DE852303C - Verfahren zur Herstellung olefinischer Elastomerer - Google Patents
Verfahren zur Herstellung olefinischer ElastomererInfo
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Description
(WiGBl. S. 175)
AUSGEGEBEN AM 13. OKTOBER 1952
St 1978 IVc j 39 c
Die Erfindung bezieht sich auf Polymerisationsverfahren und -vorrichtungen, besonders auf Verfahren
nebst Vorrichtungen zur Tieftemperaturpolymerisation von Isoolefinen oder Gemischen von Isoolefinen und
Diolefinen.
Wenn Isoolefine, z. B. Isobutylen, mit Friedel-Craftsschen
Katalysatoren, wie, Aluminiumchlorid usw., bei Temperaturen unterhalb etwa —io° in Berührung
gebracht werden (vgl. z. B. amerikanische Patentschrift 2 203 873), erhält man wie bekannt
hochmolekulare Polymerisate, d. h. solche mit einem Molekulargewicht von etwa 15 000 bis 25 000 bis herauf
zu 300 000 oder mehr. In neuerer Zeit wurde festgestellt, daß ein mit Schwefel vulkanisierbares Mischpolymerisat
durch Behandlung eines Gemisches von etwa 70 bis 99,5 Gewichtsprozente Isoolefin, z. B.
Isobutylen, und etwa 30 bis 0,5 Gewichtsprozente eines konjugierten Diolefins, ζ. Β. Butadien oder
Isopren, mit einer Lösung eines Friedel-Craftsschen Katalysators, wie Aluminiumchlorid, in einem keine
komplexen Verbindungen bildenden Lösungsmittel von niedrigem Erstarrungspunkt, etwa Methyl- oderÄthylch'lorid,
bei —10 bis —160°, vorzugsweise —40 bis
—103°, gewonnen wird (vgl. z. B. australische Patentschrift
112 875). Diese Polymerisationsprozesse wurden in Gegenwart eines direkten Kühlmittels, z. B. ver-
flüssigten Äthylens, durchgeführt; in diesem Fall wird die Reaktionswärme unmittelbar durch Verdampfung
von Äthylen abgeführt, ohne daß Wärme durch die Wandungen des Reaktionsgefäßes oder durch in
diesem angeordnete Kühlschlangen übertragen zu werden brauchte. Demgegenüber ist es aber in mancher
Beziehung vorteilhaft, die Reaktion in Gegenwart anderer Verdünnungsmittel zu bewerkstelligen, die
einen höheren Siedepunkt alsÄthylen haben und nicht ίο als direkte Kühlmittel dienen können; in diesemFall
muß man ein anderes Kühlmittel hinzuziehen und die Reaktionswärme durch indirekte Kühlung mit Wärmeaustauschern
ableiten. Die Vorteile der indirekten Kühlung sind erstens die Möglichkeit, das Kühlmittel
frei von anderen Stoffen zu halten; damit entfällt die Notwendigkeit der Reinigung des Kühlmittels. Zweitens
besteht eine größere Auswahl an Reaktionsverdünnungsmitteln, namentlich die Möglichkeit der Verwendung
von Isobutylen selbst als hauptsächlichem so Verdünnungsmittel.
In Anbetracht der niedrigen Reaktionstemperaturen, d. h. etwa —40 bis etwa —i6o°, und des leicht flüchtigen
und leicht entflammbaren Charakters mancher Reaktionsteilnehmer wirft das Verfahren mehrere
schwerwiegende Probleme auf. Zunächst besteht die Notwendigkeit, den Reaktionsraum von der Atmosphäre
dicht geschlossen zu halten, damit keine entflammbaren Stoffe entweichen, die eine beträchtliche
Feuers- und Explosionsgefahr bilden würden. Zweitens muß das Polymerisat von etwa —400 oder darunter
auf Raumtemperatur oder darüber gebracht werden; in diesem Bereich ist es aber sehr klebrig und neigt
zum Zusammenballen. Schließlich besteht die Notwendigkeit, das Polymerisat aus einer Reaktionszone,
in der es mit leicht flüchtigen, entflammbaren Stoffen zusammen ist, in die Atmosphäre möglichst frei von
entflammbaren Stoffen auszutragen, um Feuers- oder Explosionsgefahr auszuschließen.
Bei den ursprünglichen Laboratoriumsuntersuchungen wurde die Reaktion chargenweise betrieben
und das Polymerisat als großer Klumpen entfernt. Es liegt auf der Hand, daß die Handhabung solcher
Klumpen oder Massen in verschiedener Beziehung sehr nachteilig ist, wenn die Reaktion auf eine betriebsmäßige
Grundlage übertragen wird. Um beispielsweise den rückständigenKatalysator gründlich auszuwaschen
und die flüchtigen Stoffe gänzlich zu entfernen, mußte man die Polymerisate auf schweren Mastizierungsvorrichtungen,
z. B. Knetern, Walzenmühlen oder Banbury-Mischern, auswaschen und dämpfen. Das Mischen
und Kneten in einem Banbury-Mischer ist von wesentlicher Bedeutung für die Herstellung von Tieftemperaturmischpolymerisäten
aus Isoolefin und Diolefin, die vulkanisierbar sind. Wenn man diese nicht wie
vorstehend erwähnt mischt octer knetet, entstehen blasige und rissige und damit praktisch wertlose Vulkanisate.
Daneben bestehen im Großbetrieb beträchtliche Schwierigkeiten und Gefahrenquellen bei der Überführung
der polymeren Massen, die noch flüchtige entflammbare Stoffe enthalten, von einem Gefäß in das
andere.
Ziel der Erfindung ist, ein Verfahren nebst Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, um die Tieftemperaturpolymerisation von Isoolefinen odervon Gemischen
derselben mit Diolefinen kontinuierlich und rasch durchzuführen.
Die Erfindung bezweckt auch einen dichten Abschluß der Zone für diese Polymerisation, die leicht
flüchtige, entflammbare und vielfach toxische Stoffe enthält, von der Atmosphäre und gleichzeitig eine
leichte Entfernung des Polymerisates unter Einschluß von möglichst wenig aufgenommenem oder adsorbiertem
flüchtigem, entflammbarem Material.
Die Erfindung zielt auch auf die Herstellung hochmolekularer Polymerisate aus Isoolefinen und Mischpolymerisate
aus Isoolefinen und Diolefinen in feinverteiltem Zustand ab, um dadurch die Polymeren
möglichst einfach zu entgasen.
