JP2008524037A - ペレット処理ユニット - Google Patents
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Abstract
Description
従来の大抵のペレット処理ユニットはバッチ処理で運転される。すなわち、押出機から出たペレットは約300トンの容量を有するサイロへ送られる。このサイロが所望レベルに満たされた後、ペレットに高温の気体流を送る、その時間はガス温度に反比例し、温度が高いほど滞流時間は短くなる。しかし、温度が高過ぎるとペレットが溶けて互い接着し始め、逆に、温度が過度に低くなると、コストは低下するが、滞流時間が極端に長くなるため、両者をバランスさせる必要がある。ポリエチレンの場合の典型的な温度値と滞流時間は80〜110℃と5〜50時間である。高温の気体はサイロ低部近傍からコンプレッサーを用いて注入され、その温度は電気抵抗加熱または熱交換器を用いて製品1トン当り500〜5000m3/hrの速度で調節される。統制される。ペレットの内部からその表面へ移行した炭化水素はサイロ頂部から出る気体と一緒に排出される。ペレットを標的温度の80〜110℃まで加熱し、10〜50時間の必要滞流時間の間その温度を維持するには一定体積の高温の気体が必要になる。その後、粘着しないで容易に輸送できるようにするためにペレットを60〜70℃の温度まで冷却する必要がある。5〜50時間の滞流時間経過後に、サイロの含有物を冷却気体で冷却し、ペレットをその底部から抜き出し、ガスコンプレッサーでブレンダへ送る。
下記文献にはポリマーの連続処理方法が記載されているが、多量のパージング空気が必要である。
従って、時間とエネルギーをより少くしたシステムに対するニーズがある。
本発明はさらに、消費する加熱エネルギーがより少ないシステムを提供する。
本発明はさらに、加熱を必要としないか、わずかにしか必要とせず、法主されるパージガスの量を大幅に低下させるシステムを提供する。パージガスは処理され、外気中に放出される揮発成分はないか、その量はごくわずかである。
ペレットとの接触で暖められた流体は冷却装置(5)へ送られ、冷却管へ再循環される。パイプ中の連続流はポンプ(6)によって循環される。60〜70℃の温度になったペレットは小さいサイロ(7)へ取出され、サイロの底部に位置した回転バルブ(8)を通してパイプ(9)に送られる。気体流、一般には50〜60℃の温度の気体流によって加熱サイロ(10)へ運ばれる。
ペレットを冷やすのに使われる気体は本発明プロセス中で暖められ、加熱ユニットへ再循環されて、エネルギー使用量を減少させることができる。
(a) 押出機(1)からのペレットを所望温度に達するのに十分な滞流時間の間、冷却水流が流れる冷却管(3)中を送り、
(b) 乾燥設備(4)中でペレットを水から分離し、水を冷却装置(5)を介して冷却装置へ戻し、冷却されたペレットはパイプ(9)を介して加熱サイロ(10)へ送り、
(c) ペレットを加熱サイロ(10)中で、加熱サイロの低部近くから入り、上部開放表面から出る高温の気体流(11)下に5〜50時間の間維持し、
(d) 加熱サイロを常にいっぱいの状態に保つように材料の排出流を制御する弁(24)を介して加熱サイロの底部からペレットを連続的に取り出し、
(e) ペレットを冷却装置(25)へ供給し、
(f) 上記冷却装置を室温に保ってペレットの温度を60〜70℃の所望レベルにし、
(g) 冷却されたペレットを均質化サイロへ送る。
押出機に隣接する冷却水流の温度は一般に50〜70℃で、これによってペレットは、60〜70℃の温度に冷やされる。ペレットを所望レベルへクールダウンするのに必要な滞流時間は10〜20秒である。
加熱サイロ中の滞流時間はサイロ温度に依存し、温度が高いほど滞流時間は短くなる。ポリエチレンペレットの場合の最も好ましい運転条件は80〜110℃の温度と5〜50時間、好ましくは8〜15時間の滞流時間である。
冷却サイロを出るペレットの温度は一般に60〜70℃である。
上記プロセスでも多量の高温気体を必要とし、加熱サイロを加熱するのに多量のエネルギーを必要とする。
1) 冷却水温を変えずに、押出機に隣接した冷却装置の滞流時間を短くする。
2) 滞流時間を変えずに、冷却水流の温度をペレットの新しい標的温度の近くに維持する。
本発明のいずれの実施例でも高温気体の消費量を大幅に減少させることができる。
パイプ製造に適したポリエチレンペレットを以下のペレット処理ユニットで脱気した。
[図2]はペレット処理ユニットの脱気部分を示している。約70℃の温度のペレットは加熱サイロに入り、そこで約100℃の加熱空気流下で約12時間維持される。ペレット処理ユニットは約42トン/時の流速でペレットを生産するのに適応するように設計されている。サイロの容積は約1000m3であり、入って来るペレットと出ていくペレットが「プラグフロー」するようなプロフィルに設計されている。ホッパーの放出角度は50度である。
「冷却サイロ」を出る暖められた冷却空気を最初のサイロへ再循環することによって実施例1に記載のシステムの熱効率を改善した。熱バランスを以下のようにして修正した。
44000Nm3/時の加熱空気を加熱サイロ(パージ・サイロ)へ供給し、31000 Nm3/時の冷却サイロを出た温められた空気を加熱サイロ中へ再循環して戻した。44000Nm3/時を圧縮するのに必要なエネルギーは約450kWであった。
