EA024904B1

EA024904B1 - Способ дегазации пластического материала

Info

Publication number: EA024904B1
Application number: EA201000839A
Authority: EA
Inventors: Амир Карбаси; Эса Корхонен; Энсио Хиетанен; Карин Х. Кнудсен; Кай Хагане; Фред Бергманн; Клаус Нюфорс
Original assignee: Бореалис Текнолоджи Ой
Priority date: 2007-12-18
Filing date: 2008-10-24
Publication date: 2016-11-30
Also published as: BRPI0820778A2; CN101896324B; ATE512774T1; KR20100082795A; EA201000839A1; CN101896324A; WO2009077031A1; EP2072203B1; US20110245445A1; US9216548B2; BRPI0820778B1; EP2072203A1; KR101146788B1; ES2367926T3; EP2072203B2

Abstract

Согласно изобретению предложен способ обработки пластического материала, включающий: а) обеспечение жидкости; б) приведение в контакт пластического материала с жидкостью; в) выдерживание пластического материала в жидкости при температуре, составляющей от Т- 25°С до Тжидкости, где Тпредставляет собой точку кипения жидкости при прилагаемом давлении; и г) извлечение пластического материала из жидкости. Кроме того, согласно изобретению предложены применение жидкости для обработки пластического материала и установка для обработки пластического материала жидкостью.

Description

Изобретение относится к способу обработки пластического материала, к применению жидкости для удаления летучих соединений из пластического материала и к установке для удаления летучих соединений из пластических материалов.

Предшествующий уровень техники

Из документа \7О 98/40417 известно устранение запаха у полимеров путем продувания их водяным паром, либо инертным газом, либо воздухом при повышенной температуре. Кроме того, из ΌΕ 19729302 известно, что для дегидратации полипропиленовых гранул их можно отделять от воды и сушить при температуре от 100 до 130°С.

Обработка гранул полимеров, таких как полипропилен и полиэтилен, водяным паром и инертным газом или воздухом при повышенной температуре, тем не менее, вызывает несколько проблем. Прежде всего, выброс, вкус и запах улучшаются в степени, недостаточной для ряда областей применения, в частности, таких как трубы для питьевой воды и детали для автомобилей. Кроме того, стандартное продувание удаляет из пластического материала содержащийся в нем мономер только в малой степени, в результате чего в материале остается высокое содержание летучих компонентов. Эта проблема является особенно серьезной в случае, когда полимер подвергают висбрекингу для изменения индекса расплава полимера. Во время хранения таких полимеров потеря летучих компонентов с поверхности грануп может даже привести к образованию взрывоопасных смесей с воздухом в емкостях для хранения.

Краткое изложение сущности изобретения

Целью изобретения является создание способа, который дает возможность упрощенного и эффективного удаления летучих компонентов при низком потреблении энергии Следующей целью изобретения является разработка установки для осуществления такого способа.

Настоящее изобретение основано на открытии, что эти цели могут быть достигнуты путем приведения в контакт пластического материала с растворителем в жидкой форме.

Таким образом, согласно настоящему изобретению предложен способ обработки пластического материала, включающий:

(а) обеспечение жидкости;

(б) приведение в контакт пластического материала с жидкостью;

(в) выдерживание пластического материала в жидкости при температуре, составляющей от Т_кип 25°С до Т_кип, предпочтительно от Т_кип-10°С, до Т_кип жидкости, где Т_кип представляет собой точку кипения жидкости при прилагаемом давлении; и извлечение пластического материала из жидкости.

Согласно настоящему изобретению также предложена установка для удаления летучих компонентов из пластического материала, включающая:

(а) экструдер для экструдирования олефиновых полимеров;

(б) гранулятор, смежный с экструдером;

(в) реактор или группу реакторов для дегазации полимера;

Термин реактор означает любой сосуд, пригодный для обработки пластического материала с помощью жидкости.

(г) необязательно мешалку, имеющую по меньшей мере один перемешивающий элемент, внутри реактора или группы реакторов;

(д) бак для жидкости или группу баков для жидкости;

(е) трубопровод или группу трубопроводов для транспортировки суспензии гранул, полученных из гранулятора, в реактор или группу реакторов;

(ж) трубопровод или группу трубопроводов для соединения бака для жидкости или группы баков для жидкости с гранулятором;

(з) насосные средства для обеспечения тока жидкости по трубопроводу или группе трубопроводов, соединяющих бак для жидкости или группу баков для жидкости с гранулятором;

(и) трубопровод или группу трубопроводов для соединения бака для жидкости или группы баков для жидкости с реактором или группой реакторов;

(к) насосные средства для обеспечения тока жидкости по трубопроводу или группе трубопроводов, соединяющих бак для жидкости или группу баков для жидкости с реактором или группой реакторов;

(л) трубопровод или группу трубопроводов для забора суспензии гранул из реактора или из каждого из группы реакторов и (м) трубопровод или группу трубопроводов для подачи жидкости из источника жидкости в бак для жидкости или группу баков для жидкости.

Применение жидкости вместо пара в соответствии с изобретением не только позволяет удалять летучие компоненты из пластического материала более эффективно, оно, кроме того, делает способ более легким. Гранулы могут оставаться в одной и той же жидкости из экструдера до конечной стадии высушивания, проходя стадию дегазации (= обработки). В других способах для удаления летучих компонентов горячие полимерные гранулы обычно переносят с помощью конвейерного пневмотранспорта, что

- 1 024904 часто приводит в результате к образованию нежелательных мелких фракций и длинных узких струй за счет трения между частицами и трубопроводом для транспортировки. Использование суспензии уменьшает образование таких мелких фракций и длинных узких струй. Кроме того, с жидкостями, даже когда они горячие, легче и безопаснее обращаться, чем с чистым паром, который используют в способах согласно предшествующему уровню техники. Кроме того, пар необходимо конденсировать для последующей обработки сточной воды. В способе и установке по изобретению превращенную в пар жидкость можно использовать для нагревания жидкости, в результате чего количество превращенной в пар жидкости, которую нужно повторно конденсировать, значительно меньше по сравнению со способами согласно предшествующему уровню техники. Поэтому необходимо меньше охлаждающей воды, что приводит в результате к меньшей энергоемкости процесса. Экономия энергии также происходит вследствие более легкой теплопередачи от жидкости к твердому пластическому материалу по сравнению с теплопередачей от газа к твердому пластическому материалу. В случае, когда в качестве жидкости используют воду, могут быть достигнуты дополнительные преимущества изобретения. В данном случае значительно легче работать в соответствии с директивой 1999/13/ЕС Евросоюза по ограничению выбросов летучих органических соединений.

Кроме того, настоящее изобретение относится к применению жидкости для удаления летучих компонентов из пластических материалов, где жидкость имеет температуру, составляющую от Т_кип - 25°С до Т_кип, предпочтительно от Т_кип - 10°С до Т_кип, где Т_кип представляет собой точку кипения жидкости при прилагаемом давлении.

Изобретение, в частности, относится к удалению из гранул летучих компонентов, которые получают в процессе изготовления пластического материала. Эти летучие компоненты включают мономеры, углеводороды и производные углеводородов, включая замещенные углеводороды, спирты, кетоны, альдегиды, карбоновые кислоты, амины, имины, эпоксиды, эфиры и их производные. Способ, в частности, позволяет удалять летучие компоненты, содержащие от 2 до 20 атомов углерода, предпочтительно от 2 до 15 атомов углерода, более предпочтительно от 2 до 12 атомов углерода, и наиболее предпочтительно от 6 до 12 атомов углерода. Предпочтительно удаляемые летучие компоненты по существу состоят из углеводородов, имеющих от 2 до 20 атомов углерода, предпочтительно от 2 до 15 атомов углерода, более предпочтительно от 2 до 12 атомов углерода и наиболее предпочтительно от 6 до 12 атомов углерода. В этом отношении по существу состоит означает от 50 до 100%, предпочтительно от 80 до 100% суммарных удаляемых летучих компонентов.

Предпочтительно компоненты, которые удаляют, имеют точку кипения вплоть до 360°С, более предпочтительно от -104 до 280°С и наиболее предпочтительно от 65 до 230°С.

В данной заявке термины дегазация и обработка используют как синонимы.

Летучие компоненты могут, конечно, включать другие вещества, выделяющихся из компонентов, обычно используемых при производстве пластиков, таких как добавки, наполнители или модификаторы.

Способ согласно настоящему изобретению имеет более высокую эффективность в отношении количества и природы экстрагируемых летучих компонентов. Эти летучие компоненты включают мономеры, углеводороды и производные углеводородов, включая замещенные углеводороды, спирты, кетоны, альдегиды, карбоновые кислоты, амины, имины, эпоксиды, эфиры и их производные. Способ, в частности, позволяет удалять летучие компоненты, содержащие от 2 до 20 атомов углерода, предпочтительно от 2 до 15 атомов углерода, более предпочтительно от 2 до 12 атомов углерода и наиболее предпочтительно от 6 до 12 атомов углерода. Предпочтительно удаляемые летучие компоненты по существу состоят из углеводородов, содержащих от 2 до 20 атомов углерода, предпочтительно 2 до 15 атомов углерода, более предпочтительно 2 до 12 атомов углерода и наиболее предпочтительно 6 до 12 атомов углерода. В этом отношении по существу состоит означает от 50 до 100%, предпочтительно от 80 до 100% суммарных удаляемых летучих компонентов. Предпочтительно компоненты удаляют при точке кипения вплоть до 360°С, более предпочтительно от -104 до 280°С и наиболее предпочтительно от 65 до 230°С.

