DE2362997C2

DE2362997C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Auflösen von Polymeren in Lösungsmitteln

Info

Publication number: DE2362997C2
Application number: DE2362997A
Authority: DE
Inventors: Vitold Raimond Houston Tex. Kruka; Robert Henry Overcashier; Chester Leon Smitherman Jun.
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1972-08-08
Filing date: 1973-12-18
Publication date: 1982-12-16
Also published as: US3891593A; FR2255333A1; FR2255333B1; DE2362997A1; GB1452146A

Description

Bei Verwendung von hochmolekularen Polymeren als reibungsvermindernde Mittel bei der Förderung von Kohlenwasserstoffen, wie Rohöl und dessen Fraktionell, durch Rohrleitungen begegne! man insofern oft einer Schwierigkeit, als die Polymeren schwer in dem Öl bzw. den anderen Flüssigkeiten aufzulösen sind, wenn ihr Molekulargewicht so hoch ist. daß man mit ihnen die gewünschte Verbesserung, insbesondere die Verminderung der Reibung, erreichen kann. Bisher verfuhr man meist so, daß man das Polymermateria! in einen Kneter aufgab, dem man die Flüssigkeit dann allmählich in kleinen Anteilen zufügte, bis die Konsistenz des Gemisches ausreichend war, um es in die Hauptflüssigkeit einzuführen. Es wurde auch so verfahren, daß man das polymere Material durch Zerschneiden, Zerreißen oder auf andere Art zu kleinen Stücken zerkleinerte, indem man es in einer geeigneten Vorrichtung, wie einem Kneter, einem Banbury oder einem Extruder einer kräftigen Verarbeitung oder Mastizierung unterwarf. Ein derartiges kräftiges Verarbeiten ist aber meist schädlich für das Polymer, das dadurch leicht aufgebrochen wird, so daß man als Endprodukt ein Polymer von niederem Molekulargewicht erhält, bei dem die meisten wünschenswerten Eigenschaften verloren gegangen sind. Außerdem ist eine derartige Vorrichtung aufwendig und hat einen hohen Energiebedarf und man kann im allgemeinen nur begrenzte Ansätze verarbeiten, wodurch die Kosten für das Mischen relativ hoch sind. Vermischt man das Polymer und das Lösungsmittel in der Wärme, so verringert der Mischvorgang und das Aufheizen ebenfalls das Molekulargewicht und man benötigt viel Zeit, wenn man eine völlige Lösung erreichen will. Hierdurch werden ebenfalls die Kosten erhöht.

Ein Verfahren zur Auflösung von Polymeren ist in der US-PS 2 ί 39 275 beschrieben: man gibt dabei das Polymer über einen Extruder in eine Vorrichtung auf, die mit

einer Reihe von mit Öffnungen versehenen Platten. Mischkammern und Prallwänden verschen ist. wobei sich die Öffnungen in den aufeinanderfolgenden Platten immer mehr verengen und diese Platten, die Prallwände und die Mischkammer derart angeordnet und ausgcrüstet sind, daß mit dem polymeren Material eine damit verträgliche, erhitzte und unter Druck eingeführte Flüssigkeit vermischt wird. Zwar werden zur Auflösung des Polymeren in einer derartigen Vorrichtung nur 5 Minuten benötigt, jedoch weist das Verfahren den schweren Nachteil auf, daß das Polymer weitgehend zersetzt wird, was insbesondere bei hochmolekularen Polymeren dazu führt, daß sie praktisch überhaupt nicht mehr zur Verminderung der Reibung verwendet werden können.
Gemäß einem anderen, in der US-PS 2 771458 beschriebenen Verfahren weisen die aufzulösenden Polymerteilchen eine einheitliche Größe von höchstens etwa 6.3mm und vorzugsweise nur etwa IXmm auf, so daß man einfach durch Verrühren oder durch Schütteln Gemische von hoher Viskosität erhalten kann, die homogen und klumpenfrei sind. Für das Verfahren wird jedoch ein Lösungsmittel von hoher Viskosität benötigt, und es besteht ebenfalls die Gefahr einer Zersetzung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Verfahren ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, mit deren Hilfe man ein Polymer von hohem Molekulargewicht wirkungsvoll und wirtschaftlich in größerer Menge in einem Lösungsmittel auflösen kann, ohne daß es dabei wesentlich zersetzt oder anderweitig verändert wird.

