FR2516925A1 - Procede de recuperation d'un polymere - Google Patents

Abstract

PROCEDE AMELIORE POUR RECUPERER UN POLYMERE A PARTIR D'UNE SOLUTION DE CE POLYMERE DANS UN SOLVANT ORGANIQUE. ON MET EN CONTACT LA SOLUTION DU POLYMERE AVEC DE LA VAPEUR ET DE L'EAU EN REGULANT LE CONTACT POUR OBTENIR UNE CONCENTRATION PREDETERMINEE DU SOLVANT RESIDUEL DANS LE POLYMERE, DANS DES CONDITIONS DE TEMPERATURE ET DE PRESSION REGULEES. UTILISATION PRINCIPALE DANS LA RECUPERATION DU POLYBUTADIENE A PARTIR D'UNE SOLUTION DANS UN MELANGE DE BENZENE ET DE BUTENE-1.

Description

L'invention concerne un procédé amélioré destiné à la récupération d'un

polymère à partir d'une solution de ce polymère dans un solvant organique, par contact avec de la

vapeur et de l'eau.

Habituellement, on produit les polymères synthétiques

par la polymérisation, en présence d'un catalyseur appro-

prié, du ou des monomères dissous dans un solvant pour donner une solution du polymère dans le solvant On trouve aussi dans la solution du polymère du ou des monomères n'ayant pas réagi On peut aussi obtenir les polymères grâce à une réaction chimique d'un polymère initial en solution sur des réactifs appropriés Pour que le polymère récupéré soit exempt de monomère ou de monomères résiduels, et exempt de solvant, il est fréquent, dans l'état actuel

de la technique, de mettre en contact la solution du poly-

mère avec de la vapeur et de l'eau chaude de façon à vapo-

riser le solvant et le ou les monomères résiduels en for-

mant une suspension de particules du polymère dans l'eau, cette suspension étant ensuite traitée de façon à séparer le polymère de l'eau; le polymère ainsi séparé est ensuite

soumis à une opération de séchage.

Ces procédés de récupération peuvent faire appel à un

ou plusieurs réservoirs pour séparer du polymère le sol-

vant et le ou les monomères résiduels; habituellement, on a un-premier réservoir faisant office de réservoir de coagulation et un ou plusieurs deuxièmes réservoirs faisant office de réservoir de rectification Quand le polymère est

une matière thermoplastique, la température est générale-

ment fixée de façon à ne pas faire fondre le polymère.

Quand le polymère est une matière élastomère, la tempéra-

ture de marche est habituellement fixée de façon à ce que

la quantité de solvant éliminée dans un réservoir de coagu-

lation soit suffisante pour éviter l'agglomération de par-

ticules du polymère, la faible quantité résiduelle de sol-

vant étant éliminée dans un réservoir de rectification Il convient de noter que l'agglomération des particules du

polymère élastomère peut se produire facilement si la quan-

tité de solvant se trouvant dans le polymère est supérieure

à environ 10 %, du fait que les particules sont très col-

lantes Pour récupérer les polymères élastomères, la pres-

sion dans le réservoir de coagulation est normalement défi-

nie par la nature même de l'équipement, et l'élimination du solvant est régulée par la régulation de la température dans le réservoir de coagulation La pression dans le réservoir de rectification peut être supérieure à celle régnant dans le réservoir de coagulation, comme dans le

brevet canadien No 685 343, ou bien elle peut être infé-

rieure à celle régnant dans le réservoir de coagulation, comme dans le brevet britannique No 1 284 045; elle peut même être identique à celle régnant dans le réservoir de

coagulation, comme dans le brevet des Etats-Unis d'Améri-

que N O 3 287 301.

L'invention a pour but de créer un procédé amélioré

pour récupérer un polymère élastomère à partir d'une solu-

tion de ce polymère dans un solvant organique, par contact avec de la vapeur et de l'eau, avec une optimalisation de

l'utilisation de la vapeur.

L'invention concerne à cet effet un procédé continu et amélioré pour récupérer un polymère élastomère à partir d'une solution de ce polymère dans un solvant organique, cette solution pouvant aussi contenir du monomère n'ayant pas réagi, ce procédé consistant à mettre en contact dans

un réservoir de coagulation marchant à une pression supé-

rieure à la pression atmosphérique, la solution de poly-

mère, pouvant facultativement contenir, en mélange, de

l'eau à une température comprise entre environ 40 et envi-

ron 90 C, avec de l'eau et de la vapeur pour produire un premier courant de tête de solvant et d'eau vaporisés et

un premier courant de queue d'eau et de particules de poly-

mère contenant du solvant résiduel; à envoyer le premier

courant de tête à un moyen de condensation destiné à con-

denser le solvant et l'eau vaporisés en une phase liquide à envoyer le premier courant de queue à un ou plusieurs réservoirs de rectification installés en série, le nombre

