ES2563285T3 - Transmisor de calor de haces de tubos y procedimiento para la eliminación de sustancias disueltas a partir de una solución de polímero - Google Patents

Transmisor de calor de haces de tubos y procedimiento para la eliminación de sustancias disueltas a partir de una solución de polímero Download PDF

Info

Publication number
ES2563285T3
ES2563285T3 ES06829950.2T ES06829950T ES2563285T3 ES 2563285 T3 ES2563285 T3 ES 2563285T3 ES 06829950 T ES06829950 T ES 06829950T ES 2563285 T3 ES2563285 T3 ES 2563285T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
tube
pressure
polymer solution
tubes
insert
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES06829950.2T
Other languages
English (en)
Inventor
Norbert Güntherberg
Jürgen Hofmann
Karl-Heinz Wassmer
Wolfgang Loth
Jens-Uwe Schierholz
Paulus Schmaus
Marian Mours
Christian Schade
Peter Ittemann
Hartmut Heinen
Bernhard Czauderna
Michael Sauer
Rainer Bardon
Marco KRÜGER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ineos Styrolution Europe GmbH
Original Assignee
Styrolution Europe GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Styrolution Europe GmbH filed Critical Styrolution Europe GmbH
Application granted granted Critical
Publication of ES2563285T3 publication Critical patent/ES2563285T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D19/00Degasification of liquids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/06Flash distillation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D19/00Degasification of liquids
    • B01D19/0036Flash degasification
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D19/00Degasification of liquids
    • B01D19/0073Degasification of liquids by a method not covered by groups B01D19/0005 - B01D19/0042
    • B01D19/0094Degasification of liquids by a method not covered by groups B01D19/0005 - B01D19/0042 by using a vortex, cavitation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/80Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/84Venting or degassing ; Removing liquids, e.g. by evaporating components
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F6/00Post-polymerisation treatments
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F6/00Post-polymerisation treatments
    • C08F6/001Removal of residual monomers by physical means
    • C08F6/003Removal of residual monomers by physical means from polymer solutions, suspensions, dispersions or emulsions without recovery of the polymer therefrom
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/06Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
    • F28F13/08Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by varying the cross-section of the flow channels

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Degasification And Air Bubble Elimination (AREA)

Abstract

Procedimiento para la eliminación de sustancias disueltas a partir de una solución de polímero (P) con un contenido de polímero entre 50 y 95 % en peso de la solución de polímero, que sale directamente dese un reactor de polimerización, a través de la desgasificación en un transmisor de calor de haces de tubos (R) con un haz (5) de tubos (R) dispuestos paralelos entre sí y verticales, que están fijados en ambos extremos, respectivamente, en un fondo del tubo (B) así como con una zona de desgasificación debajo del fondo inferior del tubo (8), con un inserto (1) en cada tubo (R), que estrecha la sección transversal de paso libre a través del tubo (R) y en el que se alimenta a los tubos (R) la solución de polímero (P) en el estado líquido monofásico (10), así como con un espacio envolvente alrededor de los tubos (R), que es atravesado por una corriente de un portador de calor, en el que la desgasificación se realiza a través de una caída de la presión entre la presión de entrada de la solución de polímero (P) en el transmisor de calor de haces de tubos (R) y la zona de desgasificación, caracterizado por que cada inserto (1) está configurado de tal forma que genera un salto de la presión (15) entre la presión de entrada y la presión en la zona de desgasificación, a través del cual se consigue un contenido residual reducido predeterminado de n sustancias disueltas en el polímero desgasificado, en el que los insertos (1) están dispuestos en la zona del fondo superior del tubo (B), están configurados en forma de tapones y están fijados en el fondo superior del tubo a través de ajustes fresados y roscas de tornillo o a través de fresado (20) de ajuste exacto, en el que los tapones cierran los tubos (R) salvo un taladro central para el paso de la solución de polímero (P), en el que los insertos (1) estrechan la sección transversal libre de paso a través de los tubos (R) a menos del 5 %.

Description

5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
DESCRIPCION
Transmisor de calor de haces de tubos y procedimiento para la eliminacion de sustancias disueltas a partir de una solucion de poKmero
La invencion se refiere a un transmisor de calor de haz de tubos y a un procedimiento para la eliminacion de sustancias disueltas a partir de una solucion de polfmero utilizando el transmisor de calor de haces de tubos.
Los polfmeros termoplasticos, como estireno, copolfmeros de estireno-acrilo nitrilo (SAN) o (HPS) se fabrican con frecuencia de acuerdo con procedimientos de polimerizacion de la solucion. Para obtener los materiales polfmeros, una etapa esencial del procedimiento consiste en la eliminacion de materiales disueltos a partir de la solucion de polfmeros obtenida despues de la polimerizacion, en particular de porciones de monomeros no reaccionadas, productos de reaccion de bajo peso molecular (oligomeros), productos de descomposicion, sustancias auxiliares y sobre todo disolventes.
