DE3135787A1

DE3135787A1 - Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen trennung der polymeren von den monomeren

Info

Publication number: DE3135787A1
Application number: DE19813135787
Authority: DE
Inventors: Gabor Dr. 5060 Bergisch Gladbach Halmi; Jürgen 5160 Düren Ludwig
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1981-09-10
Filing date: 1981-09-10
Publication date: 1983-03-24
Also published as: JPS5857405A

Description

Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Trennung der
Polymeren von den Monomeren Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Trennung der Polymeren von den Monomeren eines aus einem Reaktor über eine Rohrleitung einem Filter zugeführten Polymer-Monomer-Gemisches durch Verdampfung der Monomeren.
Es ist bekannt, daß bei der Masse-Polymerisation, insbesondere niedrig siedende Monomere durch Entspannungsverdampfung von den Polymeren leicht abgetrennt werden können. Hierbei wird durch Wärmezufuhr das Monomer verdampft und in einem Filter vom Polymer abgetrennt. Die für die Verdampfung der Monomeren erforderliche Wärme wurde hierbei durch Aufheizung und Rückführung eines Teils des im Filter abgetrennten Monomergases gewonnen, das dem aus dem Reaktor austretenden Polymer-Monomer-Gemisch direkt zugeführt wurde. Da bei diesem bekannten Verfahren für die Rückführung der Monomergase neben Filter, Wärmetauscher, und Rohrleitungen auch ein besonderer Kompressor benötigt wird, ist dieses bekannte Verfahren mit hohen Investitions-und Betriebskosten behaftet.
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren zur kontinuierlichen Trennung der Polymeren von den Monomeren zu schaffen, das eine bedeutende Verringerung an Investitions- und Betriebskosten ermöglicht. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Verdampfung der Monomeren durch Erwärmung der Rohrleitung erfolgt, und zwar bei Temperaturen unterhalb der Polymerisationstemperatur.
Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen wird sehr vorteilhaft die Verdampfung des Monomers durch indirekte Beheizung der Rohrleitung erreicht, was nicht nur mit geringen Investitions- und Betriebskosten durchgeführt werden kann, sondern wodurch auch nachteilige Einflüsse auf das Polymer-Monomer-Gemisch und Ansatzbildungen in der Rohrleitung mit Sicherheit vermieden werden. Auch kann hierbei sehr vorteilhaft zur Aufheizung der Rohrleitung und damit Verdampfung der Monomeren in der Rohrleitung die Abwärme (Reaktionswärme) vom Reaktor genommen werden.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird als Heizmedium Flüssigkeit, insbesondere Wasser oder Sole, verwendet. Die Verwendung von Sole als Heizmedium ist insbesondere dann sehr vorteilhaft, wenn die Verdampfungstemperatur des Monomeren unter 0 0C liegt.
Um mit möglichst kleinen Heizflächen bei gleichmäßig niedriger Rohrwandtemperatur auszukommen, wird gemäß einer erfindungsgemäßen Weiterbildung das Heizmedium im Gleichstrom zu dem Polymer-Monomer-Gemisch in der Rohrleitung geführt.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Erläuterung einer in der Zeichnung schematisch dargestellten Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung.
Wie die Zeichnung zeigt, besteht die Vorrichtung zur Durchführung'des Verfahrens gemäß der Erfindung aus einem Reaktor 1, der über eine Rohrleitung 2 mit einem Filter 3 in Verbindung steht. Die Rohrleitung 2 ist außen von einem Rohr 4 umgeben. In dem Ringspalt zwischen Rohrleitung 2 und Rohrleitung 4 kann das Heizmedium strömen. Die beiden Enden des Rohres 4 sind mit einer Leitung5 verbünden, in der eine Pumpe und ein Wärmetauscher 7 vorgesehen sind.