de ces réservoirs n'étant pas supérieur à trois, ces réser-

voirs de rectification étant maintenus à une pression infé-

rieure à la pression régnant dans le réservoir de coagula-

tion,mais supérieure à la pression atmosphérique; à ajou-

ter facultativement une nouvelle charge de vapeur à l'un ou plusieurs quelconques des réservoirs de rectification pour produire un deuxième courant de tête de solvant et

d'eau vaporisés et un deuxième courant de queue de parti-

cules de polymère dans de l'eau; à envoyer le deuxième courant de tête de solvant et d'eau vaporisés à un moyen de condensation pour condenser en une phase liquide le solvant et l'eau vaporisés; à envoyer le deuxième courant de queue de particules de polymère dans l'eau à un moyen de séparation; et à séparer les particules de polymère

d'avec l'eau et à sécher ces particules de polymère sépa-

rées, procédé caractérisé en ce que l'on fait varier la température et la pression dans le réservoir de coagulation en fonction l'une de l'autre de telle sorte que le premier

courant de vapeur de tête sortant du réservoir de coagula-

tion ne contienne pas plus d'environ 50 % molaires du solvant organique, et que les particules de polymère dans

l'eau se trouvant dans le premier courant de queue con-

tiennent une quantité prédéterminée de solvant résiduel, supérieure à environ 3 % en poids, mais non supérieure à environ 8 % en poids, les pourcentages étant exprimés par

rapport au poids total du polymère et du solvant.

Un avantage essentiel du procédé selon l'invention par rapport aux procédés de l'état actuel de la technique

réside dans une réduction et, au-mieux, en une minimalisa-

tion de la quantité d'énergie 1 sous forme de vapeurutili-

sée pour récupérer le polymère On atteint cet avantage dans le procédé selon l'invention en faisant varier d'une manière interdépendante la température et la pression dans le réservoir de coagulation de telle sorte que le premier

courant de vapeur de tête sortant du réservoir de coagula-

tion ne contienne pas plus d'environ 50 % molairesdu sol-

vant organique, et que les particules de polymère dans l'eau provenant du réservoir de coagulation contiennent une quantité prédéterminée du solvant résiduel qui, par rapport au poids total du polymère et du solvant, soit supérieure à environ 3 % lmais non supérieure à environ 8 %

en poids.

L'un des principaux inconvénients des procédés de l'état actuel de la technique, dans lesquels il n'y a pas variation interdépendante de la température et de la pression dans le réservoir de coagulation, réside en ce que, quand on travaille à une température initiale élevée et quand la

régulation ne porte que sur la température dans le réser-

voir de coagulation, il faudrait maintenir constante la température dans le réservoir de coagulation en diminuant le débit de vapeur allant vers le réservoir de coagulation, en réponse à une augmentation de la température qui, par

ailleurs, pourrait être due à une augmentation de la pres-

sion, provoquée par exemple par des variations de débit,

un encrassement des filtres de protection dans les con-

duites de vapeur, etc Cependant, une telle diminution du débit de vapeur conduirait à une réduction de la quantité de vapeur éliminée du polymère, ce qui pourrait avoir pour conséquence que les particules de polymère dans l'eau se trouvant dans le réservoir de coagulation seraient plus

collantes et subiraient en fin de compte une aggloméra-

tion excessive Cette agglomération excessive des parti-

cules du polymère-pourrait en fin de compte conduire à un colmatage du réservoir de coagulation Compte tenu de ces problèmes, il était d'usage courant d'exploiter le procédé à une température élevée, c'est-à-dire avec une grande quantité de vapeur, pour éliminer une très grande

partie du solvant se trouvant dans le réservoir de coagu-

lation, en réduisant ainsi à un minimum l'agglomération excessive des particules du polymère Quand on fait varier

d'une manière interdépendante la température et la pres-

sion pour réguler la quantité du solvant résiduel se trou-

vant dans les particules de polymère, comme c'est le cas dans le procédé selon l'invention, on a une diminution considérable du risque d'avoir une agglomération excessive des particules de polymère, et donc une réduction de la

quantité de vapeur (c'est-à-dire d'énergie) utilisée.

Il ressort de ce qui précède que, dans le procédé

selon l'invention, on peut relier la variation interdépen-

dante de la température et de la pression dans le réser-

voir de coagulation à un paramètre lié à la quantité du solvant résiduel restant dans les particules de polymère dans l'eau dans le réservoir de coagulation, car il en résulte un effet sur l'importance de l'agglomération des

particules de polymère dans le réservoir de coagulation.