A tal fin se utilizan con frecuencia procedimientos de desgasificacion, de acuerdo con los cuales se transfieren las sustancias disueltas bajo reduccion de la presion y, dado el caso, alimentacion de calor al estado agregado en forma de gas y se separan en el estado en forma de gas a partir de la colada de polfmero que permanece lfquida.
Para la realizacion de la desgasificacion con aparatos se conoce una pluralidad de variantes del procedimiento, en las que ha dado buen resultado la desgasificacion en transmisores de calor de haces de tubos, en particular en soluciones de polfmeros a desgasificar en la zona de baja viscosidad y de viscosidad media. En este caso, se trata de aparatos relativamente poco propensos a avenas, sin partes moviles mecanicamente.
Los transmisores de calor de haces de tubos empleados para la desgasificacion estan constituidos, como tambien los aparatos de haces de tubos convencionales, por un haz de tubos dispuestos paralelos entre sf y verticales, que estan fijados en ambos extremos, respectivamente, en un fondo de los tubos y presentan instalaciones para la alimentacion de un primer medio, por ejemplo de la solucion de polfmeros a desgasificar, a traves de los tubos, en particular, respectivamente, una campana con tubos de admision y de descarga, respectivamente, en cada extremo de un aparato asf como con instalaciones para la admision y descarga, respectivamente, por ejemplo conductos anulares, para un segundo medio, en particular un portador de calor, a traves del espacio entre los tubos.
Especialmente en el caso de aparatos grandes, con una pluralidad de tubos, para conseguir una calidad uniforme del producto es necesario distribuir el medio a tratar, por ejemplo la solucion de polfmeros a desgasificar, de una manera uniforme sobre todos los tubos.
A tal fin, por ejemplo, se conoce a partir del documento DE-A 36 28 994 proveer el aparato de haces de tubos con instalaciones de regulacion y de distribucion en las entradas de los tubos.
El documento WO-A 02/00740 describe otro transmisor de calor de haces de tubos para la desgasificacion de soluciones de polfmeros en una primera fase de desgasificacion, en el que para la distribucion uniforme de la corriente de sustancia que entra en el haz de tubos en los tubos individuales puede estar prevista una placa de distribucion (placa perforada), que provoca una perdida de presion elevada en el espacio delante de los tubos. Se describe una presion en la zona de desgasificacion ente 20 y 100 mbares y una temperatura de la calefaccion envolvente de 190 a 240°C. El procedimiento debe accionarse especialmente de tal manera que dentro de los tubos no esten previstas pantallas o estrechamientos, y de tal modo que con ello se reduce la perdida de presion de la circulacion en los tubos y, en concreto, menor que 10 bares absolutos, con preferencia menor que 5 bares absolutos.
Como resultado de la primera fase del procedimiento debe obtenerse un polfmero con un contenido de monomero residual de 1000 a 2000 ppm.
Este es purificado de acuerdo con el procedimiento del documento WO-A 02/00740 en una segunda fase de desgasificacion en un desgasificacion de seccion, adicionalmente a contenidos residuales mas bajos de monomeros.
El procedimiento descrito debe realizarse de tal manera que la evaporacion de la solucion tiene lugar ya poco despues de la entrada de la solucion en los tubos bajo la formacion de una espuma voluminosa, es decir, de un medio de dos fases. Las dos fases dentro de los tubos deben presentar una influencia positiva sobre la transmision de calor, el tiempo de residencia y la temperatura del producto (refrigeracion por ebullicion) y de esta manera garantizan una evaporacion cuidadosa, es decir, con reducida carga de temperatura y tiempos de residencia cortos.
El documento US 5.785.808 describe un tratamiento termico de una mezcla de polfmeros para la eliminacion de componentes volatiles. El documento US 2003/0007419 se refiere a un dispositivo de desviacion para un intercambiador de calor, que presenta la forma de un disco. El documento EP-A 0939287 describe un procedimiento de varias fases para la eliminacion de componentes volatiles, en el que una composicion es conducida bajo presion a traves de una camara de secado. Se conoce a partir del documento EP-A 1086958 un procedimiento para la
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
eliminacion de monomeros a partir de una solucion de poUmeros, en el que se anade un agente de formacion de espuma.
En cambio, el cometido de la invencion era proporcionar un procedimiento para la desgasificacion de sustancias disueltas en un transmisor de calor de haces de tubos, de acuerdo con el cual en una transicion sencilla, en una unica fase de desgasificacion, se puede conseguir una calidad mejorada del producto, en particular contenidos residuales mas bajos de sustancias disueltas. Este procedimiento se describe en detalle en las reivindicaciones.
El cometido se soluciona con relacion a los aparatos por medio de un transmisor de calor de haces de tubos para la eliminacion de sustancias disueltas a partir de una solucion de monomeros a traves de desgasificacion, con un haz de tubos dispuestos paralelos entre sf y verticales, que estan fijados en ambos extremos, respectivamente, en un fondo del tubo asf como con una zona de desgasificacion debajo del fondo inferior del tubo, con un inserto en cada tubo, que estrecha la seccion transversal de paso libre a traves del tubo y en el que se alimenta a los tubos la solucion de polfmero en el estado lfquido monofasico, asf como con un espacio envolvente alrededor de los tubos, que es atravesado por una corriente de un portador de calor, en el que la desgasificacion se realiza a traves de una cafda de la presion entre la presion de entrada de la solucion de polfmero en el transmisor de calor de haces de tubos y la zona de desgasificacion, de tal manera que genera un salto de la presion entre la presion de entrada y la presion en la zona de desgasificacion, a traves del cual se consigue un contenido residual reducido predeterminado de sustancias disueltas en el polfmero desgasificado.
