DE2856135C2 - - Google Patents
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- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtrennen von ataktischen
Polymerisaten aus flüssigem Propylen. Zur Vereinfachung
wird nachstehend das das gelöste Polymerisat enthaltende,
flüssige Propylen als "Propylenlösung" bezeichnet.
Die sogenannte Massepolymerisation von Propylen, bei der die
Homopolymerisation oder die Copolymerisation von Propylen mit
einem ethylenisch ungesättigten Kohlenwasserstoffmonomer in
Suspension in flüssigem Propylen durchgeführt wird, ist bekannt.
Bei dieser Polymerisation wird ein Polymer-Nebenprodukt
(nachstehend als "ataktisches Polymerisat" bezeichnet) in einer
Lösung von flüssigem Propylen erhalten, nachdem das isotaktische
Polymerisat aus der erhaltenen Polymerisataufschlämmung
abgetrennt worden ist.
Bei bekannten Verfahren zur Abtrennung von ataktischen Polymerisaten
wird im einfachsten Fall der auf die Propylenlösung
einwirkende Druck etwa auf Atmosphärendruck abgesenkt, um dadurch
das Propylen aus der Propylenlösung zu verdampfen. Dieses
Verfahren ermöglicht ein Verdampfen des Propylens bei lediglich
geringer Erhitzung, und das ataktische Polymerisat kann in einfacher
Weise abgetrennt werden. Da jedoch dieses Verfahren die
Verdampfung einer großen Menge flüssigen Propylens unter vermindertem
Druck erfordert, muß das erhaltene Propylengas in industriellem
Maßstab erneut verflüssigt werden, um es der Polymerisation
wieder zuzuführen. Dieses Verfahren erfordert daher
einen Kompressor und ist im Hinblick auf die großen Anlagen und
die Energiekosten nachteilig.
Aus der US-PS 36 44 583 ist ein Verfahren bekannt, bei dem
Propylen unter Druck verdampft wird, um das ataktische Polymerisat
abzutrennen. Dieses Verfahren hat jedoch die folgenden
Nachteile:
- 1. Es ist ein Fraktionator mit vielen Sieben oder Blasen-Fraktionierungsböden erforderlich. Dabei können feine Teilchen des isotaktischen Polymerisats und des Katalysatorrests leicht an den Böden haften bleiben, während die das Polymerisat und den Rest enthaltende Propylenlösung dem Fraktionator zugeführt wird. Ferner ist der Separator kompliziert aufgebaut.
- 2. Der Wärmeübergangskoeffizient eines zum Verdampfen des Propylens verwendeten Wiedererhitzers nimmt ohne weiteres ab.
Ferner ist aus der JP-OS 5881/77 ein Verfahren bekannt, bei dem
eine Lösung eines ataktischen Polymerisats in flüssigem Propylen
unter einem Druck von 1,4 bis 4,1 MPa
erhitzt wird, um das Propylen zu verdampfen und das ataktische
Polymerisat im geschmolzenen Zustand abzutrennen. Dieses
Verfahren hat die folgenden Vorteile:
- 1. Durch Verdampfen des Propylens unter einem Druck von 1,4 bis 4,1 MPa kann das abgetrennte Propylengas lediglich durch Kühlen mit Industriewasser oder Luft leicht verflüssigt werden; daher ist zum Zurückführen des Propylens kein Kompressor erforderlich.
- 2. Unter hohem Druck ist im allgemeinen die Verdampfung von Propylen schwierig, da der Entspannungs-Effekt des Propylens aufgrund des Druckabfalls nicht erhalten werden kann; ferner sinkt der Wärmeübergangskoeffizient der Wandung eines Verdampfers, da diese durch das ataktische und das isotaktische Polymerisat sowie dem feinpulvrigen Katalysatorrest kontaminiert wird, oder der Verdampfer wird leicht blockiert. Bei dem Verfahren kann jedoch eine derartige Kontamination der Verdampferwände verringert werden, indem zunächst das Propylen in einem Verdampfer verdampft und danach das ataktische Polymerisat aus dem Propylen abgetrennt wird. In diesem Fall wird das Innere des Verdampfers mit mit hoher Geschwindigkeit strömendem flüssigem Propylen oder Propylengas ausgewaschen. Bei einem langen Produktionslauf ist jedoch die Verringerung des Wärmeübergangskoeffizienten sehr stark.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu
schaffen, das die Abtrennung von ataktischen Polymerisaten
über einen langen Zeitraum hinweg gestattet.
