DE2133388A1

DE2133388A1 - Verfahren zur Entfernung kleiner Mengen von Verunreinigungen aus hochviskosen Polymerloesungen und dafuer geeignete Vorrichtung

Info

Publication number: DE2133388A1
Application number: DE19712133388
Authority: DE
Inventors: Saburo Fukui; Yoshinori Inaba; Hikokusu Kajimoto; Yoichi Kawai; Tsuneaki Narumiya; Tetsuya Takamatsu; Tsunco Wakamatsu; Hiroshi Yoshii; Toshio Yoshimoto
Original assignee: Bridgestone Corp; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Bridgestone Corp; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1970-07-06
Filing date: 1971-07-05
Publication date: 1972-01-13
Also published as: GB1353937A; CA944888A; JPS5414142B1; FR2100258A5; US3786103A; DE2133388B2; DE2133388C3

Description

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B eschreibunq zu der Patentanmeldung

Bridgestone Tire Company Limited, No. 1-1," 1-Chome, Kyobashi, Chuo-Ku, Tokyo, Japan

und

Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha,

No. 5-1, 2-Chome, Marunouchi, Chiyoda-Ku,

Tokyo, Japan

betreffend:

"Verfahren zur Entfernung kleiner Mengen von Verunreinigun gen Mir hochyviakoaen PolymerlösungciVv

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lösen und Entfernen kleiner Mengen von Substanzen, die in einer Lösung eines hochmolekularen Polymeren mit einer hohen Viskosität (im folgenden als "hoch—viskose Polymerlösung¹¹ bezeichnet) enthalten sind durch einen flüssig-flüssig-Kontakt dieser hoch-viskosen Lösung mit einer Lösung, die eine niedrige Viskosität und eine schlechte Löslichkeit in der hoch-viskosen Lösung besitzt (im folgenden als "geringviskose Lösung" bezeichnet) sowie eine dafür geeignete Vor-

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ORIGINAL INSPECTED

richtung und besonders ein neues kontinuierliches Verfahren zum Lösen und Entfernen von Verunreinigungen, die in verhältnismäßig kleiner Menge in einer hoch-viskosen Lösung eines Hochpolymeren enthalten sind, wie Katalysatorrückstände, Molekulargewichtsregulatoren, Zusätze, Nebenprodukte, nicht-umgesetzte Verbindungen und lösliche Verunreinigungen, die bei der Synthese oder Modifikation von synthetischem Kautschuk, natürlichem Kautschuk, synthetischen Harzen, synthetischen Fasern und natürlichen Fasern in die hoch-viskose Lösung gelangt sind, indem man diese hoch viskose Lösung mit einer gering-viskosen Lösung in Berührung bringt sowie eine dafür geeignete Vorrichtung.

Wenn eine kleine Menge von Verunreinigungen, die in einer hoch-viskosen Polymerlösung enthalten ist und die während der Synthese oder Modifizierung des hochmolekularen Polymeren entstanden ist, nicht entfernt worden ist, führt das die Verunreinigung enthaltende hochmolekulare Polymer zu Schwierigkeiten bei der Nachbehandlung, wie der Vulkanisation, Färbung, Formung u.a. und in dem entstehenden Produkt beschleunigen diese Verunreinigungen die Zerstörung und ' Alterung und führen zu Verfärbungen» Es ist z.B. bekannt, daß Ziegler-Katalysatoren, die in einem Polyolefin ent- ' halten sind, das durch Polymerisation mit Hilfe dieser Katalysatoren hergestellt worden ist, die Zerstörung des Polyolefins fördern. Daher ist es ein sehr wichtiges technisches Problem, derartige verhältnismäßig kleine Mengen von Verunreinigungen, die in der Lösung des Hochpolymeren enthalten sind, zu entfernen.

Als Verfahren zur Entfernung dieser Verunreinigungen aus der Lösung eines Hochpolymeren wurde bisher ein flüssig-flüssig-

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Extraktor, z.B. eine Vorrichtung zum Mischen und Absetzen (mixer settler) verwendet. Eine derartige bekannte

