DE60217874T2

DE60217874T2 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines vinylaromatischen polymers

Info

Publication number: DE60217874T2
Application number: DE60217874T
Authority: DE
Inventors: Jean-Marc Galewski
Original assignee: Ineos Europe Ltd
Current assignee: PetroIneos Europe Ltd
Priority date: 2001-07-30
Filing date: 2002-07-10
Publication date: 2007-07-05
Anticipated expiration: 2022-07-11
Also published as: US20040220382A1; CN1561347A; ATE352572T1; US20060286007A1; RU2304148C2; EP1414869A1; RU2004106150A; EP1414869B1; WO2003011916A1; DE60217874D1; US7112646B2; CN1240727C; FR2827868A1; US7288620B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines Polymers aus einem aromatischen Alkylen, wie Styrol, insbesondere umfassend einen Schritt der Rückgewinnung des nicht umgesetzten Monomers.
Es ist bekannte Praxis, aromatische Alkylenpolymere durch ein Verfahren der Massepolymerisation kontinuierlich herzustellen, insbesondere ein Homopolystyrol oder ein Copolymer von Styrol mit einer hohen Schlagfestigkeit („HIPS"), und das speziell durch Pfropfen auf einen Kautschuk modifiziert ist. Bei einem solchen Verfahren wird das Polymer zunächst kontinuierlich durch eine Massepolymerisation in dem flüssigen Monomer hergestellt. Dies ergibt daher eine Masse an Polymerschmelze, die in dem flüssigen Monomer dispergiert ist, die dann der Entgasung unterzogen wird, welche im allgemeinen durch den Ausdruck Entfernung der flüchtigen Bestandteile bekannt ist. Das Ziel der Entfernung der flüchtigen Bestandteile ist, das nicht-umgesetzte Monomer und flüchtige Verbindungen, wie Oligomere, die speziell während der Polymerisation gebildet werden, und möglicherweise Kohlenwasserstoff-basierende Verunreinigungen, die das Monomer begleiten, die im allgemeinen inert sind und einen niedrigen Siedepunkt haben, wie beispielsweise Ethylbenzol (EB), Cumen, n-Propylbenzol (NPB), Methylcyclohexan (MCH) und Ethyltoluol (ET), aus dem Polymer zu entfernen.
Es ist bekannte Praxis, die Entfernung der flüchtigen Bestandteile in einem oder bevorzugt mindestens zwei aufeinanderfolgenden Schritten unter einem Druck durchzuführen, der im allgemeinen kleiner als Atmosphärendruck ist, wie in den amerikanischen Patenten US 3 853 672 ; US 3 903 202 und US 3 928 300 und in der europäischen Patentanmeldung EP 0 323 428 beschrieben. Die Entfernung der flüchtigen Bestandteile ergibt einen oder mehrere Gasströme, die von dem Polymer abgetrennt sind, im allgemeinen umfassend das nicht-umgesetzte Monomer und flüchtige Verbindungen, die beispielsweise durch Kondensation rückgewonnen werden können. Die Menge an so rückgewonnenem Monomer ist im allgemeinen so groß, daß es aus wirtschaftlichen Gründen notwendig ist, das Monomer beispielsweise in die Polymerisation rückzuführen.
Bei einem kontinuierlichen Verfahren ist es daher selbstverständlich, daß das Rückführen des Monomers zwangsläufig zu einer Erhöhung der Konzentration an flüchtigen Verbindungen und speziell von Oligomeren in dem Polymerisationsmedium führt. Um die Qualität des Polymers, das bei einem hohen Gehalt hergestellt wird, zu halten, ist es notwendig geworden, die Menge an Oligomeren, die in die Polymerisation zurückkehren, zu überwachen und einzuschränken, und es ist daher wichtig, die Oligomere von dem Monomer, das während der Entfernung der flüchtigen Bestandteile rückgewonnen wurde, abzutrennen und zu entfernen bevor das Monomer beispielsweise in die Polymerisation zurückkehrt. Es ist bereits ein Verfahren für das Abtrennen der Oligomere von dem Monomer mittels Destillation vorgeschlagen worden, die gemäß einem Typ des „verzögerten" Betriebs („Off-line-Betrieb") durchgeführt wird. Jedoch weist dieses Verfahren viele Nachteile auf, speziell was die Flexibilität eines kontinuierlichen Verfahrens zur Herstellung eines Polymers, die Gleichmäßigkeit der Qualität des hergestellten Polymers und die Kosten des Verfahrens betrifft.
Das amerikanisches Patent US 3 886 049 beschreibt ein Verfahren zum Abtrennen der Oligomere von dem Monomer, on-line mit einem Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines aromatischen Alkylenpolymers, umfassend eine Entfernung der flüchtigen Bestandteile des Polymers in zwei aufeinanderfolgenden Schritten. Der Gasstrom, der aus dem ersten Schritt der Entfernung der flüchtigen Bestandteile resultiert, speist eine erste Zone, bekannt als eine „erste Kontaktier- und Abtrennungs- oder Abziehzone", wobei eine Gasphase, die relativ reich an Monomer ist, von einer flüssigen Phase abgetrennt wird. Die Gasphase wird an der Oberseite der ersten Zone rückgewonnen und nach der Kondensation in die Polymerisation rückgeführt. Die flüssige Phase, die relativ reich an Oligomeren ist, wird an der Unterseite der ersten Zone rückgewonnen und dann teilweise in die Oberseite der ersten Zone rückgeführt und teilweise über eine Spülung entfernt oder sogar in die Polymerisation rückgeführt. Der Gasstrom, der aus dem zweiten Schritt der Entfernung der flüchtigen Bestandteile resultiert, speist eine zweite Zone, bekannt als eine „zweite Kontaktierzone", bei der der Gasstrom in direkten Kontakt mit einem flüssigen Strom gebracht wird, abgeleitet von einem Teil der Flüssigkeit, die an der Unterseite dieser Zone austritt, nachdem er zuvor abgekühlt und gegebenenfalls mit einer frischen Zufuhr an flüssigem Monomer ergänzt worden ist. Die zweite Zone verhält sich im wesentlichen und ausschließlich wie ein Mischkondensator, so daß der Gasstrom, der diese Zone speist, vollständig kondensiert wird und eine vollkommen flüssige Phase bildet. Die vollkommen flüssige Phase tritt an der Unterseite der zweiten Zone aus und wird dann abgekühlt. Ein Teil der vollkommen flüssigen Phase wird dann in die zweite Zone rückgeführt, so daß der gesamte Gasstrom, der diese Zone speist, kondensiert wird. Der andere Teil der vollkommen flüssigen Phase wird in die erste Zone geführt, in der er in direkten Kontakt mit dem Gasstrom, der aus dem ersten Schritt der Entfernung der flüchtigen Bestandteile resultiert, gebracht wird.
Es ist beobachtet worden, daß das Verfahren, das durch das amerikanische Patent US 3 886 049 beschrieben ist, es nicht möglich macht, eine ausreichend effektive Trennung zwischen den Oligomeren und dem Monomer zu erreichen, und daß das so abgetrennte Monomer noch relativ große Mengen an Oligomeren enthält, so daß das so hergestellte Polymer von relativ mittelmäßiger Qualität ist.
Es ist nun ein Verfahren zur Überwindung der obengenannten Schwierigkeiten gefunden worden. Insbesondere ist ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines aromatischen Alkylenpolymers gefunden worden, das eine Entfernung der flüchtigen Bestandteile in mindestens zwei aufeinanderfolgenden Schritten umfaßt, und ein Verfahren, das für das kontinuierliche Abtrennen der Oligomere von dem Monomer in den Gasströmen, die aus der Entfernung der flüchtigen Bestandteile resultieren, ausreichend effektiv ist, um so das Monomer mit einem sehr niedrigen Gehalt an Oligomeren, beispielsweise einem Gehalt von weniger als 1 Gew.-%, bevorzugt weniger als 0,1 Gew.-% oder sogar weniger als 0,01 Gew.-% rückgewinnen zu können.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur kontinuierliche Herstellung eines aromatischen Alkylenpolymers, umfassend eine Massepolymerisation des aromatischen Alkylens, um so eine Masse an Polymerschmelze zu bilden, die dann einer Entfernung der flüchtigen Bestandteile in mindestens zwei aufeinanderfolgenden Schritten unterzogen wird, um so das Polymer von nicht-umgesetztem Monomer und Oligomeren, die zumindest teilweise während der Polymerisation gebildet werden, abzutrennen, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß

– ein erster Gasstrom, der von dem Polymer in dem ersten Schritt der Entfernung der flüchtigen Bestandteile abgetrennt wurde, zu einer ersten Zone Z1 zur direkten Kondensation und Fraktionierung befördert wird, wobei ein Gasstrom G1, der im wesentlichen das Monomer umfaßt, von der Oberseite von Z1 entfernt wird, während ein flüssiger oligomerreicher Strom L1 von der Unterseite von Z1 entfernt wird, wobei ein Teil des flüssigen Stroms L1 abgenommen, abgekühlt und dann zu Z1 rückgeführt wird, damit dieser teilweise durch direkten Kontakt des ersten Gasstroms in Z1 kondensiert,
– ein zweiter Gasstrom, der von dem Polymer in dem zweiten Schritt der Entfernung der flüchtigen Bestandteile abgetrennt wurde, zu einer zweiten Zone Z2 zur direkten Kondensation und Fraktionierung befördert wird, wobei diese Zone auch mit dem anderen Teil des flüssigen Stroms L1, der aus Z1 stammt, gespeist wird, damit dieser teilweise durch direkten Kontakt des zweiten Gasstroms in Z2 kondensiert, wobei ein Gasstrom G2, der das Monomer umfaßt, von der Oberseite von Z2 entfernt wird, während ein flüssiger Strom L3, der im wesentlichen die Oligomere umfaßt, von der Unterseite von Z2 entfernt wird.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Rückgewinnung von Monomer in einem Verfahren zur Herstellung eines aromatischen Alkylenpolymers, umfassend eine Massepolymerisation des aromatischen Alkylens, um so eine Masse an Polymerschmelze zu bilden, die dann einer Entfernung der flüchtigen Bestandteile in mindestens zwei aufeinanderfolgenden Schritten unterzogen wird, um so das Polymer von nicht-umgesetztem Monomer und Oligomeren, die zumindest teilweise während der Polymerisation gebildet werden, abzutrennen. Das Verfahren und die Vorrichtung zur kontinuierlichen Rückgewinnung des Monomers sind in jeglicher Hinsicht identisch mit dem Verfahren und der Vorrichtung, die zuvor und anschließend beschrieben sind.
