FR2879608A1 - Procede de sechage d'un polymere humide - Google Patents

Abstract

Procédé de séchage d'un polymère humide comprenant une étape de séchage effectuée dans un sécheur à lit fluidisé contenant au moins un élément chauffant à l'intérieur duquel circule un fluide calorifère, ledit fluide calorifère étant de la vapeur d'eau à basse pression.

Description

Procédé de séchage d'un polymère humide

La présente invention concerne un procédé de séchage d'un polymère humide. Elle concerne aussi un appareillage comprenant un sécheur à lit fluidisé, utilisable pour le séchage d'un polymère humide.

Il est connu de synthétiser certains polymères, notamment certains polymères styréniques, acryliques et vinyliques halogénés en milieu aqueux. A l'issue de leur séparation de leur milieu de polymérisation aqueux, ces polymères peuvent se présenter sous la forme de gâteaux humides ( cakes ) qui doivent être séchés.

Ainsi, dans le cas de la polymérisation en suspension aqueuse du chlorure de vinyle, par exemple, on obtient une suspension de grains de poly(chlorure de vinyle) d'environ 100 microns dans l'eau. Après dégazage, cette suspension est envoyée dans de grands réservoirs munis d'un système d'agitation, puis transférée vers des essoreuses qui permettent l'élimination quasi-totale des eaux-mères. Après essorage, on recueille un gâteau humide ( cake ) qui doit être séché, par exemple dans un sécheur rotatif ou dans un sécheur à lit fluidisé.

On a déjà décrit des sécheurs à lit fluidisé, convenant pour le séchage de ces cakes , dans les documents US-A-3771237 (Dl) et US-A- 4492040 (D2). Ces documents, dont le contenu est incorporé par référence dans la présente description, décrivent des sécheurs à lit fluidisé contenant des éléments chauffants internes pouvant être chauffés par de la vapeur. Le document Chemical Engineering Process, volume 75, novembre 1979, pages 58 à 64 (D3), dont le contenu est incorporé par référence dans la présente description, décrit le séchage, par un gaz séchant, de polymères, tels que le poly(chlorure de vinyle), issus de suspensions aqueuses, au moyen de sécheurs à lit fluidisé contenant des éléments chauffants internes avec une entrée et une sortie de vapeur. Enfin, le document US-B-6242562, dont le contenu est incorporé par référence dans la présente description, décrit le séchage de cakes de polymères, obtenus par polymérisation en suspension aqueuse, dans un sécheur à lit fluidisé opérant à une température de 75 C avec un débit de vapeur dont la pression relative est 3,5 kg/cm2 (3,4 bar) et la température est 147 C.

On sait aussi (voir document DD-A-156479) que, lors de l'essorage du PVC obtenu en suspension aqueuse par de la vapeur surchauffée, les eaux-mères du PVC peuvent être recyclées à la polymérisation.

La plupart des polymères obtenus en milieu aqueux, et notamment les polymères vinyliques halogénés, tels que le poly(chlorure de vinyle) par exemple, sont rapidement dégradés lorsqu'ils sont soumis aux températures trop élevées qui peuvent régner dans les sécheurs à lit fluidisé dont les éléments chauffants sont chauffés par de la vapeur d'eau sous pression, dès que les conditions de fonctionnement de ces sécheurs ne sont pas optimales (régulation déficiente, interruption de l'alimentation électrique...) De plus, dans la pratique industrielle, il a été constaté que le rendement des sécheurs à lit fluidisé, utilisant de la vapeur d'eau comme fluide calorifère, était inférieur à leur capacité nominale, dans leur fonction de séchage de cakes de polymères. Cette perte de rendement est due, notamment, à une diminution du coefficient de transfert thermique entre la vapeur d'eau et le lit fluidisé du sécheur. Cette diminution du coefficient de transfert thermique peut être attribuée à la présence d'autres gaz dans la vapeur d'eau utilisée comme fluide calorifère, gaz incondensables dans les conditions de fonctionnement de l'installation de séchage. Ces gaz incondensables sont essentiellement l'oxygène, l'azote et le dioxyde de carbone constitutifs de l'air présent dans ladite vapeur. Ces gaz, emprisonnés dans les éléments chauffants constitutifs du sécheur, forment des poches isolantes le long des parois desdits éléments et opposent une résistance au transfert thermique entre la vapeur d'eau et le lit fluidisé, diminuant le coefficient de transfert thermique global du sécheur.

