DE2400661A1 - Verbessertes fallstrom-verdampfungsverfahren - Google Patents
Verbessertes fallstrom-verdampfungsverfahrenInfo
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Description
β MÜNCHEN BO. MHlERKIRCHEReTR. 4B rt/onOCt
24UUDO I
Anwaltsakte 24 421 8· *"■'■' '
Be/Sch
Monsanto Company St. Louis, Missouri / USA
"Verbessertes Fallstrom-Verdampfungsverfahren"
Seit vielen Jahren wird das Fallstrom-Verdampfungsverfahren
(im engl. falling strand devolatilization genannt) zur Abtrennung
einer flüchtigen von einer flüssigen Komponente verwendet. Ein solches Verdampfungsverfahren ist besonders
geeignet zur Herstellung von Polymerisaten, wie Hornopolystyrol, bei dem man,wie beispielsweise bei einen Kontinuierlichen
Polymerisationsverfahren in der Masse, ein flüssigen
08-12-0238A -2-
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(OBIl) 9«8272 9t7043 983310 Telegramm«! BERGSTAPFPATENT MOnthwi TELEX 05 24 MO BERG d
BaDki Bayerisch· Vereintbank MOndien 453100 Podackedo MOndien «5343
_2_ 240ÜB61
Gemisch von Bomopolystyrol mit dem Styrolmonomeren erhält, wodurch es erforderlich ist, das Gemisch einer Nachpolymerisationsbehandlung
z\ir Entfernung des nicht umgesetzten Styrolmonomeren
zu unterwerfen. Für eine solche Entfernung bildet ein !''allstrom-Verdampfer einen zweckmäßigen Teil der Gesamtvorrichtung.
Eine Fallstrom-Verdampfungsanlage, wie sie nach dem Stand der Technik bekannt ist, weist als Vorerhitzer einen ummantelten
Röhrenwärmeaustauscher auf, der dazu vorgesehen ist, das erhitzte flüssige Material aus den Röhren einer "flash"-Kammer
(d.h. einem Schnellabtriebbehälter oder Stoßverdampf ungsanlage) zuzuführen. Der obere Teil der Flashkammer
weist eine Auslaßöffmang auf, die typischerweise mit einem
Vakuum verbunden ist. Ein zur Verdampfung vorgesehenes flüssiges Gemisch wird zunächst einer Vorerhitzungsstufe
in dem ummantelten Röhrenwärmeaustauscher unterworfen, wonach das so erhitzte Gemisch einer Stoßverdampfung unterworfen
wird, in der das erhitzte Gemisch in die Flashkammer überführt wird, worin die Druck- und Temperaturbedingungen
so eingestellt sind, daß die flüchtigen Bestandteile (zum Beispiel im besonderen das Monomere) über ihrem Siedepunkt
zugeführt werden, während die gewünschte Komponente (zum Beispiel Homopolystyrol) unter ihrem Siede- oder Zersetzungspunkt gehalten wird. Die Verdampfung der flüchtigen Bestandteile
wird dadurch gefördert, daß man kontinuierlich den Dampf der flüchtigen Bestandteile über eine Vakuumauslaßöff-
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- 5 nung aus der Flashkammer abzieht.
•Die vorliegende Erfindung sieht die Verwendung von Höhren
geringer Länge, mit einem geeigneten Innendurchmesser, zusammen mit damit in Verbindung stehenden sorgfältig ausgewählten
Vorbedingungen für die Flashkammer vor, in welche die aus den Röhren des Vorerhitzers stammenden erhitzten Ströme
eingebracht werden und hat die Steuerung und, wenn gewünscht, Verminderung von Polymerisaten mit niederem Molekulargewicht
und Oligomeren zur Folge. . .-. "
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren, die zur FaIlstrom-Verdampfung
eines Gemischs von Homopolystyrol und Styrolmonomeren
nach der Fallstromtechnik geeignet.sind, wodurch die Herstellung von Polymerisaten niederen Molekulargewichts
auf eine bestimmte Höhe innerhalb eines typischen Bereichs von etwa 2 bis 15 Gew.#5, bezogen auf das Gesamtgewicht
des dem Fallstromverfahren unterworfenen Produkts gesteuert
wird. (Der Fachmann erkennt, daß etwas geringere oder größere Bereiche in einer Einzelsituation, je nach den
Verfahrensbedingungen und der Art der verwendeten Vorrichtung, vorliegen können). Die fliessfähige Ausgangszubereitung
des Verfahrens enthält 50 bis 85 Gew.?j Homopolystyrol
und entsprechend 50 bis 15 Gew.?o Monomer (wobei sich der Gewichtsprozentsatz
auf 100 Gew.# Gesamtzubereitung bezieht). Eine solche Zubereitung unterwirft man zunächst einer Erhitzungsstufe
und dann einer "flash"-Verdampfung. Die An-
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fangstemperatur der Beschickung zur Erhitzungszone liegt im
Bereich von 130 bis 2OO°C und die Beschickung wird der Er-
2 hitzungszone mit einem Anfangsdruck von 0,35 bis 3»52 kg/cm
zugeführt.
Die Ausgangszubereitung wird dann durch den Röhrenteil des ummantelten Röhrenerhitzers geleitet. In dieser Anordnung
kann jede Röhre als eine einzelne, im wesentlichen kolonnenartige Erhitzungszone angesehen werden. Jede Erhitzungszone
hat eine Länge von 0,6 bis 2,4 m und der Durchschnitts-(innen)-durchmesser
liegt im Bereich von 1,27 bis 3»81 cm. Das Verhältnis Länge zu Durchmesser bei den einzelnen Erhitzungszonen
liegt im Bereich von 30 bis 80. Das Verhältnis des Durchsatzes an Zubereitung zur Summe der einzelnen
Glieder jeder Erhitzungszone ist so eingestellt, daß die Zubereitungsmenge, die durch jede Erhitzungszone geleitet
wird, im Bereich von 1,3 bis 9,1 kg/Stunde beträgt.
In jeder Erhitzungszone sind die Seitenwandteile durch eine feste Wärmeaustauschfläche definiert, deren gesamter Wärmefluß im Verhältnis zu der durchgeleiteten Zubereitung im Bereich
von 2992 bis 23 9180C Wärmeeinheiten/fcH/m2 beträgt.
Die Verweilzeit der Zubereitung in einer gegebenen Erhitzungszone beträgt 2 bis 10 Minuten.
Die Auslaßtemperatur der Zubereitung, wie sie an jeder Erhitzungszone
auftritt, ist um etwa 4-0 bis 1600C größer als
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die oben gegebene Einführungstemperatur der Zubereitung. Der Auslaßdruck der Zubereitung bei ihrem Austritt aus jeder
ο Erhitzungszone ist um etwa 3,5 "bis 35,2 kg/cm geringer als
der Zuführungsdruck der Ausgangszubereitung.