Die Erfindung bezweckt weiterhin die Erzeugung hochmolekularer Polymerisate und Mischpolymerisate
aus den genannten Ausgangsstoffen in so fein verteiltem
Zustand, daß sich diese leicht entgasen und von dem rückständigen Katalysator in einem relativ einfachen
Arbeitsgang abtrennen lassen; dann kann man auf eine mechanische Bearbeitung, z. B. durch heißes Walzen
und bzw. oder Behandlung auf einem Banbury-Mischer, zur Entgasung der Polymeren verzichten.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, nicht umgesetztes flüchtiges Material, Begleitstoffe der die Reaktionszone
verlassenden Polymeren, in relativ gleich- go mäßigem Zeitmaß zu verdampfen und die wertvollen
Stoffe zurückzugewinnen und der Reaktionsflüssigkeit wieder zuzuführen.
Die Erfindung bezweckt ferner ein Verfahren nebst Vorrichtung zur kontinuierlichen Bildung einer wässerigen
Aufschlämmung von feinverteilten hochmolekularen Polymerisaten, die durch Polymerisation eines
Isoolefins oder durch Mischpolymerisation eines Isoolefin-Diolefin-Gemisches bei niedriger Temperatur
im Beisein eines Friedel-Craftsschen Katalysators entstehen.
Diese und andere Zweckangaben können nachstehender Beschreibung nebst Ansprüchen entnommen
werden.
Die Reaktion kann, wie gefunden wurde, so ausgeführt werden, daß die Teilchen des festen Polymerisates
als feinverteilte Suspension in dem kalten Reaktionsgemisch gehalten werden, so daß eine Aufschlämmung
des festen Polymeren in der kalten Reaktionsrhischung entsteht, die bei tiefer Temperatur
durch Rohrleitungen gepumpt und in kräftig gerührtes warmes Wasser oder eine andere Flüssigkeit
eintropfen gelassen werden kann;·dadurch werden die flüchtigen Stoffe in wirksamer Weise dampfförmig
entfernt; zurück bleibt das Polymerisat als eine Aufschlämmung feinverteilter, in Wasser suspendierter
Teilchen. Dieses Vorgehen hat einmal den Vorteil, daß das Polymerisat von den nicht umgesetzten Bestandteilen
des Reaktionsgemisches im wesentlichen befreit wird, so daß die flüchtigen Stoffe durch eineReinigungsanlage
und von dort in das Reaktionsgefäß zurückgeleitet werden können. Weiterhin dient es dazu, die
Reaktionszone sowie das Reinigungs- und Rücklaufsystem gegen die Atmosphäre dicht abzuschließen, und
ermöglicht den Abzug des Polymerisates verhältnismäßig frei von flüchtigen, entflammbaren Stoffen in
die Atmosphäre. Bei geeigneter Verfahrensführung
erhält man das Polymerisat in feinverteiltem Zustand in Form einer wässerigen Aufschlämmung, das abgetrennt,
gewaschen und in einer sehr einfachen Anlage getrocknet werden kann.
Die Zeichnung erläutert beispielsweise mehrere Vorrichtungsformen zur Ausführung vorliegender Erfindung.
Fig. I zeigt eine Anlage zur Polymerisation und Gewinnung des Polymerisates gemäß Erfindung im Aufriß,
teilweise im Schnitt.
Fig. II ist ein schematischer Aufriß einer anderen Vorrichtungsform für die Polymerisation und Gewinnung
des Polymerisates.
Fig. Ill, IV und V zeigen im Aufriß, teilweise im Schnitt, mehrere andere Anordnungen bevorzugter
Formen von Trennvorrichtungen und Einrichtungen zur Handhabung der Aufschlämmung.
Fig. I zeigt eine Polymerisationsanlage aus einem Reaktionsgefäß 1 mit einem Mantel 2 zur Zirkulation
eines Kühlmittels, vorzugsweise flüssigen Äthylens, und einem Rührwerk 3, das an Welle 4 befestigt ist, die
über ein Zahnradvorgelege 5 und Welle 6 mit einer Antriebskraft in Verbindung steht. Die zu polymerisierenden
olefinischen Verbindungen werden dem Reaktionsgefäß durch Rohrleitung 7 zugeführt. Ein
zweites Rohr 8, dessen unteres Ende vorzugsweise eine Zerstäubungsdüse 9 trägt, dient der Versorgung der
Reaktionsteilnehmer in 1 mit dem Katalysator. Ein Dampfauslaßrohr 11 führt oben aus dem Reaktionsgefäß zu einer Reinigungs- und Gewinnungsanlage. Das
Austragrohr besteht aus einem abwärts gerichteten Schenkel 12 und einem aufwärts gerichteten Schenkel
15 und bildet mit einem Flüssigkeitsspiegel in beiden Schenkeln ein Verschlußorgan, so daß kein Dampf in
das Reaktionsgefäß zurückschlagen kann. Mäntel 14 und 22 des Austragrohres dienen der Zirkulation eines
Kühlmittels wie Äthylen. Weil das Polymerisat dazu neigt, sich in dem Austrag- oder Verschlußrohr abzusetzen,
ist z. B. eine Schnecke 16 im Schenkel 15 zur Vermeidung von Verstopfungen eingebaut, welche
das feste Polymerisat in dem geneigten Rohr nach oben drückt. Eine Trägerwelle 18 für die Schnecke 16
führt durch einen Dichtungsring 19 und ist an eine Antriebsquelle 21 angeschlossen. Das Schraubenende
greift in das Ende einer Wasseraufschlämmkammer 23 über. Diese besteht vorzugsweise aus einem metallischen
Behälter, dessen eines Ende geschlossen und mit einem Ausstoßrohr 24 zur Entfernung verflüchtigter
Kohlenwasserstoffe und deren Abgabe an eine Trenn- und Reinigungsanlage ausgestattet ist. Der geschlossene
Teil der Schlämmkammer 23 trägt außerdem zweckmäßig ein Entlastungsrohr 25, das zu einem Wasserverschluß
26 mit Ausstoßrohr 27 führt. Im Behälter 23 befindet sich ein Walzenpaar 28 und 29, über das ein
biegsames Transportband 31 mit Schaufeln 32 läuft. Walze 28 befindet sich innerhalb des geschlossenen
Teiles des Behälters 23, wie aus der Zeichnung hervorgeht, Walze 29 nahe dem Boden und einer Seite des
geschlossenen Teils. Trennwand 33 ist gleichfalls innerhalb des Behälters vorgesehen, der nahezu mit Wasser
gefüllt ist. Eine andere Walze 34 ist nahe dem oberen Teil des offenen Abschnittes des Behälters 23 eingebaut;
ein Band 35, vorzugsweise ein endloses Drahtsieb, läuft über Walze 34 und über das andere Ende
des offenen Abschnittes von Behälter 23. Band 35 wird auf zusätzlichen Walzen 36 und 37 unter einer
Wasserbrause 38, über einem nach oben offenen Sammler 39, und eine weitere Leitwalze 41 zu einer
Abschlußwalze 42 unter einer Druckwalze 43 entlanggeführt.