Die Aufgabe wird crfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man eine Aufschlämmung von kleinen Teilchen von PoIvnieren aus der Gruppe Polyisobutylen, Polybutylen, Polyisopren. Atlnlen-Propylen-C'opolymer und Polybutadien in Rohöl oder einer Rohölfraktion als I.ösungsmittel bereitet und durch die Aufschlämmung, in der das Polymer 0.5 bis 2 Gew.-% ausmacht, ein Gas derart hindurchpcrlen läßt, daß innerhalb der Aufschlämmung ein vertikaler Kreislauf bewirkt wird.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Vorrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens besieht in einem Raum zum Auflösen des Polymeren, der in seinem unteren Teil eine Flüssigkeit, in seinem oberen Teil Gas aufnimmt, wobei der Flüssigkeiisraum in Längsrichtung in mindestens zwei, im wesentlichen gegeneinander abgetrennte Abteile aufgeteilt ist, und oberhalb uiw unterhalb der Trennwände Prallbleche angeordnet sein können, welche die Ecken abschirmen; ferner sind Einrichtungen zur selektiven Verteilung eines Gasstromes in den unteren Teil von mindestens einer, jedoch nicht allen Abteilungen vorgesehen, die mit einer Zuleitung für Gas in Verbindung stehen, sowie mindestens ein Gasauslaß aus dem Gasraum und Einrichtungen zur Einführung von Aufschlämmung in und zum Entzug von Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsraum.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Auflösen der angegebenen Polymeren in Rohöl oder Rohölfraktionen umfaßt folgende Maßnahmen: Man erzeugt in einer Aufschlämmung der kleinen Polymerteilchen in dem Lösungsmittel einen in einer im wesentlichen vertikalen Ebene verlaufenden Kreislauf, führt kontinuierlich in den unteren Teil von mindestens einem Führungskanal dieses Kreislaufes einen Gasstrom ein, so daß darin ein Überfließen der Aufschlämmung verursacht wird, was zum Zirkulieren der Aufschlämmung durch den Führungskanal führt, und zieht aus einem Gasraum, der mit dem obersten Teil des Kreislaufes in Verbindung steht, das Gas ab.

Die Auflösung der in dem Lösungsmittel aufgeschlämmten Polymerteilchen wird lediglich dadurch bewirkt, daß man durch die Aufschlämmung Gas hindurchperlen läßt. Der erste Zweck dieser Maßnahme besteht darin, die festen Polymerteilchen in dem Lösungsmittel zu verteilen, was insofern notwendig ist, als damit durch die Vergrößerung der Polymeroberfläche das Auflösen erleichtert wird. Ohne diese auf dem Durchperlen von Gas beruhende Bewegung würden die Polymerteilchen zusammenklumpen, so daß ihre Auflösung weitgehend verlangsamt werden würde. Ein zweiter und besonderer Vorteil der Durchperlmethode besteht darin, Bruchstücke von Polymermolekülen »wegzuwaschen«, ohne daß die Aufschlämmung so stark durchgearbeitet wird, daß sich die Polymermoleküle beim Auflösen zersetzen.

Das Gas wird in der in dem erwähnten Standgefäß enthaltenen Flüssigkeit dadurch verteilt, daß man es über ein Standrohr mit offenem Ende, über ein horizontales perforiertes Rohr oder über eine perforierte Platte am Boden des Standgefäßes einführt. Während bei langsamer Gaszuführung die Größe der Gasblasen beeinflußt wird vom Durchmesser der Eintrittsöffnungen, bilden sich bei der üblichen Geschwindigkeit, mit der das Gas eingeführt wird, unabhängig von der Weite der Öffnungen stets relativ große Gasblasen.

Wird das Gas über perforierte Rohre oder die Bodenplatte eingeleitet, so haben die Eintrittsöffnungen einen Durchmesser von 1,6 bis 25,4mm. Die Einrichtung muß derart ausgestattet sein, daß der Druckabfall über die einzelnen Öffnungen verhältnismäßig groß ist im Vergleich zum Druckabfall über die gesamte Läng." des Rohres plus dem hydraulischen Druck des Tankinhalts, da sonst die von der Gaszuführung am weitesten entfernten Öffnungen nicht funktionieren wurden. Ist jede Einzelöffnung zur Gaszuführung mit einer besonderen Zuleitung versehen, so wird durch einen hohen Leitungswiderstand ebenfalls ein gleichmäßiges Durchperlen über alle Öffnungen erreicht.

