JP2012503053A - 水および溶媒を含まないポリマーの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
a)流体(F)を、少なくとも1つのヒーター、脱気容器(4)および蒸気ラインを含む少なくとも1つの濃縮器ユニットにおいて処理することにより、流体(F)を加熱し、加熱流体(G)を脱気容器に供給し、そこで揮発性化合物の一部を、蒸気ラインを介して除去して、濃縮流体(H)を得る工程と、
b)工程a)からの濃縮流体(H)を、少なくとも1つの再加熱ユニットにおいて再加熱して、再加熱濃縮流体(L)を得る工程と、
c)工程b)からの再加熱濃縮流体(L)を、少なくとも搬送セクション、1つ以上の蒸気ラインを有するベントポート、堆積セクションおよび出口セクションを含む少なくとも押出し機脱気セクションを含む少なくとも1つの押出し機ユニットへ供給することによって、揮発性化合物を、ベントポートおよび蒸気ラインを通して除去する工程と
を少なくとも含み、それによって、再加熱濃縮流体(L)が、押出し機脱気セクションに入る際、自由流動し、出口セクションで得られた生成物(P)が、揮発性化合物を実質的に含まない、方法により解決される。
・脱気容器(4)と連通したヒーター(2)を含む1つの濃縮器ユニットであって、脱気容器(4)の下部が、ポンプ(4.2)と連通していて、脱気容器(4)の上部が、少なくとも1つの蒸気ライン(4.1)と連通している、濃縮器ユニットと、
・濃縮器ユニットのポンプ(4.2)および押出し機ユニットの供給点(12)と連通している1つの加熱ユニット(6)と、
・少なくとも1つの供給点(12)、1つの押出し機脱気セクション(16)、1つの堆積セクション(20)および1つの出口セクション(22)を含む1つの押出し機ユニットであって、押出し機脱気セクション(16)が、蒸気ライン(15.1)に接続された少なくとも1つのベントポート(15)をさらに含む、押出し機ユニットと
を少なくとも含む装置も含む。
予備a)粗流体(A)を、少なくとも分離装置(26)を含む少なくとも1つの予備洗浄ユニットで処理して、流体(A)を水と混合して、主に不揮発性ポリマーおよび揮発性有機化合物を含む有機相(28)と、主に水および親水性化合物を含む水相(27)とを得て、有機相(28)を、分離装置(26)において水相(27)から分離して、流体Fとしてさらに用い、水相(27)の少なくとも一部を、分離装置から除去する(流体C)工程を少なくとも含む。
流体Fの水含量:試料を遠心分離器に入れ、4000rpmで室温で5分間回転させた。その後、バイアルの下部で水を集め、秤量した。
−J&WのカラムタイプDB−5、長さ60m、直径0.23mm、フィルム厚さ1.0μm
−注入器温度:250℃
−検出器温度:350℃
−キャリアガス:ヘリウム
−カラム圧:96kPa
−検出器:FID
概論
粗ブロモブチルゴム溶液(以降、流体(A)と呼ぶ)を、商業的なブロモブチルゴム生産プラントから採った。流体(A)は、水相(56重量%)と有機相(44重量%)の2相を含んでいた。ブロモブチルゴムの有機相のみのヘキサンに対する全体比は、実施例全体にわたって一定であり、22重量%のブロモブチルゴムおよび約78重量%のヘキサンであった。流体(A)に含まれるブロモブチルゴムは、仕上がって乾燥させると、以下の特性を有していた。32±4のムーニー(ML1+8、125℃)、結合臭素含量1.8±0.2重量%。
流体(A)の試料を攪拌容器に入れ、10分間、58℃で攪拌した。次に、攪拌器を停止し、試料を沈降させた。30分後、有機相を水相から分離し、残留水含量を遠心分離機で測定した。残留水量は35容積%であった。
160mlの流体(A)を容器に入れ、240mlの水を添加した。混合物を、10分間、58℃で攪拌した。次に、攪拌器を停止し、混合物を沈降させた。30分後、有機相を水相から分離し、残留水含量を遠心分離機で測定した。有機相中の残留水量は10.0容積%であった。
160mlの流体(A)を容器に入れ、240mlの水を添加した。混合物を、10分間、90℃で攪拌した。次に、攪拌器を停止し、混合物を沈降させた。30分後、有機相を水相から分離し、残留水含量を遠心分離機で測定した。有機相中の残留水量は6.5容積%であった。
160mlの流体(A)を容器に入れ、240mlの水を添加した。混合物を、10分間、105℃で攪拌した。次に、攪拌器を停止し、混合物を沈降させた。30分後、有機相を水相から分離し、残留水含量を遠心分離機で測定した。有機相中の残留水量は1.5容積%であった。
流体(A)の試料を採り、沈降させた。水相および有機相を分析した。水相は4940mg/lの無機臭化物を含有していた。有機相は、20重量%のブロモブチルゴム、68重量%のヘキサンおよび12重量%の水を含有していた。有機相中の合計無機臭素濃度は、0.15重量%(1500ppm)であった。
実施例5で得た100mlの有機相を、上述した攪拌容器に入れた。40mlの水を添加した。得られた混合物を、15分間、周囲温度で攪拌し、30分間沈降させた。得られた水相は、2280mg/lの無機臭化物を含有していた。有機相は、合計で0.04重量%(400ppm)の無機臭化物を含有していた。
実施例5で得た100mlの有機相を、上述した攪拌容器に入れた。80mlの水を添加した。得られた混合物を、15分間、周囲温度で攪拌し、30分間沈降させた。得られた水相は、1100mg/lの無機臭化物を含有していた。有機相は、合計で0.025重量%(250ppm)の無機臭化物を含有していた。