1 und 2 zeigen graphisch Verfahren und Vorrichtungen zur Durchführung der vorliegenden Erfindung, speziell Verfahren und Vorrichtungen zur kontinuierlichen Herstellung eines aromatischen Alkylenpolymers und/oder Verfahren und Vorrichtungen zur kontinuierlichen Rückgewinnung von Monomer bei einer solchen Herstellung.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann es besonders vorteilhaft sein, zumindest einen Teil des Gasstroms G1, der von der Oberseite von Z1 entfernt wurde, speziell nach Kondensation und gegebenenfalls Abkühlung (oder sogar Unterkühlung) rückzugewinnen, dann bevorzugt in Form eines flüssigen Stroms direkt oder indirekt in die Polymerisation des aromatischen Alkylens rückzuführen, und/oder bevorzugt in Form eines flüssigen Stroms direkt oder indirekt in eine Herstellungseinheit des aromatischen Alkylens zu befördern. Außerdem kann mindestens ein (anderer) Teil des Gasstroms G1 vorteilhaft rückgewonnen und nach Kondensation und gegebenenfalls Abkühlung (oder sogar Unterkühlung) in Form eines flüssigen Stroms in Z1 bevorzugt in den oberen Teil (oder obere Hälfte) von Z1 und speziell in die Oberseite von Z1 rückgeführt werden, um so insbesondere den direkten Flüssigkeits-/Gas-Kontakt in Z1 zu intensivieren, und um daher die Extraktion der schwersten Verbindungen, speziell der Oligomere, in dem Gasstrom, der aus dem ersten Schritt der Entfernung der flüchtigen Bestandteile resultiert, zu verbessern. Unter diesen Bedingungen kann der obere Teil (oder obere Hälfte) von Z1 gemäß einem verbesserten Verfahren zur Extraktion der Oligomere vorteilhaft fungieren.
Vor seiner Rückführung in Z1 kann der Teil, der aus dem flüssigen Strom L1 entnommen wurde, welcher von der Unterseite von Z1 entfernt wurde, vorteilhafterweise auf eine Temperatur abgekühlt werden, so daß sich das resultierende Gemisch in Z1 an dem Rückführungspunkt von L1 bei einer Temperatur nahe seinem Taupunkt befindet. Daher kann der Teil von Z1, der sich in dem Bereich von und speziell unter dem Rückführungspunkt des Teils befindet, der aus L1 entnommen wurde, gemäß einer „Sättigungsweise" fungieren. Die Abkühlung des Teils, der aus L1 entnommen wurde, weist den Vorteil der Verringerung oder sogar Vermeidung jeglicher unerwünschter Polymerisation und/oder Oligomerisation in Z1 auf. Der Teil, der aus L1 entnommen wurde, kann ebenso mit dem speziellen Zweck der Überwachung und Kontrolle des Gehalts an Flüssigkeit in Z1 und insbesondere in der Unterseite von Z1 abgekühlt werden. Unter diesen Bedingungen kann der Teil von Z1, der sich unter dem Rückführungspunkt des Teils befindet, der aus L1 entnommen wurde, gemäß einer verbesserten Weise der direkten Kondensation (und/oder speziell der Sättigung) durch Flüssigkeits-/Gas-Kontakt fungieren. Der Rückführungspunkt des Teils, der aus L1 entnommen wurde, kann sich in dem mittleren Teil von Z1 befinden. Er kann sich insbesondere an einem Punkt von Z1 befinden, so daß er in Z1 zwei einzelne Teile durch ihre Funktion begrenzt:
einen oberen Teil (oder obere Hälfte) für die „Fraktionierung" oder „Extraktion" der schwersten Verbindungen, speziell der Oligomere, die speziell an der Oberseite durch die Entfernung des Gasstromes G1, der im wesentlichen das Monomer umfaßt, enden, und
einen unteren Teil (oder untere Hälfte) für die "direkte Kondensation" (und/oder speziell zur Sättigung), bei der speziell der erste Gasstrom, der aus dem ersten Schritt der Entfernung der flüchtigen Bestandteile resultiert, teilweise durch direkten Flüssigkeits-/Gas-Kontakt, insbesondere aufgrund der Rückführung des Teils, der aus dem abgekühlten L1 ent nommen wurde, kondensiert (und/oder speziell gesättigt) wird, und der sich insbesondere an der Unterseite durch die Entfernung des flüssigen oligomerreichen Stroms L1 befindet.
Der obere Teil von Z1 (bekannt als der „Fraktionierungs"- oder „Extraktions"-Teil) kann einer Höhe entsprechen, die von dem Rückführungspunkt des Teils, der aus L1 entnommen wurde, bis zu der Oberseite von Z1 reicht, äquivalent zu einer Zahl von theoretischen Böden zwischen 1 und 15 und bevorzugt 1 und 6. Mit dem Ziel der Verbesserung der direkten Kondensation in Z1 ist es bevorzugt, den ersten Gasstrom, der aus dem ersten Schritt der Entfernung der flüchtigen Bestandteile resultiert, in den Teil von Z1, der unter dem Rückführungspunkt des Teils, der aus L1 entnommen wurde, liegt, in Z1, bevorzugt in den unteren Teil (oder untere Hälfte) von Z1 und insbesondere am Boden von Z1 einzuführen. Die Zone Z1 kann vorteilhafterweise in Abwesenheit jeglicher konventioneller Erhitzungsmittel, die speziell an der Unterseite von Z1 angebracht sind, beispielsweise in Abwesenheit eines Kochkessels fungieren. Eine solche Abwesenheit weist ebenso den Vorteil der Verringerung oder Vermeidung jeglicher unerwünschter Polymerisation und/oder Oligomerisation in Z1 auf.
Es ist beobachtet worden, daß, wenn die Entfernung der flüchtigen Bestandteile in mindestens zwei aufeinanderfolgenden Schritten durchgeführt wird, noch eine beträchtliche Menge der Oligomere (etwa 20 bis 40% der Gesamtmenge an Oligomeren, die in dem Polymer vor der Entfernung der flüchtigen Bestandteile existieren) in der Masse der Polymerschmelze nach dem ersten Schritt der Entfernung der flüchtigen Bestandteile vorliegt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der zweite Gasstrom, der aus diesem zweiten Schritt resultiert, in eine zweite Zone Z2 mit der zweifachen Funktion der direkten Kondensation und Fraktionierung befördert. Außerdem ist eines der wesentlichen Elemente der vorliegenden Erfindung das der Speisung von Z2 mit dem anderen Teil des flüssigen Stroms L1, der aus der Unterseite von Z1 stammt, der reich an Oligomeren ist. Insbesondere speist der andere Teil des flüssigen Stroms L1 Z2 an einem Punkt in Z2, der bevorzugt über dem Punkt liegt, an dem der zweite Gasstrom, der aus dem zweiten Schritt der Entfernung der flüchtigen Bestandteile resultiert, Z2 speist, und insbesondere in einem Punkt, der in dem mittleren Teil von Z2 liegt. Außerdem führt der zweite Strom, der aus dem zweiten Schritt der Entfernung der flüchtigen Bestandteile resultiert, bevorzugt in den unteren Teil (oder die untere Hälfte) von Z2 und speziell in die Unterseite von Z2 hinein.
Der Punkt, in den Z2 mit dem anderen Teil des flüssigen Stroms L1 gespeist wird, kann in einem Punkt von Z2 liegen, so daß er in Z2 zwei separate Teile durch ihre Funktion begrenzt:

– einen oberen Teil (oder obere Hälfte) für die „Fraktionierung" oder „Extraktion" der schwersten Verbindungen, speziell der Oligomere, und der insbesondere an der Oberseite durch Entfernung des Gasstroms G2, der das Monomer umfaßt, endet, und
– einen unteren Teil (oder untere Hälfte) für die „direkte Kondensation" (und/oder speziell zur „Sättigung"), bei der speziell der zweite Gasstrom, der aus dem zweiten Schritt der Entfernung der flüchtigen Bestandteile resultiert, teilweise durch direkten Flüssigkeits-/Gas-Kontakt insbesondere mittels Führen des anderen Teils von L1 in Z2 kondensiert (und/oder speziell gesättigt) wird, und der insbesondere am Boden durch Entfernen des flüssigen Stroms L3, der im wesentlichen die Oligomere umfaßt, endet.