Dans le procédé selon l'invention, on introduit dans la variation interdépendante de la température et de la pression dans le réservoir de coagulation le paramètre pouvant être lié à la quantité du solvant résiduel restant

dans les particules de polymère dans l'eau dans le réser-

voir de coagulation En outre, le procédé selon l'inven-

tion est plus particulièrement défini par la fixation d'une limite supérieure au pourcentage molaire du solvant se trouvant dans le premier courant de vapeur de tête sortant du réservoir de coagulation Sur les plages de température et de pression utilisées de préférence dans le procédé selon l'invention, il existe une forme réduite

d'une relation mathématique entre la température, la pres-

sion et la quantité de solvant restant dans les particules de polymère du premier courant de queue Cette relation peut prendre la forme:

T = C 1 (P) + C 2 (X) + C 3

o T est la température en O C dans le réservoir de coagu-

lation, P est la pression absolue en kg/cm 2 dans le réser-

voir de coagulation et X est la quantité, en pourcentage enipoids, de solvant restant dans les particules de polymère du premier courant de queue, C 1, C 2 et C 3 étant des constantes

expérimentales liées au procédé.

Dans le cadre de l'invention, on exploite le procédé de telle sorte que les particules de polymère se trouvant dans le premier courant de queue sortant du réservoir de

coagulation contiennent une quantité prédéterminée du sol-

vant résiduel qui, sur la base du poids total du polymère et du solvant, soit supérieure à environ 3, de préférence supérieure à environ 4, mais non supérieure à environ 8,

et de préférence non supérieure à environ 6 % en poids.

Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, le réservoir de coagulation marche à une température comprise entre environ 105 'C, plus particulièrement environ 1100 C, et environ 1250 C, et à une pression absolue comprise entre environ 2,1 et environ 3,5 kg/cm 2 Le ou les réservoirs de rectification marchent à une température et une pression inférieures à celles du réservoir de coagulation, mais à

une température supérieure à environ 1000 C et à une pres-

sion absolue supérieure à environ 1 kg/cm 2,mais inférieure

à la pression régnant dans le réservoir de coagulation.

Quand on utilise plusieurs réservoirs de rectification, ils peuvent être exploités dans des conditions de pres- sion et de température essentiellement analogues, mais, plus particulièrement, la température et la pression devraient, dans le réservoir de rectification situé le plus loin du réservoir de coagulation, être inférieures à celles régnant dans lexéservoir de rectification situé le plus près du réservoir de coagulation; On peut facultativement envoyer de la vapeur au ou aux réservoirs de rectification, ou bien l'envoyer seulement à certains des réservoirs de

rectification quand il y en a deux ou trois en série.

Pour assurer une exploitation optimale du procédé selon l'invention, c'est-à-dire une utilisation minimale de l'énergie, en particulier sous forme de vapeur, il est

souhaitable de travailler à une température et à une pres-

sion dans le réservoir de coagulation aussi faibles que possible pour empêcher une agglomération excessive des particules de polymère qui s'y trouvent Pour assurer ces conditions optimales, le moyen de condensation destiné à transformer en une phase liquide le premier courant de

vapeur de tête travaille à une capacité maximale, le réfri-

gérant envoyé au moyen de condensation étant à sa tempéra-

ture économique la plus faible.

L'invention sera mieux comprise en regard de la

description ci-après et des dessins annexés, qui représen-

tent des exemples de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels: la Figure 1 est un plan schématique d'un procédé de récupération d'un polymère, et la Figure 2 est un plan schématique d'un procédé pour

la récupération d'un deuxième polymère.

Sur la Figure 1, la solution de polymère arrive par la conduite 1, de l'eau, si elle est aussi introduite, arrivant par la conduite 2 La solution delpolymère arrive dans un éjecteur 4, dans lequel elle est mélangée à de la vapeur provenant 'de la conduite 3, puis passe par la conduite 5 pour arriver au réservoir de coagulation 7 De l'eau est introduite par la conduite 6 pour maintenir le

niveau voulu dans le réservoir de coagulation Le réser-

voir de coagulation 7 est équipé d'un agitateur 8, d'une conduite de sortie de vapeur 9, d'une conduite d'entrée de vapeur 11 et d'une conduite 14 destinée à éliminer les particules de polymère et l'eau Le niveau des liquides à l'intérieur du réservoir de coagulation est maintenu de

façon à permettre une bonne agitation de l'eau et des par-

ticules de polymère La conduite de sortie de vapeur 9 est

équipée d'un condenseur 10 destiné à refroidir et à conden-

ser la vapeur se trouvant dans la conduite 9 pour la transformer en liquide Le débit de vapeur pénétrant dans la conduite 1 'est régulé par la vanne 12, comme il sera décrit ci-après Le débit des particules de polymère et d'eau provenant de la conduite 14 est régulé par la vanne

pour arriver dans la conduite 16, qui envoie les parti-

cules de polymère et l'eau à la colonne de rectification

17 La colonne de rectification 17 est équipée d'un agita-

teur 18 destiné à mélanger son contenu, et d'une conduite de sortie de vapeur 19 La conduite de sortie de vapeur 19 est équipée d'un condenseur 20 La vapeur, quand on en ajoute, est introduite dans la colonne de rectification 17 par la conduite 21, après avoir subi une régulation Les particules de polymère et l'eau sortent du réservoir de rectification 17 par la conduite 22, l'écoulement dans la conduite 24 étant régulé par la vanne 23 Les particules de polymère et l'eau se trouvant dans la conduite 24 sont introduites dans une deuxième colonne de rectification 25, équipée d'un agitateur 26 et d'une conduite de sortie de vapeur 27 La conduite de sortie de vapeur 27 est équipée d'un condenseur 28 La vapeur, quand on en ajoute, est introduite dans la colonne de rectification 25 par la conduite 29 après régulation Les particules de polymère et l'eau sortent de la colonne de rectification 25 par la conduite 30 et sont forcées par la pompe 31 dans la conduite 32 pour permettre ultérieurement la séparation, la récupération et le séchage du polymère (opérations