Il est possible de remédier à cette diminution du coefficient de transfert thermique par une augmentation de la température des éléments chauffants du sécheur, de manière à maintenir le même flux thermique entre les éléments chauffants et le lit fluidisé. Mais tous les sécheurs à lit fluidisé utilisent l'énergie électrique comme force motrice. Dès lors, toute défaillance d'alimentation électrique qui provoque l'arrêt de l'injection d'air de fluidisation dans le sécheur, entraîne la stagnation du polymère dans les éléments chauffants qui se trouvent à température élevée et la dégradation de ce dernier.

La présente invention vise à fournir un procédé de séchage et un appareillage ne présentant pas ces inconvénients.

La présente invention concerne dès lors, à titre principal, un procédé de séchage d'un polymère humide comprenant une étape de séchage effectuée dans un sécheur à lit fluidisé contenant au moins un élément chauffant à l'intérieur duquel circule un fluide calorifère, ledit fluide calorifère étant de la vapeur d'eau à basse pression.

Dans la présente description, on entend désigner par le terme polymère humide un polymère à l'état de particules solides dont la teneur en eau est généralement égale ou inférieure à 50 % en poids de polymère, de préférence égale ou inférieure à 35 % en poids de polymère.

Les polymères humides que l'on peut sécher grâce au procédé selon l'invention peuvent être n'importe quels polymères dont la synthèse inclut au moins une étape effectuée en milieu aqueux. Ils sont généralement choisis parmi les polymères dérivés d'un ou plusieurs monomères éthyléniquement insaturés, synthétisés de cette manière. A titre d'exemples de monomères éthyléniquement insaturés dont dérivent ces polymères, on peut citer les monomères acryliques, les monomères styréniques et les monomères éthyléniquement insaturés halogénés. Les polymères dérivés de ces derniers monomères sont préférés.

Parmi les polymères dérivés de monomères acryliques, on peut citer les polymères dérivés d'acrylates et de méthacrylates d'alkyle dont le radical alkyle comprend de 1 à 18 atomes de carbone; comme exemples de ces polymères, on peut citer les acrylates et méthacrylates de méthyle, d'éthyle, de n-propyle et de n-butyle.

Parmi les polymères dérivés de monomères styréniques, on peut citer le polystyrène et les copolymères du styrène; comme exemples de copolymères du du styrène, on peut citer les copolymères à blocs comprenant au moins un bloc de polystyrène et au moins un autre bloc choisi parmi les polyacrylates et les polyméthacrylates d'alkyle cités plus haut ainsi que le polyacétate de vinyle.

Par la définition "polymères dérivés de monomères éthyléniquement insaturés halogénés" au sens de la présente invention, on entend désigner aussi bien les homopolymères de ces monomères que les copolymères que forment ceux-ci entre eux et/ou avec au moins un monomère éthyléniquement insaturé non halogéné. En d'autres termes, ces polymères comprennent avantageusement au moins 50 %, de préférence au moins 60 %, de manière particulièrement préférée au moins 70 % en poids d'unités monomériques dérivées d'un monomère éthyléniquement insaturé halogéné. Ce monomère halogéné est choisi de préférence parmi les monomères chlorés et fluorés, tout particulièrement parmi les monomères chlorés.

Par polymères dérivés de monomères fluorés, on entend désigner les homopolymères de ces monomères et les copolymères que forment ceux-ci avec au moins un autre monomère halogéné et/ou un autre monomère éthyléniquement insaturé non halogéné tel l'éthylène, l'acétate de vinyle et les 5 monomères acryliques ou méthacryliques.

Par monomères fluorés, on entend désigner, les monomères fluorés éthyléniquement insaturés qui sont aliphatiques et qui ont pour seul(s) hétéroatome(s) un ou plusieurs atomes de fluor. A titre d'exemples de monomères fluorés dont le nombre d'atomes de fluor vaut 1, on peut citer le fluorure d'allyle et le fluorure de vinyle. A titre d'exemple de monomère fluoré dont le nombre d'atomes de fluor vaut 2, on peut citer le fluorure de vinylidène.