Zur Gasverteilung können Huch poröse Platten, Rohre, Scheiben oder andere Gebilde verwendet werden, die so hergestellt sind, daß man Teilchen von genau eingestellter Größe aus Kohle, Keramikstoffen oder Metall aneinander bindet. Die resultierenden durchlässigen Scheidewände werden zum Durchperlen verwendet, wobei dann die einzelnen Gasblasen wesentlich kleiner sind als bei Verwendung von einfach perforierten Gebilden. Die Größe der gebildeten Gasblasen ist proportional dem Porendurchmesser, aber auch dem Druckabfall innerhalb der Scheidewand. Bei hohen Gasgeschwindigkeiten vereinigen sich die Blasen über der Scheidewand and man erhält keine gleichmäßige Gasverteilung.

Die Anordnung und Ausgestaltung der Einrichtungen zur Gaseinleitung ist maßgebend für die Art der Suspension, die man erhält. Bei kleinen zylinderischen Tanks sind diese Einrichtungen konzentrisch mit dem Tank ausgestaltet und an Stellen angeordnet, die etwa 1 '2 oder 3/4 des Abstandes zwischen dem Mittelpunkt des Tanks und der Tankwand entsprechen. Es ist somit Platz dafür gelassen, daß der gesamte Tankinhalt vertikal zirkulieren kann.

Die erfindungsgemäß verwendeten Lösungsmittel sind niedrig-viskose Flüssigkeiten, deren Viskosität 0.5 bis 20 mPa · s beträgt. Bevorzugt wird Rohöl, um so mehr als das Verfahren hauptsächlich dazu dient, die Polymeren in Rohöl einzubringen, um den Durchfluß des Öls durch Rohrleitungen zu erleichtern.

Als Gas zum Durchperlen verwendet man vorzugsweise Stickstoff oder leichte Bestandteile des Lösungsmittels, jedoch lassen sich auch alle anderen nicht giftigen oder irgendwie schädlichen Gase verwenden. Ist das Lösungsmittel ein Kohlenwasserstoff, so sind Gase wie Methan. Propan und andere gasförmige Kohlenwasserstoffe geeignet. Es ist jedoch darauf zu achten, daß Sauerstoff nach Möglichkeit nicht mit dem Polymeren in Kontakt kommen soll, wenn dieses gegen Oxidation empfindlich ist, da sonst eine Schädigung des Polymeren eintreten könnte. Zum Umpumpen der Gasphase können Zentrifugalkompressoren oder andere geeignete Pumpen verwendet werden. Bei Verwendung von Kohlenwassersloffsystemen und aufgeheizten Lösungsgefäßen kann in der Pumpe und in den Rückleitungen eine gewisse Kondensation stattfinden, was jedoch nicht schadet und mit Hilfe der üblichen Abscheidegefäße korrigiert werden kann.

Die vorgesehenen Polymeren sind hochmolekulare Stoffe, deren Auflösen ohne Zersetzung im Lösungsmittel bisher außerordentliche Schwierigkeiten bereitet hat. Ihr mittleres Molekulargewicht beträgt 5 χ 10^r' bis 20 χ 10⁶. Bevorzugt wird Polyisopren verwendet, das ein mittleres Molekulargewicht von 8 χ 10⁶ hat und in Form von Krümeln mit einem Durchmesser von bis zu etwa 25 mm vorliegt.

Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung seien anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 im Längsschnitt eine Vorrichtung zur chargenweisen Durchführung des Verfahrens;

Fig. 2 im Längsschnitt eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Arbeiten mit im Inneren angeordneten Prallblechen ;

Fig. 3 im Querschnitt ein einzelnes Ansaug- oder Steigrohr, wie es in den Vorrichtungen nach Fig. 1 und 2 angeordnet ist;

Fig. 4 mehrere ineinander angeordnete Ansaugrohre, wie sie bei den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtungen verwendet werden können;

Fig. 5 im Querschnitt ebenfalls eine Anordnung von mehreren Ansaugrohren.

