DE2451988A1

DE2451988A1 - Verfahren und vorrichtung zur verringerung des restmonomergehaltes von pulverund/oder granulatfoermigen polymerisationsprodukten

Info

Publication number: DE2451988A1
Application number: DE19742451988
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr Ing Roeben; Egbert Dipl Ing Steffen
Original assignee: Claudius Peters AG
Current assignee: Claudius Peters AG
Priority date: 1974-11-02
Filing date: 1974-11-02
Publication date: 1976-05-06
Also published as: FR2289548B1; GB1507338A; IT1046057B; FR2289548A1

Description

CLAUDIUS PETE.IS AG
Hamburcj

Verfahren und Vorrichtung zur Verringerung des Restmonomergehaltes von pulver- und/oder granulatförmigen Polymerisationsprodulcten

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verringerung des Restmonomergehaltes von pulver- und/oder granulatförmigen Polymerisationsprodukten, insbesondere von Polyvinylchlorid, mit Hilfe von Gasen oder Dämpfen in einer Wirbelschicht. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur vorteilhaften Durchführung dieses Verfahrens.

Bei zahlreichen Polymerisationsvorgängen enthält das erzeugte Polymerisat einen mehr oder weniger großen Restgehalt an monomerem Ausgangsprodukt. So beträgt der Restmonomergehalt von Polystyrol etwa 1 %, derjenige von Polyvinylchlorid, welches nach der Masse-Polymerisation hergestellt wurde, noch etwa 5OO bis 1000 ppm. Eine Ver-

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ringerung des Restmonomergehaltes ist besonders dann erforderlich, wenn die polymerisierten Produkte für Lebensmittel-Verpackungszwecke eingesetzt werden. So ist z.B. erst kürzlich die karzinogene Wirkung von Vinylchlorid bekannt geworden, und dies hat dazu geführt, daß in einigen Staaten die zulässigen Polyvinylchloridgehalte für Lebensmittel-Verpackungszwecke von 200 ppm auf 35 bis 50 ppm herabgesetzt wurden.

Es ist bekannt, speziell für PVC, den Restmonomergehalt durch Behandlung des PVC-Pulvers in einer einstufigen Wirbelschicht - zu senken. Ein anderes Verfahren besteht darin, das PVC-Pulver in einem Stromtrockner zu behandeln. Allen Verfahren liegt der Nachteil zugrunde, daß sich der Restmonomergehalt mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand nicht auf einen ausreichend tiefen Wert einstellen läßt. Will man zum Beispiel einen ausreichend tiefen Restmonomergehalt erreichen, benötigt man sehr große Luftmengen, und man kann in einem einstufigen Wirbelbett nur einen chargenweisen Betrieb durchführen. Darüber hinaus erscheint es zweifelhaft, ob Monomergehalte der zukünftig geforderten Größenordnung mit diesem Verfahren erreichbar sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Restmonomer gehalt e von Polymerisationsprodukten, insbesondere von PVC-Pulver, durch Behandlung mit Gasen in einem Wirbelschichtverfahren auf einen Wert von kleiner 50 ppm zu senken, ohne dabei die oben beschriebenen Nachteile in Kauf nehmen zu müssen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Behandlung des Polymerisationsproduktes in einer Wirbelschicht in der

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Welse gelöst, daß vorgewärmte Gase oder Dämpfe und zu behandelnder Feststoff durch mehrere Wirbelschichtstufen im Gegenstrom geführt werden. Die Wirbelschicht stufen können in an sich bekannter Weise kaskadenartig oder übereinander angeordnet sein. Wirbelgut und Wirbelmedium durchlaufen die kaskadenartig oder übereinander angeordneten Wirbelschichtstufen im Gegenstrom.

Verfahrensgemäß kann vorgewärmtes Fluidisiergas verwendet werden und/oder nach einem weiteren Merkmal der Erfindung zusätzlich in jeder Wirbelschichtstufe Wärme zugeführt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungsvorgang isotherm abläuft.

Nach der Erfindung ist es besonders vorteilhaft, daß die Restmonomeraustreibung im Unterdruckbereich erfolgt.

Aufgrund der Anwendung dieser erfindungsgemäßen Verfahrensmerkmale gehen die Restmonomere wegen des höheren Partialdruckgefalles schneller an das Fluidisiergas über als dies ohne Gasvorwärmung, Beheizung oder Verwendung von Unterdruck der Fall wäre. Die obere Temperaturgrenze zur Vorwärmung wird jeweils durch den zu behandelnden Feststoff, das Polymerisationsprodukt, festgelegt. Es darf keinesfalls zur Ansinterung an den beheizten Flächen kommen.

Darüber hinaus bewirkt die höhere mittlere Konzentrationsdifferenz der Gegenstromführung eine erhebliche Beschleunigung des Austreibungsvorganges, verbunden mit einer wesentlich geringeren spezifischen Gasmenge, als dies bei

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einstufigen Wirbelschichten der Fall ist. Ein weiteres
vorteilhaftes Merkmal der Erfindung liegt darin, daß
Entmonomeri sie rung und Trocknung gleichzeitig ablaufen.

