FI72982C - Foerfarande foer tillvaratagning av polymer ur en loesning. - Google Patents

Description

1 72982

Menetelmä polymeerin talteenottamiseksi liuoksesta Tämä keksintö kohdistuu menetelmään polymeerin talteenottamiseksi haihtuvia liuottimia ja suurmolekyylipainoista polymeeriä sisältävästä liuoksesta, joka sisältää tai voi sisältää haihtuvaa monomeeriä tai monomeerejä, syöttämällä polymeeri-liuosta haihdutusvyöhykkeeseen, jossa suurin osa haihtuvista ainesosista haihtuu ja poistuu ja johtamalla jäljelle jäänyt väkevöity polymeeriliuos tästä haihduttimesta suulakepuristimeen ja käsittelemällä sitä sinänsä tunnetulla tavalla gra-nulaatin muodostamiseksi.

Polymeerien valmistus, erityisesti polyolefiinien, vielä tarkemmin eteenin homo- ja kopolymeerien valmistus, voidaan suorittaa ilman liuotinta ns. kaasufaasipolymerointina, ja liuottimessa suspensio- tai liuospolymerointina. Eteenin po-lymerointi voidaan suorittaa myös korkeassa paineessa ilman liuotinta käyttämällä radikaaleja muodostavia aineita katalyytteinä. Suspensio- tai liuospolymeroinnissa ja eteenin korkeapainepolymeroinnissa polymeeri otetaan talteen poistamalla liuotin ja/tai monomeeri(t).

Erään sinänsä tunnetun menetelmän (katso Stanford Research Institute, report 19B, s. 143-160) mukaan eteenin (ko)poly-meerit, jotka on valmistettu liuospolymeroinnilla, on otettu talteen johtamalla (ko)polymeeriliuos useaan sarjaan kytketyn haihdutusvyöhykkeen (paisunta-astian) kautta, joissa liuotin kuten myös reagoimaton monomeeri(t) suurelta osin erotetaan haihduttamalla polymeeristä. Polymeerisulate tai väkevöity liuos johdetaan viimeisestä haihdutusvyöhykkeestä suulakepuristimeen ja rakeistetaan.

2 72982

Tuolla menetelmällä ja muilla tunnetuilla menetelmillä polymeerin, varsinkin eteenistä valmistetun (ko)polymeerin, tal-teenottamiseksi on useita haittapuolia. Kaikkein ensimmäiseksi ne ovat melko työläitä ja yksinkertaistaminen on toivottavaa. Harvemmat käsittelyvaiheet tekevät laadun parantamisen yksinkertaisemmaksi, tehokkaammaksi ja halvemmaksi. Laitteiden investointikustannukset ovat silloin myös alhaisemmat. Yllä mainittujen ja muiden sinänsä tunnettujen menetelmien käyttökelpoisuus on sitäpaitsi varsin rajoittunut. Sulatteiden tai väkevien liuosten viskositeetti nousee mole-kyylipainon noustessa ja kun molekyylipaino on korkeampi tai sulaindeksi (ASTM D-1238) on alempi, ulosvirtaus haihdutus-vyöhykkeestä, josta sulate tai väkevöity liuos virtaa rakeista jalla varustettuun suulakepuristimeen, on huonompaa. Jotta lopulta onnistutaan saamaan granulaatti, jolla on riittävän alhainen haihtuvien aineosien osuus, täytyy viimeisessä haih-dutusastiassa usein ylläpitää alennettua painetta tarkoituksella tarkoin haihduttaa haihtuvat aineosat. Paineita, jotka ovat muutamasta kymmenesosasta noin kymmeneen mm Hg tai jopa alempia, on esitetty. Voimakas haihtuminen tuo tullessaan sulatteen voimakkaamman lämpötilan laskun kuin vähemmän voimakas haihtuminen (haihtuvien aineosien höyrystymislämpö), josta on seurauksena sulatteen tai väkevöidyn liuoksen viskositeetin kasvu, ja kun molekyylipaino nousee kohdataan ulosvirtausvaikeudet aikaisemmin. Haihtuvien aineosien höy-rystymisen ja vastaavasti lämpötilan laskun rajoittamiseksi viimeisen haihdutusastian painetta ei alenneta. Myös tässä tapauksessa ulosvirtaus on huonompi molekyylipainon noustessa ja on lopulta liian hidas. Voidakseen nyt poistaa enemmän haihtuvia aineosia on eurooppalaisessa patenttihakemuksessa EP 27700 esitetty inertin poistokaasun syöttöä haihdutusvyöhyk-keeseen (paisunta-astiaan) . Tämän poistokaasun syötön ansiosta haih-tumispinta kasvaa ja mahdollistaa suurempien haihtuvien aineosien määrien poistumisen. Haihtuvien aineosien on vaikeata höyrystyä tällaisista viskooseista systeemeistä, vaikka lämpötila ja paine ovatkin sellaiset, että viskoosittomista liuoksista haihtuminen olisi nopeaa. Tämän vuoksi tässä menetelmässä suuren pinnan luominen on tärkeää. Tästä hakemuk- 3 72982 sesta tiedetään myös, että polymeeriliuoksen korkeampi esi-lämmityslämpötila johtaa termiseen hajoamiseen ja geelin muodostumiseen, joten tämä ei myöskään tuo ratkaisua olemassa oleviin ongelmiin. Tämä menetelmä ei siksi tuo ratkaisua korkeamolekyylipainoisen polyeteenin laadun parantamiseen.

