KR20100082795A

KR20100082795A - 폴리머 펠렛으로부터 휘발성 성분을 제거하는 방법

Info

Publication number: KR20100082795A
Application number: KR1020107011160A
Authority: KR
Inventors: 아미르 카르바시; 이사 코르호넨; 엔시오 히타넨; 카린 에이치. 크누센; 카이 하가네; 프레드 베르크만; 클라우스 나이포스
Original assignee: 보레알리스 테크놀로지 오와이.
Priority date: 2007-12-18
Filing date: 2008-10-24
Publication date: 2010-07-19
Also published as: EP2072203B2; EA024904B1; EP2072203B1; US20110245445A1; KR101146788B1; ES2367926T3; CN101896324B; EA201000839A1; ATE512774T1; WO2009077031A1; EP2072203A1; US9216548B2; BRPI0820778A2; CN101896324A; BRPI0820778B1

Abstract

본 발명은, 플라스틱 물질을 처리하는 방법을 개시하며, 상기 방법은, a) 액체를 제공하는 단계; b) 상기 액체에 상기 플라스틱 물질을 접촉시키는 단계; c) 상기 액체의 T_b-25℃ 내지 T_b에서 상기 플라스틱 물질을 상기 액체 내에 유지시키는 단계, 여기에서 T_b는 인가된 압력에서 상기 액체의 끓는점임; 및 d) 상기 액체로부터 상기 플라스틱 물질을 제거하는 단계를 포함하는, 플라스틱 물질을 처리하는 방법을 제공한다. 더욱이 본 발명은 플라스틱 물질의 처리를 위한 액체의 용도 및 액체로서 플라스틱 물질을 처리하는 플랜트를 개시한다.

Description

폴리머 펠렛으로부터 휘발성 성분을 제거하는 방법{Removing volatile compounds from polymer pellets}

본 발명은, 플라스틱 물질의 처리를 위한 방법, 플라스틱 물질로부터 휘발성 성분을 제거하기 위한 액체의 용도, 및 플라스틱 물질로부터 휘발성 성분을 제거하기 위한 플랜트에 관한 것이다.

상승된 온도에서 증기 또는 비활성 가스 또는 공기를 정화시킴으로써 폴리머(polymer)로부터 악취를 제거하는 것이 WO 98/40417에서 공지된다. 또한, 폴리프로필렌(polypropylene) 알갱이가 물로부터 분리되고 탈수를 위해 100 내지 130℃에서 건조되는 것이 DE 19 729 302에서 공지된다.

그러나 상승된 온도에서 증기 및 비활성 가스 또는 공기로서 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌(polyethylene)과 같은 폴리머 펠렛(pellet)을 처리하는 것은 소정의 문제를 야기한다. 먼저, 특히 음용수 파이프 분야 및 자동차 부품 분야에 적용되는 많은 경우 배출, 맛, 및 냄새의 문제 등이 충분히 증진되지 못한다. 더욱이 표준 정화 방법은 플라스틱 물질로부터 적은 양이 포함된 모노머(monomer)만을 제거할 뿐이며, 많은 양의 휘발성 성분은 물질 내에 남게 된다. 이러한 문제는, 폴리머가 폴리머의 용융지수를 수정하도록 비스브레이크(visbreaking)하려는 경우 특히 중요하다. 이러한 폴리머의 저장 동안, 펠렛의 표면으로부터의 휘발성 성분의 손실은 저장 사일로 내의 공기와 폭발성 혼합물을 야기할 수도 있다.

본 발명은 낮은 에너지 소비로서 휘발성 성분을 간단하고 효과적으로 제거하도록 하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 이러한 방법을 수행하기 위한 플랜트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 상기 목적들이 액체 형태의 용제에 플라스틱 물질을 접촉시킴으로써 이루어질 수 있다는 발견에 기초한다.

따라서 본 발명은, 플라스틱 물질을 처리하는 방법으로서,

a) 액체를 제공하는 단계;

b) 상기 액체에 상기 플라스틱 물질을 접촉시키는 단계;

c) 상기 액체의 T_b-25℃ 내지 T_b에서 상기 플라스틱 물질을 상기 액체 내에 유지시키는 단계, 여기에서 T_b는 인가된 압력에서 상기 액체의 끓는점임; 및

상기 액체로부터 상기 플라스틱 물질을 제거하는 단계를 포함하는, 플라스틱 물질을 처리하는 방법을 제공한다.

추가하여, 본 발명은 플라스틱 물질로부터 휘발성 성분을 제거하기 위한 플랜트로서,

(a) 올레핀 폴리머(olefin polymer)를 추출하기 위한 추출기;

(b) 상기 추출기에 인접한 펠렛타이저(pelletiser);

(c) 상기 폴리머의 탈가스화(degassing)를 위한 처리 탱크 또는 다수의 처리 탱크의 그룹;

"처리 탱크(treatment tank)"의 용어는 액체로 플라스틱 물질을 처리하기에 적합한 임의의 용기(vessel)로 정의된다.

(d) 선택적으로, 상기 처리 탱크 또는 다수의 처리 탱크의 그룹 내에서 하나 이상의 혼합 부재(mixing element)를 갖는 교반기(stirrer);

(e) 액체 탱크 또는 다수의 액체 탱크의 그룹;

(f) 상기 펠렛타이저로부터 획득한 펠렛 슬러리를 상기 처리 탱크 또는 다수의 처리 탱크의 그룹에 이송하기 위한 도관 또는 다수의 도관의 그룹;

(g) 상기 액체 탱크 또는 다수의 액체 탱크의 그룹을 상기 펠렛타이저에 연결하기 위한 도관 또는 다수의 도관의 그룹;

(h) 상기 액체 탱크 또는 다수의 액체 탱크의 그룹을 상기 펠렛타이저에 연결하는 상기 도관 또는 다수의 도관의 그룹을 따라 액체 유동을 형성하기 위한 펌핑 수단;

(i) 상기 액체 탱크 또는 다수의 액체 탱크의 그룹을 상기 처리 탱크 또는 다수의 처리 탱크의 그룹에 연결하기 위한 도관 또는 다수의 도관의 그룹;

(k) 상기 액체 탱크 또는 다수의 액체 탱크의 그룹을 상기 처리 탱크 또는 다수의 처리 탱크의 그룹에 연결하기 위한 상기 도관 또는 다수의 도관의 그룹을 따라 액체 유동을 형성하기 위한 펌핑 수단;

(l) 상기 처리 탱크 또는 다수의 처리 탱크의 그룹 각각으로부터 상기 펠렛 슬러리를 배출시키기 위한 도관 또는 다수의 도관의 그룹; 및

(m) 액체 공급원으로부터 상기 액체 탱크 또는 다수의 액체 탱크의 그룹 내에 액체를 공급하기 위한 도관 또는 다수의 도관의 그룹을 포함하는, 플랜트를 제공한다.

본 발명에 따라 증기 대신 액체를 사용하는 것은 플라스틱 물질로부터 휘발성 성분을 보다 효과적으로 제거할 뿐만 아니라 처리를 더욱 용이하게 한다. 펠렛은 탈가스화(=처리) 단계를 통해 추출기로부터 최종 건조 단계에 이르기 까지 동일한 액체 내에 잔존할 수 있다. 휘발성 성분을 제거하기 위한 다른 방법에서는, 일반적으로 고열의 폴리머 펠렛이 유압 이송되고, 이는 입자와 이송 파이프 사이의 마찰로 인하여 종종 바람직하지 않은 미세 결함 및 띠를 생성시킨다. 슬러리의 사용은 이러한 미세 결함이나 띠의 생성을 감소시킨다. 더욱이 액체는 고열도 아니며 종래 기술에 의한 방법에 사용되는 순수 증기와 비교하여 취급이 용이하고 안전하다. 더욱이, 증기는 후속하는 폐수 처리에서 응축되어야만 한다. 본 발명에 따른 방법 및 플랜트에서는 기화된 액체가 액체를 가온하도록 사용되고 응축되어야 하는 기화된 액체의 양이 종래 기술에 의한 방법에 비해 매우 감소한다. 따라서 보다 적은 냉각수가 필요하며, 이는 결과적으로 에너지 소비 프로세스를 감소시킨다. 추가하여 에너지 절약은, 가스에서 고체 플라스틱 물질로 전달되는 것과 비교하여, 액체로부터 고체 플라스틱 물질 전달되는 설치된 열교환에 기인한다. 이 경우 유기 휘발성 성분의 방출을 제한하는 유럽 연합의 1999/13/EC의 지침을 따른 작업을 보다 용이하게 한다.

또한, 본 발명은 플라스틱 물질로부터 휘발성 성분을 제거하기 위한 액체의 용도로서, 상기 액체의 온도는 T_b-25℃ 내지 T_b, 바람직하게 T_b-10℃ 내지 T_b이며, 여기에서 T_b는 인가된 압력에서 상기 액체의 끓는점이다.

본 발명은 플라스틱 물질 제조 동안 제조되는 펠렛으로부터 휘발성 성분을 제거하는 것에 관한 것이다. 이러한 휘발성 성분은, 모노머, 탄화수소, 치환된 탄화수소를 포함하는 탄화수소 유도체, 알코올, 케톤, 알데히드, 카르복실산, 아민, 이민, 에폭사이드, 에테르, 및 그의 유도체를 포함한다. 특히 상기 방법은 2 내지 20개의 탄소 원자, 바람직하게는 2 내지 15개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 2 내지 12개의 탄소 원자, 및 가장 바람직하게는 6 내지 12개의 탄소 원자를 포함하는 휘발성 성분을 제거한다. 바람직하게, 제거되는 휘발성 성분은 2 내지 20개의 탄소 원자, 바람직하게는 2 내지 15개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 2 내지 12개의 탄소 원자, 및 가장 바람직하게는 6 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 탄화수소를 필수적으로 포함한다. 이 경우, "필수적으로 포함하는(essentially consist)"의 의미는 총 제거되는 휘발성 성분의 50 내지 100%, 바람직하게는 80 내지 100%를 의미한다. 바람직하게, 제거되는 성분은 360℃ 이하, 보다 바람직하게는 -104℃ 내지 280℃, 및 가장 바람직하게는 65℃ 내지 230℃의 끓는점을 갖는다.

본 출원에서, "탈가스화(degassing)" 및 "처리(treatment)"는 동의어이다.

물론, 휘발성 성분은 접착제, 충전제, 또는 첨가제와 같이 플라스틱 제조에 흔히 사용되는 성분으로부터 기인하는 다른 성분을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 방법은 추출되는 휘발성 성분의 양과 특성에 따라 보다 높은 효율을 갖는다. 이러한 휘발성 성분은, 모노머, 탄화수소, 치환된 탄화수소를 포함하는 탄화수소 유도체, 알코올, 케톤, 알데히드, 카르복실산, 아민, 이민, 에폭사이드, 에테르, 및 그의 유도체를 포함한다. 특히 상기 방법은 2 내지 20개의 탄소 원자, 바람직하게는 2 내지 15개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 2 내지 12개의 탄소 원자, 및 가장 바람직하게는 6 내지 12개의 탄소 원자를 포함하는 휘발성 성분을 제거한다. 바람직하게, 제거되는 휘발성 성분은 2 내지 20개의 탄소 원자, 바람직하게는 2 내지 15개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 2 내지 12개의 탄소 원자, 및 가장 바람직하게는 6 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 탄화수소를 필수적으로 포함한다. 이 경우, "필수적으로 포함하는(essentially consist)"의 의미는 총 제거되는 휘발성 성분의 50 내지 100%, 바람직하게는 80 내지 100%를 의미한다. 바람직하게, 제거되는 성분은 360℃ 이하, 보다 바람직하게는 -104℃ 내지 280℃, 및 가장 바람직하게는 65℃ 내지 230℃의 끓는점을 갖는다.

