DE2806694A1

DE2806694A1 - Verfahren zur entfernung von monomerem vinylchlorid aus einer aufschlaemmung eines vinylchloridharzes durch dampf

Info

Publication number: DE2806694A1
Application number: DE19782806694
Authority: DE
Inventors: Shiro Aruga; Kumamoto Minamata; Kyuichi Mito; Kei Mukai; Kazuaki Nakano; Mikio Shinkai
Original assignee: Chisso Corp
Current assignee: JNC Corp
Priority date: 1977-06-21
Filing date: 1978-02-16
Publication date: 1979-01-04
Also published as: FR2401179A1; GB1577381A; CA1089146A; DE2806694C2; JPS6111241B2; FR2401179B1; GR64225B; CS207498B1; US4483747A; JPS548693A

Description

Verfahren zur Entfernung von monomerem Vinylchlorid aus einer Aufschlämmung eines Vinylchloridharzes durch Dampf

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von monomerem Vinylchlorid aus einer Aufschlämmung eines Vinylchloridharzes. Sie betrifft insbesondere eine Verbesserung eines Verfahrens zur Entfernung von monomerem Vinylchlorid aus einer Aufschlämmung eines Polyvinylchloridharzes durch Einblasen von Wasserdampf in eine einen Plattenturm herabfliessende Aufschlämmung und Abstreifen des verbleibenden Monomeren zusammen mit dem gewonnenen Wasserdampf.

809881/0667

Eine Aufschlämmung eines Vinylchloridharzes erhält man, indem man monomeres Vinylchlorid, das in einem wässrigen Medium suspendiert ist, polymerisiert und das unpolymerisierte Monomere nach Beendigung der Polymerisation abtrennt und gewinnt. Dann wird die Aufschlämmung des Vinylchloridharzes von dem wässrigen Medium mechanisch abgetrennt und das abgetrennte Harz wird mit Heissluft oder nach anderen Verfahren zur Bildung eines trockenen Pulvers eines Vinylchloridharzes getrocknet.

Obwohl das vom Harz abgetrennte wässrige Medium, die anfallende Trocknungsluft und das getrocknete Pulver des Vinylchloridharzes monomeres Vinylchlorid nur in geringen Mengen enthalten, sind diese geringen Mengen doch schädlich oder hinsichtlich der Umweltverschmutzung unerwünscht.

Verschiedene Verfahren sind bereits vorgeschlagen worden, um monomeres Vinylchlorid vollständig aus den Abfallprodukten oder aus dem Pulver eines Vinylchloridharzes zu entfernen oder um dessen Gehalt in einem solchen Ausmass zu vermindern, dass es hinsichtlich der Umweltverschmutzung nicht mehr als schädlich angesehen werden kann. Gemäss der japanischen Patentveröffentlichung 1955/1977 und der japanischen Offenlegungsschrift 50991/1976 wird ein feuchtes Pulver eines Vinylchloridharzes (sogenannter feuchter Kuchen) oder eine Aufschlämmung eines Vinylchloridharzes mit Dampf behandelt, um das festgehaltene oder in dem Harzpulver oder in der Aufschlämmung des Harzes eingeschlossene monomere Vinylchlorid zusammen mit dem erzeugten Dampf zu verdampfen. Die Optimalbereiche der wirklichen Verfahrensbedingungen (Vinylchloridkonzentration in dem rohen Harz, die optimale

809881/0667

Zeit, die beste Temperatur und dergleichen während der Behandlung) sind bei diesem Verfahren verhältnismässig eng und häufig tritt der Fall ein, dass die Entfernung von monomeren Vinylchlorid aus dem Pulver nicht ausreichend ist, je nach dem Polymerisationsgrad des Pulvers und der Art des Vinylchloridharzes.

Deshalb ist man bestrebt, eine einfache und schnelle Verfahrensweise zu finden, die geeignet ist für dißBehandlung von Aufschlämmungen von Vinylchloridharzen in grossem Massstab, denn die Vinylchloridharze werden in grossen Mengen in unterschiedlichen Qualitäten erzeugt und dabei fällt auch das Abwasser an, sowie die beim Trocknen des pulverförmigen Vinylchlorids entstandenen Abgase. Die Behandlung ergibt ein Produkt, welches Vinylchlorid in monomerer Form nur noch in solchen Mengen enthält, dass es hinsichtlich der Umweltverschmutzung als nicht schädlich angesehen werden kann. Es wurde gefunden, dass durch die Verwendung von besonderen Platten oder einer Kombination davon unter besonderen Bedingungen (Temperatur, Druck, Verweilzeit usw.) Aufschlämmungen von Vinylchloridharzen behandelt werden können, indem man sie einen Plattenturm herunterfliessen lässt und sie im Laufe des Durchflusses über die einzelnen Platten des Turmes mit Wasserdampf behandelt. Dies ergibt eine ausserordentliche Steigerung hinsichtlich der Entfernung von zurückgebliebenem monomeren Vinylchlorid.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Entfernung von in einer Aufschlämmung von einem Vinylchloridharz enthaltenem monomeren Vinylchlorid aufzuzeigen, indem man die Aufschlämmung in grossen Mengen schnell und wirksam

803381/0667

mit Dampf behandelt. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine behandelte Aufschlämmung eines Vinylchloridharzes zu zeigen, bei dem das abgetrennte Abwasser nach der Entfernung, das bei der Trocknung verwendete Gas und das Vinylchloridharz kein monomeres Vinylchlorid mehr in Mengen enthält, die als schädlich angesehen werden können. Das dritte Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zu zeigen, mittels dem man monomeres Vinylchlorid, das in der vorerwähnten Weise abgetrennt wurde, wiedergewinnen kann.

Die Erfindung umfasst die folgenden Verfahrensweisen (1) bis (9) .

(1) Ein Verfahren zur Entfernung von monomerem Vinylchlorid aus einem Harz wie auch aus dem Dispergiermedium, bei dem man die wässrige Dispersion des Vinylchloridharzpulvers einen Plattenturm hinunterfHessen lässt und wobei das verbleibende Monomere entfernt wird, indem man die wässrige Dispersion einen Plattenturm hinunterlaufen lässt, der eine Reihe von kanalähnlichen Fliesspfaden vom Einlass der Flüssigkeit bis zum Auslass auf den Böden des Plattenturmes aufweist, wobei der Auslass eines Bodens mit dem Einlass des nächsten Bodens durch einen Überfluss verbunden ist und ein Flüssigkeitsverschluss zwischen dem Raum oberhalb eines Bodens zum nächsten Boden erzielt wird. Die durch die kanalähnlichen Pfade herabfliessende wässrige Dispersion wird mit Dampf in Berührung gebracht, der aus einer grossen Anzahl kleiner Löcher austritt, die gleichmässig über die Gesamtoberfläche der Böden verteilt sind und einen Durchmesser von 0,5 bis 2 mm haben, wobei das Verhältnis der Gesamtsumme der Querschnittsfläche der Löcher zur Querschnittsfläche der

809881/0667

Q _

Böden im Bereich von 0,04 bis 0,0004 liegt und wobei die

2 Druckbedingungen 0,803 bis 0,5 kg/cm Überdruck sind, die

Temperatur bei 80 bis 110°C liegt und die Verweilzeit auf den Böden 1 bis 60 Minuten beträgt.

