ES2662348T3 - Procedimiento para tratar y reciclar efluentes acuosos procedentes de la preparación de un polímero de cloruro de vinilo - Google Patents

Procedimiento para tratar y reciclar efluentes acuosos procedentes de la preparación de un polímero de cloruro de vinilo Download PDF

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Abstract

Procedimiento para preparar un polímero de cloruro de vinilo, que comprende una etapa de polimerizar al menos un monómero que incluye cloruro de vinilo portado en un medio acuoso, del cual el monómero que no ha reaccionado y el polímero obtenido se han separado, y que comprende el posterior tratamiento y reciclaje de los efluentes acuosos que proceden de esta preparación, comprendiendo dicho tratamiento y reciclaje: - una etapa de vaporizar al menos una parte de dichos efluentes acuosos con el fin de obtener efluentes acuosos vaporizados purificados; - una etapa de condensar los efluentes acuosos vaporizados purificados con el fin de obtener efluentes acuosos condensados purificados; y - una etapa de reciclar los efluentes acuosos condensados purificados a una de las etapas para preparar el polímero de cloruro de vinilo, en el que los efluentes acuosos condensados purificados se reciclan como agua de reposición a la etapa de polimerización.

Description

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DESCRIPCION
Procedimiento para tratar y reciclar efluentes acuosos procedentes de la preparación de un polímero de cloruro de vinilo
La presente invención se refiere a un procedimiento para tratar y reciclar efluentes acuosos que proceden de la preparación de un polímero de cloruro de vinilo. También se refiere a un procedimiento para preparar un polímero de cloruro de vinilo que comprende el posterior tratamiento y reciclaje de los efluentes acuosos que proceden de esta preparación.
Se sabe cómo sintetizar polímeros de cloruro de vinilo en un medio acuoso.
Así, por ejemplo, la polimerización de cloruro de vinilo puede llevarse a cabo en modo discontinuo de acuerdo con un procedimiento que se dice está "en suspensión", en un autoclave que contiene, en particular:
- agua;
- el monómero de cloruro de vinilo (VC);
- un iniciador que es soluble en el monómero (generalmente un peróxido orgánico);
- un coloide protector (poli(alcoholes vinílicos), derivados de celulosa, etc.).
La suspensión acuosa de partículas de poli(cloruro de vinilo) (PVC) obtenida, a la que comúnmente se alude como "solución acuosa", se desgasifica y luego se somete habitualmente a un tratamiento con flujo de vapor en contracorriente en una columna de "separación por arrastre" para separar la mayoría del VC residual. Esta suspensión se transporta luego a tanques grandes equipados con un sistema de agitación, luego se transfiere a secadores centrífugos o filtros que permiten separar una cantidad sustancial de los líquidos madre y obtener una "torta" de polímero que generalmente todavía contiene alrededor de 20% por peso de agua. Esta torta se seca, generalmente en secadoras de lecho fluido.
El uso de agua como un medio para sintetizar polímeros de cloruro de vinilo tiene sus inconvenientes. En primer lugar, la cantidad de agua necesaria para esta síntesis es generalmente muy grande. Así, en el caso, mencionado anteriormente, de la polimerización de VC de acuerdo con el proceso de suspensión, generalmente se necesitan 2300 a 3000 litros de agua para la producción de una tonelada de PVC. A continuación, con el fin de que el polímero obtenido sea de una calidad impecable, este agua debe ser perfectamente pura. Finalmente, las aguas madre generadas por la filtración o centrifugación de la suspensión acuosa de partículas de polímero contienen múltiples impurezas, en particular, que incluyen:
- el polímero en sí, en forma de partículas muy finas que no pudieron separarse de la suspensión acuosa;
- el inhibidor añadido al final de la polimerización, que puede ser una base tal como amoníaco acuoso;
- los residuos del coloide protector;
- los residuos del iniciador;
- sales disueltas; etc.
La presencia de estas impurezas hace que sea obligatorio un tratamiento biológico (BT) y/o un tratamiento físico- químico (PCT) para purificar las aguas madres antes de su vertido al medio ambiente.
No obstante, la descarga de las aguas madres purificadas sigue siendo prácticamente inevitable, ya que, independientemente de la severidad y eficacia del BT y/o PCT, estas aguas madres no pueden reutilizarse, por ejemplo como un medio acuoso para la síntesis de polímeros de cloruro de vinilo, especialmente porque no son, a pesar de todo, lo suficientemente puras y porque las micropartículas de polímero que contienen, al funcionar como núcleos de polimerización en el medio acuoso, serían perjudiciales para la calidad de un polímero que posteriormente podría sintetizarse en el mismo.
Sin embargo, se ha propuesto, dentro del contexto de la producción de PVC en suspensión acuosa (véase el documento WO 96/18659), reciclar al reactor, durante la fase de polimerización (por ejemplo, después de 5 a 20% del tiempo de polimerización total), al menos una parte del agua separada de la suspensión acuosa de PVC obtenida y también el monómero que no ha reaccionado re-licuado. Esta técnica, que haría posible no afectar a las propiedades finales deseadas del PVC fabricado, implica, con el fin de operar correctamente, el uso combinado de al menos dos reactores, y preferiblemente de un tercer reactor interconectado con los dos primeros. El control preciso de la operación combinada correcta de estos tres reactores con el fin de obtener un polímero que tenga las propiedades deseadas no es fácil.
También se ha propuesto recientemente (véase el documento US 2008/0146753-A1) reducir la cantidad de agua fresca completamente desmineralizada necesaria para la polimerización de VC en suspensión acuosa y reducir la
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cantidad de aguas residuales a verter al medio ambiente mediante la purificación de la mezcla de reacción, a partir de la cual se separa el polímero, mediante (micro)filtración y reciclaje a la polimerización.
La purificación de la mezcla de reacción mediante (micro)filtración no es un tratamiento que esté exento de inconvenientes: el volumen de aguas madres a purificar es muy grande y la cantidad de energía a utilizar con el fin de filtrarlas es considerable e incluso más aún, ya que el precalentamiento de las aguas madres mejora la eficiencia de su filtración; la técnica implica la regeneración de las membranas de filtración utilizadas, habitualmente al limpiarlas con ácidos o líquidos básicos que por sí mismos tienen un efecto nocivo sobre el medio ambiente; estas membranas también deben ser reemplazadas con relativa frecuencia.
La presente invención tiene como objetivo resolver estos problemas proporcionando un procedimiento que haga posible tratar y reciclar efluentes acuosos procedentes de la preparación de polímeros de cloruro de vinilo, reduciendo así considerablemente el consumo de agua fresca necesaria para su preparación, sin un gasto excesivo de energía.
