DE2626561C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung
von Polymerisationsreaktionsanlagen durch Lösungsmittel zur Entfernung von
Vinylhalogenidpolymeren von deren Innenflächen und zur Rückgewinnung
des Lösungsmittels mit minimalen Verlusten, wobei
ein Lösungsmittel mit einem atmosphärischen
Siedepunkt von über 100°C bei erhöhter Temperatur
angewandt und eine das Vinylhalogenidpolymere enthaltende
Lösung erhalten wird, aus der unter Anwendung von Wasser
das Polymere ausgefällt und das Lösungsmittel wiedergewonnen
wird.
Eine manuelle Reinigung von Polymerisationsreaktionsanlagen kann durch
die Erfindung vermieden werden. Das ist von besonderer Bedeutung in Anbetracht
der Schädlichkeit von Vinylhalogeniden wie Vinylchlorid, mit
dem in der Polymerisationsreaktion gearbeitet wird, und in Anbetracht
der neueren behördlichen Vorschriften betreffend den Personenkontakt
mit Vinylchlorid.
Es sind mehrere Verfahren zur chemischen Entfernung von Vinylhalogenidpolymerrückständen
bekannt, die an den Innenflächen von Polymerisationsanlagen
anhaften, und zum Rückgewinnen des Lösungsmittels
zur Wiederverwendung.
Ein solches Verfahren besteht darin, daß der Rückstandaufbau von Polymersubstanzen
in Vinylhalogenidpolymerisationsbehältern mit einem Lösungsmittel
wie Tetrahydrofuran (THF) in Kontakt gebracht wird, das
einen atmosphärischen Siedepunkt von 66°C hat, und daß dann die Lösung
mit den darin aufgelösten Polymeren mit Dampf in Kontakt gebracht wird,
um das THF zu dessen Wiedergewinnung und Wiederverwendung kurzwegzudestillieren.
Die Rückstandssubstanzen wie Wasser, etwas THF und die gefällten
Polymere werden als Abfall ausgeschieden. Dieses Verfahren bedarf
der Benutzung von Lösungsmitteln, die Siedepunkte unter dem von
Wasser haben oder die ein Azeotrop bilden, das einen Siedepunkt von
unter dem von Wasser hat.
Aus der DE-OS 21 35 806 ist eine Verfahrensweise zur Entfernung
von Vinylhalogenidrückständen aus Polymerisationsreaktoren
bekannt, das darin besteht, daß der Aufbau von Polyvinylhalogenid
an den Oberflächen der Polymerisationsanlagen mit N-
methylpyrorolidon in Kontakt gebracht wird, daß der Rückstand-Lösungsmittel-Lösung
20 bis 50 Vol.-% Wasser zugesetzt wird, um den polymeren
Rückstand auszufällen, und daß der Niederschlag aus der wäßrigen N-
Methylpyrorolidon-Lösung entweder durch Filtration oder durch Schleudern
ausgeschieden wird. Die letztere wird zur Wiederverwendung entwässert,
und der polymere Niederschlag wird verascht oder sonstwie abgeschieden.
Der Nachteil dieses Verfahrens ist der, daß dabei zu viel
Wasser und Lösungsmittel verlorengehen und daß ein Niederschlag im Verfahren
entsteht, der aus dem Lösungsmittel nicht leicht zu entfernen
ist. Aus dieser DE-OS 21 35 806 ist es weiterhin bekannt,
Dimethylformamid als Lösungsmittel zur Entfernung der polymeren
Rückstände in Reaktionskesseln zu verwenden, wobei jedoch
nichts über die Lösungsmittelrückgewinnung gesagt wird.