(2) Ein Verfahren gemäss (1), bei dem der Plattenturm eine Kombination von zwei oder mehr als zwei Böden aufweist und eine Aufschlämmung eines Vinylchloridharzes am Kolonnenkopf unter einem Flüssigkeitsverschluss eingeführt wird und die behandelte Flüssigkeit am Kolonnenboden unter Flüssigkeitsabschluss abgezogen wird und wobei Behandlungsdampf am Kolonnenboden und/oder in die zwischen den Böden gebildeten Kammern eingeführt wird und das abgetrennte monomere Vinylchlorid am Kolonnenkopf zusammen mit dem erzeugten Dampf entnommen wird.

(3) Ein Verfahren gemäss (1) oder (2), bei dem die Temperatur der zugeführten Aufschlämmung des Vinylchloridharzes im Bereich von 50 bis 80⁰C liegt, die Temperatur der auf den Böden zurückgehaltenen Aufschlämmung im Bereich von 50 bis 110⁰C liegt und die Temperatur der abgezogenen Aufschlämmung im Bereich von 60 bis 11O⁰C liegt.

(4) Ein Verfahren gemäss (1), bei dem die Verweilzeit der Aufschlämmung des Vinylchloridharzes im Bereich von 1 bis 90 Minuten, vorzugsweise 3 bis 60 Minuten und insbesondere 3 bis 30 Minuten liegt.

(5) Ein Verfahren zur Gewinnung von monomerem Vinylchlorid gemäss (1), bei dem eine Mischung aus abgezogenem Dampf und Vinylchlorid am Kopf der Kolonne durch Kühlung

809381/0667

kondensiert wird und anschliessend die Flüssigkeit durch Phasentrennung abgetrennt wird.

(6) Ein Verfahren gemäss (1), bei dem eine abgezogene behandelte Aufschlämmung allein im Kreislauf oder zusammen mit einer neuen Aufschlämmung des Vinylchloridharzes geführt wird.

(7) Ein Verfahren gemäss (1), bei dem die zugegebene Aufschlämmung des Vinylchloridharzes mit der abgezogenen behandelten Aufschlämmung in einem Wärmeaustauscher einem Wärmeaustausch unterworfen wird.

(8) Ein Verfahren gemäss (1), bei dem die abgezogene behandelte Aufschlämmung durch plötzliches Entspannen in einem Vakuum gekühlt wird.

(9) Ein Verfahren gemäss (1), bei dem das Vinylchloridharz ein Copolymeres aus Vinylchlorid mit einem anderen Vinylmonomeren ist und wenigstens 50 Gew.% Vinylchlorideinheiten enthält.

Nachfolgend werden die wichtigsten Merkmale der Erfindung und deren Bedeutung für die vorliegende Erfindung erläutert:

(a) Plattenturm bzw. Bodenkolonne

Zur Behandlung einer Aufschlämmung eines Vinylchloridharzes mit Wasserdampf nach dem erfindungsgemässen Verfahren wird ein sogenannter Plattenturm bzw. eine Bodenkolonne verwendet, Ein Plattenturm hat im allgemeinen aufwärts und abwärts

809881/0667

stufenweise angeordnete Platten. Die durch die Platten gebildeten Böden schliessen flache Platten, schalenartige Platten, Fraktionierbodenglocken und dergleichen ein. Beim erfindungsgemässen Verfahren werden in bestimmter Weise perforierte Platten oder Böden, wie sie nachfolgend beschrieben werden, verwendet. Hinsichtlich des Durchmessers des Turmes liegen keine Beschränkungen vor aber es ist zweckmässig Türme zu verwenden mit einem Durchmesser von 0,3 bis 3m, insbesondere 0,5 bis 2 m. Bei diesen Turmdurchmessern beträgt die Menge der verwendeten Aufschlämmung an

3 3 3

Polyvinylchlorid 1 m bis 300 m , vorzugsweise 5 m bis 100 m pro Stunde pro Turm bei Konzentrationen des Harzes in der Aufschlämmung von 25 Gew.%. Hinsichtlich der Turmhöhe besteht keine Begrenzung aber es ist zweckmässig Türme zu verwenden, deren Höhe 5 bis 20 mal, vorzugsweise 5 bis 15 mal grosser ist als der Durchmesser.

(b) Wässrige Dispersion eines Pulvers eines Vinylchloridharzes, welches in dem Turm abwärts fliesst:

Diese Dispersion ist eine wässrige Aufschlämmung eines Vinylchloridharzes, wie man es im allgemeinen erhält, indem man monomeres Vinylchlorid einer Suspensionspolymerisation in einem wässrigen Dispersionsmedium nach üblichen Verfahrensbedingungen unterwirft und bei dem nicht-polymerisiertes Monomeres unter Atmosphärendruck nach Beendigung der Polymerisation abgetrennt worden ist, wobei monomeres Vinylchlorid in einer Menge von weniger als 20.000 ppm bis 2.000 ppm, je nach den Polymerisationsbedingungen und der Gewinnungsmethode des unpolymerisierten Monomeren nach der Polymerisation enthalten ist. Das pulverförmige Vinylchloridharz kann

- 11 -

808881/0667

ein Copolymeres aus Vinylchlorid mit anderen Vinylmonomeren sein, beispielsweise mit Vinylacetat, Alkylvinyläthern, Olefinen, Acrylaten oder Methacrylaten, und enthält 50 Gew.% oder mehr an Vinylchlorideinheiten. Ein wässrige Dispersion ist eine sogenannte Aufschlämmung von Vinylchloridharz, enthaltend Wasser, ein Suspensionsmittel, beispielsweise Polyvinylalkohol, und andere erforderliche Hilfsstoffe, oder ein wässriges Medium aus Wasser und einem organischen Lösungsmittel aus dem oben genannten Pulver eines Vinylchloridharzes, aber dazu gehört auch eine wässrige Emulsion eines Vinylchloridharzes, wie man sie durch Emulsionspolymerisation erhält.

Die wässrige Dispersion wird auf eine Platte einer relativ höheren Position in einem Plattenturm gegeben und fliesst durch die Schwerkraft abwärts und passiert dabei stufenweise jede der Bodenkammern. Die Bodenkammern werden durch die Räume, welche durch die Böden gebildet werden, definiert. Da die auf die Böden aufgebrachte Aufschlämmung durch ÜberfHessen abwärts fliesst, findet ein AbfHessen immer erst statt, wenn der Boden,auf den die Aufschlämmung aufgebracht wird, vollständig aufgefüllt ist. Es findet auch keine Ablagerung des feuchten Pulvers aus Polyvinylchloridharz auf den Platten noch eine Rückvermischung der Aufschlämmung während der Verweilzeit auf den Böden statt, was noch näher erläutert werden wird, und dies ist ein wichtiger Teil der vorliegenden Erfindung.

(c) Böden, die in den einzelnen Stufen des Plattenturms verwendet werden.

808381/0667

Der Grund der Dampfbehandlung der Aufschlämmung eines Vinylchloridharzes unter Verwendung eines Plattenturms ist der, dass man die Aufschlämmung in einen ausreichenden Kontakt mit dem Wasserdampf bringen will, um einen Gas/Flüssigkeits-Kontakt zu bewirken und die thermische Effizienz durch die Mehrfachverwendung des Dampfes in der Kammer jeder einzelnen Stufe zu erhöhen. Aus dem Ziel der vorliegenden Erfindung geht hervor, dass diese nicht in einer Verlängerung der Verweilzeit der Aufschlämmung des Vinylchloridharzes in einem Plattenboden besteht. Im Gegenteil, um diese Verweilzeit zu verkürzen, wurde eine Plattenform, wie sie in der Zeichnung angegeben wird, verwendet.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäss der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen nachfolgend beschrieben.