Para este fin, un objeto principal de la invención es un procedimiento para tratar y reciclar efluentes acuosos que proceden de la preparación de un polímero de cloruro de vinilo, que incluye una etapa de polimerizar al menos un monómero que incluye cloruro de vinilo portado en un medio acuoso, del cual el monómero que no ha reaccionado y el polímero obtenido se han separado, comprendiendo dicho procedimiento:
- una etapa de vaporizar al menos una parte de dichos efluentes acuosos con el fin de obtener efluentes acuosos vaporizados purificados;
- una etapa de condensar los efluentes acuosos vaporizados purificados con el fin de obtener efluentes acuosos condensados purificados; y
- una etapa de reciclar los efluentes acuosos condensados purificados.
La expresión "polímero de cloruro de vinilo" (a la que también se alude simplemente como "polímero" en la presente descripción) se entiende que significa tanto homopolímeros de cloruro de vinilo (el cloruro de vinilo es entonces el único monómero) como sus copolímeros (uno o más monómeros es (son) luego polimerizado(s) con el cloruro de vinilo) con otros monómeros etilénicamente insaturados, ya sean estos halogenados (cloro-olefinas, por ejemplo cloruro de vinilideno, cloroacrilatos, vinil-éteres clorados tales como, por ejemplo, éteres de vinilo perclorados que portan grupos de percloroalquilo que contienen de 1 a 6 átomos de carbono) o no halogenadas (olefinas tales como, por ejemplo, etileno, propileno, derivados de estireno y estireno, vinil-éteres, ésteres vinílicos tales como, por ejemplo, acetato de vinilo; ácidos acrílicos, ésteres, nitrilos y amidas; ácidos metacrílicos, ésteres, nitrilos y amidas). Son particularmente preferidos homopolímeros de cloruro de vinilo y copolímeros de cloruro de vinilo con un comonómero halogenado o no halogenado contienen ventajosamente al menos 50%, preferiblemente al menos 60%, de manera particularmente preferida al menos 70% y de manera muy particularmente preferida al menos 85% en peso de unidades monoméricas derivadas de cloruro de vinilo. Son muy particularmente preferidos homopolímeros de cloruro de vinilo y copolímeros de cloruro de vinilo con acetato de vinilo. Son realmente muy particularmente preferidos homopolímeros de cloruro de vinilo.
En la presente descripción, los términos "monómero" y "polímero" se utilizan en singular y en plural indiscriminadamente.
La etapa de polimerización incluida en la preparación del polímero de cloruro de vinilo, de la cual proceden los efluentes acuosos tratados y reciclados de acuerdo con el procedimiento de la invención, se lleva a cabo en un medio acuoso.
En la presente descripción, el término "medio" se entiende que significa el contenido del reactor de polimerización, con la excepción del monómero introducido y el polímero formado.
La expresión "una etapa de polimerización ... llevada a cabo en un medio acuoso" se entiende que significa, en la presente descripción, cualquier polimerización llevada a cabo en dispersión acuosa, es decir, una polimerización llevada a cabo en suspensión acuosa o una polimerización llevada a cabo en emulsión acuosa o también una polimerización llevada a cabo en microsuspensión acuosa. Estas polimerizaciones en dispersión acuosa se realizan ventajosamente de acuerdo con un mecanismo de radicales.
La expresión "polimerización en suspensión acuosa" se entiende que significa cualquier proceso de polimerización realizado con agitación en un medio acuoso en presencia de dispersantes e iniciadores de radicales solubles en aceite.
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La expresión "polimerización en emulsión acuosa" se entiende que significa cualquier proceso de polimerización realizado con agitación en un medio acuoso en presencia de emulsionantes e iniciadores de radicales solubles en agua.
La expresión "polimerización en microsuspensión acuosa", a la que también se alude como polimerización en dispersión acuosa (parcial o completamente) homogeneizada, se entiende que significa cualquier proceso de polimerización realizado con agitación en un medio acuoso en presencia de emulsionantes e iniciadores de radicales solubles en aceite y en el que se produce una emulsión de gotitas de monómeros gracias a una potente agitación mecánica.
La etapa de polimerización incluida en la preparación del polímero de cloruro de vinilo, a partir del cual se originan los efluentes acuosos tratados de acuerdo con el procedimiento de la invención, se lleva a cabo preferiblemente en suspensión acuosa. El polímero de cloruro de vinilo es entonces, en este caso, ventajosamente un polímero sólido.
La etapa de polimerización, preferiblemente en suspensión acuosa, se lleva a cabo preferiblemente dentro de un reactor, preferiblemente un reactor agitado.
Es la última etapa de polimerización llevada a cabo en suspensión acuosa la que se describirá con mayor detalle a continuación para los fines de ilustrar la invención, sin embargo, sin limitar el alcance de la misma.
Esta etapa de polimerización en suspensión acuosa se lleva a cabo ventajosamente con intervención de iniciadores de radicales solubles en aceite tales como peróxidos, por ejemplo peróxido de dilaurilo, peróxido de di-f-butilo y peróxido de dibenzoílo; hidroperóxidos, por ejemplo hidroperóxido de f-butilo; perésteres, por ejemplo, perpivalato de t- butilo, 2-etilhexanoato de f-butilo y perneodecanoato de f-butilo; percarbonatos, por ejemplo, peroxidicarbonato de dietilo y peroxidicarbonato de diisopropilo y peroxidicarbonato de dietilhexilo; y tales como compuestos azo, por ejemplo azobisisobutironitrilo y 2,2'-azobis(metoxi-2,4-dimetilvaleronitrilo). La cantidad de iniciador de radical soluble en aceite utilizado varía ventajosamente entre 0,2 y 2,0% en peso con relación al peso del o de los monómeros utilizados.
Esta etapa de polimerización en suspensión acuosa se lleva a cabo ventajosamente en presencia de dispersantes o coloides protectores tales como, por ejemplo, éteres de celulosa solubles en agua, poli(alcohol vinílico) parcialmente saponificado y mezclas de los mismos. También es posible utilizar tensioactivos al mismo tiempo que los dispersantes. La cantidad de dispersante utilizada varía ventajosamente entre 0,7 y 2,0% en peso con relación al peso del o de los monómeros utilizados.
Esta etapa de polimerización en suspensión acuosa se puede llevar a cabo, opcionalmente, en presencia de aditivos distintos de los aditivos antes mencionados (dispersantes, tensioactivos) para mejorar la implementación del procedimiento y/o las características del polímero resultante. Ejemplos de otros aditivos convencionales son agentes de transferencia de cadena, agentes anti-incrustaciones, agentes antiestáticos, agentes antiespumantes, co- disolventes y reguladores del pH, tales como sales tampón, por ejemplo fosfato, polifosfato e hidrógeno-carbonato de sodio.