Weiterhin ist aus der US-PS 31 39 415 ein Wiedergewinnungsverfahren
für Polyolefine von Reaktoroberflächen bekannt,
bei welchem als Lösungsmittel ein heißer, flüssiger, cyclischer
Kohlenwasserstoff verwendet wird und die Ausfällung
durch Zusatz eines heißen, flüssigen Alkohols zu dieser
Polymerenlösung und Abkühlen der Lösung erreicht wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren der
zuvor beschriebenen Art, bei welchem die anschließende
Rückgewinnung des Lösungsmittels mit minimalen Verlusten
möglich ist und gleichzeitig ein Niederschlag des aus der
Lösung ausgefällten Polymeren entsteht, der sich leicht von
dem Lösungsmittel trennen läßt.
Zur Lösung dieser Aufgabe dient das erfindungsgemäße Verfahren,
welches dadurch gekennzeichnet ist, daß
- (1) als Lösungsmittel Dimethylformamid verwendet wird,
- (2) die Lösung mit Wasserdampf in einem Behälter zur Ausfällung im wesentlichen des gesamten Polymeren aus der Lösung in Kontakt gebracht wird, bis der Wassergehalt der entstandenen Schlämme mehr als 6 Gew.-% beträgt,
- (3) die aus der Stufe (2) anfallende Schlämme in eine wäßrige Lösungsmittel-Lösung und einen Niederschlag getrennt wird,
- (4) dem Niederschlag aus Stufe (3) Wasser unter Rühren zur Bildung einer zweiten Schlämme zugesetzt wird, und
- (5) die zweite Schlämme in eine zweite wäßrige Lösungsmittel-Lösung und Vinylhalogenidpolymere getrennt wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Innenflächen
einer Polymerisationsreaktionsanlage mit Dimethylformamid
als Lösungsmittel für Vinylhalogenidpolymere unter Erhitzung
auf eine erhöhte Temperatur, z. B. im Bereich von
etwa 75 bis 150°C, in Kontakt gebracht, wobei eine Lösung
erhalten wird, die in dem Dimethylformamid aufgelöstes
Vinylhalogenidpolymeres enthält.
Bei der Stufe (2) des Verfahrens wird im wesentlichen das
gesamte Vinylhalogenidpolymere aus der Lösung ausgefällt.
Das bei der Stufe (3) abgetrennte, wäßrige Lösungsmittel
enthält einen Großteil des Lösungsmittels und des ursprünglich
in der Schlämme befindlichen Wassers, während das in
dieser Stufe abgetrennte Polymere einen kleinen Anteil des
in der Schlämme enthaltenden Lösungsmittels enthält.
Jede der wäßrigen Lösungsmittel-Lösungen wird entwässert, um das Lösungsmittel
zur Wiederverwendung für die Lösungsmittelreinigung zurückzugewinnen.
Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens sind in den
Patentansprüchen 2 bis 8 näher erläutert.
Vinylhalogenidhomopolymere und Copolymere von irgendeinem Monomer, das
mit Vinylhalogenid copolymerisiert werden kann, fallen unter die Definition
der Vinylhalogenidpolymere, wie sie hier benutzt wird. Zu solchen
Monomeren gehören Vinylacetat, Vinyllaurat, Alkylacrylate, Alkylmethacrylate,
Alkylmaleate, Alkylfumarate, Vinylidenchlorid, Acrylnitril,
Vinylalkyläther wie Vinylacetyläther, Vinyllauryläther und
Vinylmyristyläther, Olefine wie Äthylen, Propylen und 1-Buten und dergleichen.
Von der Definition der Vinylhalogenidpolymere sind mit erfaßt
veredelte Copolymere, in denen Substanzen wie Polyäthylen, Copolymere
von Äthylen, Vinylacetat und dergleichen auf das Polyvinylhologenidrückgrat
aufgepfropft sind.
Das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte
Dimethylformamid besitzt einen atmosphärischen Siedepunkt
von 153-154°C.
Während des Dampfausfällungsschritts (Stufe 2) müssen mehrere Variable
überwacht werden, um eine effektive und vollständige Trennung des
Niederschlags und der wäßrigen Lösung während der Stufe (3) sicherzustellen.