Vorrichtung ist jedoch als Extraktor zwischen zwei Flüssigkeiten mit geringer Viskosität ausgebildet, und folglich ist es schwierig, wenn ein derartiger Extraktor für die flüssig-flüssig-Extraktion zwischen einer hochviskosen Lösung und einer Lösung mit geringer Viskosität, wie bei der Entfernung von Verunreinigungen aus der hochviskosen Polymerlösung verwendet wird, die Scherkräfte zwischen den beiden Flüssigkeiten zu übertragen und feine · Tropfen aus der hoch-viskosen Flüssigkeit zu erzeugen. Darüber hinaus besitzt die hoch-viskose Lösung einen großen Fließwiderstand und folglich ist die Möglichkeit für den flüssig-flüssig-Kontakt auf der Seite der hoch-viskosen Lösung ungleichmäßig, so daß in den meisten Fällen die Extraktionsgeschwindigkeit gering ist. Wenn ferner die Rührgeschwindigkeit in.der Vorrichtung durch mechanisches Rühren wie in einer Vorrichtung zum Mischen und Absetzen erhöht wird, um die Wirksamkeit des Kontaktes zwischen den beiden Flüssigkeiten zu erhöhen, wird nur die gering-visteose

Lösung in der hoch-viskosen Lösung dispergiert und die in

feinen Tropfen vorliegende gering-viskose Lösung wird nicht ausge- „

tauscht und es ist schwierig, die Extraktionsgeschwindigkeit zwischen den beiden Flüssigkeiten zu erhöhen.

Die oben angegebenen Schwierigkeiten können nun durch das erfindungsgemäße Verfahren überwunden werden. Die Erfindung betrifft ein Verfahre*! zur wirksamen Entfernung kleiner Mengen von Verunreinigungen, die in einer hochviskosen Lösung enthalten sind, wobei die hoch-viskose Lösung so gerührt wird, daß keine ungleichmäßige Vermischung auftritt, während die Oberfläche der hoch-viskosen Lösung die mit der nieder-viskosen Lösung eines Extraktions-*

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mittels in Berührung kommt, ständig erneuert wird, wodurch die hoch-viskose Lösung und das Extraktionsmittel soweit möglich gleichmäßig miteinander in Kontakt kommeryund die Extraktionsgeschwindigkeit erhöht wird und wobei die hochviskose Lösung, die keine Verunreinigungen mehr enthält, kontinuierlich aus dem Reinigungsgefäß abgezogen wird sowie eine hierfür geeignete Vorrichtung.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung kleiner Mengen von Bestandteilen aus einer hochviskosen Polymerlösung, die diese Bestandteile enthält, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die hoch-viskose Polymerlösung mit einer Viskosität von nicht weniger als 500 c?, die eine kleine Menge der Bestandteile enthält und eine gering-viskose Lösung mit einer Viskosität von. nicht mehr als 500 cP, die zu einer Phasentrennung mit der hoch-viskosen Lösung führt und einen Unterschied in der spezifischen Dichte von 0 bis 1,3 besitzt, in einen horizontalen zylindxasehen Kessel kontinuierlich einleitet, wobei dieser horizontale Kessel zwei zu der Längs-

J)ü öliciclis on richtung dieses Kessels parallele / besitzt, auf denen sich jeweils eine Vielzahl drehender Glieder befindet, so daß die drehenden Glieder auf den beiden Drehachsen in einem bestimmten Abstand ineinandergreifen, jedoch nicht miteinander in Berührung kommen und sich in entgegengesetzter Richtung drehen und die hoch-viskose Polymerlösung gedreht wird, während sie zwischen den sich drehenden Gliedern festgehalten wird, so daß sie im wesentlichen mit den inneren Wänden des Reaktionskessels nicht in Berührung kommt mit Ausnahme eines Teils der Innenwand, der die gering-viskose Lösung in einer solchen Menge enthält, daß mehr als 1/5, vorzugsweise mehr als 1/3 der hoch-viskosen Lotung in die gering-viskose Lösung eintaucht und die hoch-viskose

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mit der gering-viskosen Lösung in Berührung gebracht wird, während die Oberfläche für den flüssig-flüssig-Kontakt erneuert wird, so daß die kleine Menge an Verunreinigungen aus der hoch-viskosen Lösung in die gering-viskose Lösung übergehen und abgetrennt werden kann und man die so behandelte hoch-viskose Lösung aus dem horizontalen Kessel kontinuierlich abzieht.