Fig. 1(A) ist eine schematische Darstellung der Böden für den verwendeten Plattenturm beim erfindungsgemässen Verfahren.

Fig. 1(B) stellt einen Querschnitt der Böden des verwendeten Plattenturms beim erfxndungsgemässen Verfahren dar und zwar die Verwendung einer Kombination von zwei Platten.

Fig. 2(A) stellt eine Aufsicht auf Böden mit einer unterschiedlichen Struktur für den erfxndungsgemäss verwendeten Plattenturm dar.

Fig. 2(B) ist eine vertikale Querschnittsansicht von Böden einer unterschiedlichen Struktur für den erfxndungsgemäs s verwendeten Plattenturm.

809381/0667

Fig. 3 ist ein vertikaler Querschnitt eines erfindungsgemäss verwendeten Plattenturms.

Fig. 4 ist ein schematisches Fliessschema für die

Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens.

Fig. 5 zeigt eine Vorrichtung für die Dampfbehandlung bei den verschiedenen Vergleichsversuchen.

In Fig. 1(A) und (B) ist 1 eine Bodenplatte, 2 eine Seitenplatte, durch welche eine kanalartige Passage für die Flüssigkeit auf dem Boden geschaffen wird. 2¹ ist eine Platte zur Bildung eines Flüssigkeitsniveaus durch Überfluss (Überlauf). 2'' ist eine Seitenplatte 2 die sich nach unten erstreckt in die Flüssigkeit einer Bodenkammer der nächsten nach unten gerichteten Stufe, so dass das untere Ende davon in die Flüssigkeit eintaucht und so eine Flüssigkeitszufuhr als auch eine Seitenplatte der Bodenkammer der nächsten unteren Stufe bildet.

Nicht gezeigt wird, dass die Bodenplatten der Stufen in Fig. mit einer Zahl kleiner Löcher (0,5 bis 2 mm im Durchmesser) gleichmässig verteilt über die gesamte Oberfläche versehen sind. Das Verhältnis der Summe der Querschnittsfläche der genannten kleinen Löcher zu der Fläche der Bodenplatte (ausgenommen die Fläche des Teils, der durch die Dichtung der Seitenplatten 2 und 2' gegeben ist) liegt im Bereich von 0,04 bis 0,0004, vorzugsweise 0,02 bis 0,002. Die äussere am Umfang liegende Seitenplatte 3 der Falle ist einheitlich mit den Platten der oberen und unteren Fallen konstruiert aber es ist auch möglich, diese Platten getrennt zu bauen und sie mit den Platten der Böden luftdicht durch Flansche oder dergleichen

0S-3 8 1/036 7

zu verbinden. Es ist auch möglich, die Konstruktion so vorzunehmen, dass die Seitenplatte 3 direkt die Hülle des Plattenturms bildet. Anstelle des Bodens der Fig. 1 ist es auch möglich, Fallen anzuwenden, welche die in Fig. 2(A) und (B) im Querschnitt gezeigte Struktur haben. In der Aufsicht der Fig. 2(A) wird eine spiralenartige Form des Fliesspfades gezeigt, bei welcher die Seitenplatten nicht miteinander gekreuzt sind und bei welcher der Fluss der Aufschlämmung zum Zentrum der Spirale oder umgekehrt erfolgt. Dabei haben die Zahlen die gleiche Bedeutung wie in Fig. 1.

(d) Plattenturm für das erfindungsgemässe Verfahren, bei welchem eine Vielzahl von den in (c) erwähnten Fallen vorhanden sind.

Der vertikale Querschnitt wird in Fig. 3 gezeigt. In der Zeichnung ist 3 die Hülle eines Turms, die gleichzeitig die äussere Seitenplatte eines Kanals bildet. Dieser Hüllenteil, welcher zwei Böden 1 als eine Einheit innerhalb dieses Teils enthält, ist mit dem oberen und unteren Hüllenteil mittels der Flansche 4 verbunden. 5 ist eine Eingangsöffnung für die Aufschlämmung des Vinylchloridharzes, die mit einer Zufuhrleitung für die Aufschlämmung verbunden ist. 6 stellt eine Abdeckung am oberen Ende des Turmes dar und 6' eine Auslassleitung für die Mischung aus Wasserdampf und monomerem Vinylchlorid. 7 ist eine Bodenkammer der Säule, 7' ist ein Auslass zum Abziehen der behandelten Aufschlämmung. 8 ist ein Einlass zum Einblasen von Dampf. 9 ist eine Leitung für Waschwasser.

80S881/CS67

(e) Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens.

Vom Kopf des in Fig. 3 beschriebenen Turmes wird die zu behandelnde Aufschlämmung des Vinylchloridharzes unter Aufrechterhaltung eines Flüssigkeitssiegels einfHessen gelassen. Das Flüssigkeitssiegel besteht aus einer Anordnung, durch welche vermieden wird, dass Gas, wie Wasserdampf, monomeres Vinylchlorid und dergleichen entweicht. Die Zuführöffnung 5 wird im allgemeinen mit einer Leitung 12 gemäss Fig. 4 verbunden. Die zugeführte Aufschlämmung füllt den Boden der obersten Platte, füllt die Böden der nächsten Stufen durch Überfliessen und durch immer weiteres überfliessen erreicht die Aufschlämmung die Platte, die sich unmittelbar über dem untersten Teil der Kolonnenbodenkammer befindet und wird dann zum Entwässern der nächsten Stufe zugeführt (Fig. 4, 23). Dampf wird aus einem Dampfeinlass 8, der an der Bodenkammer 7 des Turmes angeschlossen ist, in ausreichender Menge und unter einem ausreichenden Druck eingeblasen und von einer Aufschlämmung aus dem Vinylchloridharz, welches auf dem Boden jeder Bodenkolonne zurückgehalten wird, durch eine Zahl kleiner Löcher, die sich an der Bodenplatte des Bodens in der untersten Bodenkammer befinden, absorbiert. Der Dampf heizt die Aufschlämmung auf und erzeugt eine Mischung aus Wasserdampf mit einer niedrigeren Temperatur als der eingeblasene Dampf und monomerem Vinylchlorid. Da der Innendruck der Bodenkammer in der Säule auf einem Wert gehalten wird, der etwas höher ist als der Druck in der untersten Bodenkammer, dem Flüssigkeitsdruck der Aufschlämmung aus Vinylchlorid auf dem Boden der genannten Bodenkammer, findet kein AbfHessen der Aufschlämmung oder von Wasser durch die erwähnten kleinen öffnungen statt. Eine solche Beziehung hinsichtlich der Druckdifferenzen

809881/0667

wird zwischen jeder Bodenkammer aufrechterhalten, d.h. der Druck einer niedrigeren Kammer wird aufrechterhalten auf einem Wert der höher ist als der Druck der oberen Bodenkammer plus dem Druck durch die zurückgehaltene Flüssigkeit und deshalb findet kein Rückfliessen der Aufschlämmung oder von Wasser durch die kleinen Löcher in den Böden der einzelnen Bodenkammern statt. Das Abfliessen wird nicht nur durch den erwähnten Druckunterschied vermieden, sondern auch durch den kleinen Durchmesser der kleinen Löcher, der im Bereich von 0,5 bis 2 mm und vorzugsweise 0,7 bis 1,5 mm liegt, denn dadurch wird ein GegenfHessen der herunterfliessenden Flüssigkeit gegen den aufsteigenden Dampf praktisch unmöglich. Weiterhin findet praktisch kein Verstopfen dieser kleinen Löcher durch feuchtes Vinylchloridharzpulver statt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass der Durchmesser des Pulvers eines Vinylchloridharzes erheblich kleiner ist als der Durchmesser der kleinen Löcher und deshalb findet keine Brückenbildung von agglomeriertem Pulver im Inneren der kleinen Löcher statt.