Erfindungsgemäß können des weiteren eine pulsierende
L_uftströmung und pulsierende Wirbelbetten benutzt werden. Diese Verfahrensweise erweist sich zur Verbesserung des Materialdurchflusses als besonders vorteilhaft.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß mehrere Wirbelschichtstufen übereinander ohne mechanische oder pneumatische Zwischenförderung zwischen den Einzelstufen angeordnet sind. Der zu behandelnde Feststoff gelangt vielmehr sowohl bei einer kaskadenartig ausgebildeten Vorrichtung als auch bei übereinander angeordneten Wirbelschichtstufen aufgrund der Schwerkraft von Stufe zu
Stufe. Das vorgewärmte absorbierende Gas wird von unten nach oben im Gegenstrom zum Feststoff geführt.

Jede Wirbel schichtstufe kann erfindungsgemäß mit einem
vorzugsweise senkrecht angeordneten Heizregister ausgerüstet werden. Die senkrechte Anordnung des Heizregisters vermeidet Verstopfungen beim Feststoffdurchgang. Derartige Heizregister werden in die Wirbelschichtstufen
eingehängt. Sie bestehen zweckmäßigerweise aus mehreren senkrechten Heizplatten, die von Heißwasser,- Wärmeübertragungsöl oder Dampf durchströmt werden.

Die Anzahl der Wirbelschichtstufen einer Vorrichtung
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens soll
mehr als fünf betragen, um den Restmonomergehalt möglichst niedrig zu halten. Der gegebenenfalls angewendete Unter-

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druck bei der Behandlung sollte in der Größenordnung von 0,3 bis 0,5 bar liegen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung, die ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Verringerung des Restmonomergehaltes von Polyvinylchlorid zeigt, näher erläutert.

Die Vorrichtungsgattung, auf die das Ausführungsbeispiel Bezug nimmt, ist in der DT-OS 1 767 972 und der DT-OS 2 O3O 049 angeführt. Dort ist ein Wirbelschichtreaktor beschrieben, der von dem Wirbelgut abwärts und von dem Wirbelmedium aufwärts durchströmt wird, mit einer Mehrzahl übereinander angeordneter Böden, die viele über die Bodenfläche verteilte gemeinsame Öffnungen für das Wirbelmedium und das Wirbelgut aufweisen.

In der Zeichnung ist vereinfachungshalber ein vierstufiger, mit einer Außenisolierung versehener Wirbelschicht-Apparat mit vier Wirbelböden 2 dargestellt. Jeder Wirbelboden ist mit einer Heizeinrichtung 3 versehen. Diese Heizeinrichtungen, bestehend aus mehreren senkrechten Heizplatten, werden im Ausführungsbeispiel von Wasser mit einer Temperatur von 70 bis 80 Grad C durchflossen. Die Versorgung dieser Heizeinrichtungen erfolgt über eine Pumpe 8 und eine Temperiereinrichtung 91 wobei man die Regelorgane 10 der einzelnen Heizregister so einstellt, daß ein isothermer Verfahrensablauf gewährleistet ist.

Der zu behandelnde Peststoff, im Ausführungsbeispiel pulverförmiges Polyvinylchlorid, wird über eine Zellenradschleuse dem Wirbelschicht-Apparat oben zugeführt, in der ersten Stufe

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auf eine Temperatur von 70 bis 75 Grad C aufgeheizt, durchläuft den Wirbelschicht-Apparat von Stufe zu Stufe abwärts und wird über die Zellenradschleuse 5 ausgetragen .

Als absorbierendes Gas wird im Ausführungsbeispiel auf 70 Grad C vorgewärmte Luft verwendet, die über einen Zuführungsstutzen 6 eintritt. Mit Hilfe eines Magnetventiles 7 und eines regelbaren Impulsgebers 11 kann eine pulsierende Strömung erzeugt werden, wodurch in den einzelnen Stufen des Wirbelschicht-Apparates pulsierende Wirbelbetten entstehen. Der Gasaustritt ist mit 12 bezeichnet.

Beträgt die Eingangskonzentration an Monomeren etwa 500 ppm, so können diese nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und der beschriebenen Ausführung auf 65 bis 75 ppm reduziert werden. Dieser Wert läßt sich durch Erhöhung der Stufenzahl des Wirbelschicht-Apparates weiter verringern. Der spezifische Luftbedarf liegt bei 2,2 bis 1,5 kg Luft/kg Produkt im Vergleich zu in der Praxis verwendeten Verfahren mit etwa 5 kg Luft/kg Produkt.

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Claims

DLAUDIUC PETERSAG Z. H O I 3 O Hutnoury * - 7 Patentansprüche

1. Verfahren zur Verringerung des Restmonomergehaltes
von pulver- und/oder granulatförmigen Polymerisationsprodukten, insbesondere Polyvinylchlorid, mit Hilfe
von Gasen oder Dämpfen in einer Wirbelschicht, dadurch gekennzeichnet, daß vorgewärmte Gase oder Dämpfe und
zu behandelnder Feststoff durch mehrere Wirbelschichtstufen im Gegenstrom geführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Wirbelschichtstufe Wärme zugeführt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungsvorgang isotherm abläuft.

k. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis J, dadurch gekennzeichnet, daß die Restmonomeraustreibung im Unterdruckbereich erfolgt.

5· Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Entmonomerisierung und Trocknung gleichzeitig ablaufen.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5i dadurch gekennzeichnet, daß eine pulsierende Luftströmung und pulsierende Wirbelbetten benutzt werden.

7· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den

Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Wirbelschichtstufen ohne mechanische oder pneumatische Zwischenförderung zwischen den Einzelstufen angeordnet sind.

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8« Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß jede Wirbelschichtstufe mit einem vorzugsweise senkrecht angeordneten Heizregister ausgerüstet ist.

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