Der obere Teil von Z2 (für die „Fraktionierung" oder „Extraktion") kann einer Höhe entsprechen, die von dem Punkt, bei dem Z2 mit L1 gespeist wird, bis zur Oberseite von Z2 reicht, äquivalent zu einer Zahl an theoretischen Böden zwischen 1 und 15 und bevorzugt 1 und 6. Der untere Teil von Z2 kann ebenso gemäß einer „Sättigungsweise" fungieren, speziell mittels Führen des anderen Teils des flüssigen Stroms L1 in Z2.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Gasstrom G2, der das Monomer umfaßt, von der Oberseite von Z2 entfernt. Der Gasstrom G2 kann vorteilhaft rückgewonnen werden, speziell nach der Kondensation und gegebenenfalls Abkühlung (oder sogar Unterkühlung), um so einen flüssigen Strom L2 zu bilden. Dieser Strom kann direkt oder indirekt in die Polymerisation des aromatischen Alkylens und/oder in eine Einheit zur Herstellung des aromatischen Alkylens befördert werden. Jedoch ist es bevorzugt, daß der flüssige Strom L2 mindestens teilweise direkt oder indirekt in Z1, bevorzugt in den oberen Teil (oder die obere Hälfte) von Z1, speziell in die Oberseite von Z1 befördert wird. Der andere Teil des flüssigen Stroms L2 kann vorteilhaft in Z2, bevorzugt in den oberen Teil (oder die obere Hälfte) von Z2, speziell in die Oberseite von Z2 rückgeführt werden, und um insbesondere den direkten Flüssigkeits-/Gas-Kontakt in Z2 zu intensivieren, und um die Extraktion der schwersten Verbindungen, speziell der Oligomere, in Z2 zu verbessern.
Der Gasstrom G2, der von der Oberseite von Z2 entfernt wurde, kann vorteilhaft kondensiert, gegebenenfalls abgekühlt (oder sogar unterkühlt) und ebenso fraktioniert werden, beispielsweise durch Phasentrennung (speziell eine flüssige Phase und eine Gasphase) oder durch Dekantierung (speziell zwischen zwei nicht-mischbaren flüssigen Phasen). Insbesondere kann eine solche Fraktionierung so durchgeführt werden, daß von dem flüssigen Strom L2 jede ohne weiteres fraktionierbare oder unlösliche (oder nicht-mischbare) Verbindung in dem Monomer abgetrennt wird, und daher speziell ein gereinigter flüssiger Strom L2, der im wesentlichen das Monomer umfaßt, isoliert wird, beispielsweise vor dessen Rückführen in die Polymerisation und/oder in die Einheit zur Herstellung des aromatischen Alkylens oder dessen Rückführen bevorzugt in Z1 und gegebenenfalls dessen Rückführen in Z2. Es ist beispielsweise möglich, jedes zusätzliche oder jegliches Extraktionsmittel (Abziehhilfsmittel), das speziell während der Entfernung der flüchtigen Bestandteile verwendet wird oder stärker bevorzugt zu dem Polymer zwischen den zwei aufeinanderfolgenden Schritten der Entfernung der flüchtigen Bestandteile zugegeben wird, von dem flüssigen Strom L2 mit dem Ziel der Erleichterung der Abtrennung zwischen dem Polymer und den flüchtigen Verbindungen abzutrennen und zu entfernen. Unter den verwendeten Additiven oder Abziehhilfsmitteln kann Wasser oder Kohlendioxid erwähnt werden. Das Wasser kann beispielsweise von dem flüssigen Strom L2 durch Dekantierung abgetrennt und entfernt werden, unter Berücksichtigung der Tatsache, daß das Wasser eine unlösliche (nicht-mischbare) flüssige Phase in dem Monomer bildet. Das Kohlendioxid kann beispielsweise von dem flüssigen Strom L2 durch Phasentrennung abgetrennt und entfernt werden, unter Berücksichtigung der Tatsache, daß das Kohlendioxid im allgemeinen zum Zeitpunkt der Kondensation und der optionalen Abkühlung des Gasstroms G2 gasförmig bleibt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann es besonders vorteilhaft sein, in Z1 mindestens einen Teil des flüssigen Stroms L2, der im wesentlichen das Monomer umfaßt, das aus dem zweiten Schritt der Entfernung der flüchtigen Bestandteile rückgewonnen wird und frei von den meisten der schwersten Verbindungen, speziell den Oligomeren ist, zu befördern. Daher ist es an der Oberseite von Z1 möglich, alle Monomere, die aus den zwei Schritten der Entfernung der flüchtigen Bestandteile stammen und frei von Oligomeren sind, zu sammeln und zu konzentrieren. Der Gasstrom G1, der von der Oberseite von Z1 entfernt wurde, kann dann speziell nach der Kondensation und gegebenenfalls Abkühlung (oder sogar Unterkühlung) in Form eines flüssigen Stroms, der im wesentlichen das Monomer mit einem extrem niedrigen Oligomergehalt, speziell von weniger als 1 Gew.-%, bevorzugt von weniger als 0,1 Gew.-% oder sogar weniger als 0,01 Gew.-%, umfaßt, rückgewonnen werden.
Ein anderer interessanter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, daß man in der Lage ist, an einem einzelnen Punkt des Verfahrens, insbesondere in der Unterseite von Z2, alle Oligomere, die aus den zwei Schritten der Entfernung der flüchtigen Bestandteile rückgewonnen wurden, zu sammeln und zu konzentrieren. Es ist daher besonders vorteilhaft, von der Unterseite von Z2 einen flüssigen Strom L3, der im wesentlichen die Oligomere umfaßt, die frei von dem Monomer sind und beispielsweise einen extrem niedrigen Monomergehalt, bevorzugt weniger als 10 Gew.-%, speziell weniger als 5 Gew.-%, insbesondere weniger als 1 Gew.-% oder sogar weniger als 0,5 Gew.-% aufweisen, zu entfernen. Der flüssige Strom L3 wird im allgemeinen aus dem Verfahren entnommen und kann beispielsweise ohne weiteres rückgewonnen und sogar in anderen Verfahren oder Anwendungen verbessert werden, speziell entweder als energetisches Material in einem Müllverbrennungsofen, einer Destillierblase oder einem Kraftwerk oder als Ausgangsmaterial in einer thermischen oder katalytischen Krackanlage, die Alkane oder Olefine herstellen kann. Der extrem niedrige Monomergehalt des flüssigen Stroms L3 zeigt schon, wie effizient das vorliegende Verfahren beim Abtrennen des nicht umgesetzten Monomers von den Oligomeren ist, und sogar, wie viel die Ausbeute zur Herstellung eines aromatischen Alkylenpolymers erhöht werden kann, insbesondere wenn das Monomer, das in dem Gasstrom G1 rückgewonnen wird, direkt oder indirekt in die Polymerisation des aromatischen Alkylens rückgeführt wird.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist besonders vorteilhaft, wenn zwischen den zwei aufeinanderfolgenden Schritten der Entfernung der flüchtigen Bestandteile ein Abziehhilfsmittel zu der Polymerschmelze, das bevorzugt aus Verbindungen ausgewählt ist, die in dem Monomer unlöslich (oder nicht-mischbar) sind, und speziell aus Kohlendioxid und bevorzugt Wasser ausgewählt ist, in einer Menge zwischen 0,5 und 5 Gew.-% und speziell 1 und 3 Gew.-%, bezogen auf das Polymer, zugegeben wird. Das so aus der Polymerschmelze mit dem Abziehhilfsmittel gebildete Gemisch wird bevorzugt in einem statischen Mischer hergestellt, bevor es dem zweiten Schritt der Entfernung der flüchtigen Bestandteile unterzogen wird. Es ist besonders vorteilhaft, überhitztes Wasser zu verwenden, beispielsweise bei einer Temperatur von 180 bis 240°C, da das überhitzte Wasser dann gleichzeitig als Abziehhilfsmittel, um die Entfernung der flüchtigen Bestandteile zu erleichtern, und als eine Wärmezu fuhr, speziell in der Funktion der zweiten Zone Z2, wodurch die Wärmebilanz dieser Zone verbessert wird, und wodurch es möglich gemacht wird, die Verwendung eines Kochkessels an der Unterseite von Z2 zu vermeiden, fungieren kann.
Jedoch kann, obwohl das Verfahren die Zugabe eines Abziehhilfsmittels während der Entfernung der flüchtigen Bestandteile nicht umfaßt, überhitzter Dampf zu der Masse der Polymerschmelze während des zweiten Schrittes der Entfernung der flüchtigen Bestandteile, oder bevorzugt zu dem zweiten Gasstrom, der aus dem zweiten Schritt der Entfernung der flüchtigen Bestandteile resultiert, vor oder nach seiner Einführung in Z2, oder speziell direkt in die zweite Zone Z2, und stärker bevorzugt am Boden von Z2 zugegeben werden. In jedem Fall fungiert der so zugegebene überhitzte Dampf im wesentlichen als eine Zufuhr von Wärme in Z2, verbessert vorteilhafterweise die Wärmebilanz dieser Zone und erleichtert ebenso die Abtrennung zwischen dem Monomer und den Oligomeren in dieser Zone. Die Zone Z2 kann daher vorteilhafterweise in Abwesenheit von jeglichen konventionellen Mitteln des Erhitzens, speziell angeordnet am Boden von Z2, beispielsweise in Abwesenheit eines Kochkessels fungieren. Eine solche Abwesenheit weist den Vorteil der Verringerung oder Vermeidung jeglicher unerwünschter Polymerisation und/oder Oligomerisation in Z2 auf.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung führt zur kontinuierlichen Herstellung eines aromatischen Alkylenpolymers. Der Ausdruck „aromatisches Alkylenpolymer" bedeutet im allgemeinen aromatische Alkylenhomopolymere und Copolymere, die mindestens 50 Gew.-% aromatisches Alkylen enthalten. Der Ausdruck „aromatisches Alkylen" bedeutet im allgemeinen vinylaromatische Monomere, insbesondere Styrolmonomere, beispielsweise Styrol oder alpha-Methylstyrol. Die Copolymere können Copolymere eines aromatischen Alkylens mit einem Nitril, insbesondere Acrylnitril, wie ein Copolymer von Styrol mit Acrylnitril (SAN) oder ein Copolymer von Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), oder ein Copolymer von Styrol mit einem Acryl- oder Methacrylsäureester, oder alternativ ein Styrolcopolymer mit einer hohen Schlagfestigkeit („HIPS"), insbesondere modifiziert durch Pfropfen auf einen natürlichen oder synthetischen Kautschuk, wie ein Polymer eines Diens, speziell eines 1,3-konjungierten Diens, beispielsweise eines Polybutadiens oder eines Polyisoprens, sein.
