FR2462448A1 - Procede d'elimination de chlorure de vinyle monimere d'une suspension de resine de chlorure de vinyle, par traitement a la vapeur d'eau, et appareil utilise pour la mise en oeuvre d'un tel procede - Google Patents

Abstract

L'INVENTION A POUR OBJET UN PROCEDE D'ELIMINATION DU CHLORURE DE VINYLE MONOMERE D'UNE SUSPENSION DE RESINE DE CHLORURE DE VINYLE PAR INTRODUCTION DE LA SUSPENSION DANS UN RECIPIENT (TEL QU'UNE COLONNE) MUNI D'AU MOINS UNE PLAQUE PERFOREE AYANT UN CERTAIN NOMBRE DE PETITS ORIFICES ET EXIGEANT UN TRAJET D'EVACUATION DE LA SUSPENSION AUTRE QUE LES PETITS ORIFICES, ET TRAITEMENT DE LA SUSPENSION SUR LADITE PLAQUE PERFOREE AVEC DE LA VAPEUR D'EAU INJECTEE PAR LES PETITS ORIFICES DE BAS EN HAUT, CARACTERISE EN CE QU'IL CONSISTE A LAVER LA SURFACE INFERIEURE DE LA PLAQUE PERFOREE AVEC DE L'EAU CHAUDE INJECTEE VERS LADITE SURFACE PENDANT LEDIT TRAITEMENT.

Description

La présente invention concerne un procédé per-

fectionné d'élimination de chlorure de vinyle monomère d'une suspension de résine de chlorure de vinyle renfermant ce chlorure de vinyle monomère, par injection de vapeur d'eau dans la suspension s'écoulant de haut en bas à l'intérieur d'une colonne munie de plaques perforées et de trop- pleins ou déversoirs. Plus particulièrement, l'invention concerne un procédé pour éliminer les inconvénients des plaques perforées, par exemple l'adhérence de la poudre de résine de chlorure

de vinyle sur la surface inférieure des plaques ou une obs-

truction des orifices, par lavage à l'eau chaude. L'invention concerne également un appareil de lavage à l'eau chaude pour

la mise en oeuvre d'un tel procédé.

On produit généralement une suspension de résine

de chlorure de vinyle par polymérisation de chlorure de viny-

le monomère à l'état de suspension ou d'émulsion dans un mi-

lieu aqueux et, après polymérisation, on sépare et recueille

le monomère n'ayant pas réagi. La suspension de résine de chlo-

rure de vinyle ainsi obtenue est alors soumise à une sépara-

tion mécanique du milieu aqueux, puis à un séchage à l'air chaud ou autre moyen pour obtenir une poudre de résine de chlorure de

vinyle.-

Cependant, le milieu aqueux séparé susmentionné, les effluents gazeux provenant du séchage à l'air chaud et la poudre de résine de chlorure de vinyle séchée contiennent

chacun du chlorure de vinyle monomère en une quantité suscep-

tible de poser un problème de pollution de l'environnement

ou qui est considérée apparemment comme nuisible.

Divers procédés ont été proposés pour l'élimi-

nation complète du chlorure de vinyle monomère contenu dans

de tels effluents ou la résine en poudre de chlorure de viny-

le ou pour réduire sa teneur à un degré inoffensif vis-à-vis

de la salubrité de l'environnement.

Parmi ces procédés, on connaît un procédé dans

lequel une suspension de résine de chlorure de vinyle s'é-

coule de haut en bas depuis la partie supérieure d'une colon-

ne munie de plaques perforées et de trop-pleins; puis la suspension est traitée avec de la vapeur d'eau injectée par de petits orifices prévus dans les plaques perforées pour

vaporiser du chlorure de vinyle monomère contenu dans la pou-

dre de résine ou la suspension de résine en même temps que la vapeur d'eau (demandes de brevet allemand N' P 2 640 546

et P 2 806 694).

Un tel procédé utilisant des plaques perforées équipées de trop-pleins présente l'avantage que le diamètre des petits orifices est plus petit et, par suite, la quantité

de vapeur d'eau consommée est plus faible que dans les pro-

cédés utilisant des plaques perforées sans trop-pleins. De

plus, dans le procédé décrit dans la demande de brevet alle-

mand N0 P 2 806 694, des plaques latérales sont fixées sur les plaques perforées en formant un trajet d'écoulement en forme de gorge, puis la suspension de résine de chlorure de vinyle circule dans ce trajet en forme de gorge pratiquement

à la manière d'un écoulement par un piston et le procédé pré-

sente l'avantage que la gamme de distribution du temps de ré-

tention peut être réduite.

Cependant, dans ces procédés de traitement & la vapeur d'eau utilisant une colonne munie de plaques perforées équipées de trop-pleins, en particulier dans le procédé de la

demande de brevet allemand No P 2 806 694 précitée, les di-

vers problèmes suivants se sont posés:

Les petits orifices des plaques perforées s'obs-

truent progressivement pendant le traitement ci-dessus, et il se produit sous peu un refoulement de la suspension de résine de chlorure de vinyle dans les trop-pleins, ce qui se

traduit par une impossibilité de traitement.

La Demanderesse a effectué des recherches pous-

sées afin de surmonter ces problèmes, et elle a remarqué que

dans le cas de l'obstruction des orifices des plaques perfo-

rées, il se formait souvent une masse analogue à du vermicel-

le de poudre de résine de chlorure de vinyle, dépassant vers

le haut depuis l'intérieur des orifices. De ce fait, la rai-

son de l'obstruction des orifices des plaques perforées a été

supposée consister en ce que les particules de résine de chlo-

rure de vinyle adhérant à la paroi latérale constituant les orifices ou sur la surface inférieure des plaques perforées au voisinage des orifices, se ramollissent et sont aspirées

progressivement vers les orifices par la vapeur d'eau traver-

sant les orifices et remontant à l'intérieur des orifices, ce-

pendant qu'un ramollissement des particules a lieu en provo-

quant leur adhérence les unes aux autres, ce qui entraîne la formation de la masse en forme de vermicelle susmentionnée

qui obstrue les orifices.