Die Aufschlämmung des Vinylchloridharzes, die in jeder Bodenkammer zurückgehalten wird, bewegt sich, wobei der Fliesszustand nahezu einem Extrusionsfliessen entspricht, vom Einlass zum Auslass des Bodens auf einem kanalartigen Fliessphad, wie er in Fig. 1 gezeigt wird. Bildung eines Extrusionsfliessens durch die Aufschlämmung bedeutet, dass die Polymerteilchen in der Aufschlämmung jede Stufe eines Bodens mit ungefähr der gleichen Verweilzeit passieren und dies ist ein wichtiger Aspekt der vorliegenden Erfindung, weil das Auftreten eines grösseren Rückmischstroms bedeutet, dass einzelne Teilchen eine extrem lange Verweilzeit haben und

809381/0667

solche Teilchen wurden dann eine so lange Wärmebehandlung erfahren, dass sie durch die Wärme zerstört werden, und zwar auch schon durch die Wärme, wie sie gemäss der vorliegenden Erfindung einwirkt. Dadurch würde eine Schädigung der Qualität des VinylChloridharzes eintreten. Während dieser Zeit wird die Aufschlämmung hauptsächlich in Auf- und Abwärtsrichtung durch das Einblasen des Dampfgemisches durch die erwähnten kleinen Löcher bewegt und eine Absetzung oder Abtrennung des feuchten Pulvers von Vinylchloridharz in der Aufschlämmung wird vermieden und gleichzeitig wird die Aufschlämmung erhitzt unter Desorption und Verdampfung von absorbiertem monomeren Vinylchlorid, wobei sich ein Dampfgemisch bildet, welches unmittelbar in die darüber befindliche Bodenkammer strömt und zwar zusammen mit dem durch Wiederverdampfung gebildeten Dampf. Die Aufschlämmung des Vinylchloridharζes, also die zurückgehaltene Flüssigkeit, erhöht ihr Flüssigkeitsvolumen bis zu etwa 20 % aufgrund des Einblasens der Mischdämpfe aus der Bodenkammer der niedrigeren Stufe. Die notwendige Dampfmenge zur Aufrechterhaltung dieses Zustande beträgt etwa 1 bis 100 kg, vorzugsweise 5 bis 50 kg pro m der Aufschlämmung des Vinylchloridharzes (mit einem Standardgehalt an Harz von 25 %) pro Stunde (je nach der Anzahl der Platten (Stufen) des Verhältnisses der Fläche der kleinen Löcher und der Durchgangsgeschwindigkeit). Die in den Fig. 1 und 2(A) sowie 2(B) gezeigten Böden haben beispielsweise einen Durchmesser bei der Bodenplatte 1 von 120 cm, eine Breite der Fliesspfade von 17 cm, eine Höhe der Seitenplatte 2 von 65 cm und eine Höhe der Seitenplatte des Überlaufes 2' von 40 cm und eine Höhe der Bodenkammer zur Zeit der Anwendung von 70 cm. Das Verhältnis der Gesamtsumme der Fläche der nicht bezifferten kleinen Löcher mit einem Lochdurchmesser im Bereich von

808 3 81/0667

_ 1 Q _

0,5 bis 2 mm zu der Fläche der Bodenplatte beträgt, wie in (c) erwähnt wurde, 0,04 bis 0,0004, vorzugsweise 0,02 bis 0,002. Falls dieses Flächenverhältnis weniger als 0,0004 ausmacht, ist die Erfindung nicht durchführbar, weil die Dampfbehandlung nicht ausreicht. Falls dieses Verhältnis grosser als 0,04 ist, sind grössere Mengen an Dampf erforderlich, aber die Wirksamkeit hinsichtlich der Entfernung von Vinylchlorid wird nicht merklich erhöht.

Beim erfindungsgemässen Verfahren kann die Wärmeeffizienz erhöht werden, indem man den Dampf in den einzelnen Bodenkammern ausreichend nutzt, aber die Wärmeökonomie kann auch dadurch erhöht werden, indem man einen Wärmeübergang zwischen der eingeführten Aufschlämmung und dem Plattenturm und der daraus abgeführten Aufschlämmung vornimmt. Dies ist wichtig, weil die eingegebene Aufschlämmung grosse Mengen an Wasser mit einer grossen spezifischen Wärme enthält. Da die aus dem Turm abgeführt Aufschlämmung eine verhältnismässig hohe Temperatur hat und das Vinylchloridharz diesen Temperaturen ausgesetzt wird, besteht die Gefahr dass die Qualität des Harzes nachlässt und ein unmittelbarer Wärmeübergang zwischen der abgeführten Aufschlämmung und der zugeführten Aufschlämmung in einem Wärmeaustauscher bietet den zweifachen Vorteil, dass die Wärmeökonomie erhöht wird und eine Qualitätsverschlechterung vermieden wird. Bei einem Vinylchloridharz, das dazu neigt, durch Hitze merklich in der Qualität verschlechtert zu werden, ist es möglich, die herausgeführte Aufschlämmung schnell zu kühlen, indem man sie in einer Atmosphäre von vermindertem Druck schnell entspannt, wie dies in der japanischen Offenlegungsschrift 64588/1976 beschrieben wird.

809381/0667

(f) Ausführungsform der Erfindung. Betriebsweis e.

Die Betriebsbedingungen des erfindungsgemässen Verfahrens werden anhand des Fliesschemas 4 erläutert. In dieser Zeichnung ist 11 ein Aufschlämmungstank für Vinylchloridharz, der mit einer Zuführleitung, einer Rührvorrichtung zur Vermeidung des Absetzens des Harzpulvers und einem Wassersiegel zum Abdichten der Gasphase von der Atmosphärenluft (alles dies ist nicht gezeigt) ausgerüstet ist. Es besteht keine Kapazitätsbeschränkung, aber die Kapazität ist vorzugsweise so, dass sie ausreicht für die Beschickung eines Plattenturms 14 während ein oder mehrerer Stunden, wobei der Plattenturm 14 eine bestimmte Behandlungskapazität (m /h) aufweist, denn der erfindungsgemäss verwendete Plattenturm wird vorzugsweise über längere Zeiträume betrieben, um den Zeitverlust, der durch das Öffnen nach Beendigung des Verfahrens erforderlich ist, zu vermeiden. Die Zuführung der Aufschlämmung des Vinylchloridharzes zu dem Aufschlämmungstank 11 erfolgt meistens absatzweise aufgrund der absatzweisen Betriebsweise bei der VinylChloridpolymerisation. Diese Aufschlämmung wird in die oberste Kammer eines Plattenturms (Plattenkolonne) 14 durch eine Zuführleitung 12, eine Pumpe 13 und einen Wärmeaustauscher 22, in welchem die Aufschlämmung mit der abgezogenen Flüssigkeit erhitzt wird und durch einen Vorerhitzer (nicht gezeigt) zugeführt. Die Flüssigkeitstemperatur liegt im Bereich von 50 bis 80 C, vorzugsweise 60 bis 80 C. Der Boden in der obersten Kolonnenbodenkammer hat die gleiche Form wie in Fig. 1 gezeigt. Die Aufschlämmung wird auf diesem Boden aufgeheizt durch ein Dampfgemisch, das durch eine Anzahl von kleinen Löchern durch die