Die Variablen sind die Kontrolle der Temperatur, des
Wassergehalts und der Rührgeschwindigkeit. Die Temperatur im Kessel
wird während der Stufe (2) auf den Bereich von etwa 75° bis 120°C
erhöht. Das kann gewöhnlich dadurch geschehen, daß die Dampfmenge geregelt
wird, die während dieser Stufe (2) zugesetzt wird. Es ist
jedoch mit erwogen, eine Fremdwärmequelle im erforderlichen Falle zu
benutzen.
Der Wassergehalt der vinylhalogenid-enthaltenden Lösung wird während
der Stufe (2) durch diese Zugabe von Dampf vorteilhafterweise auf den Bereich von etwa
8 bis 18 Gew.-% erhöht. Die Lösung aus der betreffenden Polymerisationsanlage
enthält an sich etwa 3 bis 5 Gew.-% Wasser, so daß der Wassergehalt
durch die Zugabe von Dampf auf den gewünschten Bereich erhöht
werden kann. In bestimmten Fällen ist es wünschenswert, zwischen 0,1
und 60 Gew.-% Wasser im Dampf einzuschließen und den Naßdampf dazu zu
benutzen, während dieses Schrittes den optimalen Wassergehalt zu erhalten.
Das erforderliche Wasser zur Erzeugung des Naßdampfs kann aus der
wäßrigen Lösungsmittel-Lösung stammen, die vom Vinylhalogenidpolymer
in Stufe (5) abgeschieden wird, um damit die Wassermenge zu verringern,
die bei der Entwässerung des Lösungsmittels entfernt werden muß.
Der Inhalt des Fällungskessels muß umgerührt werden, bis die entstehende
Schlämme, bestehend aus den Polymerrückständen, die sich in Suspension
in der wäßrigen Lösungsmittel-Lösung befinden, während der
Stufe (3) verarbeitet wird. Den Niederschlag durch Filtration
oder Schleuderung bei noch zu heißer Schlämme sofort zu trennen, führt
zu einem polymeren Kuchen, der gummiartig ist und sich schwer verarbeiten
läßt. Es hat sich herausgestellt, daß ein ausgezeichnet krümeliger
polymerer Kuchen entsteht, der sich leicht aus der wäßrigen Lösungsmittel-Lösung
entfernen läßt, wenn die Schlämme auf weniger als die
höchste Temperatur abgekühlt wird, die während des Fällungsschritts
entsteht, z. B. auf weniger als 75°C, und vorzugsweise auf eine Temperatur
im Bereich von etwa 30 bis 65°C.
In der Zeichnung ist ein Fließschema eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
der Erfindung gezeigt, wobei ein Polyvinylchlorid-(PVC-)Reaktor
mit DMF gereinigt wird und das wiedergewonnene DMF zum Reaktor zurückgeleitet
wird.
Gemäß der Zeichnung ist der PVC-Reaktor 1 mit einem Heiz- und Kühlmantel
3 mit einem Einlaß 5 und einem Auslaß 7 für das Heiz- oder Kühlmittel
ausgerüstet. Der Reaktor 1 wird für die Herstellung von Vinylchloridhomopolymere
und -copolymere eingesetzt, bis der Polymer-Rückstandaufbau
an den Innenflächen des Reaktors zu dick ist, um einen angemessenen
Wärmeaustausch zu ermöglichen, oder bis die Verunreinigung
durch den Rückstand zu Polymerqualitätsproblemen in weiteren Chargen
führt oder bis sich die Type des Polymers ändert, das im Reaktor hergestellt
wird. DMF-Lösungsmittel, das in einem Wärmeaustauscher 9 auf
eine Temperatur im Bereich von etwa 80 bis 100°C erhitzt worden ist,
wird dann durch die Leitung 11 in den Reaktor 1 eingeleitet. Nachdem
der Reaktor mit vorgewärmtem DMF-Lösungsmittel gefüllt worden ist, wird
es durch ein Rührwerk 12 umgerührt, während der Inhalt im Bereich von
etwa 80 bis 100°C gehalten wird, bis der PVC-Aufbau im Lösungsmittel
aufgelöst worden ist. Das mit PVC verunreinigte DMF wird dem DMF-Lagertank
13 durch die Leitung 14 zugeleitet. Das DMF im Tank 13 wird durch
die Leitung 15, ein Ventil und die Leitung 11 geleitet und wiederverwendet,
um den PVC-Reaktor zu reinigen, und zwar mehrere Male. Wenn die
Charge Lösungsmittel verbraucht ist oder wenn das Lösungsmittel bis zu
etwa 5 Gew.-% Polymer enthält, wird das Ventil geschlossen, und das mit
PVC verunreinigte DMF im Lagertank 13 wird durch die Leitung 16 zum
Vakuumreiniger 17 geleitet. Dieser Schritt ist ein Kann-Schritt, und
er dient dazu, Spurenanteile an Salzsäure (HCl) durch die Leitung 18
zu entfernen, die anderenfalls zu einer Korrosion in den Lösungsmittel-
Rückgewinnungsapparaten führen kann.