Taloudellisista ja ympäristöhygieenisistä syistä vaatimukset, jotka koskevat eteenin (ko)polymeerien granulaattien sisältämien haihtuvien aineosien sallittuja pitoisuuksia, on tehty jatkuvasti ankarammiksi. Haihtuvien aineosien poisto ei aina suju hyvin helposti. Kun eteeni homopolymeroidaan, vain liuotin ja eteeni täytyy poistaa. Haihtuva eteeni voidaan helposti poistaa haihdutusvyöhykkeessä (paisuntasäiliö) ja vaihtoehtoisesti suulakepuristimen kaasujen poisto-osassa. Vastaavasti myös liuotin haihtuvampana on helpompi poistaa. Jos on valmistettava kopolymeerejä, ja muutaman viime vuoden aikana on ollut voimakkaasti kasvava kiinnostus eteenikopolymee-•reihin, etenkin niin kutsuttuun lineaariseen LJ-polyeteeniin (LLDPE), on vaikeampi poistaa komonomeeri polymeeristä, kun komonomeerin molekyylipaino nousee ja sen seurauksena haihtu-vuus vähenee ja kun käytetään suurempia komonomeerimääriä. Silloin saadaan joko granulaattia, jossa on liian korkea haihtuvien aineosien pitoisuus tai täytyy käyttää työläitä puhdistusprosesseja. Tämä täytyy ottaa huomioon etenkin silloin, kun se koskee mainittua LLDPE:ä, riippuen mitkä suuremmista komonomeereistä, kuten hekseenistä tai okteenista tai vielä korkeammista olefiineista, asetetaan etusijalle ja näitä käytetään suurempia määriä verrattuna aikaisempiin kopolymeereihin.

Nyt on olemassa selvä tarve monipuolisesta puhdistusmenetelmästä, jota voidaan soveltaa polymeeriliuosten puhdistamiseen, etenkin suhteellisen matalamolekyylipainoisiin polyeteenei-hin haihtuvissa liuottimissa, kuten myös korkeamolekyylipai-noisten, sulaindeksit esimerkiksi alle 1, eteenipolymeerien liuoksiin, kuten myös kopolymeereihin, joiden molekyylipaino voi myös olla korkea ja joissa komonomeerien, sellaisten 4 72982 kuin hekseenin, okteenin tai korkeampien, pitoisuus on suhteellisen suuri, jotta muodostuisi granulaattia, jonka haihtuvien komponenttien prosenttiosuus on pieni. Yleensä haihtuvien komponenttien pitoisuus täytyy olla alle 1000 ppm, edullisesti alle 250 ppm ja erityisesti alle 50 ppm