La Demanderesse a découvert que si la surface inférieure des plaques perforées de la colonne susmentionnée est suffisamment lavée à l'eau chaude pendant le traitement à la vapeur de la suspension de résine de chlorure de vinyle

dans la colonne, on apporte une solution remarquable aux pro-

blèmes susmentionnés.

La demande de brevet allemand susmentionnée No P 2 806 694 décrit un ensemble de canalisations destiné au lavage de l'intérieur de la colonne, mais il n'indique

qu'un principe général de lavage de l'intérieur de la colon-

ne. Il a été découvert que le lavage de la surface inférieure des plateaux perforés avec de l'eau chaude dans des conditions déterminées est très efficace pour empêcher l'obstruction des

orifices des plaques perforées.

La présente invention a ainsi pour objet un pro-

cédé permettant de séparer le chlorure de vinyle monomère (abrégé ciaprès par monomère VC) d'une suspension de résine de chlorure de vinyle (désignée ci-après par suspension pour abréger) en introduisant ladite suspension dans un récipient

(tel qu'une colonne) muni d'au moins une plaque perforée pré-

sentant un certain nombre de petits orifices et nécessitant un trajet d'évacuation de la suspension autre que les petits

orifices, et en traitant ladite suspension sur la plaque per-

forée à l'aide de vapeur d'eau injectée par les petits ori-

fices de bas en haut, le perfectionnement consistant en ce que la surface inférieure de la plaque perforée est lavée avec de l'eau chaude injectée vers ladite surface pendant ledit traitement.

L'expression ci-dessus "plaque perforée néces-

sitant un trajet d'évacuation de la suspension autre que ses

petits orifices" signifie que la suspension ne s'écoule sen-

siblement pas par les petits orifices et exige un trajet d'é-

vacuation autre que ces petits orifices, par exemple un trop-

plein 2 comme représenté sur la figure 1 ou une conduite d'é-

vacuation 27 représentée sur la figure 5 qu'on décrira ci-

après. Ainsi, le diamètre des petits orifices est avantageu-

sement de 5 mm ou moins, de préférence de 0,5 à 2 mm, mieux

encore de 0,7 à 1,5 mm. La section libre de la plaque perfo-

rée (proportion de l'aire totale des trous par rapport à la

surface de la plaque perforée) est de 0,01 à 10 %, de préfé-

rence de 0,04 à 4 %, et mieux encore de 0,2 à 2 %. Si la sec-

tion libre de la plaque perforée est inférieure à ces gammes, l'agitation des particules de résine de chlorure de vinyle

contenues dans la suspension se trouvant sur la plaque perfo-

rée est insuffisante. Un diamètre des orifices ou de la sec-

tion libre de la plaque perforée supérieur aux gammes sus-

mentionnées ne convient pas, car cela entraîne une augmenta-

tion de la consommation de vapeur d'eau inutile ainsi qu'une

fuite de liquide.

En outre, on suppose que le fait que le diamètre des orifices soit petit comme susmentionné est une cause de

l'obstruction des trous qui est susceptible de se produire.

Si l'on prévoit un trop-plein pour le trajet d'évacuation susmentionné, afin de retenir la suspension sur la plaque perforée pendant un temps suffisant, des plaques frontales de trop-plein sont généralement prévues autour et au-dessus du trop-plein. Ces plaques de trop-plein peuvent

faire partie intégrante ou non du trop-plein.

Les plaques latérales destinées & former un trajet d'écoulement, en forme de gorge, peuvent être fixées sur la plaque perforée, de façon que la suspension puisse

s'écouler presque comme sous l'effet d'un piston de son en-

trée à sa sortie. Dans ce cas, étant donné que la distribu-

tion du temps de rétention des particules de résine de chlo-

rure de vinyle traitée est étroite, la quantité de particu-

les ayant traversé la colonne en un temps plus court, et qui

est insuffisante pour l'élimination du monomère VC, est ré-

duite, et la quantité de particules retenues dans la colonne pendant une plus longue durée., décolorées et dégradées est

également réduite.

Si au moins une plaque perforée exigeant un tra-

jet d'évacuation de la suspension comme mentionné ci-dessus

est prévue dans le -récipient susmentionné (tel qu'une colon-

ne), le lavage à l'eau chaude susmentionné selon la présente invention est réalisable. Si une autre plaque perforée (qui

-peut ne pas comporter de trajet d'écoulement comme susmen-

tionné ci-dessus et peut permettre à la suspension de s'é-

couler vers le bas par suintement (c'est-à-dire par les pe-

tits orifices de la plaque) est prévu au-dessous de la pla-

que perforée ci-dessus nécessitant un trajet d'évacuation,

la présente invention déploie une grande efficacité.. Cepen-

dant, même si l'on ne prévoit pas cette autre plaque perfo-

rée et par suite s'il ne se produit pas de phénomène faisant que des gouttes de la suspension sont projetées du dessous vers la surface inférieure de la plaque perforée exigeant un trajet d'évacuation comme susmentionné, l'application du

lavage à l'eau chaude selon la présente invention est égale-

ment efficace, car il arrive souvent que la suspension tra-

verse en descendant les petits orifices de la plaque perforée

exigeant un trajet d'évacuation de la suspension comme men-

tionné ci-dessus en raison de la variation de la pression de la vapeur d'eau, et que des particules de résine de chlorure

de vinyle adhèrent à la surface inférieure de la plaque per-

forée ainsi qu'à la surface des parois latérales des petits orifices. Dans ce cas, on utilise un circuit de canalisations d'évacuation de la suspension vers l'extérieur de la colonne

comme trajet d'évacuation susmentionné de la suspension.