Кроме того, теплопередача к полимерному материалу улучшена, за счет чего улучшена энергетическая эффективность. Было неожиданно обнаружено, что нет необходимости применять большие количества воздуха или инертного газа, как при стандартном способе удаления остаточных углеводородов.

Пластический материал, который подлежит обработке согласно способу по настоящему изобретению, может представлять собой любой пластический материал, имеющий проблемы, связанные с нежелательными выбросами, вкусом и запахом. Предпочтительно пластический материал представляет собой полиолефин, в частности, основанный на мономерах С₂, С₃ и С₄-С₈, и более предпочтительно представляет собой полиэтиленовую и/или полипропиленовую смолу, также включающую дополнительные количества функционализированных мономеров и/или сомономеров С₄-С₄₀.

Способ согласно настоящему изобретению является особенно выгодным в случае полипропиленовых смол, которые были подвергнуты висбрекингу.

Температуру жидкости следует выбирать в пределах определенного температурного диапазона. Этот диапазон начинается при температуре, которая на 25°С, предпочтительно на 10°С ниже точки кипения жидкости, и заканчивается в точке кипения жидкости при прилагаемом давлении.

- 2 024904

В случае воды нижний предел температурного диапазона составляет 75°С, предпочтительно 90°С, а верхний предел составляет 100°С при стандартном давлении. Понятно, что при более высоком давлении применяемый температурный диапазон сдвигается в сторону более высоких температур. Применение таких более высоких температур является предпочтительным в случае полипропиленовых смол с более высокими температурами плавления, как, например, в случае полипропилена, который был подвергнут висбрекингу.

После выдерживания пластического материала в жидкости при температуре в пределах вышеупомянутого диапазона в течение определенного времени пластический материал извлекают из жидкости.

Согласно настоящему изобретению жидкость предпочтительно выбирают из воды, этанола, пропанола, изопропанола, бутанола и их смесей. Более предпочтительно жидкость выбирают из воды или смесей: вода/этанол, вода/пропанол, вода/изопропанол, вода/бутанол в соотношении от 4/1 до 19/1.

Наиболее предпочтительно, жидкость представляет собой воду. Открытие того, что вода пригодна для этой цели, особенно неожиданно, поскольку растворимость мономеров и углеводородов С₂-С₂₀ в воде очень низка, причем способ не является стандартной экстракцией.

Предпочтительно пластический материал выдерживают в жидкости в течение времени от примерно 15 мин до 6 ч. Более предпочтительно пластический материал выдерживают в жидкости в течение времени от 20 минут до 4 часов и наиболее предпочтительно от 30 минут до 4 часов.

Способ согласно настоящему изобретению предпочтительно применяют в случае, когда пластический материал находится в форме гранул. Гранулы обычно получают с помощью подводного резака. Вода, используемая в подводном резаке, обычно имеет температуру примерно от 40 до 60°С. Это можно выгодным образом использовать в настоящем изобретении для подогрева жидкости, используемой в способе по изобретению. Возможно непосредственно использовать воду в подводном резаке, также возможно использовать теплообменник. Интегрированный процесс в обоих случаях значительно снижает необходимую подачу энергии.

Интеграция даже обеспечивает дополнительные преимущества. Общепринятые способы удаления летучих компонентов обычно включают пневматическую транспортировку частиц горячего полимера, которая часто приводит в результате к образованию нежелательных мелких фракций и длинных узких струй за счет трения между частицами и трубопроводом для транспортировки. Поскольку настоящий способ удаления летучих веществ осуществляют в суспензии, настоящий способ обеспечивает огромное преимущество, заключающееся в значительно сниженном образовании мелких фракций и стримеров. В случае обработки гранул, кроме того, серьезное преимущество состоит в том, что гранулы не нужно подвергать стадии высушивания, но можно использовать в виде жидкой суспензии (= суспензии гранул), где предпочтительно суспензия гранул представляет собой водную суспензию.

В способе по изобретению температуру жидкости предпочтительно поддерживают в пределах желаемого температурного диапазона в течение определенного времени. Этого могут достигать любыми способами, известными специалистам в данной области техники; предпочтительно этого достигают путем впрыска в жидкость превращенной в пар жидкости или с помощью нагревательной спирали.

Более предпочтительно это делают путем впрыска превращенной в пар жидкости, выбранной из воды, этанола, пропанола, изопропанола, бутанола и их смесей, в жидкость. Еще более предпочтительно превращенная в пар жидкость выбрана из воды или смесей: вода/этанол, вода/пропанол, вода/изопропанол, вода/бутанол в соотношении от 4/1 до 19/1.

Наиболее предпочтительно нагревание осуществляют путем впрыска пара в жидкость. Пузырьки, образующиеся при впрыске пара, усиливают продувание кипящей жидкости и удаление углеводородов.

Предпочтительно способ согласно настоящему изобретению можно комбинировать с впрыскиванием потока воздуха или потока инертного газа в верхний отсек реактора или непосредственно в суспензию.

Более предпочтительно поток инертного газа впрыскивают в верхний отсек реактора или непосредственно в суспензию.

В зависимости от пластического материала, подлежащего обработке, предпочтительно приложение повышенного давления, при котором вода при 75-160°С, предпочтительно 90-150°С, более предпочтительно 105-145°С и наиболее предпочтительно 110-140°С присутствует в жидкой форме.

Способ согласно настоящему изобретению можно осуществлять в периодическом режиме или как непрерывный процесс. При осуществлении непрерывного процесса предпочтительно используют резервуар с противоточным непрерывным током или резервуар с мешалкой, где распределение времени пребывания определяется структурой потока, обусловленной потоками, входящими и выходящими из резервуара, или мешалкой в сочетании с потоками, входящими и выходящими из резервуара.

Массовое соотношение жидкость/пластический материал, как в случае периодического режима, так и в случае непрерывного режима, предпочтительно находится в диапазоне от 3/10 до 300/10, более предпочтительно в диапазоне от 3/10 до 200/10, еще более предпочтительно в диапазоне от 5/10 до 200/10, еще более предпочтительно в диапазоне от 10/10 до 150/10. Наиболее предпочтительно массовое соотношение жидкость/пластический материал находится в диапазоне от 15/10 до 120/10. В случае гранул

- 3 024904 количество жидкости предпочтительно поддерживают на 5-200 об.%, более предпочтительно на 5-100 об.% выше теоретического минимума для заполнения объема между гранулами.

Способ согласно настоящему изобретению можно комбинировать с гидравлической системой транспортировки гранул, известной в данной области техники. Такая комбинация позволяет осуществлять интегрированный процесс, который имеет дополнительные преимущества, заключающиеся в исключении дополнительных стадий высушивания и исключения дорогостоящих мер безопасности, таких как, например, хранение в атмосфере инертного газа в емкости для хранения, которые в противном случае пришлось бы предпринимать.

Предпочтительно пластический материал высушивают и/или обрабатывают инертным газом при температурах выше комнатной температуры после удаления жидкости. Это удаление можно осуществлять с помощью центробежных сушилок, как известно в данной области техники. Более предпочтительно удаление воды осуществляют ступенчато. После обработки в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно отделяют от 40 до 98% и более предпочтительно от 70 до 95% воды для дегазации.

Снижение количества летучих компонентов дано по отношению к общему выбросу необработанного полимера. Если не указано иное, все данные о выбросах определены согласно способу (А), как описано в экспериментальном разделе.

Химическая природа и количество летучих веществ, конечно, зависит от используемых сомономеров и добавок и осуществляемого способа.

Способ согласно настоящему изобретению характеризуется удалением по истечении одного часа по меньшей мере 20 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 30 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 40 мас.% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 45 мас.% суммарных летучих компонентов, а также характеризуется удалением по истечении одного часа по меньшей мере 20 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 30 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 40 мас.% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 48 мас.% фракции <С6.

Также способ по настоящему изобретению характеризуется удалением по истечении четырех часов по меньшей мере 40 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 50 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 60 мас.% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 71 мас.% суммарных летучих компонентов, далее характеризуется удалением по истечении четырех часов по меньшей мере 40 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 50 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 60 мас.%, еще более предпочтительно по меньшей мере 70 мас.%, еще более предпочтительно по меньшей мере 80 мас.% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 85 мас.% фракции <С6.