En una variante preferida, el inserto esta configurado de tal forma que garantiza adicionalmente que la entrada de calor se realiza por parte del portador de calor en la solucion de polfmero lfquida monofasica.
Se ha encontrado que los insertos en los tubos de un transmisor de calor de haces de tubos para la desgasificacion de soluciones de polfmeros no solo sirven para la distribucion uniforme de la solucion de polfmero sobre los tubos y deben provocar una cafda de la presion entre la presion de entrada de la solucion del polfmero y la presion en la zona de desgasificacion, sino que es esencial para la prestacion de la desgasificacion que la cafda de la presion se realice como salto de la presion, es decir, que la geometna de los insertos o bien el estrechamiento de la seccion transversal provocado por los insertos de la via de la circulacion de la solucion de polfmero a traves de los tubos estan disenados de tal forma que la presion cae de forma repentina varios ordenes de magnitud sobre un recorrido corto.
En particular, el inserto debe provocar un salto de la presion de al menos 10 bares/cm.
El estrechamiento correspondiente de la seccion transversal de paso libre a traves de los insertos en los tubos se realiza hasta menos de 5 %, con preferencia menos del 2 %, de manera mas preferida menos de 1 %, respectivamente, con respecto a la seccion transversal libre del tubo sin inserto.
De acuerdo con el cometido de desgasificacion a solucionar, es decir, en particular de acuerdo con la naturaleza qrnmica de la solucion de polfmero y los contenidos residuales predeterminados bajos en sustancias disueltas en el polfmero desgasificado al final de una unica transicion a traves del transmisor de calor de haces de tubos, puede ser suficiente solucionar el cometido porque los insertos estan configurados de tal forma que provocan el salto de la presion descrito anteriormente. Este es especialmente el caso cuando la solucion de polfmero a desgasificar tiene ya durante la entrada en el transmisor de calor de haces de tubos un contenido de energfa suficiente, para que sea posible la evaporacion de todas las sustancias disueltas. En particular, este puede ser el caso, por ejemplo, en soluciones de copolfmeros de estireno acrilo nitrilo.
En esta variante de realizacion es posible disponer los insertos en la zona del fondo superior del tubo y configurarlos en forma de tapones, que cierran el tubo con preferencia salvo un taladro central para el paso de la solucion de polfmero.
No obstante, en lugar de un unico taladro central, es posible prever dos o mas taladros, que pueden estar dispuestos, por ejemplo, por parejas, en forma de triangulo o en forma de cuadrado o en forma de los ojales de un dado. Para el diseno de los taladros hay que tener en cuenta la resistencia mecanica del tapon, el caudal deseado de la solucion de polfmero, el salto deseado de la presion a traves del tapon, las propiedades de la sustancia de la solucion de polfmero y, dado el caso, las relaciones deseadas de la circulacion.
Los taladros pueden pasar en la direccion del eje longitudinal del tapon, es decir, despues del montaje del mismo en los tubos de acuerdo con la direccion longitudinal de los tubos a traves del tapon, pero tambien se pueden extender inclinados, pudiendo estar configurados especialmente los taladros vecinos desplazados en el mismo sentido o en sentido opuesto. A traves de tales disposiciones se puede influir sobre el comportamiento de la circulacion de la solucion de polfmero.
Los taladros pueden estar configurados cilmdricos, conicos o con diametro escalonado o tambien pueden estar configurados como ranuras, triangulos o en forma de estrella, pudiendo conseguirse las ultimas formas de
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
realizacion especialmente a traves de erosion.
En otra forma de realizacion, los taladros no estan configurados pasantes a traves del tapon, sino que desembocan en uno o mas taladros transversales colocados en angulo rectangulo o en un angulo que se desvfa de 90° con respecto a los taladros principales orientados en direccion longitudinal, de manera que los taladros transversales pueden tener el mismo diametro o un diametro diferente del taladro principal. Con preferencia, la suma de las secciones transversales de paso de todos los taladros transversales es mayor que la seccion transversal de paso libre del taladro principal o de los taladros principales dispuestos en direccion longitudinal, de manera que en el taladro principal o bien en los taladros principales tiene lugar el salto maximo de la presion. Al mismo tiempo, a traves de los taladros transversales se distribuye mejor la solucion de polfmero en las paredes interiores del tubo. Con preferencia, son taladros de canal en T, de canal en cruz o de canal en estrella. La forma de estos taladros no tiene que ser redonda, sino que puede ser en su configuracion tambien forma de embudo o puede presentar la forma de segmentos circulares con diametro escalonado.