809881/0667

Bodenplatte erfolgt, aus der Bodenkammer, die unmittelbar darunter ist und ein Teil des festgehaltenen monomeren Vinylchlorids wird durch Verdampfen abgetrennt. Diese Aufschlämmung fliesst über einen Überlauf des Bodens auf den Boden der unmittelbar darunterliegenden Bodenkammer und unter Erhitzen und langsamer Erhöhung der Flüssigkeitstemperatur fliesst er schliesslich auf die Bodenkammer in der untersten Stufe. Die Temperatur der behandelten Aufschlämmung in der untersten Bodenkammer der Kolonne liegt im Bereich von 7O°C bis 110°C (vorzugsweise 80 bis 1OO°C) und wird durch Einblasen von Dampf durch den Einlass 15 aufrecht erhalten.

Die so behandelte Aufschlämmung wird durch die Bodenkammer der untersten Stufe durch eine Auslassleitung 19, den Wärmeaustauscher 22 und eine Pumpe 20 in das Aufnahmegefäss 21 geleitet. Die so behandelte Aufschlämmung wird entwässert und getrocknet (nicht gezeigt) und den entsprechenden Vorrichtungen durch eine Leitung 23 zugeführt. Falls die Abtrennung von monomerem Vinylchlorid nicht ausreichend war, ist es möglich, einen Teil der behandelten Aufschlämmung oder die gesamte Aufschlämmung in den Aufschlämmungstank 11 zurückzuführen. Der nach und nach in den einzelnen Bodenkammern durch das Einblasen von Dampf gebildete Mischdampf wird von der obersten Kolonnenkammer durch eine Dampfauslassleitung 16 einem Kondensator 17 zugeführt, wo er oberhalb der Gefriertemperatur des Wassers unter überatmosphärischem Druck kondensiert wird und wo die Trennung in Wasser und monomeres Vinylchlorid erfolgt. Das monomere Vinylchlorid wird rektifiziert und bei der Polymerisation wieder verwendet.

Der Anteil an Vinylchloridharz in der erfindungsgemäss verwendeten Aufschlämmung (nachfolgend einfach als Aufschlämmungskonzentration bezeichnet) in Gew.% steht in enger Beziehung

80S331/0667

zu der Kapazität des Plattenturms (ausgedrückt durch m /h der Aufschlämmung),der Entfernung des monomeren Vinylchlorids und der Betriebsbedingungen. Ein geeigneter Konzentrationsbereich für das erfindungsgemässe Verfahren liegt im Bereich von 5 bis 4 5 %, vorzugsweise 10 bis 40 % und insbesondere 15 bis 30 %. Oberhalb 45 % kann die Aufschlämmung aufgrund ihrer schlechten Fliesseigenschaften nicht ausreichend fHessen. In dem Bereich unterhalb 5 % wird die Behandlungskapazitat erheblich reduziert, ohne dass die Wirksamkeit der Entfernung des monomeren Vinylchlorids erhöht wird.

Die Behandlungskapazitat des Plattenturms wird durch die Verweilzeit bestimmt, falls die Behandlungstemperatur feststeht und eine zu behandelnde Aufschlämmung feststehender Konzentration verwendet wird. Die Menge der zurückgehaltenen Flüssigkeit, welche die Verweilzeit bestimmt, wird im wesentlichen durch die Summe der Kapazität der Böden unterhalb des Niveaus der überlaufplatte 2' (Fig. 1) in jeder Bodenkammer bestimmt. Weiterhin wird die Verweilzeit durch den Widerstand der Fliesspfade innerhalb der Kolonne (Querschnittsfläche der Fliesspfade, Länge der Fliesspfade, Höhenunterschiede und dergleichen) in gewissem Ausmass beeinflusst, was jedoch nur durch tatsächliche Messungen bestimmt werden kann.

Bei tatsächlich durchgeführten Messungen der Erfinder an einer 5-Platten-Kolonne, einer Zurückhaltungsmenge von

2 500 1, einer Querschnittsfläche von 0,01 m und einem Gefälle von 3 m (zwischen der Bodenplatte am oberen Ende der Kolonne und der Auslassleitung 7' in Fig. 3) war es möglich, eine

80S 38 1/0667

Aufschlämmung mit einer Aufschlammungskonzentration von 25 % (Zurückhaltungszeit 3 Minuten) in einer Menge von

10 m /h herabfHessen zu lassen. Der Grund, dass die Zurückhaltungszeit so verkürzt werden kann, ist vermutlich auf die Tatsache zurückzuführen, dass jede Bodenkammer durch ein Flüssigkeitssiegel abgeschlossen ist und der Strom auf jedem Boden aufgrund der Seitenplatten in einen Zustand gebracht wird, der ähnlich der Strömung in einem Rohr ist. Selbstverständlich ist es möglich, die Verweilzeit zu verlängern auf einen bevorzugten Wert, indem man die Zuführgeschwindigkeit der Aufschlämmung des Vinylchloridharzes zu einer Plattenkolonne so regelt, dass die Wirksamkeit der Dampfbehandlung erhöht wird.

Die Beziehung zwischen der prozentualen Entfernung von monomerem Vinylchlorid zu der Zurückhaltungszeit und dem Dampfverbrauch liegt im Vergleich zu dem Einblasen von Dampf in einen Tank bei 1/3 bis 1/10 der Wirksamkeit der Verweilzeit, bei 1/5 bis 1/20 hinsichtlich des Dampfverbrauches und bei 1/5 bis 1/20 hinsichtlich der Wirksamkeit der maximalen Entfernung (ppm der Konzentration des monomeren Vinylchlorids in der behandelten Aufschlämmung).

Im Vergleich zu einem Plattenturm mit Fraktionierbodenglocken gleicher Behandlungskapazität liegt eine Effektivität hinsichtlich des DampfVerbrauches von 1/3 bis 1/10 vor und eine Effektivität hinsichtlich des maximalen Wertes für das entfernte Monomere von 1/3 bis 1/10.

Durch das erfindungsgemässe Verfahren kann bei einer behandelten Aufschlämmung die Konzentration an monomerem Vinylchlorid

- 23 -

leicht auf weniger als 10 ppm vermindert werden, wenn man von einerKonzentration von 10.000 ppm ausgeht, selbst wenn das rohe Vinylchloridharz in der Aufschlämmung ein niedriges Molekulargewicht hat, bei dem die Entfernung des Monomeren sehr schwierig ist. Wird die behandelte Aufschlämmung in üblicher Weise entwässert, so lässt sich monomeres Vinylchlorid nicht mehr nachweisen (weniger als 1 ppm). Die Konzentration an monomerem Vinylchlorid in der Trocknungsluft nach üblicher Trocknung des Vinylchlorids, liegt bei weniger als 2 ppm.