В случае гомополимера пропилена способ по настоящему изобретению дополнительно характеризуется удалением по истечении одного часа по меньшей мере 20 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 30 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 40 мас.% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 54 мас.% фракции С6, дополнительно характеризуется удалением по истечении одного часа по меньшей мере 20 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 30 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 40 мас.% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 50 мас.% фракции С7-С8, дополнительно характеризуется удалением по истечении одного часа по меньшей мере 20 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 30 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 40 мас.% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 53 мас.% фракции С9-С11, дополнительно характеризуется удалением по истечении одного часа по меньшей мере 20 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 30 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 40 мас.% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 53 мас.% фракции С12-С14, дополнительно характеризуется удалением по истечении одного часа по меньшей мере 10 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 20 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 25 мас.% и наиболее предпочтительно 30 мас.% фракции >С15, дополнительно характеризуется удалением по истечении четырех часов по меньшей мере 40 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 50 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 60 мас.%, еще более предпочтительно по меньшей мере 70 мас.%, еще более предпочтительно по меньшей мере 80 мас.% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 84 мас.% фракции С6, дополнительно характеризуется удалением по истечении четырех часов по меньшей мере 40 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 55 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 70 мас.% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 84 мас.% фракции С7-С8, дополнительно характеризуется удалением по истечении четырех часов по меньшей мере 40 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 50 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 60 мас.%, еще более предпочтительно по меньшей мере 70 мас.% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 78 мас.% фракции С9-С11, дополнительно характеризуется удалением по истечении четырех часов по меньшей мере 40 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 50 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 60 мас.% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 72 мас.% фракции С12-С14, дополнительно характеризуется удалением по истечении четырех часов по меньшей мере 20 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 30 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 40 мас.% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 53 мас.% фракции >С15.

В случае сополимеров, включающих этилен, бутен или олефины большего размера, способ по на- 4 024904 стоящему изобретению дополнительно характеризуется удалением по истечении одного часа по меньшей мере 20 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 30 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 40 мас.%, еще более предпочтительно по меньшей мере 50 мас.%, еще более предпочтительно по меньшей мере 60 мас.% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 65 мас.% фракции С8-С9, дополнительно характеризуется удалением по истечении одного часа по меньшей мере 20 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 30 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 40 мас.%, еще более предпочтительно по меньшей мере 50 мас.% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 57 мас.% фракции С10-С11, дополнительно характеризуется удалением по истечении одного часа по меньшей мере 20 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 30 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 40 мас.% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 48 мас.% фракции С12-С13, дополнительно характеризуется удалением по истечении одного часа по меньшей мере 10 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 20 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 30 мас.% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 35 мас.% фракции С14-С15, дополнительно характеризуется удалением по истечении одного часа по меньшей мере 5 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 10 мас.% фракции >С16, дополнительно характеризуется удалением по истечении четырех часов по меньшей мере 40 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 50 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 60 мас.% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 72 мас.% фракции С8-С9, дополнительно характеризуется удалением по истечении четырех часов по меньшей мере 40 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 50 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 60 мас.%, еще более предпочтительно по меньшей мере 70 мас.% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 80 мас.% фракции С10-С11, дополнительно характеризуется удалением по истечении четырех часов по меньшей мере 40 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 50 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 60 мас.%, еще более предпочтительно по меньшей мере 70 мас.% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 81 мас.% фракции С12-С13, дополнительно характеризуется удалением по истечении четырех часов по меньшей мере 20 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 30 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 40 мас.%, еще более предпочтительно по меньшей мере 50 мас.% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 61 мас.% фракции С14-С15, дополнительно характеризуется удалением по истечении четырех часов по меньшей мере 10 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 15 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 20 мас.%, еще более предпочтительно по меньшей мере 25 мас.% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 29 мас.% фракции >С16.

Специалисту в данной области техники очевидно, что в случае сополимеров, включающих этилен, бутен или олефины большего размера, способ по настоящему изобретению может также применяться для удаления фракции С6-С7.

В случае гранул способ экстракции в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно комбинируют с процессом перемешивания, при котором смешивают гранулы, полученные в течение всего периода изготовления, таким образом, сводя к минимуму небольшие вариации количества.

Также согласно настоящему изобретению предложено применение жидкости для удаления летучих компонентов из пластических материалов, предпочтительно применение воды, при температуре, составляющей от Т_кип- 25°С до Т_кип, предпочтительно при Т_кип - 10°С до Т_кип жидкости, где Т_кип представляет собой точку кипения жидкости при прилагаемом давлении. Эти летучие компоненты включают мономеры, углеводороды и производные углеводородов, включающие замещенные углеводороды, спирты, кетоны, альдегиды, карбоновые кислоты, амины, имины, эпоксиды, эфиры и их производные. Применение согласно изобретению дает возможность удаления летучих компонентов, содержащих от 2 до 20 атомов углерода, предпочтительно от 2 до 15 атомов углерода, более предпочтительно от 2 до 12 атомов углерода и наиболее предпочтительно от 6 до 12 атомов углерода. Применение согласно изобретению дает возможность удаления летучих компонентов, по существу состоящих из углеводородов, имеющих от 2 до 20 атомов углерода, предпочтительно от 2 до 15 атомов углерода, более предпочтительно от 2 до 12 атомов углерода и наиболее предпочтительно от 6 до 12 атомов углерода. В этом отношении по существу состоит означает от 50 до 100%, предпочтительно от 80 до 100% суммарных удаляемых летучих компонентов. Применение по изобретению, в частности, дает возможность удаления летучих компонентов при точке кипения вплоть до 360°С, более предпочтительно от -104 до 280°С и наиболее предпочтительно от 65 до 230°С.

В применении согласно изобретению жидкость выбрана из воды, этанола, пропанола, изопропанола, бутанола и их смесей. Предпочтительно жидкость представляет собой воду.

Далее настоящее изобретение относится к установке для удаления летучих компонентов из пластического материала, включающей:

(б) гранулятор, смежный с экструдером;

(в) реактор или группу реакторов (далее называемых здесь реактор(ы)) для дегазации (= обработки) полимера.

Предпочтительно количество жидкости внутри реактора поддерживают на 5-200 об.% и более

- 5 024904 предпочтительно на 5-100 об.% выше теоретического минимума для заполнения объема между гранулами. Это означает, что предпочтительно присутствует достаточно жидкости для диспергирования гранул в жидкости внутри реактора(ов).

Кроме того, предпочтительно жидкость внутри реактора(ов) поддерживают при температуре, составляющей от Т_кип - 25°С до Т_кип, предпочтительно при температуре, составляющей от Т_кип - 10°С до Т_кип жидкости, где Т_кип представляет собой точку кипения жидкости при прилагаемом давлении.

(г) необязательно мешалку, имеющую по меньшей мере один перемешивающий элемент внутри реактора(ов);

Предпочтительно указанная мешалка обеспечивает поршневую структуру потока внутри реактора(ов).

(е) трубопровод или группу трубопроводов для транспортировки суспензии гранул, полученной из гранулятора, в реактор(ы);

В предпочтительном воплощении трубопровод или группа трубопроводов соединены с входным отверстием около верхней части реактора(ов). Кроме того, в другом предпочтительном воплощении трубопровод или группа трубопроводов соединены с входным отверстием на дне реактора(ов).

(з) насосные средства для обеспечения потока жидкости по трубопроводу или группе трубопроводов, упомянутых в пункте (ж) выше;

(и) трубопровод или группу трубопроводов для соединения бака для жидкости или группы баков для жидкости с реактором(ами);

В предпочтительном воплощении трубопровод или группа трубопроводов соединены с входным отверстием около дна реактора или каждого из группы реакторов. Кроме того, в другом предпочтительном воплощении трубопровод или группа трубопроводов соединены с входным отверстием около верхней части реактора(ов).

(к) насосные средства для обеспечения потока жидкости по трубопроводу или группе трубопроводов, упомянутых в пункте (и) выше, (л) трубопровод или группу трубопроводов для забора суспензии гранул из реактора или из каждого из реакторов и

В предпочтительном воплощении трубопровод или группа трубопроводов соединены с входным отверстием около дна по меньшей мере одного реактора. Кроме того, в другом предпочтительном воплощении трубопровод или группа трубопроводов соединены с входным отверстием около верхней части реактора(ов).

Кроме того, предпочтительно трубопровод или группа трубопроводов включает гидротранспортеры.

(м) трубопровод или группу трубопроводов для подачи жидкости из источника жидкости в бак для жидкости или группу баков для жидкости.

Установка предпочтительно включает отделитель жидкости или группу отделителей жидкости, смежных с одним или более чем одним трубопроводом, транспортирующим суспензию гранул. Отделители жидкости могут быть смежными с трубопроводом или группой трубопроводов, транспортирующих суспензию гранул из гранулятора в реактор(ы), и/или смежными с трубопроводом или группой трубопроводов, забирающих суспензию гранул из реактора(ов).

В каждом отделителе жидкости некоторое количество, предпочтительно 40-98% и более предпочтительно 70-95% жидкости отделяется от гранул. Предпочтительно жидкость, отделяемая от суспензии гранул, направляется в бак для жидкости или группу баков для жидкости.