더욱이, 폴리머 물질로의 열전달은 한층 증진되며, 그리하여 열효율이 증진된다. 잔여 탄화수소 제거를 위한 표준 방법에서와 같이 막대한 양의 공기 또는 비활성 가스를 인가할 필요가 없다는 놀라운 사실을 발견하였다.

본 발명에 따른 방법에서 처리되는 플라스틱 물질은 바람직하지 않은 배출, 맛 및 냄새의 문제를 겪는 어떠한 플라스틱 물질일 수 있다. 바람직하게는, 플라스틱 물질은 C₂, C₃, 및 C₄ 내지 C₈ 모노머에 기초한 폴리올레핀(polyolefin)일 수 있으며, 보다 바람직하게는 폴리에틸렌 및/또는 폴리프로필렌 수지일 수 있으며, 이는 추가량의 기능화된 모노머 및/또는 C4 내지 C10의 코모노머(comonomer)를 추가로 포함한다.

본 발명에 따른 방법은, 비스크레이크된 폴리프로필렌 수지의 경우 특히 바람직하다.

액체의 온도는 특정 온도 범위 내에서 선택되어야 한다. 이러한 범위는 액체의 끓는점보다 25℃ 아래에서, 바람직하게는 10℃ 아래에서 시작하고 인가된 압력에서의 액체의 끓는점에서 끝난다.

물의 경우, 표준압에서 온도 범위의 하한은 75℃, 바람직하게는 90℃이며, 상한은 100℃이다. 보다 높은 압력에서 사용 가능한 온도 범위가 보다 높은 온도로 이동된다는 것은 익히 공지되어 있다. 이러한 보다 높은 온도를 인가하는 것은, 보다 높은 용융 폴리프로필렌 수지의 경우에 예를 들어 비스브레이크된 폴리프로필렌의 경우에 바람직하다.

특정 시간 동안 전술한 범위 내의 온도에서 액체 내에 플라스틱 물질을 유지한 후, 플라스틱 물질은 액체로부터 제거된다.

본 발명에 따른 액체는, 물, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올 및 그의 혼합물로부터 선택하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 액체는 물 또는 다음의 그의 혼합물로부터 선택된다: 4/1 내지 19/1의 비율의 물/에탄올, 물/프로판올, 물/이소프로판올, 물/부탄올.

가장 바람직하게, 상기 액체는 물이다. 상기 목적을 위해 물이 적합하다는 발견은 특히 놀라운 일인데, 이는 물에서 모노머 및 C₂-C₂₀ 탄화수소의 용해도가 매우 낮고 따라서 방법은 표준 추출이 아니기 때문이다.

바람직하게, 플라스틱 물질은 약 15분 내지 6시간 동안 액체 내에 유지시킨다. 보다 바람직하게 플라스틱 물질은 20분 내지 4시간 동안, 및 가장 바람직하게 30분 내지 4시간 동안 액체 내에서 유지시킨다.

본 발명에 따른 방법은, 플라스틱 물질이 펠렛의 형태인 경우 바람직하게 적용된다. 펠렛은 일반적으로 수중 커터(underwater cutter)에서 획득된다. 수중 커터에 사용되는 물의 온도는 약 40 내지 60℃인 것이 보통이다. 이는, 본 발명에 따른 방법에서 사용되는 액체의 예비-가온으로서 본 발명에서 사용할 수 있다. 수중 커터에서 직접 물을 사용하거나 또는 열교환기를 사용할 수 있다. 2가지 모든 경우 일체화된 방법은 필요한 입력 에너지를 매우 절감시킨다.

일체화는 추가 장점을 제공한다. 휘발성 성분을 제거하는 종래의 방법은 고열의 폴리머 입자의 유압 이송을 포함하는데, 이는 입자와 이송 파이프 사이의 마찰로 인하여 종종 바람직하지 않은 미세 결함 및 띠를 생성시킨다. 본 발명에 따른 휘발성 성분 제거 방법이 슬러리에서 이루어지기 때문에, 본 발명에 따른 방법은 미세 결함 및 띠 생성을 매우 감소시키는 큰 장점을 제공한다. 펠렛을 처리하는 경우, 펠렛이 건조 단계를 거칠 필요가 없지만, 액체 슬러리(= 펠렛 슬러리)에서 사용할 수 있으며, 바람직하게는 펠렛 슬러리는 수성 슬러리(aqueous slurry)라는 큰 장점을 추가로 제공한다.

본 발명에 따른 방법에서, 액체의 온도는 특정 시간 동안 바람직한 온도 범위 내에서 유지되는 것이 바람직하다. 이는, 당업자에게 공지된 어떠한 수단에 의해서도 이루어질 수 있으며; 바람직하게 이것은 액체 내에 기화된 액체를 주입하거나 또는 가열 코일에 의해 이루어진다.

보다 바람직하게, 이것은 물, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올 및 그의 혼합물로 선택된 기화된 액체 주입에 의해 이루어진다. 보다 바람직하게는, 상기 기화된 액체는 물 또는 다음의 그의 혼합물로부터 선택된다: 4/1 내지 19/1의 비율의 물/에탄올, 물/프로판올, 물/이소프로판올, 물/부탄올.

가장 바람직하게, 가온은 액체 내에 증기를 주입함으로써 수행된다. 증기 주입에 의해 야기되는 거품은 끓는 액체의 정화 및 탄화수소의 제거를 증진시킨다.

바람직하게, 본 발명에 따른 방법은 처리 탱크의 오버헤드 구획 내에 또는 직접적으로 슬러리 내에 공기 스트림 또는 비활성 가스 스트림을 주입하는 것과 조합할 수 있다.

보다 바람직하게, 비활성 가스 스트림은 처리 탱크의 오버헤드 구획 내에 또는 슬러리 내에 직접적으로 주입된다.

처리되는 플라스틱 물질에 따라, 과압을 인가하는 것이 바람직하며, 예를 들어, 75℃ 내지 160℃, 바람직하게 90℃ 내지 150℃, 보다 바람직하게 105℃ 내지 145℃, 및 가장 바람직하게 110℃ 내지 140℃에서 물이 액체 형태로 존재한다.

본 발명에 따른 방법은 배치 모드에서 또는 연속 모드에서 수행될 수 있다. 연속 형태로 수행함에 있어서, 체류 시간 분포가 용기에 인가되고 떠나는 스트림에 의해 야기되는 유동 패턴에 의해 또는 용기에 인가되고 떠나는 스트림과 조합되어 교반기에 의해 결정되는 경우, 역류 연속 유동 용기 또는 교반 용기(counter current continuous flow vessel or stirred vessel)가 바람직하게 사용된다.

배치 모드 및 연속 모드의 경우 모두에서, 액체/플라스틱 물질 질량비는 바람직하게 3/10 내지 300/10의 범위 내이며, 보다 바람직하게 3/10 내지 200/10의 범위 내이며, 보다 바람직하게 5/10 내지 200/10의 범위 내이며, 보다 바람직하게, 10/10 내지 150/10의 범위 내이다. 가장 바람직하게, 액체/플라스틱 물질 질량비는 15/10 내지 120/10의 범위 내이다. 펠렛의 경우 액체량은 5 내지 200vol.%에서 유지되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게 5 내지 100vol.%에서 유지되며, 이는 펠렛 사이의 체적을 채우는 이론적인 최소량보다 큰 값이다.

본 발명에 따른 방법은 본 기술분야에서 공지된 유압 펠렛 이송 시스템과 조합될 수 있다. 이러한 조합은 추가 건조 단계를 생략하고 비활성 가스 하에서의 취해져야 하는 사일로 내 저장하는 것과 같이 비용이 필요한 안전 조치들을 생략하게 하는 추가 장점을 갖는다.

바람직하게, 플라스틱 물질은 액체 제거 후에 상온보다 높은 온도에서 비활성 가스에 의해 건조되고 및/또는 처리된다. 이러한 제거는 본 기술분야에서 공지된 원심 건조기(centrifugal dryer) 등에 의해 수행될 수 있다. 보다 바람직하게, 물의 제거는 단계적으로 수행된다. 탈가스화된 물의 바람직하게 40 내지 98%, 보다 바람직하게 70 내지 95%가 본 발명에 따른 처리 이후 분리된다.

휘발성 성분의 제거는 처리되지 않은 폴리머의 총 배출에 기초한다. 다른 기재가 없는 한, 모든 배출 데이터는 실험 부분에서 후술되는 (A) 방법에 따라 결정되었다.

물론, 휘발성 성분의 화학적 특성 및 양은 사용되는 코모노머 및 첨가제와 사용된 방법에 따라 다르다.

본 발명의 방법은, 1시간 이후 적어도 20wt.%, 바람직하게 적어도 30wt.%, 보다 바람직하게 적어도 40wt.%, 및 가장 바람직하게 적어도 45wt.%의 총 휘발성 성분의 제거를 특징으로 하며, 추가하여 1시간 이후 적어도 20wt.%, 바람직하게 적어도 30wt.%, 보다 바람직하게 적어도 40wt.%, 및 가장 바람직하게 적어도 48wt.%의 분획 <C6의 제거를 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 방법은, 4시간 이후 적어도 40wt.%, 바람직하게 적어도 50wt.%, 보다 바람직하게 적어도 60wt.%, 및 가장 바람직하게 적어도 71wt.%의 총 휘발성 성분의 제거를 특징으로 하며, 추가하여 4시간 이후 적어도 40wt.%, 바람직하게 적어도 50wt.%, 보다 바람직하게 적어도 60wt.%, 보다 바람직하게 적어도 70wt.%, 보다 바람직하게 적어도 80wt.%, 및 가장 바람직하게 적어도 85wt.%의 분획 <C6의 제거를 특징으로 한다.