Sofern daher künftige Bestimmung vorsehen, dass nur gewisse maximale Gehalte an monomerem Vinylchlorid in Abgasen enthalten sein dürfen, kann durch eine einfache Wasserwäsche des Abgases die Menge an nachweisbarem monomerem Vinylchlorid bis zur Nichtnachweisbarkeit vermindert werden.

Die Menge an monomerem Vinylchlorid in dem entwässerten und getrockneten Vinylchloridharz ist unter 2 ppm und oft nicht mehr nachweisbar. Daher wird die Umweltverschmutzung bei der Verarbeitung und Verformung des Vinylchloridharzes problemlos.

Sofern die als Ausgangsmaterial verwendete Aufschlämmung eines Vinylchloridharzes beim erfindungsgemässen Verfahren eine Konzentration von mehr als 10.000 ppm und bis zu etwa 50.000 ppm hat, ist es möglich, durch Vermischen eines solchen Ausgangsmaterials mit einem Teil einer bereits behandelten Aufschlämmung oder durch Verwendung von zwei oder mehr Plattentürmen gemäss der Erfindung, die man hintereinander schaltet, die Konzentration an monomeren Vinylchlorid

809381/0667

auf weniger als 2.000 ppm bis etwa 200 ppm im ersten Turm oder während der ersten Behandlung zu vermindern. Diese Behandlungen können bei Temperaturen für die Aufschlämmung im Bereich von 70 bis 80⁰C durchgeführt werden, um eine Kumulation der Wärmehysteresis oberhalb 80°C beim Vinylchloridharzpulver zu vermeiden und in fast allen Fällen ist eine solche Behandlungstemperatur ausreichend.

Die Erfindung wird in den nachfolgenden Beispielen beschrieben.

Beispiel 1

Es wird ein Plattenturm (5 Platten) gemäss Fig. 3 verwendet, bei denen die Böden die in Fig. 1 gezeigte Form haben (Durchmesser der kleinen Löcher 1 mm und Verhältnis der Fläche 0,2 %). Eine Aufschlämmung mit einer Harzkonzentration von 25 Gew.% und einerKonzentration an monomerem Vinylchlorid von 8.000 ppm (durchschnittlicher Polymerisationsgrad P 700) wurde nach der in Fig. 4 beschriebenen Verfahrensweise dampf behandelt.

Der verwendete Plattenturm hatte ein Volumen von 375 1 pro Boden, eine Entfernung der Böden von 70 cm, eine Höhe des Überlaufs innerhalb der Böden von 35 cm und eine Breite der Fliesspfade von 17 cm. Die genannte Aufschlämmung mit einem spezifischen Gewicht von 1,05 wurde in einem Wärmeaustauscher auf 80⁰C vorerhitzt und weiterhin in einem in Fig. 4 nicht gezeigten Vorerhitzer und wurde in die oberste Kammer

80S381/C567

des Plattenturms 14 in Fig. 4 in einer Menge von 9,25 m /h eingegeben. Dann wurde Dampf mit einer Temperatur von 11O⁰C durch die Einlassleitung 15 in die untere Kammer der Kolonne in einer Menge von 50 kg/h (bei einer Verweilzeit von 10 Minuten) eingeblasen. Die Aufschlämmung wurde auf 110⁰C aufgeheizt, wobei sie nach und nach im Inneren des Plattenturms herabfloss und wurde dann in einem Aufschlämmungsaufnahmebehälter 21 aufgenommen, nachdem sie von dem untersten Boden des Plattenturms 14 durch eine Auslassleitung 19 und eine Pumpe 20 abgeleitet wurde und in einem Wärmeaustauscher 22 auf eine Temperatur von 50 C abgekühlt worden war. Die Konzentration an monomerem Vinylchlorid in der Aufschlämmung betrug 5 ppm (relativ zu dem Vinylchloridanteil). Das Dampfgemisch aus Wasser und monomerem Vinylchlorid, das sich in der obersten Kammer der Kolonne des Plattenturms 14 entwickelte, wird einem Kondensator 17 unter überatmosphärischem Druck (ein Kompressor wird in der Zeichnung nicht gezeigt) geleitet und das kondensierte Wasser und das Monomere werden in einem mit der Auslassleitung 18 verbundenen Dekantiergefäss getrennt.

Auf diese Weise werden 45 kg/h Kondenswasser und 19,99 kg/h monomeres Vinylchlorid wiedergewonnen.

Die erfindungsgemäss behandelte Aufschlämmung wurde kontinuierlich durch Zentrifugieren vom Wasser befreit, wobei in dem Abwasser kein monomeres Vinylchlorid nachgewiesen werden konnte. Das entwässerte Vinylchloridharz wurde in einem Luftstrom in üblicher Weise getrocknet, wobei die Konzentration an monomerem Vinylchlorid in der Abgasluft 0,1 ppm betrug. Die Menge an monomerem Vinylchlorid in dem getrockneten Vinylchloridharz betrug 1 ppm.

803381/0667

Vergleichsbeispiel 1

Das Verfahren gemäss Beispiel 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, dass eine Vorrichtung gemäss Fig. 5 verwendet wurde, die aus einem vertikalen 5 m Tank besteht, welcher mit einem Einlass 31 und einem Auslass 32 für die Aufschlämmung und einem Dampfblaseinlass 33 und einem Dampfauslass 34 versehen war. Die Menge an zurückgehaltener Aufschlämmung betrug 1,6 m . Die Konzentration ab Monomerem in der behandelten Aufschlämmung betrug 640 ppm relativ zum Vinylchloridharzanteil.

Das Wasser wurde in dem abgezogenen Dampfgemisch kondensiert (45 kg/h) unter Atmosphärendruck, wobei 18,4 kg/h monomeres Vinylchlorid wiedergewonnen wurden. In dem Abwasser nach der Zentrifugenentwässerung der behandelten Aufschlämmung wurden 2 ppm monomeres Vinylchlorid gefunden und die Konzentration an monomerem Vinylchlorid in dem Abgas nach der Lufttrocknung des entwässerten Produktes betrug 19,4 ppm.

Das monomere Vinylchlorid in dem getrockneten Vinylchloridharz lag in einer Menge von 30 ppm vor.

Vergleicht man dieses Ergebnis mit dem Ergebnis des Beispiels 1, so wird ersichtlich, dass die Menge an zurückgebliebenem monomeren Vinylchlorid in dem Vinylchloridharz die 128-fache Menge ausmacht, selbst wenn man die gleiche Menge der Aufschlämmung des Vinylchloridharzes mit der gleichen Dampfmenge bei einer gleichen Verweilzeit anwendet. In dem abgetrennten Wasser der behandelten Aufschlämmung wurde monomeres Vinylchlorid nachgewiesen und die Trocknungsluft

- 27 -

80S381/Ü667

enthielt nach dem Trocknen die 194-fache Menge an Monomerem, während der Monomergehalt im getrockneten Vinylchloridharz 30 mal höher war als bei der Verfahrensweise gemäss Beispiel 1. Somit ist die überlegene Wirkung gemäss Beispiel 1 offensichtlich.