Die Erhitzte Zubereitung durchläuft eine Flashverdampfungszone, die wenigstens teilweise stromabwärts im Hinblick auf
die Erhitzungszonen angeordnet ist. In der Flashverdampfungszone
wird der Monomerdampf von dem Homopolystyrol abgetrennt.
Im allgemeinen liegt die Temperatur in der Flashverdampfungszone im Bereich von etwa 180 bis 280°C, während
der Druck in diesem Zonenbereich etwa 2 bis 800 mm Hg absolut beträgt.
In der Flashverdampfungszone entfernt man unter gleichzeitigem kontinuierlichem Beschicken der erhitzten Zubereitung
zu der Zone, kontinuierlich aus der Zone den Dampf des Styrolmonomeren mit einer Geschwindigkeit, die wenigstens
annähernd gleich der Geschwindigkeit der Monomer-Dampfbildung ist. Unter diesen Bedingungen wird die Bildung von Styrololigomeren
verringert. Bessere Ergebnisse erhält man, wenn der Druck in der Flashverdampfungszone im Bereich von
etwa 2 bis 200 mm Hg absolut gehalten wird.
Zu einer verbesserten Fallst-rom-Verdampfungsanlage gehören,
außer anderen Bestandteilen, ein Gefäß, das als Flashkammer in einem Fallstrom-Yerdampfungsverfahren geeignet ist, sowie
ein ummantelter Wärmeaustauscher. -6-
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Das Gefäß ader dsr Kessel weist einen überteil, einen
Mittelteil und einen Unterteil auf. Jeder uon diesen Teilen ist im wesentlichen symmetrisch um eine Mittelachse
angeordnet und vertikal ausgerichtet. Der Unterteil ist im wesentlichen konisch im Querschnitt und ended
in eine Flüssigkeitsaustrittsöffnung. Der Mittelteil hat
einen im wesentlichen zylindrischen Querschnitt. Der Oberteil bildet einen axial angeordneten Materialeinlaß und
einen Gasauslaß0 Dia Wände des Kessels sin·:! im wesentlichen
von Uärmeaustauscheinrichtungen umhüllt, ülche diese
Uände auf eine vorbestimmte Temperatur ..rirend des Betriebs
der Anlage aufheizen können.
Der Mantel- und Rohrwärmeaustauscher weist eine Mehrzahl von Röhrengliedern auf, die parallel zueinander im Abstand
voneinander angeordnet sind und sämtlich im wesentlichen innerhalb eines Mantels eingeschlossen sind, welcher einen
Einlaß und einen Auslaß für ein Uärmeaustauschmedium aufweist. Dieser Wärmeaustauscher ist gasdicht im wesentlichen
quer über dem oben erwähnten Materialeinlaß des Kessels angeordnet, wobei die Hührenglieder im wesentlichen derart
ausgerichtet sind, daß sie parallel zur Mittelachse verlaufen.
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Der Mantel- und Rohruärmeaustauscher weist eine übliche Kopfhaube auf, die gasdicht über den oberen Enden der Röhrenglieder
angebracht ist (d. h, diejenigen Rohrenden, die den nach unten gerichteten Enden innerhalb des Kesselinneren
entgegengesetzt sind). Die Kopfhaube weist einen Materialeinlaß auf, welcher in geeigneter Heise an den Einlaß im
Kesseloberteil angeschlossen ist. So kann die Prozeßzubereitung in den Hantel- und Rohrwärmeaustauscher durch eine
solche Kopfhaube hindurch eintreten und aus diesem Mantel— und Rohrwärmeaustauscher (den Röhrenteilen davon) unmittelbar
in der Form von Bändern oder Strömen in das Innere des
Kessels austretend Die Röhrenenden und der Unterteil des Kessels sind derart zueinander angeordnet, daß das aus den
Röhrenenden austretende Material durch einen Bereich wenigstens in der Mitte" und ggf. einem Abschnitt des Unterteils
dieses Kessels tropft.
Die Anlage enthält weiter eine erste und eine zweite Pumpeinrichtung.
Die erste Pumpeinrichtung mit den zugeordneten Leitungen verbindet wirkungsmäßig den Materialeingang der
•Kopfhaube mit einem l/orrat der Prozeßflüssigkeit und diese
erste Pumpeinrichtung, ist geeignet, ein solches Prozeßmaterial bei einem gewählten Druck (wie oben erläutert)
in die Kopfhaube zuzuführen. Die zweite Pumpeinrichtung
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mit den zugeordneten Leitungen ist uirkungsmäßig an den
Gasauslaß in dem Kessel angeschlossen und geeignet, den Innenraum in dem Kessel auf einen gewählten (gewöhnlich
unter-atmosphärischen) Unterdruck zu bringen und zu halteno
Die Erfindung uird anhand in der Zeichnung dargestellter
bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert, worin:
Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise schematisch,einer
Ausführungsform einer Fallstrom-Verdampfungsariage zeigt, die für die l/erwendung bei der Verwirklichung
der erfindungsgemäßen Technik geeignet ist}
Fig. 2 eine schematische Ansicht des Mantel- und Rohrwärmeaustauschers
und der ersten Flash- ader Entspannungskammer der Fallstrom-l/erdampfungsanlage
aus Fig. 1 zur Erläuterung des erfindungsgemäßen l/erfahrens zeigt;
Fig. 3 eine Teil-Seitenansicht des Mantel- und Rohruärmeaustauschers
zeigt, welcher in der Fallstrotn-Uerdampfungsanlage
aus Fig. 1 verwendet wird}
Fig. 4 eine Draufsicht auf den Apparat in Fig. 3 zeigt}
— 9 —
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Fig. 5 einen Vertikalschnitt durch eine für die Verwendung
in dem Uärmeaustauscher aus Fig. 4 geeignete Ausführungsfarm einer Kopfhaube zeigt;
Fig. 6 eine Teilansicht in größerem Maßstab im Horizontalschnitt durch das Innere des Uarmeaustauschers aus
Fig. 4 zeigt, uobei einige Teile ueggebrochen gezeichnet
sind und andere Teile im Schnitt gezeigt sind;
Fig. 7 eine Teilansicht in vergrößertem Maßstab im Vertikalschnitt
durch einen Teil des Mantel- und Rohruärmeaustauschers
aus Fig. 4 zeigt;
Fig. 8 eine ähnliche Ansicht uie in Fig. 7, jedoch für