Кроме того, предпочтительно установка включает охлаждающие средства для охлаждения жидкости перед ее поступлением в гранулятор. Можно использовать любые охлаждающие средства, известные специалистам в данной области техники. Предпочтительно используют теплообменники. Особенно предпочтительны теплообменники, использующие холодную воду.

Установка предпочтительно включает средства для продувания реактора или группы реакторов (здесь далее последнее называют реактором(ами)) инертным газом или воздухом. Более предпочтительно средства для продувания реактора(ов) представляют собой средства для продувания инертным газом.

Установка согласно настоящему изобретению еще более предпочтительно включает средства для нагревания реактора(ов). Нагревание можно осуществлять с помощью средств для нагревания гранул в жидком растворе, который получают из головки экструдера на пути к реактору(ам) (где удаляют летучие компоненты), и/или их можно использовать для нагревания самого реактора/самих реакторов и/или нагревание можно осуществлять с помощью любых других средств, известных специалистам в данной области техники. Предпочтительно нагревание осуществляют путем впрыскивания в жидкость превращенной в пар жидкости или с помощью нагревательных спиралей.

Более предпочтительно превращенную в пар жидкость впрыскивают в реактор(ы), наиболее предпочтительно средства для нагревания представляют собой средства для впрыскивания пара в реактор(ы).

- 6 024904

Установка в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно включает гидротранспортеры для транспортировки суспензии гранул, благодаря чему можно избежать дополнительных стадий высушивания и повысить безопасность установки.

Установка в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно включает по меньшей мере один конденсатор отходящего газа для минимизации выбросов углеводородов в атмосферу и для регенерации основной части жидкости перед тем, как удаляемые органические летучие вещества направляются на дальнейшую обработку (такую как регенерация, система топливного газа и т.д.). Если присутствует по меньшей мере один конденсатор отходящего газа, он соединен по меньшей мере с одним баком для жидкости и/или по меньшей мере с одним реактором и/или с трубопроводом или группой трубопроводов через газоотводящие каналы. Клапаны и трубопроводы, требуемые для этой цели, известны специалистам в данной области техники. Поэтому они не показаны на фиг. 1-5, описаных ниже, в целях ясности.

Установка в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно дополнительно включает по меньшей мере один смесительный чан, необязательно оборудованный мешалкой. По меньшей мере один смесительный чан имеет входное отверстие для суспензии гранул. В предпочтительном воплощении входное отверстие расположено сверху смесительного чана, а выходное отверстие для суспензии гранул расположено на дне смесительного чана. В другом предпочтительном воплощении входное отверстие для суспензии гранул расположено на дне смесительного чана, а выходное отверстие для суспензии гранул расположено сверху смесительного чана. Еще в одном предпочтительном воплощении и входное отверстие для суспензии гранул, и выходное отверстие для суспензии гранул расположены на дне смесительного чана. Еще в одном предпочтительном воплощении и входное отверстие для суспензии гранул, и выходное отверстие для суспензии гранул расположены сверху смесительного чана. Внутри смесительного чана возмущения потоков сглажены и гранулы перемешиваются, и кроме того, горячие гранулы охлаждаются, предпочтительно мешалку используют для сглаживания возмущений потоков, а также перемешивания и охлаждения гранул.

Присутствие летучих компонентов, кроме того, требует закрытых баков для жидкости вместо баков, где жидкость находится под давлением, близким к атмосферному, которые обычно используют в настоящее время. Это соответствует директиве 1999/13/ЕС Евросоюза по ограничению выбросов летучих органических соединений вследствие использования органических растворителей в некоторых операциях и установках

Таким образом, по меньшей мере один бак для жидкости описанной выше установки согласно изобретению, в частности, согласно приведенным ниже примерам установок Р1-Р5, представляет собой закрытый бак для жидкости. Кроме того, согласно одному из воплощений изобретения по меньшей мере один бак для жидкости оборудован пеноснимающими средствами, чтобы удалять из воды любые следы тяжелых углеводородов или масел и возможную полимерную пыль.

Предпочтительно в установку могут быть включены какие-либо средства для дальнейшей обработки жидкости (например, стадий очистки, обработки сточной воды). По меньшей мере один бак для жидкости и/или реактор может быть оборудован такими средствами, и/или эти средства находятся в соединении с любым из трубопроводов установки, предпочтительно с трубопроводами, не транспортирующими суспензию гранул.

Подробное описание

На фиг. 1-5 показаны не ограничивающие примеры установок согласно настоящему изобретению. Установки, показанные на фиг. 1-5, могут дополнительно включать средства для продувания реактора инертным газом или воздухом, предпочтительно вдувания в реактор инертного газа, средства для нагревания реактора, охлаждающие средства для охлаждения жидкости перед ее поступлением в гранулятор, гидротранспортеры, один или более конденсатор отходящего газа, смесительный чан средства для обработки жидкости, где каждый элемент такой, как описано выше.

На фиг. 1 показан пример установки согласно настоящему изобретению, далее называемый здесь Р1.

Эта установка включает:

(а) экструдер (101) для экструдирования олефиновых полимеров;

(б) гранулятор (102), смежный с экструдером (101);

(в) реактор (103) для дегазации полимера;

Предпочтительно количество жидкости в реакторе (103) поддерживают на уровне на 5-200 об.% и более предпочтительно на 5-100 об.% выше теоретического минимума для заполнения объема между гранулами. Это означает, что предпочтительно внутри реактора присутствует достаточно жидкости для диспергирования гранул в жидкости (103).

Кроме того, предпочтительно жидкость внутри реактора (103) поддерживают при температуре, составляющей от Т_кип - 25°С до Т_кип, предпочтительно при температуре, составляющей от Т_кип-10°С до Т_кип

- 7 024904 жидкости, где Т_кип представляет собой точку кипения жидкости при прилагаемом давлении.

(г) необязательно мешалку (104), имеющую перемешивающий элемент внутри реактора (103).

Предпочтительно эта мешалка обеспечивает поршневую структуру потока внутри реактора.

(д) бак для жидкости (105);

(е) трубопровод (106) для транспортировки суспензии гранул, полученной из гранулятора (102) в реактор (103); в предпочтительном воплощении трубопровод (106) соединен с входным отверстием около верхней части реактора (103). Кроме того, в другом предпочтительном воплощении трубопровод (106) соединен с входным отверстием около дна реактора (103);

(ж) трубопровод (107), соединяющий бак для жидкости (105) с гранулятором (102);

(з) насосные средства (108) для обеспечения потока жидкости по трубопроводу (107);

(и) трубопровод (109), соединяющий бак для жидкости (105) с реактором (103). В предпочтительном воплощении трубопровод (109) соединен с входным отверстием около дна реактора (103). Кроме того, в другом предпочтительном воплощении трубопровод (109) соединен с входным отверстием около верхней части реактора (103);

(к) насосные средства (110) для обеспечения потока жидкости по трубопроводу (109), (л) трубопровод (111) для забора суспензии гранул из реактора (103);

В предпочтительном воплощении трубопровод (111) соединен с входным отверстием около дна реактора (103). В другом предпочтительном воплощении трубопровод (111) соединен с входным отверстием около верхней части реактора (103);

кроме того, предпочтительно трубопровод (111) включает гидротранспортеры; и (м) трубопровод (112) для подачи жидкости из источника жидкости по меньшей мере в один бак для жидкости (105).

Установка Р1 является минимально необходимой для осуществления изобретения. Необходим минимум компонентов, следствием чего является минимум необходимого пространства, таким образом, установка Р1 является примером, пригодным для малых агрегатов, где мало свободного пространства. Следовательно, существующие установки можно легко оборудовать и/или усовершенствовать до установки Р1. Кроме того, данная установка является легкой в обслуживании за счет малого количества компонентов.

Кроме того, установку Р1 можно дополнительно оборудовать средствами для продувания реактора инертным газом или воздухом, средствами для нагревания реактора, охлаждающими средствами для охлаждения жидкости перед ее поступлением в гранулятор, гидротранспортерами, одним или более конденсатором отходящего газа и/или смесительным чаном, как описано выше.

Это дополнительно обеспечивает возможность легкой интеграции установки Р1 в существующую установку или агрегат из нескольких установок.

На фиг. 2 показан другой пример установки согласно настоящему изобретению, далее называемой Р2.

Эта установка включает все компоненты установки Р1, показанной на фиг. 1, и дополнительно включает (н) отделитель жидкости (113), соединенный с реактором (103) посредством трубопровода (111), где некоторое количество, предпочтительно 40-98% и более предпочтительно 70-95% дегазирующей жидкости удаляется и подается через трубопровод (116) в бак для жидкости (105).

(о) необязательные охлаждающие средства (114) параллельно трубопроводу (107) для охлаждения жидкости, выходящей из бака для жидкости (105), перед ее поступлением в гранулятор (102); можно использовать любые охлаждающие средства, известные специалистам в данной области техники. Предпочтительно используют теплообменники. Особенно предпочтительны теплообменники, в которых используется холодная вода.

(п) трубопровод (115) для забора суспензии гранул, полученной из отделителя жидкости (113), предпочтительно трубопровод (115) включает гидротранспортеры.