En una forma de realizacion preferida, el inserto presenta un taladro de canal en cruz, con un taladro central, que desemboca en un taladro transversal en forma de cruz.
El taladro transversal en forma de cruz presenta con preferencia un diametro entre 2 y 5 mm, en particular un diametro interior de 4 mm-
La longitud y el diametro de uno o varios taladros asf como la geometna de la boca se ajustan de acuerdo con el cometido concreto de desgasificacion, es decir, especialmente de la composicion qmmica y de la viscosidad de la solucion de polfmero a desgasificar, la temperatura de entrada, la presion de entrada y el caudal a traves el transmisor de calor de haces de tubos asf como los contenidos residuales predeterminados de sustancias disueltas en el polfmero desgasificado.
Los diametros tfpicos, si esta previsto un unico taladro, estan entre 0,5 y 7 mm, con preferencia entre 1 y 6 mm, de manera mas preferida entre 1,5 y 5 mm. Si esta previsto un taladro individual, en particular un taladro central, este tiene en particular entre 0,5 y l0 cm, con preferencia entre 1 y 10 cm, de manera mas preferida entre 1 y 6 cm. Puede terminar directamente o con ensanchamiento de la seccion transversal, es decir, que puede desembocar en el tubo.
La solucion de polfmero a desgasificar viene normalmente directamente desde el reactor de polimerizacion, por ejemplo una caldera de agitacion accionada continuamente, una cascada de caldera de agitacion o un reactor de tubo y esta bajo la presion y la temperatura, que corresponden en gran medida a las condiciones de polimerizacion. Pero tambien es posible elevar a traves de equipos de formacion de la presion, por ejemplo bombas de colada, maquinas de extrusion, etc. y, dado el caso, intercambiadores de calor el nivel de la presion y de la temperatura frente a las condiciones de polimerizacion.
En particular, son habituales temperaturas de entrada entre 130 y 200°C y presiones de entrada en el intervalo entre 5 y 80 bares absolutos, con preferencia entre 8 y 60 bares absolutos, de manera mas preferida entre 10 y 40 bares absolutos.
La solucion de polfmero, que se alimenta al transmisor de calor de haces de tubos con objeto de la desgasificacion, tiene habitualmente un contenido de polfmero entre 50 y 95 % en peso de la solucion de polfmero, con preferencia entre 45 y 90 % en peso y de manera mas preferida entre 60 y 85 % en peso.
Los caudales habituales para la solucion de polfmero estan entre 0,5 y 30 kg de solucion de polfmero por hora y tubo, con preferencia entre 1 y 25 kg de solucion de polfmero por hora y tubo, de manera mas preferida entre 2 y 20 kg de solucion de polfmero por hora y tubo.
Para la distribucion de la solucion de polfmero sobre los tubos individuales del transmisor de calor de haces de tubos pueden estar previstas adicionalmente en la zona del fondo superior del tubo unas toberas o pantallas perforadas.
La longitud de los tubos del transmisor de calor de haces de tubos esta normalmente en la zona entre 0,3 y 10 m, con preferencia entre 0,5 y 5 m, de manera mas preferida entre 1,0 y 3 m. Los tubos presentan con preferencia diametros interiores entre 5 y 30 mm, con preferencia entre 8 y 25 mm, de manera mas preferida entre 10 y 18 mm.
Los tubos del transmisor de calor de haces de tubos son calentados por medio de un portador de calor lfquido o gaseoso que circula alrededor de los tubos. En este caso, es posible que este previsto un unico circuito del portador de calor, pero tambien es posible prever especialmente en el caso de calentamiento con un portador de calor lfquido, varios circuitos de portador de calor, para garantizar zonas individuales, atemperadas de forma diferente. Esto puede ser necesario especialmente para eliminar diferentes componentes, respectivamente, con diferencia propiedades de desgasificacion.
Como portador de calor en forma de gas son posibles, por ejemplo, vapor caliente o vapor de dffilo.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Se pueden conseguir temperatures escalonadas, por ejemplo una zona de entrada mas fna, en un aparato calentado con vapor a traves de la introduccion de un cojrn de gas inerte en el espacio de vapor.
Las temperatures habituales del portador de calor estan en el intervalo de 100 a 380°C, con preferencia de 120 a 350°C, de manera mas preferida estan en el intervalo de 130 a 340°C.
El extremo inferior de los tubos del transmisor de calor de haces de tubos desemboca en una zona de desgasificacion, en la que esta aplicado un vado, con frecuencia en el intervalo de 5 a 100 mbares, con preferencia de 12 a 70 mbares, de manera mas preferida de 20 a 50 mbares.