Nyt on havaittu, että voidaan valmistaa erittäin alhaisia haihtuvien aineiden pitoisuuksia sisältäviä polymeerejä, erityisesti eteeni(ko)polymeerejä liuoksesta, joka voi liuottimen lisäksi myös sisältää yhtä tai useampaa monomeeriä, johtamalla liuos haihdutusastiaan, jossa suurin osa haihtuvista komponenteista haihtuu ja johdetaan pois, ja siirtämällä syntyvä sula tai väkevöity liuos tästä haihduttajasta suulakepuristimeen ja rakeistamalla se sinänsä tunnetulla tavalla. Keksinnölle on kuitenkin tunnusomaista, että väkevöity poly-meeriliuos johdetaan haihdutusvyöhykkeestä haihduttavaan suulakepuristimeen ilmanpaineessa tai alennetusssa paineessa, käyttämällä annostuslaitetta, jolla ylläpidetään paine-eroa niin, että paine-eroa käytetään käyttövoimana väkevöidyn po-lymeeriliuoksen syöttämiseksi suulakepuristimeen ja säätämällä annostelulaite ja suulakepuristimen nopeus niin, että suulakepuristimen ruuvi tai ruuvit ovat vajaatäyttöisiä.

Suulakepuristimessa, johon polymeerisula tai väkevöity liuos syötetään, pidetään parempana vastavirtaan tapahtuvaa haihtuvien aineiden poistamista.

Yleensä suulakepuristimen syötössä ylläpidetään ilmakehän tai lähes ilmakehän painetta, erityisesti, jos sovelletaan vas-tavirtahaihdutusta. Pienet poikkeamat ilmakehän paineesta, esimerkiksi 0,1 atm asti, ovat mahdollisia ja mukaan luettuja. Syöttö voidaan suorittaa myös selvästi alennetussa paineessa, mutta vastavirtahaihdutuksen tapauksessa vaaditaan silloin varautumista tiivistykseen, mitä toimenpidettä saadut hyödyt eivät yleensä korvaa ja tästä syystä pidetään parempana käyttää ilmanpainetta tai lähes ilmanpainetta. Näin ollen haihdutusvyöhykkeen ja suulakepuristimen syötön välistä paine-eroa käytetään käyttövoimana syötettäessä väke- 5 72982 vöity liuos tai sula annostelulaitteen kautta suulakepuristimeen.

Keksintöön kuuluu myös laite polymeerin talteenottamiseksi sulasta tai liuoksesta, jotka sisältävät haihtuvia komponentteja. Tämä laite koostuu polymeerisulan tai liuoksen syötöllä varustetusta haihdutusvyöhykkeestä, haihtuvien komponenttien poistoreiästä ja polymeerisulan tai väkevöidyn liuoksen suulakepuristimeen johtavasta poistoaukosta sekä haihdutusosasta suulakepuristimeen johtavassa poistoaukossa olevasta annostelulaitteesta, joka voi toimia myös paineenalennuslaitteena. Suulakepuristin on varustettu yhdellä tai useammalla haih-dutusvyöhykkeellä.

Keksinnön mukainen laite on kompakti ja tehokas sekä tekee mahdolliseksi polymeerien tehokkaan talteenoton. Lisäksi keksinnön mukainen laite on sopiva yleiskäyttöön ja sitä voidaan soveltaa otettaessa talteen erilaisia sulaviskositeette-ja omaavia polymeerejä sulista tai liuoksista, joissa on vaihtelevia pitoisuuksia erilaisen haihtuvuuden omaavia haihtuvia aineosia.

Esillä olevan keksinnön mukainen laite ja menetelmä sopivat erityisesti polymeerien talteenottamiseen, erityisesti kor-keamolekyylipainoisten eteeni(ko)polymeerien, esimerkiksi eteeni(ko)polymeerien, joilla sulaindeksi on (ASTM D-1238 cond,. E) alle 2, erityisesti alle 1, ja sopii vieläpä sellaisten eteeni(ko)polymeerien talteenottoon, joilla sulaindeksi on muutamasta kymmenesosasta muutamaan sadasosaan tai vieläpä alhaisempi.

Sellaisten korkeamolekyylipainoisten eteeni(ko)polymeerien sulat ovat niin viskooseja, että ilman annostelulaitetta, jonka yli paine-ero ylläpidetään, ei ole ollenkaan tai on -riittämätön ulosvirtaus. Ylläpitämällä paine-ero haihdutus-vyöhykkeen ja suulakepuristimen syötön välillä saavutetaan sopiva polymeerisulan tai väkevöidyn liuoksen ulosvirtaus.