폴리프로필렌 호모폴리머의 경우, 본 발명의 방법은 1시간 이후 적어도 20wt.%, 바람직하게 적어도 30wt.%, 보다 바람직하게 적어도 40wt.%, 및 가장 바람직하게 적어도 54wt.%의 분획 C6의 제거를 특징으로 하며, 추가하여 1시간 이후 적어도 20wt.%, 바람직하게 적어도 30wt.%, 보다 바람직하게 적어도 40wt.%, 및 가장 바람직하게 적어도 50wt.%의 분획 C7-C8의 제거를 특징으로 하며, 추가하여 1시간 이후 적어도 20wt.%, 바람직하게 적어도 30wt.%, 보다 바람직하게 적어도 40wt.%, 및 가장 바람직하게 적어도 53wt.%의 분획 C9-C11의 제거를 특징으로 하며, 추가하여 1시간 이후 적어도 20wt.%, 바람직하게 적어도 30wt.%, 보다 바람직하게 적어도 40wt.%, 및 가장 바람직하게 적어도 53wt.%의 분획 C12-C14의 제거를 특징으로 하며, 추가하여 1시간 이후 적어도 10wt.%, 바람직하게 적어도 20wt.%, 보다 바람직하게 적어도 25wt.%, 및 가장 바람직하게 적어도 30wt.%의 분획 ≥C15의 제거를 특징으로 하며, 추가하여 4시간 이후 적어도 40wt.%, 바람직하게 적어도 50wt.%, 보다 바람직하게 적어도 60wt.%, 보다 바람직하게 적어도 70wt.%, 보다 바람직하게 적어도 80wt.%, 및 가장 바람직하게 적어도 84wt.%의 분획 C6의 제거를 특징으로 하며, 추가하여 4시간 이후 적어도 40wt.%, 바람직하게 적어도 55wt.%, 보다 바람직하게 적어도 70wt.%, 및 가장 바람직하게 적어도 84wt.%의 분획 C7-C8의 제거를 특징으로 하며, 추가하여 4시간 이후 적어도 40wt.%, 바람직하게 적어도 50wt.%, 보다 바람직하게 적어도 60wt.%, 보다 바람직하게 적어도 70wt.%, 및 가장 바람직하게 적어도 78wt.%의 분획 C9-C11의 제거를 특징으로 하며, 추가하여 4시간 이후 적어도 40wt.%, 바람직하게 적어도 50wt.%, 보다 바람직하게 적어도 60wt.%, 및 가장 바람직하게 적어도 72wt.%의 분획 C12-C14의 제거를 특징으로 하며, 추가하여 4시간 이후 적어도 20wt.%, 바람직하게 적어도 30wt.%, 보다 바람직하게 적어도 40wt.%, 및 가장 바람직하게 적어도 53wt.%의 분획 ≥C15의 제거를 특징으로 한다.

에틸렌, 부텐, 또는 보다 큰 올레핀을 포함하는 코폴리머의 경우, 본 발명의 방법은 1시간 이후 적어도 20wt.%, 바람직하게 적어도 30wt.%, 보다 바람직하게 적어도 40wt.%, 보다 바람직하게 적어도 50wt.%, 보다 바람직하게 적어도 60wt.%, 및 가장 바람직하게 적어도 65wt.%의 분획 C8-C9의 제거를 특징으로 하며, 추가하여 1시간 이후 적어도 20wt.%, 바람직하게 적어도 30wt.%, 보다 바람직하게 적어도 40wt.%, 보다 바람직하게 적어도 50wt.%, 및 가장 바람직하게 적어도 57wt.%의 분획 C10-C11의 제거를 특징으로 하며, 추가하여 1시간 이후 적어도 20wt.%, 바람직하게 적어도 30wt.%, 보다 바람직하게 적어도 40wt.%, 및 가장 바람직하게 적어도 48wt.%의 분획 C12-C13의 제거를 특징으로 하며, 추가하여 1시간 이후 적어도 10wt.%, 바람직하게 적어도 20wt.%, 보다 바람직하게 적어도 30wt.%, 및 가장 바람직하게 적어도 35wt.%의 분획 C14-C15의 제거를 특징으로 하며, 추가하여 1시간 이후 적어도 5wt.%, 바람직하게 적어도 10wt.%의 분획 ≥C16의 제거를 특징으로 하며, 추가하여 4시간 이후 적어도 40wt.%, 바람직하게 적어도 50wt.%, 보다 바람직하게 적어도 60wt.%, 및 가장 바람직하게 적어도 72wt.%의 분획 C8-C9의 제거를 특징으로 하며, 추가하여 4시간 이후 적어도 40wt.%, 바람직하게 적어도 50wt.%, 보다 바람직하게 적어도 60wt.%, 보다 바람직하게 적어도 70wt.%, 및 가장 바람직하게 적어도 80wt.%의 분획 C10-C11의 제거를 특징으로 하며, 추가하여 4시간 이후 적어도 40wt.%, 바람직하게 적어도 50wt.%, 바람직하게 적어도 60wt.%, 보다 바람직하게 적어도 70wt.%, 및 가장 바람직하게 적어도 81wt.%의 분획 C12-C13의 제거를 특징으로 하며, 추가하여 4시간 이후 적어도 20wt.%, 바람직하게 적어도 30wt.%, 보다 바람직하게 적어도 40wt.%, 보다 바람직하게 적어도 50wt.%, 및 가장 바람직하게 적어도 61wt.%의 분획 C14-C15의 제거를 특징으로 하며, 추가하여 4시간 이후 적어도 10wt.%, 바람직하게 적어도 15wt.%, 보다 바람직하게 적어도 20wt.%, 보다 바람직하게 적어도 25wt.%, 및 가장 바람직하게 적어도 29wt.%의 분획 ≥C16의 제거를 특징으로 한다.

에틸렌, 부텐, 또는 보다 큰 올레핀을 포함하는 코폴리머의 경우 본 발명에 따른 방법이 분획 C6-C7을 제거하는데 적용될 수도 있음을 당업자는 이해할 것이다.

펠렛의 경우 본 발명에 따른 추출 방법은 완전한 제조 시간 동안 제조된 펠렛을 혼합하는 혼합 방법와 조합되는 것이 바람직하여, 품질 변동을 최소화하도록 한다.

더욱이, 본 발명은 플라스틱 물질로부터 휘발성 성분을 제거하기 위한 액체, 바람직하게 T_b-25℃ 내지 T_b의 물, 바람직하게 T_b-10℃ 내지 T_b의 액체의 용도에 관한 것이다. 여기에서 상기 T_b는 인가된 압력에서 상기 액체의 끓는점이다. 이러한 휘발성 성분은, 모노머, 탄화수소, 치환된 탄화수소를 포함한 탄화수소 유도체, 알코올, 케톤, 알데히드, 카르복실산, 아민, 이민, 에폭사이드, 에테르, 및 그의 유도체를 포함한다. 본 발명은 2 내지 20개의 탄소 원자, 바람직하게는 2 내지 15개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 2 내지 12개의 탄소 원자, 및 가장 바람직하게는 6 내지 12개의 탄소 원자를 포함하는 휘발성 성분을 제거한다. 본 발명은 2 내지 20개의 탄소 원자, 바람직하게는 2 내지 15개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 2 내지 12개의 탄소 원자, 및 가장 바람직하게는 6 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 탄화수소를 필수적으로 포함하는 휘발성 성분을 제거한다. 이 경우, "필수적으로 포함하는(essentially consist)"의 의미는 총 제거되는 휘발성 성분의 50 내지 100%, 바람직하게는 80 내지 100%를 의미한다. 본 발명은 특히 360℃ 이하, 보다 바람직하게는 -104℃ 내지 280℃, 및 가장 바람직하게는 65℃ 내지 230℃의 끓는점을 갖는 성분을 제거한다.

본 발명의 용도에서, 액체는 물, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올 및 그의 혼합물로 선택된다. 바람직하게, 상기 액체는 물이다.

(a) 올레핀 폴리머를 추출하기 위한 추출기;

(b) 상기 추출기에 인접한 펠렛타이저;

(c) 상기 폴리머의 탈가스화(=처리)를 위한 처리 탱크 또는 다수의 처리 탱크의 그룹(이하, 처리 탱크(들)로 지칭함);

바람직하게는, 처리 탱크(들) 내의 액체량은 5 내지 200vol.%로 유지되며, 보다 바람직하게는 5 내지 100vol.%으로, 이는 펠렛 사이의 공간을 채우기 위한 이론적 최소값 이상이다. 이는, 처리 탱크(들) 내의 액체에서 펠렛을 분산시키도록 바람직하게 충분한 액체가 존재함을 의미한다.

더욱이, 바람직하게는 처리 탱크(들) 내의 액체가 T_b-25℃ 내지 T_b에서, 보다 바람직하게는 T_b-10℃ 내지 T_b에서 유지되며, 여기에서 T_b는 인가된 압력에서 액체의 끓는점이다.

(d) 선택적으로, 상기 처리 탱크(들) 내에서 하나 이상의 혼합 부재를 갖는 교반기;

바람직하게는 상기 교반기가 처리 탱크(들) 내에서 플러그 유동 패턴(plug flow pattern)을 야기한다.

(e) 액체 탱크 또는 다수의 액체 탱크의 그룹;

(f) 상기 펠렛타이저로부터 획득한 펠렛 슬러리를 상기 처리 탱크(들)에 이송하기 위한 도관 또는 다수의 도관의 그룹;

바람직한 실시양상에서, 도관 또는 다수의 도관의 그룹은 처리 탱크(들)의 상부에 인접한 입구부에 연결된다. 더욱이, 다른 바람직한 실시양상에서, 도관 또는 다수의 도관의 그룹은 처리 탱크(들)의 하부에 인접한 입구부에 연결된다.

(h) 상기 (g)에서 언급한 상기 도관 또는 다수의 도관의 그룹을 따라 액체 유동을 형성하기 위한 펌핑 수단;

(i) 상기 액체 탱크 또는 다수의 액체 탱크의 그룹을 상기 처리 탱크(들)에 연결하기 위한 도관 또는 다수의 도관의 그룹;

바람직한 실시양상에서, 도관 또는 다수의 도관의 그룹은 처리 탱크 또는 다수의 처리 탱크의 그룹의 각각의 하부에 인접한 입구부에 연결된다. 더욱이, 다른 바람직한 실시양상에서, 도관 또는 다수의 도관의 그룹은 처리 탱크(들)의 상부에 인접한 입구부에 연결된다;

(k) 상기 (i)에서 언급한 상기 도관 또는 다수의 도관의 그룹을 따라 액체 유동을 형성하기 위한 펌핑 수단;

(l) 상기 처리 탱크 또는 다수의 처리 탱크 각각으로부터 상기 펠렛 슬러리를 배출시키기 위한 도관 또는 다수의 도관의 그룹; 및

바람직한 실시양상에서, 도관 또는 다수의 도관의 그룹은 하나 이상의 처리 탱크의 하부에 인접한 입구부에 연결된다. 더욱이, 다른 바람직한 실시양상에서, 도관 또는 다수의 도관은 처리 탱크(들)의 상부에 인접한 입구부에 연결된다;

보다 바람직하게, 도관 또는 다수의 도관의 그룹은 유압 이송 수단을 포함한다; 그리고

플랜트는, 펠렛 슬러리를 이송하는 하나 또는 그 이상의 도관에 인접하게 위치한 액체 분리기(liquid separator) 또는 다수의 액체 분리기의 그룹을 포함하는 것이 바람직하다. 액체 분리기는 펠렛타이저로부터 처리 탱크(들)에 펠렛 슬러리를 이송하는 도관 또는 다수의 도관의 그룹에 인접하게 위치할 수 있으며 및/또는 처리 탱크(들)로부터 펠렛 슬러리를 배출하는 도관 또는 다수의 도관의 그룹에 인접하게 위치할 수 있다.

각각의 액체 분리기는 바람직하게 액체의 40% 내지 98%, 보다 바람직하게 70% 내지 95%가 펠렛으로부터 분리된다. 바람직하게, 펠렛 슬러리로부터 분리된 액체는 액체 탱크 또는 다수의 액체 탱크의 그룹으로부터 이송된다.

또한, 플랜트는 펠렛타이저에 유입되기 전에 액체를 냉각하기 위한 냉각 수단을 포함하는 것이 바람직하다. 당업자에게 공지된 어떠한 냉각 수단도 사용될 수 있다. 바람직하게 열교환기가 사용된다. 냉각수를 사용하는 열교환기가 특히 바람직하다.