Néanmoins, on peut utiliser plusieurs plaques perforées exigeant un trajet d'évacuation comme mentionné

ci-dessus, incorporé à l'intérieur de la colonne.

Le diamètre de la colonne contenant la plaque perforée selon la présente invention n'a pas de limitation particulière, mais on utilise avantageusement des diamètres de 0,3 à 3 mi-, en particulier de 0,5 à 2 m. La hauteur de la colonne n'a également pas de limitation particulière, mais il est commode d'utiliser des hauteurs de 5 à 20 fois, en

particulier 5 à 15 fois le diamètre de la colonne.

La suspension traitée selon la présente inven-

tion contient un milieu de dispersion aqueux et des particu-

les de résine de chlorure de vinyle et elle contient égale-

ment du monomère VC en une quantité que l'on désire éliminer.

La résine de chlorure de vinyle susmentionné

désigne des polymères contenant du chlorure de vinyle poly-

mérisé, et elle englobe les homopolymères de chlorure de vi-

nyle, les copolymères de chlorure de vinyle et d'autres mono-

mères vinyliques tels que l'acétate de vinyle, les éthers

d'alkyle et de vinyle, les oléfines, les acrylates, les mé-

thacrylates, le chlorure de vinylidène, l'acrylonitrile, etc., et des polymères greffés de chlorure de vinyle sur des polymères oléfiniques. Elle est constituée notamment par des

polymères contenant 50 % en poids ou plus de chlorure de vi-

nyle polymérisé.

La dispersion aqueuse susmentionnée peut conte-

nir, hormis l'eau, uzi agent de mise en suspension tel que

l'alcool polyvinylique, la méthyl cellulose, etc., un tam-

pon, un agent de modification de la granulométrie, un inhi-

biteur d'entartrage, etc., ajouté au système de polymérisa-

tion au moment de la polymérisation pour produire les résines

de chlorure de vinyle susmentionnées. Le milieu de disper-

sion aqueux susmentionné peut également contenir un émulsi-

fiant, mais, dans ce cas, il est avantageux qu'il contienne

également un agent anti-mousse.

Le monomère VC peut être contenu en toute pro-

portion dans la suspension dans la mesure o l'on désire

l'éliminer. La suspension à traiter dans la présente inven-

tion est généralement une suspension obtenue par polyméri-

sation de monomère VC ou de monomère VC plus un autre mono-

mère dans un milieu de dispersion aqueux, puis réduction de

la pression à l'intérieur du système réactionnel à la pres-

sion atmosphérique pour éliminer le ou les monomères gazeux, et le monomère VC absorbé ou adsorbé par les particules de polymère est présent généralement en une quantité de 40 000

à 500 ppm dans la suspension. Cependant, la présente inven-

tion est également applicable à la suspension envoyée dans un réservoir d'emmagasinage de suspension au milieu de la réduction de la pression du système réactionnel, à la fin de la polymérisation, à la pression atmosphérique ou bien,

dans certains cas, lorsque la polymérisation a été interrom-

pue à un pourcentage facultatif de polymérisation. Dans une telle suspension, le monomère VC absorbé ou adsorbé par les

particules de polymère est souvent présent en une propor-

tion de 15 %.

La teneur en résine de chlorure de vinyle de la suspension (abrégée souvent ci-après par concentration de la suspension) est avantageusement de 5 à 45 % en poids, de préférence de 10 à 40 % en poids, mieux encore de 15 à % en poids. Si elle dépasse ces gammes, la fluidité de

la suspension est inférieure, tandis que si elle est infé-

rieure à ces gammes, la capacité de la colonne utilisée dans la présente invention est réduite et, par ailleurs, il n'y

a pas d'amélioration particulière de l'efficacité d'élimi-

nation du monomère VC.

La température de la suspension pendant le trai-

tement à la vapeur d'eau sur la plaque perforée nécessitant

un trajet d'évacuation comme mentionné ci-dessus est avanta-

geusement dtau moins 60 OC, de préférence d'au moins 70 OC,

mieux encore d'au moins 80 OC, et d'au plus 130 OC, de pré-

férence d'au plus 120 0C, mieux encore d'au plus 110 0C.

Plus la température est élevée, plus facile est l'évacuation du monomère VC contenu dans la suspension ou des particules de résine de chlorure de vinyle qui s'y trouvent dans la phase gazeuse, accompagnée de vapeur d'eau. D'autre part, si la température est trop haute, les particules de résine de

vinyle de la suspension se colorent ou se dégradent thermi-

quement. Lorsque la suspension est introduite dans le

récipient (tel qu'une colonne) muni de la plaque perforée né-

cessitant un trajet d'écoulement comme mentionné, il est pré-

férable de préchauffer la suspension à 50 - 100 OC. Ce pré-

chauffage s'effectue convenablement par échange de chaleur

entre cette suspension et la suspension sortant du récipient.

D'autre part, un refroidissement rapide de la suspension sor-

tant du récipient est également effectué. La température de

la suspension sortant du récipient est de préférence compri-

se entre 700 et 130 0C.

Lorsque la température de la suspension à l'in-

térieur du récipient se situe entre 700 et 130 OC, la pres-

sion régnant à l'intérieur du récipient s'élève à environ

0,2 à 3 bars (absolus).

Le temps de séjour de la suspension dans le ré-

cipient est avantageusement d'au moins une minute, de préfé-

rence d'au moins deux minutes, mieux encore d'au moins 3 mi-

nutes. D'autre part, il est avantageusement d'au plus 90 minutes, de préférence d'au plus 60 minutes, mieux encore d'au plus 50 minutes. Plus le temps de séjour est long, plus grande est l'efficacité d'élimination du monomère VC de la suspension ou des particules de résine de chlorure de vinyle qui s'y trouvent. D'autre part, si ce temps est trop long,

les particules de résine se colorent ou se dégradent.