In Fig. 1 ist die einfachste Ausführungsform dargestellt, bei der ein vorzugsweise, jedoch nicht unbedingt zylindrischer Tank 1 so weit mit einem Lösungsmittel 9 gefüllt ist. daß im oberen Teil ein Gasraum 8 frei bleibt. Durch den Kompressor oder die Pumpe 3 wird über die Rückführleitung 4 aus dem oberen Teil des Tanks 1 Gas abgezogen, das über die Eingangsöffnungen 5 wieder von unten eingeleitet wird. Die so in das Lösungsmittel 9, in dem die Polymerteilchen verteilt sind, eingeführten Gasblasen 6 steigen im Tankinhalt innerhalb des Ansaugoder Steigrohres 7 empor und treten aus dem Lösungsmittel an dessen Grenzfläche 2 zum Gasraum aus. Diese Gasbiasen 6 verringern die effektive Dichte der Flüssigkeit im Steigrohr?. Diese Dichledifferenzder Flüssigkeit innerhalb und außerhalb des Steigrohres 7 erzeugt am Boden des Tanks 1 einen Druckunterschied zwischen den beiden Räumen, aufgrund dessen das Lösungsmittel 9 mit den darin verteilten Polymerstückchen in Richtung der Pfeile umläuft. Im dargestellten Fall strömt der Tankinhalt innerhalb des Steigrohres 7 nach oben und im ringförmigen Zwischenraum !0 zwischen Steigrohr und Tankwand nach unten.

Fig. 2 zeigt im Längsschnitt eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Betrieb, ('herden verhältnismäßig großen Auslaß 31 wird mit verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit, so daß keine ungelösten Polymerleilchen mitgerissen werden, die fertige Polymerlösung aus dem Tank 30 abgezogen. Oberhalb der Berührungsfläche 39 zwischen Flüssigkeit und Gas bleibt ein Gasraum frei. Gleichzeitig wird über den Einlaß 32. der ein das Entflammen verhinderndes Abblasventil 33 aufweist, dem Tank 30 kontinuierlich Polymer zugeführt, während über den Einlaß 34 Öl oder ein entsprechendes anderes Lösungsmittel aufgegeben wird. Gegebenenfalls kann der Flüssigkeitsstrom im Auslaß 31 und dem Einlaß 34 umgekehrt werden, um die Filter zu reinigen. Durch den Kompressor oder die Pumpe 35 über die Gasrückleitung 3 läßt man durch die Gaseintrittsstellen 37 nach aufwärts durch das Ansaug- oder Steigrohr 38 Gas hindurchstreichen Das I lösungsmittel 43. die darin verteilten Polymerteilchen und die Gasblasen42 bewegen sich innerhalb des Steigrohres 38 nach oben in Pfeilrichtung und dann innerhalb des ringförmigen Raumes 44 an der Außenseite des Steigrohres 38 nach unten, nachdem sie an den oberen Prallblechen 40 umgelenkt worden sind. Solche Prallbleche 40 sind besonders dann von Vorteil, wenn das Polymer eine geringere Dichte hat als das Lösungsmittel. Nach Erreichen der unteren Tankwand wird das Polymer durch die unteren Prallbleche 41. die insbesondere dann von Vorteil sind, wenn es sich um Polymere handelt, die eine größere Dichte aufweisen als das Lösungsmittel, wieder in das Innere des Steigrohres 38 hineingeleitet. Der allgemeine Zweck der Prallbleche besteht darin, das Polymer in kontinuierlichem Fluß zu halten und zu verhindern, daß es sich in den Ecken der Gefäße 30 ansammelt.

Das Steigrohr 38 ist im Inneren des Tanks 30 derart angeordnet, daß der Abstand zwischen seinen Kanten und den Prallblechen höchstens gleich groß ist wie der Abstand zwischen der Wand des Steigrohrs 38 und derjenigen des Tanks 30. Dies bewirkt eine gute Schwemmakiion um die Kanten des Steigrohrs 38 herum, so daß alle toten Stellen im Tank 30 ausgeschaltet sind.