eine alternative Ausführungsform der Röhrenkonstruktion für den Uärmeaustauscher aus Fig. 4 zeigt;
-1G-
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— 1 O —
Figur 9 eine graphische Darstellung ist, in der die Wirkung der Röhrenlänge auf die während dem Fallstrom-Verdampfungsverfahren
gebildeten Styrololigomeren erläutert ist, bei welcher ein ummantelter röhrenförmiger Wärmeaustauscher des
nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung vorgesehenen Typs, verwendet wird;
Figur 10 eine graphische Darstellung ist, die das Verhältnis zwischen dem Flashkammerdruck und dem niederen Molekulargewicht
des Polymerisats zeigt, das in einem Vorerhitzer vom Typ des ummantelten röhrenförmigen Wärmeaustauschers (als
Gewichtsprozentsatz des gesamten Homopolystyrolpolymerisats, das dem Vorerhitzer zugeführt wurde) bei Durchführung der
vorliegenden Erfindung gebildet wird;
Figur 11 eine graphische Darstellung ist, die das Verhältnis zwischen Polymerisaten bestimmter Kettenlänge gegenüber der
fraktionierten Gewichtsverteilung des Homopolystyrolpolymerisatteils einer Homopolystyrolpolymerisat/Styrolmonomeren
Zubereitung, die als Ausgangsmaterial bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendet wurde, zeigt;
Figur 12 eine graphische Darstellung ähnlich der von Figur 11 ist', jedoch das Verhältnis der polymeren Einheiten bestimmter
Kettenlänge und der fraktionierten Gewichtsverteilung bei einem typischen Homopolystyrolpolymerisat zeigt,
das in einem Vorerhitzer entsteht bei Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens;
409828/10δ3 ~ΛΛ~
Fig· 13 eine ähnliche graphische Darstellung wie in den
Figuren 11 und 12 ist, jedoch das Verhältnis der polymeren Einheiten bestimmter Kettenlänge gegenüber der fraktionierten
Gewichtsverteilung derselben bei einem Homopolystyrolpolymerisat
zeigt, das man nach Durchführung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung erhält, wobei es sich im wesentlichen
um ein Polymerisat handelt, das ein Gemisch von einzelnen Polymerisaten, wie in Fig0 11 und 12 gezeigt, ist.
Der gestrichelte Teil der Kurve entspricht der Verteilung des Polymerisats, das in dem in Figo 12 gezeigten Vorerhitzer
hergestellt wurde.
Aus Fig. 1 ist ein Fallstrom-Verdampfer ersichtlich, der in
seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 15 bezeichnet ist. Der Fallstram-Verdampfer 15 weist einen Mantel- und Rohrwärmeaustauscher
16, einen Entspannungsbehälter 17 und einen Haltebehälter 18 auf.
Der Mantel- und Rohrwärmeaustauscher 16 ist besser aus den Fig0 4 bis 8 ersichtliche Der Wärmeaustauscher 16 weist
einen Austauscherkörperabschnitt 19 (Fig. .3) und einen Haubenabschnitt 21 (Fig. 3) auf. Innerhalb des Austauscherkörperabschnitts
19 sind eine Mehrzahl von im Abstand voneinander angeordneten parallelen Röhren 22 (Fig0 7) ange-
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ordnet, die sich zwischen einem Paar von Platten 23 und 24
erstrecken und mit ihren gegenüberliegenden Endbereichen an den Platten in geeigneter Ueise befestigt sind, z. B.
daran verschweißt sind. Die Platten 23 und 24 uie auch sämtliche andere Teile dieses Uärmeaustauschers sind vorzugsweise
aus Stahl oder dergleichen· Die Platten 23 und 24 werden durch Haltestreben 26 auf Abstand gehalten, welche
auch die Steifigkeit der gesamten Anordnung aus Platten 23 und 24 und Röhren 22 vergrößern. Die Röhren 22 greifen
flüssigkeitsdicht in die Platten 23 und 24 ein. Die Röhren 22 sind am Umfang von einem Mantel ader einer Uand 27
(Fig. 3) eingehüllt, damit ein insgesamt abgedichteter Innenbereich zwischen den Röhren 22 und der Innenwand oder
dem Mantel 27 für die Zirkulation von Uärmeaustauschmedium geschaffen ist» Dadurch können das Flanschrohr 28 als Einlaß
für ein Uärmeaustauschmedium in den Mantel 27 und das Flanschrahr 29 als Auslaß für das UMrmeaustauschmedium aus
dem Mantel 27 dienen.
Die Kopfhaube 21 (Figo 5) weist eine Innenwand 31 auf, welche
einen im wesentlichen als Dom gestalteten Hohlraum 32 bildete Der Eintritt in den Hohlraum 32 bewerkstelligt das
Flanschrohr 33, welches im wesentlichen koaxial zur Innenwand 31 verläuft. Damit der Hohlraum 32 auf einer vorbe-
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stimmten Temperatur gehalten wird, ist die Innenwand 31
durch ein Gehäuse 34 ummantelt. Ein Befestigungsflansch 36 am Boden der Haube 21 wird vorzugsweise als Befestigungshilfe für das Gehäuse 34 und die Innenwand 31 verwendet.
Als Einlaß für Uärniaaustauschmedium in den Raum zwischen dem Gehäuse 34 und der Innenwand 31 dient vorzugsweise ein
Flanschrohr 37 und als Auslaß ein Flanschrohr 38O üsen 39
sind zweckmäßigerweise für das Bewegen und Anheben der Haube 21 vorgesehen; sämtliche Teile sind vorzugsweise so gestaltet,
daß die Hauba 21 bewegt und angehoben werden kann; sämtliche Teile sind vorzugsweise durch Schweißen ader dergleichen
miteinander verbunden«.
Am Umfang rings des oberen Endes des Austauscherkörperabschnitts
19 ist ein Flansch 41 (Figo 3) angeordnet. Die Flansche 36 und 41 passen mit ihren Stirnflächen formschlüssig
ineinander. Diese Flansche sind aneinander festgelegt mittels Flutterschrauben 42, die geeignete Dichtungsteile
(nicht gezeigt) aufweisen, die zwischen den Flanschen 36 und 41 angeordnet sind. Ein Flansch 45 ist am Austauscherkörperabschnitt
19 zur Befestigung der zusammengebauten Anordnung aus Körperabschnitt 19 und Haube 21 auf dem Flashoder
Entspannungsbehälter 17 vorgesehen.