La quantité de la suspension introduite dans la plaque perforée nécessitant un trajet d'écoulement tel que

mentionné ci-dessus (donc généralement vers le récipient mu-

ni de la plaque) est de 1 à 300 m3, de préférence de 4 à 100 m par m de surface de la plaque perforée et par heure. La quantité de vapeur d'eau injectée dans la

suspension sur la plaque perforée exigeant un trajet d'éva-

cuation tel que mentionné ci-dessus, ou la quantité de vapeur d'eau admise dans le récipient muni de la plaque perforée est avantageusement de 1 à 100 kg, de préférence de 5 à 50 kg, par m de la suspension. Grâce à cette injection de vapeur

d'eau, il est possible d'élever la température de la suspen-

sion ou de la maintenir à une valeur élevée, d'agiter les particules de résine dans la suspension et d'empêcher ainsi qu'elles s'enfoncent, et de favoriser en outre le transfert de monomère VC de la suspension en phase gazeuse. Le fait

d'empêcher les particules de résine de s'enfoncer est impor-

tant pour empêcher les limites des temps de séjour des parti-

cules de devenir trop étendues, et également pour éliminer le monomère contenu dans les particules et la phase aqueuse environnante. Dans ce but, il est avantageux que la quantité

de vapeur d'eau injectée ne soit pas trop faible. Par ail-

leurs, si la quantité est trop importante, les résultats sont également indésirables car non seulement on n'obtient pas d'efficacité particulière de l'élimination du monomère de la

suspension, mais également, il se produit davantage de pro-

jections, ou une inondation.

La cause principale de l'adhérence des particu-

les de chlorure de vinyle à la surface inférieure de la pla-

que perforée exigeant un trajet d'évacuation de la suspension comme susmentionné ou sur la surface des parois latérales des petits orifices est supposée être due au fait que des gouttes de suspension sont projetées du dessous de la plaque perforée et que la suspension descend à travers les petits orifices en raison de la variation de la pression de vapeur d'eau. Selon la présente invention, cette résine collée est éliminée par lavage avec de l'eau chaude injectée pendant le traitement

à la vapeur d'eau de la suspension.

La température de cette eau chaude est avanta-

geusement supérieure d'au plus 10 C ou inférieure d'au plus

C à celle de la suspension se trouvant sur la plaque per-

forée dont la surface inférieure est lavée à l'eau chaude. Si

la température de l'eau chaude dépasse de plus de 10 C cel-

le de la suspension, la résine de la suspension risque de

se colorer ou de se dégrader. D'autre part, si la tempéra-

ture est inférieure de plus de 10 C à celle de la suspen-

sion, le barbotage dans la suspension est réduit ou ne se -

produit pas, ce qui se traduit par une diminution de 1'effi-

cacité de l'élimination du monomère VC de la suspension, et également par un enfoncement des particules de résine dans la suspension, ce qui provoque une obstruction des orifices de la plaque perforée; par suite, une telle température est

également indésirable.

L-'injection d'eau chaude à la surface inférieure

de la plaque perforée est effectuée en continu ou par inter-

mittence. L'injection intermittente est avantageusement effec-

tuée en continu pendant au moins une seconde, de préférence au moins 5 secondes, mieux encore au moins 15: secondes. Si

la durée est plus courte qu'indiqué ci-dessus, la résine col-

lée n'est souvent pas suffisamment éliminée par lavage. D'au-

tre part, la durée discontinue d'injection est avantageuse-

ment d'au plus 90 minutes, de préférence d'au plus 60 minau-

tes. Si la durée d'injection discontinue est plus longue, la

quantité de résine qui n'est pas éliminée par lavage par in-

jection augmente. L'injection continue d'eau chaude (compre-

nant à la fois le cas de l'injection intermittente et le cas

de l'injection continue) inclut le cas d'une injection inter-

mittente comportant une période discontinue plus courte qu'u-

ne seconde environ.

L'injection d'eau chaude peut être effectuée par 1l projection d'eau chaude par un orifice de projection ménagé dans le récipient (correspondant à un organe de projection

d'eau chaude pour lavage auquel on se réfère dans la descrip-

tion du dessin mentionné ci-après) contenant de l'eau chaude sous une pression supérieure à celle de l'espace auquel fait

face la surface inférieure de la plaque perforée devant su-

*bir la projection.

Pour conférer une vitesse suffisante de projec-

tion et par suite une force de lavage à l'eau chaude, la dif-

férence de pression entre la pression de l'eau chaude conte-

nue dans le récipient susmentionné contenant l'eau chaude et la pression régnant dans l'espace auquel fait face la surface inférieure de la plaque perforée et avantageusement de 0,2 bar ou plus, de préférence de 0,5 bar ou plus. Une différence

de pression trop importante est peu économique, car elle né-

cessite une résistance suffisante de l'appareillage destiné à l'alimentation en eau chaude, par exemple pompe, conduite, etc. Ainsi, la différence de pression est avantageusement

de 300 bars ou moins, de préférence de 50 bars ou moins.

Quant à la distance comprise entre l'orifice de

projection d'eau chaude et la surface inférieure de la pla-

que perforée à laquelle fait face l'orifice, plus la distan-

ce est courte, plus la vitesse à laquelle l'eau chaude frappe la surface inférieure de la plaque perforée est grande, et par suite, plus grande est l'efficacité de l'élimination par

lavage de la résine collée. Cependant, dans ce cas, pour fai-

re en sorte que-l'eau chaude frappe uniformément la surface

inférieure de la plaque perforée, il est nécessaire de dis-

poser un grand nombre d'orifices de projection sur une large

étendue, ce qui entraîne une complexité de l'appareil. D'au-

tre part, on doit éviter d'augmenter la hauteur de la colon-

ne munie de la plaque perforée dans une mesure inutile. Com-

pte tenu de ce qui précède, la distance susmentionnée est

avantageusement de 50 à 500 mm, de préférence de 100 à 300 mm.