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß man das das
gelöste, ataktische Polymerisat enthaltende, flüssige Propylen
bei einem Druck von 1,4 bis 4,1 MPa zum
Verdampfen des Propylens in einem Verdampfer erhitzt, aus dem
verdampften Propylen das ataktische Polymerisat in geschmolzenem
Zustand abtrennt und die Temperatur des Propylendampfes
am Auslaß des Verdampfers bei 45 bis 90°C und die Temperatur des Heizmediums
für den Verdampfer bei 60 bis 150°C hält.
Ferner wird durch geeignete, erfindungsgemäße Maßnahmen, die
Standzeit des Verfahrens zum Abtrennen des ataktischen Polymerisats
weiter verlängert, indem man die normale Zuführungsgeschwindigkeit
der Propylenlösung zum Verdampfer während eines
sehr kurzen Zeitraums in regelmäßigen Zeitabständen erhöht und/oder
dem Verdampfer ein Lösungsmittel zuführt.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat mehrere Vorteile; so ist
die Temperatur des Propylendampfs am Auslaß des Verdampfers relativ niedrig und beträgt
45 bis 90°C und vorzugsweise 55 bis 75°C, so daß im Hinblick
auf das Phasengleichgewicht die in dem ataktischen Polymerisat
gelöste Propylenmenge erhöht ist. Ferner kann die Verminderung
des Wärmeübergangskoeffizienten der Wandung des Verdampfers
in erheblichem Maße minimalisiert werden. Darüber
hinaus ist die Temperatur des Heizmediums relativ niedrig und
beträgt 60 bis 150°C, vorzugsweise etwa 100 bis 120°C,
so daß selbst beispielsweise die Verwendung von heißem Wasser
oder Dampf niedriger Qualität, die von anderen Anlagen gewonnen
wurden, möglich und wirksam ist, so daß eine hohe Energieeinsparung
erzielt wird. Ferner kann der leichte Niederschlag
sowohl des mitgeführten, geschmolzenen, isotaktischen Polymerisats
als auch der Katalysatorreste auf der Wandung des
Verdampfers sowie eine Zersetzung der Katalysatorreste, was
zu der Erzeugung von korrodierendem Chlorwasserstoffgas führt,
und die Schwärzung der Katalysatorreste und des abgetrennten,
ataktischen Polymerisats, vermieden werden. Daher sind die
Verwendung von teuren, nicht korrodierenden Materialien und
die sorgfältige Wartung der Anlagen, die zum Verhindern von
Korrosion an den Anlagen erforderlich wären, nicht notwendig.
Wie vorstehend ausgeführt, kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
die Absenkung des Wärmeübergangskoeffizienten der Wandung
eines Verdampfers weitgehend vermindert werden. Diese Abnahme
des Wärmeübergangskoeffizienten kann weiter dadurch minimalisiert
werden, indem vorzugsweise eine oder beide der
nachstehenden Maßnahmen ergriffen werden. Eine derartige Maßnahme
besteht darin, die normale Zuführungsgeschwindigkeit der
Propylenlösung von Zeit zu Zeit während der Trennung für einen
kurzen Zeitraum zu erhöhen; zur Vereinfachung wird diese Maßnahme
nachstehend als "Impulszuführung" bezeichnet. Eine andere
Maßnahme besteht darin, bei der Zuführung der Propylenlösung
ein Lösungsmittel zuzugeben.