Bei der praktischen Ausübung dieser Ausführungsform der Erfindung wird das Polymerisationsgemisch
in nicht dargestellten Mischgefäßen zubereitet. Es besteht aus etwa 70 bis 99,5 Gewichtsprozente Isoolefin
mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen im Molekül, vorzugsweise Isobutylen, und etwa 30 bis 0,5 Gewichtprozente
Diolefin, ζ. Β. Butadien oder einem substituierten Butadien mit bis zu 10 bis 12 Kohlenstoffatomen
im Molekül. Als Diolefine finden bevorzugt Isopren, Piperylen und Dimethylbutadien Anwendung.
Auch die nicht konjugierten Diolefine, wie Dimethylallen, oder die Triolefine, wie Myrcen, mit bis zu 10 bis
12 Kohlenstoffatomen im Molekül können Anwendung finden. Das Polymerisationsgemisch enthält außerdem
100 bis 700 Teile oder mehr flüssiges Äthylen, zwecks Abkühlung auf —97 bis —1030; diese Temperatur
wird durch flüssiges Äthylen im Kühlmantel 2 des Reaktionsgefäßes 1 aufrechterhalten.
Das kalte Polymerisationsgemisch fließt durch Rohrleitung 7 dem Reaktionsgefäß 1 zu, in dem Rührwerk 3
in Gang gebracht wird. Wenn das Reaktionsgefäß bis zum Überlauf gefüllt ist, wird der- Polymerisationskatalysator
durch Rohr 8 und Zerstäubungsdüse 9 zugeführt.
Der Katalysator besteht aus einer Lösung eines Friedel-Craftsschen Katalysators, wie Aluminiumchlorid,
in einem keine komplexen Verbindungen bildenden Lösungsmittel mit niedrigem Erstarrungspunkt,
wie Äthyl-oder Methylchlorid, Schwefelkohlenstoff oder einem anderen Mono- oder Polyhalogenid
mit bis zu 3 oder 4 Kohlenstoffatomen im Molekül oder einem anderen keine komplexen Verbindungen bildenden
Lösungsmittel, das bei Temperaturen unterhalb etwa —30° flüssig ist. Eine Zusammenstellung brauchbarer
Friedel-Craftsscher Katalysatoren bringt N. O.
Calloway in seinem Aufsatz »The Friedel-Crafts Synthesis« in der Ausgabe der »Chemical Reviews«,
die für die American Chemical Society, Baltimore, im Jahrgang 1935, Bd. XVII Nr. 3 veröffentlicht ist; die
Abhandlung beginnt auf S. 327; die Zusammenstellung ist besonders eingehend auf S. 375 wiedergegeben.
Der Katalysator wird vorzugsweise in Form einer feinverteilten Zerstäubung auf die Oberfläche des
rasch gerührten Reaktionsgemisches eingetragen oder als feiner Strahl in die Strudelzone am Rührwerk 3 oder
in einer anderen Weise, die eine rasche und vollständige Dispergierung der Katalysatorlösung in den Olefinen
gewährleistet. Die Reaktion bildet glatt eine Aufschlämmung der festen Teilchen des Polymerisates in iao
den nicht umgesetzten Olefinkomponenten. Die Geschwindigkeit des Katalysatorzulaufes wird unter Berücksichtigung
der Zulaufgeschwindigkeit der frischen Reaktionsteilnehmer vorzugsweise derart eingestellt,
daß der Anteil des festen Polymerisates in dem Reaktionsgemisch
weniger als etwa 2O°/0 beträgt. Da die
Polymerisationsreaktion exotherm verläuft, wird Wärme nach Maßgabe der Bildung des festen Polymerisates
frei. Die Temperatur des Reaktionsgemisches wird dadurch niedrig gehalten, daß man das Äthylen
in dem Gemisch teilweise verdampfen läßt. Das verdampfte Äthylen, zuzüglich kleinerer Mengen der
Reaktionsteilnehmer und des Katalysatorlösungsmittels in Dampfform, entweichen durch Rohr ii zur
Rückgewinnungsanlage,
Sobald das Reaktionsgefäß bis zum Überlauf gefüllt ist, fließt die Aufschlämmung des Polymerisates, bei weiterem Zusatz von Olefinen durch Rohrleitung η und Katalysatorlösung durch Rohrleitung 8, durch Rohr 12 zur Schnecke 16 über. Letztere drückt die Aufschlämmung im Rohr 15 nach oben zu dem geschlossenen Abschnitt des Behälters 23 und gibt das feste Polymerisat in einer Menge von etwa 300 Gewichtsprozent auf etwa 900 Gewichtsprozent des flüssigen, nicht umgesetzten olefinischen Gutes in kleinen Portionen in die Warmwasserfüllung des Behälters 23 ab. Das warme Wasser treibt den größten Teil der flüchtigen Komponenten über und desaktiviert den Katalysator gleichzeitig und wäscht den desaktivierten Katalysator aus. Dampfzufuhr zur Wasserfüllung im Trennbehälter erfolgt durch Rohr 10, um die durch Verdampfung der nicht umgesetzten Stoffe entstandenen Wärmeverluste auszugleichen. Da das Polymerisat auf dem Wasser schwimmt, wird es von den Schaufeln 32 des Förderbandes 31 erfaßt, durch das Wasser unter der Trennwand 33 hindurchgeführt und auf der anderen Seite der Trennwand abgegeben. Die verflüchtigten Olefine ziehen durch Rohr 24 zur Reinigungs- und Rücklaufanlage zum Zweck der Wiederverwendung ab. Das unterhalb der Trennwand abgeführte feste PoIymerisat enthält weniger als 10%, gewöhnlich weniger als i°/o flüchtige Kohlenwasserstoffe. Da es auch hier wieder auf der Oberfläche des Wassers schwimmt, wird es von dem Förderband 35 aufgenommen, unter der Wasserbrause 38 entlanggeführt und unter der Druckwalze 43 gegebenenfalls zur weiteren Behandlung abgeführt. Das weitere Vorgehen umfaßt zweckmäßig die Behandlung in einem Trockenofen, um das Polymerisat zu trocknen und die restlichen flüchtigen Stoffe auszutreiben, und auch gegebenenfalls die Behandlung auf einer Walzenmühle, um das Produkt zu einem zusammenhängenden Fell zwecks Transport und Vermischung fest zu verbinden.