Une préférence particulière est accordée aux polymères du fluorure de vinylidène. Par polymère du fluorure de vinylidène, on entend désigner aux fins de la présente invention tous les polymères contenant au moins environ 50 % en poids d'unités monomériques dérivées du fluorure de vinylidène, donc aussi bien les homopolymères du fluorure de vinylidène, que les copolymères du fluorure de vinylidène avec un ou plusieurs monomères éthyléniquement insaturés, avantageusement fluorés. A titre d'exemples d'autres monomères fluorés utilisables, on peut mentionner le fluorure de vinyle, le trifluoréthylène, le chlorotrifluoréthylène, le tétrafluoréthylène et l'hexafluoropropylène.

Par polymères dérivés de monomères chlorés, on entend désigner les homopolymères de ces monomères et les copolymères que forment ceux-ci avec au moins un autre monomère halogéné et/ou avec un autre monomère éthyléniquement insaturé non halogéné tel les esters vinyliques, les monomères acryliques ou méthacryliques, les monomères styréniques et les monomères oléfiniques. Ces polymères comprennent avantageusement au moins 50 %, de préférence au moins 60 %, de manière particulièrement préférée au moins 70 % en poids d'unités monomériques dérivées d'un monomère chloré.

Par monomères chlorés, on entend désigner, les monomères chlorés éthyléniquement insaturés qui sont aliphatiques et qui ont pour seul(s) hétéroatome(s) un ou plusieurs atomes de chlore. A titre d'exemples de monomères chlorés dont le nombre d'atomes de chlore vaut 1, on peut citer le chlorure d'allyle, le chlorure de crotyle et le chlorure de vinyle. A titre d'exemple de monomère chloré dont le nombre d'atomes de chlore vaut 2, on peut citer le chlorure de vinylidène.

Une préférence particulière est accordée aux polymères du chlorure de vinyle. Par polymère du chlorure de vinyle, on entend désigner aux fins de la présente invention tous les polymères contenant au moins environ 50 % en poids, de préférence au moins 60 %, de manière particulièrement préférée au moins 70 % en poids d'unités monomériques et de manière tout particulièrement préférée au moins 85 % en poids d'unités monomériques dérivées de chlorure de vinyle, donc aussi bien les homopolymères du chlorure de vinyle que les copolymères du chlorure de vinyle avec un ou plusieurs monomères éthyléniquement insaturés. A titre d'exemples de monomères éthyléniquement insaturés copolymérisables avec le chlorure de vinyle, on peut mentionner les monomères fluorés tels que le fluorure de vinylidène, les esters vinyliques comme l'acétate de vinyle, les monomères acryliques comme l'acrylate de n-butyle, les monomères styréniques comme le styrène, les monomères oléfiniques comme l'éthylène, le propylène et le butadiène.

Comme il a été dit plus haut, le polymère dérivé de monomères éthyléniquement insaturés halogénés est de manière particulièrement préférée un polymère chloré.

Le procédé selon l'invention permet d'obtenir d'excellents résultats lorsqu'on l'applique au séchage d'un polymère humide dérivé du chlorure de vinyle (PVC), en particulier lorsqu'on l'applique au séchage d'un polymère humide résultant de l'homopolymérisation en suspension aqueuse du chlorure de vinyle, dont la teneur en eau est le plus souvent comprise entre 15 % et 30 % en poids de polymère. Par polymérisation en suspension aqueuse, on entend désigner, aux fins de la présente invention, un procédé de polymérisation radicalaire s'effectuant en milieux aqueux en présence d'agents dispersants et d'initiateurs radicalaires oléosolubles.

L'étape de séchage constitutive du procédé de séchage selon l'invention est effectuée dans un sécheur à lit fluidisé. Ce sécheur à lit fluidisé est équipé d'au moins un élément chauffant interne, de préférence de plusieurs éléments chauffants internes. Des exemples de sécheurs utilisables sont décrits dans les documents Dl à D3 mentionnés plus haut. On préfère utiliser les sécheurs continus tels que ceux appelés "back-mixed" dans les documents D2 et D3. Les sécheurs, dans la chambre desquels les éléments chauffants, se présentant habituellement sous la forme de plaques ou de tubes, sont alignés en faisceau, côte à côte et verticalement au-dessus de la grille de fluidisation de l'agent de fluidisation, conviennent particulièrement bien.

Pour éliminer l'eau du polymère humide à sécher, ce dernier est généralement introduit dans la chambre du sécheur via tout dispositif apte à l'y disperser.