Im ersten Fall ist es bevorzugt, daß die Menge der Impulszuführung
mindestens das 1,1fache der mittleren Zuführungsgeschwindigkeit
der Propylenlösung beträgt und daß die Impulszuführung
während 0,5 bis 5 Sekunden in Intervallen von 5 Minuten
bis 12 Stunden erfolgt. Der obere Grenzwert für die Impulszuführung
hängt von dem Druckverlust in dem Verdampfer ab. Jedoch
beträgt die Impulszuführung vorzugsweise bis zum 10fachen
und besonders bevorzugt vom 1,3- bis 3fachen der
mittleren Zuführungsmenge der Propylenlösung. Ferner ist es
vorteilhaft, in Abhängigkeit von der Abnahmegeschwindigkeit
des Wärmeübergangskoeffizienten das Zeitintervall einzustellen.
Mit diesem Verfahren können Niederschläge des ataktischen Polymerisats,
der Katalysatorreste oder dergleichen an der Wandung
des Verdampfers wirksam verhindert werden. Bei einem langen
Produktionslauf ist es vorteilhaft, die Zuführung der Propylenlösung
zum Verdampfer vor der Impulszuführung zu unterbrechen.
Als zusätzliches Lösungsmittel sind Kohlenwasserstoffe mit 4
oder mehr, vorzugsweise bis zu 15 Kohlenstoffatomen, bevorzugt,
und Alkohole, Alkylenoxide oder deren Gemische. Als Kohlenwasserstoffe
mit 4 oder mehr Kohlenstoffatomen können gesättigte
oder ungesättigte, aliphatische Kohlenwasserstoffe und alicyclische
oder aromatische Kohlenwasserstoffe verwendet werden.
Beispiele hierfür sind Butan, Pentan, Hexan, Heptan, 1-Buten,
Cyclohexan, Naphthen, Benzol, Toluol und Xylol. Als Alkohole
kommen insbesondere solche mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen in
Frage, wie Methanol, Äthanol, Isobutanol und 2-Äthylhexanol.
Beispiele für Alkylenoxide sind Äthylenoxid und Propylenoxid.
Die Zuführungsmenge des Lösungsmittels beträgt vorzugsweise
1 bis 20, besonders bevorzugt 2 bis 5 Gewichtsprozent,
bezogen auf das Gewicht der Propylenlösung. Dadurch kann
eine Verminderung des Wärmeübergangskoeffizienten an der Wandung
des Verdampfers wirksamer verhindert werden. Diese Verminderung
kann weiter eingeschränkt werden, indem die beiden vorstehenden
Maßnahmen gleichzeitig angewendet werden.
Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die anliegende
Zeichnung näher erläutert, die ein Flußdiagramm einer Anlage
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt.
Im Anlagenteil 1 erfolgt der letzte Polymerisationsschritt,
bei dem die Homopolymerisation oder die Copolymerisation des
Propylens in dem flüssigen Propylen durchgeführt wird; ferner
weist die Anlage einen Turm 2, eine Versorgungsleitung 3 für
frisches, flüssiges Propylen, ein Druckminderventil 4, eine
Heizleitung 5, einen Separator 6, ein Drucksteuerventil 7, eine
Leitung 8 für das Heizmedium, einen Verdampfer 9, einen
Entspannungs-Behälter 10, ein Drucksteuerventil 11, einen
Separator 12, einen Kompressor 13, einen Rektifizierturm 14,
einen Kondensator 15, einen Behälter 16, eine Pumpe 17 und eine
Versorgungsleitung 18 für das Lösungsmittel auf.
Die Polymerisation erfolgt in einem oder mehreren Reaktoren.
Bei dem letzten Polymerisationsschritt 1 werden ein flüssiges,
in Propylen unlösbares, isotaktisches Polymerisat und ein
flüssiges, in Propylen lösliches, ataktisches Polymerisat
hergestellt. Das isotaktische Polymerisat wird zur Bildung
einer Polymerisataufschlämmung in dem flüssigen Propylen suspendiert.
Die Polymerisataufschlämmung vom Polymerisationsschritt 1
tritt in einem Turm 2 ein, wo das isotaktische Polymerisat und
das ataktische Polymerisat getrennt werden.