実施例7〜28で原料として用いるブチルゴムを含有する流体(F)を2つの異なる源から得た。
粗ブチルゴム溶液を、商業的な生産プラントから採って、数時間沈降させ、有機相をバルク水性相から分離した。有機相を用いて、流体(F1)として実験を行った。流体(F1)は、20重量%のゴム、70重量%のヘキサンおよび10重量%の水を、これら3つの成分を計算すると100重量%となるように含有していた。ブロモブチルゴム留分に対する添加剤の濃度は、ESBO:1〜1.6phr、ステアリン酸カルシウム:1.3〜1.7phrおよびIrganox:0.03〜0.1phrであった。
28〜36のムーニー(ML1+8、125℃)、1.6〜2.0重量%の臭素含量および<0.7重量%の有機揮発物濃度の市販のブロモブチルゴムを、工業ヘキサンに溶解し、20重量%のゴム、79重量%のヘキサンおよび1重量%の水を、これら3つの成分を計算すると100重量%となるように含有する流体(F2)が得られた。ブロモブチルゴム留分に対する添加剤の濃度は、ESBO:1〜1.6phr、ステアリン酸カルシウム:1.3〜1.7phrおよびIrganox:0.03〜0.1phrであった。
濃縮器ユニット
実施例に用いた濃縮器ユニットは、図1に示すものと同様であった。ピストンポンプを用いて、上述したとおりにして調製した流体F1をヒーター(2)へ送り込んだ。ヒーター(2)は、単一チューブ・イン・チューブタイプの熱交換器であった。内側管は、内側管直径15mmのKenicsタイプの静的ミキサーを備えていた。チューブを、チューブ形シェルにより加熱した。加熱媒体は加熱油(Marlotherm)であった。圧力逃がし弁(3)を脱気容器(4)の前に装着し、バルブの上流の圧力を設定点値まで自動的に制御した。この設定点は、加熱流体(G1)の沸騰を防ぐものを選択した。加熱流体(G)を、上から脱気容器(4)に入れた。脱気容器(4)の円錐出口は、押出し機タイプのポンプとギアポンプの組み合わせであったポンプ(4.2)を備えていた。この組み合わせには、高粘度に対処でき、高圧を増大できるという利点があった。試料を濃縮流体(H)から採り、濃縮段後の濃度および粘度を調べた。
ヒーター2の加熱媒体を125℃に設定し、分離容器4の圧力は大気圧(1013hPa)であった。分離容器4の下部の濃縮流体Hは、のぞき窓から観察すると、自由流動する泡状液体であり、上述したとおり、抽出ポンプ4.2を用いて、分離容器から容易に搬送できた。濃縮流体Hは、71重量%のヘキサン濃度、および60℃で測定したところ、4,840mPa*sの粘度を有していた。
原料、流体F1および濃縮ユニットは実施例8と同一であった。ヒーター2の加熱媒体を155℃に設定し、分離容器4の圧力は大気圧(1013hPa)であった。分離容器4の下部の濃縮流体Hは、のぞき窓から観察すると、自由流動する泡状液体であり、上述したとおり、抽出ポンプ4.2を用いて、分離容器から容易に搬送できた。濃縮流体Hは、53重量%のヘキサン濃度、および60℃で測定したところ、65,000mPa*sの粘度を有していた。
原料、流体F1および濃縮ユニットは実施例8と同一であった。ヒーター2の加熱媒体を170℃に設定し、分離容器4の圧力は大気圧(1013hPa)であった。分離容器4の下部の濃縮流体Hは、のぞき窓から観察すると、自由流動する泡状液体であり、上述したとおり、抽出ポンプ4.2を用いて、詰ったり、生成物が蓄積することなく、分離容器から搬送できた。濃縮流体Hは、42重量%のヘキサン濃度、および60℃で測定したところ、317,700mPa*sの粘度を有していた。
原料、流体F1および濃縮ユニットは実施例8と同一であった。ヒーター2の加熱媒体を170℃に設定し、分離容器4の圧力は500hPaであった。分離容器4の下部の濃縮流体Hは、のぞき窓から観察すると、自由流動する泡状液体であり、上述したとおり、抽出ポンプ4.2を用いて、分離容器から搬送できた。ほんのわずかな生成物蓄積が、分離容器4の円錐出口セクションで観察された。濃縮流体Hは、20重量%のヘキサン濃度、および60℃で測定したところ、7,600,000mPa*sの粘度を有していた。
原料、流体F1および濃縮ユニットは実施例8と同一であった。ヒーター2の加熱媒体を170℃に設定し、分離容器4の圧力は230hPaであった。分離容器4の下部の濃縮流体Hは、のぞき窓から観察すると、自由流動する泡状液体であり、上述したとおり、抽出ポンプ4.2を用いて、分離容器から搬送できた。ある程度の生成物蓄積が、分離容器4の円錐出口セクションで観察された。濃縮流体Hは、15重量%のヘキサン濃度、および60℃で測定したところ、15,600,000mPa*sの粘度を有していた。
装置
実施例で用いた装置は、図5に示すものと同一であった。ピストンポンプを用いて、流体(F)をヒーター(2)へ送り込んだ。ヒーター(2)は、単一チューブ・イン・チューブタイプの熱交換器であった。内側管は、内側管直径15mmのKenicsタイプの静的ミキサーを備えていた。チューブを、チューブ形シェルにより加熱した。加熱媒体は加熱油(Marlotherm)であった。圧力逃がし弁(3)を脱気容器(4)の前に装着し、バルブの上流の圧力を設定点値まで自動的に制御した。この設定点は、加熱流体(G)の沸騰を防ぐものを選択した。加熱流体(G)を、上から脱気容器(4)に入れた。脱気容器(4)の円錐出口は、押出し機タイプのポンプとギアポンプの組み合わせであったポンプ(4.2)を備えていた。工程b)において、工程a)で得られた濃縮流体Hを、単一チューブ・イン・チューブタイプの熱交換器であった再加熱ユニット(6)に通過させた。内部管直径は20mmであり、内部管は、タイプSMXの静的ミキサーを備えていた。加熱は、加熱油(Marlotherm)を加熱媒体として用いてチューブシェルにより行った。