Die F i g. 3.4 und 5 zeigen im Querschnitt verschiedene Ausführungsformen für Ansaug- bzw. Steigrohre. Die einfach·.:c Ausfühnn^fürm ;=t in Fit;. 3 dargestellt, wo ein einfaches Steigrohr 15 sich durch den Tank 16 erstreckt, in welches über die Gaseintrittsstellen 17 Gas eingeleitet wird. In Fig. 4 ist eine etwas komplexere Ausführungsform dargestellt, bei welcher drei konzentrische Rohre 18, 19 und 20. d.h. ein Innenrohr 18, ein Mittelrohr 19 und ein Außenrohr 20 innerhalb des Tanks 21 angeordnet sind. Am Boden des Tanks 21 sind sowohl innerhalb des Innenrohres 18 wie auch zwischen dem Außenrohr 20 und dem Mittelrohr 19 Gaseinlrittsöffnungen 22 vorgesehen. Beim normalen Gebrauch dieser Ausführungsform steigt im Inneren des Rohres 18 Gas auf, so daß das Lösungsmittel im Rohr 18 nach oben und im Mittelrohr 19 nach unten zirkuliert. Ebenso wird in den Ringraum zwischen den Rohren 19 und 20 Gas eingeleitet, so daß die Flüssigkeit hier nach oben steigt, überfließt und im äußeren Ringraum zwischen dem Rohr 20 und der Tankvvand 21 wieder nach unten fließt. Bei der Ausfiihrungsform nach Fig. 5 sind im Tank 25 sechs nicht konzentrische Steigrohre 24 angeordnet, denen durch die Öffnungen 26 Gas zugeführt wird, das mit der Flüssigkeit in den Rohren 24 aufsteigt, überfließt und innerhalb des Zwischenraumes wieder nach unten fließt, so daß eine kontinuierliche Zirkulation sichergestellt ist. Um eine gute Dispersion aufrechtzuerhalten und damit eine rasche Auflösung zu erreichen, muß die Lösungsmittelgeschwindigkeit die Endgeschwindigkeit der Polymerteilchen in dem Lösungsmittel in Abwesenheit einer Lösungsmittelbewegung übertreffen. Die Menge und Geschwindigkeit des Durchperlens, bei der man ausreichend hohe Lösungsmittelgeschwindigkeiten erreicht, hängt ab von der Viskosität der Lösung, von der Dichte des Polymers und des Lösungsmittels sowie von den Dimensionen des Tanks und des Steigrohres; sie sollte jedenfalls so hoch sein, daß die Flächengeschwindigkeit zwischen 0.3 und 152cm je Minute liegt. Mit Flächengeschwindigkeit ist die Fließgeschwindigkeit des Gases, geteilt durch den Durchflußbereich gemeint. Bei Tanks ohne Steigrohr ist dieser Bereich die Querschnittsfläche des Tanks. Wenn Steigrohre verwendet werden, ist dieser Bereich die Querschnittsfläche desjenigen Teiles des Tankes. in dem das Gas nach oben strömt. Dieser Teil, in dem ein aufwärts gerichteter Strom stattfindet. liegt gewöhnlich zwischen I /4 und der Hälfte des gesamten Tankquerschnittes. Bei Anordnung von Steigrohren wird eine wirksamere Verteilung erreicht und dies stellt daher die bevorzugte Durchführungsform des Verfahrens bzw. die bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung dar. Wie bereits bemerkt, können mehrere Steigrohre verwendet werden, für deren Anordnung die Fig. 4 und 5 Beispiele sind. Die Gaseinleitung erfolgt vorzugsweise über eine größere Anzahl Eintrittsstellen. Der Durchmesser dieser Öffnungen sollte etwa 25,4 mm nicht überschreiten und beträgt vorzugsweise etwa 6,3 mm. Wie ebenfalls bereits bemerkt, können jedoch anstelle von einzelnen Eintrittsöffnungen auch poröse Scheideflächen verwendet werbemerkt. können jedoch anstelle von einzelnen Eintrittsöffnungen auch poröse Scheideflächen verwendet werden. Sofern das Gas durch einzelne Öffnungen zugeleitet wird, sollten diese voneinander derart getrennt sein, daß die Gasblasen aus verschiedenen Öffnungen sich nicht vereinigen. Der Abstand ist demnach eine Funktion der Höhe der Lösungsmittelsäule in dem Tank und sollte in einem Bereich liegen, der von einem Vierzigstel bis zur Hälfte dieser Höhe reicht.

Die Dichte der Polymerteilchen kann entweder geringer oder größer als diejenige der Lösungsmittel sein. So ist z. B. ein in Form von Krümeln vorliegendes Polyisopren vom Molekulargewicht 8 χ 10⁶ ursprünglich weni-

ger dicht als das als Lösungsmittel verwendete Rohöl, wird jedoch später dichter. Die ursprüngliche geringere Dichte beruht auf der in den Krümeln eingeschlossenen Luft, die entweicht, wenn die Krümel mit dem Lösungsmittel solvatisiert werden. Die aufschwimmenden und dichteren Teilchen neigen dazu, sich an Stellen des Lösungsmitteltanks anzusammeln, wo der Durchfluß gleich Null bzw. sehr langsam isl und sich dort zu agglomerisieren. Solche Bereiche sind die Ecken des Tanks und die Oberfläche des Lösungsmittels in der Nähe der Tankwand. Die in Fig. 2 dargestellten Prallbleche 40 und 41 verhindern die Ansammlung von Polymerteilchen.