L'agent de fluidisation, généralement porté à une température comprise entre 30 et 120 C, est le plus souvent l'air atmosphérique, filtré et véhiculé par des ventilateurs à basse pression. L'objet de la filtration est d'éviter la contamination du polymère à sécher par des particules provenant de l'extérieur.

Le volume d'agent de fluidisation introduit dans le sécheur est généralement le volume nécessaire pour éviter la sédimentation du polymère solide sec dans certaines parties de la chambre du sécheur, et pour éviter la condensation d'eau dans le ciel du sécheur. Dans le cas où le polymère est le PVC par exemple, une sédimentation accidentelle peut nuire à la qualité du produit final, due à la sensibilité thermique du PVC aux températures supérieures à environ 80 C. La chambre du sécheur a généralement une structure propre à assurer le minimum d'encombrements et de point morts, pour éviter le problème exposé ci-dessus et en faciliter le nettoyage en cas de fabrication de PVC d'une autre qualité, en cas de contamination accidentelle ou en cas d'opérations d'entretien.

L'énergie contenue dans l'agent de fluidisation n'est généralement pas suffisante pour évaporer toute l'eau contenue dans le cake de polymère. C'est pourquoi des éléments chauffants sont installés à l'intérieur de la chambre du sécheur. Le contrôle de la température de ces éléments est important pour empêcher la dégradation du polymère. Toute défaillance dans le système d'injection de l'agent de fluidisation provoque une sédimentation du polymère sur les éléments chauffants qui peuvent dès lors se trouver à des températures trop élevées et il faut donc être en mesure de pouvoir réduire rapidement la température des éléments chauffants.

Le contrôle et l'homogénéité de la température des éléments chauffants internes du sécheur à lit fluidisé sont rendus beaucoup plus aisés grâce au procédé selon la présente invention. En effet, selon ce procédé, le fluide calorifère - c'est-à-dire le fluide qui porte et répand la chaleur - circulant à l'intérieur des éléments chauffants est de la vapeur d'eau à basse pression. Par le vocable vapeur d'eau à basse pression , on entend définir, dans la présente description, de la vapeur d'eau se trouvant à une pression absolue (c'est-à-dire la pression effective mesurée au manomètre ( gage ) augmentée de la pression atmosphérique) égale ou inférieure à 4 bar, de préférence égale ou inférieure à 3 bar, plus particulièrement inférieure à 1 bar. De bons résultats ont été enregistrés avec de la vapeur d'eau se trouvant à une pression inférieure à la pression atmosphérique normale, c'est-à-dire à une pression absolue de l'ordre de la fraction du bar. Cette pression est de préférence égale ou inférieure à 0,95 bar, plus particulièrement égale ou inférieure à 0,90 bar. Cette pression est de préférence égale ou supérieure à 0,05 bar, plus particulièrement égale ou supérieure à 0, l0 bar. Des valeurs de pression particulièrement préférées sont comprises entre 0,60 et 0,90 bar, typiquement environ 0,80 bar. La pression de la vapeur d'eau est mesurée à l'entrée des éléments chauffants. Cette vapeur est véhiculée dans l'intérieur de la chambre du sécheur via les éléments chauffants qui peuvent être des tubes de faible diamètre, par exemple compris entre 10 et 50 mm ou, de préférence, des plaques de faible épaisseur, par exemple comprise entre 5 et 50 mm. Cette vapeur peut avantageusement être générée par désurchauffe et détente de vapeur provenant d'une unité de fabrication d'au moins un monomère à partir duquel est synthétisé le polymère à sécher, par exemple le chlorure de vinyle dans le cas du PVC. La pression de vapeur est avantageusement réglée de manière à maintenir constante la température dans les éléments chauffants (par exemple environ 80 C dans le cas du séchage de cakes de PVC). Afin d'assurer une température constante dans les éléments chauffants, la vapeur est détendue et désurchauffée en amont des éléments chauffants. La vapeur à l'entrée des éléments chauffants étant saturée, le contrôle de la pression en aval du sécheur permet de contrôler la température dans les éléments chauffants. Ce contrôle de la pression peut être réalisé, par exemple, en régulant le pourcentage d'ouverture d'un dispositif approprié de détente de la vapeur, tel qu'une vanne.