Die mit PVC verunreinigte DMF-Lösung, die etwa 3 Gew.-% Wasser enthält,
wird auf eine Temperatur im Bereich von etwa 40 bis 70°C im Wärmeaustauscher
19 erwärmt und durch die Leitung 20 in den Fällungstank 21 geleitet,
der mit einem Rührwerk 22 ausgerüstet ist. Naßdampf mit einem
Druck von mindestens etwa 3,4 bar absolut wird durch Dampf aus der
Leitung 25 und Wasser in der Leitung 27 durch ein Misch-T-Stück 29 hergestellt
und unten in den Fällungstank 21 durch die Leitung 30 eingeleitet,
bis die entstehende Schlämme, die durch den Niederschlag des
PVC-Harzes hergestellt wird, Wasser im Bereich von etwa 9 bis 12 Gew.-%
Wasser enthält. Alternativ kann der Naßdampf dadurch hergestellt werden,
daß der Dampf durch einen Wärmeaustauscher (nicht dargestellt) geleitet
wird, um eine Partialkondensation zu bewirken. Im wesentlichen
das gesamte PVC hat sich aus der Lösung in der Form getrennter Partikel
niedergeschlagen, wenn der Wassergehalt der Schlämme den oben genannten
Bereich erreicht. Die entstehende Schlämme wird dann auf etwa 55°C unter
Umgebungsbedingungen abgekühlt und durch die Leitung 32 in eine
Zentrifuge 34 geleitet, um mit Leichtigkeit die polymeren PVC-Feststoffe
aus der wäßrigen Lösungsmittel-Lösung auszuscheiden. Alternativ
kann ein Filter anstelle der Zentrifuge benutzt werden. Man kann die
Schlämme im Tank 21 durch geeignete Mittel (nicht dargestellt) kühlen,
zum Beispiel eine Kühlschlange oder einen Kühlmantel. Die wäßrige Lösungsmittel-Lösung
aus der Zentrifuge 34 wird durch die Leitung 35 zur
weiteren Verarbeitung geleitet. Die entstehenden brüchigen, schwammigen
Feststoffe aus der Zentrifuge 34 werden durch Schwerkraft direkt in
den Verschlämmungstank 37 abgeleitet, der mit einem Rührwerk 38 ausgerüstet
ist. Die Feststoffe werden mit Wasser kombiniert, das durch die
Leitung 39 in den Verschlämmungstank 37 fließt, und zwar unter Rühren.
Die entstehende Schlämme muß Wasser und Feststoffe im Gewichtsverhältnis
von 1 : 1 bis 6 : 1 enthalten. Sie wird dann zum Schlämmenlagertank 41
durch die Leitung 42 geleitet. Die Schlämme im Tank 41 wird ständig
oder intermittierend durch eine Leitung 43 einer Zentrifuge 45 zugeleitet,
um die polymeren PVC-Feststoffe auszuscheiden. Der polymere Rückstand
wird in einem geeigneten Behälter (nicht dargestellt) abgeleitet,
und der flüssige Abfluß wird durch die Leitung 48 dem Lagertank 50 zugeleitet.