La temperatura de la polimerización, preferiblemente en suspensión acuosa, está ventajosamente entre 30 y 100°C, preferiblemente entre 30 y 90°C, más particularmente entre 45 y 85°C. La polimerización, preferiblemente en suspensión acuosa, se lleva a cabo ventajosamente bajo una presión de entre 0,3 y 2,5 MPa, preferiblemente entre 0,5 y 1,9 MPa.
La etapa de polimerización, preferiblemente en suspensión acuosa, continúa ventajosamente hasta que se convierte 60a 98% en peso, preferiblemente 80 a 95% en peso del o de los monómeros con una caída de presión concomitante dentro del reactor. En el caso preferido de polimerización en suspensión, se añade entonces un inhibidor de la polimerización, por ejemplo una base tal como amoníaco acuoso o un fenol, en una cantidad ventajosamente entre 0,01 y 0,5% en peso con respecto al peso del o de los monómeros utilizados.
El contenido de polímero sólido de la suspensión acuosa obtenida al final de la etapa de polimerización en suspensión acuosa está ventajosamente entre 20 y 45% en peso, preferiblemente entre 25 y 40% en peso.
La expresión "a partir de la cual se ha separado el monómero que no ha reaccionado...” se entiende que significa, para los fines de la presente invención, que se separa el monómero que no ha reaccionado, el cual permanece al final de la etapa de polimerización, preferiblemente en la suspensión acuosa obtenida ("solución acuosa") cuando la etapa de polimerización se lleva a cabo en suspensión acuosa, como consecuencia de la conversión incompleta del monómero.
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La etapa de separar el monómero que no ha reaccionado se puede llevar a cabo por cualquier medio conocido. En el caso preferido de la polimerización en suspensión acuosa, esta separación se puede llevar a cabo convencionalmente desgasificando la suspensión, habitualmente llevada a cabo en un tanque de despresurización, seguido de una operación de destilación o, preferiblemente, "separación por arrastre" con vapor del monómero residual.
La separación del monómero residual se puede llevar a cabo ventajosamente suministrando una columna de separación por arrastre equipada con placas perforadas, a través de su porción superior, con la suspensión acuosa previamente despresurizada. (A modo de ejemplo, el contenido de VC de la suspensión acuosa en la entrada de la columna de separación por arrastre se encuentra generalmente entre 3000 y 30 000 ppm (0,3 a 3%). La base de la columna de separación por arrastre se suministra con vapor y la suspensión acuosa se "separada por arrastre" en contracorriente a través de las placas perforadas de la columna. Entre las columnas que se pueden utilizar para la separación por arrastre, se puede hacer mención, por ejemplo, a la columna descrita en la solicitud de patente francesa publicada bajo el número 2 940 137, cuyo contenido se incorpora como referencia en la presente solicitud.
El monómero separado de la suspensión acuosa en la columna de separación por arrastre se recicla ventajosamente, por razones ecológicas y económicas, a la etapa de polimerización. (A modo de ejemplo, la cantidad de VC reciclado puede representar entre alrededor de 1% y alrededor de 3% del peso total de VC utilizado en la etapa de polimerización y la cantidad de este monómero aún presente en la suspensión acuosa que abandona la columna de separación por arrastre es ventajosamente menos de 30 ppm, preferiblemente menos de 10 ppm).
La expresión "a partir de la cual se ha separado el polímero obtenido...” se entiende que significa, para los fines de la presente invención, que el polímero obtenido al final de la etapa de polimerización, preferiblemente en la suspensión acuosa obtenida ("solución acuosa") cuando la etapa de polimerización se lleva a cabo en suspensión acuosa, se separa, preferiblemente después de la separación del monómero que no ha reaccionado.
La etapa de separar el polímero obtenido se puede llevar a cabo por cualquier medio conocido. En el caso preferido de la polimerización en suspensión acuosa, la suspensión acuosa extraída del dispositivo para separar el monómero residual se somete entonces ventajosamente a un tratamiento de separación líquido-sólido que tiene como objetivo reducir el contenido de agua del mismo. Este tratamiento generalmente comprende una operación de sedimentación, una operación de deshidratación centrífuga o, preferiblemente, una sucesión de las dos operaciones. Después de este tratamiento, el contenido de agua del polímero sólido resultante es ventajosamente no más de entre 10 y 35%, preferiblemente entre 15 y 30% en peso. El contenido de sólidos de la fase líquida (a la que se alude también como "aguas madres") separado del polímero sólido está, por sí mismo, ventajosamente entre 10 y 2500 mg/l.
Ventajosamente, el polímero sólido ("torta") resultante del tratamiento de separación líquido-sólido mencionado anteriormente se somete a un secado final llevado a cabo en cualquier dispositivo de secado conocido para este fin, tal como secadores de tambor giratorio y secadores de lecho fluido.
El objetivo principal de la presente invención reside en un procedimiento para tratar y reciclar efluentes acuosos que proceden de la preparación de un polímero de cloruro de vinilo, preferiblemente en suspensión acuosa, descrito anteriormente.
La expresión "efluentes acuosos" (a la que también se alude como "efluentes acuosos contaminados" en la presente descripción) se entiende en la presente descripción que significa cualquier material que contenga más de 50% en peso, más particularmente más de 70% en peso de agua en el líquido, vapor o estado sólido, preferiblemente en el estado líquido, en el que constituyentes del agua conocidos como "contaminantes" en la presente descripción están presentes, en forma suspendida, dispersa o disuelta.
El término "contaminantes" se entiende en la presente descripción que significa todos los constituyentes, distintos del agua, presentes en los efluentes acuosos, en el caso preferido de polimerización en suspensión acuosa, los efluentes acuosos (E1) a (E5) enumerados a continuación, en forma de compuestos químicos suspendidos o dispersos en el agua y/o en forma de iones o compuestos químicos disueltos en el agua.