플랜트는 처리 탱크 또는 다수의 처리 탱크의 그룹(이하, 처리 탱크(들)로 지칭함)을 비활성 가스 또는 공기로 정화하기 위한 수단을 포함하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게 처리 탱크(들)을 정화하기 위한 수단은 비활성 가스에 의해 정화하기 위한 수단이다.

본 발명에 따른 플랜트는 처리 탱크(들)을 가온하기 위한 수단을 추가로 포함하는 것이 바람직하다. 가온은 다이(die)로부터 처리 탱크(들)로 획득되는 중의 (휘발성 성분이 제거된) 액체 용액 내에서 펠렛을 가온하기 위한 수단에 의해 이루어질 수 있으며 및/또는 액체 탱크(들) 자체적으로 가온되도록 사용될 수 있으며 및/또는 당업자에게 공지된 어떠한 수단에 의해서도 이루어질 수 있다. 바람직하게, 가온은 기화된 액체를 액체 내에 주입시킴으로써 또는 가열 코일에 의해 이루어진다.

바람직하게, 기화된 액체는 처리 탱크(들) 내에 주입되며, 가장 바람직하게 가온을 위한 수단은 처리 탱크(들) 내에 증기 주입을 위한 수단이다.

본 발명에 따른 플랜트는 펠렛 슬러리를 이송하기 위한 유압 이송 수단을 포함하는 것이 바람직하며, 그리하여 추가 건조 단계를 피할 수 있으며 플랜트의 안정성이 증가한다.

본 발명에 따른 플랜트는 대기로의 탄화수소 배출을 최소화하고 배기된 유기 휘발성 물질이 (회수(recovery), 연료 가스 시스템 등과 같은) 방법로 하강 스트림하기 전에 액체의 주된 부분이 회수되도록 적어도 하나의 오프-가스 응축기(off-gas condenser)를 포함하는 것이 바람직하다. 이 경우 배기를 통해 적어도 하나의 오프-가스 응축기가 적어도 하나의 액체 탱크 및/또는 적어도 하나의 처리 탱크 및/또는 도관 또는 다수의 도관의 그룹에 연결된다. 이를 위한 밸브와 도관들은 당업자에게 공지된다. 따라서 설명을 위해 도 5에서는 도시하지 않는다.

본 발명에 따른 플랜트는 선택적으로 교반기가 장착된 적어도 하나의 혼합 탱크를 추가로 포함하는 것이 바람직하다. 적어도 하나의 혼합 탱크는 펠렛 슬러리를 위한 입구부를 갖는다. 바람직한 실시양상에서, 입구부는 혼합 탱크의 상부에 위치하며 펠렛 슬러리를 위한 출구는 혼합 탱크의 하부에 위치한다. 다른 바람직한 실시양상에서, 입구부는 혼합 탱크의 하부에 위치하며 펠렛 슬러리를 위한 출구는 혼합 탱크의 상부에 위치한다. 또 다른 바람직한 실시양상에서, 펠렛 슬러리를 위한 입구부와 펠렛 슬러리를 위한 출구부 모두 혼합 탱크의 하부에 위치한다. 또 다른 바람직한 실시양상에서, 펠렛 슬러리를 위한 입구부와 펠렛 슬러리를 위한 출구부 모두 혼합 탱크의 상부에 위치한다. 혼합 탱크 내에서 유동 교란 인자(flow disturbance)가 매끄러워지고 펠렛이 혼합되며, 더욱 고열의 펠렛이 냉각되며, 바람직하게는 교반기가 유동 교란 인자를 매끄러워지게 하고 펠렛을 혼합하고 냉각하도록 사용된다.

휘발성 성분의 존재는, 최근 일반적으로 사용되는 대기압 액체 탱크 대신 폐쇄형 액체 탱크를 필요로 한다. 이는 특정 작용 및 설치에서 유기 용매 사용으로 인해 유기 휘발성 성분의 방출을 제한하는 유럽 연합의 1999/13/EC에 관계된다.

그러므로, 전술한 본 발명에 따른 플랜트 또는 후술하는 플랜트(P1 내지 P5)의 적어도 하나의 액체 탱크는 폐쇄형 액체 탱크이다. 더욱이, 적어도 하나의 액체 탱크에는 거름기(skimmer) 설비가 설치되어, 액체 시스템으로부터의 어떠한 미량의 중탄화수소/오일 및 결과적으로 폴리머 더스트(polymer dust)를 제거할 수 있다.

바람직하게는, 추가 액체 처리(예를 들어, 정화 단계, 폐수 처리)를 위한 어떠한 수단도 플랜트에 포함될 수 있다. 적어도 하나의 액체 탱크 및/또는 처리 탱크에 이러한 수단들이 장착될 수 있으며 및/또는 수단들은 플랜트의 어떠한 도관들과 연통할 수 있으며, 바람직하게는 펠렛 슬러리를 이송하지 않는 도관들과 연통할 수 있다.

본 발명에 따라 낮은 에너지 소비로서 휘발성 성분을 간단하고 효과적으로 제거할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 플랜트(P1)를 도시하며,
도 2는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 플랜트(P2)를 도시하며,
도 3은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플랜트(P3)를 도시하며,
도 4는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플랜트(P4)를 도시하며, 그리고
도 5는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플랜트(P5)를 도시한다.

도 1 내지 5는 본 발명에 따른 실시예를 도시하나, 본 발명이 이에 제한되지 않는다. 도 1 내지 5에 도시되는 플랜트는 추가적으로 하기의 수단들을 전술한 바와 같이 각각 포함할 수 있다.

- 비활성 가스 또는 공기로서, 바람직하게는 처리 탱크 내에서 비활성 가스로서 처리 탱크를 정화하기 위한 수단,

- 처리 탱크를 가온하기 위한 수단,

- 펠렛타이저 내에 유입되기 전에 액체를 냉각하기 위한 냉각 수단,

- 유압 이송 수단,

- 하나 또는 그 이상의 오프-가스 응축기,

- 혼합 탱크,

- 액체 처리 수단.

도 1은 본 발명에 따른 플랜트의 실시예를 도시하며, 이하에서 이를 P1으로 지칭한다.

플랜트는 하기를 포함한다.

(a) 올레핀 폴리머를 추출하기 위한 추출기(101);

(b) 추출기(101)에 인접한 펠렛타이저(102);

(c) 폴리머의 탈가스화를 위한 처리 탱크(103);

바람직하게는, 처리 탱크(103) 내의 액체량은 5 내지 200vol.%로 유지되며, 보다 바람직하게는 5 내지 100vol.%으로, 이는 펠렛 사이의 공간을 채우기 위한 이론적 최소값 이상이다. 이는, 처리 탱크(103) 내의 액체에서 펠렛을 분산시키도록 바람직하게 충분한 액체가 존재함을 의미한다.

더욱이, 바람직하게는 처리 탱크(103) 내의 액체가 T_b-25℃ 내지 T_b에서, 보다 바람직하게는 T_b-10℃ 내지 T_b에서 유지되며, 여기에서 T_b는 인가된 압력에서 액체의 끓는점이다.

(d) 선택적으로, 처리 탱크(103) 내에서 혼합 부재를 갖는 교반기(104);

바람직하게는 상기 교반기가 처리 탱크 내에서 플러그 유동 패턴을 야기한다.

(e) 액체 탱크(105);

(f) 펠렛타이저(102)로부터 획득한 펠렛 슬러리를 처리 탱크(103)에 이송하기 위한 도관(106); 바람직한 실시예에서, 도관(106)은 처리 탱크(103)의 상부에 인접한 입구부에 연결된다. 더욱이, 다른 바람직한 실시예에서, 도관(106)은 처리 탱크(103)의 하부에 인접한 입구부에 연결된다.

(g) 액체 탱크(105)를 펠렛타이저(102)에 연결하는 도관(107);

(h) 도관(107)을 따라 액체 유동을 형성하기 위한 펌핑 수단(108);

(i) 액체 탱크(105)를 처리 탱크(103)에 연결하는 도관(109). 바람직한 실시예에서 도관(109)은 처리 탱크(103)의 하부에 인접한 입구부에 연결된다. 더욱이, 다른 바람직한 실시예에서, 도관(109)은 처리 탱크(103)의 상부에 인접한 입구부에 연결된다.

(k) 도관(109)을 따라 액체 유동을 형성하기 위한 펌핑 수단(110);

(l) 처리 탱크(103)로부터 펠렛 슬러리를 배출시키기 위한 도관(111);

바람직한 실시예에서, 도관(111)은 처리 탱크(103)의 하부에 인접한 입구부에 연결된다. 다른 바람직한 실시예에서, 도관(111)은 처리 탱크(103)의 상부에 인접한 입구부에 연결된다;

보다 바람직하게, 도관(111)은 유압 이송 수단을 포함한다; 그리고

(m) 액체 공급원으로부터 액체를 적어도 하나의 액체 탱크(105) 내에 공급하기 위한 도관(112).

플랜트(P1)는 본 발명을 수행하기 위한 최소한의 필요 요소에 대한 것이다. 따라서, 필요한 공간을 최소한으로 하기 위해 다른 구성요소가 필요하지 않으며, 예를 들어 플랜트(P1)는 공간이 거의 없는 보다 작은 설치 위치에 적합하다. 그러므로 현존하는 플랜트들은 용이하게 플랜트(P1)로 업그레이드되거나 및/또는 플랜트가 장착될 수 있다. 더욱이 플랜트는 적은 양의 구성요소로 인해 유지가 편리하다.

더욱이, 플랜트(P1)에 전술한 바와 같이 비활성 가스 또는 공기로 처리 탱크를 정화하기 위한 수단, 처리 탱크를 가온하기 위한 수단, 펠렛타이저 내에 유입되기 전에 액체를 냉각하기 위한 냉각 수단, 유압 이송 수단, 하나 또는 그 이상의 오프-가스 응축기, 및/또는 혼합 탱크가 추가로 장착될 수 있다. 이는 플랜트(P1)가 현존하는 플랜트 또는 소정의 플랜트들의 조립체에 일체화되는 것을 용이하게 한다.

도 2는 본 발명에 따른 플랜트의 다른 실시예를 도시하며, 이하에서 이를 P2로 지칭한다.

플랜트는 도 1에 도시된 플랜트(P1)의 모든 구성요소를 포함하며, 추가로 하기의 구성요소를 추가로 포함한다.

(n) 도관(111)을 통해 처리 탱크(103)에 연결된 액체 분리기(113)로서, 탈가스화 액체의 일부, 바람직하게는 40% 내지 98%, 보다 바람직하게는 70% 내지 95%가 제거되고 도관(116)을 통해 액체 탱크(105) 내에 공급됨;

(o) 선택적으로, 펠렛타이저(102) 내에 유입되기 전에 액체 탱크(105)로부터의 액체를 도관(107)을 따라 냉각하기 위한 냉각 수단(114); 당업자에게 공지된 어떠한 냉각 수단도 사용될 수 있다. 열교환기가 사용되는 것이 바람직하다. 냉각수를 사용하는 열교환기가 특히 바람직하다.

(p) 액체 분리기(113)로부터 획득된 펠렛 슬러리를 배출하기 위한 도관(115)으로서, 바람직하게는 도관(115)은 유압 이송 수단을 포함한다.