上述した流体F2を原料(流体F)として用いた。流体F2の処理量は、20kg/hに設定した。これは、4.4kg/hの最終ブロモブチルゴム生成物に対応している。ヒーター(2)の加熱温度は154℃に分離容器(4)の圧力は626hPaに設定した。再加熱ユニット(6)の加熱媒体の温度は153℃に設定し、後方ベントポート(13)の圧力は626hPaであった。押出し機のバレル温度は81℃であった。第2および第3のベントポート(15Aおよび15B)の圧力を、6hPaまで下げた。窒素を堆積セクション(18B)に、ストリッピング剤として、0.85重量%のレートで、最終ブロモブチルゴム生成物の質量に対して供給した。分離容器(4)ののぞき窓を通して、濃縮流体Hがまだ自由流動流体であったことが観察された。押出し機の最後のベントポート(15B)ののぞき窓を通して、押出し機において、ゴムが既にクラム状態に変化したことが観察できた。クラムは白色の外観で、スクリューシャフトの動作により、永続的に引き抜かれ、混練された。出口セクション(22)で、ゴムのストランドが生成され、ゴムのクラムまたは塊へと切断された。出口セクションで集めた最終ブロモブチルゴム生成物(P)を分析して、ヘキサンおよび合計揮発物質濃度を求めた。
合計揮発物質:0.89重量%
ヘキサン:0.65重量%
水:0.24重量%
上述した流体F2を原料(流体F)として用いた。流体F2の処理量は、5kg/hに設定した。これは、1.1kg/hの最終ブロモブチルゴム生成物に対応している。ヒーター(2)の加熱温度は157℃に、分離容器(4)の圧力は633hPaに設定した。再加熱ユニット(6)の加熱媒体の温度は156℃に設定し、後方ベントポート(13)の圧力は633hPaであった。押出し機のバレル温度は81℃であった。第2および第3のベントポート(15Aおよび15B)の圧力を、6hPaまで下げた。窒素を堆積セクション(18B)に、ストリッピング剤として、3.41重量%のレートで、最終ブロモブチルゴム生成物の質量に対して供給した。分離容器(4)ののぞき窓を通して、濃縮流体Hがまだ自由流動流体であったことが観察された。押出し機の最後のベントポート(15B)ののぞき窓を通して、押出し機において、ゴムが既にクラム状態に変化したことが観察できた。クラムは白色の外観で、スクリューシャフトの動作により、永続的に引き抜かれ、混練された。出口セクション(22)で、ゴムのストランドが生成され、ゴムのクラムまたは塊へと切断された。出口セクションで集めた最終ブロモブチルゴム生成物(P)を分析して、ヘキサンおよび合計揮発物質濃度を求めた。
合計揮発物質:0.72重量%
ヘキサン:0.56重量%
水:0.16重量%
上述した流体F2を原料(流体F)として用いた。流体F2の処理量は、10kg/hに設定した。これは、2.2kg/hの最終ブロモブチルゴム生成物に対応している。ヒーター(2)の加熱温度は156℃に、分離容器(4)の圧力は318hPaに設定した。再加熱ユニット(6)の加熱媒体の温度は156℃に設定し、後方ベントポート(13)の圧力は318hPaであった。押出し機のバレル温度は81℃であった。第2および第3のベントポート(15Aおよび15B)の圧力を、12hPaまで下げた。窒素を堆積セクション(18B)に、ストリッピング剤として、1.70重量%のレートで、最終ブロモブチルゴム生成物の質量に対して供給した。分離容器(4)ののぞき窓を通して、濃縮流体Hがまだ自由流動流体であったことが観察された。押出し機の最後のベントポート(15B)ののぞき窓を通して、押出し機において、ゴムが既にクラム状態に変化したことが観察できた。クラムは白色の外観で、スクリューシャフトの動作により、永続的に引き抜かれ、混練された。出口セクション(22)で、ゴムのストランドが生成され、ゴムのクラムまたは塊へと切断された。出口セクションで集めた最終ブロモブチルゴム生成物(P)を分析して、ヘキサンおよび合計揮発物質濃度を求めた。
合計揮発物質:0.80重量%
ヘキサン:0.40重量%
水:0.40重量%
上述した流体F2を原料(流体F)として用いた。流体F2の処理量は、10kg/hに設定した。これは、2.2kg/hの最終ブロモブチルゴム生成物に対応している。ヒーター(2)の加熱温度は155℃に、分離容器(4)の圧力は475hPaに設定した。再加熱ユニット(6)の加熱媒体の温度は156℃に設定し、後方ベントポート(13)の圧力は475hPaであった。押出し機のバレル温度は100℃であった。第2および第3のベントポート(15Aおよび15B)の圧力を、11hPaまで下げた。堆積セクション(18B)に、ストリッピング剤は供給しなかった。分離容器(4)ののぞき窓を通して、濃縮流体Hがまだ自由流動流体であったことが観察された。押出し機の最後のベントポート(15B)ののぞき窓を通して、押出し機において、ゴムが既にクラム状態に変化したことが観察できた。クラムは白色の外観で、スクリューシャフトの動作により、永続的に引き抜かれ、混練された。出口セクション(22)で、ゴムのストランドが生成され、ゴムのクラムまたは塊へと切断された。出口セクションで集めた最終ブロモブチルゴム生成物(P)を分析して、ヘキサンおよび合計揮発物質濃度を求めた。