Die Konzentration des beim chargenweisen Arbeiten aufzulösenden Polymers ist bestimmt durch die Viskosität der entstehenden Lösung. Die obere Grenze für die Konzentration lieg! bei einer Endviskosität von nicht mehr als etwa 20OmPa ■ s bei einer Schergeschwindigkeit von 100/Sekunde. Für hochmolekulare Polymere beträgt diese Konzentration 0,5 bis 2 Gew.-%. bezogen auf das Gesamtgewicht von Polymer und Lösungsmittel. Die Auflösungsgeschwindigkeit ist eine annähernd lineare Funktion des Verhältnisses zwischen der Oberfläche und der Masse des Polymers. Je kleiner die Teilchen, um so schneller lösen sie sich daher auf. Kleine Teilchen können mit Hilfe der üblichen Schnitzelvorrichtungen hergestellt werden, bei denen sie, wie in US-PS 2 771 458 angegeben, extrudiert und dann geschnitten werden, oder sie können in Form von Krümeln erhalten worden sein. Ein krümeliges Material ist gegenüber einem geschnittenen oder geschnitzelten bevorzugt, da die Krümel aufgrund ihrer sehr unregelmäßigen Oberfläche eine größere Oberfläche je Volumeneinheit haben als die anderen Teilchen. Die Teilchengröße reicht von pulverigen Teilchen bis zu Krümeln oder Schnitzeln von z. B. 25 mm Durchmesser. Die Aullösungsgeschwindigkeit kann ferner gesteigert werden durch die Wahl eines guten Lösungsmittels von geringerer Viskosität im Bereich von 0,5 bis 2OmPa · s und durch Erhöhen der Temperatur.

Wenn bei höherer Temperatur gearbeitet werden soll, kann das Lösungsmittel vorgewärmt werden oder der Auflösungstank kann Heizelemente enthalten. Im letzteren Fall muß jedoch die Oberflächentemperatur vorsichtig gesteuert werden, um eine Zersetzung des Polymers zu vermeiden. Bei Polyisopren liegt diese Temperatur z. B.

zwischen etwa 93 und 149" C. Jedenfalls sollte die Temperatur im Tank stets geringer sein als der unterste Siedepunkt des Lösungsmittels, um im Niederdruck-Aufiösetiink einen größeren Verlust an Lösungsmittel zu vermeiden.

In dem GeIIiIl, in dem die Auflösung slalllmdel, wird der Druck auf höchstens l,9mbar gehalten, wobei ein Druck in der Größenordnung von etwa 1,27 inbar bevorzugt ist. Höhere Drücke, die beispielsweise in der Größenordnung von einigen bar oder mehr liegen, können angewandt werden, sind jedoch im allgemeinen nicht zu empfehlen, da hierdurch die Gestehungskosten erhöht werden, ohne daß wesentliche Vorteile zu erreichen sind.

In der Tabelle sind die Resultate von einigen Ansätzen

!5 mit Polyisopren und Polyisobutylen in Rohöl aufgeführt, um die Erfindung näher zu erläutern.

Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind bestimmte Verhältnisse zwischen den Dimensionen der Vorrichtung und den Fließgeschwindigkeiten wichtig. die beim Aufbau der Vorrichtung berücksichtigt werden müssen. So wird vorzugsweise die Qucrschnittslläche der Abteile, in d°nen die Flüssigkeit in entgegengesetzten Richtungen fließt, derart gewählt, daß der Druckabfall aufgrund des Durchflusses überall ungefähr gleich ist. Es ist daher zweckmäßig, wenn der Querschnitt des ringförmigen Raumes außerhalb der Steigrohre größer ist als der Innenquerschnilt der Rohre, da in dem Ringraum eine größere Reibungsfläche vorhanden ist. In Systemen mit nur einem Steigrohr hegt ein günstiges Verhältnis zwi-