non représentées) par un moyen bien connu dans la techni-

que, comme par exemple une combinaison d'une extrudeuse

de déshydratation et d'une extrudeuse de séchage La régu-

lation de la marche du réservoir de coagulation 7 s'effec-

tue à l'aide du moyen de commande 41 La pression dans le réservoir de coagulation est mesurée dans la conduite 34 et enregistrée et transmise par l'enregistreur-émetteur 36 au moyen de commande 41 par l'intermédiaire de la-ligne de transmission 39 La température du contenu du réservoir de coagulation est mesurée par la sonde 33, enregistrée par l'enregistreur-émetteur 35 et transmise au moyen de

commande 41 par la ligne de transmission 38 Les informa-

tions externes envoyées au moyen de commande y pénètrent en 42, une information d'entrée externe étant la teneur, en solvant résiduel souhaité, des particules de polymère dans l'eau dans le réservoir de coagulation Parmi les autres entrées externes, on peut citer la valeur maximum et la valeur minimum de la température et de la pression dans le réservoir de coagulation, ces valeurs étant des limites normales de marche de l'équipement Le moyen de commande 41 transmet les données de commande nécessaires, par la ligne de transmission 40, à la régulation de la marche du robinet 12 de façon que la quantité de vapeur provenant de la conduite 13 et arrivant dans le réservoir de coagulation soit fixée dans le but de réaliser une

régulation de la température.

Sur la Figure 2, la solution de polymère arrive par

la conduite 101, on peut introduire de l'eau dans la solu-

tion de polymère par la conduite 102, et la solution de polymère est introduite dans l'éjecteur 104; o elle est mélangée à de la vapeur provenant de la conduite 103 et envoyée par la conduite 105 au réservoir de coagulation 106 Le réservoir de coagulation est équipé d'un agitateur 107 destiné à mélanger son contenu, et d'une conduite de

sortie de vapeur 108 Cette dernière est reliée au conden-

seur 109 La vapeur arrive, d'une manière régulable, au réservoir de coagulation par l'intermédiaire de la conduite

110, et de l'eau peut être introduite par la conduite 113.

L'eau et les particules de polymère sont extraites du réservoir de coagulation par la conduite 114 et envoyées à la colonne de rectification 117 par la pompe 115 par

l'intermédiaire de la conduite 116 La colonne de rectifi-

cation est équipée d'un agitateur 118 destiné à en mélanger le contenu et d'une conduite de sortie de vapeur 119 équipée

d'un condenseur 120 La vapeur arrive d'une manière régu-

lable à la colonne de rectification par la conduite 121.

L'eau et les particules de polymère sortent de la colonne de rectification par la conduite 122 et sont forcées par la

pompe 123 dans la conduite 124 pour des opérations ulté-

rieures, non-représentées, de séparation, de récupération et de séchage du polymère Pour le réservoir de coagulation

106, la pression est mesurée dans la conduite 127 et enre-

gistrée et transmise par un enregistreur-émetteur 128 à un moyen de commande 132 par l'intermédiaire de la ligne de tranmission 129 La température du contenu du réservoir de coagulation est mesurée par la sonde de température 125, enregistrée par l'enregistreur-émetteur 126 et envoyée au moyen de commande 132 par la ligne de transmission 130 Les entrées externes, telles que décrites ci-dessus, peuvent être introduites dans le moyen de commande en 133 Le moyen de commande 132, par l'intermédiaire de la ligne de transmission 131, commande le fonctionnement de la vanne 111 de façon que la quantité de vapeur provenant de la

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conduite 112 et introduite dans le réservoir de coagula-

tion assure la régulation-de la température.

Le moyen de commande de la Figure 1 ou de la Figure 2 peut être commodément électronique ou pneumatique Une valeur calculée souhaitée pour la quantité du solvant rési- duel restant dans les particules de polymère dans l'eau dans le réservoir de coagulation est introduite par un

moyen d'entrée manuel Le moyen de commande doit normale-

ment être équipé d'une alarme de limite supérieure et d'une alarme de limite inférieure pour la température et la pression Dans une forme de réalisation de l'invention, la pression régnant dans le réservoir de coagulation est

transmise à un relais diviseur ou à un composant multi-

plicateur du moyen de commande, pour ajustement automatique à une valeur pouvant être utilisée par l'autre section du moyen de commande La valeur ajustée de la pression et la valeur calculée souhaitée concernant le solvant résiduel dans les particules de polymère sont ajoutées l'une à l'autre par le moyen de commande pour donner une valeur de consigne de la température Cette valeur de consigne est ensuite comparée à la température effective régnant dans

le réservoir de coagulation, et un signal est ensuite trans-

mis à la vanne de commande de vapeur pour réguler la quan-

tité de vapeur pénétrant dans le réservoir de coagulation.