72982 6

Keskiverto alan tunteva henkilö voi helposti kokeella määrittää vaadittavan paineen alentamisen taatakseen hyvän po-lymeerisulan ulosvirtauksen. Polymeerisulan tai väkevöidyn liuoksen viskositeetti määrää pääasiassa tämän paineen alennuksen, ja tämä viskositeetti puolestaan riippuu molekyylipai-nosta, lämpötilasta ja vähäisemmässä määrin haihtuvien komponenttien pitoisuudesta. Muutoin paine ei ole ratkaiseva, vaikkakin se pidetään niin alhaisena kuin mahdollista, jotta voidaan haihduttaa maksimi määrä haihtuvia komponentteja.

Valittu paine on siksi yleensä riittävän korkea taatakseen hyvän polymeerisulan ulosvirtauksen, mutta ei yhtään tai vain vähän korkeampi. Asia on niin, että korkeampi paine aiheuttaa haihtuvien komponenttien vähentyneen haihtumisen niin, että suulakepuristimessa on silloin haihdutettava enemmän komponentteja. Yleensä tarkoitus on tarkasti ottaen haihduttaa suulakepuristimessa niin pieni määrä haihtuvista komponenteista kuin mahdollista. Sen lisäksi, että ylläpidetään paineen alennus korkeamolekyylipainoisia materiaaleja prosessoidessa, annostelulaitteella on tavoitteena saada aikaan mitattu polymeerisulan tai väkevöidyn liuoksen syöttö suulakepuristimeen.

Suulakepuristimeen syötetyn polymeerisulan määrä on silloin riippumaton suulakepuristimen ruuvin tai ruuvien nopeudesta, polymeerin virtauksesta ja paineen alennuksesta. Polymeerin virtauksessa on aina vaihteluja, mutta nämä tasoitetaan nyt. Ilman annostelulaitetta polymeerin virtaus riippuisi paineen alennuksesta, ja ainoastaan tietyssä paineessa, joka riippuu oiosun-teista kuten viskositeetista ja polymeerin virtausnopeudesta, haihdutusvyöhyke ei olisi joko täynnä tai tyhjä. Annostelu-laitteen käyttö tekee mahdolliseksi toimia haihdutusvyöhykkeen paineesta riippumatta. On myöskin selvää, että käyttämällä annostelulaitetta, suulakepuristimeen syötetyn polymeerisulan määrä on riippumaton suulakepuristimen ruuvin tai ruuvien nopeudesta, ja tämä sellaisella suulakepuristusnopeudella, että ruuvit ovat vajaasti täytetyt, haihdutusvyöhyke ei tyhjene ja paine tuossa vyöhykkeessä ei häviä. Suulakepuristimen valittu kierrosluku ja tietenkin valitut diemnsiot 7 72982 täytyvät olla sellaiset, että syötetty polymeerisulan määrä voidaan helposti prosessoida. Suulakepuristimen ruuvin tai ruuvien epätäydellinen täyttö on tarpeellinen haihtuvien komponenttien kunnolliseksi poistamiseksi polymeerisulasta. Vastavirtahaihdutus on erityisesti epätyydyttävä, kun suulakepuristimen ruuvi(t) on (ovat) täysin täytetty. Nyt täyttö-astetta voidaan säätää suulakepuristimen nopeudella. Tällä tavalla haihtuvien komponenttien lopullinen määrä voidaan säätää tyydyttämään vaatimuksia. Kun suulakepuristimen nopeus nousee, ruuvien täyttö on vähäisempi ja polymeerisulan leikkaus ja sekoitus lisääntyvät niin että haihtuminen on täydellisempää. Yleensä suulakepuristimen ruuvista tai ruuveista on täytetty korkeintaan 65 % käytettävissä olevasta tilavuudesta, mieluimmin ei yli 50 % ja erityisesti ei yli 40 %. Noin 30 %:n täyttö on erityisen tehokas. Alhaisempia täyttöjä voidaan soveltaa, mutta ne tuskin tarjoavat mitään lisäetua. Näin ollen täyttö ei yleensä ole alhaisempi kuin noin 25 %. Muoveista haihduttaminen moniruuvisilla suulakepuristimilla on muuten sinänsä tunnettua, esimerkiksi Kunststoffe Tl (1981) 18-26.