Un avantage important de l'utilisation de vapeur d'eau à basse pression comme fluide calorifère dans les éléments chauffants du sécheur réside dans le fait qu'elle ne cause pas de diminution du coefficient de transfert thermique avec le lit fluidisé du sécheur. Cela serait dû au fait que - toutes conditions de condensation ultérieure étant égales cette vapeur parcourt les éléments chauffants du sécheur à vitesse plus élevée que de la vapeur d'eau à pression plus élevée, diminuant du même coup la concentration en gaz incondensables emprisonnés dans les éléments chauffants constitutifs du sécheur et y formant des poches isolantes (voir plus haut).

Un autre avantage de l'utilisation de vapeur d'eau à basse pression comme fluide calorifère, dans les éléments chauffants, pour le séchage de polymères se dégradant rapidement sous l'effet de températures trop élevées, réside dans le fait que la température de la vapeur est proche de la température de dégradation du polymère, limitant ainsi les risques de dégradation. Les installations de séchage connues, au contraire, font usage de vapeur sous pression à des températures au moins égales à 100 C, avec tous les risques de dégradation thermique du polymère que cela peut entraîner en cas de défaillance (électrique...) de l'installation.

Enfin, grâce à l'utilisation de vapeur d'eau à basse pression comme fluide calorifère, le procédé selon l'invention permet la récupération de sous-produits énergétiques, se trouvant à des niveaux très dégradés, en provenance d'autres fabrications. C'est, par exemple, le cas de la vapeur d'eau produite lors de la fabrication du chlorure de vinyle, qui se trouve à une pression absolue d'environ 3 à environ 10 bar à la sortie de cette fabrication.

A la sortie du sécheur, l'agent de fluidisation est fortement chargé en particules solides de polymère. La séparation des particules solides s'opère généralement via des dispositifs statiques conventionnels, tels les filtres à manches, ou des dispositifs tels les cyclones. Dans tous les cas, la température est soigneusement contrôlée pour éviter, soit la destruction des filtres, soit la dégradation du polymère dans les cyclones.

Au cours du fonctionnement en régime du sécheur dans lequel s'effectue l'étape de séchage du procédé de l'invention, la vapeur d'eau à basse pression se condense au moins en partie dans les éléments chauffants dudit sécheur. La condensation ultérieure de la phase vapeur peut être réalisée par tout moyen de condensation connu à cet effet, tel que par exemple par l'emploi de condenseurs à mélange, de condenseurs à surface, d'éjecteurs à vapeur, etc. Cette condensation conduit à la formation d'une partie condensable, appelée ci-après condensats , et d'une partie non condensable (essentiellement l'oxygène, l'azote et le dioxyde de carbone constitutifs de l'air présent dans ladite phase), appelée ci-après gaz . Les condensats et les gaz ainsi obtenus peuvent rester à l'état de mélange homogène, les gaz restant substantiellement dissous dans les condensats. De préférence, toutefois, les gaz sont séparés des condensats par tout moyen de séparation connu à cet effet, par exemple par séparation dans les condenseurs mentionnés plus haut. Les condensats peuvent alors être avantageusement réinjectés, au moins partiellement, dans la vapeur d'eau à basse pression alimentant les éléments chauffants du sécheur. On peut ainsi réaliser une économie en eau déminéralisée qui est généralement mélangée avec cette vapeur pour régulariser la température des éléments chauffants.

Le procédé selon l'invention peut être réalisé en continu ou en discontinu. On préfère opérer en continu.

Selon un autre aspect, l'invention concerne aussi un appareillage comprenant un sécheur à lit fluidisé. Cet appareillage est notamment utilisable pour la mise en oeuvre du procédé de séchage d'un polymère humide selon l'invention.

Cet appareillage comprend au moins: un sécheur (SE) à lit fluidisé équipé d'au moins un élément chauffant alimenté par de la vapeur d'eau à basse pression (V); - un éjecteur (El) destiné à aspirer les condensats (C) provenant de la condensation de la vapeur (V) en aval du sécheur (SE); un réservoir (R) destiné à recueillir les condensats (C) provenant de l'éjecteur 15 (El).

Toutes les définitions, mentions et limitations décrites plus haut en rapport avec le sécheur utilisable dans le procédé de séchage selon l'invention et son fonctionnement s'appliquent, mutatis mutandis, au sécheur (SE).