Abhängig von der Trenntechnik kann der Turm 2 unterschiedlich
aufgebaut sein. So wird bei intermittierenden Trenntechniken
die Polymerisataufschlämmung konzentriert, um das isotaktische
Polymerisat abzuscheiden, und die überstehende Flüssigkeit abgezogen,
worauf erneut frisches, flüssiges Propylen 3 zugegeben
wird und danach die Konzentration und der Niederschlag
usw. erfolgt. Techniken, bei denen die Konzentration und der
Niederschlag kontinuierlich erfolgen, können ebenso eingesetzt
werden wie Techniken, bei denen die Polymerisataufschlämmung
im Gegenstrom mit Propylen 3, das kein ataktisches Polymerisat
enthält, in Berührung gebracht wird. Jede Technik trennt die
Polymerisataufschlämmung in eine ein isotaktisches Polymerisat
enthaltende Phase und in eine ein gelöstes, ataktisches Polymerisat
enthaltende Phase. Diese Techniken sind beispielsweise
aus den US-PS 40 53 679 und 30 74 921 bekannt und können auf
das erfindungsgemäße Verfahren angewandt werden. Bei der praktischen
Anwendung dieser Techniken werden häufig Mittel zum Deaktivieren
oder Zersetzen der Katalysatoren zugegeben. In jedem
Fall werden flüssiges Propylen, das das gelöste, ataktische
Polymerisat enthält, und das flüssige Propylen, das suspendiertes,
isotaktisches Polymerisat enthält, intermittierend oder
kontinuierlich aus dem oberen bzw. aus dem unteren Teil des
Turms 2 abgezogen.
Der Druck in der isotaktischen Polymerisataufschlämmung wird
bis in die Nähe des Atmosphärendrucks abgesenkt, indem ein
Druckminderventil 4 betätigt wird. Das flüssige Propylen wird
durch ein Heizrohr 5 vollständig verdampft, und das verdampfte
Propylen und das isotaktische Polymerisat werden in
einem Separator 6, beispielsweise einem Cyclon oder einem
Entspannungs-Trichter voneinander getrennt. Dieses isotaktische Polymerisat
ist pulverförmig bis granular, und nach dem Vermischen
mit Additiven wird es als fertiges Produkt oder nach zusätzlicher
Granulation verwendet.
Das ein ataktisches Polymerisat enthaltende, flüssige Propylen
(Propylenlösung) wird einem Verdampfer 9 über ein Drucksteuerventil
7 zugeführt. Die Konzentration des ataktischen
Polymerisats in der Propylenlösung beträgt vorzugsweise
0,1 bis 5 Gewichtsprozent. Es können Verdampfer mit unterschiedlichem
Aufbau eingesetzt werden, jedoch sind rohrförmige Verdampfer
mit einem äußeren Heizmantel für ein Heizmedium bevorzugt.
Besonders bevorzugt sind sogenannte Doppelrohr-Verdampfer
mit einem einzigen, von dem Heizmantel umgebenen Rohr oder
vertikale Mehrrohrverdampfer mit 2 oder mehr Rohren in dem
Heizmantel. Die Kapazität des Verdampfers, d. h. beispielsweise
die Länge und der Innendurchmesser der Rohre sowie der Anzahl,
kann leicht und genau bestimmt werden, wobei unter anderem
die Zuführungsgeschwindigkeit der Propylenlösung berücksichtigt
wird.
Der Verdampfer wird auf eine geeignete Temperatur aufgeheizt,
indem ein Heizmedium in den Mantel durch ein Rohr 8 eingeleitet
wird. Als Heizmedium können heißes Wasser, Dampf oder ein
organisches Heizmittel (z. B. hochsiedende Lösungsmittel
oder heißes Öl) verwendet werden. Erfindungsgemäß
wird die Temperatur des Heizmediums auf 60 bis 150°C eingestellt,
so daß die Temperatur des Propylendampfs am Auslaß des Verdampfers 45 bis 90°C beträgt.
Die Strömungsgeschwindigkeit der Propylenlösung zum
Verdampfer wird vorzugsweise durch ein Drucksteuerventil 7
derart geregelt, daß das Niveau des flüssigen Propylens in dem
Turm 2 im wesentlichen konstant bleibt. Das flüssige Propylen
wird im wesentlichen in dem Verdampfer 9 verdampft. Der Druck
in dem Verdampfer 9 wird im Bereich von 1,4 bis 4,1 MPa
gehalten, und ist gleichzeitig um 0,2 bis 1,0 MPa
niedriger als der Druck in dem Turm 2 innerhalb
des vorstehenden Bereichs. In einigen Fällen kann jedoch der
Druck in dem Verdampfer 9 gegenüber dem in dem Turm 2 erhöht
werden, indem an den Auslaß des Turms 2 eine Druckerhöhungspumpe
angeschlossen wird.