플랜트(P2)은 펠렛타이저 및 처리 탱크 내에서 사용된 액체를 재순환시키며 따라서 액체를 절약한다. 물론, 현존하는 플랜트 또는 P1과 같은 소정의 플랜트의 조립체 내에 플랜트(P2)를 일체화하는 것이 가능하지만, P2는 액체 순환으로 인해 플랜트(P1)보다 독립적으로 작동할 수 있다. 따라서 P2는 다른 플랜트들로부터 완전히 독립적으로 작동될 수 있다. 더욱이 액체 분리기에서 제거되는 액체의 양은, 예를 들어 전술한 혼합 탱크 내에서의 건조 또는 처리와 같은 (도시되지 않은) 펠렛의 추가 처리 단계에 따라 조절될 수 있다.

도 3는 본 발명에 따른 플랜트의 다른 실시예를 도시하며, 이하에서 이를 P3로 지칭한다.

플랜트는 도 2에 도시된 플랜트(P2)의 모든 구성요소를 포함하며, 추가로 하기의 구성요소를 추가로 포함한다.

(q) 도관(117)을 통해 액체 탱크(105)에 연결된 도관(106)에 인접한 액체 분리기(118). 바람직하게는, 액체 분리기(118)에서 펠렛화된 액체의 일부, 바람직하게는 40% 내지 98%, 보다 바람직하게는 70% 내지 95%가 펠렛 처리 탱크(103)에 유입되기 전에 펠렛 슬러리로부터 분리되고 도관(117)을 통해 액체 탱크(105)에 공급된다.

P3는 액체가 재순환되는 P2에 상응하며, 따라서 액체를 절약한다. 더욱이, 많은 양의 액체가 펠렛타이저에서 냉각될 필요가 있는 온도에서 추출기와 펠렛타이저가 작동하는 경우, P3에 따른 플랜트가 바람직하다. 이 경우, 펠렛타이저로부터 획득되는 펠렛 슬러리는, 동시에 동일한 양의 펠렛을 처리하는 충분히 큰 처리 탱크를 필요로 하는 낮은 농도를 갖는다. 따라서 액체 분리기(118) 내에서 펠렛 슬러리를 농축시킴으로써, 보다 작은 처리 탱크가 사용될 수 있다. 이는 비용을 절감한다.

도 4은 본 발명에 따른 플랜트의 다른 실시예를 도시하며, 이하에서 이를 P4으로 지칭한다.

(a) 올레핀 폴리머를 추출하기 위한 추출기(1);

(b) 추출기(1)에 인접한 펠렛타이저(2);

(c) 액체 분리기(4)로서, 바람직하게는 펠렛화된 액체의 일부, 보다 바람직하게는 40% 내지 98%, 및 가장 바람직하게는 70% 내지 95%가 분리되고 액체 분리기(4)로부터 도관(17)을 통해 배출됨;

(d) 펠렛타이저(2)로부터 획득된 펠렛을 액체 분리기(4)로 이송하기 위한 도관(3);

(e) 펠렛을 탈가스화하기 위한 처리 탱크(6). 액체 분리기(4)로부터 획득된 펠렛 슬러리는 도관(5)을 통해 처리 탱크(6)의 입구부에 공급된다. 바람직한 실시예에서, 이러한 입구부는 처리 탱크(6)의 상부에 인접하여 위치한다. 더욱이, 다른 바람직한 실시예에서, 상기 입구부는 처리 탱크(6)의 하부에 인접하여 위치한다.

바람직하게, 처리 탱크(6) 내의 액체량은 5 내지 200vol.%로 유지되며, 보다 바람직하게는 5 내지 100vol.%으로, 이는 펠렛 사이의 체적을 채우기 위한 이론적 최소값보다 크다. 이는, 처리 탱크(6) 내의 액체에서 펠렛을 분산시키도록 바람직하게 충분한 액체가 존재함을 의미한다.

더욱이, 바람직하게는 처리 탱크(6) 내의 액체가 T_b-25℃ 내지 T_b에서, 보다 바람직하게는 T_b-10℃ 내지 T_b에서 유지되며, 여기에서 T_b는 인가된 압력에서 액체의 끓는점이다.

(f) 선택적으로, 처리 탱크(6) 내에서 적어도 하나의 혼합 부재를 갖는 교반기(7);

바람직하게는 상기 교반기가 처리 탱크 내에서 플러그 유동 패턴(plug flow pattern)을 야기한다.

(g) 도관(19)을 통해 펠렛타이저(2)에 연결되고 도관(17)을 통해 액체 분리기(4)에 연결되는 액체 탱크(18);

(h) 펌핑 수단(20);

(i) 선택적으로, 펠렛타이저(2) 내에 유입되기 전에 액체를 냉각시키기 위한 냉각 수단(22);

바람직하게는, 액체 탱크(18)로부터의 액체를 펠렛타이저(2)에 유입되기 전에 냉각시키도록 냉각 수단은 도관(19)에 인접하여 위치한다; 당업자에게 공지된 어떠한 냉각 수단도 사용될 수 있다. 열교환기가 사용되는 것이 바람직하다. 냉각수를 사용하는 열교환기가 특히 바람직하다.

(k) 처리 탱크(6)로부터 펠렛 슬러리를 제거하기 위한 도관(8);

바람직한 실시예에서, 도관(8)은 처리 탱크(6)의 하부에 인접한 입구부에 연결된다. 다른 바람직한 실시예에서, 도관(8)은 처리 탱크(6)의 상부에 인접한 입구부에 연결된다;

보다 바람직하게, 도관(8)은 유압 이송 수단을 포함한다; 그리고

(l) 도관(8)을 통해 처리 탱크(6)에 연결된 액체 분리기(9)로서, 바람직하게는 펠렛화된 액체의 일부, 보다 바람직하게는 40% 내지 98%, 및 가장 바람직하게는 70% 내지 95%가 분리되고 액체 분리기(9)로부터 도관(28)을 통해 배출됨;

(m) 액체 분리기(9)로부터 분리된 액체를 도관(28)을 통해 수용하기 위한 액체 탱크(31);

(n) 액체 탱크(31)를 처리 탱크(6)의 입구부에 연결하는 도관(33);

바람직한 실시예에서, 이러한 입구부는 처리 탱크(6)의 하부에 인접하여 위치한다. 추가로, 다른 바람직한 실시예에서, 이러한 입구부는 처리 탱크(6)의 상부에 인접하여 위치한다.

(o) 펌핑 수단(34);

(p) 선택적으로, 액체 공급원으로부터 액체 탱크(18) 내에 액체를 공급하기 위한 도관(45); 그리고

(q) 선택적으로, 액체 공급원으로부터 액체 탱크(31) 내에 액체를 공급하기 위한 도관(46);

플랜트(P4)는 2개의 액체 분리기를 가지며, 따라서 플랜트(P3)에서 전술한 장점들을 갖는다. 더욱이, 플랜트(P4)는 거의 독립적인 액체 싸이클의 일부인 2개의 액체 탱크(18)(31)를 포함한다.

바람직하게는 펠렛타이저(2)로부터 획득된 펠렛화된 액체의 일부, 보다 바람직하게는 40% 내지 98%, 및 가장 바람직하게는 70% 내지 95%가 액체 분리기(4) 내에서 펠렛으로부터 분리되고, 선택적으로 냉각되고 펠렛타이저(2) 내에 재투입된다(제 1 싸이클).

또한, 바람직하게는 처리 탱크(6) 내의 펠렛 처리를 위해 사용되는 액체의 일부, 보다 바람직하게는 40% 내지 98%, 및 가장 바람직하게는 70% 내지 95%가 액체 분리기(9) 내에서 펠렛으로부터 분리되고, 전술한 바와 같이 처리 탱크(6) 내에 재투입된다(제 2 싸이클).

이러한 2개의 싸이클은, 본 기술 분야의 공지된 어떠한 수단에 의해서도 추가 액체가 제 2 싸이클(즉, 펠렛 처리를 위한 싸이클)에 부가되는 것을 허용한다. 획득된 액체 혼합물은 제 1 싸이클에 진입하지 않는다. 이는, 처리 탱크 내에서 펠렛 처리를 위해 사용되는 액체가 펠렛타이저에 사용되기에 적합하지 않은 경우 바람직하다.

따라서, 예를 들어 제 1 싸이클에서 물이 사용되고, 제 2 싸이클에서 물 혼합물(예를 들어, 전술한 알코올을 구비한 경우)이 사용될 수 있다.

더욱이, 물이 2개의 싸이클 모두에서 사용되는 경우 P4 역시 바람직하다.

이 경우, 정상압에서 펠렛타이저(2)로부터 획득된 펠렛화된 물의 온도는 약 40 내지 60℃인 것이 일반적이며 탈가스화된 물의 온도는 75 내지 100℃인 것이 일반적이다. 물 분리기(4)(9)로부터 획득된 물 스트림들은 혼합되지 않는다. 물 분리기(4)로부터 도관(17)을 통해 획득된 분리되고 펠렛화된 물은 냉각된 액체 탱크(18) 내에 수집되며, 필요시 펠렛타이저(2) 내에 재투입된다. 이는 보다 고열의 탈가스화된 물과 혼합되지 않기 때문에 냉각이 거의 또는 전혀 필요하지 않다. 더욱이, 라인(28)을 통해 물 분리기(9)로부터 획득된 탈가스화된 물은 전술한 수단들에 의해 액체 탱크(31) 내에 수집되고 필요시 가온된 처리 탱크(6) 내에 재투입된다. 탈가스화된 물의 보다 높은 온도로 인해 가온은 거의 필요하지 않다. 따라서 에너지 및 냉각수 소비가 감소한다. 이는 비용을 감소시킨다.

도 5는 본 발명에 따른 플랜트의 다른 실시예를 도시한다.

추출기(1)로부터의 플라스틱 물질은 펠렛타이저(2) 내에서 펠렛화되고 도관(3)을 통한 물에 의해 물 분리기(4)에 이송되며, 펠렛화된 물의 일부, 바람직하게는 40% 내지 98%, 및 보다 바람직하게는 70% 내지 95%가 제거된다. 다음, 펠렛이 고열의 펠렛화된 물과 함께 입구부를 통해 도관(5)을 통해서 처리 탱크(6) 내에 공급된다. 바람직한 실시예에서 이러한 입구부는 처리 탱크(6)의 상부에 인접하게 위치한다. 다른 바람직한 실시예에서, 상기 입구부는 처리 탱크(6)의 하부에 인접하게 위치한다. 물의 양은 5 내지 200vol.%로 유지되며, 보다 바람직하게는 5 내지 100vol.%으로, 이는 펠렛 사이의 체적을 채우기 위한 이론적 최소값 이상이다. 이는, 처리 탱크(6) 내의 물에서 펠렛을 분산시키도록 바람직하게 충분한 액체가 존재함을 의미한다. 더욱이, 처리 탱크(6) 내의 액체가 T_b-25℃ 내지 T_b에서, 보다 바람직하게는 T_b-10℃ 내지 T_b에서 유지되며, 여기에서 T_b는 인가된 압력에서 액체의 끓는점이다.