Beispiel 2

Es wurde der gleiche Plattenturm wie in Beispiel 1 verwendet und eine Aufschlämmung eines Vinylchloridharzes (mittlerer Polymerisationsgrad P = 700) mit einer Harzkonzentration von 45 Gew.% und einer Konzentration an monomerem Vinylchlorid von 40.000 ppm wurde nach dem Verfahren gemäss Fig. mit Dampf behandelt. Die Aufschlämmung wurde in einem Wärmeaustauscher 22 bei 80⁰C vorerhitzt in einem Vorerhitzer der nicht gezeigt wird, und wird dann in die oberste Kammer des Plattenturms 14 der Fig. 4 in einer Menge von 9,52 m /h (10 /h) eingegeben und Dampf wurde bei einer Temperatur von 110°C aus dem Dampfeinlassrohr 15 in die Bodenkammer der Kolonne in einer Menge von 175 kg/h (Zurückhaltungszeit 10 Minuten) geblasen. Die Aufschlämmung, die nach und nach in dem Plattenturm herabfloss, wurde auf eine Temperatur von 105⁰C erhitzt und wurde dann in den Auffangkessel

21 für die Dispersion aufgenommen, nachdem diese von dem untersten Boden des Plattenturms 14 herausgeführt und durch eine Auslassleitung 19 und eine Pumpe 20 geflossen war. Während dieser Zeit wurde sie mittels des Wärmeaustauschers

22 auf 50°C gekühlt. Die Konzentration an monomerem Vinylchlorid in der genannten Aufschlämmung (relativ zu dem

809881/0667

Vinylchloridharz) war 200 ppm. Das Dampfgemisch aus Wasser und monomerem Vinylchlorid, das sich am oberen Ende in der Bodenkammer des Plattenturms 14 entwickelte mit einem Überdruck von 0,25 kg/cm , wurde unter superatmosphärischem Druck in einen Kondensator 17 gegeben. Kondenswasser und Monomeres wurden in einer Dekantiervorrichtung, die mit einem Auslassrohr 18 versehen war, getrennt. Man erhielt 45 kg/h an Kondenswasser und 95 kg/h an monomerem Vinylchlorid.

Das Vorerwähnte wurde der gleichen Behandlung wie vorher angegeben in einem Plattenturm gemäss Fig. 4 (unter Verwendung von 375 kg Dampf) unterworfen und die Monomerkonzentration in der so erhaltenen Aufschlämmung betrug 1 ppm. Aus der obersten Kolonnenbodenkammer wurden nach Durchleiten durch einen Kondensator 45 kg/h Kondenswasser und 0,0475 kg/h monomeres Vinylchlorid gewonnen.

Anschliessend wurde die so behandelte Aufschlämmung mittels einer Zentrifuge vom Wasser befreit und das vom Wasser befreite Vinylchloridharz wurde mittels Luft getrocknet, wobei man in der Abgasluft eine Konzentration an monomerem Vinylchlorid von 0,03 ppm feststellte und der Gehalt an monomerem Vinylchlorid in dem getrockneten Vinylchloridharz nicht mehr nachweisbar war (also unter 1 ppm lag).

Vergleichsbeispiel 2

Das Verfahren gemäss Beispiel 2 wurde in einer Vorrichtung gemäss Fig. 5, welche die gleiche wie im Vergleichsbeispiel 1

80S581/0567

war, wiederholt. Die Konzentration an Monomeren in der behandelten Aufschlämmung betrug 2.500 ppm. Das Dampfgemisch wurde unter Druck kondensiert und es wurden Wasser (4 5 kg/h) und Vinylchlorid (94 kg/h) gewonnen. Die so behandelte Aufschlämmung wurde nochmals in der vorerwähnten Weise behandelt in der Vorrichtung gemäss Fig. 5, wobei die Konzentration an monomerem Vinylchlorid in der wiederbehandelten Aufschlämmung 210 ppm betrug. Am oberen Ende der Kolonnenkammer wurden durch einen Kondensator 375 kg Kondenswasser und 5,7 kg monomeres Vinylchlorid gewonnen. Das vom Wasser befreite Harz wurde in einem Lufttrockner in üblicher Weise getrocknet, wobei die Konzentration an monomerem Vinylchlorid in der Abgasluft 5,4 ppm betrug und der Gehalt an monomerem Vinylchlorid im getrockneten Vinylchloridharz 10 ppm. Vergleicht man dieses Ergebnis mit dem des Beispiels 2, so stellt man eine Differenz um das 12,5-fache hinsichtlich der Konzentration an monomerem Vinylchlorid in der Aufschlämmung nach der ersten Behandlung fest, wobei die gleiche Art und die gleiche Menge der Aufschlämmung mit der gleichen Menge Dampf und der gleichen Verweilzeit vorlag. Nach der zweiten Behandlung liegt ein Unterschied um das 10-fache vor. Dies zeigt, dass die Verfahrensweise gemäss Beispiel 2 erheblich überlegen ist.

Beispiel 3

Unter Verwendung eines Plattenturmes wie in Beispiel 1 wurde das Verfahren gemäss Fig. 4 durchgeführt mit einer Aufschlämmung eines Vinylchloridharzes (mittlerer Polymerisationsgrad

- 30 -

809381/0667

P = 700) mit einer Harzkonzentration von 24 Gew.% und einem Gehalt an monomerem Vinylchlorid von 200 ppm. Die Behandlungsbedingungen und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

80S Ξ81/0367

Tabelle 1

BEHANDLUNG EINER AUFSCHLÄMMUNG EINES VINYLCHLORIDHARZES MIT DAMPF

O er.> CD

Beispiele und Vergleichs beispiele	Bedingungen*	Harz Gew.% in Auf schlämmung	Menge an Dampf kg/h	Ergebnisse	Monomer ppm im ge trockneten Produkt **	Wiederge wonnenes Monomer kg/h
Beispiel 3	Monomer ppm in Aufschläm mung	25	190	Monomer ppm in Aufschläm mung	ND	0,495
4	200	40	388	2	1	34
5 A	8.000	25	375	5	3	20,0
6	8.000	25	375	10	ND	100
Vergleichs beispiel 3	40.000	25	375	10	20	61
4	2.000	40	388	70	35	31
5 Δ	8.000	25	375	650	40	18
8.000	750

Anmerkung:

U)

Allgemeine Behandlungsbedingungen: Einlasstemperatur der Aufschlämmung 80 C Zugeführte Menge 10 m /h

Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymer (Harz enthaltend 5 Gew.%)

Trocknungsbedingungen: Einlasstemperatur 110 C; es wurde Luft in der

3- bis 4-fachen Gewichtsmenge des getrockneten Produktes verwendet

U) N)

KJ OD Q

cn CD

Wie aus dieser Tabelle ersichtlich ist, kann man auch in Fällen, in denen die Aufschlämmung des Vinylchloridharzes verhältnismässig geringe Mengen an Monomeren enthält, mit der erfindungsgemässen Dampfbehandlung eine wirksame Trennung und Wiedergewinnung des Monomeren erzielen.

Vergleichsbeispiel 3

Unter Verwendung der Vorrichtung gemäss Fig. 5 (welches die gleiche ist wie in Vergleichsbeispiel 1) wurde eine Aufschlämmung von Vinylchloridharz (mittlerer Polymerisationsgrad P = 700) enthaltend 24 Gew.% Vinylchloridharz und 2.000 ppm monomeres Vinylchlorid nach dem Verfahren gemäss Fig. 4 durchgeführt. Die Verfahrensbedingungen und die Tabelle sind in Tabelle 1 gezeigt. Wie aus dieser Tabelle hervorgeht, kann man auch bei einer Aufschlämmung eines Vinylchloridharzes, welches keinen so hohen Gehalt an monomerem Vinylchlorid wie im Beispiel 1 und im Vergleichsbeispiel 1 enthält (wo die Konzentration an monomerem Vinylchlorid 40.000 ppm beträgt) durch das Einblasen von Dampf in den Aufschlämmungstank keine ausreichende Abtrennung des monomeren Vinylchlorids erzielen.