Gegebenenfalls kann die vorstehend erwähnte Impulszuführung
des mindestens 1,1fachen der mittleren Zuführungsgeschwindigkeit
durch das Drucksteuerventil 7 erfolgen, das am Auslaß des
Turms 2 angeordnet ist. Dies bewirkt die Entfernung von Niederschlägen
von der Wandung des Verdampfers, so daß eine Verminderung
des Wärmeübergangskoeffizienten der Wandung wesentlich
wirkungsvoller verhindert wird. Eine größere Impulszuführung
ist wirksamer. Bei Anwendung der Impulszuführung wird
ein Teil des nicht verdampften, flüssigen Propylens einem
Entspannungsbehälter 10 zugeführt, jedoch ist
die Sammlung des flüssigen Propylens in dem Entspannungsbehälter 10
nicht problematisch, da die Dauer der Impulszuführung so kurz
ist, daß die Sammlung selbst sehr klein ist.
Ferner kann ein Lösungsmittel mit einem höheren Siedepunkt
als das Propylen dem Verdampfer 9 gegebenenfalls zugeführt
werden. Durch diese Maßnahme kann ebenso wie bei der vorstehend
erläuterten Maßnahme eine Verminderung des Wärmeübergangskoeffizienten
der Wandung des Verdampfers wirkungsvoller verhindert
werden. Beispielsweise ist es bei einem Verfahren mit
Rückgewinnung und Wiederverwendung des Lösungsmittels wirkungsvoll,
die Bodenflüssigkeit aus einem Rektifizierungsturm 14
so wie sie ist oder als flüssiges Gemisch mit dem Lösungsmittel,
mit Polymerisaten mit niedrigem Molekulargewicht und mit
einem in einem Rückgewinnungsbehälter 16 erhaltenen Mittel zum
Deaktivieren oder Zersetzen des Katalysators zum Einlaß des
Turms 2 oder zum Verdampfer 9 mit Hilfe einer Pumpe 17 zurückzuführen.
Im Rahmen der Erfindung können die beiden Maßnahmen,
d. h. die Impulszuführung und die Zugabe eines Lösungsmittels,
miteinander kombiniert werden. In diesem Fall kann die Verminderung
des Wärmeübergangskoeffizienten noch wirkungsvoller
verhindert werden.
Das flüssige Propylen wird in dem Verdampfer weitgehend verdampft
und tritt in den Entspannungs-Behälter 10 zusammen mit dem
verbliebenen unverdampften Propylen ein. In dem Entspannungs-Behälter
10 wird das Propylengas von den in dem flüssigen Propylen enthaltenen
Substanzen getrennt, z. B. Spuren des isotaktischen
Polymerisats, als Träger für den Katalysator verwendete Lösungsmittel,
Katalysatoren wie Organoaluminiumverbindungen und
Titanverbindungen, Polymerisate mit niedrigen Molekulargewichten
und Mittel zum Deaktivieren oder Zersetzen von Katalysatoren
sowie das ataktische Polymerisat.
Der Druck des ataktischen Polymerisats wird gegebenenfalls auf
Atomosphärendruck bis zu 1,1 MPa mit Hilfe eines
Ventils 11 vermindert, und das mitgenommene Propylen wird in
einem Separator 12 weiter getrennt. Das gewonnene ataktische
Polymerisat wird einer Verbrennungsstufe oder einer Brennstofferzeugungsstufe
mit Hilfe des im Separator herrschenden Drucks oder durch eine
geeignete Pumpe (z. B. Zahnradpumpe oder Schraubenpumpe)
zugeführt.