Annostelulaite, jonka yli voi vallita paine-ero, voi olla esimerkiksi säädettävä venttiili tai mikä muu tunnettu ja sopiva laite.

Suulakepuristimet ovat olleet kauan tunnettuja monenlaisina konstruktioina. Haihduttavat suulakepuristimet vastavirtaus-haihdutuksella tai ilman ovat myös tunnettuja. Esillä olevaan laitteeseen voidaan sisällyttää yksiruuvinen yhtä hyvin kuin kaksiruuvinen suulakepuristin. Kaksiruuvisuulakepuristi-men käyttöä pidetään parempana. Kaksiruuvisuulakepuristimet, joissa on samaan suuntaan pyörivät ruuvit, ovat itsepuhdis-tuvia ja viipymäajan hajonta on pienempi kuin yksiruuvisuu-lakepuristimissa, niin että saadaan tasalaatuisempi granu-laatti. Viipymäajan kapeamman jakautuman vuoksi sen aineksen prosenttiosuus, jolla on pitkä viioymäaika, on hyvin pieni, ja siksi geelien esiintyminen ja lämpöhajaantuminen voidaan 8 72982 jättää huomioon ottamatta. Kaksiruuvisuulakepuristimessa pidetään parempana samaan suuntaan pyöriviä ruuveja.

Esillä olevaa menetelmää ja laitetta voidaan käyttää monenlaisten polymeerien taiteenottamiseen, mutta ne sopivat nimenomaan polyolefiinien, erityisesti polyeteenin tai eteenin kopolymeerien talteenottamiseen, vaikka keksintö ei ole tähän rajoitettu ja muut olefiinipolymeerit, esimerkiksi elas-tomeeriset olefiinikopolymeerit, voidaan ottaa talteen yhtä hyvin. Esillä oleva menetelmä ja laite soveltuvat nimenomaan niiden eteenikopolymeerien talteenottoon, jotka sisältävät verraten suuria määriä korkeampia komonomeereja. Aikaisemmin mainittu LLDPE on etusijalla eteenin kopolymeeri niiden ole-fiinien kanssa, joilla on vähintään 4 hiiliatomia, esimerkiksi buteenin, hekseenin, 4-metyyli-l-penteenin, okteenin, dekee-nin, dodekeenin jne. kanssa. Sellaisen LLDPE:n tiheys on alle 0,935 ja tähän päämäärään verraten suuria komonomeerimääriä on liitettävä yhteen polymeroimalla, ainakin olennaisesti enemmän kuin toistaiseksi tavallisiin kopolymeerilaatuihin, joiden tiheys on vähintään 0,940 ja jotka yleensä sisältävät vain verraten pieniä määriä propeenia tai buteenia.

Eteenin liuospolymeroinneisaa, joissa on tai ei ole mukana yksi tai useampi vähintään kolmehiilinen α-olefiini, saadaan useimmiten liuoksia, jotka sisältävät 15-20 paino-% polymeeriä. Alemmat pitoisuudet ovat tietenkin ilman muuta mahdollisia, mutta näitä varten tarvitaan suurempia liuotinmääriä ja suurempia reaktoreita, mikä on epätaloudellista. Suuremmissa pitoisuuksissa liuoksen viskositeetti nousee ja on taipuvainen oleman niin korkea, että reaktorin sisältöä on vaikea sekoittaa ja lisäksi sekoitus vaatii varsin paljon energiaa. Viskositeetti ei tietenkään riipu vain pitoisuudesta, vaan myös reaktorin lämpötilasta ja polymeerin molekyylipainosta. Pitoisuus ei siksi ole kriittinen tekijä. Edullisin pitoisuus määräytyy olosuhteista riippuen.

Tällaisesta polymerointimenetelmästä saatu liuos voidaan syöttää suoraan keksinnön mukaisen laitteen haihdutusvyö- 9 72982 hykkeeseen, mutta liuos voidaan ensin väkevöidä erillisessä, edessä olevassa haihdutusvyöhykkeessä ja sitten syöttää keksinnön mukaisen laitteen haihdutusvyöhykkeeseen.