合計揮発物質:0.97重量%
ヘキサン:0.58重量%
水:0.39重量%
上述した流体F2を原料(流体F)として用いた。流体F2の処理量は、10kg/hに設定した。これは、2.2kg/hの最終ブロモブチルゴム生成物に対応している。ヒーター(2)の加熱温度は155℃に、分離容器(4)の圧力は475hPaに設定した。再加熱ユニット(6)の加熱媒体の温度は156℃に設定し、後方ベントポート(13)の圧力は475hPaであった。押出し機のバレル温度は100℃であった。第2および第3のベントポート(15Aおよび15B)の圧力を、11hPaまで下げた。水を堆積セクション(18B)に、ストリッピング剤として、4.09重量%のレートで、最終ブロモブチルゴム生成物の質量に対して供給した。分離容器(4)ののぞき窓を通して、濃縮流体Hがまだ自由流動流体であったことが観察された。押出し機の最後のベントポート(15B)ののぞき窓を通して、押出し機において、ゴムが既にクラム状態に変化したことが観察できた。クラムは白色の外観で、スクリューシャフトの動作により、永続的に引き抜かれ、混練された。出口セクション(22)で、ゴムのストランドが生成され、ゴムのクラムまたは塊へと切断された。出口セクションで集めた最終ブロモブチルゴム生成物(P)を分析して、ヘキサンおよび合計揮発物質濃度を求めた。
合計揮発物質:0.45重量%
ヘキサン:0.31重量%
水:0.14重量%
上述した流体F2を原料(流体F)として用いた。流体F2の処理量は、10kg/hに設定した。これは、2.2kg/hの最終ブロモブチルゴム生成物に対応している。ヒーター(2)の加熱温度は155℃に、分離容器(4)の圧力は475hPaに設定した。再加熱ユニット(6)の加熱媒体の温度は156℃に設定し、後方ベントポート(13)の圧力は475hPaであった。押出し機のバレル温度は130℃であった。第2および第3のベントポート(15Aおよび15B)の圧力を、11hPaまで下げた。水を堆積セクション(18B)に、ストリッピング剤として、4.09重量%のレートで、最終ブロモブチルゴム生成物の質量に対して供給した。分離容器(4)ののぞき窓を通して、濃縮流体Hがまだ自由流動流体であったことが観察された。押出し機の最後のベントポート(15B)ののぞき窓を通して、押出し機において、ゴムが既にクラム状態に変化したことが観察できた。クラムは白色の外観で、スクリューシャフトの動作により、永続的に引き抜かれ、混練された。出口セクション(22)で、ゴムのストランドが生成され、ゴムのクラムまたは塊へと切断された。出口セクションで集めた最終ブロモブチルゴム生成物(P)を分析して、ヘキサンおよび合計揮発物質濃度を求めた。
合計揮発物質:0.22重量%
ヘキサン:0.13重量%
水:0.09重量%
上述した流体F2を原料(流体F)として用いた。流体F2の処理量は、10kg/hに設定した。これは、2.2kg/hの最終ブロモブチルゴム生成物に対応している。ヒーター(2)の加熱温度は155℃に、分離容器(4)の圧力は475hPaに設定した。再加熱ユニット(6)の加熱媒体の温度は156℃に設定し、後方ベントポート(13)の圧力は475hPaであった。押出し機のバレル温度は160℃であった。第2および第3のベントポート(15Aおよび15B)の圧力を、11hPaまで下げた。水を堆積セクション(18B)に、ストリッピング剤として、4.09重量%のレートで、最終ブロモブチルゴム生成物の質量に対して供給した。分離容器(4)ののぞき窓を通して、濃縮流体Hがまだ自由流動流体であったことが観察された。押出し機の最後のベントポート(15B)ののぞき窓を通して、押出し機において、ゴムが既にクラム状態に変化したことが観察できた。クラムは白色の外観で、スクリューシャフトの動作により、永続的に引き抜かれ、混練された。出口セクション(22)で、ゴムのストランドが生成され、ゴムのクラムまたは塊へと切断された。出口セクションで集めた最終ブロモブチルゴム生成物(P)を分析して、ヘキサンおよび合計揮発物質濃度を求めた。
合計揮発物質:0.09重量%
ヘキサン:0.04重量%
水:0.05重量%
装置
実施例で用いた装置は、図6に示したものと同様であり、以下のこと以外は、実施例13〜19で記載したものと同一であった。
− 押出し機ユニットは、4つの搬送セクション(16D)と、前の蒸気ライン(15.1B)に接続された蒸気ライン(15.1C)を備えた第4のベントポート(15C)とを含む4つの脱気ゾーンを含んでいた。
− 生産の挙動を観察するのぞき窓は、ベントポート(15B)の代わりのベントポート(15C)の一部であった。
− 第3の堆積セクション(18C)は、第2の堆積セクション(18B)と同様のニーディングエレメントおよび後方搬送エレメントでできており、また、ストリッピング剤を注入できるように設計されていた。
− 最終ニーディングゾーン(20)は、ニーディングおよび後方搬送エレメントを含んでいた。
− 出口セクション(22)は、スクリュー搬送エレメントと開放出口だけを含んでいた。
