DE2407054C3 - Aufrechtstehender Autoklav zur Massepolymerisation von Vinylchlorid - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen aufrechtstehenden Autoklaven zur Herstellung von Polymeren und Copolymeren auf der Basis von Vinylchlorid durch Polymerisation in Masse mit einer Rührvorrichtung, die mindestens eine von oben in den Autoklaven eindringende Welle mit daran befestigter Wendel und eine dem gewölbten Boden des Autoklaven angepaßte Rührarmanordnung aufweist.

Es ist bekannt, die Massepolymerisation von Vinylchlorid in zwei Stufen mit unterschiedlichen Rührgeschwindigkeiten in zwei getrennten Autoklaven durchzuführen. In der ersten Stufe wird bei möglichst hoher Rührgeschwindigkeit bis zu einem Umwandlungsgrad des oder der Monomeren von 7 bis 15° polymerisiert, worauf in der zweiten Stufe der Polymerisation die Rührgeschwindigkeit auf einen möglichst niedrigen Wert vet ringen wird, der jedoch noch ausreicht, um einen guten Wärmeaustausch im Innern des Reaktionsgemisches bis zur beendeten Polymerisation sicherzustellen.

Aus der DE-OS 22 16 888 ist ein zum Durchführen der zweiten Stufe eines solchen zweistufigen Verfahrens vorgesehener Autoklav der eingangs beschriebenen Gattung bekannt. Bei diesem Autoklaven erstreckt sich eine oben am Autoklaven gelagerte Welle senkrecht durch den gesamten Autoklaven hindurch und ist unten ebenfalls gelagert. Gleichachsig zur Welle und mit radialem Abstand von ihr ist eine Wendel angeordnet, die über radiale Arme an der Welle befestigt ist. An derselben Welle ist ferner eine dem gewölbten Boden des Autoklaven angepaßte Rührarmanordnung befe stigt.

Dieser bekannte Autoklav hat sich grundsätzlich bewährt, doch ergeben sich Schwierigkeiten daraus, daß während der zweiten Stufe des beschriebenen Verfahrens hohe Biegemomente an der Rührarmanordnung auftreten. Wegen dieser Biegemomente muß eine kräftige Verstrebung zwischen der Welle und der Rührarmanordnung vorgesehen sein. Obwohl diese Verstrebung und die zwischen der Welle und der Wendel angeordneten Arme geeignet erscheinen, die Rührwirkung der Wendel und der Rührarmanordnung noch zu verbessern, haben sich im Betrieb Verkrustungen an den Armen und an der Verstrebung ergeben.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Rührwirkung eines Autoklaven der eingangs beschriebenen Gattung zu verbessern und Verkrustungen möglichst weitgehend zu vermeiden.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die bzw. jede Wendel aus eine:n in schneckenförmigen Windungen um die zugehörige, nur oben am Autoklaven gelagerte Welle gewickelten Streifen besteht und die Rührarmanordnung an einem von der bzw. jeder oberen Welle getrennten, von unten her axial in den

ίο Autoklaven hineinragenden., nur dort gelagerten und mit einem eigenen Antrieb verbundenen Wellenzapfen befestigt ist.

Dadurch, daß die bzw. jede Wendel unmittelbar um die zugehörige Welle gewickelt ist, entfallen die beim bekannten gattungsgemäßen Autoklaven vorgesehenen Arme und infolgedessen können tote Zonen im Bereich radial innerhalb der Wendel nicht entstehen. Obwohl man hätte befürchten müssen, daß bei einer Trennung der die Wendel tragenden Welle von der Rührarman· Ordnung die Abscheidungen und in deren Folge Verkrustungen im Bereich der Trennstelle noch erhöht werden, tritt beim erfindungsgemäßen Autoklaven gerade das Gegenteil ein, denn aus der Trennung ergibt sich die Möglichkeit, die Rührgeschwindigkeit der Welle samt Wendel einerseits und des Wellenzapfens samt Rührarmanordnung andererseits unterschiedlich zu gestalten, so daß Ablagerungen vermieden werden. Dabei ist es ohne weiteres möglich, jeden der beiden Antriebe so auszulegen, daß die zugehörige Wendel bzw. Rührannanordnung mit der günstigsten Drehgeschwindigkeit angetrieben wird und das erforderliche Drehmoment bei günstigem Antriebswirkungsgrad abgegeben wird.

Der beanspruchte Autoklav ist lediglich für die Massepolymerisation von Vinylchlorid gedacht

Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie der zugi undeliegende Stand der Technik werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigen

•to Fig.¹ und 2 senkrechte axiale Schnitte je eines erfindungsgemäßen Autoklaven,

Fig. 3 und 4 die waagerechten Schnitte III-III bzw. IV-IVin Fig. 1 und2,und
F i g. 5 einen senkrechten axialen Schnitt eines bekannten Autoklaven.