Der Abfluß geht vom Tank 50 durch die Leitung 52, kombiniert
mit der Lösung aus der Zentrifuge 34 in der Leitung 35, und wird der
Kurzwegtrommel 55 durch die Leitung 56 zugeleitet. Ein Teil der Lösung
aus dem Lagertank 50 kann durch die Leitung 57 geleitet und mit Dampf
kombiniert werden, um Naßdampf im Misch-T-Stück 29 zu erzeugen. Das
verringert die Wassermenge, die dem System zugeleitet wird, und damit
wird die Belastung an den Lösungsmittel-Rückgewinnungsanlagen verringert,
die nachgeschaltet sind. Die Flüchtigstoffe in der Kurzwegtrommel
55 werden oben durch die Leitung 58 durch die Wärme geflasht, die durch
den Reboiler 59 zugeleitet wird. Das nichtflüchtige polymere Harz wird
aus der Kurzwegtrommel 55 als eine konzentrierte Lösung durch die Leitung
60 gespült und zum Fällungstank 21 zurückgeleitet. Alternativ kann
die PVC-Schlämme durch die Rohre des Reboilers 59 zurückgeleitet werden.
Nachdem sich das PVC an den Rohrwänden aufbaut, wird die Schlämme
zu einem anderen Reboiler (nicht dargestellt) umgeleitet, so daß der
Reboiler 59 PVF-frei gemacht werden kann. Die Flüchtigstoffe aus der
Kurzwegtrommel 55, die Wasserdampf und im wesentlichen das gesamte DMF
enthalten, werden im Kondensator 61 kondensiert, und die kondensierte
Flüssigkeit wird durch die Leitung 58 in den Entwässerungssäulenspeisetank
64 geleitet. Die wäßrige DMF-Lösung im Tank 64 wird im Wärmeaustauscher
66 erwärmt und durch die Leitung 67 zur Entwässerungssäule 70
geleitet, in der Wasser oben durch die Leitung 72 mittels der Wärme gesiedet
wird, die durch den Reboiler 74 zugeführt wird. Der Wasserdampf
wird im Kondensator 75 kondensiert. Das DMF wird durch einen Seitenabstich
aus der Säule 70 gewonnen und durch eine Pumpe 77 zur Leitung 78
gepumpt, um für die Lösungsmittelreinigung des Reaktors 1 wiederverwendet
zu werden. Zusatzlösungsmittel kann erforderlichenfalls durch die
Leitung 80 zugesetzt werden.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele und des Vergleichsversuchs
näher erläutert.
Etwa 1700 Liter der mit PVC verunreinigten Lösung in der Leitung 20,
die etwa 2 Gew.-% PVC, 4 Gew.-% Wasser und 94 Gew.-% DMF enthielt,
wurden auf 55°C erhitzt. Die erwärmte Lösung wurde dann in den Fällungstank
21 eingeführt und mit 430 Umdrehungen pro Minute umgerührt, und
zwar während des gesamten Fällungsschritts. Naßdampf in der Leitung 30
wurde in den Fällungstank 21 gespült, bis 11,4 Gew.-% Wasser eingeführt
worden waren und die Temperatur der entstehenden Schlämme sich
auf 90°C erhöht hatte. Der Naßdampf wurde dadurch hergestellt, daß gesättigter
Dampf mit 6,9 bar absolut durch die Rohre eines Wärmeaustauschers
(nicht dargestellt) mit 120 kg/h geleitet wurde, wobei 0,94
l/min Kühlwasser durch den Mantel des Wärmeaustauschers floß. Wasser
wurde auf das Äußere des Tanks 21 gesprüht, um die Schlämme auf 32°C
abzukühlen. Die entstehende gekühlte PVC-DMF-Schlämme wurde mit einer
Zuführungsrate von 33,8 l/min durch die Leitung 32 der Zentrifuge 34
zugeleitet, bei der es sich um in diesem Fall eine 46 cm×71 cm große
Masse-Schalenzentrifuge handelte, die mit 1800 Upm lief. Die niedergeschlagenen
Feststoffe aus der Zentrifuge 34 hatten ein poröses krumeliges
Aussehen und ließen sich leicht aus der wäßrigen DMF-Lösung in
diesem ersten Trennungsschritt trennen. Diese Feststoffe bestanden aus
7 Gew.-% Wasser, 54,5 Gew.-% DMF und 38,5 Gew.-% PVC, und die wäßrige
DMF-Lösung enthielt etwa 0,2 Gew.-% PVC.