Das aromatische Alkylenpolymer wird kontinuierlich durch eine Massepolymerisation, im allgemeinen eine Radikalkettenpolymerisation, initiiert entweder thermisch oder mit Hilfe von mindestens einem freie Radikale erzeugenden Polymerisationsinitiator, speziell einem Peroxid, einem Hydroperoxid oder einem organischen Peroxyester, beispielsweise einem der Initiatoren, die in Kunststoffe 80 (1990), 7, Seiten 830 bis 837 genannt werden, hergestellt. Die Massepolymerisation wird im allgemeinen in Gegenwart des flüssigen Monomers und gegebenenfalls in Gegenwart von einer oder mehreren Kohlenwasserstoff-basierenden Verunreinigungen, die das Monomer begleiten, die im allgemeinen inert sind und einen niedrigen Siedepunkt haben, wie beispielsweise EB, Cumen, NPB, MCH und ET, durchgeführt. Die Kohlenwasserstoff-basierende(n) Verunreinigung oder Verunreinigungen, die das Monomer begleitet/begleiten, kann/können in dem Massepolymerisationsmedium in einer Menge zwischen 0,1 und 40 Gew.-% und bevorzugt 0,5 und 30 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an verwendetem Monomer, vorliegen. Die Massepolymerisation wird im allgemeinen bei einer Temperatur zwischen 100 und 200°C und bevorzugt 110 und 190°C und bei einem Absolutdruck zwischen 0,1 und 10 MPa und bevorzugt 0,1 und 6 MPa durchgeführt. Sie kann in einem oder bevorzugt in mehreren Reaktoren in Reihe durchgeführt werden, beispielsweise Reaktoren, die mechanisch gerührte Reaktoren sind, die in einer Schleife angeordnet und mit einem oder mehreren statischen Mischern ausgestattet sind, Pfropfenströmungs-Rührreaktoren, Pfropfenströmungsreaktoren, die in einer Schleife angeordnet und mit einem oder mehreren statischen Mischern ausgestattet sind, Rohrreaktoren oder statische Reaktormischer.
Die Masse an Polymerschmelze, die aus der Massepolymerisation resultiert, besteht im allgemeinen aus einem Gemisch, im wesentlichen umfassend das gebildete aromatische Alkylenpolymer, nicht-umgesetztes Monomer, Oligomere, gegebenenfalls eine oder mehrere Kohlenwasserstoff-basierende Verunreinigungen, die das Monomer begleiten, welche inert sind und einen niedrigen Siedepunkt haben, wie beispielsweise EB, Cumen, NPB, MCH und ET, und gegebenenfalls ein oder mehrere Additive, die während oder nach der Polymerisation verwendet werden, insbesondere Schmiermittel wie Mineralöle. Das Gemisch, das so der Entfernung der flüchtigen Bestandteile unterzogen wird, kann pro 100 Gew.-Teile an Polymer von 5 bis 40 und bevorzugt von 10 bis 30 Gew.-Teile an nicht-umgesetztem Monomer, von 0,1 bis 5 und bevorzugt von 0,5 bis 3 Gew.-Teile an Oligomeren und gegebenenfalls von 0,1 bis 40 und bevorzugt von 0,5 bis 30 Gew.-Teile von einer oder mehreren Kohlenwasserstoff-basierenden Verunreinigungen, die das Monomer begleiten, wie EB, Cumen, NPB, MCH und ET, und/oder Additiv(e), die während oder nach der Polymerisation verwendet werden, wie Schmiermittel, umfassen.
Die Oligomere, die in der Masse an Polymerschmelze vorliegen, die der Entfernung der flüchtigen Bestandteile unterzogen wird, werden im allgemeinen während der Polymerisation gebildet, aber ebenso vor oder während der Entfernung der flüchtigen Bestandteile, wenn die Masse an Polymer auf eine hohe Temperatur gebracht wird. Die Oligomere sind im allgemeinen Dimere und Trimere des aromatischen Alkylens. In dem Fall der Polymerisation von Styrol können die Oligomere im wesentlichen Styroldimere und -trimere sein, welche speziell cyclisch oder nicht-cyclisch sind.
Die Masse an Polymerschmelze wird einer Entfernung der flüchtigen Bestandteile, die bei einer Temperatur zwischen 200 und 280°C und bevorzugt 220 und 260°C durchgeführt wird, unter einem Druck unter Atmosphärendruck, insbesondere einem Absolutdruck zwischen 0,1 und 20 kPa und bevorzugt 0,1 und 15 kPa unterzogen. Die Entfernung der flüchtigen Bestandteile kann einen Schritt des Vorerhitzens der Masse an Polymerschmelze umfassen, um die gewünschte Temperatur für die Entfernung der flüchtigen Bestandteile zu erreichen, wobei dieses Vorerhitzen speziell vor dem ersten Schritt der Entfernung der flüchtigen Bestandteile durchgeführt wird. Ein anderes Vorerhitzen kann gegebenenfalls zwischen den zwei aufeinanderfolgenden Schritten der Entfernung der flüchtigen Bestandteile durchgeführt werden, um so die Masse an Polymerschmelze, die aus dem ersten Schritt resultiert, auf die gewünschte Temperatur für den zweiten Schritt zu bringen. Das Vorerhitzen kann unter Verwendung von Vorerhitzern, die mit statischen Mischmitteln ausgestattet sind, durchgeführt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Entfernung der flüchtigen Bestandteile in midestens zwei aufeinanderfolgenden Schritten durchgeführt, speziell unter äquivalenten oder nacheinander höheren Vakuen. Daher kann der erste Schritt bei einem Absolutdruck zwischen 0,1 und 20 kPa, bevorzugt 0,5 und 15 kPa und speziell 1 und 10 kPa durchgeführt werden, während der zweite Schritt bei einem Absolutdruck durchgeführt wird, der im allgemeinen identisch mit oder niedriger als der in dem ersten Schritt ist, beispielsweise bei einem Absolutdruck zwischen 0,1 und 10 kPa, bevorzugt 0,1 und 7 kPa und speziell 0,1 und 4 kPa. Die Entfernung der flüchtigen Bestandteile kann in Dekomprimierungskammern unter Vakuum durchgeführt werden, insbesondere in denen die Masse der Polymerschmelze durch Schwerkraft in Form von Fäden oder Tröpfchen fällt. Es ist möglich, beispielsweise eine Ent fernung der flüchtigen Bestandteile durchzuführen, wie die, die in den amerikanischen Patenten US 3 853 672 ; US 3 886 049 und US 3 928 300 beschrieben wird. Der Restmonomergehalt der Masse an Polymerschmelze kann so sein, daß nach dem ersten Schritt der Entfernung der flüchtigen Bestandteile die Masse an Polymer pro 100 Gew.-Teile Polymer 0,1 bis 1 Gew.-Teile an Monomer enthält, und so, daß sie nach dem zweiten Schritt weniger als 0,1, bevorzugt weniger als 0,05 und speziell weniger als 0,01 Gew.-Teile an Monomer enthält.
Die Wirksamkeit der Entfernung der flüchtigen Bestandteile kann durch Zugeben eines Abziehhilfsmittels zu der Masse an Polymerschmelze verbessert werden, bevorzugt ausgewählt aus Verbindungen, die in dem Monomer unlöslich (oder nicht-mischbar) sind, beispielsweise ausgewählt aus Kohlendioxid oder bevorzugt Wasser, wie oben beschrieben.
Der erste Gasstrom, der aus dem ersten Schritt der Entfernung der flüchtigen Bestandteile resultiert, wird in Z1 befördert, was bevorzugt unter einem Druck, identisch mit oder im wesentlichen identisch mit dem, der in dem ersten Schritt der Entfernung der flüchtigen Bestandteile vorherrscht, und bei einer Temperatur, die an der Unterseite von Z1 von 20 bis 90°C und bevorzugt von 40 bis 90°C, und an der Oberseite von Z1 von 10 bis 70°C und bevorzugt von 20 bis 60°C liegen kann, stattfindet. Der Teil, der aus dem flüssigen Strom L1 entnommen wurde, kann auf eine Temperatur von beispielsweise 20 bis 80°C und bevorzugt 40 bis 80°C abgekühlt werden, um so speziell den Gehalt an Flüssigkeit in Z1 zu kontrollieren und zu regulieren. Der Gasstrom G1 tritt an der Oberseite von Z1 aus, und kann dann vorteilhaft, beispielsweise durch Kondensation und gegebenenfalls durch Abkühlung oder sogar Unterkühlung, speziell in Form eines flüssigen Stroms, rückgewonnen werden. Der so rückgewonnene Strom ist im allgemeinen ein Gemisch, das im wesentlichen das Monomer umfaßt, und insbesondere pro 100 Gew.-Teile Monomer von 0,001 bis 1, bevorzugt 0,005 bis 0,1 und speziell 0,005 bis 0,05 Gew.-Teile Oligomere und gegebenenfalls von 1 bis 70 und bevorzugt 5 bis 60 Gew.-Teile von einer oder mehreren Kohlenwasserstoff-basierenden Verunreinigungen, die das Monomer begleiten, wie EB, Cumen, NPB, MCH und ET, und/oder Additiv(e), die während oder nach der Polymerisation verwendet werden, wie Schmiermittel, umfassen kann.