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Der Entspannungsbehälter 17 des l/erdampfers 15 ist doppeluandig
aufgebaut (Figo 2) damit die Innentemperaturen des Entspannungsbehälters 17 während des Betriebs des Verdampfers
15 eingestellt uerden könneno Durch das Flanschrohr
43 ist ein Dampfauslaß für den Entspannungsbehälter geschaffen, welches mit dem Innenraum des Behälters 17 in
Verbindung stehto Das Flanschrohr 43 ist an eine Vakuumpumpe 44 angeschlossen, durch uelche der Innenraum des
Entspannungsbehälters 17 auf Unterdruck gehalten uerden kann und durch uelche sich im Betrieb des Verdampfers 15
in dem Entspannungsbehälter 17 entwickelnde Dämpfe abgesaugt uerden. Vorzugsweise ist ein Kondensor (nicht gezeigt)
zuischen der Pumps 44 und dem Flanschrohr 43 angeordnet, so daß aus dem Entspannungsbehälter 17 während des Betriebs
des Verdampfers 15 abgezogene Dämpfe wiedergewonnen werden können.
Der Halbebehälter 18 ist mit dem Entspannungsbehälter 17
über ein Verbindungsrohr 46 verbunden. Der Mantel- und
Rohruärmeaustauscher 16 ist am Kopf des Entspannungsbehälters
17 angebracht und ragt in diesen hinein. Der Mantel- und Rohrwärmeaustauscher 16 ist im Entspannungsbohältsr 17
mittels der obenerwähnten Flanschanordnung .45 befestigt.
Eine durch Verdampfung zu trennende heiüe Schmelze wird
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zweckmäßig über das Flanschrohr 47 in die Haube 21 eingebracht, uelches mit dam Flanschrohr 33 in Verbindung steht.
Das Flanschrohr 47 ist an eine Schmelzenpumpe 48 angeschlossen, durch welche in den .Wärmeaustauscher 16 eine geeignete
durch Verdampfung zu trennende Zubereitung eingebracht uerden kann.
LJenn der Uärmeaustauscher 16 und der Entspann.ungsbehältar
als Ein.zelstufe des Fallstrom-V.erdampfers dienen sollen, wird der Behälter 18 zweckmäßig als Aufnahmebehälter für das
Endprodukt aus dem Inneren des Entspannungsbehälters 17 verwendet.
Uenn andererseits zwei aufeinanderfolgende FaIlstrom-\/erdampferstufen
verwendet werden sollen, kann der zweite Behälter 18 als zweiter Entspannungsbehälter verwendet
werden. Hierzu ist ein geeigneter Dampfauslaß (nicht gezeigt), der zweckmäßig mit einer geeigneten Pumpe verbunden
ist, und falls erwünscht, ein Kondensor für die Entfernung des aus dem Behälter 18 abgezogenen Dampfes vorgesehen.
Damit der Raterialfluß aus dem Badenbereich des Entspannungsbehälters 17 in den Haltetank 18 durch das Rohr
46 gesteuert werden kann, weist der Fallstrom-Verdampfer 15 vorzugsweise sin quer im Rohr 46 befestigtes Kegelventil
auf (Einzelteile des Ventils sind nicht gezeigt), durch welches die Ausflußrate des Strömungsmaterials aus dem
Boden des Entspannungsbehälters 17 in den Haltebehälter 18
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eingestellt uerden kann. Eine derartige Ventilanordnung
ueist im Verdampfer 15 einen Langstößel 50 auf, welcher sich
nach oben durch den Entspannungsbehälter 17 und durch einen geeigneten Kanal, welcher axial in dem Uärmeaustauscher 16
angeordnet ist, axial durch das Flanschrohr 47 und in einen Lagerbock 49 erstreckt, uo geeignete Dichtungsmittel rings
des Ventilstööels 50 im oberen Bereich des Flanschrahres 47 vorgesehen sind. Eine Betätigungsanordnung 52 oben auf dem
Lagerbock 49 ueist eine Uelle 53 auf, welche mit dem oberen
Ende des Ventilstößels 50 mittels einer Muffe 54 in Eingriff ist. Die Betätigungsanordnung 52 kann das Stößelventil durch
Hin- und Herbewegen des Ventilstößels 50 hin- und herbewegen. Die Betätigungseinrichtung 52 spricht auf einen Füllstandsfühler
an, (nicht gezeigt), welcher den Flüssigkeitsspiegel im unteren Teil des Behälters 17 mißte Eine Steueranordnung
(nicht gezeigt), kuppelt den Füllstandsfühler mit der Betätigungseinrichtung 52 zur Fernsteuerung eines kraftbetriebenen
Ventils am Boden des Behälters 17.
Das flüssige Material am Boden des Behälters 18 wird zweckmäßig
daraus mittels einer üblichen Schraubenpumpe 56 abgezogen, welche an den Behälter 18 über ein Rohr 57 angeschlossen
ist.
- 17
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Zum erfindungsgemäßen Zueck hat jedes der Rühren 22 im
Austauscherabschnitt 19 des Mantel- und Rohrwärmeaustauschers 16 vorzugsweise eine Länge von etwa Q,61 bis 2,44m
(insbesondere etua 0,91 bis 1,83 m). Außerdem hat jedes
dieser Röhrenglieder einen Innendurchmesser, welcher vorzugsweise im wesentlichen konstant über ihre Länge ist
und im Bereich von etua 1,27 bis 3,8 cm liegt. Das Verhältnis der Röhrenlänge zum Röhrendurchmesser (für jede
Röhre) liegt vorzugsweise im Bereich von 30 bis 80. Die Anzahl von Einzelröhren in einem gegebenen Uärmetauscher 16
ist vorzugsueise derart, daß für eine gegebene Kiloanzahl an durch Verdampfung zu trennender Zubereitung das Verhältnis
zuischen dar Zubereitung und der Gesamtzahl der Rühren derart ist, daß die Menge dieser Zubereitung im Bereich
von etwa 1,36 bis 9,07 kgm/Stunde und Röhre liegt (vorzugsweise im Bereich von 2,27 bis 454 kgm/Stunde und Röhre
liegt), Zum erfindungsgemäßen Zueck ist die Röhrenlänge zweckmäßig durch die Abmessung L in Fig. 7 bestimmt (Oberkante
der oberen Platte 23 bis Unterkante der unteren Platte 24),,wohingegen der Durchmesser einer Röhre deren
Innendurchmesser ist, wie es in Fig. 6 durch D gezeigt ist. Der Abstand zwischen den Achsen benachbarter Rühre, uie der
Abstand C in Fig. 6, oder die Röhrenanordnung sind für die Erfindung weniger wichtig, solange ein geeigneter Uärmefluß
durch die Röhren 22 für die Verwirklichung der Erfin-
409828/1053 ■.:-,·■-
dung in jeder besonderen Anuendungssituation gewährleistet
ist.