Sobald das Reaktionsgefäß bis zum Überlauf gefüllt ist, fließt die Aufschlämmung des Polymerisates, bei weiterem Zusatz von Olefinen durch Rohrleitung η und Katalysatorlösung durch Rohrleitung 8, durch Rohr 12 zur Schnecke 16 über. Letztere drückt die Aufschlämmung im Rohr 15 nach oben zu dem geschlossenen Abschnitt des Behälters 23 und gibt das feste Polymerisat in einer Menge von etwa 300 Gewichtsprozent auf etwa 900 Gewichtsprozent des flüssigen, nicht umgesetzten olefinischen Gutes in kleinen Portionen in die Warmwasserfüllung des Behälters 23 ab. Das warme Wasser treibt den größten Teil der flüchtigen Komponenten über und desaktiviert den Katalysator gleichzeitig und wäscht den desaktivierten Katalysator aus. Dampfzufuhr zur Wasserfüllung im Trennbehälter erfolgt durch Rohr 10, um die durch Verdampfung der nicht umgesetzten Stoffe entstandenen Wärmeverluste auszugleichen. Da das Polymerisat auf dem Wasser schwimmt, wird es von den Schaufeln 32 des Förderbandes 31 erfaßt, durch das Wasser unter der Trennwand 33 hindurchgeführt und auf der anderen Seite der Trennwand abgegeben. Die verflüchtigten Olefine ziehen durch Rohr 24 zur Reinigungs- und Rücklaufanlage zum Zweck der Wiederverwendung ab. Das unterhalb der Trennwand abgeführte feste PoIymerisat enthält weniger als 10%, gewöhnlich weniger als i°/o flüchtige Kohlenwasserstoffe. Da es auch hier wieder auf der Oberfläche des Wassers schwimmt, wird es von dem Förderband 35 aufgenommen, unter der Wasserbrause 38 entlanggeführt und unter der Druckwalze 43 gegebenenfalls zur weiteren Behandlung abgeführt. Das weitere Vorgehen umfaßt zweckmäßig die Behandlung in einem Trockenofen, um das Polymerisat zu trocknen und die restlichen flüchtigen Stoffe auszutreiben, und auch gegebenenfalls die Behandlung auf einer Walzenmühle, um das Produkt zu einem zusammenhängenden Fell zwecks Transport und Vermischung fest zu verbinden.
Fig. II zeigt ein etwas abweichendes, in gewisser Beziehung einfacheres Trennsystem; zum leichteren Verständnis
wird auf Fig. I Bezug genommen. Reaktionsgefäß 101 entspricht der in Fig. I dargestellten Bauart,
unter Verwendung eines direkten Kühlmittels. Einlasse 102 und 103 dienen der Zuführung von Beschickung
und direktem Kühlmittel, 105 der Zuführung von Katalysatorlösung und 106 dem Abzug
der kalten Aufschlämmung. Ferner ist' in dem Reaktionsgefäß ein Rührwerk 104 vorgesehen. Die Austragleitung
106 ist von einem Mantelraum 107 umgeben, der einen toten Luftraum für die Leitung 106 als
Isolierung zwischen der kalten Reaktionszone und der verhältnismäßig warmen Trennzone bildet. Die Aufschlämmung
des Polymerisates in kaltem, nicht umgesetztem Kohlenwasserstoff-, Verdünnungsmittel- und
bzw. oder direktem Kühlmittelgemisch gelangt in die Trennzone durch einen Kanal 109 von großem Durchmesser
und fällt in kleinen Portionen in die Wasserfüllung des Trennbehälters 108. Das Wasser wird dort
mittels eines Dampfverteilers 122 auf 38 bis 82° gehalten. Der Inhalt des Trennbehälters wird durch ein
hin und her gehendes Rührwerk 113 mit geneigten Rührplatten 112 und einer exzentrischen Antriebswelle
114 in Bewegung gehalten. Ausgetriebene Dämpfe gelangen durch 126 in eine Rückgewinnungsanlage
über Leitung 110. Letztere ist an einen Wasserverschluß 124 und einen Quecksilberverschluß 125 angeschlossen,
die plötzliche Druckstöße, die 1 oder 2 ψ
oberhalb des Atmosphärendruckes überschreiten, auffangen sollen. Der Wasser- und Quecksilberverschluß
entladen an die Atmosphäre, und zwar der Wasserverschluß bei niedrigerem Druck als der Quecksilber-Verschluß.
Das in die Trennzone eintretende Polymerisat wird auf seinem Wege dorthin von einer Wasserbrause in
berieselt, die auch verhindert, daß sich Polymerisat an den Kanalwandungen festsetzt. Bei 127 eingeführter
Wasserdampf verhindert die Bildung von Eis an oder nahe der Eintrittsstelle des kalten Reaktionsgemisches
in die Trennzone. Das Polymerisat, das unter dem Einfluß der hin und her gehenden Rührplatten 112 im
Wasser suspendiert ist, gelangt na cheinander unter den Trennwänden 115 und 116 in den Austragabschnitt 117
und wird dort als Schwimmgut von Hand zur Trocknung und Behandlung auf der Walze abgehoben.
Wasser wird durch Pumpen aus Abschnitt 117 über Leitung 118, Pumpe 120, Leitung 121 und zurück in
die Trennzone durch Brause in im Umlauf gehalten. Frischwasser wird in geringen Mengen durch Leitung
128 zugesetzt, und entsprechende Wassermengen werden der Anlage durch den Ablauf 119 entnommen.
