DE2002806C - Verfahren zur Gewinnung von festen Polymerisaten aus Äthylen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betniit ein Verfahren zur Gewinnung von feston Polymerisaten aus Äthylen mit gegebenenfi Ils geringen Mengen an 1-Olefinen aus Mischungen mit einem flüssigen Verdünnungsmittel.

Das Produkt zahlreicher Polymerisationsverfahren enthält Polymerisat, das in einem Verdünnungsmittel, das während der Polymerisationsreaktion verwendet wurde, gelöst oder darin suspendiert ist. Das Polymerisat wird gewonnen, indem man das Lösungsmittel verspritzt, wobei man ein Polymerisat erhält, das restliches Lösungsmittel enthält, zusammen mit einem am Kopf abgehenden Strom von Lösungsmittel in Dampfform, das Polymerisat in Form feiner pulveriger Teilchen enthält. Das Verspritzen kann in üblichen Sprühverdampfergefäßen oder in einem Wirbelbett durchgeführt werden. In jedem Fall wird das Polymerisat, das restliches Lösungsmittel enthält, abgezogen und an einen Ort gebracht, dr.r von der Verspritzeinrichtung entfernt ist und wo das restliche Lösungsmittel durch Spülen mit einem inerten Gas entfernt wird (vgl. beispielsweise die USA.-Patentschrift 2 949 447).

Davor war es übliche Praxis gewesen, die verspritzten Dämpfe, die noch Polymerisat in fein gepulverter Form enthielten, in einen Zenlrifugalseparator zu geben, worin sich das Polymerisat abschied und was dann verworfen wurde. Das Lösungsmittel wurde dann gereinigt und in das Polymerisationsverfahren zurückgeführt. Danach wurde vorgeschlagen, die fein gepulverten Polymerisatteilchen in die Sprühverdampfzone zurückzuführen. Obgleich dies für einige Anwendungen ausreichte, reicherten sich die Teilchen oft zu hohem Grade in der Spriihvcrdampfzone und in der Zentrifugierzone an. Weiterhin fand man, daß sich der Schmelzindex der pulverigen Teilchen, wenn das Polymerisat Polyäthylen oder Äthylen-Buicn-Misehpolymerisat war, stark von dem Schmelzindex der Hauptmasse der Teilchen unterschied, die man bei dem Sprühverdampfungsschritt gewann. Dies lieferte ein nicht-homogenes Produkt, das für viele Anwendungen ungeeignet wa;.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Gewinnung von festen Polymerisaten aus Äthylen aufzufinden, bei dem das Ansammeln von pulverigen Polymerisatteilchen in dem Sprühverdampfergefäß und in dem Zentrifugalseparator vermieden wird und hei dem ein gegenüber den Produkten bekannter Verfahren homogeneres Produkt erhalten wird.

Das erh'ndungsgemäße Verfahren zur Gewinnung v.m festen Polymerisaten aus Äthvlen mit gegebenenfalls geringen Mengen an 1-Olefir.en aus Mischungen mit einem flüssigen Verdünnungsmittel durch Einbringen des Gemisches in einen Sprühverdampfer, in dem das Polymerisat (j) von dem Verdünnungsmittel (b) abgetrennt wird und durch

I. Befördern des so erhaltenen Polymerisats (a), welches noch restliches Lösungsmittel enthalt, in eine Reinigungszonc. in der das restliche Lösungsmittel abgedampft wird,

II. Befreien des abgetrennten gasförmigen Verdünnungsmittels von mitgeführten feinen pulverförmigen Polymerisatteilchen und Vereinigung des so gewonnenen pulverförmigen Polymerisats mit dem übrigen Polymerisat ist dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Polymerisatanteile in der zur Beförderung des Polymerisats (a) in die Reinigungszone verwendeten Fördereinrichtung unter innigem Vermischen vereinigt werden.

Die Äthylenpolymerisate könne Polyäthylen oder Mischpolymerisate von Äthylen mit geringen Mengen an beispielsweise Propylen, Buten-1 oder Hexen-1 als höheres 1-Olefin sein.