Bei der Wiederverwendung des Propylengases aus dem Entspannungsbehälter
10 wird das Gas zunächst einem Rektifizierungsturm 14
zugeführt, um die Komponenten mit einem höheren Siedepunkt als
das Propylen zu entfernen (z. B. einen Teil der als Träger für
den Katalysator verwendeten Lösungsmittel, niedrige Polymerisate
des Propylens und, wenn ein Lösungsmittel dem Verdampfer
zugeführt worden ist, ein Teil oder ein großer Anteil des Lösungsmittels).
Danach wird das Gas in einem Kondensator 15 in
einfacher Weise verflüssigt.
Gegebenenfalls wird das Propylen aus den Separatoren 6 und 12
durch einen Kompressor 13 komprimiert und dann zusammen mit
dem Propylen aus dem Entspannungs-Behälter 10 zum vorstehenden Verfahrensschritt zurückgeführt.
Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele näher erläutert.
Flüssiges Propylen mit 0,6 Gewichtsprozent ataktischem Polymerisat
wird dem Verdampfer 9 zugeführt und bei den folgenden
Betriebsbedingungen verdampft:
Wärmeübergangsfläche des Verdampfers | |
7,7 m² (Mehrfachrohranordnung; 22 Rohre; Rohrinnendurchmesser 15 mm) | |
Zuführung des flüssigen Propylens | 1 800 kg/h |
Temperatur des Heizmediums | 210°C |
Druck in dem Entspannungs-Behälter | 2,0 MPa |
Temperatur des Propylendampfs am Auslaß des Verdampfers | 124°C. |
Von dem verdampften Propylen wird eine Probe genommen und mit
Lackmuspapier geprüft; es zeigt sich eine saure Reaktion, die
auf die Erzeugung von Chlorwasserstoffgas hinweist.
Das ataktische Polymerisat in dem Entspannungs-Behälter 10 wird dem
Separator 12 zugeführt, wobei der Druck des Polymerisats durch
ein Drucksteuerventil 11 auf 0,11 MPa vermindert
wird. Nachdem das in dem Polymerisat enthaltende Propylen in
dem Separator weiter verdampft worden ist, wird das Polymerisat
abgezogen. Das ataktische Polymerisat ist schwarz und ruft
Reizungen hervor.
Das ataktische Polymerisat enthaltende flüssige Propylen (die
gleiche Propylenlösung wie beim Vergleichsbeispiel 1) wird
einem Einzelrohrverdampfer 9 zugeführt und unter den nachstehenden
Bedingungen verdampft:
Wärmeübergangsfläche des Verdampfers | |
3,6 m² (Einzelrohrverdampfer; Rohrinnendurchmesser 38 mm) | |
Zuführung des flüssigen Propylens | 1 600 kg/h |
Temperatur des Heizmediums | 210°C |
Druck in dem Entspannungs-Behälter | 2,0 MPa |
Temperatur des Propylendampfs am Auslaß des Verdampfers | 70°C (konstant). |
Zu Anfang wird Dampf dem Verdampfer durch ein Temperatursteuerventil
intermittierend zugeführt, und die Temperatur
des Heizmantels beträgt 106°C; im Verlauf von 8 Stunden steigt
die Temperatur in dem Heizmantel auf 190°C an.
Aus dem verdampften Propylen wird eine Probe entnommen und mit
Lackmuspapier geprüft; die Reaktion ist anfänglich neutral und
wird nach 8 Stunden schwach sauer.
Das gewonnene ataktische Polymerisat weist eine grün-braune
Farbe auf und ruft geringe Reizungen hervor.
Der gleiche Verdampfer wie beim Vergleichsbeispiel 1 wird unter
den nachstehenden Bedingungen betrieben:
Zuführung des flüssigen Propylens (gleiche Lösung wie beim Vergleichsbeispiel 1) | |
2 100 kg/h | |
Temperatur des Heizmediums | 113°C |
Druck in dem Entspannungs-Behälter 10 | 2,0 MPa |
Temperatur des Propylendampfs am Auslaß des Verdampfers | 60°C. |
Der Wärmeübergangskoeffizient des Verdampfers kann über 24 Stunden
bei 1 340 kJ/m² · h · K gehalten werden.