jo sehen dem Querschnitt des Rohres und demjenigen des Ringraumes zwischen 0,25 und 1,5, vorzugsweise bei 0,48. Meist ist es nicht zweckmäßig, wenn der Querschnitt der Abteile, in denen der Durchfluß in einer Richtung stattfindet, mehr als zweimal so groß isl, wie der Querschnitt der Abteile, in denen der Durchfluß in umgekehrter Richtung stattfindet. Um eine ungehinderte Zirkulation der Lösungsmittelaufschlämmung von einem Abteil in ein anderes zu ermöglichen, soll der Flüssigkeitsraum oberhalb des Steigrohres und der Flüssigkeitsraum unterhalb des Steigrohres in einem Gefäß mit kreisförmigem Querschnitt jeweils etwa dem Abstand zwischen dem Steigrohr und der Tunkwand entsprechen. Vorzugsweise sind die Abteile des zum Auflösen dienenden Gefäßes verhältnismäßig lang-gestreckt.

Tabelle

Polymer LSsungs- Temp. Viskosität AnftOs- Steig- Gtrct-

mittel in des Lösungs- tank- rohr leitungsge-

⁰C mittels Durch- schwindig-

messer keil in

in cm cm/min*)

größe in mm

Anfhfli!^"
(Gew.- MoI- MoI-

%) Gew. Gew.

Auflösezeit in h

Bemerkungen

Polyisopren Roüöl 32 2mPu-s 46

Polyisopren Rohöl 32 2mPa-s 46

Polyisopren Rohöl 21 4mPas 30

Polyiso- Rohöl 60 1 mPa · s 58

butylen

*) Oberflächengeschwindigkeil.

vorh. vorh.

27 76 15

nicht ■vorh.

nicht vorh.

9.5

(Krümel)

9,5

(geschnitten)

6^3

(Krümel)

6.3

(geschnitten)

8x10* 7.3 xlO⁶

8xlO^f 7.2x10"

8x10"' 8x10⁶

4.7xl()^h 4.5xlO^h

120 160

47 84

unterbrochen nuch Auflösung von etwa der Hälfte des Polymeren

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Auflösen von Polymeren aus der Gruppe Polyisobutylen, Polybutylen, Polyisopren, Äthylen-Propylen-Copolymer und Polybutadien in Lösungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß man durch einen Teil einer Aufschlämmung von kleinen Polymerteilchen in Rohöl oder einer Rohölfraktion als Lösungsmittel, in der das Polymer 0,5 bis 2 % des Gesamtgewichtes ausmacht, in einem Raum der durch oben und unten offene Zwischenwände unterteilt ist, ein Gas derart hindurchperlen iäßt, daß innerhalb der Aufschlämmung ein vertikaler Kreislauf bewirkt wird.

2. Kontinuierliche Durchführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man der Aufschlämmung kontinuierlich frisches Lösungsmittel und Polymerteilchen zuführt und daraus kontinuierlich die gebildete Polymerlösung abzieht, wobei man das Gas nach Durchleiten durch die Aufschlämmung von oben abzieht und es dieser von unten wieder zuleitet.

3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man ein nicht oxidierendes Gas verwendet.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3. gekennzeichnet, durch einen Tank (1, 30), der im unteren Teil einen Raum zur Aufnahme von Flüssigkeit und im oberen Teil einen Raum zur Aufnahme von Gas (8) aufweist: Einrichtungen (7, 38) zur Unterteilung des Flüssigkeitsraumes in mindestens zwei im wesentlichen vertikale Abteile (9 und 10 bzw. 43 und 44). die oberhalb und unterhalb der Unterteilungseinrichtungen (7, 38) miteinander in offener Verbindung stehen; ggf. Prallflächen (40, 41), die an den Stellen angeordnet sind wo die Abteile miteinander in Verbindung stehen und derart ausgestaltet sind, daß sie das Eindringen von Polymerteilchen in die Gefäßecken verhindern: und Einrichtungen (5, 37) zur Verteilung eines Gases (6, 42) in den unteren Teil von mindestens einem, jedoch nicht sämtlichen Abteilen (9 und 10 bzw. 43 und 44).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (5, 37) zur Einführung des Gases (6,42) einen Durchmesser von etwa 1.6 mm bis 25,4 mm aufweisen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5. gekennzeichnet durch eine poröse Platte, vorzugsweise aus gesintertem Metall oder keramischem Material, als Bodenplatte zur Gaseinleitung.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (5, 37) zur Gaseinleitung in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der zwischen 1/40 und der Hälfte der Lösungsmittel- bzw. Aufschlammungssäule liegt.