Der zweite Gasstrom, der aus dem zweiten Schritt der Entfernung der flüchtigen Bestandteile resultiert, wird in Z2 befördert, was bevorzugt unter einem Druck, identisch mit oder im we sentlichen identisch mit dem, der in dem zweiten Schritt der Entfernung der flüchtigen Bestandteile vorherrscht, und bei einer Temperatur, die an der Unterseite von Z2 von 50 bis 140°C und bevorzugt von 60 bis 130°C und an der Oberseite von Z2 von 5 bis 60°C und bevorzugt von 10 bis 50°C liegen kann, stattfindet. Der flüssige Strom L3 tritt an der Unterseite von Z2 in Form eines Gemisches aus, im wesentlichen umfassend die Oligomere und insbesondere umfassend pro 100 Gew.-Teile Oligomere von 0,01 bis 10, bevorzugt 0,02 bis 5, speziell 0,02 bis 1 und insbesondere 0,02 bis 0,5 Gew.-Teile Monomer und möglicherweise von 0,005 bis 5, bevorzugt von 0,01 bis 2, speziell von 0,01 bis 1 und insbesondere von 0,01 bis 0,5 Gew.-Teile von einer oder mehreren Kohlenwasserstoff-basierenden Verunreinigungen, die das Monomer begleiten, wie EB, Cumen, NPB, MCH und ET, und/oder Additiv(e), die während oder nach der Polymerisation verwendet werden, wie Schmiermittel.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich ebenso auf eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines aromatischen Alkylenpolymers, wie graphisch in 1 dargestellt, wobei diese Vorrichtung eine Zone (1) für die Massepolymerisation des aromatischen Alkylens umfaßt, die beispielsweise über eine Leitung (2) mit einer Polymerentgasungszone verbunden ist, die nacheinander mindestens einen ersten Entgaser DV1 und einen zweiten Entgaser DV2 umfaßt, die beispielsweise über eine Leitung (3) miteinander verbunden sind, um so das Polymer von dem nicht-umgesetzten Monomer und den Oligomeren, die zumindest teilweise während der Polymerisation gebildet wurden, abzutrennen, wobei diese Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß:

– eine Leitung (4) zum Entfernen eines Gasstroms von DV1 DV1 mit einer ersten Zone Z1 für die direkte Kondensation und Fraktionierung verbindet, eine obere Abziehleitung (5) einen Gasstrom G1, der im wesentlichen das Monomer umfaßt, von der Oberseite von Z1 entfernt, eine untere Abziehleitung (6) einen flüssigen oligomerreichen Strom L1 von der Unterseite von Z1 entfernt, beispielsweise mittels einer Pumpe (7), und eine Rückführleitung (8), die einen Teil des flüssigen Stroms L1 von der unteren Abziehleitung (6) einnimmt, die untere Abziehleitung (6) mit einer Kühleinheit (9) und dann mit der ersten Zone Z1 verbindet,
– eine Leitung (10) zum Entfernen eines Gasstroms von DV2 DV2 mit einer zweiten Zone Z2 für die direkte Kondensation und Fraktionierung verbindet, eine untere Abziehleitung (6) die Unterseite von Z1 mit der zweiten Zone Z2 verbindet, um so Z2 mit dem anderen Teil des flüssigen Stroms L1 zu speisen, eine obere Abziehleitung (11) einen Gasstrom G2, der das Monomer umfaßt, von der Oberseite von Z2 entfernt und eine untere Abziehleitung (14) ei nen flüssigen Strom L3, der im wesentlichen die Oligomere umfaßt, von der Unterseite von Z2 entfernt, beispielsweise mittels einer Pumpe (15).

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann es besonders vorteilhaft sein, die obere Abziehleitung (5), die den Gasstrom G1 entfernt, mit einem Kondensator (16) zu verbinden, um so einen flüssigen Strom, der abgekühlt oder sogar unterkühlt werden kann, in einer Leitung (17) zur Rückgewinnung des flüssigen Stroms, der im wesentlichen das Monomer umfaßt, zu bilden. Die Rückgewinnungsleitung (17) kann bevorzugt mit einem Rückflußbehälter (18) und einer Pumpe (19) ausgestattet sein, und kann ebenso vorteilhafterweise den Kondensator (16) direkt oder indirekt mit der Zone (1) für die Massepolymerisation des aromatischen Alkylens und/oder mit einer Einheit (20) zur Herstellung des aromatischen Alkylens verbinden. Außerdem kann ein Teil des flüssigen Stroms, der in der Rückgewinnungsleitung (17) zirkuliert, vorteilhaft von dieser Leitung über eine Rückflußleitung (21), die die Rückgewinnungsleitung (17) mit der ersten Zone Z1, bevorzugt mit dem oberen Teil (oder der oberen Hälfte) von Z1 und speziell der Oberseite von Z1 verbindet, entnommen werden. Der Druck, speziell der Subatmosphärendruck, der in Z1 und in DV1 vorherrscht, kann gehalten und mittels einer Vakuumleitung (22), die die Rückgewinnungsleitung (17) oder bevorzugt den Rückflußbehälter (18) mit einer Vakuumeinheit (nicht in 1 gezeigt), die an dem Ende der Vakuumleitung (22) angeordnet ist, verbindet, reguliert werden.
Die Rückführleitung (8), in der der Teil zirkuliert, der aus dem flüssigen Strom L1 entnommen und durch die Kühleinheit (9) abgekühlt wurde, führt in die erste Zone Z1, bevorzugt in den mittleren Teil von Z1 hinein. Die Rückführleitung (8) kann in Z1 in einen Punkt (23) von Z1 hineinführen, so daß sie in Z1 die zwei separaten Teile durch ihre Funktion bestimmt, wie oben beschrieben, das heißt:

– den oberen Teil (oder die obere Hälfte) (24) für die „Fraktionierung" oder „Extraktion" der schwersten Verbindungen, speziell den Oligomeren, und
– den unteren Teil (oder die untere Hälfte) (25) für die „direkte Kondensation" (und/oder speziell zur „Sättigung").

Der obere Teil (24) von Z1 kann eine Höhe haben, die einer Zahl von theoretischen Böden entspricht, wie oben erwähnt. Die Zone Z1 kann eine Innenpackung enthalten, die einen niedrigen Druckverlust bietet und speziell so ausgewählt werden kann, daß es möglich ist, in Z1 einen Absolutdruck (speziell einen Subatmosphärendruck) zu halten, der nahe dem ist, der in DV1 existiert. Eine „strukturierte" Innenpackung kann speziell verwendet werden, die beispielsweise unter der Marke „Mellapak"^® bekannt ist und von Sulzer Chemtech (Schweiz) verkauft wird. Außerdem ist sie für die Leitung (4) zur Entfernung des Gasstroms aus DV1 in den Teil von Z1 bevorzugt, der unter dem Punkt (23) liegt, an dem die Rückführleitung (8) in Z1, bevorzugt in den unteren Teil (oder die untere Hälfte) (25) von Z1, und speziell in die Unterseite von Z1 hineinführt. Die Zone Z1 kann vorteilhafterweise frei von jeglichen konventionellen Erhitzungsmitteln sein, die im allgemeinen an der Unterseite von Z1 angeordnet sind, speziell frei von einem Kochkessel.
Die Leitung (10) zur Entfernung des Gasstroms aus DV2 führt bevorzugt in den unteren Teil (oder die untere Hälfte) von Z2, speziell in die Unterseite von Z2 hinein. Außerdem kann die untere Abziehleitung (6) von Z1 vorteilhafterweise in Z2 in einem Punkt (26) von Z2 hineinführen, der über dem Punkt liegt, an dem die Leitung (10) zur Entfernung des Gasstroms aus DV2 in Z2, bevorzugt in den mittleren Teil von Z2 hineinführt.
Außerdem kann der Punkt (26), an dem die Abziehleitung (6) von Z1 in Z2 hineinführt, ein Punkt an Z2 sein, so daß er in Z2 die zwei separaten Teile durch ihre Funktion bestimmt, wie oben beschrieben, das heißt:

– den oberen Teil (oder die obere Hälfte) (27) für die „Fraktionierung" oder „Extraktion" der schwersten Verbindungen, speziell den Oligomeren, und
– den unteren Teil (oder die untere Hälfte) (28) für die „direkte Kondensation" (und/oder speziell zur „Sättigung").

Der obere Teil (27) von Z2 kann eine Höhe haben, die einer Zahl von theoretischen Böden entspricht, wie oben erwähnt. Außerdem kann die Zone Z2 eine Innenpackung enthalten, ähnlich der, die in Z1 verwendet wird. Die Zone Z2 kann vorteilhafterweise frei von jeglichen konventionellen Erhitzungsmitteln, die im allgemeinen an der Unterseite von Z2 angeordnet sind, speziell frei von einem Kochkessel, sein.
Die obere Abziehleitung (11) entfernt von der Oberseite von Z2 einen Gasstrom G2, der das Monomer umfaßt. Sie kann vorteilhafterweise die Oberseite von Z2 direkt oder indirekt mit der Polymerisationszone (1) und/oder mit einer Einheit (20) zur Herstellung des aromatischen Alkylens verbinden. Sie kann bevorzugt die Oberseite von Z2 mit einem Kondensator (12) verbinden, um so einen flüssigen Strom L2, der abgekühlt oder sogar unterkühlt werden kann, in einer Rückgewinnungsleitung (13) zu bilden, die den Kondensator (12) direkt oder indirekt mit Z1, bevorzugt mit dem oberen Teil (oder der oberen Hälfte) von Z1, speziell mit der Oberseite von Z1 verbindet. Die Leitung (13) zur Rückgewinnung des flüssigen Stroms L2 kann vorteilhafterweise mit einem Rückflußbehälter (29) und einer Pumpe (30) ausgestattet sein. Der Druck, speziell der Subatmosphärendruck, der in Z2 und DV2 vorherrscht, kann gehalten und mittels einer Vakuumleitung (31) reguliert werden, die die Rückgewinnungsleitung (13) oder bevorzugt den Rückflußbehälter (29) mit einer Vakuumeinheit (nicht in 1 gezeigt), angeordnet am Ende der Vakuumleitung (31), oder bevorzugt mit der Vakuumeinheit, die oben beschrieben ist und am Ende der Vakuumleitung (22) angeordnet ist, verbindet: in diesem Fall kann die Vakuumleitung (31) in die Vakuumleitung (22) hineinführen.