Gemäß Fig. III wird der Polymerisationsvorgang in einem als Röhrenbündel ausgebildeten Reaktionsgefäß
durchgeführt, wie es etwa in der britischen Patentschrift 580 407 beschrieben ist. In letzterem wird kein
direktes Kühlmittel benutzt, da die gesamte Reaktionswärme durch die Gefäßwandung an ein äußeres
Kühlmittel übertragen wird. Das flüssige Kühlmittel, zweckmäßig Äthylen wie gemäß Fig. I, wird in den
Raum zwischen den Röhrenscheiben 202 und 203 durch Leitung 204 eingeführt; verdampftes Kühlmittel zieht
aus diesem Raum durch Leitung 205 ab. Vorgekühltes no Reaktionsgemisch aus Isoolefin und Diolefin (vgl. Fig. I)
mit ο bis etwa 10 oder 20 Teilen Verdünnungsmittel je Teil des reagierenden Kohlenwasserstoffgemisches tritt
in das Reaktionsgefäß durch Leitung 206 ein. Geeignete Verdünnungsmittel sind Alkylchloride mit 1 bis 2 Kohlenstoffatomen
im Molekül, wie Äthylchlorid, Methylchlorid oder Isobutan u. dgl. Katalysatorlösung, wie zu
Fig. I beschrieben, wird durch Leitung 207, die mit einer Sprühdüse 208 versehen ist, zugeführt. Das
Reaktionsgemisch w'rd durch ein Flügelrührwerk 209 gründlich verrührt, so daß ein Umlauf des Reaktionsgemisches aufwärts durch Mittelrohr 210 und abwärts
durch mehrere peripherische kleinere Röhren 211, die
zwischen den Scheiben 202 und 203 liegen, entsteht. Das Reaktionsgefäß bleibt ständig mit Flüssigkeit gefüllt,
und ein Gemisch aus verhältnismäßig feinver-
teiltem Polymerisat und dem Überschuß an nicht umgesetzten Kohlenwasserstoffen plus Verdünnungsmittel
fließt aus dem Reaktionsgefäß durch Leitung 212 in einer Menge über, die dem durch Leitung 206 und
207 in das Reaktionsgefäß eingeführten Gut entspricht. Leitung 212 ist so dimensioniert, im Verhältnis zum
Durchsatz des Gutes im Reaktionsgefäß, daß sie mit Flüssigkeit gefüllt ist und die Strömungsgeschwindigkeit
der Aufschlämmung in den Trennbehälter 213 vorzugsweise über etwa 0,915 m (3 feet) je Sekunde
beträgt oder so hoch gehalten wird, daß die Leitung am Laufen bleibt. Trennbehälter 213 stellt ein verhältnismäßig
großes Gefäß dar, das mäßige Druckstöße von 0,068 bis 0,68 Atm. (1 bis 10 y>) aushält,
mit einem verhältnismäßig großen Dampfraum, der die Dämpfe vorzugsweise einige Minuten in dem Trennbehälter
verweilen läßt. Der Behälter ist mit Wasser gefüllt, das auf einem entsprechenden Niveau mittels
eines Niveauregelers 218 gehalten wird, der das Strömungskontrollventil
240 betätigt, welches die Abzugsgeschwindigkeit der Aufschlämmung aus dem Trennbehälter
einstellt. Die Aufschlämmung wird auf höherer Temperatur, beispielsweise 38 bis 820, mittels
durch Leitung 216 eingeblasenen Wasserdampfes ge-
S5 halten und mittels eines Turbinenrührwerkes 215 gut
gerührt. Für die Herstellung einer feinverteilten gleichmäßigen Aufschlämmung wird das Rührwerk erfahrungsgemäß
vorzugsweise derart betätigt, daß wenigstens 2 bis 10 Pferdekräfte je 3,785 cbm Flüssigkeit
verbraucht werden. Prallplatte 214 befindet sich gegenüber der Einlaßleitung 212, um den einlaufenden Strom
aus Polymerisat und niedrigsiedenden Flüssigkeiten sogleich aufzubrechen und sie in einem reichlichen
Wasserstrom, der aus Leitung 217 und Pumpe 227 über die Prallplatte zugeführt wird, zu dispergieren. In
dieser Weise wird das Polymerisat aufgewärmt, und die Flüssigkeiten verdampfen, wobei ersteres sich in
feinverteiltem Zustand befindet und keine Möglichkeit hat, während dieser Aufwärmperiode, falls es besonders
klebrig ist, zusammenzubacken. Die Dämpfe verlassen die Trennzone durch Leitung 239 zur Kompression,
Trocknung, Verflüssigung und Destillation zwecks Rückgewinnung und Rückleitung in die Reaktionszone. Die wässerige Aufschlämmung des Polymerisates
verläßt die Trennzone durch Leitung 219 und das obenerwähnte
Kontrollventil 240 und gelangt in den Entziehungsbehälter 220, in dem Unterdruck herrscht.
Die Entziehungszone hat die Aufgabe, die Entfernung flüchtiger Stoffe aus dem Polymerisat und dem Wasser
zu vervollständigen. In dieser Weise werden Verluste an wertvollem Reaktionsgut oder Verdünnungsmitteln
sowie Feuer und andere Gefahrenmomente auf ein Minimum herabgesetzt. Durch den Entziehungsvorgang
wird neben der Entfernung dieser flüchtigen Stoffe aus dem Polymerisat, bei Kombination mit geregelter
Heißlufttrocknung im Umlaufverfahren, in einem Trockenkanal, eine im wesentlichen vollständige
Entgasung ermöglicht, ohne daß man das Material auf schweren Maschinen mechanisch zu behandeln braucht.
Das Entziehungsgefäß ist wie das Trenngefäß mit einem Rührwerk 238, einem Wasserdampf injektor 237
und einem Dampfauslaß 221 versehen. In vorliegender Darlegung wird der Druck in der Entziehungszone auf
0,14 bis 0,35 atü mittels eines 2-Stufen-Dampfinjektors 222 gehalten, der vor und nach jeder Injektorstufe
Kondensatoren vorsieht. Das Kondensat aus den Niederdruckstufen kehrt durch Schenkel 223 in die
Entziehungszone zurück, und die Dämpfe werden in die Trennzone durch Leitung 224 eingeführt. Die Aufschlämmung
verläßt das Entziehungsgefäß durch Leitung 225 mittels Pumpe 226 mit durch Strömungsrcgler
228 geregelter Geschwindigkeit und kommt in eine Wehrvorlage 229; von dort aus wird sie über das
Schüttelsieb 230 verteilt. Überschüssiges Wasser fließt durch das Schüttelsieb in einen Behälter 231, und das
feuchte Polymerisat wird am Ende des Siebes bei 234 mit hohem Wassergehalt aufgetragen. Das feuchte
Polymerisat wird auf einem endlosen Sieb durch einen Trommeltrockner nach dem Umlaufsystem geführt, in
dem Heißluft über Dampfschlangen und herunter durch das auf dem Sieb befindliche Material umläuft.
Frischluft tritt am Auslaßende des Kanals ein, während feuchte Luft an verschiedenen Abschnitten entlang dem
Trockner in die Atmosphäre ausgestoßen wird. Die Trocknungstemperaturen betragen bis etwa 1210.
Unter diesen Umständen und bei gutem Kontakt des schnell bewegten Luftstromes mit feinverteiltem Polymerisat
werden die restlichen flüchtigen Substanzen ausgetrieben, die zur Bildung von Blasen während der
Vulkanisation Anlaß geben wurden. Das durch go Schüttelsieb 230 in den Behälter 231 durchfließende
Wasser kehrt über Pumpe 235 und Strömungsregler 236 in das Trenngefäß 213 zurück, um Wasser und
andere verwertbare Stoffe, die darin enthalten sind, dem Prozeß wieder zuzuführen, wie oben erörtert
wurde.
Behälter 231 hat einen Wasserzulauf und einen Wasserüberlauf, um unerwünschte Ansammlungen zu
entfernen. Gemäß Fig. III verwenden Strömungsregler, die in den Aufschlämmungsleitungen darge-
stellt sind, einen Venturimesser an Stelle des üblichen Injektormessers als Meßvorrichtung, um Verstopfungen
durch feste Teilchen des Polymerisates auszuschließen. Die Kontrollventile sind in einer besonderen
Stromlinienform konstruiert, die durch festes Material nicht leicht verstopft wird. Um große Druckstöße aufzufangen,
wie sie beim Fallen größerer Klumpen des Polymerisates oder Reaktionsgemisches in das in dem
Behälter befindliche Wasser eintreten können, ist ein Sicherheitsventil 250 auf dem Trennbehälter vorgesehen.