上述した流体F2を原料(流体F)として用いた。流体F2の処理量は、10kg/hに設定した。これは、2.2kg/hの最終ブロモブチルゴム生成物に対応している。ヒーター(2)の加熱温度は160℃に、分離容器(4)の圧力は450hPaに設定した。再加熱ユニット(6)の加熱媒体の温度は160℃に設定し、後方ベントポート(13)の圧力は450hPaであった。押出し機のバレル温度は130℃であった。第2、第3および第4のベントポート(15A、15Bおよび15C)の圧力を、6hPaまで下げた。
装置
実施例で用いた装置は、実施例20〜23に記載したものと同一であった。
上述した流体F1を原料(流体F)として用いた。流体F1の処理量は、20kg/hに設定した。これは、4.4kg/hの最終ブロモブチルゴム生成物に対応している。ヒーター(2)の加熱温度は139℃に、分離容器(4)の圧力は756hPaに設定した。再加熱ユニット(6)の加熱媒体の温度は153℃に設定し、後方ベントポート(13)の圧力は147hPaであった。押出し機のバレル温度は130℃であった。第2のベントポート(15A)の圧力は、270hPaまで下げ、第3および第4のベントポート(15Bおよび15C)の圧力は、40hPaまで下げた。水をそれぞれの堆積セクション(18Bおよび18C)に、ストリッピング剤として、1.36重量%のレートで、最終ブロモブチルゴム生成物の質量に対して供給した。分離容器(4)ののぞき窓を通して、濃縮流体Hがまだ自由流動流体であったことが観察された。押出し機の最後のベントポート(15B)ののぞき窓を通して、押出し機において、ゴムが既にクラム状態に変化したことが観察できた。クラムは白色の外観で、スクリューシャフトの動作により、永続的に引き抜かれ、混練された。出口セクション(22)で、約2〜6mmのサイズのゴムクラムが形成された。出口セクションで集めた最終ブロモブチルゴム生成物(P)を分析して、ヘキサンおよび合計揮発物質濃度を求めた。
合計揮発物質:0.200重量%
ヘキサン:0.080重量%
水:0.120重量%
上述した流体F1を原料(流体F)として用いた。流体F1の処理量は、20kg/hに設定した。これは、4.4kg/hの最終ブロモブチルゴム生成物に対応している。ヒーター(2)の加熱温度は157℃に、分離容器(4)の圧力は869hPaに設定した。再加熱ユニット(6)の加熱媒体の温度は147℃に設定し、後方ベントポート(13)の圧力は869hPaであった。押出し機のバレル温度は130℃であった。第2のベントポート(15A)の圧力は、270hPaまで下げ、第3および第4のベントポート(15Bおよび15C)の圧力は、40hPaまで下げた。水をそれぞれの堆積セクション(18Bおよび18C)に、ストリッピング剤として、2.73重量%のレートで、最終ブロモブチルゴム生成物の質量に対して供給した。分離容器(4)ののぞき窓を通して、濃縮流体Hがまだ自由流動流体であったことが観察された。押出し機の最後のベントポート(15C)ののぞき窓を通して、押出し機において、ゴムが既にクラム状態に変化したことが観察できた。クラムは白色の外観で、スクリューシャフトの動作により、永続的に引き抜かれ、混練された。出口セクション(22)で、約2〜6mmのサイズのゴムクラムが形成された。出口セクションで集めた最終ブロモブチルゴム生成物(P)を分析して、ヘキサンおよび合計揮発物質濃度を求めた。
合計揮発物質:0.260重量%
ヘキサン:0.092重量%
水:0.168重量%
上述した流体F1を原料(流体F)として用いた。流体F1の処理量は、20kg/hに設定した。これは、4.4kg/hの最終ブロモブチルゴム生成物に対応している。ヒーター(2)の加熱温度は157℃に、分離容器(4)の圧力は796hPaに設定した。再加熱ユニット(6)の加熱媒体の温度は147℃に設定し、後方ベントポート(13)の圧力は796hPaであった。押出し機のバレル温度は130℃であった。第2のベントポート(15A)の圧力は、140hPaまで下げ、第3および第4のベントポート(15Bおよび15C)の圧力は、40hPaまで下げた。水をそれぞれの堆積セクション(18Bおよび18C)に、ストリッピング剤として、1.29重量%のレートで、最終ブロモブチルゴム生成物の質量に対して供給した。分離容器(4)ののぞき窓を通して、濃縮流体Hがまだ自由流動流体であったことが観察された。押出し機の最後のベントポート(15C)ののぞき窓を通して、押出し機において、ゴムが既にクラム状態に変化したことが観察できた。クラムは白色の外観で、スクリューシャフトの動作により、永続的に引き抜かれ、混練された。出口セクション(22)で、約2〜6mmのサイズのゴムクラムが形成された。出口セクションで集めた最終ブロモブチルゴム生成物(P)を分析して、ヘキサンおよび合計揮発物質濃度を求めた。
合計揮発物質:0.180重量%
ヘキサン:0.099重量%
水:0.081重量%