Im Betrieb der in der Zeichnung schematisch dargestellten Vorrichtung wird das aus dem Reaktor 1 nach unten hin kontinuierlich austretende Polymer-Monomer-Gemisch über die Leitung 2 dem Filter 3 zugeführt und darin das in Dampfform vorliegende Monomer vom Polymer getrennt. Das Filter 3 kann beispielsweise als Tuchfilter ausgebildet sein. Das gasförmige Monomer wird hierbei aus dem Filter nach oben hin in Pfeilrichtung 8 abgezogen, während das Polymer aus dem Filter 3 nach unten hin in Pfeilrichtung 9 ausgetragen wird. Um das im Polymer-Monomer-Gemisch befindliche Monomer in Dampf überzuführen bzw. vollständig zu verdampfen, damit es im Filter 3 von Polymer abgetrennt werden kann, wird gemäß der Erfindung die Rohrleitung 2 mit Hilfe eines Heizmediums, welches in die Leitung 4 eingebracht und mit Hilfe der Pumpe 6 über die Leitung 5 im Kreislauf geführt wird, von außen her so stark erwärmt, daß die im Polymer-Monomer-Gemisch vorhandenen Monomere verdampfen und überhitzen und in Dampfform bis in den Filter 3 gelangen, wo sie von den Polymeren getrennt werden. Um hierbei das im Kreislauf durch die Leitungen 4 und 5 geführte Heizmedium auf die für die Verdampfung und Überhitzung der Monomeren jeweils erforderliche Temperatur einstellen und halten zu können, ist in der Leitung 5 der Wärmetauscher 7 vorgesehen. Der Wärmetauscher 7 kann hierbei sehr vorteilhaft mit Abwärme aus dem Reaktor 1 betrieben werden, so daß für die Verdampfung und Uberhitzung der Monomeren keine zusätzliche Energie benötigt wird. Die Verdampfung der Monomeren durch Erwärmung der Rohrleitung von außen, wie auch die nachfolgende Trennung der Monomeren von den Polymeren gemäß der Erfindung kann daher sehr vorteilhaft mit geringem Aufwand an Energie und Apparaten in sehr einfacher Weise durchgeführt werden. Um ein Anpolymerisieren der Monomeren an der Rohrwand zu vermeiden, muß an der Wand der Rohrleitung 2 eine Temperatur aufrechterhalten werden, die unterhalb der Polymerisationstemperatur liegt. Um die Wandtemperatur bei geringstmöglicher Wärmeübertragungsfläche unter der Polymerisationstemperatur zu halten, wird gemäß der Erfindung das Heizmedium in der Leitung 4 im Gleichstrom zu dem Polymer-Monomer-Gemisch in der Rohrleitung 2 geführt.
Al.s Heizmedien können hierbei sowohl Gase als auch Flüssigkeiten benutzt werden. Jedoch sind als Heizmedien Flüssigkeiten, wie Wasser oder Sole, den gasförmigen Medien vorzuziehen, insbesondere dann, wenn die Polymer-Monomer-Gemischtemperatur Werte unter dem Gefrierpunkt von Wasser annimmt.
Wie ferner in der Zeichnung gestrichelt dargestellt wurde, kann die Rohrleitung 4 auch in zwei voneinander getrennte Abschnitte I und II unterteilt werden, wobei beide AbSchnitte. für sich getrennt mit entsprechenden Heizmedien versorgt werden. Dies ist vor allem dann besonders zweckmäßig, wenn wenigstens ein Teil des Heizmediums als Kühlmedium verwendet werden soll. Wenn beispielsweise das Monomer Propylen ist, und der Druck in der Leitung 3 bar beträgt, bleibt die Temperatur in der Leitung bis zur vollständigen Verdampfung des Propylens -22 °C. Die entsprechende Wärme kann beispielsweise mit einer Kältesole bei Temperaturen um O OC zugeführt werden. Für die Überhitzung auf beispielsweise die Umgebungstemperatur von 25 OC muß dann der zusätzliche Abschnitt II der Rohrleitung mit einem wärmeren Medium beheizt werden.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur kontinuierlichen Trennung der Polymeren von den Monomeren eines aus einem Reaktor über eine Rohrleitung einem Filter zugeführten Polymer-Monomer-Gemisches durch Verdampfung der Monomeren, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampfung der Monomeren durch Erwärmung der Rohrleitung erfolgt, und zwar bei Temperaturen unterhalb der Polymerisationstemperatur.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Erwärmung der Rohrleitung von außen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekehnzeichnet, daß als Heizmedium Flüssigkeit, insbesondere Wasser oder Sole, verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizmedium im Gleichstrom zu dem Polymer-Monomer Gemisch in der Rohrleitung geführt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrleitung das Heizmedium wenigstens zum Teil mit so niedriger Temperatur zugeführt wird, daß es nach Verlassen der Rohrleitung als Kühlmedium verwendet werden kann.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen Reaktor (1), der über eine Rohrleitung (2) mit einem Filter (3) in Verbindung steht, sowie einer außen an der Rohrleitung angeordneten Heizung.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizung aus wenigstens einem Rohr (4) besteht, das die Rohrleitung (2) mantelförmig mit Abstand umgibt, und daß an dieses Rohr eine mit Pumpe (6) und Wärmetauscher (7) ausgestattete Leitung (5) für das Heizmedium angeschlossen ist.