처리 탱크(6) 내의 유동 패턴은 일련의 연속 교반 탱크 반응기(CSTRs; continuous Stirred Tank Reactors)에 비교될 수 있다. 이는 처리 탱크(6)를 하방으로 통하는 유동을 거의 플러그하도록, 처리 탱크(6) 내에서 체류 시간 분포(RTD; residence time distribution)를 생성한다. 그 중에서도 방법은 체류 시간에 종속되기에, 이러한 좁은 체류 분포는 각각의 폴리머 펠렛의 균등한 처리를 보장한다. 바람직하게, 처리 탱크(6)에 교반기(7)가 장착되어 처리 탱크(6)를 하방으로 통하는 유동을 거의 플러그하도록 처리 탱크(6) 내에서 체류 시간 분포를 생성한다.

증기가 입구부에서 라인(37)을 통해 부가되며, 상기 입구부는 처리 탱크(6)의 하부에 위치하는 것이 바람직하다. 물론, 어떠한 가능한 기술적 이유를 위해, 입구부가 처리 탱크의 상부에 위치할 수도 있다. 증기의 일부는 응축되며 처리 탱크(6) 내에서 온도를 유지한다. 남은 부분은 슬러리를 통해 거품이 일어, 경 휘발성 성분의 제거를 돕는다.

처리 탱크(6)를 떠난 펠렛 슬러리는 도관(8)을 통해 물 분리기(9)에 이송되며, 탈가스화된 물의 일부, 바람직하게는 40% 내지 98%, 보다 바람직하게는 70% 내지 95%가 분리된다. 펠렛은 도관(10)을 통하고 입구부를 통해서 혼합 탱크(11)에 공급된다. 바람직한 실시예에서, 상기 입구부는 혼합 탱크(11)의 상부에 위치한다. 다른 바람직한 실시예에서, 상기 입구부는 혼합 탱크(11)의 하부에 위치한다. 혼합 탱크(11)에서 유동 교란 인자가 매끄러워지고 펠렛이 혼합되며, 더욱 고열의 펠렛이 냉각되며, 바람직하게는 교반기(12)가 유동 교란 인자를 매끄러워지게 하고 펠렛을 혼합하고 냉각하도록 사용된다.

펠렛은 도관(13)을 통해 혼합 탱크(11)의 하부에서 배출되고 물 분리기(14)에 이송된다. 이는 유압 이송 수단(미도시)에 의해 수행될 수 있다.

물 분리기(14)에서 대부분의 혼합된 물이 분리되고, 펠렛은 도관(16)을 통해 이송되고 건조기 및 분리기(미도시)를 회전시킨다.

물 분리기(4)에서 펠렛으로부터 분리된 펠렛화된 물은 도관(17)을 통해 폐쇄형 펠렛 물 탱크(18)에 공급된다. 탱크(18)에는 거름기 설비가 설치되어, 물로부터의 어떠한 미량의 중탄화수소/오일 및 결과적으로 폴리머 더스트(polymer dust)를 제거할 수 있다.

액체 탱크(18)로부터의 물의 제 1 부분은 도관(19)을 통해 펠렛 물 펌프(20)에 공급되며, 이어서 도관(21)을 통해 펌핑되어 펠렛 물 냉각기(22)에 공급된다.

냉각수는 냉각을 위해 도관(23)을 통해 펠렛 물 냉각기(22)에 공급되고 도관(23a)을 통해 제거되며, 이후에 냉각된 펠렛 물은 도관(24)을 통해 펠렛타이저(2)에 유입된다.

액체 탱크(18)로부터의 물의 제 2 부분은 도관(25)을 통해 혼합 물 펌프(26) 내에 공급되고 도관(27)을 통해 혼합 탱크(11) 내로 펌핑된다.

물 분리기(9) 내에서 펠렛으로부터 분리된 고열의 물은 도관(28)을 통해 제거되고, 오프-가스 응축기(40) 내에서 응축된 물을 이송하는 도관(43)과의 교차부(29)에서 혼합된다. 도관(30)을 통해 혼합된 물 증기가 액체 탱크(31)(탈가스화 물 탱크) 내에 공급된다. 탱크(31)에는 거름기 설비가 설치되어 물로부터의 어떠한 미량의 중탄화수소/오일 및 결과적으로 폴리머 더스트를 제거할 수 있다. 물의 제 1 부분은 후속 폐수 처리를 위해 도관(32)을 통해 액체 탱크(31)로부터 배출된다.

제 2 부분은 도관(33)을 통해 탈가스화 물 펌프(34)에 공급되고 후속하여 도관(35)을 통해 탈가스화 물 가온기(36)에 펌핑된다. 물은 증발되어 도관(37)을 통해 처리 탱크(6) 내에 공급된다.

처리 탱크(6)로부터의 증기는 도관(38)을 통해 오프-가스 응축기(40)가 장착된 오프-가스 녹아웃 드럼(39)으로 배기되어, 배기된 경탄화수소가 도관(41)을 통해 이송되어 (회수, 연료 가스 시스템 등과 같은) 방법로 하강 스트림하기 전에 물의 주된 부분이 회수된다. 냉각수가 도관(42)으로부터 공급되어 도관(42a)을 통해 제거된다. 회수된 물은 도관(43)을 통해 교차부(29)에 공급되며, 여기에서 도관(28)을 통한 고열의 탈가스화 물과 혼합된다.

플랜트는 처리 탱크 내에 공기 스트림 또는 비활성 가스 스트림을 적용하도록 도관(44)을 포함할 수 있다.

플랜트는 액체 공급원으로부터 액체를 액체 탱크(18) 내에 공급하도록 도관(45)을 추가로 포함할 수 있으며, 액체 공급원으로부터 액체를 액체 탱크(31) 내에 공급하도록 도관(46)을 추가로 포함할 수 있다.

탈가스화(=처리) 탱크 및 혼합 탱크 각각의 전단의 물 분리기(4)(9)는 단지 선택적이다. 그러나 물의 분리 순환은 물의 재가온 및 냉각의 필요성을 감소시킨다. 이는 50%보다 크도록 시스템의 증기 소비를 감소시키며, 냉각수 소비는 실질적으로 감소되고, 결과적으로 에너지 소비가 매우 감소한다.

펠렛 물 시스템과 고열 물 시스템은 미량의 경탄화수소를 포함할 수 있으며, 이러한 시스템들로부터의 배기 역시 응축기로 이송된다. 이를 위한 밸브와 도관들은 당업자에게 공지된 것일 수 있으며, 따라서 설명을 위해 도 5에서는 도시하지 않는다.

휘발성 성분의 존재는, 최근 일반적으로 사용되는 대기압 펠렛 물 탱크 대신 폐쇄형 펠렛 물 탱크(18)와 고열 물 탱크(31)를 필요로 한다. 이는 특정 작용 및 설치에서 유기 용매 사용으로 인해 유기 휘발성 성분의 방출을 제한하는 유럽 연합의 1999/13/EC에 관계된다.

액체 탱크(18)(31)에도 거름기 설비가 장착되어 물 시스템으로부터의 어떠한 미량의 중탄화수소/오일 및 결과적으로 폴리머 더스트를 제거할 수 있다.

플랜트(P5)는 P4의 장점들을 모두 갖는다. 혼합 탱크 및 오프-가스-응축기가 플랜트 내에 어떻게 일체화되는지 추가 설명한다.

실험

측정 방법의 정의:

용융 흐름 속도(Melt flow rate):

MFR₂ : ISO 1133 (230℃, 2.16㎏ load), 프로필렌 호모- 및 코폴리머

MFR₅ : ISO 1133 (190℃, 5㎏ load), 에틸렌 호모- 및 코폴리머

MFR₂₁ : ISO 1133 (190℃, 21.6㎏ load), 에틸렌 호모- 및 코폴리머

μg/g

다른 기재가 없는 한, 이는 시료 그램 당 휘발성 물질μg을 의미한다.

총 배출량의 결정

폴리머의 총 배출량은 후술하는 (A) 방법에 따른 다중 헤드스페이스 추출법(multiple head space extraction)을 사용하여 결정되었다. 다른 기재가 없는 한, 모든 보고되는 데이터는 (A) 방법에 따른 것이다.

휘발성 성분을 측정하는 (A) 방법은 하기에 따른다:

가스 크로마토그래프 및 헤드스페이스 방법을 사용하여 전술한 휘발성 성분이 결정되었다. 장치는 25m × 0.3mm × 2.5㎛(길이 × 지름 × 패킹 물질 크기)의 Hewlett Packard 가스 크로마토그래프이며 DB-1(100% 디메틸 폴리실록세인(dimethyl polysiloxane))으로 비극성 컬럼이 채워진다. 불꽃 이온화 검출기가 연료 가스로서 수소를 사용하였다. 유동 속도가 3ml/min인 10psi의 헬륨이 운반 가스로서 사용되었다. 시료 삽입 이후 건조기 온도는 50℃에서 3분간 유지되었으며, 이후 200℃에 이를 때까지 12℃/min의 속도로 증가하였다. 다음, 건조기는 상기 온도에서 4분간 유지되었으며, 이후 분석이 완료되었다.

검정은 하기에 따라 수행되었다: 적어도 3개의, 바람직하게 5개 내지 10개의 표준액이 준비되었으며, 이는 1리터의 도데칸(dodecane) 내에 용해된 0.1 내지 100g의 n-옥탄(n-octane)을 포함한다. 표준액에서 옥탄의 농도는 분석되는 시료 내에서 휘발 범위와 동일 영역 내에 있어야 한다. 4μl의 각각의 용액이 20ml의 주입 플라스크 내에 주입되었으며, 이는 120℃로 온도제어되어 분석되었다. 검정 팩터(Rf)는 RF = C/A로 획득되었으며, 이는 n-옥탄 피크(A)에 대한 μg 단위로서 용액 내 n-옥탄의 양(C)이었다.

분석은 하기에 따라 수행되었다: (약 2그램의) 폴리머 시료가 20ml 주입 플라스크 내에 위치하였으며, 120℃로 온도제어되고 1시간 동안 상기 온도에서 유지되었다. 다음, 주입 플라스크로부터의 가스 시료가 GC 내에 주입되었다. 분석 전에 블라인드런(blind run)이 수행되었으며, 빈 플라스크로부터 주입이 이루어졌다. 다음, 탄화수소 배출량(E)이 다음과 같이 계산되었다.

E = AT·Rf/W·1000000

여기에서,

E는 시료 그램 당 μg 단위의 휘발성 물질로서의 탄화수소 배출량이며,

AT는 카운트 영역에서 시료 피크 하 총 영역이며,

Rf는 카운트 영역당 μg 단위의 n-옥탄의 검정 팩터이며, 그리고

W는 그램 단위로서 시료의 질량이다.

참조 실시예 1

a) 촉매 준비

먼저, 0.1몰의 MgCl₂ × 3EtOH를 대기압인 반응기에서 250ml의 데칸 내에서 비활성 조건으로 현탁시켰다. 용액을 -15℃의 온도로 냉각하였고, 동일 수준에서 온도를 유지하면서 300ml의 냉각 TiCl₄를 첨가하였다. 이어서, 슬러리의 온도는 20℃로 서서히 증가시켰다. 상기 온도에서 0.02몰의 디옥틸프탈레이트(DOP; dioctylphthalate)를 슬러리에 첨가하였다. 상기 프탈레이트 첨가 이후, 온도는 90분 동안 135℃로 상승시키고, 슬러리는 60분 동안 유지시켰다. 이어서, 300ml의 TiCl₄를 더 첨가하고 온도는 120분 동안 135℃로 유지시켰다. 이후에, 촉매를 액체로부터 여과하고 80℃에서 300ml의 헵탄으로 6회 세정하였다. 다음에, 고체 촉매 성분을 여과하고 건조시켰다.

b) 전중합반응

15dm³ 체적의 연속 교반 탱크 용기 내에 35kg/h의 액체 프로필렌 및 1.2g/h의 수소를 공급하였다. 추가로, 전술한 a)에 따라 제조된 고체 중합반응 촉매 0.61g/h을 첨가하였다.