Wenngleich es im allgemeinen für die Erfindung bevorzugt wird, Röhren 22 im Körperabschnitt 19 zu ueruenden, die vom
Einlaß- bis zum Auslaßende frei von Hindernissen sind (uie
es in Fig. 7 gezeigt ist) kann es jedoch auch zweckmäßig sein, anstelle der in Fig. 7 gezeigten Röhren solche zu
verwenden, uie sie in Fig. 8 gezeigt ist, uo jede der
einzelnen Röhren mit festen Nischschaufeln, so uie die Schaufeln 5U und 59, ausgestattet ist. Solche Schaufeln ermöglichen
es, den Durchfluß einer heißen Schmelze oder eines Prozeßströmungsmediums durch einemit solchen Schaufeln 58
X)
und 59 radial im wesentlichen isotherm zu halten, so daß
tatsächlich radialverlaufende Temperaturgradienten beseitigt
sind, welche andernfalls für das Innere von Röhren in einem Wärmeaustauscher charakteristisch sind. Solche
Schaufeln vermeiden radial verlaufende Temperaturgradienten
und schaffen eine beträchtliche Gleichförmigkeit der Viskosität
und eine beträchtliche Genauigkeit für die Eichung.,
Zur Verringerung von Temperaturgradiantan innerhalb einer Rühre ul wird.die Uandtemperatur einer Röhre so wie G1
einfach auf die Temperatur des fiittelkernes des Schmelzstromes
gebracht, welcher aus einer solchen Röhre 61 austritt,
wie es für den Fachmann erkennbar ist.
x) auuyeaüaltete Höhre 61 _ -jg _
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2400861
Die Betriebsweise der Kombination eines Mantel- und Rohruärmeaustauschers
16 und eines Entspannungsbehälters 17 ist in Fig. 2 erläutert. Die durch Abdampfung zu trennende
aufgeheizte Zubereitung tritt in den Behälter, 17 vom Boden des Uärmeaustauschers 16 ein und der Ronomerdampf uird aus
der Polyraerschmelze sofort abgedampft. Der Dampf uird aus
dem Flanschrohr 43 am Kopf des Entspannungsbehälters 17 abgezogen.
Der im Entspannungsbehälter 17 durch die Innenwand des Behälters 17 und die angrenzende Uand des Uärmeaustauschers
16 definierte Ringraum uirkt als aammlerähnliche Einrichtung zum Sammeln des Dampfes und dessen Abfuhr aus
dem Flanschrohr 43. In Figo 2 geben die durchgezogenen
Pfeile den Polymerstrom an, wohingegen die gestrichelten Pfeile den Dam.pffluß angeben. Durch die vom Wärmeaustauscher
16 im oberen,Bereich des"Entspannungsbehälters 17 gebildete
Hinterschneidung uird die Neigung des Polymers, innerhalb des Behälters 17 radial zur Seite und somit in die Hündung
des-Flanschrohres 43 abzuströmen, vermieden, uia es für
den Fachmann ersichtlich ist.
Typisch kann ein sntdampftes Material, welches sich am
Boden eines Entspannungsbehälters 17 gesammelt hat, daraus durch die Schwerkraft abgezogen uerden, wie es beispielsweiseuia
oben, erwähnt der Fall ist, wenn der Entspannungsbehälter 17 mit einem zweiten Behälter verbunden ist, wel-
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eher als zweiter Entspannungsbehälter oder Haltetank dient
(vgl„ z. B. Fig. 1). Es wird jedoch vorgezogen, das Abziehen eines entdampften Strömungsmediums aus dem Entspannungsbehälter
17 oder aus einem zweiten Entspannungsbehälter für die weitere Verarbeitung in einer nachgeschalteten
Uerarbeitungsstation oder -zone durch Abpumpen durch geeignete Leitungen vorzunehmen (vgl. beispielsweise Pumpe
56 in Fig. 1), damit das l/erfahren bequemer wird, wie es für den Fachmann erkennbar ist.
In einer bevorzugten Ausfuhrungsform wird das Verfahren der
vorliegenden Erfindung in der Weise durchgeführt, daß man unter Verwendung der oben beschriebenen Vorrichtung die
Herstellung eines Polymerisats mit niederem Molekulargewicht bei einem gegebenen Polystyrol im Bereich von etwa
2 bis 15 Gew.^, bezogen auf das Gewicht des Gesamtprodukts
steuert. Bei Durchführung dieses Verfahrens verwendet man Drücke von etwa 50 bis 800 Torr absolut in der Flashverdampfungszone1,
wobei die anderen Verfahrensvariablen, wie oben angegeben, eingehalten werden.
Dem Fachmann ist es klar, daß die Bezeichnung "Oligomeren",
wie sie hier verwendet wird, sich auf Diniere, Trimere und
möglicherweise Tetramere von ßtyrol bezieht, während die
Bezeichnung "Polymerisat mit niederam Molekülargewicht" (in
-21-409828/10B3 :.--.; \ : ^
2400S61 _21_
Bezug auf Styrol) sich auf ein Polymerisat mit vielen wiederkehrenden
Einheiten bezieht; diese letzte Bezeichnung kann als relativ angesehen v/erden und es gehören hierzu typischerweise
Styrolpolymerisa te mit so v/enig wie etwa 50 bis zu etwa 1000 Kettenlängen, wobei etwa 100 Kettenlängen besonders
üblich sind.
Die Figuren 9 und 10 erläutern graphisch Verfahren unter
Verwendung der oben beschriebenen Vorrichtung und die Wirkungen auf die erhaltenen Produkte. So zeigt Figur 9 die
Durchführung des Verfahrens der Erfindung zur Verringerung der Oligomerherstellung, während in Figur 10 die Erfindung
dazu verwendet wird, die Menge an gebildetem Polymerisat niederen Molekulargewichts zu steuern. Es darf angenommen
werden, daß die Figuren ohne weitere Erläuterungen verständlich sind, besonders im Hinblick auf die nachfolgenden
Beispiele.
Die Figuren 11 bis 13 erläutern die Wirkung der Polymerisierung
in einer Vorrichtung nach der Erfindung mittels einem Verfahren, das der Steuerung der Polymerisatherstellung
mit niederem Molekulargewicht durch ausreichend Styrolmonomeres dient, wodurch man eine Fraktion (oder einen
"Schwanz") mit niederem Molekulargewicht in einem gegebenen
Styrolpolymerisat bildet. Eine solche Fraktion verbreitert die Verteilung des Molekulargewichts des dem Fallstroin-Verf
ahren unterworfenen Polymer isatprodukts ^ beispielsweise
in der Weise, daß wenn dieses dem Fallstrom-Verfahren nriter-
409828/1053
worfene Produkt einer Düse (wie einer Strangpressdüse) zugeführt wird, dies eine verbreiterte Verteilung der Polymerisatkettenlängen
aufweist, als dies sonst der Fall wäre. Dieser Gegenstand der Erfindung ist in verschiedenen Fällen
wertvoll, so wenn man beispielsweise die Verteilung des Molekulargewichts eines Polystyrols, das stromauf bzw. vorausgehend
in einem kontinuierlichen Polymerisationsverfahren in der Masse hergestellt wurden, (auf die gezielten
Polymerisatprodukteigenschaften für die verschiedenen spezifischen
Endzwecke) zu verbreitern wünscht.