Il peut aussi s'avérer souhaitable de réguler la quantité

de vapeur pénétrant dans la ou les colonnes de rectifica-

tion on peut y arriver en utilisant un moyen de commande approprié pouvant réguler, en même temps ou séparément, le débit de vapeur allant vers le réservoir de coagulation et

la ou les colonnes de rectification.

Les solutions de polymère pouvant être utilisées dans le cadre du procédé selon l'invention comprennent des solutions de polymères de dioléfines conjuguées en C 4-C 6, des copolymères de dioléfines conjuguées en C 4-C 6, et des hydrocarbures aromatiques substitués par le vinyle ou le

vinylidène, des polymères de l'isobutylène, des copoly-

mères de l'isobutylène et de dioléfines conjuguées en C 4-C 6, des copolymères halogénés d'isobutylène et de

dioléfines conjuguées en C 4-C 6, des copolymères de l'éthy-

lène et du propylène et des copolymères de l'éthylène, du propylène et de dioléfines non-conjuguées Les solvants

pouvant être utilisés comprennent les hydrocarbures alipha-

tiques en C 4 à C 8, -les hydrocarbures cycloaliphatiques en C 6 à C 8, les hydrocarbures aromatiques en C 6 à C 8 et leurs mélanges Il peut aussi y avoir des monomères résiduels dans les solutions de polymères Ces solutions de polymères

peuvent être obtenues à partir du réacteur de polymérisa-

tion, ou à partir d'un réacteur dans lequel on a fait subir à un polymère une modification chimique par réaction en solution On peut citer à titre d'exemples de ces solutions

de polymères le polybutadiène, le polymère styrène-buta-

diène ou le polyisoprène dissous dans un ou plusieurs

hydrocarbures aliphatiques, cycloaliphatiques ou aromati-

ques, et ils peuvent être produits par polymérisation en solution, respectivement de butadiène, de butadiène et de styrène, ou d'isoprène, en présence d'un catalyseur à l'alkyllithium ou d'un catalyseur de Ziegler-Natta formé d'un métal de transition et d'un aluminium-alkyle On peut citer à titre d'exemple d'une

telle solution de polymère pouvant être utiliséeun poly-

butadiène dans un mélange de butène-1 et de benzène conte-

nant aussi du butadiène n'ayant pas réagi On peut citer à titre d'autres exemples de ces solutions de polymère les copolymères d'isobutylèneisoprène ayant été traités-dans un solvant, tel que l'hexane, avec du brome ou du chlore, pour donner les copolymères d'isotubylène-isoprène bromés

ou chlorés correspondants D'autres exemples de ces solu-

tions de polymère comprennent les polymères d'éthylène-

propylène-dicyclopentadiène ou d'éthylène-propylène-

éthylidène-norbornène dans de l'hexane ou de l'heptane, ces polymères pouvant en outre contenir de l'éthylène, du

propylène et du dicyclopentadiène ou de l'éthylidène-

norbornène n'ayant pas réagi.

Les exemples ci-après présentent des formes de réali-

sation particulières de l'invention et un procédé de

l'état actuel de la technique, à titre de comparaison.

Exemple 1

Cet exemple de récupération de polybutadiène à partir d'une solution de polybutadiène se rapporte au procédé présenté sur la Figure 1 La solution de polymère, qui est arrivée dans l'équipement par la conduite 1, a été obtenue par la polymérisation de butadiène avec un catalyseur

comprenant un composé du cobalt, un aluminium-

alkyle et de l'eau La solution contenait 11,5 % en poids de polybutadiène et 9,5 % en poids de butadiène n'ayant pas réagi, et le solvant était un mélange de benzène et de butène-1 dans un rapport pondéral d'environ 2, 95:1 Pour parties en poids par heure de solution de polymère introduite dans la conduite 1, on a ajouté par la conduite 2 59 parties en poids par heure d'eau à une température d'environ 880 C On a ajouté par la conduite 3 environ 39 parties en poids par heure de vapeur à environ 10,5 kg/cm 2 et environ 2500 C On a introduit dans le réservoir de coagulation, par la conduite 6, environ 59 parties en poids par heure d'eau à 880 C La pression absolue dans le

réservoir de coagulation était de 3,5 kg/cm 2 et la tempé-

rature dans le réservoir de coagulation a été maintenue à environ 121,50 C par l'addition régulée de vapeur par la conduite 11, le taux normal d'addition étant d'environ 20 parties en poids par heure La vapeur sortant du réservoir de coagulation par la conduite 9 a été éliminée à raison

d'environ 124 parties en poids par heure, et les particu-

les de polymère dans l'eau ont été extraites du réservoir de coagulation par la conduite 14 à raison d'environ 153 parties en poids par heure La vapeur extraite par la conduite 9 contenait environ 36 parties en poids de vapeur d'eau, environ 58,5 parties en poids de benzène, environ parties en pois de butène-1 et environ 9,5 parties en poids de butadiène, c'est-à-dire que l'eau du courant de vapeur sortant par la conduite 9 formait environ 61 % molaires du courant de vapeur Le courant de la conduite