전술한 고체 성분과 함께 활성제로서 트리에틸알루미늄 또한 전자 공여체로서 디사이클로펜틸디메톡시실란을 포함하는 조촉매를 사용하였던바, 티타늄에 대한 활성제의 몰비율은 450이었으며 전자 공여체에 대한 활성제의 몰비율은 10이었다. 탱크 내의 온도는 30℃였으며, 압력은 55bar였다.

c) 슬러리 중합반응

전술한 전중합반응 단계에서 배출된 슬러리는, 70℃의 온도 및 54bar의 압력에서, 150dm³의 체적을 갖는 루프 반응기 내에서 수행되는 슬러리 중합반응 단계로 이어졌다. 추가로 158kg/h의 프로필렌 및 10g/h의 수소를 반응기에 유입시켰다. 프로필렌 호모폴리머의 생성 속도는 27kg/h였다.

따라서 획득된 프로필렌 호모폴리머의 MFR₂는 0.8g/10min이었다.

d) 추출

상기 폴리머를 산 제거제로서 스테아린산 칼슘(calcium stearete) 또한 산화 방지제로서 Irganox 1010과 혼합하였으며, 폴리머 1kg 당 0.5 내지 1g의 양으로서 2,5-디메틸-2,5-(디터트부틸퍼옥시)헥산과 혼합하였다. 수득된 폴리머는 19g/10min의 MFR₂를 갖도록 양을 조절하였다.. 다음에, 상기 폴리머를 220 내지 250℃의 ZSK30 트윈 스크류 추출기에서 펠렛으로 추출하였다. 펠렛은 총 129μg/g 배출되었다.

실시예 2

참조 실시예 1에서 제조된 폴리머를 하기와 같이 처리하였다.

60g의 폴리머와 100ml의 수돗물을 500ml 유리 플라스크에서 혼합하였다. 플라스크를 30분 동안 100℃로 온도제어하고 물을 끓도록 하였다. 처리 이후 상기 폴리머를 회수하고 60분 동안 70℃의 오븐에서 건조시켰다. 잔여하는 총 배출량은 68μg/g으로 나타났다. 데이터는 표 1에 도시된다.

실시예 3

플라스크의 가스 헤드를 처리 동안 약 0.02Nm³/h의 속도로서 질소로 정화하는 것을 제외하고는 실시예 2의 처리를 반복하였다. 잔여하는 총 배출량은 59μg/g으로 나타났다. 데이터는 표 1에 도시된다.

실시예 4

플라스크를 80℃로 온도제어하여 물이 끓지 않고 혼합물이 교반기를 사용하여 휘저어지는 것을 제외하고는 실시예 2의 처리를 반복하였다. 잔여하는 총 배출량은 97μg/g으로 나타났다. 데이터는 표 1에 도시된다.

비교 실시예 5

펠렛을 60℃의 온도로 건조하는 것을 제외하고는 실시예 4의 처리를 반복하였다. 잔여하는 총 배출량은 114μg/g으로 나타났다. 데이터는 표 1에 도시된다.

배출량 데이터

실시예	총 μg/g	< C6 μg/g	C6-C8 μg/g	C9-C11 μg/g	C12-C14 μg/g	≥ C15 μg/g
참조 실시예1	129	81	13	28	5	2
실시예2¹⁾	68	37	7	18	4	2
실시예3¹⁾	59	32	6	16	3	2
실시예4¹⁾	97	56	10	24	5	2
비교 실시예5¹⁾	114	68	12	27	5	2

¹⁾ 처리 이후 측정한 잔여 배출량

실시예 6

참조 실시예 1의 절차를 반복하여, 펠렛을 회수하였다. 처리되지 않은 폴리머의 총 휘발성 성분량은 216.4μg/g이었다. 실험은, 가열 코일을 사용하여 가온된 2L 유리 비이커 내에서 수행하였다. 실험 동안 물 농도를 일정하게 유지하도록 증기를 비이커로 재응축시켰다. 이러한 실험들은 6시간 동안 수행하였고, 시료들을 매 시간 취했다. 끓는 시간과 효율의 직접적인 비교를 위해, 펠렛을 유입하기 전에 물을 100℃까지 가온하였다. 추가로, 탈가스화가 계속되지 않도록 펠렛을 비등시킨 이후 (오븐에서 건조가 아닌) 종이로 펠렛을 건조시켰다.

펠렛에 대한 물의 질량비는 10:1이었다. 데이터는 하기의 표 2에 도시된다.

물/펠렛10
시간(h)	< C6 μg/g	C6 μg/g	C7-C8 μg/g	C9-C11 μg/g	C12-C14 μg/g	≥ C15 μg/g	총 μg/g
0	153.6	14.9	23.9	11.2	8.7	2.5	216.4
1¹⁾	79.9	6.5	10.2	5.2	4	1.6	108.8
2¹⁾	52.5	4.4	7.5	3.9	3.7	1.2	75.3
3¹⁾	34.8	3.4	5.7	3.6	3.1	0.9	52.9
4¹⁾	22.3	2.3	3.6	2.3	2.4	0.8	35.4
5¹⁾	17.9	2	4	2.5	2.4	0.8	35.1
6¹⁾	11.8	1.6	3	1.9	1.8	0.7	22.6

¹⁾ 처리 이후 측정한 잔여 배출량

실시예 7

수정된 슬러리 조건에 의해 폴리머를 제조하는 것을 제외하고는 참조 실시예 1의 절차를 반복하여, 용융 지수 MFR₂ 11인 최종 생성물을 획득하였으며 과산화물에 의한 처리는 하지 않았다. 처리되지 않은 폴리머의 총 휘발성 성분량은 62.5μg/g이었다. 다음에, 끓는 물의 처리는, 펠렛에 대한 물의 질량비가 10이도록 하여 실시예 6에서 기술된 바와 같이 5시간 동안 행하였다. 데이터는 하기의 표 3에 도시된다.

물/펠렛10
시간(h)	< C6 μg/g	C6 μg/g	C7-C8 μg/g	C9-C11 μg/g	C12-C14 μg/g	≥ C15 μg/g	총 μg/g
0	28.5	6.8	7.4	11.4	6.3	1.5	62.5
1¹⁾	9.5	2.3	2.6	4.3	2.6	0.8	22.3
2¹⁾	5.4	1.3	1.9	3.0	1.9	0.6	14.6
3¹⁾	4.4	0.9	1.9	2.6	1.7	0.5	12.5
4¹⁾	2.7	0.6	1	1.8	1.4	< 0.5	8
5¹⁾	1.9	0.4	0.8	1.4	1	< 0.5	6

¹⁾ 처리 이후 측정한 잔여 배출량

실시예 8

펠렛에 대한 물의 비율이 20인 것을 제외하고는 실시예 7의 절차를 반복하였다. 데이터는 하기의 표 4에 도시된다.

물/펠렛10
시간(h)	< C6 μg/g	C6 μg/g	C7-C8 μg/g	C9-C11 μg/g	C12-C14 μg/g	≥ C15 μg/g	총 μg/g
0	22.8	5.7	6.3	6.9	6	1.3	49
0.25¹⁾	11.4	2.8	3	4.9	2.9	0.7	25.7
0.5¹⁾	10.2	2.5	2.7	4.4	2.7	0.8	23.3
0.75¹⁾	11	2.8	3	5.1	3.2	0.8	25.9
1¹⁾	9.7	2.6	2.8	4.5	2.8	0.9	23.3
2¹⁾	5.6	1.4	1.6	2.4	1.4	0.5	12.8
3¹⁾	5	1.2	1.7	2.8	1.5	0.7	12.8
4¹⁾	2.5	0.5	0.6	1.5	1.1	0.6	6.7

¹⁾ 처리 이후 측정한 잔여 배출량

실시예 9

프로페인, 에틸렌 및 수소를 500dm³의 체적을 갖는 루프 반응기에 연속적으로 유입시켰다. 추가로, 실리카 운반체의 평균 입자 크기가 25㎛인 것을 제외하고는 WO 95/35323의 실시예 3에 따라 별도로 준비된 중합 촉매를 트리에틸알루미늄과 함께 반응기에 유입시켜 고체 성분의 티타늄에 대한 활성제의 알루미늄 몰비가 15가 되도록 하였다. 루프 반응기는 95℃의 온도 및 60bar의 압력에서 조작하였다. 슬러리 반응기 내의 유동 상에서의 에틸렌 함량은 6.5몰%였으며, 에틸렌에 대한 수소 비율은 450mol/kmol이었다. 폴리머의 생산 속도는 30kg/h이었다. 루프 반응기 내에서 생산된 폴리머는 380g/10min의 MFR₂ 및 975kg/m³의 밀도를 가졌다.

슬러리는 세틀링 레그(settling leg)를 사용하여 루프 반응기로부터 배출시켜 압력이 3bar로 감소된 플래쉬로 향하게 하였다. 잔여 탄화수소를 소량 포함하는 폴리머는 유동층 가스 상 반응기(fluidised bed gas phase reactor)로 향하게 하였으며, 여기에서 추가의 에틸렌, 1-부텐 코모노머(1-butene comonomer) 및 수소를 비활성 가스로서 질소와 함께 첨가하였다. 가스 상 반응기는 85℃의 온도 및 20bar의 압력에서 작용하였다. 반응기 내의 유동가스 내에서 에틸렌의 부분압은 3.5bar였으며 수소 대 에틸렌 비율은 15mol/kmol이었고, 1-부텐 대 에틸렌의 비율은 280mol/kmol이었다. 가스 상 반응기 내에서 폴리머의 생산 속도는 38kg/h이었으며, 이에 따라 루프 반응기와 가스 위상 반응기 사이에서의 생산 스플릿은 44/56이었다. 따라서 총 생산 속도는 68kg/h이었다.

폴리머를 2000ppm의 Irganox B561과 2000ppm의 스테아린산 칼슘과 혼합하고, 카운터회전 트윈-스크류 추출기 JSW CIM90P에 의해 펠렛으로 추출하였다. 폴리머 펠렛은 밀도가 944kg/m³이며 MFR₅가 0.85g/10min이었다. 이어서, 펠렛 내에 카본블랙 마스터배치(carbon black masterbatch)를 부가하여, 그 양을 펠렛된 총 조성물의 5.75%이 되도록하고 펠렛화하였다. 사용된 카본블랙 마스터배치는 58.6wt.%의 LDPE, 39.5wt.%의 카본블랙 및 1.9wt.%의 Irganox 1010(Ciba사에서 시판)를 혼합하여 제조하였다. 카본블랙 마스터배치는 14g/10min의 MFR₂₁을 갖는다.

펠렛에 대한 물의 비율이 20인 것을 제외하고는 실시예 7에서 기술된 바와 같이 끓는 물에 수득된 펠렛을 처리하였다. 그 결과는 하기의 표 5에서 도시된다.