Polyäthylen hoher Dichte oder Mischpolymerisate von Äthylen mit Propylen, Buten oder anderen 1-Olefinen können nach dem Verfahren hergestellt werden, wie es in der USA.-Patentschrift 2 825 72 1. beschrieben ist. Alternativ können Olefinpolymerisate hergestellt werden, wobei man gut bekannte Organo-Metall-Katalysatoren verwendet. Es sind auch verschiedene andere Polymerisationssysteme bekannt, worin das Polymerisatprodukt in einem Verdünnungsmittel gelöst oder suspendiert ist.

Vorzugsweise und vorteilhaft werden Olefinpolymerinte verwendet, die in dem Polymerisationsmedium unlöslich sind. Beispielsweise können Äthylen oder Äthylen und 1-Buten in Gegenwart von Isobutan als Verdünnnungsmittel polymerisiert werden mit Hilfe eines Chromoxydkatalysators, wie es in der zuletzt erwähnten USA.-Patentschrift beschrieben ist.

üei dem erfindiingsgemiißen Verfahren werden die pulverigen Polymerisatteilchen nicht in das SpriihvcidampfcrgefäU rezyklisiert, so daß das Ansammeln von pulverigen Polymerisatteilchen in dem SprühverdampfergefaU und in dem Zentrifugalseparator vermieden wird. Vorteilhaft werden die pulverigen Polymerisalteilchen dem abgezogenen Polymerisat zugemischt, während das Polymerisat entlang einer schraubenförmigen Bahn läuft, wie durch einen Schneckenförderer oder eine Schnecke. Auf diese Weise werden die pulverigen Polymerisatteilchen und das Polymerisat innigst vermischt, und man erhält ein homogeneres Produkt, als man es erhalten würde.

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wenn man die pulverigen Polymerisatteilchen in die Leitung 20 durch die Rohrleitung 14 zwischen den

Sprühverdanipfungsstufe zurückführen würde. Zellradschleusen 16 und 17 unter der Kontrolle eines

Die Lösungsmitteldämpfe von der Zentrifugier- automatischen Ventils 23 eingeführt, das durch einen

trennzone können vorteilhaft durch einen Sackfilter DifFerentialdruckregler 24 gesteuert wird, der beiJer-

geleitet werden, um restliches Polymerisat zu ent- 5 seits der Zellradschleuse 16 verbunden ist.

fernen. Danach wird das Lösungsmittel von dem Ab- In der Reinigungskolonne 15 wird das Polvmeri-

fliiß des .Sackfilters getrennt, und ein Teil des Ab- sat, das restliches Verdünnungsmittel enthält, mit

gases von der Trennung wird in das Beförderungs- dem inerten Gas kontakliert. das durch die Leitung

system zurückgeführt, das von d.-r Sprüliverdamp- 25 zu einem Versprüher 26. der ,ich am Boden der

fungszone zu der Reinigungszone führt. io Reinigungskolonne 15 befindet, geführt wird. Das

Wie in der Zeichnung gezeigt wird, wird eine Mi- Polymerisat, von dem das restliche Lösungsmittel

schurig von Polymerisat und Lösungsmittel durch abgestreift wurde, wird aus der Kolonne 15 durch

eine Leitung 1 geführt und in ein Sprühverdamp- eine Leitung 27 unter Regelung eines pneumatisch

fungsgefäß 2 eingeführt. Das Lösungsmittel, das am betriebenen Schiebers 28 oder Zellradschleuse 29

Kopf des Sprühverdampfungsgefäßes 2 abgezogen 15 entfernt. Ein Teil des inerten Gases aus der Leitung

wird, enthalt pulverige Teilchen, die — allgemein 25 wird in die Zillradsehleuse 29 durch die Leitung

gesagt — sich in ihrem Schmeizindex von dem ge- 30 geleitet.

wonnenen Polymerisat unterscheiden. Genau gesagt, Das inerte Gas, das restliches Lösungsmittel ent-

der Schmelzindex der pulverigen Polynerisatteilehen ' hält, verläßt den Kopf der Reinigungskolonne 15

ist höher als der des gewonnenen Polymerisats. Im 20 und geht durch eine Leitung 31 in die Atmosphäre.