14 contenait environ 11,5 parties en poids de polybutadiène, en-

viron 141 parties en poids d'eau, et il a été calculé de façon à contenir environ 0,5 partie en poids de benzène, de butène-1 et de butadiène Le benzène, le butène-1 et le

butadiène sont essentiellement dissous dans le poly-

butadiène, et les particules de butadiène dans l'eau sor-

tant du réservoir de coagulation par la conduite 14 ont été calculées de façon à contenir environ 5,8 % en poids de benzène plus butène-1 plus butadiène sur la base du poids total de polybutadiène, de benzène, de butène-1 et de

butadiène, ou 5,6 % en poids, exprimés en tant que quan-

tité de benzène se trouvant dans le polybutadiène sur la base du poids du polybutadiène plus benzène plus butène-1

plus butadiène.

Les particules de polymère dans l'eau ont été envoyées par la conduite 16 à la colonne de rectification 17 et on a ajouté, d'une façon régulable, de la vapeur à environ ,5 kg/cm 2 et environ 250 'C à raison d'environ 2 parties en poids par heure pour 153 parties en poids par heure d'eau et de particules de polymère provenant de la conduite 16 D'une manière représentative, la température dans la colonne de rectification étaitd'environ 121 'C et la pression y était d'environ 2,2 kg/cm 2 absolus La vapeur a été extraite par la conduite 19 à raison d'environ 3 parties en poids par heure, et elle contenait environ 2,5 parties en poids de vapeur d'eau et environ 0,5 partie en poids de benzène, butène-1 et butadiène Le polymère dans l'eau est sorti de la colonne de rectification par la conduite 22 à raison d'environ 152 parties en poids par heure, et il contenait environ 11,5 parties en poids de polybutadiène plus benzène et environ 140,5 parties en poids d'eau On a calculé la concentration dubenzène clans le polybutadiènede façon qu'elle soit d'environ 0,75 % en poids sur la base du poids du polybutadiène plus benzène. Le polymère dans l'eau se trouvant dans la conduite 22 à été envoyé par la conduite 24 dans une deuxième

colonne de rectification 25, et on a envoyé par la con-

duite 29 de la vapeur à cette colonne de rectification à raison d'environ 2 parties en poids par heure pour 152 parties en poids par heure'de polymère dans l'eau La température de la vapeur était d'environ 2500 C, et sa pression d'environ 10,5 kg/cm 2 La température dans cette colonne de rectification était d'environ 1110 C, et la pression absolue y était d'environ 1,5 kg/cm 2 La vapeur a été extraite par la conduite 27 à raison d'environ 5 parties en poids par heure, et elle contenait de la vapeur d'eau et pratiquement la totalité du benzène restant Le polymère dans l'eau a été extrait de la colonne de rectification par la conduite 30 à raison d'environ 149 parties en poids par

heure, et il contenait environ 7,7 % en poids des parti-

cules de polybutadiène dans l'eau Le polybutadiène a été calculé de façon à contenir environ 0,06 % en poids de benzène, sur la base du poids du polybutadiène plus benzène Ce courant de particules de polymère dans l'eau a été envoyé à une combinaison extrudeuse de déshydratation - extrudeuse de séchage pour produire du polybutadiène sec

(non représenté).

La régulation de la marche du réservoir de coagulation est la suivante: dans l'équation entre la température (T), la pression (P) et le benzène contenu dans le polymère (X)

T = C 1 (P) + C 2 (X) + C 3

C 1 était égal à 11,3, C 2 à -2,8 et C 3 à 98,3 On souhaitait travailler à un taux de 5,6 % en poids de benzène contenu dans les particules de polybutadiène dans l'eau dans le réservoir de coagulation, avec une pression absolue dans le réservoir de coagulation de 3,5 kg/cm 2, ce qui donnait une valeur de consigne de la température de 122,2 C, la température effective de marche étant d'environ 121,50 C. Par rapport à la Figure 1, le transmetteur de pression 36 transmet la pression du réservoir de coagulation au moyen

de commande 41 et l'enregistreur-transmetteur de tempéra-

ture 35 transmet la température régnant dans le réservoir de coagulation au moyen de commande 41 La concentration souhaitée de benzène dans le polybutadiène ( 5,6 % en poids) a été introduite dans le moyen de commande 41 par la

ligne 42 Le moyen de commande 41 contenait un relais divi-

seur pour la pression et un relais additionneur pour la concentration souhaitée du benzène résiduel, et a donné une température calculée, laquelle a ensuite été comparée à la température effective, puis il a envoyé un signal à la vanne 12 pour réguler le débit de vapeur pénétrant dans le réservoir de coagulation dans le but d'obtenir la tempé rature calculée La quantité totale de vapeur consommée

s'est avérée être de 5,5 kg par kg do polybutadiène.