En el caso preferido de polimerización en suspensión acuosa, los efluentes acuosos, al menos una parte de los cuales se trata de acuerdo con el procedimiento de la presente invención, pueden originarse a partir de diversas fuentes. Pueden ser, como ejemplos no limitantes, por separado o en combinación:
- agua (E1) que resulta de la condensación del vapor que suministra la columna de separación por arrastre,
cuando es este dispositivo el que se utiliza para separar el monómero residual no convertido durante la etapa de polimerización;
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- aguas madres (E2) que proceden del tratamiento de separación líquido-sólido (decantación, deshidratación centrífuga, etc.) de la suspensión acuosa extraída del dispositivo para separar el monómero residual; habitualmente, cuando el inhibidor de la polimerización es una base, el pH de las aguas madres (E2) es básico, por ejemplo, entre 7,5 y 9,5; la temperatura de las aguas madres (E2) está habitualmente entre 40 y 80°C, más particularmente entre 50 y 70°C;
- agua (E3) que resulta del secado final del polímero sólido ("torta") del tratamiento de separación líquido- sólido;
- agua (E4) utilizada para enjuagar y lavar los diversos dispositivos utilizados para preparar el polímero halogenado: entre estos dispositivos, cabe hacer mención:
- al reactor dentro del cual se lleva a cabo la etapa de polimerización;
- la columna de separación por arrastre opcional;
- los conductos y tuberías que conectan estos dispositivos;
- diversas aguas de purga (E5) tales como el agua de purga de las torres de refrigeración opcionales para enfriar rápidamente el agua de refrigeración del reactor, el agua residual y el agua de purga opcionales procedentes de la fabricación del iniciador de radicales, etc.
En el caso preferido de la polimerización en suspensión acuosa, los contaminantes presentes en los efluentes acuosos pueden ser, sin limitación:
- (C1) el propio polímero de cloruro de vinilo, en forma de partículas muy finas, cuyo diámetro medio está habitualmente entre 10 y 100 pm, más particularmente entre 25 y 60 pm, y que no se han separado de la suspensión acuosa durante el tratamiento de separación líquido-sólido al que ha sido sometido;
- (C2) el inhibidor añadido al final de la polimerización, que puede ser una base tal como amoníaco acuoso o fenol, por ejemplo;
- (C3) los residuos del dispersante o coloide protector (por ejemplo: éter de celulosa, poli(alcohol vinílico) parcialmente saponificado) no incorporados en las partículas de polímero, que generalmente representan una COD (demanda química de oxígeno) de 50 a 5000, con mayor frecuencia de 100 a 3500 mg/l;
- (C4) sales inorgánicas y orgánicas disueltas que generalmente representan una conductividad de 70 a 10000 pS/cm a 25°C;
- (C5) iones halógeno que proceden de residuos del monómero y el propio monómero residual que no ha reaccionado;
- (C6) otros posibles contaminantes tales como compuestos orgánicos que están disueltos, dispersados o en suspensión, residuos de descomposición del iniciador y de aditivos añadidos a la etapa de polimerización, etc.
De acuerdo con la invención, el procedimiento para tratar y reciclar efluentes acuosos tiene lugar preferiblemente como muy pronto cuando el monómero que no ha reaccionado y el polímero obtenido se han separado del medio acuoso en el que se llevó a cabo la etapa de polimerización, preferiblemente en suspensión acuosa. En el caso preferido de polimerización en suspensión acuosa, por lo tanto, se aplica ventajosamente al menos al tratamiento de los efluentes (E2), preferiblemente al menos al tratamiento de los efluentes (E1) y (E2), de forma particularmente preferible al menos al tratamiento de los efluentes (E1), (E2) y (E4) y, más particularmente, al tratamiento de todos los efluentes (E1) a (E5).
De acuerdo con la invención, el procedimiento para tratar y reciclar efluentes acuosos comprende
- una etapa de vaporizar al menos una parte de dichos efluentes acuosos con el fin de obtener efluentes acuosos vaporizados purificados;
- una etapa de condensar los efluentes acuosos vaporizados purificados con el fin de obtener efluentes acuosos condensados purificados.
El término "vaporización" se interpretará en su sentido convencional como que define la transición de fase del estado líquido al estado gaseoso (vapor).
El término "condensación" se interpretará en su sentido convencional como que define la transición de fase del estado gaseoso (vapor) al estado líquido.
La vaporización de al menos una parte de los efluentes acuosos con el fin de obtener efluentes acuosos vaporizados purificados y la condensación de los efluentes acuosos vaporizados purificados con el fin de obtener efluentes acuosos condensados purificados se puede llevar a cabo en cualquier dispositivo conocido para este fin. La etapa de vaporización y la etapa de condensación se llevan a cabo ventajosamente en un dispositivo elegido de evaporadores. Los evaporadores que se pueden utilizar son evaporadores de placas, evaporadores agitados, evaporadores de tubos en espiral, evaporadores del tipo de recirculación, evaporadores de lecho fluido, evaporadores de película ascendente y evaporadores de película descendente, en particular evaporadores de película descendente de efectos simples y de múltiples efectos.
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La etapa de vaporización y la etapa de condensación se llevan a cabo preferiblemente en un evaporador de película descendente, en particular porque este tipo de evaporador es muy adecuado para la vaporización de líquidos que están moderadamente cargados con sólidos, tales como los efluentes acuosos a tratar de acuerdo con la invención. Este tipo de evaporador también permite ventajosamente operar en una zona "delta T" baja, ventajosamente de menos de 15°C, preferiblemente de menos de 10°C y más particularmente de entre 5 y 8°C. La expresión "delta T" se entiende que significa la diferencia de temperatura entre los efluentes acuosos que se vaporizan en las partes apropiadas del evaporador y los efluentes acuosos condensados purificados después de la condensación.
La eficacia del evaporador es ventajosamente óptima cuando los efluentes acuosos entran en ella en su punto de ebullición y se distribuyen adecuadamente entre los tubos constituyentes calentados externamente del evaporador, cuyas paredes internas están uniformemente humedecidas. Esta es la razón por la que la cabeza del evaporador está provista ventajosamente de un dispositivo para distribuir el líquido entre los diversos tubos.
La presión a la que se llevan a cabo la etapa de vaporización y la etapa de condensación del procedimiento de acuerdo con la invención se elige ventajosamente como una función de la temperatura a la que se desea vaporizar y luego condensar los efluentes acuosos. Las etapas de vaporización y condensación pueden llevarse a cabo, por ejemplo, a una presión ventajosamente entre 0 y 0,1 MPa. Es preferible trabajar a la presión atmosférica, en particular para limitar los volúmenes de efluentes acuosos vaporizados purificados a generar para la economía del procedimiento, para limitar cualquier fenómeno de formación de espuma y/o de formación de incrustaciones y para evitar la entrada de gases inertes.
La vaporización de los efluentes acuosos de acuerdo con la invención permite ventajosamente purificarlos concentrando los contaminantes no volátiles. El factor de concentración alcanzable de los contaminantes depende, en particular, de su concentración inicial en los efluentes acuosos y de su naturaleza físico-química, siendo el factor limitante a menudo la viscosidad de los contaminantes no volátiles concentrados (también conocidos como "concentrados") y también la tendencia a la formación de espuma y/o a la formación de incrustaciones del evaporador.
La etapa de condensar los efluentes acuosos vaporizados purificados de acuerdo con la invención hace posible obtener efluentes acuosos condensados purificados (o "condensados"), en particular que se purifican de contaminantes mediante su vaporización previa.