Toutes les définitions, mentions et limitations décrites plus haut en rapport 20 avec la vapeur d'eau à basse pression utilisable dans le procédé de séchage selon l'invention s'appliquent, mutatis mutandis, à la vapeur (V).

Par le terme éjecteur , on entend définir, dans la présente description, les dispositifs, bien connus de l'homme du métier, dénommés éjecteurs à vapeur ou encore compresseurs de gaz à jet liquide . Le fonctionnement de ces dispositifs, qui ne comportent pas de pièce mobile, est basé sur le principe de l'utilisation d'un fluide moteur à haute pression pour entraîner un fluide aspiré à basse pression. Les deux fluides mélangés sont déchargés à une pression intermédiaire. D'autres détails relatifs à ces dispositifs et aux caractéristiques de leur fonctionnement peuvent être trouvés par exemple dans le catalogue Pompes à jet et laveurs de gaz édité en août 1992 par la société GEA WIEGAND Gmbh à W-7505 Ettlingen.

Par le terme condensats (C) , on entend désigner, dans la présente description, l'eau substantiellement déminéralisée résultant de la condensation de la vapeur (V) dans les éléments chauffants du sécheur (SE).

Selon un premier mode de réalisation préféré de l'appareillage selon l'invention, ce dernier comprend en outre un séparateur (SP) destiné à séparer les - 10- gaz (G) des condensats (C) de la vapeur (V) sortant du sécheur (SE). Par le terme gaz (G) , on entend désigner, dans la présente description, les gaz qui sont incondensables dans les conditions normales de fonctionnement de l'appareillage selon l'invention. Il s'agit essentiellement de l'oxygène, de l'azote et du dioxyde de carbone constitutifs de l'air présent dans la vapeur d'eau à basse pression, ainsi qu'éventuellement une partie de la vapeur d'eau elle-même qui ne s'est pas condensée dans les conditions de fonctionnement de l'appareillage.

Dans le séparateur (SP) de ce mode de réalisation préféré de l'appareillage selon l'invention, s'opère la séparation des gaz (G) et des condensats (C). Dans sa réalisation la plus élémentaire, ce séparateur peut être une simple tuyauterie sensiblement verticale.

Dans une première variante de ce mode de réalisation de l'appareillage selon l'invention, le séparateur (SP) est un condenseur à mélange. Les condenseurs à mélange, bien connus de l'homme du métier, sont décrits par exemple dans le catalogue Pompes à jet et laveurs de gaz mentionné plus haut. Le condenseur à mélange est alimenté le plus souvent par de l'eau déminéralisée, à titre de fluide échangeur de chaleur. Cette eau déminéralisée peut, par exemple, être l'eau constitutive des condensats (C), optionnellement recyclés comme décrit plus loin. Grâce à sa faible température par rapport à la température de la vapeur (V) utilisée dans le sécheur, l'injection d'eau déminéralisée permet un fonctionnement plus souple en cas d'entrées importantes de gaz dans le réseau de vapeur sous vide. L'utilisation d'eau déminéralisée permet aussi d'obtenir de faibles débits d'injection qui n'impliqueront pas une augmentation de la taille de l'éjecteur (E1) ou de la pompe de recirculation (décrite plus loin) des condensats.

Dans le condenseur à mélange - qui aspire au moins une partie de la vapeur utilisée dans les éléments chauffants et qui crée un point froid en aval desdits éléments - la vapeur se condense et les phases vapeur et liquide se refroidissent.

Dans une seconde variante de ce mode de réalisation de l'appareillage selon l'invention, le séparateur (SP) est un condenseur à surface, aussi dénommé déphlegmateur . Les condenseurs à surface, bien connus de l'homme du métier, sont décrits par exemple dans le catalogue Pompes à jet et laveurs de gaz mentionné plus haut. La surface d'échange du condenseur doit évidemment être suffisante pour condenser la partie de la vapeur non condensée dans les éléments chauffants, avec réchauffage simultané, par échange de chaleur, de l'agent de fluidisation du sécheur.

La première variante de réalisation, impliquant l'utilisation d'un condenseur à mélange comme séparateur (SP), est préférée.