Haihdutusvyöhykkeen syöttöön on liitetty venttiili, jonka tarkoituksena on ylläpitää paine polymerointireaktorissa. Venttiilit ja/tai paineensäätölaitteet ovat linjoissa myös, jos käytetään esihaihdutusvyöhykettä. Jokainen alan asiantuntija voi ilman vaikeuksia tehdä tarvittavat lisäykset paineen säätöön ja tätä kysymystä ei tarkastella tässä yksityiskohtaisemmin. Usein on toivottavaa, että polymeeriliuos kuumennetaan ennen syöttämistä haihdutusvyöhykkeeseen. Kuumennin sijoitetaan silloin ennen keksinnön mukaista jalostuslaitetta. Alan asiantuntijalle on aivan ilmeistä, että keksinnön mukaisen laitteen hyvän toiminnan kannalta polymeeriliuos täytyy saattaa tiettyyn minimilämpötilaan ennenkuin se syötetään haihdutusvyöhykkeeseen. Tämän lämpötilan taso riippuu monista tekijöistä, kuten liuottimen laadusta, jäljellä olevan komonomeerin määrästä ja luonteesta, polymeerin pitoisuudesta ja muusta tällaisesta. Siksi ei ole mahdollista antaa tiettyjä arvoja tässä yhteydessä, mutta kuka tahansa alan asiantuntija osaa ilman mitään vaikeuksia määrittää käyttökelpoisen lämpötila-alueen vallitsevien olosuhteiden perusteella. Valittu lämpötila ei tietenkään saa olla niin korkea, että se aiheuttaa polymeerin hajoamisen ja/tai geelin muodostumisen.

Haihdutusvyöhykkeessä haihdutetun liuottimen tai monomeeri(e)n määrät voivat vaihdella suurissa rajoissa. Kun haihtuminen haihdutusvyöhykkeessä kasvaa, haihtuminen suulakepuristimessa voi olla vähäisempää ja päinvastoin. On myös ymmärrettävää, että polymeerisula ja väkevöity liuos ovat käsitteitä, jotka peittävät limittäin toinen toisensa. Polymeerimassa, joka täytyy, jalostaa, on polymeerin, liuottimen ja monomeeri (e) n seos. Kun liuottimen ja monomeeri(e)n haihduttaminen tästä etenee, massaa voidaan pitää enemmän sulana kuin liuoksena, mutta mitään oleellista eroa näillä ei ole.

72982 10

Liuottimen ja monomeeri(e)n määrät, jotka haihtuvat haihdu-tusvyöhykkeessä, määräytyvät tekijöistä kuten lämpötilasta ja paineesta. Kun lämpötila on korkeampi ja paine alempi, enemmän haihtuvia komponentteja (liuotinta ja monomeeriä tai monomeerejä) haihtuu. Paine täytyy haihdutusvyöhykkeessä olla vähintään niin korkea, että vallitsevassa viskositeetissa polymeerisulan ulosvirtaus suulakepuristimeen on varmistettu. Vähintään 1,5 baarin (0,5 baarimittari) paine on useimmiten toivottava. Kun käsitellään polyeteeniä, jonka sulaindeksi on 2 tai alempi, paine voi olla korkeampi, usein 4-6 baaria. Erittäin korkeamolekyylipainoisilla polymeereillä, joiden sula tai väkevöity liuos on hyvin viskoosi, vielä korkeampia paineita voidaan käyttää. Näin tehtäessä on pidettävä huolta, että riittäviä määriä haihtuvia komponentteja haihtuu niin että liian paljon ei täydy haihduttaa suulakepuristimessa .