Falle von Polyäthylen hoher Dichte oder Äthylen- wobei es vorher einen Trenner durchläuft, um rest-

Buten-Mischpolymerisaten, die mit Isobutan als Lo- liehe pulverige Teilchen, die noch vorhanden sind,

sungsmittel, beispielsweise nach dem Verfahren der zu entfernen.

obengenannten USA.-Patentschrift mit Hilfe eines Es ist offensichtlich, daß in dem System, wie es bis Chromoxydkatalysators, hergestellt wurden, können 25 jetzt beschrieben .vurde, das Polymerisat von der die pulverigen Polymerisatteilchen einen Schmelz- Hauptmenge des Lösungsmittels in dem Sprühverindex von über 1 besitzen, wohingegen der Haupt- dampfungstank 2 getrennt wird. Weiterhin werden teil des Polymerisats, der aus dem Verdampfungs- Polymerisatteilchen, die restliches Lösungsmittel entgefäß abgezogen wird, einen Schmelzindex von unter- halten, durch die Leitung 13 und die Leitung 14 in halb 0,5 aufweist. 30 die Reinigungskolonne 15 geführt, wo sie mit einem

Das Sprühverdampfergefäß kann ein einfacher inerten Gas behandelt werden, um restliches Lö-

Kessel sein, der bei vermindertem Druck gehalten sungsmittel zu entfernen. Das gewonnene Polymerisat

wird und mit einem rotierenden Messer ausgerüstet kann pelletiert oder für den Gebrauch oder zum Ver-

ist, um das Polymerisat in kleine Teilchen zu trennen. ■ kauf abgefüllt werden.

Das Polymerisat, das restliches Lösungsmittel ent- 35 Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die hält, wird aus dem Dampfversprühkessel 2 durch Dämpfe des Verdünnungsmittels, die am Kopf des eine Leitung 3 abgezogen, die ein pneumatisch ge- Sprühverdampfungskessels 2 durch die Leitung 11 steuertcs Schiebeventil 4 oberhalb einer Gaseinlei- abgehen, in einen Zentrifugalseparator 35 gegeben, tungsleitung5 besitzt und ein zweites pneumatisch worin die pulverigen Polymerisatteilchen durch ihr gesteuertes Schiebeventil 6 unterhalb der Rohrlei- 40 Eigengewicht abgetrennt werden, während das Lötung 5 aufweist. Ein Sieb 10 befindet sich innerhalb sungsmittel am Kopf durch die Leitung 36 in ein der Lei'ung5 gerade oberhalb des Schiebeventils 6. Sackfilter 37 abgezogen wird. Das Sackfilter entfernt

Die Mischung aus Verdünnungsmittel-Polymerisat alle Spuren von Polymerisat, die sich in dem Verwird durch die Leitung 1 sprühverdampft, das Lö- dünnungsmittel befinden, und die dann in eine Trensungsmittel wird verdampft und durch die Leitung 11 45 nungsvorrichtung 38 eingeführt werden, wobei man zusammen mit den pulverigen Polymerisatteilchen nebenher anfallendes Produkt erhält. Die schweren abgezogen. Das Polymerisat und restliches Lösungs- Materialien weiden als Sumpfprodukte erhalten. Die mittel werden durch Leitung 3 und die Schicbcven- Abzugsgase von dem Sackfilter laufen durch das Getile 4, 6 abgezogen und an eine entfernte Stelle 12 Nase 39, von wo ein Teil in die Leitung 40 strömt, gebracht, wo das Lösungsmittel durch Behandeln 50 Sie werden als Spülgas verwendet, ein Teil wird mit einem inerten Gas aus dem Polymerisat abge- durch die Leitung 5 geleitet und der Rest durch die dampft wird. Dieser Transport kann dadurch er- mit Ventilen versehenen Leitungen 41, 42 zum Förreicht werden, daß man die Teilchen durch einen derer 13. Ein Teil des Gases von der Trennung 38 Schneckengang oder durch einen Schneckenförderer wird durch -iie Leitung 40 geführt und der Rest 13 transponiert, der die Polymerisatteilchen auf 55 durch eine Entlüftung, die nicht gezeigt ist.
schraubenförmiger Bahn von einem L^;nile zum an- Die pulverigen Polvmerisattcilchen werden abderen Ende des Förderers bringt, wo sie durch eine wärts durch eine Zellradschleuse 45 und eine Lei-Leitung 14 in die Reinigungssäule 15 gebracht wer- tung 46 zu dem oberen Teil der Förderungseinrichden. tung 13 geführt, worin sie mit dem Polymerisat, das