В установке Р2 рециркулируется жидкость, использованная в грануляторе и реакторе, благодаря чему жидкость сберегается. Хотя, конечно, возможно интегрировать установку Р2 в существующую установку или агрегат из нескольких установок, как в случае установки Р1, Р2 может работать более независимо, чем установка Р1, благодаря циркуляции жидкости. Следовательно, Р2 может также работать полностью независимо от других установок. Кроме того, количество жидкости, удаляемое в отделителе жидкости, можно регулировать в зависимости от дальнейших стадий обработки гранул (не показано), например, высушивания или обработки в смесительном чане, как описано выше.

На фиг. 3 показан другой пример установки согласно настоящему изобретению, далее называемой Р3.

Установка включает все компоненты установки Р2, показанной на фиг. 2, и дополнительно включает (р) отделитель жидкости (118), смежный с трубопроводом (106), соединенный через трубопровод (117) с баком для жидкости (105). Предпочтительно в отделителе жидкости (118) некоторое количество, более предпочтительно 40-98% и наиболее предпочтительно 70-95% жидкости для гранулирования отде- 8 024904 ляется от суспензии гранул перед ее поступлением в реактор (103) и подается через трубопровод (117) в бак для жидкости (105).

Установка Р3 похожа на Р2 в том, что жидкость рециркулируется и благодаря этому сберегается. Кроме того, установка согласно Р3 предпочтительна, если экструдер и гранулятор работают при такой температуре, что для охлаждения внутри гранулятора необходимы большие количества жидкости. В таком случае суспензия гранул, полученная из гранулятора, имеет низкую концентрацию, что требует значительно большего реактора для обработки такого же количества гранул за одно и то же время. Таким образом, за счет концентрирования суспензии гранул в отделителе жидкости (118) можно использовать реактор меньшего размера. Это уменьшает затраты.

На фиг. 4 показан другой пример установки в соответствии с настоящим изобретением, далее называемый Р4, который включает (а) экструдер (1) для экструдирования олефиновых полимеров;

(б) гранулятор (2), смежный с экструдером (1);

(в) отделитель жидкости (4), где предпочтительно некоторое количество, более предпочтительно 40% - 98% и наиболее предпочтительно 70% - 95% жидкости для гранулирования отделяется и забирается через трубопровод (17) из отделителя жидкости (4);

(г) трубопровод (3) для транспортировки гранул, полученных из гранулятора (2), в отделитель жидкости (4);

(д) реактор (6) для дегазации гранул. Суспензия гранул, полученная из отделителя жидкости (4), подается через трубопровод (5) во входное отверстие реактора (6). В предпочтительном воплощении это входное отверстие расположено около верхней части реактора (6). Кроме того, в другом предпочтительном воплощении это входное отверстие расположено около дна реактора (6).

Предпочтительно количество жидкости внутри реактора (6) поддерживают на 5-200 об.%, более предпочтительно на 5-100 об.% выше теоретического минимума для заполнения объема между гранулами. Это означает, что предпочтительно присутствует достаточное количество жидкости для диспергирования гранул в жидкости внутри реактора (6).

Кроме того, предпочтительно жидкость внутри реактора (6) поддерживают при температуре, составляющей от Т_кип - 25°С до Т_кип, предпочтительно от Т_кип-10°С до Т_кип жидкости, где Т_кип представляет собой точку кипения жидкости при прилагаемом давлении.

(е) необязательно мешалку (7), имеющую по меньшей мере один перемешивающий элемент внутри реактора (6);

(ж) бак для жидкости (18), соединенный через трубопровод (19) с гранулятором (2) и через трубопровод (17) с отделителем жидкости (4);

(з) насосные средства (20);

(и) необязательно охлаждающие средства (22) для охлаждения жидкости перед ее поступлением в гранулятор (2);

Предпочтительно охлаждающие средства расположены возле трубопровода (19) для охлаждения жидкости, поступающей из бака для жидкости (18), перед ее поступлением в гранулятор (2); можно использовать любые охлаждающие средства, известные специалистам в данной области техники. Предпочтительно используют теплообменники. Особенно предпочтительны теплообменники, в которых используется холодная вода;

(к) трубопровод (8) для извлечения суспензии гранул из реактора (6);

В предпочтительном воплощении трубопровод (8) соединен с входным отверстием около дна реактора (6). В другом предпочтительном воплощении трубопровод (8) соединен с входным отверстием около верхней части реактора (6);

более предпочтительно трубопровод (8) включает гидротранспортеры; и (л) отделитель жидкости (9), соединенный через трубопровод (8) с реактором (6), в котором предпочтительно некоторое количество, более предпочтительно 40-98% и наиболее предпочтительно 70-95% жидкости для гранулирования отделяется и забирается через трубопровод (28) из отделителя жидкости (9);

(м) бак для жидкости (31), принимающий отделенную жидкость из отделителя жидкости (9) через трубопровод (28);

(н) трубопровод (33), соединяющий бак для жидкости (31) с входным отверстием реактора (6);

В предпочтительном воплощении это входное отверстие расположено около дна реактора (6). Кроме того, в другом предпочтительном воплощении это входное отверстие расположено около верхней части реактора (6).

(о) насосные средства (34);

(п) необязательно трубопровод (45) для подачи жидкости из источника жидкости в бак для жидкости (18) и (р) необязательно трубопровод (46) для подачи жидкости из источника жидкости в бак для жидкости (31).

- 9 024904

Установка Р4 также имеет два отделителя жидкости и, следовательно, обладает теми же преимуществами, что описаны для установки Р3. Кроме того, установка Р4 включает два бака для жидкости (18) и (31), составляющих часть двух почти независимых циклов жидкости.

Предпочтительно некоторое количество, более предпочтительно 40-98% и наиболее предпочтительно 70-95% жидкости для гранулирования, полученной из гранулятора (2), отделяется от гранул в отделителе жидкости (4), возможно охлаждается и повторно вводится в гранулятор (2) (первый цикл).

Кроме того, предпочтительно некоторое количество, более предпочтительно 40-98% и наиболее предпочтительно 70-95% жидкости, использовавшейся для обработки гранул в реакторе (6), отделяется от гранул в отделителе жидкости (9) и повторно вводится в реактор (6), как описано выше (второй цикл).

Эти два цикла дают возможность добавлять дополнительные жидкости во втором цикле (то есть для обработки гранул) любыми способами, известными в данной области техники. Полученная смесь жидкостей не поступает в первый цикл. Это предпочтительно в случаях, когда жидкость, используемая для обработки гранул в реакторе, непригодна для использования в грануляторе.

Таким образом, например, в первом цикле можно использовать воду, а во втором цикле - смесь воды (например, со спиртами, как описано выше).

Кроме того, Р4 обладает преимуществами также в случае, когда в обоих циклах используют воду.

В таком случае вода для гранулирования, полученная из гранулятора (2), обычно имеет температуру примерно от 40 до 60°С, тогда как вода для дегазирования обычно имеет температуру от 75 до 100°С при нормальном давлении. Потоки воды, полученные из отделителей воды (4) и (9), не смешиваются. Отделенная вода для гранулирования, полученная из отделителя воды (4), через трубопровод (17) собирается в бак для жидкости (18), охлаждается при необходимости и вводится обратно в гранулятор (2). Поскольку она не смешивается с более теплой водой для дегазирования, необходимо меньшее охлаждение или даже его отсутствие. Далее вода для дегазирования, полученная из отделителя воды (9), через линию (28) собирается в бак для жидкости (31), повторно вводится в реактор (6), при необходимости нагревается с помощью средств, которые описаны выше. Вследствие более высокой температуры воды для дегазирования необходимо меньшее нагревание. Следовательно, потребление энергии и охлаждающей воды является меньшим. Это уменьшает затраты.

На фиг. 5 показан еще один пример установки в соответствии с настоящим изобретением.

Пластический материал из экструдера 1 гранулируют в грануляторе 2 и транспортируют с помощью воды через трубопровод 3 в отделитель воды 4, где некоторое количество, предпочтительно 40-98% и более предпочтительно 70-95% воды для гранулирования удаляется. Затем гранулы вместе с теплой водой для гранулирования подаются по трубопроводу 5 через входное отверстие в реактор 6. В предпочтительном воплощении это входное отверстие расположено около верхней части реактора 6. В другом предпочтительном воплощении это входное отверстие расположено около дна реактора 6. Количество воды поддерживают на 5-200 об.%, предпочтительно на 5-100 об.% выше теоретического минимума для заполнения объема между гранулами. Это означает, что присутствует достаточно воды для диспергирования гранул в воде внутри реактора 6. Далее температуру жидкости внутри реактора 6 поддерживают составляющей от Т_кип - 25°С до Т_кип, предпочтительно от Т_кип - 10°С до Т_кип жидкости, где Т_кип представляет собой точку кипения жидкости при прилагаемом давлении.