Jos eteeniä nyt polymeroidaan pienten määrien kanssa yhtä tai useampaa 3-15 hiilistä α-olefiinia sinänsä tunnetun katalyytin läsnäollessa hiilivetyliuottimessa, kuten esimerkiksi heksaanissa, heptaanissa tai kevytbensiinissä, jonka kiehumapisteväli on 60-80°C, 175-230°C lämpötilassa reaktorissa 1 (katso kuvio) muodostaen eteenipolymeeriä, jonka sulaindeksi (ASTM D-1238) on 0,1-50 ja tiheys 0,935 tai alempi, jossa prosessissa tämä eteenipolymeeri saadaan noin 20-paino-%:sena liuoksena. Tämä eteenipolymeeriliuos voidaan syöttää eteenpäin haihdutusvyöhykkeeseen ja osa haihtuvista komponenteista voidaan haihduttaa pois niin, että polymeeri-pitoisuus on esimerkiksi 35-45 paino-%. Tämän jälkeen liuos täytyy kuumentaa 230-290°C:n lämpötilaan, jossa se syötetään keksinnön mukaiseen jalostuslaitteeseen. Polymeeriliuos voidaan myös syöttää suoraan reaktorista 1 läpi linjan 2 tuotteen kuumentimen 3 ja venttiilin 4 kautta keksinnön mukaiseen haihdutusastiaan 5.

Tässä haihtuu niin paljon haihtuvista komponenteista, että pitoisuus nousee 80-90 paino-%:iin polymeeriä. Haihtuvat 11 72982 komponentit johdetaan pois aukon 7 läpi. Sula polymeerimassa voidaan nyt johtaa annostelulaitteen 6 kautta vastavirta-haihdutuksella 9 varustettuun suulakepuristimeen 8. Laajentumalla lähes ilmanpaineeseen suuri osa haihtuvista komponenteista poistuu. Nämä johdetaan pois vastavirta-aukosta. Suulakepuristin, jossa voi olla yksi 10 tai useampia 11 lisäaukkoja, kuljettaa edelleen polymeerisulan pois niin, että voidaan saada polymeerisula, jonka haihtuvien aineiden pitoisuus voi olla alle 500 ppm. Näissä haihdutuslaitteissa suulakepuristimen kanavan täyttö täytyy olla vajaa. Voidakseen vaikuttaa haihdutusprosessin tehokkuuteen, sulan lämpötilaa, sekoituksen määrää, viipymäaikaa haihdutusalueessa ja suulakepuristimen kanavan täyttöä voidaan vaihdella. Viipymäai-kaan, sekoituksen määrään ja suulakepuristimen täyttöön voidaan vaikuttaa tietyssä virtausnopeudessa vain suulakepuristimen geometrian avulla ja suulakepuristimen ruuvi(e)n nopeudella. Kun suulakepuristin ja ruuvi(t) on kerran valittu, vain nopeus on jäljellä säätönä käytettäväksi. Aikayksikössä suulakepuristimen läpi mennyt polymeerin määrä määrätään annostelulaitteella 6 . Suulakepuristimen nopeuden muutos vaikuttaa silloin ruuvi(e)n täyttöasteeseen, mutta ei läpimenevän polymeerin määrään.

Suulakepuristin syöttää polymeerisulan rakeistimeen, jossa sulasta tehdään granulaattia.

Sinänsä tunnetut lisäkeinot voidaan liittää keksinnön mukaiseen laitteeseen. Näin on tunnettua vähentää polymeerien haihtuvien komponenttien pitoisuutta johtamalla suulakepuris-tukseen puhalluskaasua tai solutusainetta. Tämä voidaan tehdä myös esillä olevassa menetelmässä ja käytettävässä suulakepuristimessa voi olla ne lisäykset, joita vaaditaan tähän tarkoitukseen. Haihdutusalueissa käytetään yleensä alennettua painetta. Paineen nostoa vaaditaan nyt rakeistuksessa. Tämä paineen nosto voidaan toteuttaa suulakepuristimen ruuvialueel-la, mutta esimerkiksi myös hammaspyöräpumpulla, joka asennetaan viimeisen haihdutusalueen jälkeen. Tämä vain esimerkin 72982 12 vuoksi, koska on olemassa lukuisia, muita mahdollisuuksia, jotka sopivat halutun paineennoston aikaansaamiseen.

On selvää, että tämän keksinnön suojapiirissä on mahdollista käyttää erilaisia tapoja kuvatun laitteen ja menetelmän toteuttamiseen.

