DE2911294A1

DE2911294A1 - Verfahren zum behandeln einer polymeraufschlaemmung

Info

Publication number: DE2911294A1
Application number: DE19792911294
Authority: DE
Inventors: Charles Everett Bankston; Jun Dudley Willis Cheape
Original assignee: Monsanto Co
Current assignee: Monsanto Co
Priority date: 1978-03-23
Filing date: 1979-03-22
Publication date: 1979-10-04
Also published as: IT7921213A0; US4153787A; JPS54131687A; BE875033A; IT1112967B; NL7902211A; FR2420546A1; GB2017115A

Description

DR. BERG DIPL.-ING. STAPF DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAIR, _n ... , ,· _fl .

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PATENTANWÄLTE

Postfach 860245 · 8000 München 86

Anwälte: 29 929 ²²·

MONSANTO COMPANY
St. Louis, Missouri U.S.A.

Verfahren zum Behandeln einer Polymeraufschläiranung

Ansprüche

) 9*5272 Telegramme: ■■ ■ ^: i"¹ " 4 0 / U 7 t 1 Bankkonten: Hypo-Bank München «10122850

WS273 BERGSTAPFPATENT München (BLZ 70020011) Swift Code: HYPO DE MM

9882"4 TFXEX- Bayer Vercmsbank München 453100 (BLZ 70020270)

5*3310 05245WBERGd Postscheck Manchen 65343-308 (BLZ 70010080)

ORIGINAL INSPECTED

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Behandeln von Polymerisationsauf schlämmung.

Bei der Herstellung von Acrylsäurepolymeren für die Gewinnung von Fasern müssen die Polymer-Feststoffe aus einer Aufschi. ausgeschieden werden, welche aus nicht reagierten Monomeren oder einem Gemisch von nicht reagierten Monomeren und Wasser besteht. Dies kann in der Weise geschehen, daß die Aufsohl. abwärts durch eine Säule geleitet wird, während im Gegenstrom Dampf aufwärts durch die Säule geleitet wird, um der Suspension die nicht reagierten Monomere und/oder Wasser zu entziehen. Nach der Trennung des Wassers und der nicht reagierten Monomere von den Polymer-Feststoffen werden diese für die weitere Verarbeitung getrocknet. Bei der weiteren Verarbeitung wird das getrocknete Polymer in einem Lösungsmittel gelöst, so daß eine Spinnlösung entsteht, welche durch ein Filter hindurch einer Spinndüse zugeführt wird. Eine bei bekannten Verfahren der genannten Art auftretende Schwierigkeit besteht darin, daß sich innerhalb der Anlage abgebautes Polymer bildet, welches in dem Lösungsmittel nicht löslich ist und daher das Filter verstopft. Daraus ergeben sich äußerst kurze Standzeiten für das Filter. Es wurde festgestellt, daß ein Gehalt von nur 0,07 Gew.% des für die Spinnlösung verwendeten Polymers _und abgebautem Polymer eine-Verkürzung der Standzeit des Filters um den Faktor 10 bis 20 zur Folge hat.

Es wurde ferner festgestellt, daß mit den Innenwänden der Säule in Berührung kommende Polymerteilchen daran haften bleiben können und dabei aufgrund der angewendeten Temperaturen in sehr kurzer Zeit abbauen Erfindung richtet sich darauf, das Abbauen Polymer-Feststoffe zu verhindern und dadurch die Standzeit des Filters beträchtlich zu verlängern.

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JV

Die Erfindung schafft ein Verfahren zum Ausscheiden von nicht reagierten Monomeren aus einer Polymerisations aufschl. bei welchem eine solche Aufschi. aus Polymer-Feststoffen, nicht reagierten Monomeren und Wasser abwärts durch eine mehrere gelochte Böden enthaltende Säule geleitet wird, wobei gemäß der Erfindung vorgesehen ist, daß die über den einzelnen Böden liegenden Bereiche der Innenxvand der Säule nacheinander mit Wasser besprüht werden, wobei jeder Wandbereich mittels wenigstens zweier Düsen besprüht wird, welche so angeordnet sind, daß sie den betreffenden Wandbereich im wesentlichen vollständig bestreichen, und daß die Sprühdüsen intermittierend in einer solchen Reihenfolge betätigt werden, daß zu einem gegebenen Zeitpunkt jeweils nur eine Düse in Tätigkeit ist und sämtliche Düsen in der Säule innerhalb einer Zeitspanne von weniger als etwa 15 win betätigt werden. Die Reihenfolge der Betätigung läuft vorzugsweise innerhalb einer Zeitspanne von ca. 5 rain ab, wobei jede Düse über eine Zeitspanne von wenigstens 5 see in Tätigkeit ist.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert, deren einzige Figur eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht einer zum Durchführen des Verfahrens verwendbaren Säule mit einer Anordnung von Sprühdüsen darstellt.