Fig. IV zeigt eine Abänderung der Anlage von Fig. III, die für viele Fälle einen glatter und leichter
kontrollierbaren Betrieb gestattet. Leitung 312, die aus dem Reaktionsgefäß in den Trennbehälter kalte
Aufschlämmung überführt, weist einen größeren Durchmesser auf, um größere Feststoffteilchen passieren
zu lassen, wodurch naturgemäß die Strömungsgeschwindigkeit vermindert wird. Leitung 312 ist nach
oben geneigt, um einen wirksamen Flüssigkeitsver-Schluß zum Reaktor zu geben. In diesem Fall verläßt
die Aufschlämmung das Reaktionsgefäß durch Leitung 312 mit einer Geschwindigkeit von 0,305 bis 0,915 m
je Sekunde und tritt in den Trennbehälter mit abwärts gerichteter Strömung ein. Um zu verhindern, daß
Wasserdampf aus dem Trennbehälter in Leitung 312
zurückschlägt, wenn diese nicht mit Flüssigkeit gefüllt ist, befindet sich eine konische Haube 341 über dem
Auslaßende von Leitung 312. Diese Haube ist dei*
Bauart nach in der amerikanischen Patentschrift ' 5 2 395 901 beschrieben. Sie soll den Zutritt von Wasserdampf
in die unmittelbare Nähe der Austragleitung eines kalten Reaktionsgefäßes verhindern, um die
Bildung von Eiszonen in diesem Abschnitt auszuschließen. Die Haube ist mit einer Leitung 340 für
trockenes Spülgas ausgestattet. Als Spülgas verwendet man ein inertes Gas, wie Kohlensäure, Stickstoff,
Methan u. dgl., bzw. noch besser trockenes Rücklauf gas / aus der Rückgewinnungsanlage. Eine Geschwindigkeit
des Spülgases am Boden der konischen Haube von 3 bis 4,6 m/min, reicht erfahrungsgemäß zur Verhinderung
der Eisbildung aus.
Polymerisat und kalte Flüssigkeit, die aus der Haube
fallen, werden von einem schnell bewegten Wasserfächer aus Leitung 317 aufgefangen, der durch Düse
ao 342 gebildet und gegen den mittleren Abschnitt des Wasserspiegels im Trennbehälter gerichtet ist. Für
diesen Zweck kann eine rechteckige Düse von 3,75x17,5 cm für eine Strömungsmenge von etwa
1,512 1 je Minute vorteilhaft verwendet werden. Um den
Behälter gegen scharfen Temperaturabfall bei Fehlen einer Wasserdüse abzusichern, ist ein Vorsatz oder
eine Zwischenwand 343 eingebaut, auf deren Rückseite Wasserdampf durch Leitung 344 zugeführt wird. Bei
dieser Ausführungsform sind zwei Turbinenrührwerke 315 vorgesehen zur etwas besseren Verteilung oder
Aufwirbelung der Aufschlämmung in dem Behälter; die Aufschlämmung wird aus einem Mittelabschnitt des
Behälters bei 319, und nicht am Boden, abgezogen; man erreicht dadurch eine einheitlichere Konzentration
der Feststoffe in der abziehenden Aufschlämmung.
Die Kontrolle des Flüssigkeitsstandes von Fig. IV ist so abgeändert worden, daß ein konstanter Spiegel
sowohl in der Entziehungszone als auch in der Trennzone gehalten wird. In diesem Fall betätigt das Niveau
der Entziehungszone die Kontrolle der Strömungsgeschwindigkeit der Aufschlämmung aus der Trennzone
in die Entziehungszone durch Kontrollventil 320; der Flüssigkeitsstand in der Trennzone kontrolliert die
Rückleitung von Wasser in dieselbe vom Schüttelsiebauffanggefäß mittels Kontrollventils 318. Bei dieser
Verfahrensführung ist es weniger wahrscheinlich, daß kleinere Störungen im Strömungsverlauf an irgendeiner
Stelle der Anlage ungünstige Flüssigkeitsstände in einer der beiden Zonen verursachen. Es ist wichtig,
das richtige Flüssigkeitsniveau zu halten; denn ein zu niedriger Flüssigkeitsstand bewirkt die Entstehung
einer ungewöhnlich schwer und schwierig zu handhabenden Aufschlämmung, ein zu hoher Flüssigkeitsstand
vergrößert das Volumen der in Bewegung zu haltenden Flüssigkeit und vermindert daher die Rührintensität
je Raumeinheit in dem Maße, daß sich das Polymerisat leicht in beträchtlicher Menge an der
Oberfläche absetzt.
Fig. V ist eine weitere Abänderung der zu Fig. III im einzelnen erläuterten Anlage. Die Strömungsregelung
erfolgt auch hier wie bei Fig. IV; die einzige weitere Abweichung von dem Schema der Fig. III, die
über die oben zu Fig. IV erwähnten hinausgeht, ist das Fehlen der Haube und des Spülgases am Eintritt in
den Trennbehälter. Die erwünschten Funktionen werden dann von einem geneigten Wasserfächer aus Leitung
417 mit Düse 442, oberhalb der Austrittsstelle 412 des Reaktionsgefäßes, und hoher Geschwindigkeit in
der Austrittsleitung 412 übernommen, um Eisbildung an der Eintrittsstelle in den Trennbehälter zu vermeiden.
Bei den beiden ersten Ausführungsformen der Erfindung ist die Aufschlämmung nicht in so fein verteilter
Form wie bei den Ausrüstungen gemäß Fig. III, IV und V.
Die einzelnen Ausführungsformen der Erfindung eignen sich namentlich zur Behandlung fester, hochmolekularer
Tieftemperaturpolymerisate aus Isoolefinen allein oder deren Gemischen mit Diolefinen,
die mit Isoolefinen mischpolymerisierbar sind. Das bevorzugte Isoolefin ist Isobutylen; andere Isoolefine
mit bis zu etwa 8 Kohlenstoffatomen im Molekül sind gleichfalls geeignet. Mischpolymerisierbare Diolefine
sind u. a. Butadiene und substituierte Butadiene, besonders Isopren, Piperylen und Dimethylbutadien,
d. h. konjugierte Diolefine mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen im Molekül. Andere Polyene mit bis zu 12 oder
14 Kohlenstoffatomen im Molekül, wie Myrcen, und gewisse nicht konjugierte Diolefine, wie Dimethylallen
u. dgl., können gleichfalls Anwendung finden.