Cuando la solucion de polimerizacion a la entrada en el transmisor de calor de haces de tubos no contiene todavfa la energfa necesaria para la evaporacion con objeto de la consecucion de los contenidos residuales predeterminados de sustancias disueltas o en particular antes de la entrada en el transmisor de calor de haces de tubos, y la estabilidad termica limitada del mismo no lo permite, de acuerdo con la invencion para la consecucion de los contenidos residuales bajos predeterminados de sustancias disueltas en el polfmero desgasificado se configura el inserto en cada tubo adicionalmente de tal manera que no solo provoca el salto de la presion descrito anteriormente, sino que, ademas, en una primera parte superior provoca un estrechamiento solamente moderado de la seccion transversal que asegura, de acuerdo con la solucion de polfmero empleada y las condiciones de funcionamiento, que la solucion de polfmero permanezca todavfa en el estado lfquido monofasico. En esta parte superior del inserto, a traves del estrechamiento moderado de la seccion transversal, la cafda de la presion no debe ser mayor que 0,3 bares/cm, en particular no mayor que 0,1 bar/cm, pero el estrechamiento, en particular con respecto al diametro interior del tubo, debe ser suficiente para garantizar una distribucion uniforme de la temperatura en la solucion de polfmero sobre la seccion transversal de la circulacion.
Esta parte superior del inserto puede estar configurada especialmente en forma de una barra, que se extiende desde el extremo superior del tubo hasta maximo 20 % de la longitud total del tubo, con respecto a maximo 15 % de la longitud total del tubo.
Puesto que a traves de esta parte superior del inserto en la parte superior del tubo se garantiza una sola fase de la solucion de polfmero y al mismo tiempo se mantiene la seccion transversal libre suficiente para asegurar una distribucion uniforma de la temperatura sobre la seccion transversal, es posible calentar soluciones de polfmeros termicamente sensibles de una manera uniforme y cuidadosa, sin descomposicion, a un nivel de temperatura, que posibilita a traves de la diferencia con respecto a la presion en la zona de desgasificacion, contenidos residuales predeterminados bajos de sustancias disueltas en el polfmero desgasificado.
En la forma de realizacion preferida descrita anteriormente, en la parte superior del inserto se conecta otra parte del inserto, que provoca un salto fuerte de la presion de al menos 10 bares/cm, con preferencia de al menos 20 bares/cm, sobre una longitud de maximo 2 cm.
Con preferencia, la otra parte del inserto, que provoca un salto de la presion de al menos 10 bares/cm, con preferencia de al menos 20 bares/cm, presenta una longitud inferior a 10 mm, en particular inferior a 2 mm.
En otra forma de realizacion preferida, en la otra parte del inserto, que provoca el salto de la presion, se puede conectar un cuerpo de desplazamiento adicional, que provoca de nuevo una cafda solamente moderada de la presion. Este cuerpo de desplazamiento, que puede ser, por ejemplo, un cilindro especialmente cerrado por abajo, debe estar configurado de tal forma que fuerza una circulacion anular predominante en la zona de la circulacion bifasica despues de la otra parte del inserto, que provoca el salto de la presion y de esta manera fuerza un perfil de la circulacion necesario para la entrada de calor. El cuerpo de desplazamiento se puede extender hasta poco antes del extremo del tubo, por ejemplo hasta aproximadamente el 80 % de la longitud del tubo.
Los insertos pueden estar fijados en el fondo superior del tubo por medio de ajustes fresados y rosca de tornillo. Cuando los fondos del tubo presentan espesores suficientes de material, como es el caso en transmisores de calor de haces de tubos a escala tecnica industrial, los insertos pueden estar tambien avellanados a traves de fresados en el fondo superior del tubo o pueden ser fijados por medio de roscas. Tambien con frecuencia es suficiente una fijacion sin rosca simplemente a traves de un fresado de ajuste exacto y una forma adaptada a ello de los insertos.
Con respecto a formas de realizacion especiales, en particular en el caso de insertos mas largos, para la prevencion de la movilidad de la pared, es posible la utilizacion de espaciadores en forma de puntos o en forma de palas, que fijan los insertos en el centro del tubo.
En otra forma de realizacion preferida, en particular en el caso de utilizacion de insertos mas largos, los mismos pueden ser alojados de forma flexible entre una parte que se inserta en el fondo del tubo y la otra parte dispuesta en el extremo de una pila mas larga, que provoca el salto de la presion, por medio de una articulacion. Esta articulacion puede estar configurada de cualquier manera conocida, por ejemplo por medio de pivotes y horquilla, a traves de los cuales se inserta un pasador de fijacion.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
A continuacion se explica en detalle la invencion con la ayuda de una figura asf como de ejemplos de realizacion.
La figura 1 muestra de forma esquematica una variante de realizacion preferida de un inserto de acuerdo con la invencion para un tubo de un transmisor de calor de haces de tubos.
El inserto 1 presenta una parte colocada en el fondo del tubo, que esta configurada de tal manera que provoca un salto de la presion lo mas pequeno posible. La solucion de polfmero T se introduce desde arriba en el tubo. En la parte del inserto 1 que se encuentra en el fondo del tubo B se conecta una parte superior 2 en forma de una barra, que provoca una perdida moderada de la presion de maximo 0,1 bates/cm y garantiza una circulacion monofasica de la solucion de polfmero. Allf se conecta otra parte 3 del inserto 1, que es corta en comparacion con la parte superior 2 del inserto y que provoca un salto frastico de la presion. Allf se conecta en la forma de realizacion preferida esbozada en la figura un cuerpo de desplazamiento 4, que provoca de nuevo una cafda moderada de la presion y fuerza un perfil ventajoso de la circulacion para la mezcla de dos fases, que circula a traves del tubo.