Die Leitung (13) zur Entfernung des flüssigen Stroms L2 kann vorteilhafterweise mit einer Kammer zum Fraktionieren des flüssigen Stroms L2 ausgestattet sein, speziell durch Phasentrennung (speziell eine flüssige Phase und eine Gasphase) oder durch Dekantierung (speziell zwischen zwei nicht-mischbaren flüssigen Phasen), um so den flüssigen Strom L2 des Monomers zu reinigen. Der Rückflußbehälter (29) kann als eine Fraktionierungskammer für den flüssigen Strom L2 fungieren, und kann eine Phasentrennungs- oder Dekantierungskammer umfassen. Die Fraktionierungskammer kann es speziell möglich machen, den flüssigen Strom L2 in eine Fraktion zu trennen, die flüchtig und schwierig zu kondensieren ist, wie ein Additiv oder ein Abziehhilfsmittel, beispielsweise Kohlendioxid. Die nicht-kondensierbare Fraktion kann speziell von dem flüssigen Strom L2 in der Fraktionierungskammer, insbesondere in dem Rückflußbehälter (29) getrennt werden, und kann dann speziell über die Vakuumleitung (31) entfernt werden. Die Fraktionierungskammer oder insbesondere der Rückflußbehälter (29) kann es ebenso möglich machen, von dem flüssigen Strom L2 eine flüssige Phase abzutrennen, die mit der organischen flüssigen Phase, die im wesentlichen das Monomer umfaßt, nicht-mischbar ist (oder unlöslich darin ist). Es ist daher möglich, von dem flüssigen Strom L2 ein Additiv oder ein Abziehhilfsmittel, beispielsweise Wasser, abzutrennen, das mit dem Monomer nicht-mischbar ist. Die Phase, die mit dem Monomer nicht-mischbar ist, kann beispielsweise von der Fraktionierungskammer oder speziell von dem Rückflußbehälter (29) über eine Abziehleitung (32) entfernt werden.
Ein Teil des flüssigen Stroms L2 kann vorteilhafterweise in die Rückgewinnungsleitung (13) eingeführt werden, bevor er in Z1 rückgeführt wird, und kann dann zu Z2 mittels einer Abziehleitung (33) rückgeführt werden, welche die Rückgewinnungsleitung (13) mit Z2, bevorzugt mit dem oberen Teil (oder der oberen Hälfte) von Z2, speziell mit der Oberseite von Z2 verbindet. Dies macht es möglich, den Flüssigkeits-/Gas-Kontakt in Z2 speziell zu intensivieren und die Extraktion der schwersten Verbindungen, speziell der Oligomere, in Z2 zu verbessern.
Der flüssige Strom L3, der von der Unterseite von Z2 entnommen wurde, wird aus der Vorrichtung über die untere Abziehleitung (14), speziell mittels einer Pumpe (15), entfernt.
Die Masse an Polymerschmelze, die somit frei von den flüchtigen Verbindungen ist, kann während der Entfernung der flüchtigen Bestandteile aus dem letzten Entgaser oder speziell aus dem zweiten Entgaser DV2 über eine Leitung (34) entfernt werden, und kann dann beispielsweise in einen Extruder oder eine Pelletisiervorrichtung (nicht in 1 gezeigt) befördert werden, um so Polymerkörnchen oder -pellets zu bilden, die dann auf Raumtemperatur abgekühlt werden können. Vor dem Befördern der Masse an Polymerschmelze in einen Extruder oder eine Pelletisiervorrichtung kann ein Quellungsmittel (oder Treibmittel), wie ein Leichtalkan, das 4 bis 6 Kohlenstoffatome enthalten kann, beispielsweise n-Pentan und/oder Isopentan, ebenso dazugegeben werden, um so eine Masse an aufschäumbarem Polymer herzustellen, das nach der Extrusion unter bestimmten Bedingungen zur Bildung von entweder aufschäumbaren Körnchen (oder Kügelchen) von Polymer oder von aufgeschäumten Artikeln (oder fertigen Gegenständen), wie geschäumte Folien, führen kann. Die so gestalteten Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines aufschäumbaren oder geschäumten aromatischen Alkylenpolymers sind insbesondere in der japanischen Patentanmeldung JP 09 221 562 und in den europäischen Patentanmeldungen EP 0 126 459 ; EP 0 376 671 und EP 0 668 139 beschrieben.
Vorteilhafterweise kann die Leitung (3), die den ersten Entgaser DV1 mit dem zweiten Entgaser DV2 verbindet, mit einer Leitung (35) für die Zugabe eines Abziehhilfsmittels zur Erleichterung der Entfernung der flüchtigen Bestandteile, wie Wasser oder Kohlendioxid, und einem statischen Mischer (36), der anschließend ein homogenes Gemisch der Masse an Po lymerschmelze mit dem Abziehhilfsmittel bilden kann, speziell vor dem zweiten Entgaser DV2, ausgestattet sein.
Die Vorrichtung kann Komponenten umfassen, die nicht in 1 gezeigt sind, insbesondere mindestens einen Vorerhitzer, ausgestattet mit statischen Mischmitteln, angeordnet an der Leitung (2) und/oder der Leitung (3) vor dem ersten Entgaser DV1 und/oder dem zweiten Entgaser DV2, um so die Masse der Polymerschmelze auf die gewünschte Entgasungstemperatur zu bringen, wie oben beschrieben.
2 ist eine Diagrammdarstellung des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die mit der von 1 identisch ist, außer der Tatsache, daß die Leitung (3) weder mit einer Leitung (35) für die Zugabe eines Abziehhilfsmittels noch mit einem statischen Mischer (36) ausgestattet ist. Jedoch ist der zweite Entgaser DV2 mit einer Leitung (37) für die Zugabe des erhitzten Dampfes ausgestattet, was es möglich macht, Wärme direkt in DV2 zuzuführen und dann den zweiten Gasstrom, der aus dem zweiten Schritt der Entfernung der flüchtigen Bestandteile resultiert, auf die gewünschte Temperatur in Z2, speziell an der Unterseite von Z2 zu bringen. Eine bevorzugte Variante kann aus der Zuführung von Wärme nicht in DV2, sondern direkt in Z2, bevorzugt in den unteren Teil von Z2, speziell in die Unterseite von Z2 bestehen. Daher kann eine Leitung (38) für die Zugabe von überhitztem Dampf, der die Temperatur in Z2 erhöhen und die Wärmebilanz von Z2 und ebenso die Trennung zwischen Monomer und Oligomeren verbessern kann, vorteilhafterweise in Z2, bevorzugt in den unteren Teil von Z2, speziell in die Unterseite von Z2 hineinführen. In jedem Fall kann die Zone Z2 vorteilhafterweise frei von jeglichen konventionellen Erhitzungsmitteln wie einem Kochkessel sein.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich ebenso auf die Verwendung des Verfahrens und/oder der oben beschriebenen Vorrichtung, insbesondere für die kontinuierliche Herstellung eines Styrolpolymers, wie eines Homopolystyrols, eines Styrolcopolymers, das eine hohe Schlagfestigkeit aufweist („HIPS") und das speziell durch Pfropfen auf einen natürlichen oder synthetischen Kautschuk, wie ein Dien (beispielsweise ein Polybutadien), ein geschäumtes Polystyrol, speziell in Form von Körnchen oder Kügelchen, oder alternativ ein geschäumtes Polystyrol, speziell in Form von geschäumten Artikeln oder fertigen Gegenständen, erhalten wird.
Das folgende Beispiel stellt die vorliegende Erfindung dar.
Beispiel
Ein Polystyrol, das eine hohe Schlagfestigkeit aufweist („HIPS") und durch Pfropfen auf ein Polybutadien modifiziert ist, wird, wie graphisch in 1 dargestellt, in einer Massepolymerisationszone (1) kontinuierlich hergestellt, um so eine Masse an Polymerschmelze zu bilden, die über eine Leitung (2) in einen ersten Entgaser DV1 befördert wird. Die Masse an Polymerschmelze wird auf 169°C mittels Führen durch einen Vorerhitzer (nicht in 1 gezeigt), ausgestattet mit statischen Mischmitteln und angeordnet an der Leitung (2), vorerhitzt. Die Mengen, die in Form von „Teilen" hierin nachstehend in dem vorliegenden Beispiel ausgedrückt werden, sind „Gew.-Teile". Die so vorerhitzte Masse an Polymerschmelze enthält pro 100 Teile Polymer (umfassend 90,6 Teile Polystyrol und 9,4 Teile Polybutadien) 22,7 Teile Styrol, 0,89 Teile Styrololigomere und 11,61 Teile Kohlenwasserstoff-basierende Styrolverunreinigungen (im wesentlichen aus einem Gemisch aus EB, Cumen, NPB, MCH und ET bestehend). Die Masse an Polymerschmelze wird bei einer Fließgeschwindigkeit von 16.222 kg/h in DV1, erhitzt auf 235°C und unter einem Absolutdruck von 4 kPa eingeführt.