Ventajosamente, la energía del procedimiento se optimiza utilizando uno u otro de los métodos que se muestran a continuación, tomados por separado o en combinación:
- evaporación multi-efecto, en particular llevando a cabo la vaporización seguida de la condensación de los efluentes acuosos en varios evaporadores sucesivos dispuestos en serie que se conocen como "efectos". Los efluentes acuosos vaporizados purificados resultantes del primer efecto se condensan ventajosamente en el segundo efecto y la energía liberada por la condensación se utiliza para vaporizar los efluentes acuosos contaminados que se encuentran en el mismo. El tercer evaporador actúa ventajosamente como un condensador para los efluentes acuosos vaporizados purificados que resultan del segundo efecto y así sucesivamente. Los efluentes acuosos vaporizados purificados del último efecto se utilizan ventajosamente para calentar los efluentes acuosos del primer efecto. En ausencia de pérdidas de calor, por lo tanto, es ventajosamente posible reutilizar el calor latente de vaporización un gran número de veces: cuantos más efectos haya, menor será el coste de la energía. Por lo tanto, puede ser preferible utilizar varios evaporadores de película descendente dispuestos en serie; el consumo de vapor externo necesario para su funcionamiento se reduce en gran medida, sin proporcionar energía mecánica.
- Recompresión térmica de los efluentes acuosos vaporizados purificados, utilizando por ejemplo un eyector;
- Recompresión mecánica de los efluentes acuosos vaporizados purificados; esta técnica, a menudo denominada "evapo-concentración con recompresión mecánica de vapor (MVR)" cuando se acopla a una vaporización, permite ventajosamente reducir sustancialmente el consumo de vapor a expensas de una provisión limitada de energía eléctrica y es más compacto que la evaporación multi-efecto. Ventajosamente, requiere una máquina de recompresión giratoria que puede ser, por ejemplo, un compresor. Compresores que se pueden utilizar son compresores "alternativos", compresores rotatorios, compresores de tornillo, compresores axiales, compresores centrífugos, compresores de efectos simples y de efectos múltiples y ventiladores. Estos compresores se pueden utilizar para volver a comprimir los efluentes acuosos vaporizados purificados que resultan de cualquier evaporador mencionado anteriormente. Ventajosamente, las relaciones de compresión a alcanzar corresponden a valores delta T mayores que 4°C, preferiblemente mayores que 6°C.
La etapa de vaporización y la etapa de condensación se llevan a cabo preferiblemente en un evaporador, preferiblemente un evaporador de película descendente, con recompresión mecánica de los efluentes acuosos
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vaporizados purificados. Dentro de este contexto, ha demostrado ser particularmente ventajoso acoplar un ventilador, como compresor, con un evaporador de película descendente.
Los efluentes acuosos vaporizados purificados, opcionalmente re-comprimidos tal como se indicó anteriormente, pueden proporcionar ventajosamente el calor necesario para la vaporización de los efluentes acuosos contaminados, re-condensándolos mediante intercambio de calor en las partes apropiadas del evaporador. Los condensados purificados resultantes se pueden utilizar entonces ventajosamente para precalentar dichos efluentes acuosos antes de la vaporización de los mismos, en particular si estos efluentes acuosos no están disponibles en su punto de ebullición en el evaporador. Los condensados purificados se producen ventajosamente a unos pocos grados por encima de la temperatura de entrada de los efluentes acuosos contaminados.
En el caso de la polimerización en suspensión acuosa, el procedimiento para tratar y reciclar efluentes acuosos de acuerdo con la invención puede resultar particularmente ventajoso desde un punto de vista de ahorro de energía cuando los condensados purificados resultan de la vaporización seguida de la condensación de las aguas madres (E2) que están ventajosamente ya a una temperatura entre 40 y 80°C (véase arriba) antes de su vaporización.
Los concentrados resultantes de la vaporización de los efluentes acuosos de acuerdo con la invención se extraen ventajosamente, preferiblemente del fondo del evaporador, y se envían ventajosamente a un PCT y/o BT adecuado, preferiblemente después del enfriamiento, con el fin de liberar solamente aguas residuales de calidad aceptable para el medio ambiente.
Los BTs del agua requieren ventajosamente sistemas que den lugar al desarrollo de bacterias, que retienen la contaminación orgánica y se alimentan de la misma. Éstos pueden comprender un tanque de aireación (por ejemplo, un tanque para la ventilación secuencial: ventilación y sedimentación llevadas a cabo en el mismo tanque) seguido de un clarificador, contactores biológicos giratorios, biofiltros, etc. Los PCTs requieren medios físicos y la adición de reactivos químicos. Por lo tanto, incluyen ventajosamente una agitación (que provoca ventajosamente una ventilación) del agua residual y también una operación de sedimentación (también conocida como clarificación), eliminando ventajosamente una gran proporción de contaminantes, combinados, con el fin prestarle de manera ventajosa un mejor rendimiento, con el uso de coagulantes (por ejemplo, sales de hierro o sales de aluminio) y floculantes (por ejemplo, sílice activada, polielectrolitos) que ventajosamente provocan que las partículas en suspensión se aglomeren y caigan del mismo en forma de racimos de sólidos conocidos como “flóculos”.
El procedimiento de acuerdo con la invención hace posible, ventajosamente, obtener condensados purificados, cuyo contenido en contaminantes es significativamente menor que el de los efluentes acuosos tratados. Así, en particular y dependiendo del tipo de evaporador y máquina de recompresión elegida, en el caso particular de la polimerización en suspensión acuosa, el contenido de inhibidor (C2) de los condensados purificados puede ser ventajosamente al menos 2 veces, preferiblemente al menos 3 veces menor que la de los efluentes acuosos antes del tratamiento; la COD (C3) de los condensados purificados puede ser ventajosamente al menos la mitad, preferiblemente al menos dos veces y media menor que la de los efluentes acuosos antes del tratamiento; la conductividad (C4) de los condensados purificados puede ser ventajosamente al menos 5 veces, preferiblemente al menos 7 veces menor que la de los efluentes acuosos antes del tratamiento; el contenido de iones halógeno (C5) de los condensados purificados puede ser ventajosamente al menos 100 veces, preferiblemente al menos 130 veces menor que el de los efluentes acuosos antes del tratamiento.