Beispiel 4

Es wird der gleiche Plattenturm wie in Beispiel 1 verwendet und nach der Verfahrensweise gemäss Fig. 4 wurde die

809381/0667

Aufschlämmung eines Vinyichloridharzes (mittlerer Polymerisationsgrad P = 700) mit einer Konzentration an Vinylchloridharz von 40 Gew.% und einer Konzentration an monomerem Vinylchlorid von 8.000 ppm behandelt.

Das Ergebnis dieser Behandlung wird in Tabelle 1 gezeigt. Daraus geht hervor, dass die Dampfbehandlung gemäss der vorliegenden Erfindung in einem Plattenturm auch dann ausgezeichnet ist, wenn eine hohe Konzentration an Harz in der zu behandelnden Aufschlämmung vorliegt.

Vergleichsbeispiel 4

Das Verfahren gemäss Beispiel 4 wurde wiederholt mit der Ausnahme, dass eine Vorrichtung gemäss Fig. 5, welche die gleiche war wie die in Vergleichsbeispiel 1 verwendete, verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Daraus geht hervor, dass die Wirkung für die Entfernung des monomeren Vinylchlorids erheblich schlechter ist, obwohl die gleiche Aufschlämmung des Vinyichloridharzes verwendet wurde und die gleiche Verweilzeit, die gleiche Temperatur vorlag und auch die gleiche Menge an Dampf verwendet wurde.

Beispiel 5

Es wurde der Plattenturm gemäss Beispiel 1 verwendet. Nach der Verfahrensweise gemäss Fig. 4 wurde eine Aufschlämmung

80S881/0667

eines Vinylchloridharzes (mittlerer Polymerisationsgrad P = 800) eines Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymeren, enthaltend 5 Gew.% Vinylacetat mit einer Harzkonzentration von 25 Gew.% und einer Konzentration an monomerem Vinylchlorid von 8.000 ppm einer Dampfbehandlung unterworfen. Das Ergebnis wird in Tabelle 1 gezeigt. Daraus geht hervor, dass auch bei einem Vinylchlorid-Copolymerharz die Dampfbehandlung gemäss der Erfindung in einem Plattenturm ausgezeichnete Ergebnisse liefert.

Vergleichsbeispiel 5

Die Behandlung gemäss Beispiel 5 wurde wiederholt mit der Ausnahme, dass die Vorrichtung gemäss Fig. 5, welches die gleiche war wie in Vergleichsversuch 1, verwendet wurde. Das Ergebnis wird in Tabelle 1 gezeigt. Daraus geht hervor, dass die Wirkung hinsichtlich der Entfernung des monomeren Vinylchlorids schlechter ist als beim Beispiel 5.

Beispiel 6

Unter Verwendung des im Beispiel 1 verwendeten Plattenturms wurde eine Aufschlämmung eines Vinylchloridharzes (mittlerer Polymerisationsgrad P = 1300) mit einer Vinylchloridharz-Konzentration von 25 Gew.% und einer Konzentration an monomerem Vinylchlorid von 40.000 ppm nach der Verfahrensweise gemäss Fig. 4 behandelt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 gezeigt.

80S381/0667

Aus der Tabelle geht hervor, dass auch bei einer hohen Konzentration an monomerem Vinylchlorid in der zu behandelnden Aufschlämmung die Abtrennung des monomeren Vinylchlorids mit dem Ansteigen des mittleren Polymerisationsgrades des Vinylchloridharzes leichter wird.

80S 381/0667

-Uo-

ο e r s e i I

Claims

Verfahren zur Entfernung von monomerem Vinylchlorid aus einer Aufschlämmung eines Vinylchlorxdharzes durch Dampf

PATENTANSPRÜCHE

Verfahren zur Entfernung von monomeren Vinylchlorid aus einem Harz wie auch aus dem Dispersionsmedium, bei dem eine wässrige Dispersion des Vinylchloridharzpulvers einen Plattenturm herunterfliesst, dadurch gekennzeichnet , dass die Entfernung des rückständigen Monomeren verbessert wird, indem man die wässrige Dispersion in einem Plattenturm über die Böden des Plattenturms fHessen lässt, wobei der Plattenturm eine Reihe von kanalähnlichen Fliesspfaden vom Einlass der Flüssigkeit bis zu deren Auslass aufweist, wobei der Auslass eines Bodens mit dem Einlass des nächsten Bodens durch eine Überfliesseinrichtung verbunden ist und ein Flüssigkeitsverschluss zwischen den Abständen der Böden vorliegt, dass

— 2 — ORIGINAL INSPECTED

809881/0667

man die wässrige Dispersion durch die kanalartigen Pfade fliessen lässt und Dampf durch eine grosse Zahl kleiner Löcher, die gleichmässig verteilt über die Oberfläche der Böden sind und einen Durchmesser von 0,5 bis 2 mm haben, wobei das Verhältnis der Gesamtsumme der Querschnittsfläche der Löcher zur Querschnittsfläche der Böden im Bereich von 0,04 bis 0,0004 liegt, einwirken lässt und der

Druck 0,803 bis 0,5 kg/cm Überdruck beträgt, die Temperatur 80 bis 110°C beträgt und die Verweilzeit auf den Böden 1 bis 60 Minuten ist.
2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der Plattenturm eine Kombination von zwei oder mehr als zwei Böden aufweist, dass eine Aufschlämmung eines Vinylchloridharzes vom oberen Ende des Turmes unter Aufrechterhaltung eines Flüssigkeitssiegels eingeführt wird und die behandelte Aufschlämmung am unteren Ende des Turmes auch unter Aufrechterhai tung eines Flüssigkeitssiegels entnommen wird, dass Dampf in das untere Ende des Turmes eingeblasen wird oder in die Bodenkammern, die sich mit und zwischen den Böden bilden, und dass man das abgetrennte monomere Vinylchlorid vom oberen Ende des Turmes zusammen mit dem erzeugten Dampf entnimmt.
3. Verfahren nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass die Temperatur der zugegebenen Aufschlämmung des Vinylchloridharzes im Bereich von 50 bis 80 C liegt, dass die Temperatur der auf den Böden zurückgehaltenen Aufschlämmung im Bereich von 50 bis 110 C liegt und die Temperatur der entnommenen Aufschlämmung

im Bereich von 60 bis 11O⁰C.

809881/0667
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verweilzeit der Aufschlämmung des Vinylchloridharzes im Bereich von 1 bis 90 Minuten, vorzugsweise 3 bis 60 Minuten und insbesondere 3 bis 30 Minuten beträgt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aus der Kolonne entnommene behandelte Aufschlämmung im Umlauf gehalten wird oder zusammen mit einer neuen Aufschlämmung eines Vinylchloridharzes zurückgeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zugegebene Aufschlämmung des Vinylchloridharzes einer Wärmeübertragung in einem Wärmeaustauscher mittels der entnommenen behandelten Aufschlämmung unterworfen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die entnommene behandelte Aufschlämmung durch plötzliches Entspannen in ein Vakuum gekühlt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das Vinylchloridharz ein Copolymeres aus Vinylchlorid mit einem anderen Vinylmonomeren ist und wenigstens 50 Gew.% an Vinylchlorideinheiten enthält.

809881/0667