Структура потока в реакторе 6 сравнима с таковой в случае серии непрерывных реакторов с мешалкой (НРМ). Это делает распределение времени пребывания в реакторе 6 близким к таковому в случае прохождения потока с поршневой структурой через реактор 6. Поскольку обработка среди прочего зависит от времени пребывания, такое узкое распределение времени пребывания обеспечивает равномерную обработку каждой гранулы полимера. Предпочтительно реактор 6 оборудован мешалкой 7, чтобы обеспечить распределение времени пребывания в реакторе 6, близкое к таковому в случае прохождения потока с поршневой структурой через реактор 6.

Пар добавляют через линию 37 во входное отверстие, которое предпочтительно расположено на дне реактора 6. Конечно, по различным возможным техническим соображениям входное отверстие может быть также расположено сверху реактора. Часть пара конденсируется, что поддерживает температуру в реакторе 6. Остальная часть барботируется через суспензию для поддержания удаления легколетучих компонентов.

Суспензия гранул, выходящая из реактора 6, направляется через трубопровод 8 в отделитель воды 9, где некоторое количество, предпочтительно 40-98% и более предпочтительно 70-95% воды для дегазирования отделяется. Гранулы подаются через трубопровод 10 в смесительный чан 11 через входное отверстие. В предпочтительном воплощении это входное отверстие расположено сверху смесительного чана 11. В другом предпочтительном воплощении это входное отверстие расположено на дне смесительного чана 11. В смесительном чане 11 возмущения потоков сглажены и гранулы перемешиваются, кроме того, горячие гранулы охлаждаются; предпочтительно мешалку 12 используют для сглаживания возмущения потоков, перемешивания и охлаждения гранул.

Гранулы удаляются со дна смесительного чана 11 через трубопровод 13 и транспортируются в отделитель воды 14. Это может осуществляться с помощью гидротранспортеров (не показаны).

- 10 024904

В отделителе воды 14 большая часть смесительной воды отделяется и гранулы транспортируются через трубопровод 16 в центробежную сушилку и сортировочный аппарат (не показаны).

Вода для гранулирования, отделенная от гранул в отделителе воды 4, подается через трубопровод 17 в закрытый бак для воды для гранулирования 18. Бак 18 оборудован пеноснимающими средствами чтобы удалять из воды любые следы тяжелых углеводородов или масел и возможную полимерную пыль.

Первая порция воды из бака для жидкости 18 подается через трубопровод 19 в насос 20 для воды для гранулирования и затем накачивается через трубопровод 21 в охладитель 22 воды для гранулирования.

Вода для охлаждения подается через трубопровод 23 в охладитель 22 воды для гранулирования и выводится через трубопровод 23а для охлаждения, а затем охлажденная вода для гранулирования вводится через трубопровод 24 в гранулятор 2.

Вторая часть воды из бака для жидкости 18 подается через трубопровод 25 в насос 26 для смесительной воды и накачивается через трубопровод 27 в смесительный чан 11.

Горячая вода, отделенная от гранул в отделителе воды 9, выводится через трубопровод 28 и объединяется на пересечении 29 с трубопроводом 43, транспортирующим воду, конденсированную в конденсаторе отходящего газа 40. Через трубопровод 30 объединенный водный поток подается в бак для жидкости 31 (бак для дегазирующей воды). Бак 31 оборудован пеноснимающими средствами, чтобы удалять из воды любые следы тяжелых углеводородов или масел и возможную полимерную пыль. Первая часть воды забирается из бака для жидкости 31 через трубопровод 32 для последующей обработки сточной воды.

Вторая часть подается через трубопровод 33 в насос 34 для воды для дегазирования, а затем накачивается через трубопровод 35 в нагреватель 36 для воды для дегазирования. Там вода испаряется и подается через трубопровод 37 в реактор 6.

Пары из реактора 6 подаются через трубопровод 38 в газожидкостный сепаратор для отходящего газа 39, оборудованный конденсатором отходящего газа 40, для регенерации основной части воды перед тем, как удаляемые легкие углеводороды направляются через трубопровод 41 для дальнейших переработок (таких как регенерация, система топливного газа и т.д.). Охлаждающая вода подается через трубопровод 42 и удаляется через трубопровод 42а. Регенерированная вода подается через трубопровод 43 на пересечение 29, где она объединяется с горячей водой для дегазации из трубопровода 28.

Установка может включать трубопровод 44 для внесения потока воздуха или потока инертного газа в реактор.

Установка может дополнительно включать трубопровод (45) для подачи жидкости из источника жидкости в бак для жидкости (18) и может дополнительно включать трубопровод (46) для подачи жидкости из источника жидкости в бак для жидкости (31).

Отделители воды 4 и 9 перед реактором для дегазации (= обработки) и смесительным чаном являются необязательными. Циркуляция отделенной воды, тем не менее, уменьшает необходимость в повторном нагревании и охлаждении воды. Это уменьшает потребление пара системой более чем на 50%, за счет чего потребление охлаждающей воды по существу снижено, что приводит в результате к значительному снижению энергопотребления.

Система воды для гранулирования и система горячей воды может содержать следы легких углеводородов, и газоотводящие каналы из этих систем также направляются в конденсатор. Клапаны и трубопроводы для этой цели известны специалистам в данной области техники, поэтому они не показаны на фиг. 5 из соображений ясности.

Присутствие летучих компонентов дополнительно требует закрытых баков 18 для воды для гранулирования и баков 31 для горячей воды вместо баков для воды для гранулирования, имеющих близкое к атмосферному давление, которые обычно используют в настоящее время. Это соответствует директиве 1999/13/ЕС Евросоюза по ограничению выбросов летучих органических соединений вследствие использования органических растворителей в некоторых операциях и установках.

Баки для жидкости 18 и 31 также оборудованы пеноснимающими средствами, чтобы удалять из воды любые следы тяжелых углеводородов или масел и возможную полимерную пыль.

Предпочтительно в установку могут быть включены какие-либо средства для дальнейшей обработки жидкости (например, для осуществления стадий очистки, обработки сточной воды). По меньшей мере один бак для жидкости и/или реактор может быть оборудован такими средствами, и/или эти средства могут быть связанными с любым из трубопроводов установки, предпочтительно с трубопроводами, не транспортирующими суспензию гранул.

Установка Р5 обладает всеми преимуществами Р4. Она дополнительно демонстрирует, каким образом в установку можно интегрировать смесительный чан и конденсатор отходящего газа.

Экспериментальный раздел

Определение методов измерения: Скорость течения расплава:

СТР₂: ΙδΟ 1133 (230°С, нагрузка 2,16 кг) для гомо- и сополимеров пропилена.

СТР₅: ΙδΘ 1133 (190°С, нагрузка 5 кг) для гомо- и сополимеров этилена.

- 11 024904

СТР₂₁: ΙδΟ 1133 (190°С, нагрузка 21,6 кг) для гомо- и сополимеров этилена, мкг/г.

Если не упомянуто иное, указан мкг летучих соединений на грамм образца.

Определение суммарного выброса

Суммарный выброс полимеров определяли с использованием многоступенчатого извлечения методом газовой экстракции согласно способу (А), как описано ниже. Если не упомянуто иное, все описанные данные относятся к способу (А).

Способ (А) для измерения летучих компонентов проводят, как описано ниже:

Содержание летучих компонентов, описанных выше, определяли с использованием газового хроматографа с анализом паровой фракции над жидкостью. Оборудование представляло собой газовый хроматограф Нс\у1с11 Раекагй с неполярной колонкой 25 м х 0,32 мм х 2,5 мкм (длина х диаметр х размер материала набивки), заполненной ΌΒ-1 (100% диметилполисилоксан). Использовали пламенноионизационный детектор с водородом в качестве газообразного горючего. В качестве газа-носителя использовали гелий при 10 фунт/кв. дюйм (68,9475 кПа) при скорости потока 3 мл/мин. После ввода образца температуру печи поддерживали при 50°С в течение 3 минут, после чего ее повышали со скоростью 12°С/мин до тех пор, пока она не достигала 200°С. Затем печь поддерживали при этой температуре в течение 4 минут, после чего анализ был завершен.

Калибровку проводили, как описано ниже: готовили по меньшей мере три и предпочтительно от пяти до десяти стандартных растворов, содержащих от 0,1 до 100 г н-октана, растворенного в 1 литре додекана. Концентрация октана в этих стандартных растворах должна находиться в той же области, что уровень летучих веществ в образцах, подлежащих анализу. 4 мкл каждого раствора вводили в дозировочную колбу на 20 мл, которую термостатировали до 120°С и анализировали. Калибровочный коэффициент Κί для площади под пиком н-октана, А, против количества н-октана в растворе в мкг, С, таким образом, получали как Κί = С/А.

Анализ проводили, как описано ниже: образец полимера (примерно 2 г) помещали в дозировочную колбу на 20 мл, которую термостатировали до 120°С и поддерживали при этой температуре в течение одного часа. Затем образец газа из дозировочной колбы вводили в ГХ. Перед анализом проводили слепой пробег с инжекцией из пустой колбы. Выброс углеводорода Е вычисляли, как описано ниже:

Е = ΑΤ·ΚΙ7\Υ· 1000000 где

Е представляет собой выброс углеводорода в мкг летучих соединений на грамм образца,

ΑΤ представляет собой суммарную площадь под пиками образца в единицах площади,

Κί представляет собой калибровочный коэффициент для н-октана в мкг на единицу площади и представляет собой массу образца в граммах.