El procedimiento de acuerdo con la invención hace posible además, ventajosamente, obtener concentrados que tengan un contenido en contaminantes mayor que el de los efluentes acuosos tratados. El funcionamiento del PCT y/o BT al que pueden someterse ventajosamente estos concentrados es, por lo tanto, más fácil y requiere menos gasto en energía. Las mediciones respectivas del residuo seco de los efluentes acuosos y de los concentrados demuestran que el contenido en contaminantes de este último puede ser ventajosamente al menos 5 veces, preferiblemente al menos 10 veces, particularmente al menos 70 veces, más particularmente al menos 100 veces e incluso hasta 200 veces o 300 veces mayor que la de los efluentes acuosos. El límite superior del contenido en contaminantes de los concentrados depende habitualmente sólo de la capacidad del equipo (límite de bombeo) para transportarlos al PCT y/o BT.
De acuerdo con la invención, el procedimiento para tratar y reciclar efluentes acuosos comprende:
- una etapa de reciclaje de los efluentes acuosos condensados purificados.
Los condensados purificados obtenidos mediante el procedimiento de acuerdo con la invención se reciclan, por separado o en una combinación posible, a una de las etapas para preparar el polímero de cloruro de vinilo y/o a cualquier otra planta industrial similar a la unidad para preparar el polímero de cloruro de vinilo.
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De acuerdo con la invención, los condensados purificados se reciclan en forma de agua de reposición a la etapa de polimerización, llevada a cabo en un medio acuoso, del cloruro de vinilo (si el contenido de inhibidor (C2) - y la naturaleza básica que este último puede impartir a los condensados - resulta que impide el progreso uniforme de la etapa de polimerización, es ventajosamente posible acidificar las aguas madres (E2) a un pH por debajo de 7, preferiblemente por debajo de 5,5, con el fin de mantener el inhibidor en los concentrados).
El procedimiento de la invención hace posible reducir significativamente la cantidad de agua pura fresca necesaria para preparar el polímero de cloruro de vinilo y para los diversos dispositivos que requiere esta preparación. Ventajosamente, el ahorro realizado en agua pura fresca puede alcanzar el 20%, preferiblemente el 30%, de manera particularmente preferida el 60% o incluso el 80%.
Una persona experta en la técnica comprenderá fácilmente que es posible introducir variantes de realización en el procedimiento de acuerdo con la invención, que no se apartan del contexto de esta última y no están fuera del alcance de la misma.
Por lo tanto, de acuerdo con una primera variante de realización (variante 1), es posible tratar y reciclar una parte de los efluentes acuosos que proceden de la preparación del polímero de cloruro de vinilo mediante el procedimiento que es el objeto principal de la invención arriba descrito y otra parte de estos efluentes mediante una etapa de purificación que comprende una filtración. Dependiendo del diámetro de los poros del elemento filtrante utilizado ventajosamente para esta filtración, la misma puede ser una microfiltración o una ultrafiltración, que son bien conocidas en el campo técnico de la filtración. La microfiltración y la ultrafiltración se llevan a cabo ventajosamente en especial para eliminar partículas sólidas muy finas presentes en los efluentes acuosos. El elemento filtrante puede ser un tubo, una placa o una membrana. El elemento filtrante es preferiblemente una membrana. El material del elemento filtrante puede ser un filtro cerámico, un metal sinterizado, fibras metálicas o membranas poliméricas. Se hace referencia ventajosamente a la microfiltración cuando el diámetro de los poros del elemento filtrante es mayor que 0,1 pm y cuando su estructura es relativamente simétrica con los poros abiertos. Se hace referencia ventajosamente a la ultrafiltración cuando el diámetro de los poros del elemento filtrante es menor que 0,1 pm y cuando su estructura es asimétrica con poros abiertos. En ambos casos, puede tratarse de una filtración conocida como "filtración de flujo cruzado (CF)", considerando la introducción tangencial del efluente a filtrar. Ventajosamente, también puede ser una filtración conocida como "filtración de rotación cruzada (CR)" que implica la presencia de un elemento mecánico giratorio que impide la formación de depósitos en el elemento filtrante o la combinación de los dos. Preferiblemente, la filtración, preferiblemente microfiltración o ultrafiltración, es una filtración conocida como filtración de "flujo cruzado" y de "rotación cruzada". Se prefiere muy particularmente una ultrafiltración de "flujo cruzado" y de "rotación cruzada".
De acuerdo con la variante 1, también es posible llevar a cabo, además de la etapa de purificación que comprende una filtración, y aguas abajo de esta última, una etapa de purificación a través de intercambio iónico (IE) o mediante ósmosis inversa (RO).
El IE es ventajosamente una reacción química reversible en la que un ion en solución es intercambiado con un ion de carga similar unido a una partícula sólida, a menudo de una zeolita inorgánica o de una resina orgánica sintética. Una etapa de purificación de IE se lleva a cabo ventajosamente para desmineralizar los efluentes acuosos. En la práctica, los cationes (Ca++, Na+, etc., resina de intercambio catiónico) se intercambian ventajosamente con protones, y los aniones (carbonato, sulfato, cromato, cloruro, etc.) se intercambian ventajosamente con un grupo hidroxilo. Es habitual, dependiendo de la conductividad de los efluentes acuosos, combinar ventajosamente resinas de intercambio catiónico que sean respectivamente débil o fuertemente ácidas, con resinas de intercambio aniónico que sean respectivamente fuerte o débilmente básicas.
La RO es ventajosamente un proceso físico para concentrar iones disueltos en los efluentes acuosos, basado en el principio de inversión del proceso de ósmosis, que se obtiene ejerciendo, en uno de los compartimientos separados por una membrana, una presión hidrostática que excede de la presión osmótica. De este modo, el agua se ve forzada de forma ventajosa a abandonar el compartimiento presurizado a pesar del aumento en la concentración de iones disueltos que se produce en el mismo, y la dilución que tiene lugar en el otro compartimiento al aumentar la presión.
Los efluentes acuosos que resultan de la filtración y opcionalmente del IE o la RO se reciclan ventajosamente de la misma manera que los efluentes acuosos condensados purificados.
La implementación de esta variante 1 puede resultar ventajosa cuando el polímero de cloruro de vinilo se prepara a veces en un reactor alimentado con agua caliente y a veces en un reactor alimentado con agua fría. Cuando el reactor se alimenta con agua caliente, los efluentes acuosos que proceden de la preparación del polímero de cloruro de vinilo se pueden reciclar a este último después de haber sido tratados mediante el procedimiento que comprende
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la etapa de vaporización seguida de la etapa de condensación de acuerdo con la invención. Cuando el reactor es alimentado con agua fría, los efluentes acuosos que proceden de la preparación del polímero halogenado pueden reciclarse a este último después de haber sido tratados mediante la etapa de purificación que comprende una filtración.
De acuerdo con una segunda variante de realización (variante 2), el procedimiento para tratar y reciclar efluentes acuosos de acuerdo con el objeto principal de la invención puede tener lugar sólo después de un PCT y/o BT, con el fin de mejorar la calidad de los efluentes que resultan de ello y les dan una pureza tal que pueden reciclarse, por ejemplo como agua de reposición, a la etapa de polimerización para preparar el polímero de cloruro de vinilo.