Wenn es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren schwer ist, das Flüssigkeitsnxveau der nieder-viskosen Flüssigkeit in dem Behandlungskessel so hoch zu halten, daß mehr als 1/5, vorzugsweise 1/3 der hoch-viskosen Lösung in die geringviskose Lösung eintaucht, ist es vorzuziehen, die geringviskose Lösung auf die Oberfläche der hoch-viskosen Lösung, die gerührt wird, während sie zwischen den drehenden Gliedern festgehalten wird, so daß sie im wesentlichen nicht mit der inneren VJand des zylindrischen Kessels in Berührung kommt mit Ausnahme eines Teils der inneren Wand, aufzusprühen oder zu gießen, wodurch eine kleine Menge von Verunreinigung, die in der hoch-viskosen Lösung enthalten ist, entfernt

j wird. J

Eines der wesentlichen Merkmale des erfindungsgem,äßen Verfahrens besteht darin, daß die hochpolymere Lösung gerührt wird, während sie zwischen den sich drehenden Gliedern festgehalten wird und daher sollte die Viskosität der Polymerlösung, auf die das erfindungsgemäße Verfahren angewandt wird, nicht weniger als 50UcP, vorzugsweise nicht weniger als 1000 cP bebragen. Wenn die Viskosität geringer ist als 500 ei», ist es schwierig, die Lösung stabil zwischen den drehenden Gliedern festzuhalten, so daß die Lösung mit weniger als 500 cP für das erfindungsgernäße Verfahren nicht verwendet werden kann. Darüber hinaus ist es natürlich notwendig, um die hoch-viskose Lösung zwischen den drehenden Glie-

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dern stabil zu halten, daß die hoch-viskose Phase von der gering-viskosen Phase getrennt wird. Wenn die Differenz der spezifischen Gewichte von der hoch-viskosen Lösung und der gering-viskosen Lösung mehr als 1,3 beträgt, fließt oder sinkt die hoch-viskose Lösung ab und es ist schwierig, sie zwischen den drehenden Gliedern festzuhalten. Daher soll die Differenz der spezifischen Gewichte der beiden Lösungen nicht mehr als 1,3, vorzugsweise nicht mehr als 0,9 betragen. Wenn die Viskosität der gering-viskosen Lösung, die in den zylindrischen Kessel eingeleitet wird, hoch ist, wird die gering-viskose Lösung leicht mit der hoch-viskosen Lösung, die zwischen den drehenden Gliedern festgehalten wird, vermischt und dadurch wird die Viskosität der hochviskosen Lösung deutlich herabgesetzt und die hoch-viskose Lösung kann sich von den rotierenden Gliedern abtrennen. Außerdem wird die Fließfähigkeit der gering-viskosen Lösung durch Erhöhung der Viskosität herabgesetzt, so daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, bei dem die hoch-viskose Lösung konzentrisch gerührt wird, während sie zwischen den drehenden Gliedern festgehalten v/ird, eine ungleichmäßige Mischung der gering-viskosen Lösung auftritt. Daher darf die Viskosität der gering-viskosen Lösung,die erfindungsgemäß verwendet v/ird, nicht mehr als 50 cP betragen.

Der Hauptgrund, warum es schwierig war, mit der bisher verwendeten Vorrichtung eine wirksame und gleichmäßige Extraktion zwischen der hoch-viskosen Lösung und der gering—viskosen Lösung durchzuführen, beruht auf der folgenden Tatsache. Wenn das Rühren und Vermischen der hoch-viskosen Lösung mit einem hohen Fließwiderstand und der gering-viskosen Lösung mit einem geringen Fließwiderstand gleichmäßig durchgeführt v/ircl, wird die Erneuerung der Oberfläche zwischen den beiden

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Flüssigkeiten ungleichmäßig und selbst wenn die geringviskose Flüssigkeit unter Anwendung sehr viel höherer Kräfte dispergiert wird, als sie notwendig sind, wenn beide Lösungen eine geringe Viskosität besitzen, um den Oberflächenbereich für den f lüssig-f lüssig-Kontakrt zu vergrößern, ist der Austausch zwischen den Tropfen der gering-viskosen Flüssigkeit in der hoch-viskosen Flüssigkeit schwierig. Gemäß der vorliegenden Erfindung wurden die oben beschriebenen Probleme dadurch gelöst, daß man die hoch-viskose Lösung konzentrisch mischt und rührt, während sie zwischen den drehenden Gliedern festgehalten wird.