Ejemplos de realizacion
A continuacion se explica en detalle la invencion con la ayuda de ejemplos de realizacion:
Los ensayos fueron realizados en un aparato de laboratorio, que estaba constituido por un tubo de doble envolvente dispuesto vertical, que estaba dividido en varias zonas atemperadas de forma diferente. En el extremo superior del tubo de doble envolvente estaba prevista una escotadura para el alojamiento de insertos; por ejemplo, aqrn se pueden enroscas o insertar tapones con diferentes geometnas.
Para el ensayo de comparacion sirvio en lugar de un tapon un disco insertado en un soporte de fijacion con una anchura interior de 8 mm.
El tubo de doble envolvente tema una longitud total de 1.400 mm y estaba dividido en tres zonas atemperadas de forma diferente, que estaban provistas, respectivamente, con un drculo de atemperacion propio calentado con lfquido con Marlotherm(S) S. Las zonas atemperables alcanzaron una temperatura ambiente de hasta 330°C.
Al extremo superior del tubo de doble envolvente se pudo alimentar por medio de una bomba de rueda dentada a traves de un conducto caliente la solucion de polfmero respectiva con un caudal entre 1,0 y 30 kg de solucion / hora.
En el extremo inferior del tubo de doble envolvente estaba colocada una cazoleta de evaporador, que se pudo accionar con un vado de 100 a 20 mbares, con preferencia de 70 a 25 mbares. Los caldos extrafdos desde la cazoleta de evaporador fueron condensados.
La colada en gran medida desgasificada fue descargada en el fondo de la cazoleta de evaporador por medio de una bomba de rueda dentada a traves de una tobera, refrigerada y granulada como colada. Para el granulado obtenido de esta manera se determinaron los contenidos residuales de monomeros y disolventes que permanedan allt
Ejemplo comparativo
En el extremo superior del tubo de doble envolvente se inserto un disco con un taladro de 8 mm de diametro.
Por medio de la rueda de rueda dentada se anadieron 12,9 kg/h de una solucion de 70 % en peso de poliestireno y 30 % en peso a una mezcla de estireno y etil benceno a una temperatura de 130°C. La presion directamente delante del disco era 3 bares, el vado en la cazoleta de evaporador era 25 mbares absolutos.
La presion despues del primer segmento de tubo era 1 bar y, por lo tanto, la cafda de la presion entre la entrada de la solucion de polfmero en el aparato y la presion despues del disco era 1 bar. Por lo tanto, con un espesor del disco de 10 mm, la cafda de la presion era 2 bares/cm.
Todos los tres segmentos del tubo de doble envolvente fueron calentados desde el exterior, respectivamente, a 314°C, la cazoleta del desgasificador fue calentada a 250°C. La temperatura de la colada a la entrada en la cazoleta del desgasificador era 232°C.
El contenido de sustancias volatiles se determino en 940 ppm.
Ejemplo 1 (de acuerdo con la invencion)
En el extremo superior del tubo de doble envolvente se inserto un tapon con taladro central de 1,8 mm, de 25 mm de la longitud del taladro. La solucion descrita en el ejemplo comparativo fue bombeada a una temperatura de 136°C a traves del tapon bajo una presion de entrada de 34 bares en el tubo de doble envolvente. El tapon provoco de esta manera un salto de la presion de 12,8 bares/cm.
La presion despues del primer segmento de tubo era aproximadamente 2 bares absolutos. El vado en la cazoleta
del evaporador era 25 mbares.
Todos los tres segmentos de tubo fueron calentados desde el exterior a 314°C, la cazoleta del desgasificador fue calentada a 250°C. La temperatura de la colada a la entrada en la cazoleta del desgasificador era 246°C.
El contenido en sustancias volatiles se determino en 440 ppm.
5 Ejemplo 2 (de acuerdo con la invencion)
El ensayo descrito en el ejemplo 1 se repitio, pero con un tapon de otra geometna. Este tapon presentaba una geometna de acuerdo con la figura sin cuerpo de desplazamiento 4, de manera que la longitud total era 30 cm. La parte 3 determinante del salto de la presion tema una longitud de 3 cm, la distancia de la misma hacia la pared del tubo era 0,8 mm. El caudal y la composicion de la solucion a desgasificar eran los mismos que se han descrito en el 10 ejemplo 1, la temperatura de entrada se diferenciaba solo en una medida insignificante y era 133°C. La presion de entrada era aproximadamente 44 bares, la presion despues del primer segmento de tubo era 1,2 bares de manera similar al ejemplo 1. La cafda de la presion sobre el tapon correspondfa, por lo tanto, a 14 bares/cm. El vado en la cazoleta del evaporador eran 25 mbares similar al ejemplo 1, el calentamiento de los tres segmentos de tubo era algo diferentes y estaba en 313°C, la cazoleta del evaporador se habfa calentado de la misma manera a 250°C. La 15 temperatura de la colada a la entrada en la cazoleta del evaporador era 243°C.