Jeder der drei dargestellten Autoklaven 1 weist eine Ummantelung 2 mit einem Einlaß 3 und einem Auslaß 4 für ein Wärmetauscherfluid auf. Im oberen Teil des Autoklaven 1 ist ein Einlaßstutzen 5 für das Monomere oder ein Vorpolymerisat und die notwendigen Reagentien vorgesehen und ferner ein Rohr 6 zum Abführen des am Ende der Reaktion übrigbleibenden Monomeren. Ferner weist der Autoklav 1 an seinem unteren Teil ein Rohr 7 zum Ablassen des Polymeren auf. Schließlich hat der Autoklav 1 einen gewölbten Boden.

Bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 1 und 3 einerseits sowie 2 und 4 andererseits erstreckt sich durch den Boden 8 des Autoklaven 1 ein Wellenzapfen 9, an dem eine Rührarmanordnung aus zwei Armen 10 befestigt ist. Der Wellenzapfen 9 ist in einem Lager 11 gelagert und durch eine Stopfbüchse 12 gegen den Boden 8 abgedichtet.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1 und 3 ist gleichachsig mit dem Autoklaven 1 und dem Wellenzapfen 9 eine Welle 13 angeordnet, die von oben in den Autoklaven eindringt, in einem Lager 14 gelagert und durch eine Stopfbuchse 15 abgedichtet ist. Um die Welle 13 ist in schneckenförmigen Windungen ein Streifen 16

gewickelt

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 2 und 4 dringen in den oberen Teil des Autoklaven 1 drei Wellen 17, 18 und 19 ein, die von der Achse des Autoklaven — und des auch bei dieser Ausführungsform durch den Boden 8 des s Autoklaven eindringenden WellenzapFens 9 — gleich weit entfernt, also im Querschnitt ge'näß Fig.4 an den Spitzen eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet sind. Die Wellen 17,18 und 19 sind oben am Autoklaven 1 in Lagern 20,21 und 22 gelagert und mittels Stopfbüi hsen 23, 24 unti 25 abgedichtet Innerhalb des Autoklaven 1 sind die Wellen 17, 18 und 19 in schneckenförmigen Windungen von je einem Streifen 26 bzw. 27 bzw. 28 umwickelt.

Die Welle 13 bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1 und 3 sowie die Wellen 17, 18 und 19 bei derjenigen gemäß F i g. 2 und 4 läßt bzw. lassen sich getrennt vom Wellenzapfen 9 derart antreiben, daß sich Drehgeschwindigkeit und/oder -richtung des bzw. jedes wendeiförmigen Streifens 16 bzw. 26, 27 und 28 von der Drehgeschwindigkeit bzw. -richtung der Rührarmanordnung unterscheidet Auch kann die Drehgeschwindigkeit der Welle 13 bzw. Wellen 17,18 und 19 erheblich höher sein als diejenige des Wellenzapfens 9. Andererseits braucht sich beim Entleeren des Autoklaven 1 nur der Wellenzapfen 9 mit den Armen 10 zu drehen. Zum Reinigen des Autoklaven kann beispielsweise ein Sprühkopf, aus dem ein Hochdruckwasserstrahl austritt, bei stillstehendem Weilenzapfen 9 an jede beliebige Stelle im Arbeitsbereich der Arme 10 gebracht werden, von der aus die Wendel 16 bzw. die Wendeln 26, 27 und 28 vom Wasserstrahl erreicht werden können: dabei kann der Antrieb der Welle 13 bzw. Wellen 26,27 und 28 weiterlaufen, was eine vollständige Reinigung der Wendel wesentlich erleichtert.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten bekannten Autoklaven sind vergleichbare Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen wie in F i g. 1 und 3. Anstelle der Welle 13 ist bei dem bekannten Autoklaven eine Welle 30 vorgesehen, die sich senkrecht durch den gesamten A'itoklaven hindurch erstreckt. An der Welle 30 sind radiale Arme 31 befestigt, die ihrerseits eine gleichachsig mit, jedoch in radialem Abstand von der Welle 30 angeordnete Wendel 32 tragen. An der Welle 30 selbst ist ferner eine von zwei Armen 33 und 33' gebildete Rührarmanordnung befestigt. Der Arm 33 ist dadurch versteift, daß das untere Ende der Wendel 32 an ihm befestigt ist. Zur Versteifung des Arms 33' ist eine Strebe 34 vorgesehen, die sich schräg nach oben zur Welle 30 erstreckt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Aufrechtsteher.der Autoklav zur Herstellung von Polymeren und Copolymeren auf der Basis von Vinylchlorid durch Polymerisation in Masse mit einer Rührvorrichtung, die mindestens eine von oben in den Autoklaven eindringende Welle mit daran befestigter Wendel und eine dem gewölbten Boden des Autoklaven angepaßte Rührarmanordnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die bzw. jede Wendel aus einem in schneckenförmigen Windungen um die zugehörige, nur oben am Autoklaven (1) gelagerte Welle (13; 17, 18, 19) gewickelten Streifen (16; 26, 27, 28) besteht und die Rührarmanordnung (Arme 10) an einem von der bzw. jeder oberen Welle getrennten, von unten her axial in den Autoklaven hineinragenden, nur dort gelagerten und mit einem eigenen Antrieb verbundenen Wellenzapfen (9) befestigt ist.