Ein erster Gasstrom, abgetrennt von dem Polymer, wird über eine Abziehleitung (4) in eine erste direkte Kondensations- und Fraktionszone Z1 befördert: sie enthält pro 100 Teile Styrol 2,65 Teile Styrololigomere und 51,44 Teile Kohlenwasserstoff-basierende Styrolverunreinigungen. Der erste Gasstrom wird in die Unterseite von Z1 bei einer Fließgeschwindigkeit von 4.169 kg/h eingeführt. Die Zone Z1 umfaßt einen unteren Teil (25) für die „direkte Kondensation" (und speziell zur „Sättigung") und einen oberen Teil (24) für die „Fraktionierung" oder „Extraktion" der Oligomere, dessen Höhe äquivalent zu 4 theoretischen Böden ist. Die Zone Z1 enthält eine Innenpackung, bekannt unter der Marke „Mellapak"^® und verkauft von Sulzer Chemtech (Schweiz). Die Zone Z1 enthält keinen Kochkessel, speziell an der Unterseite. Der Absolutdruck in Z1 beträgt 4 kPa. Die Temperatur an der Unterseite von Z1 beträgt 65°C, und die an der Oberseite von Z1 beträgt 41°C. Von der Unterseite von Z1 tritt über eine untere Abziehleitung (6) ein flüssiger Strom L1, umfassend 62 Teile Styrololigomere, 25 Teile Styrol und 13 Teile Kohlenwasserstoff-basierende Styrolverunreinigungen, bei einer Fließgeschwindigkeit von 63.116 kg/h aus. Ein Teil des flüssigen Stroms L1 wird aus der Leitung (6) über eine Rückführleitung (8), ausgestattet mit einer Kühleinheit (9), die den flüssigen Strom L1 auf 56°C kühlt, entnommen. Der so abgekühlte Teil des flüssigen Stroms L1 wird dann in den mittleren Teil von Z1 bei einer Fließgeschwindigkeit von 63.000 kg/h befördert. An der Oberseite von Z1 tritt ein Gasstrom G1 über eine obere Abziehleitung (5) aus und wird dann in einem Kondensator (16) unter Bildung eines styrolreichen flüssigen Stroms, umfassend pro 100 Gew.-Teile Styrol 0,009 Gew.-Teile Styrololigomere und 51,15 Gew.-Teile Kohlenwasserstoff-basierende Styrolverunreinigungen, bei einer Fließgeschwindigkeit von 4.176 kg/h kondensiert. Dieser styrolreiche flüssige Strom wird über eine Rückgewinnungsleitung (17) in einen Rückflußbehälter (18) befördert und dann über eine Pumpe (19) rückgewonnen und in die Polymerisationszone (1) und/oder in eine Styrolherstellungseinheit (20) befördert. Ein Teil des styrolreichen flüssigen Stroms wird aus der Rückgewinnungsleitung (17) entnommen und dann über eine Rückflußleitung (21) in die Oberseite von Z1 bei einer Fließgeschwindigkeit von 60 kg/h rückgeführt. Von dem Rückflußbehälter (18) verläuft eine Vakuumleitung (22) in Richtung einer Vakuumeinheit (nicht in 1 gezeigt), die das Halten und Regulieren des gewünschten Drucks in Z1 und in DV1 ermöglicht.
Die Masse an Polymerschmelze wird aus DV1 über eine Leitung (3) bei einer Fließgeschwindigkeit von 12.053 kg/h entfernt: sie enthält pro 100 Teile Polymer, 0,16 Teile Styrol, 0,28 Teile Styrololigomere und 0,08 Teile Kohlenwasserstoff-basierende Styrolverunreinigungen. Wasser, das auf 190°C überhitzt wurde, wird über eine Leitung (35) zu der Masse an Polymerschmelze, die in der Leitung (3) zirkuliert, bei einer Rate von 2,10 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teilen Polymer zugegeben. Das resultierende Gemisch strömt durch einen statischen Mischer (36), bevor es in einen zweiten Entgaser DV2, der auf 230°C erhitzt und auf einen Absolutdruck von 4 kPa gebracht wurde, hineingelangt. Ein Gasstrom, der von dem Polymer in DV2 abgetrennt wird, wird über eine Abziehleitung (10) in eine zweite direkte Kondensations- und Fraktionierungszone Z2 bei einer Fließgeschwindigkeit von 271,6 kg/h befördert: er enthält pro 100 Teile Styrol 1389 Teile Wasser, 20,01 Teile Styrololigomere und 51 Teile Kohlenwasserstoff-basierende Styrolverunreinigungen. Die Masse an Polymerschmelze, die von der Unterseite von DV2 über eine Leitung (34) bei einer Fließgeschwindigkeit von 12.500 kg/h austritt, enthält pro 100 Teile Polymer weniger als 0,01 Teile Styrol, weniger als 0,01 Teile Kohlenwasserstoff-basierende Styrolverunreinigungen und 0,25 Teile Styrololigomere. Er wird über eine Leitung (34) in einen Extruder oder eine Pelletiervorrichtung (nicht in 1 gezeigt) unter Bildung von Polymerpellets befördert.
Der zweite Gasstrom, der von dem Polymer in DV2 abgetrennt wird, speist über die Leitung (10) die Unterseite von Z2. Die Zone Z2 umfaßt einen unteren Teil (28) für die „direkte Kondensation" (und speziell „Sättigung") und einen oberen Teil (27) für die „Fraktionierung" oder „Extraktion" der Oligomere, wobei die Höhe äquivalent zu 4 theoretischen Böden ist. Die Zone Z2 enthält eine Innenpackung, bekannt unter der Marke „Mellapak"^® und verkauft von Sulzer Chemtech (Schweiz). Die Zone Z2 enthält keinen Kochkessel, speziell an der Unterseite. Der Absolutdruck in Z2 beträgt 4 kPa. Die Temperatur an der Unterseite von Z2 beträgt 122°C, und die an der Oberseite von Z2 beträgt 25°C. Von der Unterseite von Z2 tritt über eine untere Abziehleitung (14) ein oligomerreicher flüssiger Strom L3, umfassend 99,7 Teile Styrololigomere, 0,1 Teile Styrol und 0,05 Teile Kohlenwasserstoff-basierende Styrolverunreinigungen, aus. Der andere Teil des flüssigen Stroms L1 speist über die Leitung (6) den mittleren Teil von Z2 bei einer Fließgeschwindigkeit von 116 kg/h. Von der Oberseite von Z2 tritt über eine obere Abziehleitung (11) ein Gasstrom G2 aus, der im wesentlichen Wasser und Styrol umfaßt und der in einem Kondensator (12) unter Bildung eines flüssigen Stroms L2 kondensiert wird, der dann über eine Rückgewinnungsleitung (13) in einen Rückflußbehälter (29) befördert wird. Eine Vakuumleitung (31) verläßt den Rückflußbehälter (29) und tritt in die Leitung (22) ein, die mit der obengenannten Vakuumeinheit verbunden ist, um so den gewünschten Druck in Z2 und DV2 zu halten und zu regulieren. In dem Rückflußbehälter (29) wird eine wässerige Phase von dem flüssigen Strom L2 abgetrennt und tritt von der Unterseite des Behälters über eine Leitung (32) aus. Die organische Phase des flüssigen Stroms L2, die über der wässerigen Phase liegt, wird bei einer Temperatur von 25°C außerhalb des Behälters (29) über eine Rückgewinnungsleitung (13) und über eine Pumpe (30) entfernt, und wird dann in die Oberseite von Z1 über die Leitung (13) bei einer Fließgeschwindigkeit von 63 kg/h befördert. Ein Teil des flüssigen Stroms L2 wird aus der Leitung (13) über eine Abziehleitung (33) entnommen und wird dann in die Oberseite von Z2 bei einer Fließgeschwindigkeit von 180 kg/h rückgeführt.