Das ataktische Polymerisat in dem Entspannungs-Behälter 10 wird dem
Separator 12 zugeführt, wobei der Druck des Polymerisats auf
0,11 MPa durch ein Drucksteuerventil 11 vermindert
wird. Das in dem Polymerisat enthaltene Propylen wird in dem
Separator weiter verdampft, und das Polymerisat wird abgezogen.
Das ataktische Polymerisat wird gewogen und hinsichtlich seiner
Zusammensetzung analysiert. Das nachstehende Ergebnis wird
erhalten:
Ataktisches Polymerisat | |
12,5 kg/h | |
Isotaktisches Polymerisat | 1,6 kg/h |
Flüchtige Bestandteile wie das Lösungsmittel | 3,5 kg/h |
Asche | 0,6 kg/h |
Das ataktische Polymerisat weist eine innere Viskosität von
0,03 und eine blaß-gelbe Farbe auf.
Die gleiche flüssige Propylenlösung wie beim Vergleichsbeispiel
1 wird dem gleichen Verdampfer zugeführt und unter den
folgenden Betriebsbedingungen verdampft:
Zuführung des flüssigen Propylens | |
1 800 kg/h | |
Temperatur des Heizmediums | 150°C |
Druck in dem Entspannungs-Behälter | 1,9 MPa |
Temperatur des Propylendampfs am Auslaß des Verdampfers | 70°C. |
Zunächst wird der Dampf durch ein Temperatursteuerventil intermittierend
zugeführt, und die Temperatur des Heizmantels
beträgt 104°C; im Verlauf von 8 Stunden steigt die Temperatur
auf 110°C und im Verlauf von 12 Stunden auf 150. Nach weiteren
15 Stunden kann die Temperatur des Propylendampfs am Auslaß des Verdampfers nicht auf 70°C
gehalten werden. Zu diesem Zeitpunkt erfolgt die Impulszuführung
des flüssigen Propylens durch das Steuerventil 7 unter
den nachstehenden Bedingungen in 30 Minuten Intervallen. Es
stellt sich wieder eine Temperatur von 70°C ein, kann jedoch
nach 46 Stunden nicht mehr auf diesem Wert gehalten werden.
Impulszuführung | |
etwa 3 600 kg//h | |
Dauer der Impulszuführung | 3 Sekunden |
Zeitintervall | 30 Minuten. |
Das verdampfte Propylen ist neutral, und das gewonnene ataktische
Polymerisat ist blaß-gelb und fettartig.
Bei der Impulszuführung gemäß Beispiel 2 wird die Zuführung
des flüssigen Propylens für 10 Sekunden unterbrochen, wobei
das Steuerventil für das Heizmedium so weit wie möglich offen
ist. Dadurch wird die Temperatur des Propylendampfs am Auslaß des Verdampfers selbst nach 48
Stunden auf 70°C gehalten, während die Temperatur des Heizmantels
lediglich auf 110°C ansteigt.
Wie beim Vergleichsbeispiel 2 wird die gleiche Anordnung unter
den gleichen Bedingungen betrieben mit der Ausnahme, daß die
Temperatur des Heizmediums 150°C beträgt. Die Dampftemperatur in
dem Heizmantel beträgt anfänglich 107°C, steigt jedoch im Verlauf
von 38 Stunden allmählich auf 150°C an, so daß die Temperatur
des Entspannungs-Behälters nicht auf 70°C gehalten werden kann.
Zu diesem Zeitpunkt wird die gleiche Impulszuführung wie bei
Beispiel 2 angewendet. Dadurch kann die Temperatur
des Propylendampfs am Auslaß des Verdampfers auf 70°C gehalten werden, obwohl die Temperatur des Heizmantels
im Bereich von 106 bis 145°C schwankt.
Beim Beispiel 4 wird das in dem Behälter 16 gewonnene Lösungsmittel
(hauptsächlich Heptan) dem Einlaß des Verdampfers in
einer Menge von 2,6 Gewichtsprozent, bezogen auf die flüssige
Propylenlösung, zugeführt. Dabei kann die Temperatur
des Propylendampfs am Auslaß des Verdampfers auf 70°C gehalten werden, obwohl die Temperatur des Heizmantels
im Bereich von 106 bis 143°C schwankt.