Сравнительный пример 1.

а) Получение катализатора

Сначала 0,1 моль МдС1₂ х 3 ЕЮН суспендировали в инертных условиях в 250 мл декана в реакторе при атмосферном давлении. Раствор охлаждали до температуры -15°С и добавляли 300 мл холодного ТгС1₄, поддерживая температуру на указанном уровне. Затем температуру суспензии медленно повышали до 20°С. При этой температуре к суспензии добавляли 0,02 моль диоктилфталата (ДОФ). После добавления фталата температуру повышали до 135°С в течение 90 мин и суспензии давали стоять в течение 60 мин. Затем добавляли еще 300 мл Т1С1₄ и температуру поддерживали при 135°С в течение 120 мин. После этого катализатор отфильтровывали от жидкости и промывали шесть раз 300 мл гептана при 80°С. Затем твердый компонент катализатора фильтровали и высушивали.

б) Предварительная полимеризация

В реактор с постоянным перемешиванием, имеющий объем 15 дм³, подавали 35 кг/ч жидкого пропилена и 1,2 г/ч водорода. Кроме того, добавляли 0,61 г/ч твердого катализатора полимеризации, полученного в соответствии с вышеописанной стадией а).

Вместе с вышеупомянутым твердым компонентом использовали сокатализатор, содержащий триэтилалюминий в качестве активатора и дициклопентилдиметоксисилан в качестве донора электронов, причем молярное отношение активатора к титану составляло 450, а молярное отношение активатора к донору электронов составляло 10. Температура в реакторе составляла 30°С, а давление составляло 55 бар.

в) Суспензионная полимеризация

Суспензию, извлеченную с вышеописанной стадии предварительной полимеризации, подвергали стадии суспензионной полимеризации, проводимой в петлевом реакторе, имеющем объем 150 дм³, при температуре 70°С и давлении 54 бар. Кроме того, в реактор вводили 158 кг/ч пропилена и 10 г/ч водорода. Выход гомополимера пропилена составлял 27 кг/ч.

СТР₂ гомополимера пропилена, полученного таким путем, составляла 0,8 г/10 мин.

г) Экструзия

Полимер смешивали со стеаратом кальция в качестве поглотителя кислоты и 1г§апох 1010 в качест- 12 024904 ве антиоксиданта, а также 2,5-диметил-2,5-(ди-трет-бутилперокси)гексаном в количестве от 0,5 до 1 г на один кг полимера, и количество подбирали таким образом, чтобы полученный в результате полимер имел СТР2 19 г/10 мин. Затем полимер экструдировали с получением гранул в двухшнековом экструдере Ζ8Κ30 при 220-250°С. Гранулы имели суммарный выброс 129 мкг/г.

Пример 2.

Полимер, полученный в справочном примере 1, обрабатывали, как описано ниже.

Полимер в количестве 60 г и 100 мл водопроводной воды смешивали в 500 мл стеклянной колбе. Колбу термостатировали до 100°С в течение 30 мин и воде давали возможность закипеть. После обработки полимер выделяли и высушивали в печи при 70°С в течение 60 мин. Было обнаружено, что остаточный суммарный выброс составляет 68 мкг/г. Данные приведены в табл. 1.

Пример 3.

Процедуру согласно примеру 2 повторяли за исключением того, что газовую головку колбы продували азотом со скоростью примерно 0,02 Нм³/ч в процессе обработки. Было обнаружено, что остаточный суммарный выброс составляет 59 мкг/г. Данные приведены в табл. 1.

Пример 4.

Процедуру согласно примеру 2 повторяли за исключением того, что колбу термостатировали до 80°С, так чтобы вода не кипела, и смесь перемешивали с использованием мешалки. Было обнаружено, что остаточный суммарный выброс составляет 97 мкг/г. Данные приведены в табл. 1.

Сравнительный пример 5.

Процедуру согласно Сравнительному примеру 4 повторяли за исключением того, что гранулы высушивали при 60°С. Было обнаружено, что остаточный суммарный выброс составляет 114 мкг/г. Данные приведены в табл. 1.

Таблица 1. Данные по выбросу

Пример	Всего мкг/г	<С6 мкг/г	С6-С8 мкг/г	С9-С11 мкг/г	С12-С14 мкг/г	>С15 мкг/г
Сравнительный пример 1	129	81	13	28	5	2
Пример 2 ^υ	68	37	7	18	4	2
Пример 3 ^υ	59	32	6	16	3	2
Пример 4 ^υ	97	56	10	24	5	2
Сравнительный Пример 5 ^1>	114	68	12	27	5	2

Остаточный выброс измеряли после обработки

Пример 6.

Процедуру согласно Сравнительному примеру 1 повторяли, выделяя гранулы. Суммарное содержание летучих веществ в необработанном полимере составляло 216,4 мкг/г. Эксперименты проводили в стеклянном химическом стакане на 2 л, нагреваемом с использованием нагревательной спирали. Для поддержания постоянного уровня воды в течение экспериментов пар конденсировали обратно в стакан. Эти эксперименты проводили в течение 6 ч и образцы отбирали каждый час. Для того, чтобы непосредственно выявить соотношение между временем кипения и эффективностью, воду нагревали до 100°С прежде, чем вводили гранулы. Далее гранулы высушивали с помощью бумаги после их кипячения (не в печи), чтобы не продолжать дегазацию.

Массовое отношение воды к гранулам составляло 10:1. Данные приведены ниже в табл. 2.

Т аблица 2

вода/гранулы 10
Время (ч)	<С6 мкг/г	С6 мкг/г	С7-С8 мкг/г	С9-С11 мкг/г	С12-С14 мкг/г	>С15 мкг/г	Всего мкг/г
0	153,6	14,9	23,9	11,2	δ,7	2,5	216,4
1^м	79,9	6,5	10,2	5,2	4	1,6	108,6
2¹¹	52,5	4,4	7,5	3,9	3,7	1,2	75,3
3”	34,8	3,4	5,7	3,6	3,1	0,9	52,9
4^\|}	22,3	2,3	3,6	2,3	2,4	0,8	35,4
5^\|}	17,9	2	4	2,5	2,4	0,8	35,1
6^я	11,8	1,6	3	1,9	1,8	0,7	22,6

^1> Остаточный выброс измеряли после обработки

- 13 024904

Пример 7.

Процедуру согласно Сравнительному примеру 1 повторяли за исключением того, что полимер получали при условиях суспензионной стадии, измененных таким образом, что конечный продукт имел индекс расплава СТР₂ 11, и не проводили обработку пероксидом. Суммарное содержание летучих веществ в необработанном полимере составляло 62,5 мкг/г. Затем проводили обработку кипящей водой, как описано в примере 6, в течение 5 ч при массовом отношении воды к гранулам 10. Данные приведены ниже в табл. 3.

Таблица 3

вода/гранулы 10
Время (ч)	<С6 мкг/г	С6 мкг/г	С7-С8 мкг/г	С9-С11 мкг/г	С12-С14 мкг/г	>С15 мкг/г	Всего мкг/г
0	28,5	6,8	7,4	11,4	6,3	1,5	62,5
Г'	9,5	2,3	2,6	4,3	2,6	0,8	22,3
	5,4	1,3	1,9	3,0	1,9	0,6	14,6
3	4,4	0,9	1,9	2,6	1,7	0,5	12,5
4¹⁾	2,7	0,6	1	1,8	1,4	<0,5	8
5¹’	1,9	0,4	0,8	1,4	1	<0,5	6

¹⁾ Остаточный выброс измеряли после обработки

Пример 8.

Процедуру согласно примеру 7 повторяли за исключением того, что отношение воды к гранулам составляло 20. Данные приведены ниже в табл. 4.

Таблица 4

вода/гранулы 20
Время (ч)	< С6 мкг/г	С6 мкг/г	С7-С8 мкг/г	С9-С11 мкг/г	С12-С14 мкг/г	>С15 мкг/г	Всего мкг/г
0	22,8	5,7	6,3	6,9	6	1,3	49
0,25^1?	11,4	2,8	3	4,9	2,9	0,7	25,7
фёТ	10,2	2,5	2,7	4,4	2,7	0,8	23,3
0,75”	11	2,8	3	5,1	3,2	0,8	25,9
1”	9,7	2,6	2,8	4,5	2,8	0,9	23,3
2’>	5,6	1,4	1,6	2,4	1,4	0,5	12,8
з”	5	1,2	1,7	2,8	1,5	0,7	12,8
4”	2,5	0,5	0,6	1,5	1,1	0,6	6,7

¹¹ Остаточный выброс измеряли после обработки

Пример 9.