De acuerdo con una tercera variante de realización (variante 3), es posible añadir al procedimiento para tratar y reciclar efluentes acuosos de acuerdo con el objeto principal de la invención aplicado, de acuerdo con la variante 2, a efluentes que resultan del PCT y/o BT (dividiendo así los efluentes que resultan del PCT y/o BT en dos partes), antes de reciclar los efluentes acuosos, una etapa de purificación diferente por IE o RO, opcionalmente precedida por al menos una etapa de purificación que comprende un filtro multimedia (MMF) o un filtro de carbono activado (AC). Esta etapa de purificación que comprende un MMF o un AC también puede estar precedida por una etapa de purificación que comprende un biorreactor de membrana (MBR).
El MMF es ventajosamente una versión mejorada del filtro de arena y puede contener hasta tres, e incluso cuatro capas de medios filtrantes. Por ejemplo, un MMF puede comprender una capa superior de baja densidad, partículas gruesas de carbón (antracita), una capa intermedia de partículas más pequeñas de silicato de aluminio calcinado o de arena y una capa inferior de granate pesado.
El AC se basa ventajosamente en la capacidad del carbono activado de adsorber moléculas orgánicas. El AC se utiliza ventajosamente en especial para eliminar el halógeno y los residuos de cloruro de vinilo en los efluentes acuosos.
El MBR es ventajosamente la combinación de un biorreactor y un procedimiento de filtración de membrana. Las membranas pueden colocarse detrás del biorreactor o sumergidas en este último. Pueden ser minerales u orgánicas y del tipo utilizado en microfiltración o en ultrafiltración.
El biorreactor es ventajosamente el sitio de la biodegradación de los efluentes acuosos. Es un reactor biológico en el que crece de manera ventajosa una biomasa adecuada de microorganismos (bacterias). Estos microorganismos degradarán ventajosamente los contaminantes (más particularmente la COD) presentes en los efluentes acuosos debido a la introducción de oxígeno a través del sistema de ventilación. La segunda etapa importante del MBR es ventajosamente la separación, debido a las membranas, del agua purificada del lodo de digestión que utiliza microorganismos para la digestión.
Una cuarta variante de realización (variante 4) puede consistir en someter, por un lado, directamente a los efluentes acuosos procedentes de la preparación del polímero de cloruro de vinilo y, por otro lado, indirectamente, después de haberlos sometido a un PCT y/o un BT, al procedimiento de tratamiento y reciclaje de acuerdo con el objeto principal de la invención, con el fin de obtener ventajas similares a las permitidas por la variante 2.
Una quinta variante de realización (variante 5) puede consistir en la combinación de las variantes 1 y 3.
Una sexta variante de realización (variante 6) puede consistir en someter todos los efluentes acuosos que proceden de la preparación de un polímero de cloruro de vinilo al procedimiento de tratamiento y reciclaje de acuerdo con el objeto principal de la invención.
El procedimiento de tratamiento de efluentes acuosos de acuerdo con la invención, con todas sus definiciones, notas, limitaciones, variantes, características y preferencias definidas anteriormente, también se puede aplicar ventajosamente a todos los efluentes acuosos, distintos de los procedentes de la preparación de un polímero de cloruro de vinilo, que están disponibles en el área circundante de la planta para preparar este polímero de cloruro de vinilo. Por lo tanto, en particular, se puede aplicar a las aguas residuales municipales liberadas por los municipios circundantes con el fin de purificarlas para utilizarlas en el procedimiento de preparación del polímero de cloruro de vinilo.
De acuerdo con otro aspecto, la invención también se refiere a un procedimiento para preparar un polímero de cloruro de vinilo, que comprende una etapa de polimerizar al menos un monómero que incluye cloruro de vinilo, llevado a cabo en un medio acuoso, del que el monómero que no ha reaccionado y el polímero obtenido se han separado luego, y que comprende el posterior tratamiento y reciclaje de los efluentes acuosos que proceden de esta preparación tal como se define en la reivindicación 1 y las reivindicaciones que dependen de la misma.
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De acuerdo con aún otro aspecto, la invención también se refiere a un procedimiento para preparar un polímero de cloruro de vinilo, que comprende una etapa de polimerizar al menos un monómero que incluye cloruro de vinilo, llevado a cabo en un medio acuoso, del que el monómero que no ha reaccionado y el polímero obtenido se han separado luego, y que comprende el posterior tratamiento y reciclaje de los efluentes acuosos que proceden de esta preparación, comprendiendo dicho tratamiento y reciclaje:
- una etapa de vaporización de al menos una parte de dichos efluentes acuosos con el fin de obtener efluentes acuosos vaporizados purificados;
- una etapa de condensar los efluentes acuosos vaporizados purificados con el fin de obtener efluentes acuosos condensados purificados; y
- una etapa de reciclar los efluentes acuosos condensados purificados a una de las etapas para preparar el polímero de cloruro de vinilo.
Todas las definiciones, notas, limitaciones, características y preferencias arriba definidas para el procedimiento para tratar y reciclar efluentes acuosos que proceden de la preparación de un polímero de cloruro de vinilo de acuerdo con la invención se aplican ventajosamente también al procedimiento para preparar un polímero de cloruro de vinilo de acuerdo con la invención.
Si la divulgación de cualquier patente, solicitud de patente y publicación entra en conflicto con la descripción de la presente solicitud en la medida en que puede hacer que un término no sea claro, prevalecerá la presente descripción.
El procedimiento para tratar y reciclar efluentes acuosos de acuerdo con la invención se ilustrará ahora con referencia al dibujo que acompaña a la presente descripción. Este dibujo consiste en la Figura 1 adjunta, que representa esquemáticamente una realización práctica de los aspectos de la invención.
Los efluentes acuosos contaminados 1 a tratar mediante el procedimiento de acuerdo con la invención, que proceden de la preparación de un polímero de cloruro de vinilo que comprende una etapa de polimerización en suspensión acuosa de VC llevada a cabo en un medio acuoso, del que el Ve que no ha reaccionado y el polímero obtenido se han separado luego, son enviados, a través de la bomba 2 a la parte superior de un evaporador de película descendente 4, tras precalentarlos en el intercambiador 3 a través de los efluentes acuosos condensados purificados que proceden del evaporador 4, a través del tanque de recepción 8 y la bomba 9. Los efluentes acuosos contaminados penetran en el evaporador 4 en su punto de ebullición y son distribuidos uniformemente entre los tubos calentados externamente, siendo las paredes internas del evaporador humedecidas uniformemente con el fin de asegurar una eficiencia óptima del intercambio (la optimización de la humectación de los tubos se obtiene mediante una compartimentación adecuada del evaporador 4). La parte superior del evaporador 4 está provista de un dispositivo para distribuir el líquido entre los diversos tubos.