Unter Verwendung im wesentlichen des gleichen Fällungs- und ersten
Trennungsschritts, wie das vorstehend beschrieben worden ist, fielen
14,5 kg Feststoffe in der Zentrifuge 34 an, die 12 Gew.-% Wasser, 58
Gew.-% DMF und 30 Gew.-% PVC enthielten. Die Feststoffe wurden dem
Verschlämmungstank 37 zugeleitet, der 568 Liter Wasser enthielt, und
zwar während einer Zeit von zehn Minuten unter Umrühren, das vom Rührwerk
38 erbracht wurde, das mit 430 Upm lief. Das Gewichtsverhältnis
von Wasser zu Feststoffen nach dieser Zugabe betrug 3,9 zu 1. Nachdem
die entstandene Schlämme weitere zehn Minuten umgerührt worden war,
wurde sie durch die Leitungen 42 und 43 der Zentrifuge 45 zugeleitet.
Die in diesem zweiten Trennungsschritt benutzte Zentrifuge war dieselbe
Zentrifuge, die im ersten Trennungsschritt benutzt wurde, der vorstehend
beschrieben worden ist, und sie lief ebenfalls mit 1800 Upm.
Der flüssige Abfluß in der Leitung 48 aus der Zentrifuge 45 enthielt
12,3 Gew.-% DMF und 87,7 Gew.-% Wasser. Die Feststoffe aus der Zentrifuge
45 enthielten 53,7 Gew.-% PVC, 37,3 Gew.-% Wasser und nur 9,0 Gew.-%
DMF. Mit anderen Worten, 91,3 Gew.-% des DMF in den Feststoffen aus
der Zentrifuge 34 wurden während dieses zweiten Trennungsschrittes zurückgewonnen.
Das stellt eine Gesamtrückgewinnung des DMF von etwa
99,7 Gew.-% dar, das ursprünglich in der mit PVC verunreinigten Lösung
vorhanden war, die dem Tank 21 zugeleitet wurde.
Die Verfahrensweise und die Ergebnisse, die unter Beispiel 1 angegeben
worden sind, wurden als Grundlage für dieses Beispiel benutzt, bei dem
eine typische mit PVC verunreinigte Lösung, die 3,5 Gew.-Teile PVC
5,6 Gew.-Teile Wasser und 90,9 Gew.-Teile DMF enthielt, dem erfindungsgemäßen
Verfahren unterzogen wurde. Naßdampf, der 30 Gew.-Teile Wasser
enthielt, wurde mit der Lösung im Fällungstank 21 kombiniert, bis 4,9
Gew.-Teile Wasser eingeführt wurden. Der Abfluß aus dem ersten Trennungsschritt
enthielt 97,9 Gew.-Teile einer wäßrigen DMF-Lösung, die
10 Gew.-% Wasser enthielt. Die Feststoffe aus diesem Schritt bestanden
aus 3,5 Gew.-Teilen PVC, 0,36 Gew.-Teilen Wasser und 3,14 Gew.-Teilen
DMF. Die Feststoffe wurden mit 14 Gew.-Teilen Wasser kombiniert, so daß
die entstehende Schlämme ein Gewichtsverhältnis von 2 Teilen Wasser auf
1 Teil Feststoffe hatte. Der Abfluß aus dem zweiten Trennungsschritt
enthielt 12,8 Gew.-% DMF, und die Feststoffe enthielten 3,5 Gew.-Teile
PVC, 2,6 Gew.-Teile Wasser und 0,53 Gew.-Teile DMF. Die gesamte DMF-
Lösungsmittelrückgewinnung wurde mit etwa 99,4 Gew.-% berechnet.