L'orifice de projection d'eau chaude peut être réalisé de façon-qu'un certain nombre de ses orifices soient disposés en ligne dans une conduite de forme circulaire, droite, ou autre. En variante, il peut être agencé comme dans le cas d'une tête de douche. En outre, il peut être agencé en une combinaison convenable des agencements ci-dessus. La

conduite, la tête de douche, ou élément analogue muni de l'o-

rifice de projection d'eau chaude sera désigné ci-après par

élément de projection d'eau chaude.

L'orifice de projection peut avoir une forme cir-

culaire ou une forme de fente. Dans le cas d'un orifice de forme circulaire, son diamètre est avantageusement de 1 à 8mm,

de préférence de 3 à 5 mm. Si l'orifice de projection est -

trop petit, l'eau chaude projetée forme un brouillard, ce qui se traduit par une diminution du pouvoir de lavage, tandis que s'il est trop grand, le débit de l'eau chaude projetée est réduit, ce qui entratne une réduction du pouvoir de lavage, ou la nécessité d'introduire une quantité excessive d'eau chaude pour maintenir un débit élevé. Pour la même raison, dans le cas dé l'orifice de projection en forme de fente, sa largeur est avantageusement de 0,5 à 8 mm, de préférence de

1 à 5 mm.

La direction de la projection d'eau chaude est avantageusement une direction de 100 à 600, de préférence à 450 par rapport à la verticale. Les directions d'eau

chaude injectée sur là surface inférieure d'une plaque per-

forée ne sont pas toujours nécessairement les mêmes, mais il est plut8t préférable d'utiliser une combinaison convenable

de deux ou plus de deux directions différentes.

Pour conférer à l'eau chaude susmentionnée un

débit de projection suffisant et par suite un pouvoir de la-

vage suffisant, la quantité d'eau chaude injectée est avan-

tageusement de 10 à 1 000 1/unité de surface de la plaque perforée (m)/mn, de préférence 30 à 500 1/unité de surface de la plaque perforée (m)/mn, en valeur instantanée. Si la

quantité d'eau chaude injectée est inférieure à la gamme sus-

mentionnée, un lavage suffisant est impossible, tandis que

si elle dépasse cette gamme, la quantité d'eau chaude consom-

mée augmente ce qui est peu économique, et également l'eúfi-

cacité de lavage ne correspond pas à l'augmentation de la quantité. De plus, si une autre plaque perforée destinée au même traitement de la suspension est prévue au-dessous de la plaque perforée dont la surface inférieure est lavée comme susmentionné, il peut se faire que la durée de séjour de la suspension sur la plaque inférieure soit réduite en rendant

le traitement insuffisant.

Dans le cas d'une colonne munie de plusieurs pla-

ques perforées, présentant chacune une colonne descendante pour la suspension, il est préférable d'effectuer plutôt l'injection d'eau chaude sur les surfaces inférieures de ces plaques perforées, tout d'abord sur une plaque perforée avec une certaine quantité, puis sur une autre plaque perforée avec une autre partie, successivement, au lieu de l'effectuer tout à la fois, car le premier processus n'altère pas autant la durée de séjour de la suspension dans la colonne. Pour la même raison, il est préférable de mettre en oeuvre le premier

processus de façon que l'eau chaude est injectée sur une au-

tre plaque perforée en une seconde portion après que la plus

grande partie de l'eau injectée sur une plaque ait été reti-

rée de la colonne pour être évacuée vers l'extérieur.

On va décrire l'invention en se référant aux dessins annexés sur lesquels

- la Fig. 1 est une coupe verticale d'une pla-

que perforée dans une colonne à laquelle s'applique la pré-

sente invention, et comportant un trop plein, et d'un élément

de projection d'eau chaude pour le lavage de la surface in-

férieure de la plaque avec de l'eau chaude;

- la Fig. 2 est une coupe horizontale à échel- le agrandie d'une conduite circulaire servant d'élément de projection

d'eau chaude pour le lavage; - la Fig. 3 est une coupe de la colonne de la figure 1, selon III-III; - la Fig. 4 est une vue en plan d'une autre forme de réalisation de l'élément de projection d'eau chaude pour le lavage; et - la Fig. 5 est une vue schématique illustrant le procédé de traitement de la suspension auquel s'applique

la présente invention.

Sur la figure 1, la référence 1 désigne une

plaque perforée; la référence 2 un trop plein; la référen-

ce 3 des plaques latérales formant un trajet en forme de gorge pour l'écoulement de la suspension 4 à l'état proche

d'un écoulement à piston; la référence 5 désigne l'envelop-

pe de la colonne; la référence 6 désigne une conduite cir-

culaire servant d'élément de projection d'eau chaude pour le lavage; la référence 7 désigne une conduite d'alimentation

en eau chaude de la conduite circulaire; la référence 8 dé-

signe une vanne prévue dans la conduite 7; et la référence

9 désigne un élément de support de la conduite circulaire 6.

Sur la figure 2, la référence 10 représente de

petits orifices pour la projection de l'eau chaude. Sur cet-

te figure, les lettres a et b représentent chacune un angle

du sens de projection d'eau chaude à partir des petits ori-

fices, par rapport à la verticale, respectivement, et les

gammes appropriées de ces angles sont celles mentionnées ci-

dessus.