El contenido de sustancias volatiles de la colada de polfmero (esencialmente etil benceno, ademas de especialmente estireno) se determino en 550 ppm.
20

Claims (10)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    REIVINDICACIONES
    1. - Procedimiento para la eliminacion de sustancias disueltas a partir de una solucion de poKmero (P) con un contenido de poKmero entre 50 y 95 % en peso de la solucion de polfmero, que sale directamente dese un reactor de polimerizacion, a traves de la desgasificacion en un transmisor de calor de haces de tubos (R) con un haz (5) de tubos (R) dispuestos paralelos entre sf y verticales, que estan fijados en ambos extremos, respectivamente, en un fondo del tubo (B) asf como con una zona de desgasificacion debajo del fondo inferior del tubo (8), con un inserto (1) en cada tubo (R), que estrecha la seccion transversal de paso libre a traves del tubo (R) y en el que se alimenta a los tubos (R) la solucion de polfmero (P) en el estado lfquido monofasico (10), asf como con un espacio envolvente alrededor de los tubos (R), que es atravesado por una corriente de un portador de calor, en el que la desgasificacion se realiza a traves de una cafda de la presion entre la presion de entrada de la solucion de polfmero (P) en el transmisor de calor de haces de tubos (R) y la zona de desgasificacion, caracterizado por que cada inserto (1) esta configurado de tal forma que genera un salto de la presion (15) entre la presion de entrada y la presion en la zona de desgasificacion, a traves del cual se consigue un contenido residual reducido predeterminado de n sustancias disueltas en el polfmero desgasificado, en el que los insertos (1) estan dispuestos en la zona del fondo superior del tubo (B), estan configurados en forma de tapones y estan fijados en el fondo superior del tubo a traves de ajustes fresados y roscas de tornillo o a traves de fresado (20) de ajuste exacto, en el que los tapones cierran los tubos (R) salvo un taladro central para el paso de la solucion de polfmero (P), en el que los insertos (1) estrechan la seccion transversal libre de paso a traves de los tubos (R) a menos del 5 %.
  2. 2. - Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado porque el inserto (1) esta configurado de tal forma que garantiza adicionalmente que la entrada de calor se realiza por parte del portador de calor en la solucion de polfmero lfquido monofasico (P).
  3. 3. - Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, caracterizado porque los insertos 30 (1) estrechan la seccion transversal de paso libre a traves de los tubos (R) a menos del 2 %.
  4. 4. - Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado porque el taladro central (35) en el inserto (1) presenta un diametro entre 1,5 y 2,5.
  5. 5. - Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado porque el taladro central desemboca en un taladro transversal en forma de cruz.
  6. 6. - Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado porque el taladro transversal en forma de cruz presenta un diametro interior entre 2 y 5 mm.
  7. 7. - Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los tubos (R) presentan una longitud de 0,3 a 10,0 m y un diametro interior entre 5 y 30 mm.
  8. 8. - Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 a 7, caracterizado porque el inserto (1) presenta una parte superior en forma de una barra (2), que se extiende desde el extremo superior del tubo (R) hasta maximo el 20 % de la longitud total del tubo (R) y en el que se conecta otra parte (3) del inserto (1), que provoca un salto de la presion de al menos 10 bares/cm sobre una longitud de maximo 2 cm.
  9. 9. - Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 8, caracterizado porque la barra se extiende sobre al menos el 15 % de la longitud total del tubo (R) y la otra parte (3) del inserto, que provoca un salto de la presion, presenta una longitud inferir a 10 mm.
  10. 10. - Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 8 o 9, caracterizado porque en la otra parte (3) del inserto (1) se conecta un cuerpo de desplazamiento (4), que garantiza una circulacion anular predominante de la solucion de polfmero (P) en el tubo (R).
ES06829950.2T 2005-11-14 2006-11-08 Transmisor de calor de haces de tubos y procedimiento para la eliminación de sustancias disueltas a partir de una solución de polímero Active ES2563285T3 (es)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005054151 2005-11-14
DE102005054151A DE102005054151A1 (de) 2005-11-14 2005-11-14 Rohrbündelwärmeübertrager und Verfahren zur Entfernung von gelösten Stoffen aus einer Polymerlösung
PCT/EP2006/068205 WO2007054504A1 (de) 2005-11-14 2006-11-08 Rohrbündelwärmeübertrager und verfahren zur entfernung von gelösten stoffen aus einer polymerlösung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2563285T3 true ES2563285T3 (es) 2016-03-14

Family

ID=37709761

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES06829950.2T Active ES2563285T3 (es) 2005-11-14 2006-11-08 Transmisor de calor de haces de tubos y procedimiento para la eliminación de sustancias disueltas a partir de una solución de polímero

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP1951392B1 (es)
KR (1) KR101456719B1 (es)
BR (1) BRPI0618534A2 (es)
DE (1) DE102005054151A1 (es)
ES (1) ES2563285T3 (es)
WO (1) WO2007054504A1 (es)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010125037A1 (de) 2009-04-29 2010-11-04 Basf Se Rohrbündelwärmeüberträger und verfahren zur entfernung von flüchtigen stoffen aus einer polymerlösung
WO2023166120A1 (en) 2022-03-03 2023-09-07 Ineos Styrolution Group Gmbh Continuous method of manufacturing acrylonitrile-containing copolymers with reduced content of propionitrile

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3045731A1 (de) * 1980-12-04 1982-07-08 Brown Boveri - York Kälte- und Klimatechnik GmbH, 6800 Mannheim Waermetauscher
US6058623A (en) * 1993-09-24 2000-05-09 The Chemithon Corporation Apparatus and process for removing volatile components from a composition
ZA945188B (en) * 1993-09-24 1995-03-10 Chemithon Corp Process for removal of solvents from detergent pastes.