Die Olefine werden vorzugsweise auf Temperaturen unter —io°, vorzugsweise unter etwa —400, abgekühlt
und durch Zusatz eines Friedel-Craftsschen Katalysators, der in einem keine komplexen Verbindungen
bildenden Lösungsmittel von niedrigem Erstarrungspunkt gelöst ist, wie Methyl-, Äthyl- oder Propyl-,
Mono- oder Polyhalogeniden oder Schwefelkohlenstoff bzw. Sulfurylchlorid od. dgl., polymerisiert. Die Reaktionsteilnehmer,
Katalysatoren, Lösungsmittel u. dgl. und die allgemeinen Eigenschaften der gebildeten
Polymerisate sind in der obenerwähnten amerikanischen Patentschrift 2 203 873 und der australischen
Patentschrift 112 875 beschrieben.
Vorliegende Erfindung umfaßt also die Herstellung fester Polymerisate mit einem weiten Spielraum hinsichtlich
des Molekulargewichtes und der physikalischen Eigenschaften nach Maßgabe der gewählten
und in der Reaktionszone aufrechterhaltenen Arbeitsbedingungen. Wenn die Polymerisation in Gegenwart
eines nicht lösenden Verdünnungsmittels bei geeigneter niedriger Temperatur durchgeführt wird, ist das
Polymerisat im allgemeinen in der Reaktionszone verhältnismäßig nichtklebend. Wenn es aus der Reaktionszone entfernt und in Gegenwart anhaftender Reaktionsflüssigkeiten
erwärmt wird, wird es sehr klebrig; dies gilt sogar für die höhermolekularen Mischpolymerisate
aus Isoolefin und Diolefin. Nach vollendeter Verdampfung der flüchtigen Substanzen hängt die
Klebrigkeit des Produktes in großem Umfang von der Molekulargewichtsverteilung im Polymerisat ab.
Um das Zusammenklumpen von Polymerisatteilchen als Folge der Klebrigkeit auszuschließen, wird erfindungsgemäß
das die Reaktionszone verlassende Gut sofort in einem großen Volumen warmer Flüssigkeit
dispergiert, die auf das Polymerisat nicht lösend wirkt, wie Wasser, Alkohole, Ketone, wässerige Flüssigkeiten
oder Lösungen od. dgl., oder lösend wirkt, wie Leichtnaphtha, Benzol usw. Dem Flüssigkeitsvolumen wird
Wärme in dem Maße zugeführt, daß die Temperatur so hoch bleibt, daß ein rascher Wärmeübergang auf die
kalte Flüssigkeit erfolgt und die Bildung von Feststoffen (Eis oder Wachs) vermieden wird. Die Flüssigkeit
wird lebhaft gerührt, um einen wirksamen'Wärmeübergang
und bzw. oder die Vermeidung von Einschlüssen flüchtiger Flüssigkeiten oder Nester, die von
ίο dem Polymerisat eingehüllt sind, bzw. von Eis oder
anderen festen Stoffen, zu gewährleisten, die bei genügender Wärmezuführung unter Verflüchtigung der
eingeschlossenen Flüssigkeit explodieren würden. Der Dampfraum in dem Trennbehälter ist so weiträumig,
daß sich der Gasstrom von dort zur Rückgewinnungsanlage im wesentlichen ausgleicht; der Dampfauslaß
zur Rückgewinnungsanlage und die Rücklaufeinrichtung sind gegen Druckstöße ausreichend gesichert. Der
Druck, unter dem der Trennbehälter arbeitet, wird etwa gleich dem Atmosphärendruck gehalten, oder er
kann so hoch sein, daß die Dämpfe, während die Reaktionsflüssigkeiten bei der relativ hohen Temperatur
des Trennbehälters rasch verdampfen, leicht mittels Kühlwassers ohne Zuhilfenahme von Gaskomas
pressoren oder -kühlem kondensiert werden. In der zweiten Trennzone herrscht Atmosphärendruck oder
Unterdruck; die dieselbe verlassenden Dämpfe werden ausgestoßen oder komprimiert und mit denen aus der
ersten Stufe vereinigt. Diese Art der Verfahrensführung wird durch die Anwendungvon Reaktionsverdünnungsmitteln
erleichtert, die weniger flüchtig als Methylchlorid sind. Das Polymerisat wird aus der Trennzone
durch einen Verschluß der Trennflüssigkeit entfernt, um zu verhindern, daß die in der Trennzone frei gewordenen
Dämpfe verlorengehen oder entweichen.
Die zweite Trenn- oder Entziehungszone kann einen Teil der Anlage bilden oder fortbleiben. Im ersteren
Fall wird sie bei einem wesentlich niedrigeren Druck als die erste Trennzone und mit bzw. ohne zusätzliche
Wärmezufuhr oder Zusatz von Entziehungsdämpfen betrieben.
Chemische Hilfsstoffe verschiedener Art können der Flüssigkeit des Trennbehälters zugesetzt werden, beispielsweise
Zinkstearat, das bereits oben erwähnt wurde, oder andere divalente Metallsalze höherer Fettsäuren
im allgemeinen oder Tone, Pigmente, Ruß usw., um das Polymerisat als getrennte Teilchen in der Aufschlämmung
zu halten. Auch andere Stoffe, wie Stabilisatoren, z. B. Phenyl-beta-naphthylamin, Diphenylamin,
Schwefel oder andere Substanzen, die für das fertige Polymerisat nützlich sind, können der Trennflüssigkeit
zugesetzt werden. Zweckmäßig ist auch der Zusatz von Stoffen, welche die Erhöhung des Säurewertes ausschließen, und zwar in der Trennbehälter-
flüssigkeit; die üblichen Katalysatoren geben nämlich bei der Hydrolyse Säure ab, die zwar an sich relativ
klein ist, sich allmählich aber störend bemerkbar machen kann, wenn nicht Flüssigkeit in beträchtlicher
Menge abgezogen wird. Hierfür eignen sich besonders Natronasche, Ätznatron, Calciumoxyd, Magnesiumoxyd
oder andere alkalische Substanzen.
Die vorausgehende Beschreibung soll der Erläuterung der Erfindung dienen. Darüber hinaus sind zahlreiche
Abänderungen und Abwandlungen ausführbar, ohne daß damit der Rahmen der Erfindung verlassen
wird.