Wenn beim Rühren der hoch-viskosen Lösung, während sie zwischen den drehenden Gliedern gehalten wird, nur eine Drehachse mit drehenden Gliedern vorhanden ist, rotiert die hoch-viskose Flüssigkeit zusammen mit den drehenden Gliedern und das Mischen ist ungleichmäßig und daher ist es notwendig, um die flüssig-flüssig-Grenzfläche der hoch-viskosen Lösung gleichmäßig zu erneuern, daß sich die drehenden Glieder in entgegengesetzter Richtung zueinander bewegen", die nebeneinander angeordnet sind. Daher sind mehrere Drehachsen notwendig, eine Struktur mit 3 oder mehr Drehachsen macht die Vorrichtung jedoch kompliziert und die Kontaktwirkung der beiden Flüssigkeiten wird nicht wesentlich verbessert, so daß erfindungsgemäß 2 Drehachsen vorgesehen sind. Darüber hinaus wird es durch die entgegengesetzte Drehrichtung der beiden Drehachsen möglich, ein Aufreißen der hoch-viskosen Lösung und eine Aufnahme und Einarbeitung der gering-viskosen Lösung gleichseitig zu erreichen und folglich wird die gering-viskose Lösung in der hoch-viskosen Lösung gleichmäßig und v/irksam dispergiert und die eingearbeiteten Tropfen der geringviskosen Lösung werden aus der hoch-viskosen Lösung durch das Aufreißen beim Erneuern der Oberfläche wieder abgeschieden

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und dadurch kann die in der hoch-viskosen Lösung dispergierte gering-viskose Lösung wirksam ausgetauscht werden.

Die erfindungsgemäß verwendeten drehenden Glieder- müssen lediglich eine derartige Struktur bes.itzen, daß diese Glieder, die hoch-viskose Lösung festhalten und gegen den Auslaß hin bewegen können, während die Oberfläche dieser Lösung, die der gering-viskosen Lösung ausgesetzt ist, erneuert wird und es können z.B. Scheiben, Rollen,Paddel, Turbinen und / modifizierte Formen hiervon verwendet werden, wobei jedoch die feinen Modifikationen nicht günstig sind, da die Wirkung derartiger Modifikationen durch den Fließwiderstand der hoch-viskosen Lösung verschwindet. Die Fortbewegung der hoch-viskosen Lösung kann erreicht v/erden durch die Drehwirkung der ineinandergreifenden rotierenden Glieder selbst oder dadurch, daß die Drehachsen geneigt sind und die Schwerkraft zur Fortbewegung der hoch-viskosen Lösung ausgenutzt wird. In einem derartigen Fall sind z.B. gelochte Scheiben besonders günstig, da sie ein Weiterfließen wenig behindern.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren/das Niveau der gering-viskosen Flüssigkeit so gehalten wird, daß mehr als 1/5, vorzugsweise mehr als 1/3 der hoch-viskosen Lösung, die zwischen den drehenden Gliedern gehalten wird, in die gering-viskose Lösung eintaucht , wird, wenn das Flüssigkeitsniveau der gering-viskosen Lösung höher steht als das obere Ende der drehenden Glieder und wenn das spezifische Gewicht der hoch-viskosen Lösung gering und die Viskosität dieser Lösung verhältnismäßig gering ist, ein kleiner Teil der hoch-viskosen Lösung abgetrennt und schwimmt auf der Oberfläche der gering-viskosen Lösung und ein Wiedereinmischen wird schwierig und daher ist es in einem solchen Falle vorzuziehen, das Flüssigkeitsniveau der gering-viskosen

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Lösung unter dem oberen Ende der drehenden Glieder zu halten.

Um das Niveau der gering-viskosen Lösung in einer geeigneten Höhe zu halten und die hoch-viskose Lösung kontinuierlich von einem Auslaß aus abzuziehen, ist es günstig, die hochviskose Lösung im wesentlichen von der nieder-viskosen Lösung in der Nähe des Auslasses für die hoch-viskose Lösung zu trennen. Da die hoch-viskose Lösung erfindungsgemäß mit der gering-viskosen Lösung in Berührung gebracht wird, während sie zwischen den sich drehenden Gliedern gehalten wird, ist die Trennung nach den bekannten Verfahren zur Trennung einer leichten von einer schweren Flüssigkeit schwierig. Daher ist erfindungsgemäß eine Trennwand neben dem letzten drehenden Glied an der Seite des Auslasses für die hoch-viskose Lösung vorgesehen, die um die Drehachse herum und in deren Nähe eine Öffnung besitzt. Durch die hoch-viskose Lösung, die zwischen den drehenden Gliedern zurückgehalten wird, kann verhindert werden, daß die gering-viskose Lösung durch die Öffnung ! hindurchtritt und nur die hoch-viskose Lösung kann durch diese Öffnung zu dem Auslaß für die hoch-viskose ' Lösung hindurchtreten. Durch eine derartige Trennwand wird nicht nur der Ausstoß der hoch-viskosen Lösung möglich, sondern es wird auch der Austritt der gering-viskosen Lösung durch die Austrittsöffnung für diese Lösung reguliert, wodurch das Flüssigkeitsniveau der gering-viskosen Lösung leicht reguliert werden kann.

