus dem mit der Produktleitung (2) verbundenen Verteilungsraum (1) und zwei wechselseitig betriebenen Produktventilen (3). Jedes Produktventil (3) besteht aus einem als Führungszylinder ausgebildeten Gehäuse (4) mit einer Gehäuseerweiterung (5) auf der der Abzweigung der Produktleitung (6) gegenüberliegenden Seite sowie einem im Führungszylinder in axialer Richtung beweglichen Ventilkolben (7) mit einem Ventilkopf (8), der in geschlossener Ventilposition in dem Ventilsitz (9) eingreift, und einem pilzförmigen Ventilkopf-Aufsatz (11). Die Polymerschmelze fließt von der Produktleitung (2), nach Umlenkung der Strömung durch den pilzförmigen Aufsatz (11), zu dem geöffneten Produktventil (3), hier dem linken Ventil, und schließlich zur Produktleitung (6). Auch der umgekehrte Strömungsverlauf von der Produktleitung (6) zur Produktleitung (2) ist möglich. Grundsätzlich ist eines der Produktventile (3) geöffnet und das andere, hier das rechte Ventil, geschlossen. Ohne die erfindungsgemäße Dampfeinspeisung würden sich die vom vorangehenden Betrieb herrührenden Polymerreste im geschlossenen, aber nach wie vor über den Heizmantel (12) beheizten Produktventil (3) zersetzen und allmählich verkoken. Ein Abschalten der Beheizung ist nicht sinnvoll, da ansonsten die Polymerreste im Ventil einfrieren würden, und zumindest im Bezug auf den dem Verteilungsraum (1) benachbarten Ventil- Bereich auch nicht möglich, da der gesamte Verteilungsraum (1) weiterhin auf Betriebstemperatur gehalten werden muß.

Erfindungsgemäß ist in die Gehäusewandung des Produktventils (3), etwa gegenüber der Abzweigung der Produktleitung (6), bei dem hier dargestellten Ventil (3) im Bereich der Gehäuseerweiterung (5), ein Ventilsitz eingelassen, in den bei geschlossener Ventilposition der Ventilkopf des über den Anschlußstutzen (14) mit Wärmeträgerflüssigkeit beheizten Hydrolyseventils (10) eingreift. Während der Reinigung des geschlossenen Produktventils (3) bzw. während der gesamten Dauer, während der das Produktventil (3) geschlossen ist, wird über den Anschlußstutzen (15) bei geöffnetem Hydrolyseventil (10) Dampf, vorzugsweise Wasserdampf, eingespeist. Der Dampf umspült den Ventilkolben (7) bis hin zum Ventilsitz (9) und tritt über die Produktleitung (6) und einem hier nicht gezeigten Entlüftungs- und Entleerungsstutzen wieder aus. Dabei wird nicht nur das Verkoken der Polymerreste verhindert, sondern diese durch allmähliche Hydrolyse sogar entfernt. Vor erneuter Inbetriebnahme des gereinigten Produktventils (3) werden zunächst das Hydrolyseventil (10), anschließend die Kondensatentleerung und letztlich nach Entweichen der letzten Reste Dampf die Entlüftung geschlossen.

Fig. 2 zeigt den Aufbau des Hydrolyseventils (10) der Fig. 1 im Detail. Das Hydrolyseventil (10) besteht im wesentlichen aus dem als Führungszylinder ausgebildeten und über den Heizmantel (16) beheizten Gehäuse (17) und den darin axial beweglichen Kolben (18), dessen Kopf (19) in den Ventilsitz (24) mit langgezogenem Öffnungskegel (22) in geschlossener Position eingreift. Die Dampfzufuhr erfolgt über den in die Gehäusewandung (17) eingelassenen Stutzen (15). Der Ventilkopf (19) trägt einen Aufsatz (20), der so gestaltet ist, daß bei geschlossenem Hydrolyseventil (10) die Wandung (4) des Produktventils (3) an der Anschlußstelle keinen Totraum aufweist. Der Ventilkopfaufsatz (20) schließt mit der Innenfläche der Gehäusewandung (4) bündig ab.

Das Hydrolyseventil (10) kann in gleicher Weise, wie hier am Beispiel eines Produktventils (3) gezeigt, auch in die Wandung einer Polymerleitung eingelassen sein. In diesem Fall umspült der Dampf nicht den Ventilkolben (7), sondern durchströmt die Polymerleitung bis hin zum Entlüftungs- und Entleerungsstutzen.

Claims (5)

1. Verfahren zur Reinigung von Ventilen oder Leitungen, durch die hydrolysierbare Polymere bei Betriebstemperatur gefördert werden, dadurch gekennzeichnet, daß nach Abstellen des Polymerstromes und soweit möglich Entleerung des Polymers, unter Aufrechterhaltung der Betriebstemperatur plus/minus 10°C Dampf durch die zu reinigenden Ventile oder Leitungen geleitet wird, wobei die Zufuhr des Dampfes über in die Wandung der Ventilgehäuse oder der Leitungen eingelassene Hydrolyseventile und die Abfuhr über Entleerungsöffnungen erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zugeführte Dampf einen Druck von 1 bis 2 bar absolut hat.

3. Verfahren und Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfmenge gerade so groß ist, daß keine Abkühlung der zu reinigenden Ventile oder Leitungen erfolgt und gleichzeitig die Hydrolyse aufrechterhalten wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampf so lange durch die Ventile oder Leitungen geleitet wird, bis das Kondensat des an den Entleerungsöffnungen austretenden Dampfes frei von hydrolytischen Abbauprodukten des Polymers ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydrolyseventil (10) aus einem beheizten, als Führungszylinder ausgebildeten Gehäuse (17) mit seitlicher Dampfzuleitung (15) und einem im Führungszylinder in axialer Richtung beweglichen Ventilkolben (18) mit einem Ventilkopf (19), der in geschlossener Position in einem in die Wandung des Gehäuses des zu reinigenden Ventils oder der Leitung eingelassenen Ventilsitz (24) mit langgezogenem Öffnungskegel (22) eingreift, und einem Ventilkopfaufsatz (20), der in geschlossener Ventilposition bündig mit der Innenfläche der Wandung des Gehäuses des zu reinigenden Ventils oder der Leitung abschließt, besteht.