上述した流体F1を原料(流体F)として用いた。流体F1の処理量は、20kg/hに設定した。これは、4.4kg/hの最終ブロモブチルゴム生成物に対応している。ヒーター(2)の加熱温度は157℃に、分離容器(4)の圧力は791hPaに設定した。再加熱ユニット(6)の加熱媒体の温度は147℃に設定し、後方ベントポート(13)の圧力は791hPaであった。押出し機のバレル温度は130℃であった。第2のベントポート(15A)の圧力は、140hPaまで下げ、第3および第4のベントポート(15Bおよび15C)の圧力は、40hPaまで下げた。窒素を第1の堆積セクション(18B)に、最終ブロモブチルゴム生成物の質量に対して、0.89重量%のレートで、水を第2の堆積セクション(18C)に、1.29重量%のレートで供給した。分離容器(4)ののぞき窓を通して、濃縮流体Hがまだ自由流動流体であったことが観察された。押出し機の最後のベントポート(15C)ののぞき窓を通して、押出し機において、ゴムが既にクラム状態に変化したことが観察できた。クラムは白色の外観で、スクリューシャフトの動作により、永続的に引き抜かれ、混練された。出口セクション(22)で、約2〜6mmのサイズのゴムクラムが形成された。出口セクションで集めた最終ブロモブチルゴム生成物(P)を分析して、ヘキサンおよび合計揮発物質濃度を求めた。
合計揮発物質:0.140重量%
ヘキサン:0.055重量%
水:0.085重量%
2、2A、2B ヒーター
3 圧力制御デバイス
4、4A、4B 脱気容器
4.1、4.1A、4.1B 蒸気ライン
4.2、4.2A、4.2B ポンプ
6 再加熱ユニット
7 圧力制御デバイス
12 供給点
13 後方ベントポート(上流)
13.1 蒸気ライン
15、15A、15B、15C ベントポート(下流)
15.1、15.1A、15.1B、15.1C 蒸気ライン
16、16A、16B、16B、16C 搬送セクション(下流)
18、18A、18B、18B、18C 堆積セクション
20 最後の堆積セクション
22 出口セクション
25 ヒーター
26、26A、26B 分離容器
27、27A、27B 水相
28、28A、28B 有機相
30、30A、30B 混合セクション
32、32A、32B ミキサー
34、34A、34B 分離壁
36、36A、36B 再循環ポンプ
38、38A、38B 再循環ライン
39、39A、39B コアレッサー
40 再循環ポンプ
42 再循環ライン
44 ヒーター
A 粗流体A
C 廃水
D 再利用のための水相
E 真水
F 流体F
G 加熱流体H
H 濃縮流体H
J 予備濃縮流体J
K 再加熱予備濃縮流体K
L 再加熱濃縮流体L
P 生成物
Claims (58)
- 少なくとも1つの不揮発性ポリマーと少なくとも1つの揮発性化合物とを含有する流体(F)から揮発性化合物を除去する方法であって、
a)前記流体(F)を、少なくとも1つのヒーター(2)、脱気容器(4)および蒸気ライン(4.1)を含む少なくとも1つの濃縮器ユニットにおいて処理することにより、前記流体(F)を加熱し、加熱流体(G)を脱気容器(4)に供給し、前記揮発性化合物の一部を、前記蒸気ライン(4.1)を介して除去して、濃縮流体(H)を得る工程と、
b)工程a)からの前記濃縮流体(H)を、少なくとも1つの再加熱ユニット(6)において再加熱して、再加熱濃縮流体(L)を得る工程と、
c)工程b)からの前記再加熱濃縮流体(L)を、、少なくとも搬送セクション(16)、1つ以上の蒸気ライン(15.1)を有するベントポート(15)、堆積セクション(20)および出口セクション(22)を含む少なくとも押出し機脱気セクションを含む少なくとも1つの押出し機ユニットへ供給することによって、揮発性化合物を、前記ベントポート(15)および蒸気ライン(15.1)を通して除去する工程と
を少なくとも含み、それによって、前記再加熱濃縮流体(L)が、前記押出し機脱気セクションに入る際、自由流動し、前記出口セクション(22)で得られた生成物(P)が、揮発性化合物を実質的に含まない、方法。 - 前記再加熱濃縮流体(L)の粘度が、500〜50.000.000mPa*sの範囲内であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 生成物(P)中の揮発性化合物の含量が、前記ポリマーの質量を基準として、1重量%未満であることを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
- 前記不揮発性ポリマーが、合成ゴム生成物であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記合成ゴム生成物が、ハロゲン化ブチルゴムであることを特徴とする請求項4に記載の方法。
- 前記流体(F)が、3〜50重量%の不揮発性ポリマーおよび60〜97重量%の揮発性化合物を含有していて、上述した成分を、流体(F)の合計質量の90〜100まで加えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ヒーター(2)に入る前記流体(F)の温度が10℃〜100℃であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ヒーター(2)に入る前記流体(F)の粘度が、100mPa*s〜25,000mPa*sであることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記加熱流体Gの温度が100〜200℃であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記脱気容器(4)の圧力が、100hPa〜4,000hPaの範囲であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。