Die hochmolekularen Substanzen, die nach dem erfindungsgeraäßen Verfahren mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung

. . , , . . ... . . synthetischer ... ...

behandelt werden können, sind uia. , / ..kautschuk, natürlicher Kautschuk, synthetische Harze, synthetische Fasern, und natürliche Fasern,

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natürliche Pasern, wie Polyisobuten, Polybutadien, Polyisopren, Äthylen-Propylen-Copolymer, Butadien-Styrol-Copolymer, Polychloropren, Polyacrylkautschuk, Havea, Guttapercha, Polyäthylen, Polypropylen, Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Polyacrylnitril, Polyester, Polyamid und Cellulose und deren modifizierte Produkte·

Die in geringer Menge vorhandenen Verunreinigungen, die von der hoch-viskosen Lösung durch das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung gelöst und entfernt werden sollen, umfassen Polymerisationskatalysatoren, wie Metalle, Metallverb indungen, Säuren, Alkalisubstanzen, schwefelhaltige Verbindungen, halogenhaltige Verbindungen und Amine, Katalysatoren zur Modifizierung der Polymere, MolekulargewichtsregUlatoren, Substanzen zur statistischen Polymerisierung, Zusätze, Verunreinigungen, nicht-umgesetzte Modifikatoren, nicht-umgesetzte Monomere und Oligomere u.a.

Die oben beschriebenen Verunreinigungen sind nicht nur solche, die in der gering-viskpsen Lösung löslich sind, sondern auch solche, die in dem Lösungsmittel der Lösung oder in ι .dem gelösten Stoff der Lösung löslich sind. j

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung zur Durchführung der flüssig-flüssig-Extraktion können beispielsweise für die folgenden Verfahren angewandt werden: Entfernung von Ziegler-Katalysatoren durch Kontakt einer Kohlenwasserstoff lösung* des Xthylen-Propylen-Copolyreers, das durch Copolymerisation mit Hilfe dieses Katalysators erhalten worden ist, mit Wasser* die Entfernung von Metallverbindungen durch Zusammenbringen einer Kohlenwasserstofflösung eines mit einem Katalysatorkomplex hydrierter Butadien-Styff©l-CQp©J.ysners mit einer sauren wäßrigen Lösung^ lie Ent—

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fernung von Verunreinigungen von nicht-umgesetztem Chlor usw. durch Umsetzung einer Kohlenwasserstofflösung eines chlorierten Butylkautschuk^ mit Wasser oder einer alkalischen Lösung» lie Entfernung von Polymerisationskatalysatoren aus flüssigem Polyisobuten, das durch kationische Polymerisation erhalten worden ist, die Entfernung von Mercaptan durch Zusammenbringen einer Kohlenwasserstoff lösung eines in Emulsion polymerisieren Styrol-Butadien-Kautschuks mit einer alkalischen wäßrigen Lösung $ die Entfernung von Styrolmonomer und Oligomer durch Zusammenbringen einer Kohlenwasserstofflösung, eines Butadien-Styrol-Copblymers mit Dimethylformamid usw«

Die Erfindung wird im folgenden näher erläutert. Zum besseren Verständnis der Erfindung wird auf die beiliegenden Zeichnungen hingewiesen, bei denen

Fig. 1 ein Längsschnitt durch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 ein Schnitt durch die gleiche Vorrichtung senkrecht zu dem Schnitt der Fig. 1 und

Fig. 3 ein Fließschiema der erfindungsgemäßen Vorrichtung für die kontinuierliche Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, darstellt.