Les références de la figure 3 ont les mêmes si-

gnifications que sur la figure 1. Sur cette figure, la réfé-

rence 11 désigne une plaque de trop-plein pour la suspension qui déborde, qui est représentée en pointillé car elle est

cachée par la suspension.

Sur la figure 4, un élément de projection d'eau chaude destiné au lavage consiste en une conduite circulaire

16 et en une conduite droite 17.

Sur la figure 5, la référence 20 désigne une

colonne équipée de plaques perforées (qu'on appellera sou-

vent ci-après colonne à plaques). Dans cette colonne, sont prévues cinq plaques perforées. qui sont équipées d'un trop plein 2 ou d'une conduite 27 d'évacuation de la suspension et sur laquelle des plaques perforées 3 formant un trajet d'écoulement en forme de gorge sont prévues. Au-dessous des plaques perforées respectives sont prévus des éléments 6 de projection d'eau chaude. L'élément inférieur de projection

d'eau chaude peut ne pas être toujours présent. En son absen-

ce, seule la plaque perforée inférieure ne subira pas l'ap-

plication selon la présente invention.

On décrira ensuite brièvement le procédé repré-

senté sur la figure 5.

Sur cette figure, la référence 21 désigne un réservoir de suspension de résine de chlorure de vinyle qui est généralement munie d'une canalisation de réception de la suspension, d'un agitateur destiné à empêcher la poudre de

résine de sédimenter et d'un moyen d'étanchéité à l'eau des-

tiné à intercepter la phase gazeuse provenant de l'air exté-

rieur (ces moyens n'étant pas représentés). Le volume du ré-

servoir n'est pas limité, mais il est préférable qu'il cor-

responde à une quantité qui correspond à 1 à plusieurs fois la capacité de traitement de la suspension de la colonne à plaques-20, car le fonctionnement de la colonne est effectué

de préférence en continu pendant une longue durée afin d'é-

viter une perte de temps depuis l'arrêt du fonctionnement jusqutà l'obtention de conditions opératoires fixes au moment

de la remise en fonctionnement, ainsi qu'un traitement insuf-

fisant de la suspension jusqu'à l'opération fixe. D'autre part, la réception de la suspension dans le réservoir 21 est souvent mise en oeuvre par intermittence en raison du type de procédé de polymérisation du chlorure de vinyle, etc. La suspension est introduite par une conduite 22 dans la colonne à plaques et une pompe 23 dans la chambre supérieure 24

de la colonne 20. La plaque perforée de la chambre 24 présen-

te la même structure que celle susmentionnée sur la figure 1, et la suspension de résine de chlorure de vinyle de la plaque

perforée est chauffée par un mélange en phase vapeur de va-

peur d'eau et de monomère injecté par un certain nombre de petits orifices de la plaque perforée à partir dtune chambre a plaques se trouvant immédiatement au-dessous, en sorte qu' une partie du monomère VC contenu dans la suspension est sé- paré et vaporisé. La suspension se déverse au-dessus de la plaque de trop plein 11 de la plaque perforée, en direction

de la plaque perforée de la chambre à plaque située juste au-

dessous, o elle est chauffée de manière analogue, et est amenée dans une chambre inférieure 25 de la colonne sur la plaque perforée inférieure, tandis que sa température est

successivement élevée pendant ce déplacement. Dans une cham-

bre située au-dessous de la chambre 25, de la vapeur d'eau

est injectée par un orifice d'injection 26.

Pendant le déplacement de la suspension, la sur-

face inférieure des plaques perforées respectives est lavée avec de l'eau chaude injectée par un élément 6 de projection

d'eau chaude.

La suspension traitée résultante est évacuée de la chambre inférieure 25 de la colonne et acheminée par

une conduite 27 et une pompe 28 dans un réservoir 29 de ré-

ception de la suspension traitée. La suspension traitée est envoyée par une conduite 30 d'évacuation vers des étapes de déshydratation et de séchage (non représentés>, mais si la séparation du monomère VC est insuffisante, une partie ou la totalité de la suspension traitée peut être renvoyée dans le

réservoir 21 de suspension. D'autre part, le mélange de va-

peur engendré dans la chambre supérieure de la colonne est évacué, acheminé par une conduite 31 d'évacuation de vapeur vers un compresseur (non représenté) o il est comprimé, et

acheminé vers un condenseur 32 o il est laissé a une tempé-

rature supérieure au point de congélation de leau sous pres-

sion. L'eau y est condensée et l'eau séparée et le monomère VC résultants sont évacués par les conduites d'évacuation 33

et 34, respectivement. Le monomère VC éliminé peut être réuti-

lisé pour la polymérisation tel quel, ou si nécessaire, après rectification selon un procédé connu. De plus, il va sans dire qu'avant que la suspension soit traitée directement dans la colonne 20 à plaques représentée sur la figure 5, la suspension peut être préalablement traitée par un appareil de stripping plus simple que la colonne à plaques ci-dessus, par

exemple une zone de détente flash.

Selon la présente invention, il est également possible d'inhiber la formation de particules colorées que

l'on rencontre souvent dans la suspension après un traite-

ment habituel à la vapeur d'eau. La cause de cette formation

de particules colorées est supposée due au fait que les par-

ticules de résine adhèrent à la surface inférieure de la pla-

que perforée pendant un traitement habituel à la vapeur d'eau

de la suspension de résine et que ces particules sont expo-

sées à une haute température pendant une longue durée.

Les exemples suivants sont donnés à titre illus-

tratif mais non limitatif de l'invention.