Пропан, этилен и водород непрерывно вводили в петлевой реактор, имеющий объем 500 дм³. Кроме того, в реактор вводили катализатор полимеризации, полученный в соответствии с примером 3 νθ 95/35323, за исключением того, что средний размер частиц кремнезема-носителя составлял 25 мкм, вместе с триэтилалюминием, так что молярное отношение алюминия в активаторе к титану в твердом компоненте составляло 15. Петлевой реактор работал при температуре 95°С и давлении 60 бар. Содержание этилена в жидкой фазе в суспензионном реакторе составляло 6,5 моль.%, а отношение водорода к этилену составляло 450 моль/кмоль. Выход полимера составлял 30 кг/ч. Полимер, полученный в петлевом реакторе, имел СТР₂ 380 г/10 мин и плотность 975 кг/м³.

Суспензию извлекали из петлевого реактора с использованием осаждающих колонок и направляли на быстрый спуск давления, где давление снижали до 3 бар. Полимер, содержащий минорное количество остаточных углеводородов, направляли в газофазный реактор с псевдоожиженным слоем, где также добавляли дополнительные количества этилена, сомономера 1-бутена и водорода вместе с азотом в качестве инертного газа. Газофазный реактор работал при температуре 85°С и давлении 20 бар. Парциальное давление этилена в газе, создающем кипящий слой, в реакторе составляло 3,5 бар, отношение водорода к этилену составляло 15 моль/кмоль, а отношение 1-бутена к этилену составляло 280 моль/кмоль. Выход полимера в газофазном реакторе составлял 38 кг/ч, так что разделение выхода между петлевым и газо- 14 024904 фазным реактором составляло 44/56, суммарный выход, таким образом, составлял 68 кг/ч.

Полимер смешивали с 2000%о 1гдапох В561 и 2000%о стеарата кальция и экструдировали с получением гранул в двухшнековом экструдере с противоположным вращением ίδ\ν С1М90Р. Гранулы полимера имели плотность 944 кг/м³ и СТР₅ 0,85 г/10 мин. Затем в гранулы добавляли маточную смесь углеродной сажи, так что ее количество составляло 5,75% суммарной композиции, и гранулировали. Используемую маточную смесь углеродной сажи готовили путем компаундирования 58,6 мас.% ПЭНП (полиэтилен низкой плотности), 39,5 мас.% углеродной сажи и 1,9 мас.% 1гдапох 1010 (поставляемый фирмой СаЬа). Маточная смесь углеродной сажи имела СТР₂₁ 14 г/10 мин.

Полученные в результате гранулы подвергали обработке кипящей водой, как описано в примере 7, за исключением того, что отношение воды к гранулам составляло 20. Результаты приведены ниже в табл. 5.

Таблица 5

вода/гранулы 20:	1
Время (ч)	< С6 мкг/г	С6-С7 мкг/г	С8-С9 мкг/г	С10-С11 мкг/г	С12-С13 мкг/г	С14-С15 мкг/г	>С16 мкг/г	Всего мкг/г
0	0,5	<0,5	9	17	11	4,2	1,7	43,4
Ϊ¹'	<0,5	<0,5	3,1	6,7	4,8	2,7	1,5	18,8
2¹'	< 0,5	<0,5	1,8	4,2	3,4	2,4	1,5	13,3
3”	<0,5	< 0,5	0,7	2	1,9	1,7	1,3	8,1
4⁽⁾	<0,5	< 0,5	0,5	1,2	1,4	1,4	1,2	6,3
5¹>	< 0,5	<0,5	<0,5	0,7	0,9	1,2	1,2	4,6
6¹⁾	< 0,5	<0,5	<0,5	< 0,5	0,6	1	1,2	3,3

Пример 10.

Процедуру согласно примеру 9 повторяли за исключением того, что условия процесса в газофазном реакторе подбирали таким образом, чтобы получить полимер, имеющий плотность 950 кг/м³ и СТР₅ 0,24 г/10 мин. Кроме того, отношение воды к гранулам составляло 10 Результаты приведены ниже в табл. 6.

Таблица 6

вода/гранулы 10
Время (ч)	<С6 мкг/г	С6-С7 мкг/г	С8-С9 мкг/г	С10-С11 мкг/г	С12-С13 мкг/г	С14-С15 мкг/г	>С16 мкг/г	Всего мкг/г
0	< 0,5	< 0,5	1,8	6,1	7,2	4,2	1,9	22,1
1”	< 0,5	< 0,5	0,5	2,6	3,7	2,6	1,5	11,6
2”	<0,5	< 0,5	0,6	2,3	2,7	2	1,3	9,3
3”	<0,5	< 0,5	0,6	1,4	2	1,7	1,2	7,3
4¹'	<0,5	< 0,5	<0,5	1,2	1,3	1,6	1,3	6,4
5¹>	<0,5	< 0,5	<0,5	0,6	0,8	1,3	1,2	4,9
6”	<0,5	< 0,5	<0,5	< 0,5	<0,5	0,7	0,8	2,7

Claims

1. Способ дегазации пластического материала, включающий этапы:

(а) получают гранулы с помощью подводного резака, причем подводный резак включает гранулятор, смежный с экструдером, в который подают жидкость; и (б) получают суспензию из пластического материала в форме гранул с жидкостью;

(в) выдерживают пластический материал в реакторе или группе реакторов с верхним отсеком в жидкости при температуре, составляющей от Т_кип -25°С до Т_кип жидкости, где Т_кип представляет собой точку кипения жидкости при прилагаемом давлении;

(г) впрыскивают поток газа в верхний отсек реактора или непосредственно в суспензию, причем поток газа представляет собой поток воздуха или поток инертного газа;

(д) извлекают пластический материал из жидкости и

- 15 024904 (е) проводят стадию высушивания пластического материала;

где жидкость выбирают из воды, этанола, пропанола, изопропанола, бутанола и их смесей и где пластический материал представляет собой полиолефин; и указанные гранулы оставляют в одной и той же жидкости из экструдера до стадии высушивания, и где пластический материал выдерживают в жидкости в течение от 15 мин до 6 ч.

2. Способ по п.1, где жидкость представляет собой воду.

3. Способ по п.1 или 2, где способ осуществляют при таком давлении, что вода при 75-160°С представлена в жидкой форме.

4. Способ по любому из пп.1-3, где массовое соотношение жидкость/пластический материал находится в интервале от 3/10 до 300/10.

5. Установка для осуществления способа по любому из пп.1-4, включающая:

(б) подводный резак, включающий гранулятор (102), смежный с экструдером (101);

(в) реактор (103) или группу реакторов для дегазации полимера, включающих верхний отсек и средство для впрыскивания потока воздуха или инертного газа в верхний отсек реактора или непосредственно в суспензию;

(г) бак для жидкости (105) или группу баков для жидкости;

(д) трубопровод (106) или группу трубопроводов для транспортировки суспензии гранул, полученной из гранулятора (102), в реактор (103) или в группу реакторов;

(е) трубопровод (107) или группу трубопроводов для соединения бака для жидкости (105) или группы баков для жидкости с гранулятором (102);

(ж) насосные средства (108) для обеспечения потока жидкости по трубопроводу (107) или группе трубопроводов, указанных в подпункте (е) выше;

(з) трубопровод (109) или группу трубопроводов для соединения бака для жидкости (105) или группы баков для жидкости с реактором (103) или группой реакторов;

(и) насосные средства (110) для обеспечения потока жидкости по трубопроводу (109) или группе трубопроводов, указанных в подпункте (з) выше;

(к) трубопровод (111) или группу трубопроводов для забора суспензии гранул из реактора (103) или из каждого из группы реакторов и (л) трубопровод (112) или группу трубопроводов для подачи жидкости из источника жидкости в бак для жидкости (105) или группу баков для жидкости;

(м) отделитель жидкости (113), соединенный через трубопровод (111) с реактором (103) и через трубопровод (116) с баком для жидкости (105), или группу отделителей жидкости и группу трубопроводов в случае, если в установке присутствует более чем один реактор и/или бак для жидкости;

(н) трубопровод (115) для забора суспензии гранул, полученной из отделителя жидкости (113), или группу трубопроводов в случае, если в установке присутствует более чем один отделитель жидкости;

(о) центробежную сушилку.

6. Установка по п.5, дополнительно включающая:

(п) отделитель жидкости (118), смежный с трубопроводом (106), соединенный через трубопровод (117) с баком для жидкости (105), или группу отделителей жидкости и группы трубопроводов в случае, если в установке присутствует более чем один бак для жидкости.

7. Установка по п.5 или 6, дополнительно включающая средства для продувания реактора или группы реакторов инертным газом или воздухом.

8. Установка по любому из пп.5-7, дополнительно включающая средства для нагревания реактора или группы реакторов.

9. Установка по п.8, где средства для нагревания реактора или группы реакторов включают средства для впрыскивания превращенной в пар жидкости или нагревательные спирали.

10. Установка по п.9, где средства для нагревания реактора или группы реакторов включают средства для впрыскивания пара.

11. Установка по любому из пп.5-10, включающая гидротранспортеры.

12. Установка по любому из пп.5-11, включающая по меньшей мере один конденсатор отходящего газа.

- 16 024904

- 17 024904

Фиг. 5