300 ml (285 g) einer mit PVC verunreinigten DMF-Lösung, die 3,57 Gew.-%
PVC, 1,41 Gew.-% Wasser und 95 Gew.-% DMF enthielt, wurden in einem
500-ml-Becher unter Verwendung eines magnetischen Rührers heftig umgerührt.
Dieser Lösung wurde Dampf zugeführt, bis die Temperatur 94°C erreicht
hatte. Die auf diese Weise zugesetzte Wassermenge wurde mit
23,5 g errechnet, um eine gesamte Wasserkonzentration in der entstehenden
Schlämme von etwa 9 Gew.-% zu ergeben. Die Schlämme wurde unter
Rühren auf 50°C abgekühlt. Die gekühlte Schlämme wurde unter Vakuum
durch einen Buchner-Trichter mit Filterpapier
filtriert. Die gesamte Filtrationszeit betrug 0,15 min. Der
Filterkuchen war dick und krümelig und führte zu einer sehr leichten
Entfernung vom Filterpapier. Der Kuchen befand sich auch in einem Zustand
zur leichten Dispersion in Wasser für die zweite Trennung in
der vorstehend beschriebenen Art. Die 31,3 g Filterkuchen wurden analysiert
und enthielten 30,7 Gew.-% PVC. Die 277,2 g Filtrat wurden
analysiert und enthielten 9,2 Gew.-% Wasser. Die Menge an DMF im Filtrat
wurde mit 25,1 g berechnet.
94,9 g einer mit PVC verunreinigten DMF-Lösung, die im wesentlichen
die gleiche Konzentration jeweils für das PVC, das H₂O und das DMF
hatte, wie im Beispiel 3 angegeben, wurden in einem 150-ml-Becher unter
Verwendung desselben Rührers wie im Beispiel 3 heftig umgerührt. 10,5
g Wasser wurden dieser Lösung zugesetzt. Die entstehende Schlämme hatte
eine Temperatur von 33°C, und sie wurde weitere zwei Minuten lang umgerührt.
Die Schlämme wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 3
filtriert. Die gesamte Filtrationszeit betrug 2,0 Minuten, was mehr als
das Zehnfache der Filtrationszeit nach Beispiel 3 darstellt. Der Filterkuchen
bildete eine Matte und ließ sich nicht leicht vom Filterpapier
abnehmen. Wegen des Zustands des Filterkuchens wurde die anschließende
Extraktion von DMF schwierig. Die PVC-Konzentration des Filterkuchens
zeigte in der Analyse mit einiger Schwierigkeit etwa 43 Gew.-%.
Aus dieser Analyse wurde die Gesamtrückgewinnung von DMF durch dieses
Verfahren mit etwa 95 Gew.-% geschätzt.
Dieses Beispiel veranschaulicht den Effekt des Wassergehalts der
Schlämme während des Fällungsschritts auf die Qualität des Filterkuchens.
Die Verfahrensweisen nach Beispiel 3 wurden in diesem Beispiel wiederholt,
außer daß der Endwassergehalt nach der Dampfzugabe variiert wurde,
wie in der nachstehenden Tabelle I angegeben:
Die Werte zeigen, daß mehr als etwa 6 Gew.-% Wasser in der Schlämme
vorhanden sein müssen, um eine Trennung zu gestatten, und daß der bevorzugte
Bereich 8 bis 18 Gew.-% Wasser beträgt. Eine Wassermenge von
mehr als 18% hat keinen weiteren günstigen Effekt und trägt lediglich
zur Belastung der Entwässerungssäule bei.