Eine in der Zeichnung dargestellte Säule 11 für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält in gegenseitigen Abständen angeordnete Böden mit Öffnungen 13 für den Durchtritt einer abwärts durch die Säule 11 hindurch geleiteten Polymerisations-Aufschlämmung t Von einer Quelle 16 dem unteren Ende der Säule 11 zugeführter Dampf strömt in der Säule 11 im Gegenstrom zur Auf schl. aufwärts und verläßt die Säule über eine Abzugsleitung 17 unter Mitnahme von

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in Form von Dampf aus der Aufschi. aufgenommenen, nicht reagierten Monomeren. Die Aufschi. wird der Säule 11 über eine Zuleitung 18 zugeführt und verläßt sie über eine Auslaßleitung 19·

In der Umfangswand der Säule 11 sind mehrere Gruppen von Sprühdüsen 20 in der dargestellen Anordnung angebracht. Jede Gruppe enthält wenigstens zwei Düsen 20, welche so angeordnet sind, daß sie den über einem zugeordneten Boden 12 liegenden Bereich der Innenwand der Säule 11 im wesentlichen vollständig bestreichen. Vorzugsweise enthält jede Gruppe jedoch drei Düsen. Die Säule 11 enthält ferner eine v/eitere Gruppe von Düsen 21, welche unterhalb des untersten Bodens 12 angeordnet ist. Die Düsen 20, 21 sind so angeordnet, daß die von ihnen ausgehenden Sprühstrahlen die gesamte Innenwandfläche der Säule 11 im wesentlichen vollständig bestreichen.

Von einer Quelle 22 aus wird Wasser unter Druck über pneumatisch betätigbare Kugelventile 23 und Leitungen 24-den einzelnen Düsen zugeleitet. Jede zu einer Düse führende Leitung 24 enthält ein Kugelventil 23. Die Ventile 23 sind mittels einer herkömmlichen Steuereinrichtung 25 in zeitlicher Reihenfolge betätigbar. Die Reihenfolge ist so abgestimmt, daß zu jedem gegebenen Zeitpunkt jeweils nur eine Düse in Tätigkeit ist und daß sämtliche Düsen innerhalb einer Zeitspanne von fünfzehn Minuten, vorzugsweise fünf Minuten, betätigt werden. Dabei ist jede Düse über eine Zeitspanne von wenigstens etwa fünf Sekunden in Tätigkeit.

Die der Anlage über die Düsen zugeführte Wassermenge sollte nicht übermäßig groß sein, da der Entzug des überschüssigen Wassers beim anschließenden Trocknen des

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Polymers einen entsprechend hohen Energieaufwand erfordert. Die über die Düsen der Anlage zugeführte Wassermenge solte daher etwa 10 bis 30 Gew.% der Aufschi. vorzugsweise etwa 10 bis 20 Gew.% betragen.

Die zu behandelnde Aufschi. entsteht bei der Polymerisation von Acrylnitril mit anderen Monoölefin-Monomeren in einem herkömmlichen Verfahren. Die Polymerisation kann in Gegenwart von Wasser in einem Suspensionsverfahren oder auch allein in Gegenwart von nicht reagierten Monomeren ohne Wasserzusatz erfolgen. Im letzteren Falle setzt sich das Polymerisationsprodukt üblicherweise aus wenigstens etwa 35 Gew.% Acrylnitril und einem Überschuß von anderen, mit Acrylnitril kopolymerisierbaren Monoolefin-Monomeren zusammen. Mit Acrylnitril kopolymerisierbare Monoolefin-Monomere wie etwa Vinylbromid, Vinylidenchlorid, Vinylacetat usw. sind allgemein bekannt.

Die abwärts durch die Säule 11 hindurchgeleitete Polymerisationsauf schl. setzt sich bei Anwendung eines Suspensionsverfahrens aus etwa 8 bis 22 Gew.% Polymer— Feststoffen, 3 bis 10 Gew.% nicht reagierten Monoolefin-Konomeren und 68 bis 89 Gew./ Wasser zusammen. Ferner enthält die Aufschl. vernachlässigbare Mengen von Katalysatorresten und anderen Zusätzen. Diese haben jedoch keinen Einfluß auf das erfindungsgemäße Verfahren.

Vergleichsbeispiel I

Eine Acrylnitril-Polymerisationsreaktion wurde in einem Reaktionsgefäß durchgeführt. Das Gefäß hat ein Auslaßventil, welches so eingestellt ist, daß der Innendruck des Gefäßes beim Abziehen von fertiger Polymerisations-Aufschlämmung erhalten bleibt. Die Polymerisations aufschlämmung setzt sich aus ca. 12 Gew.% Polymer-Fes"·; st of -