La velocidad de caída de la película de líquido es la velocidad de la gravedad en la parte superior del evaporador 4 y se acelera, a través del empuje de los efluentes acuosos vaporizados purificados, a medida que tiene lugar la evaporación. Los efluentes acuosos vaporizados purificados son separados de los concentrados en la carcasa en el fondo del evaporador y en un separador 5 de entrada tangencial.
Una porción de las diversas fracciones de concentrados, recogidas en la parte inferior de 4 y en 5b, se recicla, a través de la bomba 6, al siguiente compartimiento en la parte superior del evaporador 4; la otra parte 13 se extrae con el fin de, por ejemplo, ser enviada a un BT y/o PCT adecuado.
Los efluentes acuosos vaporizados purificados en la salida 5a del separador 5 se vuelven a comprimir utilizando un ventilador 7. Los efluentes acuosos vaporizados purificados re-comprimidos, enviados al exterior de los tubos del evaporador 4, se utilizan, al condensarlos sobre los mismos, para vaporizar los efluentes acuosos contaminados. Los efluentes acuosos condensados purificados resultantes, recuperados en el fondo del tanque 8, alimentan al intercambiador 3 a través de la bomba 9 y se utilizan, tal como se ha indicado anteriormente, para precalentar los efluentes acuosos contaminados antes de ser recogidos en 10, desde donde pueden, en particular, ser reciclados, preferiblemente como agua de reposición, a la etapa de polimerización para preparar un polímero de VC.
Los efluentes acuosos vaporizados purificados posiblemente restantes y/o los gases no condensables salen por la parte superior del tanque 8 y se condensan en el intercambiador 11.

Claims (6)

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    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento para preparar un polímero de cloruro de vinilo, que comprende una etapa de polimerizar al menos un monómero que incluye cloruro de vinilo portado en un medio acuoso, del cual el monómero que no ha reaccionado y el polímero obtenido se han separado, y que comprende el posterior tratamiento y reciclaje de los efluentes acuosos que proceden de esta preparación, comprendiendo dicho tratamiento y reciclaje:
    - una etapa de vaporizar al menos una parte de dichos efluentes acuosos con el fin de obtener efluentes acuosos vaporizados purificados;
    - una etapa de condensar los efluentes acuosos vaporizados purificados con el fin de obtener efluentes acuosos condensados purificados; y
    - una etapa de reciclar los efluentes acuosos condensados purificados a una de las etapas para preparar el polímero de cloruro de vinilo,
    en el que los efluentes acuosos condensados purificados se reciclan como agua de reposición a la etapa de polimerización.
  2. 2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la etapa de vaporización y la etapa de condensación se llevan a cabo en un dispositivo elegido de evaporadores.
  3. 3. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que la energía del procedimiento se optimiza utilizando uno u otro de los métodos que figuran a continuación, tomados por separado o en combinación:
    - evaporación multi-efecto;
    - recompresión térmica de los efluentes acuosos vaporizados purificados;
    - recompresión mecánica de los efluentes acuosos vaporizados purificados.
  4. 4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por que la etapa de vaporización y la etapa de condensación se llevan a cabo en un evaporador con recompresión mecánica de los efluentes acuosos vaporizados purificados.
  5. 5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que tiene lugar como muy pronto cuando el monómero que no ha reaccionado y el polímero obtenido se han separado del medio acuoso en el que se llevó a cabo la etapa de polimerización.
  6. 6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la etapa de vaporización y la etapa de condensación se llevan a cabo en un evaporador de película descendente.
ES11776780.6T 2010-11-04 2011-10-28 Procedimiento para tratar y reciclar efluentes acuosos procedentes de la preparación de un polímero de cloruro de vinilo Active ES2662348T3 (es)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102013201251B4 (de) * 2013-01-25 2016-03-24 Cm-Institute (Civilisations Matter) E.V. Verfahren zum Betreiben einer Wasseraufbereitungsanlage, entsprechende Wasseraufbereitungsanlage sowie Verwendung des Verfahrens zur Aufbereitung von Rohwasser
WO2019027832A1 (en) 2017-07-31 2019-02-07 Ecolab Usa Inc. TREATMENT OF WATER CONDENSING A PROCESS
KR20220114001A (ko) * 2019-12-09 2022-08-17 아크보텍 피티와이 엘티디 수용성 물질로부터 오염물질을 제거하기 위한 방법 및 장치
CN112794390A (zh) * 2020-12-31 2021-05-14 青海宜化化工有限责任公司 一种氯碱化工废水的处理装置及其使用方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL81210C (es) 1951-04-25
JP3709568B2 (ja) * 1994-02-07 2005-10-26 チッソ株式会社 残留モノマー除去処理法およびそれに用いる残留モノマー除去処理塔
WO1996018659A1 (en) 1994-12-12 1996-06-20 C.I.R.S. S.P.A. Method and plant for the production of polyvinylchloride in aqueous suspension with recovery of refluxes
JP3595430B2 (ja) * 1997-03-21 2004-12-02 新第一塩ビ株式会社 塩化ビニル系重合体の製造方法
RU2215871C2 (ru) * 2001-05-03 2003-11-10 Аква-Пьюэр Вентчерс Инк. Способ удаления загрязняющих примесей из поступающего потока
AU2003244295A1 (en) * 2002-06-19 2004-01-06 Asahi Glass Company, Limited Process for the recovery of fluorine-containing emulsifiers
RU2253630C2 (ru) * 2002-10-29 2005-06-10 Рак Валентин Александрович Способ получения питьевой воды "виктория"
FI20030735A (fi) * 2003-05-16 2004-11-17 Steris Europe Inc Menetelmä ja laite veden käsittelemiseksi
TW200630385A (en) 2005-02-09 2006-09-01 Vinnolit Gmbh & Co Kg Process for the polymerisation of vinyl-containing monomers
RU2337743C2 (ru) * 2006-08-14 2008-11-10 Павел Алексеевич Кучер Способ перегонки жидкостей
CN101343132B (zh) * 2008-08-28 2011-04-06 杭州水处理技术研究开发中心有限公司 一种聚氯乙烯(pvc)离心母液废水的处理方法
FR2940137B1 (fr) 2008-12-22 2011-03-04 Solvay Colonne de stripage et procede pour extraire un composant d'un milieu liquide
CN101525198B (zh) * 2009-04-03 2012-07-25 寿光新龙电化集团聚氯乙烯有限公司 一种聚氯乙烯母液废水处理回用的方法

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