Exemples 1 à 4

En utilisant une colonne à plaques munie de cinq plaques perforées (chacune ayant un diamètre des orifices de 1 mm, la section libre de la plaque perforée étant de 0,2 %) ayant la forme représentée sur la figure 1 et réalisée comme indiqué sur la figure 5, diverses suspensions (concentration de la suspension: 25 % en poids, concentration en monomère VC 8 000 ppm) indiquées dans le Tableau 1 sont soumises au

traitement à la vapeur d'eau conformément au procédé deJa fi-

gure 5. Dans la colonne à plaques utilisée, la capacité par

plaque est de 375 litres; la distance entre les plaques ad-

jacentes est de 75 cm; la hauteur de l'intérieur du déver-

soir A l'intérieur de la plaque est de 35 cm et la largeur

du trajet découlement est de 17 cm.

Une suspension (densité 1,05) préchauffée à 900C

dans un réservoir 21 représenté sur la figure 5 est intro-

duite dans la chambre supérieure 24 de la colonne à plaques de la figure 5 à raison de 9,52 m /h, tandis que de la vapeur d'eau à une température de 110 OC est injectée dans une chambre située au-dessous de la chambre inférieure de

la colonne par une conduite d'injection 26 à raison de-

375 kg/h. Le temps de séjour de la suspension est de 10 mi- nutes. La suspension qui s'écoule successivement vers le bas à l'intérieur de la colonne à plaques et qui est chauffée à 100 OC est évacuée de la plaque inférieure de la colonne et acheminée par une conduite de sortie 27 et une pompe

28 vers un réservoir 29 collecteur de la suspension, cepen-

dant que la suspension est refroidie à 50 OC à l'aide d'un

refroidisseur (non représenté).

La concentration en monomère VC de la suspension est indiquée dans le Tableau I. D'autre part, un mélange de vapeur d'eau et de monomère VC engendré dans la chambre 24 de la colonne 20 est évacué, introduit dans une conduite de sortie 31, comprimé (compresseur non représenté) et acheminé dans un condenseur 32 d'o l'eau condensée et le monomère gazeux sont évacués

par des conduites 33 et 34 respectivement.

Dans le procédé ci-dessus, une conduite circu-

laire, telle que celle représentée sur la figure 3, est uti-

lisée comme élément d'injection d'eau chaude en vue du lava-

ge. Ces orifices de projection d'eau chaude ont chacun une forme circulaire et un diamètre de 4 mm et comprennent des

orifices dirigés vers le centre de la colonne et des orifi-

ces dirigés vers l'enveloppe de la colonne, leurs angles par rapport à la verticale étant de 450 et 300, respectivement,

et la distance à partir de la surface inférieure de la pla-

que perforée étant de 15 cm. Lteau chaude est injectée dans les conditions suivantes pour laver la surface inférieure de la plaque et la surface intérieure de l'enveloppe:

Température de l'eau chaude de lavage -- indi-

quée sur le Tableau I; quantité d'eau chaude -- 50 1/unité

de surface de la plaque perforée (m)/min par plaque; fré-

quence de lavage -- une fois par heure par plaque; et durée

de lavage par lavage -- 15 secondes.

On récupère 110 kg/h d'eau condensée et 19,99

kg/h de monomère VC. D'autre part, on ne décèle pas de mono-

mère VC dans l'eau résiduaire après déshydratation continue

par centrifugation de la suspension.

En outre, lorsque la résine de chlorure de vi-

nyle déshydratée est soumise à un sechage par un courant ga-

zeux selon un procédé connu, la concentration en monomère

VC dans le gaz d'échappement est de 0,1 ppm, et celle exis-

tant dans la résine de chlorure de vinyle séchée est infé-

rieure à 1 ppm, L'opération susmentionnée peut 9tre poursuivie pendant 10 jours sans inconvénient, et aucune différence de l'efficacité de la séparation et de l'élimination du monomère

n'est observée entre la période initiale et la période fi-

nale. Exemples Comparatifs 1 à 4 En utilisant le même appareil que celui utilisé dans l'Exemple 1 et dans les mêmes conditions opératoires

que dans cet Exemple 1, une suspension d'une résine de chlo-

rure de vinyle (degré de polymérisation moyen: P = 700) (concentration de la résine: 25 % en poids, concentration de

monomère VC 8 000 ppm) est soumise à un traitement à la va-

peur d'eau excepté que la température et la quantité d'eau

chaude de lavage et la fréquence de lavage varient comme in-

diqué sur le Tableau II.

La suspension traitée résultante est soumise à une déshydratation par centrifugation comme dans l'Exemple 1 et la résine de chlorure de vinyle déshydratée résultante est soumise à un séchage à l'air, les concentrations en monomère VC dans le gaz d'échappement et de la résine de chlorure de

vinyle séchée ne diffèrent pas de celles de l'Exemple 1, ex-

cepté pour l'Exemple Comparatif 4, mais le nombre de matières différentes dans la résine séchée est très supérieur à celui

de l'Exemple 1 et la durée de fonctionnement est de 24 heu-

res ou moins. D'autre part, dans l'Exemple Comparatif 4, le fonctionnement de la colonne devient pratiquement impossible

pour le lavage à l'eau chaude.

TABLEAU 1 (Exemples 1 A 4) Type de résine utilisée Exemple 1 Exemple 2 Exemple 3 Exemple 4 résine de Copolymère Copolymère chlorure d'acétate d'éther de de vinyle de vinyle vinyle

(ô = 700) (P =1 30C)

Température de l'eau lère plaque (96 C)* 90 C idem idem idem chaude de lavage 2ème plaque (97 OC) 91 C " " ( C) 3ème plaque (98 C) 92 C, " 4ème plaque (99 OC) 93 C " ème plaque (100 C) 94 C" " Quantité de monomère résiduel dans la suspension traitée (ppm) 5 1 2 3 Quantité de monomère résiduel dans la résine séchée (ppm) 1 ppm idem idem idem

__ _ _ _ _ _ _ _ __ oumoins_.

Nombre de particules de résines anormales** (pour 100 g) 7 5 8 7 Temps de fonctionnement en continu 10 jours idem idem idem ou plus À.,.,

* Les températures indiquées entre parenthèses représentent celles de la suspension traitée.