Beispiele der Wirksamkeit der vorliegenden Erfindung sind
den nachfolgenden spezifischen Beispielen zu entnehmen,
worin alle Teile und Prozentsätze sich auf das Gewicht beziehen, es sei denn, daß dies anders angegeben ist.
Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Durchführung der
vorliegenden Erfindung zur Verringerung der Herstellung von Styrololigomeren unter Verwendung einex* Vorrichtung, wie
sie oben nach den Figuren 1 bis 7 beschrieben wurde, und unter Verwendung einer einstufigen Falls bromverdampfungsanlage
(einer ummantelten fiöhrenwärme-austauscheranordnung als Vorerhitzurifszono unter ilachschaltung einer ^lashverdampfunrszone).
Es folgt zunächst eine allgemeine Beschreibung der Ausgangs-
-23-
409828/1053
materialien, Verfahrensbedingungen und der erhaltenen Polymerisatprodukte.
Danach sind die Ergebnisse der einzelnen in beispielhafter Weise durchgeführten Abläufe in einer
Tabelle I zusammengefaßt.
Eine Styrolpolymerisat-Schmelzzubereitung, die 50 bis 80
Gew.% Homopolystyrol enthält, wobei der Rest bis auf 100 Gew.# nicht umgesetztes Styrolmonomeres ist, wird dem Vorerhitzer
bei Temperaturen von 140 bis 1800C und einem Ein-
führungsdruck von 0,35 bis 1,8 kg/cm unter Verwendung
einer Fliessp-jeschwindigkeit von 2,7 bis 5>9 kg/Stunde pro
Röhre zugeführt.
Der Vorerhitzer enthält 450 bis 900 Röhren, wobei jede 0,9
1,8 m lang ist und einen Innendurchmesser von 2,29 cm aufweist, wobei der Vorerhitzer als Mantel und Röhrenvorerhitzer
für einen einzigen Durchlauf ausgelegt ist. Wärmeübertragungsflüssigkeiten werden im Gegenstrom durch die Mantel
seite bei Temperaturen von 200 bis 2800C geleitet, sodaß
der Gesamtwärmefluß im Verhältnis zu der durchgeleiteten Zubereitung im Bereich von 2992 bis 239180C (Wärmeeinheit/
2
Stunde/m liegt.
Stunde/m liegt.
Die Verweilzeit jeder Portion der Zubereitung in jedem Rohr beträgt 3 bis 5 Minuten. Die Austrittstemperatur der Zubereitung,
wie sie aus jedem Rohr herauskommt, beträgt 200 bis 2500C und ist daher um 40 bis 1400C wärmer als die Ein-.
-24-
409828/1053 l :.■ · ·.. ; v« u ;i ;
führimgstemperatur der Zubereitung. Der Ausgangsdruck wird
durch den Druck bestimmt, der in dem Flashbehälter beibehalten wird. Die Flashbehälterdrücke liegen im Bereich von
5 bis 150 Torr absolut, sodaß der Abgangsdruck jeder Zubereitung
0,35 bis 1,8 kg/cm geringer ist als der Zuführungsdruck. Die Innentemperaturen in der Flashverdampfungszone
liefen im Bereich von 200 bis 2SO0C.
Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Durchführung der vorliegenden Erfindung zur Steuerung der Herstellung von
Eoir:opo2ystyrolpolymerisaten mit niederem Molekulargewicht
(mit einer Durchschnittszahl von 10 000 bis 80 000) mit 2 bis 15 Gew.^a, bezogen auf den Gewichtsprozentsatz des Gesamtprodukts,
auf der Grundlage des Gesamtgewichts des Homopolystyrolpolymerisatprodukts unter Verwendung einer Vorrichtung,
wie sie in den Figuren 1 bis 7 beschrieben wurden, und unter Verwendung eines Zweistufen-Fallstromverdampfungsverfahrens
( mit einer Mantel- und Röhrenwärmeaustauscheranordnung
als Vorerhitzungszone unter nachfolgender Einsetzung
von zwei aufeinanderfolgenden Zonen der Flashverdampfung)
.
Es folgt zunächst eine allgemeine Beschreibung der Ausgangsmaterialien,
der Verfahrensbedingungen und der erhaltenen polymeren Produkte. Danach werden die Ergebnisse der einzelnen
Versuchsreihen in der Tabelle II zusammengefaßt.
-25-409828/1053 ■■ :. -
Eine Styrolpolymerisatschinelzzubereitung mit einen Gehal·;
von 50 bis 80 Qevi.fa Horaopolystyrol, wobei der Rest auf
100 Gew.?5 durch nicht umgesetztes Styrolmonomeres gebildet
ist, wird dem Vorerhitzer bei Temperaturen von 140 bis IcO0C
2 und einem Einführungsdruck von 0,7 bis 2,8 kg/cm' zugeführt,
wobei eine Fließgeschwindigkeit von 1,4 bis 6,8 k ^-/Stunde pro Röhre verwendet wird.
Der Vorerhitzer weist 1800 Röhren auf, wobei jede 0,On; lan;;
ist und einen Innendurchmesser von 2,29 cm aufweist, wobei
alle Röhren in dem beschriebenen, für einen einmaligen Durchlauf vorgesehenen Mantel- und Röhrenvorerhitzer angeordnet
sind. V/ärmeübertragungsflüssigkeit wird im C-e;;enstrom
durch die Mantelseite bei Temperaturen von 140 bis 280°C so geleitet, daß der Gesamtwärmefluß im Verhältnis
zii der durchgeleiteten Zubereitung im Bereich von 2992 bis
23 9180O Wärmeeinheit/Stunde/m2 liegt.
Die Verweilzeit von jedem Teil der Zubereitung in jedem Rohr
beträgt 2 bis 10 Minuten. Die Auslaßtemperatür der Zubereitung,
wie sie aus jeder der Röhren herauskommt, beträgt
bis 2800G, d.h. daß die Zubereitung um 40 bis 16C0C hei Boris
t als sie zugeführt wird. Der Auslaßdruck wird durch den Druck bestimmt, der in dem Flashbehälter beibehalten wird..
Die Flashbehälterdrücke liegen im Bereich von 50 bis SOO
Torr absolut, sodaß der Abgangsdruck der Zubereitungen um 0,7 "bis 2,8 kg/cm geringer ist als der Einführunrsdruck.