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fen, ca. 5 Gew.% nicht reagierten Monomeren, und Wasser zusammen. Die Aufschi. wird abwärts durch eine mit Böden ausgerüstete Säule geleitet, während im Gegenstrom dazu Dampf aufwärts durch die Säule geleitet wird, um der Aufschl. die nicht reagierten Monomere zu entziehen. Die von nicht reagierten Monomeren im wesentlichen freie Auf schl. wird am unteren Ende der Säule abgezogen, gekühlt und mittels eines rotierenden Vakuumfilter gefiltert. Das aus dem Vakuumfilter entnommene feuchte Polymer wird erneut mit Wasser versetzt und nochmals mittels eines v/eiteren rotierenden Vakuumfilters gefiltert. Das aus dem zweiten !Filter entnommene feuchte Polymer wird pelletisiert, getrocknet und zu kleineren Teilchen vermählen. Anschließend wird das trockene. Polymer mit einem kalten Lösungsmittel, Dimethylacetamid, gemischt, so daß eine Spinnlösung entsteht. Diese wird durch eine Filterpresse geleitet, anschließend mittels eines Wärmetauschers erhitzt, mittels Kolbenfiltern gefiltert und durch eine Spinndüse hindurch zu Fasern extrudiert.

iJach Durchfluß von 31 710 kg der Spinnlösung durch die Filterpresse ist diese soweit verstopft, daß die Anlage stillgesetzt werden muß. Dies geschieht nach einer Zeitspanne von xveniger als 16 h.

Beispiel IIDas Verfahren nach Beispiel I wurde unter Anwendung der erfindungsgemäßen Wassersprühdüsen wiederholt. Wasser wird in veränderlichen Mengen von 4-5 bis 76 l/min und mit wechselnden Drücken von 1,75 bis 4,2 kp/cm zugeführt, wobei die Gesamtmenge des versprühten V/assers etwa 30 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der Aufschi., beträgt. Die Düsen werden so gesteuert, daß zu jedem Zeitpunkt jeweils nur eine Düse in Tätigkeit ist und einen Sprühstrahl mit einer Dauer von nur ca. 5 see abgibt. Die Reihenfolge der Betäti-

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gung der Düsen ist so bestimmt, daß zunächst die drei Düsen der obersten Gruppe in der Säule nacheinander, darauf die der näctefcunteren Gruppe usw. betätigt werden bis sämtliche-Düsen einmal in Tätigkeit waren, worauf dann die obersten Düsen erneut betätigt werden. Die gesamte Betätigungsfolge läuft innerhalb von ca. 3,5 ab.

Bei Anwendung dieses Verfahrens, wird die Standzeit des Filters mehr als verdoppelt. Der Gehalt an nicht reagierten Monomeren wird auf weniger als 5 Ppm verringert.

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-to-

Leerseite

Claims

DR. BERG DIPL.-ING. STAPF 2 911

DIPL.-ING. SCFWABE DR. OR. SANDMAIR

PATENTANWÄLTE Postfach 860245 · 8000 München 86

Anwaltsakte 29 929

P_a_t_e_n_t_a_n_s_£_r_ü_c_li_e

_viy Verfahren zum Ausscheiden von nicht reagierten Monomeren aus einer Polymeraufschlämmung, bei welchem eine Acrylnitril-Polymerisationssuspension aus 8 bis 22 Gew.% Polymer-Feststoffen, 3 bis 10 Gew.% nicht reagierten Monoolefin-Monomeren und 89 bis 68 Gew.% V/asser abwärts durch eine mehrere gelochte Böden enthaltende Säule geleitet wird, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die über den einzelnen Böden liegenden Bereiche der Innenwand der Säule mit V/asser besprüht werden, wobei jeder Bereich mittels wenigstens zweier Düsen besprüht wird, welche so angeordnet sind, daß der jeweilige Bereich von den Wassersprühstrahlen im wesentlichen vollständig bestrichen wird, und die Gesamtmenge des versprühten Wassers 10 bis 30 % des Gewichts der Aufschi. beträgt, und daß die Sprühdüsen intermittierend in einer solchen Reihenfolge betrieben werden, daß zu einem gegebenen Zeitpunkt jeweils nur eine der beiden Sprühdüsen in Tätigkeit ist und alle Sprühdüsen innerhalb einer Zeitspanne von weniger als ca. 15 min. betätigt werden.

■ff(0?9)9S8272 Telegramme: 9098 4 U) /071 1 Bankkonten: Hypo-Bank München 4410122850

9S8273 BERGSTAPFPATENT Manchen (BLZ 70020011) Swift Code: HYPO DE MM

988274 TELEX: Bayer Vereinsbank München 453100 (BLZ 70020270)

9S3310 0524560 BERG d Postscheck München 65343-808 (BLZ 70010080)
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ■ zeichnet, daß zu einem gegebenen Zeitpunkt jeweils nur eine Sprühdüse in der Säule in Tätigkeit ist und daß jede Sprühdüse wenigstens 5 see lang betätigt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Wandbereich mittels wenigstens dreier Düsen besprüht wird, welche gleichmäßig um den betreffenden Wandbereich herum angeordnet sind.

4-. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die unterhalb des untersten Bodens liegenden Wandbereiche der Säule mit Wasser besprüht werden.

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