Der Effekt des Rührens ist in diesem Beispiel gezeigt, bei dem die Verfahrensweisen
nach Beispiel 3 wiederholt wurden, außer daß der Wassergehalt
der Schlämme und die Rührgeschwindigkeit variiert wurden, wie in
Tabelle II angegeben. In diesem Beispiel wurde die Schlämme mittels
eines Dreiflügelrührers umgerührt, der Flügel mit einem Durchmesser von
3,8 cm hatte. Die Ergebnisse zeigen die Wichtigkeit einer ausreichenden
Umrührung zur Erzeugung einer Schlämme, die getrennte, leicht trennbare
Partikel der niedergeschlagenen Feststoffe enthält. Das Rühren der
Schlämme wurde während dieses Beispiels in einem solchen Maße verstärkt,
daß die Partikel in kleinere Partikel geschert wurden. Das hatte einen
nachteiligen Effekt auf die Trennbarkeit, wie durch die Werte dargestellt,
die in der nachstehenden Tabelle II angegeben sind.
Claims (8)
1. Verfahren zur Reinigung von Polymerisationsreaktionsanlagen
zur Entfernung von Vinylhalogenidpolymeren
von deren Innenflächen durch Lösungsmittel und zur Rückgewinnung
des Lösungsmittels mit minimalen Verlusten,
wobei ein Lösungsmittel mit einem
atmosphärischen Siedepunkt von über 100°C bei erhöhter
Temperatur angewandt und eine das Vinylhalogenidpolymere
enthaltende Lösung erhalten wird, aus der
unter Anwendung von Wasser das Polymere ausgefällt und
das Lösungsmittel wiedergewonnen wird, dadurch gekennzeichnet,
daß
- (1) als Lösungsmittel Dimethylformamid verwendet wird,
- (2) die Lösung mit Wasserdampf in einem Behälter zur Ausfällung im wesentlichen des gesamten Polymeren aus der Lösung in Kontakt gebracht wird, bis der Wassergehalt der entstandenen Schlämme mehr als 6 Gew.-% beträgt,
- (3) die aus der Stufe (2) anfallende Schlämme in eine wäßrige Lösungsmittel-Lösung und einen Niederschlag getrennt wird,
- (4) dem Niederschlag aus Stufe (3) Wasser unter Rühren zur Bildung einer zweiten Schlämme zugesetzt wird, und
- (5) die zweite Schlämme in eine zweite wäßrige Lösungsmittel-Lösung und Vinylhalogenidpolymere getrennt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Temperatur während der Stufe (2) auf den Bereich von
75 bis 120°C erhöht wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Schlämme aus Stufe (2) auf eine Temperatur im Bereich
von 30 bis 65°C abgekühlt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß während der Stufe (2) so ausreichend Dampf zugeführt
wird, daß der Wassergehalt in dem Behälter auf
den Bereich von 8 bis 18 Gew.-% erhöht wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Inhalt des Behälters während der gesamten Stufe (2)
umgerührt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
in Stufe (2) Naßdampf mit 0,1 bis 60 Gew.-% Wasser im
Dampf, eingeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die die Vinylhalogenidpolymere enthaltende Lösung zur
Entfernung von eventuell darin enthaltener Salzsäure
vor Durchführung der Stufe (2) gereinigt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
eine solche Menge Wasser während der Stufe (4) zugesetzt
wird, daß die zweite Schlämme ein Gewichtsverhältnis von
Wasser zu Niederschlag von 1 : 1 bis 6 : 1 besitzt.
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
US05/595,134 US4009048A (en) | 1975-07-11 | 1975-07-11 | Solvent cleaning and recovery process |
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DE2626561A1 DE2626561A1 (de) | 1977-01-27 |
DE2626561C2 true DE2626561C2 (de) | 1988-01-14 |
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JP (1) | JPS6037126B2 (de) |
CA (1) | CA1069647A (de) |
DE (1) | DE2626561A1 (de) |
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