Exemple 2

Il s'agit là d'un exemple témoin, illustrant-la récu-

pération du polybutadiène de l 'Exemple 1 en faisant appel à un procédé de l'état actuel de la technique, conforme à la Figure 1 mais sans la régulation interdépendante de la température, de la pression et de la concentration du benzène résiduel dans le polybutadiène qu'il y a dans le procédé selon l'invention Le débit de vapeur dans la conduite 3 était d'environ 42 parties en poids par heure pour 100 parties en poids par heure d'une solution de polybutadiène, et le débit de vapeur dans la conduite 11 était d'environ 24 parties en poids par heure pour 100 parties en poids par heure de la solution de polybutadiène

de la conduite 1 La température dans le réservoir de coa-

gulation 7 était de 1270 C, et la pression absolue y était

d'environ 4 kg/cm 2 On a calculé les particules de poly-

butadiène dans l'eau se trouvant dans le réservoir de coagulation de façon qu'elles ne contiennent qu'environ 2 % en poids de benzène résiduel sur la base du poids total de polybutadiène plus benzène plus butène-1 plus butadiène Les débits de vapeur allant vers la colonne de rectification 17 par l'intermédiaire de la conduite 21 et vers la colonne de rectification 25 par l'intermédiaire de la conduite 29 étaient chacun d'environ 2,5 parties en poids pour 100 parties en poids par heure de la solution de polybutadiène de la conduite 1 La température et la

pression dans la colonne de rectification 17 étaient d'en-

viron 1250 C et environ 3,7 kg/cm 2 absolus et, dans la colonne de rectification 25, d'environ 118 'C et environ 2,9 kg/cm 2 absolus La consommation totale de vapeur s'est avéré être d'environ 6 kg de vapeur par kg de polybutadiène récupéré.

Exemple 3

A l'aide d'un procédé tel que représenté sur la Figure-2, on a récupéré du butyle chloré, qui est un copolymère d'isobutylène-isoprène chloré, à partir d'une solution de ce copolymère dans de l'hexane Le butyle chloré a été produit par la réaction du chlore sur une solution de caoutchouc butyle dans de l'hexane La solution de butyle chloré à une température d'environ 550 C a été introduite dans la conduite 101 à raison de 100 parties en poids par heure, et elle contenait environ 13,3 parties en poids de butyle chloré pour 100 parties en poids de solution On a ajouté à la solution, par la conduite 102, à raison d'environ 71 parties en poids par heure, de l'eau à une température d'environ 800 C On a ajouté de la vapeur par la conduite 103 à raison d'environ 4,9 parties en poids, la vapeur étant à une pression d'environ 10,5 kg/cm 2 et à une température d'environ 197 C La solution de butyle chloré, l'eau et la vapeur ont été mélangées dans l'éjecteur 104 et envcyées par la conduite 105 dans le réservoir de coagulation 106 On a ajouté au réservoir de coagulation, par la conduite 113 et à raison d'environ 112,5 parties en poids par heure, de l'eau à une température d'environ 80 'C On a ajouté de la vapeur au réservoir de coagulation par la conduite 110 à raison d'environ 44 parties en poids par heure, la vapeur étant à une pression d'environ 10,5

kg/cm 2 et à une température d'environ 1970 C, tout en main-

tenant la température dans le réservoir de coagulation à environ 113 'C à la pression souhaitée-d'environ 2,55 kg/cm 2

absolus La vapeur a été extraite-du réservoir de coagula-

tion par la conduite 108 et les particules dd polymère dans l'eau ont été extraites du réservoir de coagulation par la conduite 114 La vapeur se trouvant dans la conduite 108 contenait environ 38 % molaires d'hexane, c'est-à-dire que

l'eau formait environ 62 % molaires -du courant de vapeur.

Les particules de polymère dans l'eau dans la conduite 114 contenaient environ 4 % en poids de l'hexane résiduel sur la base du poids total du polymère et de l'hexane Les particules de polymère dans l'eau dans la conduite 114 ont été transférées à la colonne de rectification 117 par la pompe 115 et la conduite 116 Il n'a pas été ajouté de

vapeur à la colonne de rectification par la conduite 121.

* La colonne de rectification était à une température d'envi-

ron 1010 C et à une pression d'environ 1,12 kg/cm 2 absolus.

La vapeur a été extraite de la colonne de rectification par la conduite 119 et les particules de polymère dans leau(par la conduite 122 Les particules de polymère dans la conduite 122 contenaient, en valeur calculée, d'environ 0,01 à environ 0,1 % en poids d'hexane sur la base du poids total du polymère et de l'hexane Ce courant de particules de polymère dans l'eau a été envoyé à une combinaison extrudeuse de déshydratation-extrudeuse de séchage pour la

production de butyle chloré sec (non représentée).