물/펠렛 20:1
시간 (h)	< C6 μg/g	C6-C7 μg/g	C8-C9 μg/g	C10-C11 μg/g	C12-C13 μg/g	C14-C15 μg/g	≥ C16 μg/g	총 μg/g
0	0.5	< 0.5	9	17	11	4.2	1.7	43.4
1¹⁾	< 0.5	< 0.5	3.1	6.7	4.8	2.7	1.5	18.8
2¹⁾	< 0.5	< 0.5	1.8	4.2	3.4	2.4	1.5	13.3
3¹⁾	< 0.5	< 0.5	0.7	2	1.9	1.7	1.3	8.1
4¹⁾	< 0.5	< 0.5	0.5	1.2	1.4	1.4	1.2	6.3
5¹⁾	< 0.5	< 0.5	< 0.5	0.7	0.9	1.2	1.2	4.6
6¹⁾	< 0.5	< 0.5	< 0.5	< 0.5	0.6	1	1.2	3.3

¹⁾ 처리 이후 측정한 잔여 배출량

실시예 10

가스 상 반응기의 공정 조건은 950kg/m³의 밀도 및 0.24g/10min의 MFR₅을 갖는 폴리머를 획득하도록 조절하는 것을 제외하고는 실시예 9의 절차를 반복하였다. 또한, 펠렛에 대한 물의 비율은 10이었다. 그 결과는 하기의 표 6에서 도시된다.

물/펠렛 10
시간 (h)	< C6 μg/g	C6-C7 μg/g	C8-C9 μg/g	C10-C11 μg/g	C12-C13 μg/g	C14-C15 μg/g	≥ C16 μg/g	총 μg/g
0	< 0.5	< 0.5	1.8	6.1	7.2	4.2	1.9	22.1
1¹⁾	< 0.5	< 0.5	0.5	2.6	3.7	2.6	1.5	11.6
2¹⁾	< 0.5	< 0.5	0.6	2.3	2.7	2	1.3	9.3
3¹⁾	< 0.5	< 0.5	0.6	1.4	2	1.7	1.2	7.3
4¹⁾	< 0.5	< 0.5	< 0.5	1.2	1.3	1.6	1.3	6.4
5¹⁾	< 0.5	< 0.5	< 0.5	0.6	0.8	1.3	1.2	4.9
6¹⁾	< 0.5	< 0.5	< 0.5	< 0.5	< 0.5	0.7	0.8	2.7

¹⁾ 처리 이후 측정한 잔여 배출량

P1, P2, P3, P4, P5: 플랜트(plant)
1: 추출기(extruder)
2: 펠렛타이저(pelletiser)
3: 도관(conduit)
4: 액체 분리기(liquid separator)
5: 도관
6: 처리 탱크(treatment tank)
7: 교반기(stirrer)
8: 도관
9: 액체 분리기
10: 도관
11: 혼합 탱크(blending tank)
12: 교반기
13: 도관
14: 액체 분리기
16: 도관
17: 도관
18: 액체 탱크(liquid tank)
19: 도관
20: 펌핑 수단(pumping means)
21: 도관
22: 냉각 수단(cooling means)
23: 도관
24: 도관
25: 도관
26: 물 펌프(water pump)
27: 도관
28: 도관
29: 교차부(intersection)
30: 도관
31: 액체 탱크
32: 도관
33: 도관
34: 펌핑 수단
35: 도관
36: 가온 수단(heating means)
37: 도관
38: 도관
39: 녹아웃 드럼(knock out drum)
40: 응축기(condenser)
41: 도관
42, 42a: 도관
43: 도관
44: 도관
45: 도관
46: 도관
101: 추출기
102: 펠렛타이저
103: 처리 탱크
104: 교반기
105: 액체 탱크
106: 도관
107: 도관
108: 펌핑 수단
109: 도관
110: 펌핑 수단
111: 도관
112: 도관
113: 액체 분리기
114: 냉각 수단
115: 도관
116: 도관
117: 도관
118: 액체 분리기
- 액체로서 물을 사용하는 경우, 상기 설명에서 액체 대신 물이 기재됨

Claims

플라스틱 물질을 처리하는 방법으로서,
a) 액체를 제공하는 단계;
b) 상기 액체에 상기 플라스틱 물질을 접촉시키는 단계;
c) 상기 액체의 T_b-25℃ 내지 T_b에서 상기 플라스틱 물질을 상기 액체 내에 유지시키는 단계, 여기에서 T_b는 인가된 압력에서 상기 액체의 끓는점임; 및
d) 상기 액체로부터 상기 플라스틱 물질을 제거하는 단계
를 포함하는,
플라스틱 물질을 처리하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 액체가 물, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올 및 그의 혼합물로부터 선택된,
방법.
제 2 항에 있어서,
상기 액체는 물인,
방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 플라스틱 물질을 상기 액체 내에서 15분 내지 6시간 유지시키는,
방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 플라스틱 물질은 펠렛(pellet)의 형태인,
방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 처리 방법은 75 내지 160℃의 물이 액체 형태로 존재하는 압력에서 수행하는,
방법.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 액체/플라스틱 물질 질량비는 3/10 내지 300/10의 범위 내인,
방법.
플라스틱 물질로부터 휘발성 성분을 제거하기 위한 액체의 용도로서,
상기 액체의 온도는 T_b-25℃ 내지 T_b이며,
상기 T_b는 인가된 압력에서 상기 액체의 끓는점인,
용도.
제 8 항에 있어서,
상기 휘발성 성분은 2 내지 20개의 탄소 원자를 포함하는,
용도.
플라스틱 물질로부터 휘발성 성분을 제거하기 위한 플랜트로서,
(a) 올레핀 폴리머를 추출하기 위한 추출기(101);
(b) 상기 추출기(101)에 인접한 펠렛타이저(pelletiser)(102);
(c) 상기 폴리머의 탈가스화(degassing)를 위한 처리 탱크(103) 또는 다수의 처리 탱크의 그룹;
(d) 선택적으로, 상기 처리 탱크(103) 또는 다수의 처리 탱크의 그룹 내에서 하나 이상의 혼합 부재(mixing element)를 갖는 교반기(104);
(e) 액체 탱크(105) 또는 다수의 액체 탱크의 그룹;
(f) 상기 펠렛타이저(102)로부터 획득한 펠렛 슬러리를 상기 처리 탱크(103) 또는 다수의 처리 탱크의 그룹에 이송하기 위한 도관(106) 또는 다수의 도관의 그룹;
(g) 상기 액체 탱크(105) 또는 다수의 액체 탱크의 그룹을 상기 펠렛타이저(102)에 연결하기 위한 도관(107) 또는 다수의 도관의 그룹;
(h) 상기 (g)에서 언급된 상기 도관(107) 또는 다수의 도관의 그룹을 따라 액체 유동을 형성하기 위한 펌핑 수단(108);
(i) 상기 액체 탱크(105) 또는 다수의 액체 탱크의 그룹을 상기 처리 탱크(103) 또는 다수의 처리 탱크의 그룹에 연결하기 위한 도관(109) 또는 다수의 도관의 그룹;
(k) 상기 (i)에서 언급된 상기 도관(109) 또는 다수의 도관의 그룹을 따라 액체 유동을 형성하기 위한 펌핑 수단(110);
(l) 상기 처리 탱크(103) 또는 다수의 처리 탱크의 그룹 각각으로부터 상기 펠렛 슬러리를 배출시키기 위한 도관(111) 또는 다수의 도관의 그룹; 및
(m) 액체 공급원으로부터 상기 액체 탱크(105) 또는 다수의 액체 탱크의 그룹 내에 액체를 공급하기 위한 도관(112) 또는 다수의 도관의 그룹
을 포함하는,
플랜트.
제 10 항에 있어서,
(n) 상기 도관(111)을 통해 상기 처리 탱크(103)에 연결되고 상기 도관(116)을 통해 상기 액체 탱크(105)에 연결된 액체 분리기(113), 또는 1개 보다 많은 처리 탱크 및/또는 액체 탱크가 상기 플랜트 내에 존재하는 경우 다수의 도관의 그룹으로 연결되는 다수의 액체 분리기의 그룹;
(o) 선택적으로, 상기 액체가 펠렛타이저(102)에 유입되기 전에 상기 액체를 냉각하기 위한 냉각 수단(114);
(p) 액체 분리기(113)로부터 획득된 상기 펠렛 슬러리를 배출하기 위한 도관(115), 또는 1개 보다 많은 액체 분리기가 상기 플랜트 내에 존재하는 경우 다수의 도관의 그룹
을 추가로 포함하는,
플랜트.
제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
(q) 도관(117)을 통해 액체 탱크(105)에 연결된 도관(106)에 인접한 액체 분리기(118), 또는 1개 보다 많은 액체 탱크가 상기 플랜트 내에 존재하는 경우 다수의 도관의 그룹으로 연결되는 다수의 액체 분리기의 그룹
을 추가로 포함하는,
플랜트.
플라스틱 물질로부터 휘발성 성분을 제거하기 위한 플랜트로서,
(a) 올레핀 폴리머를 추출하기 위한 추출기(1);
(b) 추출기(1)에 인접한 펠렛타이저(2);
(c) 액체 분리기(4);
(d) 상기 펠렛타이저(2)로부터의 펠렛을 상기 액체 분리기(4)로 이송하기 위한 도관(3);
(e) 도관(5)을 통해 액체 분리기(4)에 연결된 처리 탱크(6);
(f) 선택적으로, 상기 처리 탱크(6) 내에서 하나 이상의 혼합 부재를 갖는 교반기(7);
(g) 도관(19)을 통해 상기 펠렛타이저(2)에 연결되고 도관(17)을 통해 액체 분리기(4)에 연결되는 액체 탱크(18);
(h) 펌핑 수단(20);
(i) 선택적으로, 펠렛타이저(2)에 유입되기 전에 상기 액체를 냉각시키기 위한 냉각 수단(22);
(k) 펠렛 슬러리를 상기 처리 탱크(6)로부터 제거하기 위한 도관(8);
(l) 도관(8)을 통해 처리 탱크(6)에 연결된 액체 분리기(9)
(m) 액체 분리기(9)로부터 분리된 액체를 도관(28)을 통해 수용하기 위한 액체 탱크(31);
(n) 액체 탱크(31)를 처리 탱크(6)에 연결하는 도관(33);
(o) 펌핑 수단(34);
을 포함하는,
플랜트.
제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
비활성 가스 또는 공기로 상기 처리 탱크 또는 다수의 처리 탱크의 그룹을 정화하기 위한 수단을 추가로 포함하는,
플랜트.
제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 처리 탱크 또는 다수의 처리 탱크의 그룹을 가온하기 위한 수단을 추가로 포함하는,
플랜트.
제 15 항에 있어서,
상기 처리 탱크 또는 다수의 처리 탱크의 그룹을 가온하기 위한 상기 수단은, 가열 코일 또는 기화된 액체의 삽입을 위한 수단을 포함하는,
플랜트.
제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
상기 처리 탱크 또는 다수의 처리 탱크의 그룹을 가온하기 위한 상기 수단은, 증기 삽입을 위한 수단을 포함하는,
플랜트.
제 10 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
유압 이송 수단을 포함하는,
플랜트.
제 10 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 오프-가스 응축기(off-gas condenser)를 포함하는,
플랜트.