- 前記脱気容器(4)が、サイクロンの形状に設計されており、濃縮流体(H)の除去を促すために、少なくとも皿形下部を有することを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ポンプ4.2が、容積式ポンプ、ギアポンプ、ピストンポンプ、膜ポンプ、ネジ型ポンプ、逆回転または共回転単軸または二軸押出し機のような押出し機型ポンプ、ニーダー型ポンプまたはこれらの組み合わせからなる群から選択されることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。
- 前記濃縮流体(H)の温度が、加熱流体(G)より低く、15〜100℃の範囲であることを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の方法。
- 前記再加熱濃縮流体(L)の温度が、前記濃縮流体(H)より高く、50℃〜200℃の範囲であることを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載の方法。
- 前記押出し機ユニットが、単軸および多軸押出し機からなる群から選択される押出し機を含むことを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の方法。
- 前記押出し機ユニットが、互いに独立した前記押出し機の個別のゾーンを異なる温度で操作する手段を含み、前記ゾーンに、加熱、非加熱または冷却のいずれかを行うことができることを特徴とする請求項1〜15のいずれか1項に記載の方法。
- 前記押出し機が、窒化鋼、二相鋼、ステンレス鋼、ニッケル基合金、焼結金属のような複合体材料、熱間静水圧材料、ステライトのような硬質耐摩耗性材料、セラミックス、窒化チタン、窒化クロムおよびダイヤモンドライクカーボンでできた被膜のある被覆金属から選択される材料でできていることを特徴とする請求項1〜16のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ベントポート(15)が、前記再加熱濃縮流体(L)または生成物(P)が、前記ベントポートから流出するのを防ぐ手段を含むことを特徴とする請求項1〜17のいずれか1項に記載の方法。
- 前記堆積セクション(18、20)の堆積が、ニーディングまたは絞りエレメント、ブリスターディスクまたはダイプレートにより行われることを特徴とする請求項1〜18のいずれか1項に記載の方法。
- 前記押出し機ユニットが、1〜30の搬送および堆積セクションを含むことを特徴とする請求項1〜19のいずれか1項に記載の方法。
- 前記出口セクション(22)が、前記生成物を前記押出し機および生成物処理機器から出す手段を含み、前記処理機器が、ダイプレートとカッターの組み合わせ、ダイプレートと水中ペレット化手段、クラム形成手段、攪拌器、および前記押出し機のエンドプレートに配置された固定ナイフからなる群から選択されることを特徴とする請求項1〜20のいずれか1項に記載の方法。
- 前記出口セクション(22)が、冷却手段をさらに含み、前記冷却手段が、対流空気冷却による空気圧クラムコンベヤー、対流空気冷却による振動クラムコンベヤー、冷却接触表面を備えた振動クラムコンベヤー、対流空気冷却によるベルトコンベヤー、冷却ベルトを備えたベルトコンベヤー、押出し機の出口での熱クラムへの水スプレーおよび水中ペレット化手段からなる群から選択されることを特徴とする請求項1〜21のいずれか1項に記載の方法。
- 前記押出し機ユニットが、1時間当たり5〜25,000キログラムの供給量で操作されることを特徴とする請求項1〜22のいずれか1項に記載の方法。
- ストリッピング剤が、前記押出し機ユニットに添加されることを特徴とする請求項1〜23のいずれか1項に記載の方法。
- 流体(F)または押出し機ユニットに、サイドフィーダーにより、添加剤を、それらが液体である限りは、ストリッピング剤と共に添加することを特徴とする請求項1〜24のいずれか1項に記載の方法。
- 工程a)を少なくとも1回繰り返すことを特徴とする請求項1〜25のいずれか1項に記載の方法。
- 前記繰り返しを、各数の濃縮器ユニットを連続接続することにより行うことを特徴とする請求項1〜26のいずれか1項に記載の方法。
- 前記濃縮器ユニット、前記再加熱ユニットまたは前記押出し機ユニットの圧力が、1つ以上の圧力調整デバイスを備えていることを特徴とする請求項1〜27のいずれか1項に記載の方法。
- 前記押出し機ユニットが、上流方向に、少なくとも1つの押出し機脱気セクションを含むことを特徴とする請求項1〜28のいずれか1項に記載の方法。
- 流体(F)が、少なくとも1つの不揮発性ポリマー、少なくとも1つの揮発性有機化合物、1つ以上の親水性化合物および任意選択で水を含有する粗流体(A)から親水性化合物および任意選択で水を除去する方法であって、
予備a)前記粗流体(A)を、少なくとも分離装置(26)を含む少なくとも1つの予備洗浄ユニットで処理して、前記流体(A)を水と混合して、主に不揮発性ポリマーおよび揮発性有機化合物を含む有機相(28)と、主に水および親水性化合物を含む水相(27)とを得て、前記有機相(28)を、分離装置(26)において前記水相(27)から分離して、流体Fとしてさらに用い、前記水相(27)の少なくとも一部を、前記分離装置から除去する(流体C)工程を少なくとも含む方法により得られることを特徴とする請求項1〜29のいずれか1項に記載の方法。 - 前記分離が、コアレッサー(39)によりサポートされることを特徴とする請求項30に記載の方法。