Beim Beispiel 5 wird die Zuführungsmenge des Lösungsmittels
auf 1,5 Gewichtsprozent, bezogen auf das flüssige Propylen,
vermindert. Die Temperatur des Propylendampfs am Auslaß des Verdampfers kann bei etwa 70°C gehalten
werden, sie fällt jedoch manchmal auf 65°C ab.
Die gleiche Anordnung wie beim Vergleichsbeispiel 2 wird unter
den nachstehenden Bedingungen betrieben:
Zuführung des flüssigen Propylens | |
1 500 kg/h | |
Temperatur des Heizmediums | 120°C |
Druck in dem Entspannungs-Behälter | 1,85 MPa |
Temperatur des Propylendampfs am Auslaß des Verdampfers | 65°C. |
Die Temperatur in dem Eintspannungs-Behälter kann selbst nach 48 Stunden
auf 65°C gehalten werden.
Claims (14)
1. Verfahren zum Abtrennen von in flüssigem Propylen gelösten
ataktischen Polymerisaten aus dem Propylen durch Erhitzen
des das ataktische Polymerisat enthaltende, flüssige Propylen
bei einem Druck von 1,4 bis 4,1 MPa in einem Verdampfer
und Überführen des erhaltenen Gemisches aus gasförmigem Propylen und geschmolzenem ataktischen Polymerisat in einen Entspannungsbehälter
zum Trennen des Gemisches,
dadurch gekennzeichnet, daß man die
Temperatur des Propylendampfes am Auslaß des Verdampfers bei 45°C bis 90°C und
die Temperatur eines Heizmediums für den Verdampfer bei
60°C bis 150°C aufrechterhält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der verwendete Verdampfer rohrförmig ausgebildet und mit einem Heizmantel
versehen ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der verwendete Verdampfer ein einzelnes, von einem Heizmantel umgebenes
Rohr ist.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der verwendete Verdampfer vertikal angeordnet ist und aus zwei oder mehr
in einem Heizmantel angeordneten Rohren besteht.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß während des Abtrennens die Zuführungsgeschwindigkeit
der flüssigen Propylenlösung zum Verdampfer von
Zeit zu Zeit für einen kurzen Zeitraum auf mindestens das 1,1fache
der mittleren Zuführungsgeschwindigkeit der Propylenlösung
erhöht wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Zuführungsgeschwindigkeit zum Verdampfer in Intervallen
von 5 Minuten bis 12 Stunden erhöht wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die erhöhte Zuführungsgeschwindigkeit jeweils während einer Dauer von 0,5
bis 5 Sekunden angewendet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zuführungsgeschwindigkeit der Lösung in Intervallen erhöht
wird, die abhängig von der Abnahmegeschwindigkeit des
Wärmeübergangskoeffizienten des Verdampfers eingestellt werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zufuhr der Propylenlösung zum Verdampfer
vor dem Anstieg der Zuführungsgeschwindigkeit unterbrochen wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß das flüssige Propylen zusammen mit 1 bis 20
Gewichtsprozent eines Lösungsmittels, bezogen auf die flüssige
Propylenlösung, dem Verdampfer zugeführt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
als Lösungsmittel Kohlenwasserstoffe mit 4 oder mehr Kohlenstoffatomen,
ein Alkohol, ein Alkylenoxid oder ein Gemisch dieser
Verbindungen verwendet wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Temperatur des Propylendampfes am Auslaß des Verdampfers auf 55 bis 75°C
und die Temperatur des Heizmediums auf 100 bis 120°C eingestellt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die erhöhte Zuführungsgeschwindigkeit der
flüssigen Propylenlösung zum Verdampfer so eingestellt wird, daß sie das 1,1- bis 10fache
der mittleren Zuführungsgeschwindigkeit der Propylenlösung beträgt.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
die erhöhte Zuführungsgeschwindigkeit der flüssigen Propylenlösung
zum Verdampfer so eingestellt wird, daß sie das 1,3- bis 3fache der mittleren Zuführungsgeschwindigkeit
der Propylenlösung beträgt.
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