In den Fig, 1 und 2 ist 1 .ein horizontaler Zylinder, der von einem Mantel Z umgeben ist. Dieser Zylinder 1 besitzt zwei Drehachsen 3 und, 3", parallel zu der Längsrichtung und nahe der Mitte des Zylinders, auf denen sich jeweils eine Vielzahl rotierender Scheiben 4 und 4¹ be-

Ί)τ*θ]ΐϋ Πι hfl ßri findet. Die oben beschriebenen / 3 und 3' werden durch

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die Lager 13 und 13' so festgehalten, daß die Drehscheiben 4 und 4· nicht in Berührung kommen, aber ineinandergreifen. Der Zylinder 1 besitzt einen Einlaß 5 und einen Auslaß 6 für die hoch-viskose Lösung und Einlasse 7 und 7' und einen Auslaß 8 für die gering-viskose Lösung. Der Mantel 2 besitzt einen Einlaß 9 und einen Auslaß 10 für das Heizmedium* Darüber hinaus besitzt der Zylinder 1 eine Trennwand 11 mit einer Öffnung nahe der Mitte des Zylinders nahe der Innenseite des Auslasses 6 und die durch die öffnung in der Trennwand austretende hoch-viskose Lösung fällt auf eine Rolle 12,durch die sie über den Auslaß 6 ausgestoßen wird.

Die in den Zylinder 1 durch die Einlaßöffnung 5 eingespeiste hoch-viskose Lösung wird zwischen den rotierenden Scheiben, die sich wie in Fig. 2 durch die pfeile A und B oder A' und B¹ angegeben, in'entgegengesetzter Richtung drehen^und nahe der Außenseite der Scheiben festgehalten. Das gleichmäßige Auseinander- und Zusammenlaufen, ohne daß es zu einem statischen Zustand kommt, wiederholt sich durch eine Art Selbstreinigung s funk tion aufgrund der gegenläufigen Drehung der beiden Drehachsen. Dadurch wird die gering-viskose Lösung, die in entsprechender Geschwindigkeit durch die beiden Einlaßöffnungen 7 und 7· in den Zylinder eingeleitet wird, aufgenommen, und in die hoch-viskose Lösung ♦ } eingearbeitet und gleichmäßig in Form feiner Tropfen durch Scherkräfte in ihr dispergiert. Die feinen Tropfen werden an der freien Oberfläche wieder freigesetzt und die Oberfläche wird erneuert._Λ

Auf diese Weise wird die hoch-viskose Lösung mit der geringviskosen Lösung in Berührung gebracht und die hoch-viskose Lösung, aus der die in geringer Menge vorhandenen Verunreinigungen mit Hilfe der gering-viskosen Lösung extrahiert sind, wird gegen die Auslaßöffnung 6 bewegt und mit Hilfe der

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Trennwand 11 im wesentlichen von der gering-viskosen Lösung abgetrennt und durch die Auslaßöffnung 6 ausgestoßen. Die gering-viskose Lösung, mit der die in geringer Menge in der hoch-viskosen Lösung enthaltenen Verunreinigungen extrahiert worden sind, wird durch die Auslaßöffnung 8 ausgestoßen, wobei das Flüssigkeitsniveau der gering-viskosen Lösung auf der entsprechenden Höhe gehalten wird. In der Auslaßöffnung 6 kann je nach der Viskosität der hoch-viskosen Lösung eine Schnecke vorgesehen sein, wodurch die Lösung, ohne daß sie sich in dem Zylinder ansammelt, ausgeleitet werden kann.

Wenn die hoch-viskose Lösung z.B. mit eine sauren wäßrigen Lösung mit Hilfe der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Vorrichtung behandelt worden ist, ist ein Teil der sauren wäßrigen Lösung in der hoch-viskosen Lösung dispergiert. Es ist daher oft · ungünstig, eine derartige hoch-viskose Lösung direkt dem nächsten Verfahrensschritt zuzuführen. In einem derartigen Fall ist es notwendig, die Lösung durch Waschen mit Wasser oder auf andere Weise zu neutralisieren. In diesem Falle wird das Waschen mit Wasser ebenfalls mit Hilfe der oben für die Extraktion beschriebenen Methode und Vorrichtung durchgeführt·

Die Fig. 3 zeigt ein Fließschema, bei dem die in geringer Menge in der hoch-viskosen Lösung enthaltenen Verunreinigungen extrahiert und entfernt werden. Anschließend wird das in der hoch-viskosen Lösung noch enthaltene Extraktionsmittel mit Hilfe / erfindungsgemäßen Vorrichtung ebenfalls entfernt. Als Extraktionsvorrichtung 102 und Waschvorrichtung 104 dienen die oben beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtungen. Diese beiden Vorrichtungen besitzen im wesentlichen die gleiche Konstruktion. Die hoch-viskose Polymerlösung, die eine kleine Menge von Verunreinigungen enthält, wird