- 予備a)工程を少なくとも1回繰り返すことを特徴とする請求項30または31に記載の方法。
- 前記繰り返しを、各数の分離装置(26)を連続接続することにより行うことを特徴とする請求項32に記載の方法。
- 前記分離を、40℃を超える温度で実施することを特徴とする請求項30〜33のいずれか1項に記載の方法。
- 請求項1〜34のいずれか1項に記載の方法により得られるポリマー。
- 合成ゴム生成物であることを特徴とする請求項35に記載のポリマー。
- ブチルゴム、ブロモブチルゴムまたはクロロブチルゴムであることを特徴とする請求項36に記載のポリマー。
- ・脱気容器(4)と連通したヒーター(2)を含む1つの濃縮器ユニットであって、前記脱気容器(4)の下部が、ポンプ(4.2)と連通していて、前記脱気容器(4)の上部が、少なくとも1つの蒸気ライン(4.1)と連通している、濃縮器ユニットと、
・前記濃縮器ユニットの前記ポンプ(4.2)および押出し機ユニットの供給点(12)と連通している1つの加熱ユニット(6)と、
・少なくとも1つの供給点(12)、1つの押出し機脱気セクション(16)、1つの堆積セクション(20)および1つの出口セクション(22)を含む1つの押出し機ユニットであって、前記押出し機脱気セクション(16)が、蒸気ライン(15.1)に接続された少なくとも1つのベントポート(15)をさらに含む、押出し機ユニットと
を少なくとも含む装置。 - 前記ポンプ(4.2)が、容積式ポンプ、ギアポンプ、ピストンポンプ、膜ポンプ、ネジ型ポンプ、逆回転または共回転単軸または二軸押出し機のような押出し機型ポンプ、ニーダー型ポンプまたはこれらの組み合わせからなる群から選択される請求項38に記載の装置。
- 前記押出し機ユニットが、単軸および多軸押出し機からなる群から選択される押出し機を含むことを特徴とする請求項38または39に記載の装置。
- 前記押出し機ユニットが、二軸押出し機、リング押出し機または遊星ローラー押出し機を含むことを特徴とする請求項38〜40のいずれか1項に記載の装置。
- 前記堆積セクション(20)が、ニーディングまたは絞りエレメント、ブリスターディスクまたはダイプレートを含むことを特徴とする請求項38〜41のいずれか1項に記載の装置。
- 前記出口セクション(22)が、ダイプレートとカッターの組み合わせ、ダイプレートと水中ペレット化手段、クラム形成手段、攪拌器、および前記押出し機のエンドプレートに配置された固定ナイフからなる群から選択される生成物処理機器を含むことを特徴とする請求項38〜42のいずれか1項に記載の装置。
- 前記出口セクション(22)が、冷却手段を含むことを特徴とする請求項38〜43のいずれか1項に記載の装置。
- 1時間当たり5〜25,000キログラムの供給量で操作されるよう設計されていることを特徴とする請求項38〜44のいずれか1項に記載の装置。
- 押出し機ユニットが、ストリッピング剤を添加するよう設計されていることを特徴とする請求項38〜45のいずれか1項に記載の装置。
- 前記押出し機ユニットが、1つ以上のサイドフィーダーを含むことを特徴とする請求項38〜46のいずれか1項に記載の装置。
- 2つ以上の濃縮器ユニットを含んでいて、前記濃縮器ユニットが連続接続されていることを特徴とする請求項38〜47のいずれか1項に記載の装置。
- 前記濃縮器ユニット、再加熱ユニットまたは押出し機ユニットが、1つ以上の圧力調整デバイスを備えていることを特徴とする請求項38〜48のいずれか1項に記載の装置。
- 前記押出し機ユニットが、2つ以上の押出し機脱気セクションを含み、前記供給点(12)が、第1の押出し機脱気セクションに配置されており、前記第1の押出し機脱気セクションが、少なくとも1つの搬送セクション(16A)、上流方向において蒸気ライン(13.1)に接続された後方ベントポート(13)を含むことを特徴とする請求項38〜49のいずれか1項に記載の装置。
- 1つ以上の予備洗浄ユニットをさらに含み、それぞれが、1つ以上の前記濃縮器ユニットと連通している少なくとも分離装置(26)を含むことを特徴とする請求項38〜50のいずれか1項に記載の装置。
- 前記分離装置(26)が、少なくとも1つのミキサー(30)を含むことを特徴とする請求項51に記載の装置。
- 前記分離装置(26)が、少なくとも1つのコアレッサー(39)を含むことを特徴とする請求項51または52に記載の装置。
- 前記分離装置(26)が、少なくとも1つの分離壁(34)を含むことを特徴とする請求項51〜53のいずれか1項に記載の装置。
- 前記分離装置(26)が、加圧下で操作されるように設計されている請求項51〜54のいずれか1項に記載の装置。
- 前記脱気容器(4)が、少なくとも皿形下部を有することを特徴とする請求項51〜55のいずれか1項に記載の装置。
- 請求項38〜56のいずれか1項に記載の装置または請求項1〜38のいずれか1項に記載の方法における要素のいずれかの使用。
- 請求項38〜56のいずれか1項に記載の少なくとも1つの装置を含むプラント。
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