La régulation de la marche du réservoir de coagulation a été réalisée par la régulation de la température (T) et de la pression (P) dans le réservoir de coagulation, et de l'hexane résiduel (X) se trouvant dans le polymère dans

le réservoir de coagulation.

Cette régulation a été réalisée par l'intermédiaire du moyen de commande 132, à l'aide de l'équation

T = C 1 (P) + C 2 (X) + C 3

o les constantes C 1, C 2 et C 3 valaient respectivement 13,

-3 et 91,5.

Si on définit à 4 % en poids la concentration de consigne de l'hexane se trouvant dans le polymère (X), et à 2,55 kg/cm 2 absolus la pression dans le réservoir de coagulation, on a calculé que la température de marche

serait d'environ 112,50 C, qu'il fallait comparer à la tem-

pérature effective de marche de 1130 C La régulation a été réalisée d'une manière opérationnelle, en envoyant au moyen de commande 132 le point de consigne de l'hexane se

trouvant dans le polymère ( 4 % en poids) et en transmet-

tant par le transmetteur de pression 128 la pression régnant dans le réservoir de coagulation La température régnant dans le réservoir de coagulation a été transmise par l'enregistreur-transmetteur de température 126, et elle a été comparée à la température calculée par le moyen de commande 132, qui a alors envoyé un signal à la vanne 111 pour réguler le débit de vapeur allant au réservoir de coagulation par l'intermédiaire de la conduite 110 La consommation de vapeur, pour la récupération du butyle chloré, était d'environ 3,7 kg de vapeur par kg de butyle chloré.

Claims (4)

Revendications

1 Procédé continu amélioré pour la récupération d'un polymère élastomère à partir d'une solution de ce polymère dans un solvant organique, la solution pouvant aussi, facultativement, contenir un monomère n'ayant pas réagi, procédé consistant à mettre en contact dans un réservoir de coagulation travaillant à une pression supérieure à la pression atmosphérique la solution de polymère, contenant facultativement, en mélange, de l'eau à une température comprise entre environ 40 et environ 90 'C, avec de l'eau et de la vapeur pour produire un premier courant de tête de solvant et d'eau vaporisés et un premier courant de queue d'eau et de particules de polymère contenant le solvant résiduel; à envoyer le premier courant de tête à un moyen de condensation pour condenser sous la forme d'une phase liquide le solvant et l'eau vaporisés; à envoyer le

premier courant de queue à au moins une colonne de recti-

fication, le nombre de colonnes n'étant pas supérieur à

trois, en série, ces colonnes de rectification(étant main-

tenues à une pression inférieure à celle régnant dans le réservoir de coagulationmais supérieure à la pression

atmosphérique; à ajouter facultativement une nouvelle -

charge de vapeur à l'une ou plusieurs quelconques des colonnes de rectification pour produire un deuxième courant

de tête de solvant et d'eau vaporisés et un deuxième cou-

rant de queue de particules de polymère dans l'eau; à envoyer le deuxième courant de tête de solvant et d'eau vaporisés à un moyen de condensation pour condenser sous la forme d'une phase liquide le solvant et l'eau vaporisés; à envoyer le deuxième courant de queue de particules de polymère dans l'eau à un moyen de séparation, à séparer les particules de polymère d'avec l'eau et à sécher les particules de polymère ainsi séparées, procédé caractérisé en ce que l'on fait varier d'une manière interdépendante

la température et la pression dans le réservoir de coagu-

lation de telle sorte que le premier courant de vapeur de tête sortant du réservoir de coagulation ne contienne pas plus d'environ 50 % molaires du solvant organique et que les particules de polymère dans l'eau du premier courant de queue contiennent une quantité prédéterminée du solvant résiduel, supérieure à environ 3 % en poids mais non

supérieure à environ 8 % en poids du poids total du poly-

mère et du solvant.

2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'interdépendance prend la forme de l'équation

T = C 1 (P) + C 2 (X) + C 3

o T est la température en O C dans le réservoir de coagula-

tion, P est la pression absolue, en kg/cm 2, dans le réser-

voir de coagulation, et X est le pourcentage, en poids, du solvant restant dans les particules de polymère du premier courant de queue, C 1, C 2 et C 3 étant des constantes

empiriques pour le procédé.

3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la quantité du solvant résiduel dans les particules de polymère du premier courant de queue est comprise entre environ 4 et au plus environ 6 % en poids sur la base du

poids total du polymère et du solvant.

4 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en

ce que le réservoir de coagulation travaille à une tempéra-

ture comprise entre environ 105 et environ 1250 C et à une pression absolue comprise entre environ 2,1 et environ 3,5 kg/cm'. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la ou les colonnes de rectification travaillent à une température supérieure à environ 1000 C mais inférieure à la température du réservoir de coagulation, et à une pression supérieure à 1 kg/cm 2 absolu 1 mais inférieure à

la pression du réservoir de coagulation.