Selon un second mode de réalisation préféré de l'appareillage selon l'invention, ce dernier comprend, outre l'éjecteur (El) et le séparateur (SP) décrit ci-dessus, un éjecteur (E2). Les condensats (C) et les gaz (G), séparés dans le séparateur (SP), sont alors aspirés respectivement par l'éjecteur (El) et par l'éjecteur (E2). Le fluide aspiré par l'éjecteur (El) est constitué des condensats (C) provenant du séparateur (SP), qui sont à la température et à la pression de saturation de la vapeur; le fluide aspiré par l'éjecteur (E2) est constitué des gaz (G) provenant du séparateur (SP). Le fluide moteur de l'éjecteur (El) et/ou le fluide moteur de l'éjecteur (E2) peuvent être constitués par de la vapeur d'eau sous pression. Cette vapeur peut, par exemple, être une partie de la vapeur, provenant de l'unité de fabrication du monomère à partir duquel est synthétisé le polymère à sécher dont il a été question plus haut, avant sa désurchauffe et sa détente.

L'intérêt de la présence de l'éjecteur (E2) dans l'appareillage selon l'invention réside, d'une part, dans le fait qu'il en permet la mise rapide à la basse pression souhaitée, lorsque le circuit de fluide calorifère est rempli d'air au démarrage et, d'autre part, dans le fait qu'il accélère la circulation du fluide calorifère à travers les éléments chauffants du sécheur.

On a constaté que le fait de conférer à l'éjecteur (E2) une plus grande capacité favorise l'entraînement mécanique des gaz (G) et diminue leur concentration dans les éléments chauffants du sécheur. Quel que soit le mode de réalisation pratiqué, les fluides mélangés

sortant de l'éjecteur (El) et, s'il est présent, de l'éjecteur (E2), sont envoyés, via le(s)dit(s) éjecteur(s), vers un réservoir de récolte (R), aussi appelée bâche à condensats dans ce domaine technique. Les gaz (G) s'échappent de ce réservoir vers l'atmosphère. Ce réservoir (R) constitue un élément très avantageux de ce mode de réalisation dans la mesure où, correctement dimensionné, il permet, en cas de problèmes de fonctionnement (panne électrique...), la vidange rapide de l'appareillage et le refroidissement du sécheur (SE), sans risque de dégradation par surchauffe du polymère à sécher.

Selon une variante optionnelle avantageuse du second mode de réalisation, le fluide prélevé à la base du réservoir (R), résultant du mélange des condensats et des fluides moteurs, est recyclé en navette, via un dispositif propulseur tel qu'une pompe par exemple, vers les éjecteurs (E1) et (E2) dans lesquels ils - 12 - servent à leur tour de fluide moteur. Une proportion prépondérante (généralement plus de la moitié en volume, de préférence plus de 70 % en volume) de ce fluide prélevé sert de fluide moteur pour l'éjecteur (E2). La chaleur cédée par les gaz au fluide prélevé à la base du réservoir (R) peut être utilisée, via un échangeur de chaleur par exemple, pour préchauffer l'air de fluidisation du sécheur (SE). Enfin, une partie du fluide prélevé à la base du réservoir (R) peut être réinjecté dans la vapeur d'eau à basse pression qui alimente les éléments chauffants du sécheur (SE). Cette réinjection peut être avantageusement réglée via un dispositif conventionnel adéquat contrôlant la température de ladite vapeur d'eau. Le débit réinjecté peut par exemple être avantageusement ajusté de manière à obtenir une température de vapeur légèrement supérieure (2 à 3 C) à la température de saturation de la vapeur correspondant à la pression régnant dans les éléments chauffants du sécheur (SE).

Un mode de réalisation particulier de l'appareillage selon l'invention va maintenant être illustré en faisant référence au dessin accompagnant la présente description. Ce dessin est constitué de la Figure 1 annexée, représentant schématiquement une forme d'exécution typique de l'appareillage selon l'invention, utilisé pour sécher un cake de PVC en continu.

Le cake de PVC à sécher, dont la teneur en eau est comprise entre 15 et 30 % en poids, est introduit dans la chambre du sécheur à lit fluidisé 1 via la conduite 6 et un dispositif de dispersion du cake non représenté. De l'air de fluidisation, propulsé par la pompe 9, est introduit dans la chambre du sécheur 1 par la conduite 8.