この実施例ではペレットの温度を上げるために造粒階段を修正した。ペレタイザーの入口の水温を55℃から75℃に上げて水/ペレット接触時間を約15秒に増加させた。この温度増加は冷却水の冷却度をさげて行なった。乾燥設備出口でのペレットの温度は約95度であった。ペレットの温度は熱電対を数分間、ペレットバッグ中に維持して一定温度になってから測定した。ペレットを実施例1と同じ移送ラインを用いて加熱サイロへ移した。約9O℃の温度でパージサイロを入れた。脱気は、冷却サイロを出た温められた空気のみを約31000Nm3/時の量でパージサイロへ再循環して行なったので必要な加熱量は不要か、わずかであった。冷却サイロを出た空気は105℃まで加熱してからパージサイロへ送った。
実施例4は実施例3と同じであるが、ペレタイザーを出た後の冷却水中でのペレットの滞流時間を13秒から5秒に減した。これによってエンジェルヘアーの生成には非常にポジティブな効果があり、25トンの製品の製造毎に3gから1.1gに減少した。
造粒条件とパージサイロへの移送条件は実施例4と同じものを使ったが、冷却サイロをプレート交換器、特にペレットを加熱または冷却するように設計したプレート交換器に代えた。熱交換器のタイプは例えば下記文献に記載されている。
Chemie Technik、28、Jahrgang(1999)、Nr 4、p84
ペレット冷却用の水温を65℃にセットした。42トン/時のペレット生産速度で、ペレット/水移送速度を約420m3/時にした。ペレット冷却水中でのペレットの滞流時間は5秒にした。ペレットと水は分離器50で分離し、ペレット冷却水の約90%は回収した。濃縮したペレットスラリー(50%水、50%ペレット)を100℃の温度の移送水51と混合した。[図3]に示すように、ペレットはパージサイロ10の上部に設けられた乾燥設備52へ運ばれ、それから重力でパージサイロへ供給される。パージサイロに入るペレットは100℃の温度を有し、ごくわずかな加熱しか必要としなかった。冷却サイロは実施例5の冷却プレートシステムに代えた。
実施例6と同じシステムを使用したが、ペレットがペレット冷却水と接触する時間を13秒にし、ペレット運搬水の温度を106℃にした。
全ての実施例の全エネルギー使用量を[表6]にまとめて示す。
Claims (13)
- 下記(a)〜(g)の工程から成るポリエチレンペレット中の揮発性成分を減らす方法:
(a) 押出機(1)からのペレットを所望温度に達するのに十分な滞流時間の間、冷却水流が流れる冷却管(3)中を送り、
(b) 乾燥設備(4)中でペレットを水から分離し、水を冷却装置(5)を介して冷却装置へ戻し、冷却されたペレットはパイプ(9)を介して加熱サイロ(10)へ送り、
(c) ペレットを加熱サイロ(10)中で、加熱サイロの低部近くから入り、上部開放表面から出る高温の気体流(11)下に5〜50時間の間維持し、
(d) 加熱サイロを常にいっぱいの状態に保つように材料の排出流を制御する弁(24)を介して加熱サイロの底部からペレットを連続的に取り出し、
(e) ペレットを冷却装置(25)へ供給し、
(f) 上記冷却装置を室温に保ってペレットの温度を60〜70℃の所望レベルにし、
(g) 冷却されたペレットを均質化サイロへ送る。 - 階段(c)の高温の気体流が空気である請求項1に記載の方法。
- 冷却装置が気体流、好ましくは空気流下に室温(26)に維持された冷却サイロである請求項1または2に記載の方法。
- 冷却サイロを出た温められた冷却気体を加熱ユニット(11)へ再循環する請求項3に記載の方法。
- 冷却装置がは室温の水で冷却された一組の垂直プレートであり、ペレットがこの垂直プレート間を重力加速度で落下する請求項1または2に記載の方法。
- 階段(a)の所望温度が60〜70℃であり、この温度が40〜105℃、好ましくは50〜90℃、さらに好ましくは55〜80℃の温度に保たれた冷却水流中の10〜20秒の滞流時間で達成される請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 階段(a)の所望温度が約100℃で、この温度が50〜80℃の温度に保たれた冷却水流中の3〜10秒の滞流時間で達成される請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 階段(a)の所望温度が約100℃で、この温度が約100℃に保たれた冷却水流中の10〜20秒の滞流時間で達成される請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 冷却されたペレットを20〜60℃の温度の気体流によってパイプ(9)を通して加熱サイロへ送る請求項7または8に記載の方法。
- 冷却されたペレットを約100の温度の水流によってパイプ(9)を通して加熱サイロへ送り、加熱サイロの前のパイプ(9)の終わりで乾燥設備を設ける請求項7または8に記載の方法。
- 加熱サイロを80〜130℃の温度に保ち、そこでのペレットの滞留時間を5〜50時間にする請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。
- 感覚受容性(organoleptic properties)を有するペレットの製造での請求項1〜11のいずれか一項に記載のシステムの使用。
- 揮発性成分含量が低いペレットの製造での請求項1〜11のいずれか一項に記載のシステムの使用。
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