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1 Q1 kontinuierlich aus einem Vorratsbehälter / in die Exträktionsvorrichtung 1O2 eingeleitet. Die gering-viskose Lösung, z.B. eine sauere wäßrige Lösung, die durch Zugabe einer Säure aus einem Säurevorratsbehälter 109 in einem Mischtank 108 hergestellt worden ist, wird ebenfalls kontinuierlich in die Extraktionsvorrichtung 102 eingeleitet. In dieser Extraktionsvorrichtung 102 werden die Verunreinigungen wie oben angegeben entfernt und die oben beschriebene, gering-viskose Lösung in der nun die Verunreinigungen enthalten sind, wird aus der Extraktionsvorrichtung 102 ausgeleitet. Ein Teil dieser Lösung wird in einem Flüssigkeitsbehälter HQ gesammelt und der andere Teil wird wieder in den oben beschriebenen Mischbehälter eingeleitet und wieder in den Kreislauf zurückgeführt. DLe hoch-viskose Lösung, aus der die Verunreinigungen entfernt worden sind, wird aus der Exträktionsvorrichtung 102 ausgeleitet und in einen Abscheidebehälter 103 eingeleitet, in dem das noch eingeschlossene Extraktionsmittel abgetrennt wird. Die Lösung wird dann kontinuierlich in die Waschvorrichtung 104 eingeleitet. Gleichzeitig wird eine Waschlösung aus einem Vorratsbehälter 107 in die Waschvorrichtung 104 eingeleitet und mit der oben beschriebenen hoch-viskosen Lösung in Berührung gebracht, um die Waschwirkung zu erzielen (der Waschvorgang ist im wesentlichen der gleiche wie er oben für die Entfernung der Verunreinigungen beschrieben worden ist). Die Waschflüssigkeit wird aus der Waschvorrichtung 1O4 in de a oben beschriebenen Mischbehälter 108 eingeleitet, wo die Waschflüssigkeit zur Herstellung des Extraktionsmittels verwendet wird. Die oben angegebene hochtvfLslcos-a Lösung wird nach Beendigung des Waschvorgangs" in einen Abscheidebehälter 105 eingeleitet, wo die noch eingeschlossene Waschflüssigkeit abgetrennt wird. Von dort wird sie in einen P-lÜ3siigkeitsbehälter 106 geleitet. Die Acidität der so erhaltenen hoch-viskosen

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Lösung ist stark verringert und sie kann direkt dem nächsten Verfahrensschritt zugeführt werden.

Die Erfindung, wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigten Vorrichtungen wurden entsprechend Fig. 3 zusammengestellt, um eine flüssig-flüssig-Extraktion eines Kobaltkomplex-Katalysators in hydriertem Butadien-Styrol-Kautschuk mit Hilfe von verdürinter Schwefelsäure zu entfernen und anschließend mit Wasser zu waschen.

Als drehende Glieder wurden Scheiben mit einem Durchmesser, von 200 mm verwendet, die vier Öffnungen mit einem Durchmesser von 30 mm besaßen. Auf jeder Drehachse waren 19 derartiger Scheiben im Abstand von 50 mm befestigt. Das Volumen der hoch-viskosen Flüssigkeit, die zwischen den , drehenden Scheiben festgehalten wurde, betrug ungefähr 30 1 und das Flüssigkeitsniveau der verdünnten Schwefelsäure wurde so eingestellt, daß sich die Oberfläche ungefähr in der Mitte .der Drehachsen befand. Durch den Mantel lief warmes Wasser mit einer Temperatur von ungefähr 40 C.

Eine Lösung von 15 Gew.-% hydriertem Butadien-Styrol-Kautschuk, in dem 50 % der Butadieneinheiten mit Hilfe von 1200 ppm eines Cobaltkatalysators, der in Hexan löslich ist, hydriert worden war, wurde kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit von 30 l/h in die Extraktionsvorrichtung eingeleitet. Gleichzeitig wurde O,O67n Schwefelsäure mit einer Geschwindigkeit von 30 l/h ebenfalls eingeleitet. Die Dreh-

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achsen drehten sich mit einer Geschwindigkeit von 80 UpM bei 40°C, wodurch die flüssig-flüssig-Extraktion erreicht wurde. Die Kautschuklösung wurde, nachdem der Kobaltkatalysator extrahiert worden war, anschließend kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit von 30 l/h in die Waschvorrichtung eingeleitet. In die Waschvorrichtung wurde gleichzeitig Wasser mit einer Temperatur von 40°C mit einer Geschwindigkeit von 60 l/h eingeleitet und die Drehachsen drehten sich mit einer Geschwindigkeit von 40 UpM. Auf diese Weise wurde die Kautschuklösung gewaschen und kontinuierlich aus der Vorrichtung ausgetragen. Die in der ausgeleiteten Kautschuklösung enthaltenen Wassertropfen besaßen einen pH-Wert von 6,8 und der Kobaltgehalt in dem gereinigten Kautschuk betrMg ungefähr 20 ppm. Die scheinbare Viskosität der hydrierten Butadien-Styrol-Lösung, die in diesem Beispiel bei 40⁰C behandelt wurde, betrug ungefähr 100 P.