Hs gibt in der Leitung 14 zwei Zellradschleusen 16 60 aus dem Behälter 2 entfernt wurde, innigst vermischt

und 17, die durch die Motoren 18 angelrieben wer- werden und wobei sie zu der Abdanipl/ore 12 Irans-

den. Diese Schleuse· dienen dazu, restliches Ver- portiert werden, wo das restliche Lösungsmitlei ab-

diinnungsmittelgas daran zu hindern, daß es abwärts gedampft wird. Die Zcllradschleuse 45 entleert die

in die Reinigungskolonne 15 fließt. Ein inertes Gas, Teile absatzweise in die Leitung 46 und verhindert,

wie Stickstoff, wird ducch die Leitung 20 eingeführt, S5 daß Dämpfe von dem Schneckenförderer 13 in den

wobei ein Teil durch einen Strömungsmesser 21 und Trenner 35 zurückströmen. So werden die pulverigen

ein Ventil 22 durch die Zellradschleusen 16 und 17 Polymerisatteilchen als Produkt gewonnen, anstatt

eintritt. Ein anderer Teil des Gases wird von der daß sie au: dem Sv-.iftm uimIhiwht.».,,.., 1 .1..·· »·■

hlcm, daß sich clic pulverigen Teilchen in dem Spriihkcssel 2 und in dein Zenlrifugalseparalor 35 ansammeln, hcstchl nicht. Wegen der innigen Vermischung in dem Förderer 13 erhall man ein sehr homogenes Produkt, besonders, wenn das Produkt aus der Leitung 27 dazu verwendet wird, Pellets zu bilden. Wie bereits angegeben, ist der Schmelzindex der feinen Teilchen im wesentlichen höher als der des Polymerisats, das man aus Wirbelbellen isoliert, wenn als Polymerisat Polyäthylen hoher Dichte oder ein Äthylen-Huicn-Mischpolymerisat, das in dem Lösungsmittel unlöslich ist, verwendet wurde. Dementsprechend erhält man beim Pelletieren eine Matrix mit Material' mit niedrigem Schmelzindex, wobei die Hohlräume mit Material mit hohem Sclimelzinclex gefüllt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Gewinnung son festen Polymerisaten aus Äthvlen mit gegebenenfalls geringen Mengen an 1-Olefinen aus Mischungen mit einem flüssigen Verdünnungsmittel durch Einbringen des Gemisches in einen Sprühverdampfer, in dem das Polymerisat (a) von dem Verdünnungsmittel (b) abgetrennt wird und durch

   I. Befördern des so erhaltenen Polymerisats (a), welches noch restliches Lösungsmittel enthält, in eine Reinigungszone, in der das restliche Lösungsmitte' bgedampft wird,
   II. Befreien des abgetrennten gasförmigen Verdünnungsmittels von mitgeführten feinen pulverförmigen Polviiierisatteilchen und Vereinigung des so gewonnenen pulverförmigen Polymerisats mit dem übrigen Polymerisat, dadurch gekennzeichnet, daß die²⁰ beiden Polymerisatanteile in der zur Beförderung des Polymerisats (a) in die Reinigungszone verwendeten Fördereinrichtung unter inniuem Vermischen vereinigt werden.

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