-26-
AO 9-8 28/1053-
- Pf, -
Die Innentemporatüren in der Flashvordar."i;i'\mp;szone
im Bereich von 1 λΟ bis 2üO°C.
Menge oder Bedingungen 12 3 4
Aus gan.:a ma t er i al (auf 1CC Gev/.fi Basiε)
(A) Homopolystyrol Gev/.;5 70,0 70,0 70,0 70,0
B) Styrolmonoraeres Gew.^ 29,6 29,6 29,6 29,6
G) 01i;vomeren Gew.;-' C,4- 0,4 0,4 0,4
(A) Aus i"--;ang;s κ üb e r e i t un;::
Temperatur 0C " I50 I50 I50 I50
Druck ky/cin2 " 0,93 1 ,*20 1,41 1,6C
(G) AuS1 ;an£'szubereitung
Fließfesch wiridi'-keit
(kg/Stunde/,;öhre) 2,86 3,75 4,72 5,67
Fließfesch wiridi'-keit
(kg/Stunde/,;öhre) 2,86 3,75 4,72 5,67
(D) Anzahl der Austauscher-
röhren 91C 67·., 543 455
(E) Jökrendurchmesser
(Innendurehm.In ca) 2,29 2,29 2,29 2,29
(7) :iöhre:ilän-;e (ir;) 0,91 1,22 1,52 1,33
(G) V/är me au s t β us eher fl ü s s i c ·-
keitsterr.p.°CJ " 2'η 279 279 279
(II) Durchsei n.\1äru\e pluß
( 0C V/är 1.1 c e i nt: e i t en/Ztd. /
m2) 71:1 71531 71-.1 7131
(I) Verv/oi 1 ζe i t (Durchschnitt)
der Zr-.bereituri;;
in ,jeder YDrer-
hit"iin;;sröhro (!-"in. )
(J) Alis laß tenip.de r' Zube-
rei Inw (^H"
(K) Aus! ußcJ i'uc': dex; inhere
i '„"Π L'i ■"■ ( - '""■ C'!'~ ^
(i■) Piashliarr.:.e'rüöi.in\ (0G)
(lO Flach;-:ai:;r;:ordr;ick
(;nm ';.;; absolut)
(.:) Yerv-2 11 κe L L' (Diirch πchn. )
el. Ii. i i lien .8cijr:.el"e in
der j'lacbkaminer (.in.)
-27-409828/1053
| 3 | /I | ^,5 | 225 |
| 225 | 225 | 225 | 235 |
| 0,035 235 ' |
0,035 235 |
235 | 25 |
| 25 | 25 | 25 | 5 |
| 5 | 5 | ||
"Beispiel Ur.
2 3
Produkt zubereitung;
(100$ Gewichtbasis). ■(■gewonnen aus dem -iMashbehälter)
A)-Homopolystyrol Gew.;.' 99,0 98,9 98,8 98,7
E) Styrolmonomeres Gew.·' C,1 0,1 - 0,1 -— 0,1
(G) Styrololigomere Gew.;: 0,9 1,0 1,1 1,2
BedsρieI ITr.
Hen&e oder Eedin{;unp;en l} 6' . 7 ' 8.
(auf der Basic νοη°ΊθΟ Gow.fi)
(A) Homopolystyrol Gew.;'
(E) Styrolmonomeres Gew.£
(G) Olicomeren Gew.^
(D) Molekül ar^jev/.d.Homopolystyrol
s (Zalilanmittel- .
wert) (x105) 1/i 1,4
| 70 | ,0 | 70 | ,0 | 29 | ,0 | 70 | ,0 |
| 29 | 29 | O | 29 | ||||
| 0 | Je | 0 | ,6 | W- | 0 | ||
(A) Auscangszubereitung
(Temperatur 0C) 160 160 .160 160
(B) Ausß-an^szubereitunr;
(Drucl:"kc/cn2) ' 1,20 1,41 ' 1,8J 2,11
(C) AussariGSzubereituno;
Fließf:eschwindifjkeit
(kg/Stunde/Röhre) 2,13 - 2,13 2,13 2,13
(D) Anzahl der Austauscherröhren . 1300 1BOG 1800 1800
'(Ε) Röhrendurchmesser
(Innendurchm.ir^6ra) 2,29 2,29 2,29 2,29
(F) Röhrenlänn-e (n) . o,91 0,91 0,91 0,91
(G) Wärmeaustauscherflüssir--
keitstemp.°C 279 279 279 279
(Ii) Durchschn.Wärmefluß '.-■'/. .
(0C Viänneeinheiten/Std./
md) ivpi^y 4787 4787 4787
md) ivpi^y 4787 4787 4787
-23-
409828/105 $;„.;, ,
- 23 -
'l'abol"1 e (II) (Forts et zun-j)
Beispiel 1Ir.
5 6 7
(7!) V'-rweilzeit {
schnitt) dor Subereitu'i;-;
in jeder Vorerlii
tzurujsrölire (;iii.)
(J) Auslaßtemp.der Zubereitung
(0C)
(i.) Aus laßdruck der, Zubereitung (Ic^/ciO
(L) J1I afil:i:ani»jertemp. ( C)
(li) i'l'ir1] a^i^meräruci.
(nr.i I; ; absolut)
(; ) Vürv/oilziei t (Dua^chschn. )
d.heißen Schmelze in der Flasbkaramer (Hin.)
(O) l'lashkammertemp· (0C)
(P) Fl ashi-r-iPimerdruc]:
(Torr absolut)
(rl) Verwe"ilzeit' (Durchselin - )
d.l'eiL'en Schmelze in der "lasl'lramiaer (liiii.)
| 5 | 5 | 5 | 5 |
| 25·-. | 250 | 250 | 250 |
| 0,07 255 |
0 255 |
,28 0,70 255 : |
0,-98 255 " |
| 50 . | ,200 | 500 | 700 . |
| 5 260 |
5 260 |
5 ■ 260 |
5 260 |
| 10 | 10 | 10 | 10 |
| 5 | '5 | VJl | 5 |
Pr'odul: 1
7,us
annens
β
t
zß
(auf. der ^asis von 1^ Ö Gev/,r|
r[-'31-!OTWiCIi aun der Flashkararaer)
(A) Uomopolystyrol Gev;.^-
(]-). Styrolmonomeres Gew...'