Claims

Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines aromatischen Alkylenpolymers, umfassend eine Massepolymerisation des aromatischen Alkylens, um so eine Masse an Polymerschmelze zu bilden, die dann einer Entfernung der flüchtigen Bestandteile in mindestens zwei aufeinanderfolgenden Schritten unterzogen wird, um so das Polymer von nicht-umgesetztem Monomer und Oligomeren, die zumindest teilweise während der Polymerisation gebildet werden, abzutrennen, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß: – ein erster Gasstrom, der von dem Polymer in dem ersten Schritt der Entfernung der flüchtigen Bestandteile abgetrennt wurde, zu einer ersten Zone Z1 zur direkten Kondensation und Fraktionierung befördert wird, wobei ein Gasstrom G1, der im wesentlichen das Monomer umfaßt, von der Oberseite von Z1 entfernt wird, während ein flüssiger oligomerreicher Strom L1 von der Unterseite von Z1 entfernt wird, wobei ein Teil des flüssigen Stroms L1 abgenommen, abgekühlt und dann zu Z1 rückgeführt wird, damit dieser teilweise durch direkten Kontakt des ersten Gasstroms in Z1 kondensiert, – ein zweiter Gasstrom, der von dem Polymer in dem zweiten Schritt der Entfernung der flüchtigen Bestandteile abgetrennt wurde, zu einer zweiten Zone Z2 zur direkten Kondensation und Fraktionierung befördert wird, wobei diese Zone auch mit dem anderen Teil des flüssigen Stroms L1, der aus Z1 stammt, gespeist wird, damit dieser teilweise durch direkten Kontakt des zweiten Gasstroms in Z2 kondensiert, wobei ein Gasstrom G2, der das Monomer umfaßt, von der Oberseite von Z2 entfernt wird, während ein flüssiger Strom L3, der im wesentlichen die Oligomere umfaßt, von der Unterseite von Z2 entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des Gasstroms G1, der von der Oberseite von Z1 entfernt wurde, bevorzugt nach der Kondensation und gegebenenfalls Abkühlung, rückgewonnen wird und dann bevorzugt in Form eines flüssigen Stroms direkt oder indirekt in die Polymerisation des aromatischen Alkylens rückgeführt wird und/oder bevorzugt in Form eines flüssigen Stroms direkt oder indirekt in eine Herstellungseinheit für aromatisches Alkylen befördert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des Gasstroms G1, der von der Oberseite von Z1 entfernt wurde, nach der Kondensation und gegebenenfalls Abkühlung rückgewonnen und in Form eines flüssigen Stroms in Z1 bevorzugt in den oberen Teil von Z1 und speziell in die Oberseite von Z1 rückgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Rückführungspunkt des Teils, der aus L1 entnommen wurde, an einem Punkt in Z1 befindet, bei dem er in Z1 einen oberen Teil für die „Fraktionierung" oder „Extaktion" der schwersten Verbindungen, speziell der Oligomere, und einen unteren Teil für die „direkte Kondensation" begrenzt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Rückführungspunkt des Teils, der aus L1 entfernt wurde, in dem mittleren Teil von Z1 befindet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Gasstrom, der aus dem ersten Schritt der Entfernung der flüchtigen Bestandteile resultiert, in den Teil von Z1 eingeführt wird, der unter dem Rückführungspunkt des Teils, der aus L1 entfernt wurde, in Z1, bevorzugt in dem unteren Teil von Z1 und speziell an der Unterseite von Z1, liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Teil des flüssigen Stroms L1 Z2 an einem Punkt in Z2 speist, der über dem Punkt liegt, an dem der zweite Strom, der aus der Entfernung der flüchtigen Bestandteile resultiert, in Z2 hineinführt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Gasstrom, der aus dem zweiten Schritt der Entfernung der flüchtigen Bestandteile resultiert, in den unteren Teil von Z2 und speziell in die Unterseite von Z2 hineinführt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Punkt, an dem Z2 mit dem anderen Teil des flüssigen Stroms L1 gespeist wird, an einem Punkt in Z2 befindet, bei dem er in Z2 einen oberen Teil für die „Fraktionierung" oder „Extraktion" der schwersten Verbindungen, speziell der Oligomere, und einen unteren Teil für die „direkte Kondensation" begrenzt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom G2, der von der Oberseite von Z2 entfernt wurde, kondensiert und gegebenenfalls abgekühlt wird, um so einen flüssigen Strom L2 zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Strom L2 zumindest teilweise direkt oder indirekt zu Z1, bevorzugt in den oberen Teil von Z1, speziell in die Oberseite von Z1, befördert wird.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des flüssigen Stroms L2 zu Z2, bevorzugt in den oberen Teil von Z2, speziell in die Oberseite von Z2, rückgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom G2, der von der Oberseite von Z2 entfernt wurde, kondensiert und gegebenenfalls abgekühlt wird, um so einen flüssigen Strom L2 zu bilden, und dann durch Phasentrennung oder durch Dekantierung fraktioniert wird, um so einen gereinigten flüssigen Strom, der im wesentlichen das Monomer umfaßt, zu isolieren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abziehhilfsmittel zur Erleichterung der Entfernung der flüchtigen Bestandteile, bevorzugt ausgewählt aus Wasser und Kohlendioxid, zu der Masse an Polymerschmelze zwischen den zwei aufeinanderfolgenden Schritten der Entfernung der flüchtigen Bestandteile zugegeben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß überhitzter Dampf zu der Masse an Polymerschmelze während des zweiten Schrittes der Entfernung der flüchtigen Bestandteile oder zu dem zweiten Gasstrom, der aus dem zweiten Schritt der Entfernung der flüchtigen Bestandteile resultiert, zugegeben wird, bevor oder nachdem er in Z2, bevorzugt in Z2, speziell in die Unterseite von Z2, eingeführt worden ist.
Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines aromatischen Alkylenpolymers, umfassend eine Zone (1) für die Massepolymerisation des aromatischen Alkylens, die mit einer Polymerentgasungszone verbunden ist, die nacheinander mindestens einen ersten Entgaser DV1 und einen zweiten Entgaser DV2 umfaßt, um so das Polymer von dem nicht-umgesetzten Monomer und den Oligomeren, die zumindest teilweise während der Polymerisation gebildet wurden, abzutrennen, wobei diese Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß: – eine Leitung (4) zum Entfernen eines Gasstroms von DV1 DV1 mit einer ersten Zone Z1 für die direkte Kondensation und Fraktionierung verbindet, eine obere Abziehleitung (5) einen Gasstrom G1, der im wesentlichen das Monomer umfaßt, von der Oberseite von Z1 entfernt, eine untere Abziehleitung (6) einen flüssigen oligomerreichen Strom L1 von der Unterseite von Z1 entfernt und eine Rückführleitung (8), die einen Teil des flüssigen Stroms L1 in der unteren Abziehleitung (6) einnimmt, die untere Abziehleitung (6) mit einer Kühleinheit (9) und dann mit der ersten Zone Z1 verbindet, – eine Leitung (10) zum Entfernen eines Gasstroms von DV2 DV2 mit einer zweiten Zone Z2 für die direkte Kondensation und Fraktionierung verbindet, eine untere Abziehleitung (6) die Unterseite von Z1 mit der zweiten Zone Z2 verbindet, um so Z2 mit dem anderen Teil des flüssigen Stroms L1 zu speisen, eine obere Abziehleitung (11) einen Gasstrom G2, der das Monomer umfaßt, von der Oberseite von Z2 entfernt und eine untere Abziehleitung (14) einen flüssigen Strom L3, der im wesentlichen die Oligomere umfaßt, von der Unterseite von Z2 entfernt.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Abziehleitung (5) zum Entfernen des Gasstroms G1 mit einem Kondensator (16) verbunden ist, wodurch ein flüssiger Strom in einer Rückgewinnungsleitung (17), bevorzugt ausgestattet mit einem Rückflußbehälter (18) und einer Pumpe (19), gebildet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückgewinnungsleitung (17) den Kondensator (16) direkt oder indirekt mit der Zone (1) für die Massepolymerisation des aromatischen Alkylens und/oder mit einer Einheit (20) zur Herstellung des aromatischen Alkylens verbindet.
Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des flüssigen Stroms, der in der Rückgewinnungsleitung (17) zirkuliert, aus dieser Leitung über einer Rückflußleitung (21) entnommen wird, die die Rückgewinnungsleitung (17) mit der ersten Zone Z1, bevorzugt mit dem oberen Teil von Z1 und speziell mit der Oberseite von Z1, verbindet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführleitung (8), in der der Teil zirkuliert, der aus dem flüssigen Strom L1 entnommen und durch die Kühleinheit (9) abgekühlt wurde, in den zentralen Teil von Z1 hineinführt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführleitung (8), in der der Teil zirkuliert, der aus dem flüssigen Strom L1 entnommen und durch die Kühleinheit (9) abgekühlt wurde, in einen Punkt in Z1 hineinführt, so daß sie in Z1 einen oberen Teil (24) für die „Fraktionierung" oder „Extraktion" der schwersten Verbindungen, speziell der Oligomere, und einen unteren Teil (25) für die „direkte Kondensation" bestimmt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (4) zum Entfernen des Gasstroms von DV1 in den Teil von Z1 hineinführt, der unter dem Rückführungspunkt (23) liegt, an dem die Rückführleitung (8) in Z1, bevorzugt in den unteren Teil (25) von Z1 und speziell die Unterseite von Z1, hineinführt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (10) zum Entfernen des Gasstroms von DV2 in den unteren Teil von Z2 und speziell in die Unterseite von Z2 hineinführt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Abziehleitung (6) von Z1 in Z2 an einem Punkt (26) hineinführt, der über dem Punkt liegt, an dem die Leitung (10) zum Entfernen des Gasstroms von DV2 in Z2, bevorzugt in den zentralen Teil von Z2, hineinführt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Abziehleitung (6) von Z1 in Z2 an einem Punkt (26) hineinführt, so daß sie in Z2 einen oberen Teil (27) für die „Fraktionierung" oder „Extraktion" der schwersten Verbindungen, speziell der Oligomere, und einen unteren Teil (28) für die „direkte Kondensation" bestimmt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Abziehleitung (11) einen Kondensator (12), der einen flüssigen Strom L2 bildet, verbindet.
Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leitung (13) zum Rückgewinnen des flüssigen Stroms L2 den Kondensator (12) direkt oder indirekt mit der ersten Zone Z1, bevorzugt mit dem oberen Teil von Z1 und speziell mit der Oberseite von Z1, verbindet.
Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (13) zum Rückgewinnen des flüssigen Stroms L2 mit einem Rückflußbehälter (29) und einer Pumpe (30) ausgestattet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (13) zum Rückgewinnen des flüssigen Stroms L2 mit einer Fraktionierungskammer ausgestattet ist, die den flüssigen Strom L2, speziell durch Phasentrennung oder durch Dekantierung, fraktionieren kann, um so den Strom L2 des Monomers zu reinigen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leitung (33) zum Entfernen eines Teils des flüssigen Stroms L2 die Rückgewinnungsleitung (13) mit Z2, bevorzugt mit dem oberen Teil von Z2 und speziell mit der Oberseite von Z2, verbindet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leitung (3), die DV1 mit DV2 verbindet, mit einer Leitung (35) zum Zugeben eines Abziehhilfsmittels zur Erleichterung der Entfernung der flüchtigen Bestandteile und einem statischen Mischer (36) ausgestattet ist, der ein homogenes Gemisch aus der Masse an Polymerschmelze mit dem Abziehhilfsmittel bilden kann.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leitung (38) zum Zugeben eines erhitzten Dampfes in Z2, bevorzugt in den unteren Teil von Z2 und speziell in die Unterseite von Z2, hineinführt.
Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15 oder der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 32 zur kontinuierlichen Herstellung eines Styrolpolymers, eines Styrolcopolymers mit einer hohen Schlagfestigkeit und modifiziert durch Pfropfen auf einen natürlichen oder synthetischen Kautschuk, ein aufschäumbares Polystyrol oder ein geschäumtes Polystyrol.