Les éléments chauffants 12 du sécheur 1 sont alimentés en vapeur d'eau provenant de l'unité de fabrication du chlorure de vinyle monomère, vapeur qui passe successivement par la conduite 10, où elle se trouve à une pression absolue comprise entre environ 3 et environ 10 bar, par le dispositif de détente 26 où elle est amenée à la température et à la pression absolue requises (respectivement environ 80 C et environ 0,8 bar) et par la conduite 11.

La poudre de PVC séchée après son passage par les éléments chauffants 12 est évacuée par la conduite 6 bis. Les condensats et les gaz, résultant du refroidissement de la vapeur d'eau dans les élément chauffants 12, sont aspirés hors de ces éléments grâce au vide provoqué par l'éjecteur 3 et amenés dans le séparateur 2 par la conduite 13. Les condensats sont aspirés via la conduite 14 par l'éjecteur 3. Les gaz sont aspirés via la conduite 15 par l'éjecteur 4. Ces - 13 - fluides, mélangés aux fluides moteurs (voir plus loin) des éjecteurs 3 et 4, sont recueillis, via les conduites 16 et 17, dans le réservoir 5.

La partie de fluide non condensé dans le réservoir 5, qui comprend la majorité des gaz, s'échappe dans l'atmosphère via l'orifice 5 bis. La partie de fluide condensé dans ce réservoir, résultant du mélange des condensats et des fluides moteurs, véhiculés vers la pompe 19 par le tuyau 18, est recyclée en navette par cette pompe, via les tubulures 20, 21 et 22, pour servir de fluide moteur respectivement dans les éjecteurs 3 et 4, alimentant au passage un échangeur de chaleur 23 qui préchauffe l'air de fluidisation circulant dans la conduite 8. Une autre partie de ce fluide condensé est dérivée, via la conduite 24 et la vanne d'injection 25 vers le dispositif 26 pour réguler la température de la vapeur d'eau alimentant les éléments chauffants 12. Une dernière partie du fluide condensé, enfin, quitte l'appareillage via la conduite 27 et la vanne 28.

Dans la variante du mode de réalisation de l'appareillage selon laquelle le séparateur 2 est un condenseur à mélange (non représentée graphiquement), cette dernière partie du fluide condensé est mélangée au fluide quittant les éléments chauffants 12 pour le refroidir.

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Claims (9)

REVENDICATIONS

1 - Procédé de séchage d'un polymère humide comprenant une étape de séchage effectuée dans un sécheur à lit fluidisé contenant au moins un élément chauffant à l'intérieur duquel circule un fluide calorifère, ledit fluide calorifère étant de la vapeur d'eau à basse pression.

2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fluide calorifère est de la vapeur d'eau à une pression absolue inférieure à 1 bar.

3 - Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le fluide calorifère est de la vapeur d'eau générée par désurchauffe et détente de vapeur provenant d'une unité de fabrication d'au moins un monomère à partir duquel est synthétisé le polymère humide.

4 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, appliqué au séchage d'un polymère humide dérivé du chlorure de vinyle.

- Appareillage comprenant au moins: un sécheur (SE) à lit fluidisé équipé d'au moins un élément chauffant alimenté par de la vapeur d'eau à basse pression (V); un éjecteur (E1) destiné à aspirer les condensats (C) provenant de la condensation de la vapeur (V) en aval du sécheur (SE); un réservoir (R) destiné à recueillir les condensats (C) provenant de l'éjecteur (El).

6 - Appareillage selon la revendication 5, comprenant en outre un séparateur (SP) destiné à séparer les gaz (G) des condensats (C) de la vapeur (V) sortant du sécheur (SE).

7 - Appareillage selon la revendication 5, comprenant en outre un second éjecteur (E2) destiné à aspirer les gaz (G) provenant du séparateur (SP).

8 - Appareillage selon la revendication 6, caractérisé en ce que le séparateur (SP) est un condenseur à mélange.

- 15 - 9 - Appareillage selon la revendication 6, caractérisé en ce que le séparateur (SP) est un déphlegmateur.

- Appareillage selon la revendication 7, caractérisé en ce que le fluide moteur de l'éjecteur (E2) est constitué d'une proportion prépondérante du fluide comprenant les condensats (C) recyclés en navette en aval du réservoir (R).

11 - Appareillage selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour réinjecter au moins une partie des condensats (C) dans la vapeur d'eau alimentant le sécheur (SE).

12 - Appareillage selon la revendication 5, utilisé pour le séchage d'un polymère humide dérivé du chlorure de vinyle.