US5785808A (en) * 1995-10-02 1998-07-28 Lci Corporation Heat exchanger with pressure controlling restricter
GB9701797D0 (en) * 1997-01-29 1997-03-19 Univ Coventry Cavitation inducer
JP4108819B2 (ja) * 1998-03-27 2008-06-25 新日鐵化学株式会社 重合液組成物の脱揮処理方法
DE10031766A1 (de) * 2000-06-29 2002-01-10 Bayer Ag Kautschukfreie Copolymerisate mit niedrigen Monomerrestgehalten und Verfahren und Vorrichtung zu ihrer Herstellung
US6615872B2 (en) * 2001-07-03 2003-09-09 General Motors Corporation Flow translocator
ES2525033T3 (es) 2003-09-29 2014-12-16 Asahi Kasei Chemicals Corporation Módulo de membranas de fibra hueca del tipo de presión externa con distribución de densidad de fibras
JP5015189B2 (ja) 2009-03-30 2012-08-29 旭化成ケミカルズ株式会社 中空糸膜モジュール及びこれを用いたろ過方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007054504A1 (de) 2007-05-18
BRPI0618534A2 (pt) 2012-05-08
DE102005054151A1 (de) 2007-05-16
EP1951392A1 (de) 2008-08-06
KR101456719B1 (ko) 2014-10-31
KR20080081244A (ko) 2008-09-09
EP1951392B1 (de) 2016-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2841737T3 (es) Aparato de desvolatilización y procedimiento para su uso
ES2743610T3 (es) Procedimiento de desgasificación estática de un líquido que contiene polímeros
CN100467495C (zh) 从高粘性介质中去除挥发性物质的方法和设备
BRPI0811182B1 (pt) processo para a preparação contínua de grânulos expansíveis à base de polímeros termoplásticos, por meio de uma matriz de granulação
ES2201748T3 (es) Procedimiento para la concentracion por evaporacion de disoluciones polimeras de polimeros termoplasticos.
ES2380573T3 (es) Procedimiento y dispositivo para reducir el contenido de acetaldehido de granulado de poliéster
ES2451518T3 (es) Policarbonatos con una pureza extremadamente alta y una buena estabilidad de color propio y térmica, así como un dispositivo y un procedimiento para su preparación
ES2395440T3 (es) Reactor de polimerización, dispositivo de polimerización, procedimiento para la preparación de poliéster biodegradable así como usos
ES2563285T3 (es) Transmisor de calor de haces de tubos y procedimiento para la eliminación de sustancias disueltas a partir de una solución de polímero
ES2613380T3 (es) Procedimiento de eliminación de sustancias volátiles de un polímero procesable en masa
US20080105421A1 (en) Heat exchanger and process for devolatilizing polymer using same
ES2942785T3 (es) Sistema de enfriamiento y procedimiento para enfriar gas de craqueo de un horno de gas de craqueo
US6627040B1 (en) Device and method for removing volatile components from polymer solutions
BR112012020070B1 (pt) aparelho de desvolatilização para desvolatilizar um material escoável e processo de desvolatilização para desvolatilizar um material escoável
ES2671738T3 (es) Reactor con tubo de condensación vertical y procedimiento para la polimerización de poliamidas en un reactor de este tipo
CA2403724C (en) Polymer solution preheater and method for preheating such solutions
ES2271030T3 (es) Copolimeros sin caucho con bajos contenidos residuales en monomeros, asi como procedimiento y dispositivo para su preparacion.
ES2248145T3 (es) Evaporador por extrusion.
ES2221393T3 (es) Procedimiento para el aislamiento de polimeros a partir de soluciones.
ES2395701T3 (es) Procedimiento para la fabricación de ácido poliláctico
ES2747448T3 (es) Reactor de extracción así como procedimiento para la extracción de material granular
ES2482613T3 (es) Procedimiento para la separación térmica de una solución que consiste en un polímero termoplástico y un disolvente
ES2949412T3 (es) Procedimiento y sistema para la preparación de un polímero
BRPI0619505A2 (pt) pedra porosa
AU2001250042A1 (en) Polymer solution preheater and method for preheating such solutions