Keksintöä selostetaan lähemmin alla olevan esimerkin avulla. Esimerkki

Keksinnön mukaisessa laitteessa, joka koostuu polymeeri-liuoksen syötöllä 2 varustetusta haihdutusvyöhykkeestä 5, aukosta 7 haihtuvia komponentteja varten, väkevöidyn poly-meeriliuoksen poistoaukosta, jonka läpivirtaus on asetettu annostelulaitteella 6, jolla paine-ero voidaan ylläpitää, ja haihduttavasta kaksiruuvisuulakepuristimesta 8, jossa on vastavirtapurkukanava 9 ja kaksi eteenpäin johtavaa poisto-kanavaa 10 ja 11, eteenin ja okteenin muodostaman sekapoly-meerin kevytbensiiniliuos syötetään haihdutusvyöhykkeeseen 5 nopeudella 1757 paino-osaa tunnissa. Eteeniokteenikopolymee-rin tiheys on 920 kg/m^. Sulaindeksi (ASTM D-1238 mukaisesti) on 1,1. Liuoksen lämpötila on 240°C. Liuos koostuu 615 paino-osasta eteenikopolymeeriä, 936 paino-osasta kevytbensiiniä ja 206 paino-osasta okteenia (muuntumatonta komonomeeriä). Paine haihdutusvyöhykkeessä on 4,5 baaria. Haihdutusvyöhykkeestä 5 liuos, joka sisältää vain 54 paino-osaa bensiiniä ja 22 paino-osaa okteenia, johdetaan suulakepuristimeen nopeudella 691 paino-osaa tunnissa. Juuri ennen annostelulaitetta 6 lämpötila on 215°C. Tämä sulaa vastaava liuos, joka sisältää 11 paino-% haihtuvia komponentteja, vapautetaan edelleen haihtuvista komponenteista suulakepuristimessa. Suulakepuristimen haihduttavat vyöhykkeet on täytetty 30 %:n täyttöasteeseen. Paine vastavirtakanavassa 9 on 1032 milli-baaria, joka on melkein sama kuin suulakepuristimen syötössä. Paine ensimmäisessä eteenpäin johtavassa poistokanavassa 10 on 156 millibaaria ja toisessa poistokanavassa 11 24 milli- 13 72982 baaria. Kopolymeerigranulaatti, joka lopulta saadaan, sisältää 400 ppm bensiiniä ja 350 ppm (paino-osaa miljoonassa) okteenia. Vettä voidaan ruiskuttaa ennen toista eteenpäin johtavaa poistokanavaa 11. Jos syötetään 0,15 paino-% vettä laskettuna eteenikopolymeerin läpivirtauksesta, haihtuvien komponenttien pitoisuus eteenikopolymeerigranulaatissa putoaa 250 ppmrään bensiiniä ja 200 ppm:n okteenia.

Claims (4)

72982 14

1. Menetelmä polymeerin talteenottamiseksi haihtuvia liuottimia ja suurmolekyylipainoista polymeeriä sisältävästä liuoksesta, joka sisältää tai voi sisältää haihtuvaa monomeeriä tai monomeerejä, syöttämällä polymeeriliuosta haihdutusvyö-hykkeeseen, jossa suurin osa haihtuvista ainesosista haihtuu ja poistuu ja johtamalla jäljelle jäänyt väkevöity polymeeri-liuos tästä haihduttimesta suulakepuristimeen ja käsittelemällä sitä sinänsä tunnetulla tavalla granulaatin muodostamiseksi, tunnettu siitä, että väkevöity polymeeri-liuos johdetaan haihdutusvyöhykkeestä haihduttavaan suulakepuristimeen ilmanpaineessa tai alennetussa paineessa, käyttämällä annostuslaitetta, jolla ylläpidetään paine-eroa niin, että paine-eroa käytetään käyttövoimana väkevöidyn polymeeri-liuoksen syöttämiseksi suulakepuristimeen ja säätämällä annostelulaite ja suulakepuristimen nopeus niin, että suulakepuristimen ruuvi tai ruuvit ovat vajaatäyttöisiä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että suulakepuristimessa toteutetaan vastavirta-haihdutusta.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että suulakepuristimessa suoritetaan ainakin kerran myötävirtahaihdutusta.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suulakepuristimen syötössä ylläpidetään ilmanpainetta tai lähes ilmanpainetta.