Claims (7)
1. Verfahren zur Herstellung olefinischer Elastomerer,
wobei kontinuierlich ein Gemisch aus Isobutylen und einem organischen, sich nicht umsetzenden
Verdünnungsmittel, welches bei der Polymerisationstemperatur flüssig bleibt, in eine
Reaktionszone eingetragen und deren Inhalt auf einer Temperatur zwischen —40 und —160° gehalten
und kontinuierlich ein Friedel-Craftsscher Katalysator zugesetzt wird, um eine Aufschlämmung
der festen Polymerisatteilchen in kalter Reaktionsflüssigkeit zu bilden, dadurch gekennzeichnet,
daß man die kalte Aufschlämmung in eine erwärmte, lebhaft gerührte wässerige Flüssigkeit in
einer geschlossenen Abschreckzone ableitet, um die flüchtige Reaktionsflüssigkeit zu entfernen, und die
Polymerisatteilchen von der Flüssigkeit abtrennt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei kontinuierlieh
ein Gemisch aus Isobutylen und Methylchlorid in eine Reaktionszone eingetragen und deren Inhalt
zwischen —97 und —1030 gehalten und kontinuierlich
Aluminiumchlorid zugesetzt wird, um eine Aufschlämmung der festen Polymerisatteilchen in
kalter Reaktionsflüssigkeit zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß man die kalte Aufschlämmung
in eine geschlossene Abschreckzone leitet und dort an erwärmtes, lebhaft gerührtes Wasser abgibt,
welches auf 38 bis 820 gehalten wird, um die flüchtige Reaktionsflüssigkeit abzutrennen und eine
Aufschlämmung feinverteilter Polymerisatteilchen in Wasser zu bilden, erwärmtes Wasser vom Boden
der Abschreckzone zu deren oberem Teil zurücklaufen läßt, aus der Abschreckzone einen flüssigen
Strom der wässerigen Aufschlämmung abzieht, aus demselben die Polymerisatteilchen abtrennt, aus
der Abschreckzone weiterhin einen Gasstrom der verflüchtigten Reaktionsflüssigkeit und Wasserdampf
abzieht, diesen zum Zweck der Rückgewinnung behandelt und die zurückgewonnene Reaktionssubstanz der Polymerisation wieder
zuführt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei kontinuierlich
ein Gemisch aus Isobutylen und einem Polyen
' mit 4 bis 10 Kohlenstoffatomen im Molekül und einem organischen, sich nicht umsetzenden Verdünnungsmittel,
welches bei der Polymerisationstemperatur flüssig bleibt, in eine Reaktionszone bei
—40 bis —i6o° eingetragen und kontinuierlich eine
Lösung eines Friedel-Craftsschen Katalysators in einem Lösungsmittel zugesetzt wird, welches bei
den Reaktionstemperaturen flüssig ist und mit dem Katalysator keine komplexen Verbindungen bildet,
um eine Aufschlämmung der festen Polymerisat- »ao teilchen in kalter Reaktionsflüssigkeit zu bilden, dadurch
gekennzeichnet, daß man die kalte Aufschlämmung in eine geschlossene Abschreckzone
auf die Oberfläche von erwärmtem, lebhaft gerührtem Wasser abgibt, um die flüchtige Reaktions- i»5
flüssigkeit abzutrennen und eine Aufschlämmung
652
der feinverteilten Polymerisatteilchen in Wasser zu bilden, und die Polymerisatteilchen aus der wässerigen
Aufschlämmung abtrennt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei kontinuierlich eine Beschickung, die aus 1 Teil eines Gemisches
aus 70 bis 99,5 Gewichtsprozent Isobutylen und 30 bis 0,5 Gewichtsprozent eines konjugierten
Diolefins mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen im Molekül und ο bis 10 Teilen eines organischen, sich nicht umsetzenden
Verdünnungsmittels besteht, welches bei der Polymerisationstemperatur flüssig bleibt, in
eine Reaktionszone eingetragen und eine Lösung eines Friedel-Craftsschen Katalysators in einem
Alkylchlorid mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen im Molekül unter Aufrechterhaltung des Reaktionsgemisches auf einer Temperatur zwischen —40 und
—1030 zugesetzt wird, wobei eine Aufschlämmung der festen Polymerisatteilchen in kalter Reaktionsflüssigkeit entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß
man einen Strom der kalten Aufschlämmung aus der Reaktionszone in eine geschlossene Abschreckzone
abzieht und dort an erwärmtes, lebhaft gerührtes Wasser abgibt, welches auf 38 bis 820 gehalten
wird, um die flüchtigen Reaktionsflüssigkeiten abzutrennen und eine Aufschlämmung feinverteilter
Polymerisatteilchen in Wasser zu bilden, erwärmtes Wasser vom Boden der Abschreckzone
zu deren oberem Teil zurücklaufen läßt, aus der Abschreckzone einen Strom der wässerigen Aufschlämmung
abz:eht und aus demselben die Polymerisatteilchen abtrennt, aus der Abschreckzone
weiterhin einen Gasstrom aus Wasserdampf und verflüchtigter Reaktionsflüssigkeit abzieht, diesen
zum Zweck der Rückgewinnung behandelt und die zurückgewonnene Reaktionsflüssigkeit der Polymerisation
wieder zuführt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei kontinuierlich eine Beschickung, die aus 1 Teil eines Gemisches
aus 70 bis 99,5 Gewichtsprozent Isobutylen und 30 bis 0,5 Gewichtsprozent Isopren und 0 bis
10 Teilen Methylchlorid besteht, in eine Reaktionszone eingetragen und eine Lösung von Aluminiumchlorid
in Methylchlorid unter Aufrechterhaltung des Reaktionsgemisches auf einer Temperatur
zwischen —97 und —1030 zugesetzt wird, wobei
eine Aufschlämmung der festen Polymerisatteilchen in kalter Reaktionsflüssigkeit entsteht, dadurch gekennzeichnet,
daß man einen Strom der kalten Aufschlämmung aus der Reaktionszone in eine geschlossene
Abschreckzone abzieht, letztere von der Reaktionszone durch einen Flüssigkeitsverschluß
abriegelt, der aus der strömenden Aufschlämmung besteht, die Aufschlämmung in die Abschreckzone
als Sprühregen auf erwärmtes, lebhaft gerührtes Wasser abgibt, das auf 38 bis 820 gehalten wird, um
die flüchtige Reaktionsflüssigkeit abzutrennen und eine Aufschlämmung feinverteilter Polymerisatteilchen
in Wasser zu bilden, erwärmtes Wasser vom Boden der Abschreckzone zu deren oberem
Teil zurücklaufen läßt und dort als Sprühregen mit der zulaufenden kalten Aufschlämmung von
Polymerisatteilchen und kalter Reaktionsflüssigkeit mischt, einen Strom der gebildeten wässerigen Aufschlämmung
aus der Abschreckzone abzieht, aus derselben die Polymerisatteilchen abtrennt, aus der
Abschreckzone weiterhin einen oben abziehenden Dampfstrom entfernt, diesen einer Rückgewinnungsanlage
zuführt und die zurückgewonnenen Monomeren nebst Verdünnungsmittel der Polymerisation
wieder zuführt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufschlämmung feinverteilter
Polymerisatteilchen in Wasser einer Vakuumentziehung vor Abtrennung der Polymerisatteilchen
aus derselben unterworfen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch die Verwendung von Äthylchlorid als Polymerisationsverdünnungsmittel.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
5412 10.52
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US511699A US2463866A (en) | 1943-11-25 | 1943-11-25 | Process for the production and recovery of olefinic elastomers |
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