(C) GtyrOloli^O'meren Gew.;/
(ΰ) Styrolpolymerisate mit
nieder'efä Holekulargey/icht,
Gew.;J
(D) iolekularcev/icht des
ijt^/Tol polymer is atpr or! uk
(ZahJ enrnittelwert) (
| 94,1 0,1 1,2 |
93,5 ' 0,1 1,3 |
90,8 - 0,1. . 1,5 |
88,9 0,1 1,7 |
| 5,1 | - 7V6 , | 9,3 | |
| 1,25 | 1,2 | 1,11 | 0,93 |
-Patentansprüche-
-29-
409828/1053 ' ^
BAD
Claims (4)
1. Vertikal ausgerichtete Fallstrom-Uerdampferanlage, gekennzeichnet
durch:
A) einen Entspannungskessel, welcher ein Oberteil, ein Mittelteil und ein Unterteil aufweist, wobei jeder
dieser Teil· im wesentlichen koaxial und symmetrisch angeordnet sind, die Teile miteinander verbunden
sind und in dem Unterteil eine Auslaööffnung für
ein Strömungsmedium gebildet ist, wobei der Oberteil eine verhältnismäßig große axial angeordnete Materialainlaßöffnung und eine verhältnismäßig enge, am Umfang angeordnete Gasauslaßüffnung aufweist und die
Behälterwände im wesentlichen durch Uärmeaustauschmittel zum Heizen der Uände auf eine vorbestimmte
Temperatur uwgeban sind,
dieser Teil· im wesentlichen koaxial und symmetrisch angeordnet sind, die Teile miteinander verbunden
sind und in dem Unterteil eine Auslaööffnung für
ein Strömungsmedium gebildet ist, wobei der Oberteil eine verhältnismäßig große axial angeordnete Materialainlaßöffnung und eine verhältnismäßig enge, am Umfang angeordnete Gasauslaßüffnung aufweist und die
Behälterwände im wesentlichen durch Uärmeaustauschmittel zum Heizen der Uände auf eine vorbestimmte
Temperatur uwgeban sind,
B) einen Mantel- und Rohruarmeaustauscher mit im Abstand
voneinander angeordneten Rühren, die oümtlich
im Mantel eingeschlossen und mit dessen Enden
flüssigkeitsdicht verbunden sind, wubei Einlaß- und Auslaßöffnungen in dem Mantel gebildet sind und
flüssigkeitsdicht verbunden sind, wubei Einlaß- und Auslaßöffnungen in dem Mantel gebildet sind und
409828/105 3
jede der Röhren eine Länge von 0,6 bis 2,4 ni und
einen mittleren Innendurchmesser im Bereich von 1,27 bis 3,81 cm und ein Verhältnis des Innendurchmessers
zur Länge im Bereich von 30 bis 8G hat und der Innendurchmesser über ihre Länge im "
uesentlichen konstant ist,
C) Eine Haube für den Wärmeaustauscher, welche über dem äußeren oberen Endteil der Höhren angeordnet
ist und mit diesen zur gleichmäßigen Verteilung eines einfließenden ProzeOmediums über die oberen
Endteila der Rühren aus einem in der Haube gebildeten Einlaß verbunden ist,
D) eine erste Pumpeinrichtung mit zugehörigen Leitungen, uelcha uirkungsmäßig mit dem fiaterialeinlaö
der Haube zur Zuführung eines aufgeheizten, zähflüssigen Materials bei einem bestimmten Druck in
die Haube verbunden iot, und
E) eine zijüita Pumpeinrichtuny mit zugehörigen Leitun
gen, ditj uirkung^muLig an.dem Oa 3 au α lau in dam
£nta}j;jnnunjribütiülter anyaschlossun ist und durch
409128/1053
. _ A . ORIGINAL INSPECTED
. _ A . ORIGINAL INSPECTED
weiche das Innere des Lncapannunyijbehül ters auf
einen vorbestimmten geringen üiuck bringbar und
gehalten iet.
2. Kuntinuierlicliua Fallstrom-Verdämpfungsverfuhren, insbesondsre
mit einer Vorrichtung gemäL. nnspruch 1, für
eine Zubereitung, die won JU bib 05 Gewichtsprozent
Homopulystyrol und bü bis 15 Geuichtüjjrüzent 3tyrülrnonorncr
enthält, uuöei die Zubereitung zunächst aufgetieizt
und dann einer Stoüverdampfung ausgesetzt uird
und eine anfängliche ilinlabbemperatur won 130 bis 2GÜ ü
und einen anfänglichen Einlaßdruck wun 0,3^ bis
3,52 kg/ein hat, dadurch gekennzeichnet, da:o die Zuoereituny
durch eine Mehrzahl von Heizzonen geführt uird,
von cjenen jede im wesentlichen säulenförmig ist und ein
Verhältnis von Länge zu Durchmesser im Bereich won 3Ü bis 8G hat, wobei die Zubereitung an die Gesamtheit der
Heizzonen derart angepaßt ist, dalJ der Durchsatz der
Zubereitung im Gereich won 1,3 bis 9,1 ky/hr/Heizzone
beträgt, wobei die uJände jeder Heizzone durch eine feste
Uärmeaustauschfläche gebildet sind, deren Gesarntwärme-Fluß
für die daran entlangstrürnende Zubereitung im Bereich von 2.992 bis 11.9b9aC-Uärmeeinheiten/hr/in liegt,
uobei die i/erueilzeit für jeden Teil der Zubereitung
4098 2-8/1053
in einer gegebenen Heizzone im Bereich von 2 bis IQ Minuten
liegt, und die Auslaßtemperatur der Zubereitung beim Austritt aus jeder der einzelnen Heizzonen um 40 bis 16O0C
höher als die Einlaßtemperatur ist, der Auslaßdruck der Zubereitung am Austritt aus jeder einzelnen der Heizzonen
um 0,35 bis 3,52 kg/cm kleiner als der Einlaßdruck ist, und daß die Zubereitung aus jeder der Heizzonen in eine
Entspannungsverdampferzone unterhalb der Heizzonen zur Trennung des Monomerdampfes von dem Homopolystyrol ausgebracht
uird, uobei die Temperatur in der Entspannungsverdampfungszone
im Bereich von 180 bis 28O0C liegt und
der Druck in der Entspannungsverdampferzone im Bereich von 200 bis 800 mm Hg abs. liegt, uobei kontinuierlich
aus der Entspannungsverdampfungszone der Monomerdampf
mit einer Rate abgezogen uird, uelche wenigstens annähernd
gleich der Entstehungsrate des Dampfes in der Entspannungsverdampferzone ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhren des Mantel- und Rohruärmeaustausahers
mit in ihnen befestigten Mischschaufeln ausgestattet sind»
-33-
409828/1053
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte Pumpeinrichtung zum Abpumpen eines
entdampften Prozeßmediums aus der Vorrichtung in eine anschließende l/erfahrenszona vorgesehen ist0
409828/ 1 053
Leerseite
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