Cette remarque s'applique au Tableau II.

** Les particules de résine anormales désignent les particules colorées et des particules

sous forme d'un gel.

ru 4- Co TABLEAU II (Exemples Comparatifs 1 à 4) Quantité d'eau de lavage Exemple Exemple Exemple Exemple Comparatif 1 Comparatif 2 Comparatif 3 Comparatif 4 e/m2/min. 0 5 5e50 Température de l'eau Ière plaque (96 C) 90 C idem 81 C chaude de lavage 2ème plaque (97 C) - 91 C " 82 C OC 3ème plaque (98 C) - 92 OC " 83 C 4ème plaque (99 C) - 93 OC " 84 C ème plaque (100 C) - 94 OC,, 85 C Fréquence de lavage - une fois/h une fois/2 h une fois/h Monomère résiduaire dans la suspension 3 ppm 5 ppm 5 ppm

Monomère résiduaire dans la résine séchée 1 ppm 1 ppm ou 1 ppm ou -

ou moins moins moins Nombre de particules de résine anormales 100 ou 100 ou 45 (pour 100 g) plus plus _ Temps de fonctionnement en continu 2 h 5 h 24 h 1 h N 0o. rc oD

Claims (14)

R E V E N D I C A T I 0 N S

1 - Procédé d'élimination du chlorure de vinyle monomère d'une suspension de résine de chlorure de vinyle par introduction de la suspension dans un récipient (tel qu'une colonne) muni d'au moins une plaque perforée ayant un certain nombre de petits orifices et exigeant un trajet d'évacuation de la suspension autre que les petits orifices, et traitement de la suspension sur ladite plaque perforée avec de la vapeur

d'eau injectée par les petits orifices de bas en haut, carac-

térisé en ce qu'il consiste à laver la surface inférieure de la plaque perforée avec de l'eau chaude injectée vers ladite

surface pendant ledit traitement.

2 - Procédé selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que la température de l'eau chaude est inférieure

d'au plus 10 OC et supérieure d'au plus 10 OC à la températu-

re de la suspension se trouvant sur la plaque perforée dont

la surface est lavée à l'eau chaude.

3 - Procédé selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que l'injection d'eau chaude est effectuée par in-

termittence et le temps d'interruption est de 90 minutes ou moins.

4 - Procédé selon la revendication 3, caracté-

risé en ce que le temps d'interruption est de 60 minutes ou moins.

5 - Procédé selon la revendication 3 ou 4, ca-

ractérisé en ce que l'injection d'eau chaude entre les temps d'interruption voisins est effectuée en continu pendant au

moins une seconde.

6 - Procédé selon la revendication 5, caracté-

risé en ce que l'injection d'eau chaude est effectuée en con-

tinu pendant au moins 5 secondes.

7 - Procédé selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que la quantité d'eau chaude injectée est de 10 à 1 000 1/unité de surface de la plaque perforée (m)/min (en

valeur instantanée).

8 - Procédé selon la revendication 7, caracté-

risé en ce que la valeur instantanée est de 30 à 500 1/unité

de surface de la plaque perforée (m)/min.

9 - Procédé selon la revendication l, caractéri-

sé en ce que la suspension se trouvant sur la plaque perforée est contrainte de s'écouler sur la plaque à la manière d'une

circulation par piston par passage dans un trajet d'écoule-

ment en forme de gorge depuis son entrée jusqu'à sa sortie.

- Procédé selon la revendication 1, caractéri-

sé en ce que le diamètre des petits orifices est de 5 mm ou moins.

11 - Procédé selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que la section libre de la plaque perforée est de

0,01 à 10 %.

12 - Procédé selon la revendication 1, caractéri-

sé en ce que le récipient est une colonne munie d'au moins

deux plaques perforées.

13 - Procédé selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que le récipient est une colonne munie de plusieurs plaques perforées exigeant chacune un trajet d'évacuation de la suspension et la surface inférieure des plaques est lavée

à l'eau chaude.

14 - Procédé selon la revendication 13, caracté-

risé en ce que tout d'abord la surface ou les surfaces infé-

rieures d'une plaque perforée puis la surface ou les surfaces

inférieures d'une autre plaque perforée sont lavées succes-

sivement à l'eau chaude.

- Procédé selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que la température de la suspension sur au moins

une plaque perforée est de 600 à 130 OC.

16 - Récipient (tel qu'une colonne) pour le trai-

tement d'une suspension de résine de chlorure de vinyle conte-

nant du chlorure de vinyle monomère, munie d'au moins une pla-

que perforée présentant un certain nombre de petits orifices et' exigeant un trajet d'évacuation de la suspension (tel qu'un trop plein), caractérisé en ce qu'il comporte un élément de projection d'eau chaude sous la plaque perforée et présentant

des sorties de projection d'eau chaude dirigée vers la surfa-

ce inférieure de la plaque.

17

térisé en ce que

disposées à 50 -

térisé en ce que un diamètre de 1

- Récipient selon la revendication 16, carac-

les sorties de projection d'eau chaude sont

500 mm au-dessous de la plaque perforée.

- Récipient selon la revendication 16, carac-

les sorties de projection d'eau chaude ont

a 8 mm.

- Récipient selon la revendication 16, carac-

térisé en ce que les sorties d'eau chaude sont des fentes de

0,5 à 8 mm de largeur.

- Récipient selon l'une quelconque des reven-

dications 16 à 19, caractérisé en ce que l'angle de la direc-

tion de projection des sorties de projection d'eau chaude par

rapport à la verticale est de 100 à 60 OC.