Beispiel 2

Die Neutralisierung und das Waschen von chloriertem Butadien-Styrol -Kautschuk wurde mit den gleichen Vorrichtungen und dem gleichen Aufbau wie im Beispiel 1 angegeben, durchgeführt. Eine Lösung von 5 Gew.-% chloriertem Butadien-Styrol-Kautschuk in Hexan, bei der 30 % der Butadieneinheiten selektiv chloriert worden waren, wurde kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit von 90 l/h in die Extraktionsvorrichtung eingeleitet. Gleichzeitig wurde eine 0,5-gew.-%ige wäßrige Lösung von Natriumcarbonat mit einer Geschwindigkeit von ebenfalls 90 .l/h in diese Vorrichtung eingeleitet.

Die flüssig-flüssig-Extraktion wurde bei 40⁰C und einer

Drehao-hsen Rotafcionsgeschwindigkeit der -/ von 80 UpM durchgeführt. Die so behandelte Kautschuklösung wurde aus der Extraktions-

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vorrichtung kontinuierlich entfernt und in die Waschvorrichtung eingeleitet. Gleichzeitig wurde Wasser mit einer Temperatur von 40°C mit einer Geschwindigkeit von 60 l/h eingeleitet und die' / ' drehten sich mit einer Geschwindigkeit von 40 UpM, wodurch die Kautschuklösung gewaschen und kontinuierlich ausgeleitet wurde. Der chlorierte Butadien-Styrol-Kautschuk wurde vor der Neutralisation und dem Waschen mit der gleichen Wassermenge wie die Kautschuklösung zusammengegeben und das entstehende Gemisch wurde 30 min gründlich gerührt und stehengelassen. Dabei trennte sich die VJasser schicht ab. Die abgetrennte Wasserschicht besaß einen pH-Wert von 2,6.

Die in der gemäß dem Beispiel erhaltenen Kautschuklösung eingeschlossenen Wassertropfen besaßen einen pH-Wert von 6,8. Die scheinbare Viskosität des in diesem Beispiel bei 40°C behandelten chlorierten Butadien-Styrol-Kautschuks betrug ungefähr 40 P.

PATENTANSPRÜCHE:

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Claims

Verfahren zur Entfernung kleiner Mengen von Verunreinigungen aus einer hochviskosen Polymerlösung, dadurch gekennzeichnet , daß man die hochviskose Lösung, die,^ eine Viskosität von >500 cP besitzt,und eine geringviskose Flüssigkeit, die eine Viskosität von£50 besitzt, in ein horizontales, zylinderförmigee Reaktionsgefäß einleitet und in diesem unter Einwirkung von Scherkräften durch rotierende Bewegung vermischt und die beiden Phasen getrennt austrägt.
2.. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man die geringviskose Lösung in einer solchen Menge verwendet, daß bei der rotierenden Bewegung die hochviskose Lösung zumindest zu einem Fünftel,vorzugsweise einem Drittel in die geringviskose Lösung eintaucht.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man die geringviskose Lösung auf die, die rotierende Bewegung ausführende, hochviskose Lösung, aufsprüht oder aufgießt.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1'bis 3» bestehend aus einem horizontalen, zylinderförmigen Reaktionsgefäß mit zwei Drehachsen parallel au der Längsrichtung des Reaktiansgefäßes, die sich gegeneinander zu drehen vermögen, dadurch gekennzeichnet ,

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daß sich auf den Drehachsen eine Vielzahl von Gliedern befindet, so daß die Glieder dor beiden Drehachsen in einem bestimmten Abstand ineinandergreifen, ohne sich zu berühren und daß in dein Reaktionsgefäß eine Trennwand, vorgesehen ist, die nahe um die Drehachse herum eine Öffnung besitzt und sich in der Nähe des letzten drehenden Gliedes vor der Austrittsöffnung für die hochviskose Lösung befindet.

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