NO771138L - Fremgangsm}te for } fjerne ikke-reagert monomer fra vannholdig dispersjon av polymerisat av vinyklorid og anordning for utf¦relse av fremgangsm}ten - Google Patents

Description

Naarvøjrende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for på en effektiv og økonomj.sk måte å fjerne ureagert monomer fra en vandig dispersjon av vinylklorid-polymerisat, som er fremstilt ved suspensjons-eller emulsjons-polymerisasjon av vinylkloridmonomer eller en blanding av monomerer, som hovedsakelig består av vinylklorld, i et vandig medium. Oppfinnelsen vedrører videre en anordning for utførelse av denne fremgangsmåte.

Polyvinylklorid, som heretter forkortes til PVC, fremstilles vanligvis ved suspensjons- eller emulsjons-polymérlsasjon av vinylklorid-monomer i et vandig medium, og, hvis ønsket, sammen med en eller flere komonomerer. Den dannede vandige dispersjonen av PVC, f.eks. oppslemming eller emulsjon, og som fåes ved fullføring av poly-merisasjonen, Inneholder en betydelig mengde av gjenværende ureagert rest-vinylkloridmonomer. Også i det endelige PVC-produktet, som fåes fra den vandige dispersjonen ved separasjon og tørkeprosesser, foreligger en betydelig mengde av ureagert restrnonomer. Dette faktum

er en årsak til miljøforurensning, bg representerer dessuten en sunnhetsrisiko for de som arbeider i produksjonen.

Med den målsetting å redusere restmonorrter-innholdet i det ferdige PVC-produktet til et tilfredsstillende nivå, har det blitt fore-slått å anvende ett eller flere hjelpemidler før eller under fremstillingen av den vandige PVC-dispersjonen,inkludert^ produksjons-trinnet hvorved man separerer PVC fra den vandige dispersjonen,samt det trinn hvor tørking åv det fuktige PVC-kakene foretas. De forskjellige fremgangsmåtene som hittil er praktisert har ikke gitt tilfredsstillende resultater. Dette skyldes at en fullstendig fjerning av ureagert rest-vinylkloridmonomer er et meget vanskelig problem, som på den ene sideuhar sin årsak i den porøse strukturen til PVC-partiklene som spesielt er fremstilt ved suspens jonspoly--rnerisasjon, og som har tendens til å absobere og holde på større mengder ureagert monomer, og som på den annen side skyldes den re-lativt lave termiske stabiliteten til PVC, og som gjør det mulig å fremstille PVC under oppvarming ved en ønsket høy temperatur.

iA.-r eksempel oppvarmes den vandige PVC-dispersjonen i et kar under r ii. us ert trykk i lengre tid, .ti lik som beskrevet i japansk ålment tilgjengelig patentsøknad nr. 51-17288 samt japansk patentsøknadb;isert på US patentsøknader med serle-numrene 482.112, 482.113 op; kå' 2.115. Ifølge denne metode er det imidlertid ikke praktisk å : ..'reta oppvarming ved en tilstrekkelig høy temperatur i en tilstrekkelig lang tid med det formål å. fullstendig fjerne ureagert monorner, da mi yr. farging har en tendens til å opptre i det erholdte PVC-produktet når det anvende:.; temperaturer som overstiger en visr. grenseverdi.

i:>om et ytterligere eksempel dehydratiseres den vandige PVC-dispersjonen i en dehydratiserings-anordning, så som en sentrifuge-separator, -tor derved å danne en fuktig kake som bringes i kontakt med (jarni.). I denne sammenheng kan det henvises til US patent nr. 5>93^»249. Denne fremgangsmåte er ufordelaktig da lignende problemer, ;-Jom er ovenfor nevnt, har forblitt uløste, og fordi det. har vært knyttet vanskeligheter til konstruksjonen og driften av apparaturen som skal håndtere den fuktige kaken.

Det er et formål med nærværende oppfinnelse å .'fremskaffe en fremgangsmåte som er fri for de ovenfor nevnte ulemper, som er knyttet til de konvensjonelle metoder, og som er effektiv med hensyn til å fjerne ureagert rest-vinylkloridmonomer fra en vandig dispersjon av PVC, som er fremstilt ved polyrnerisasjon av vinylklorid eller en rnonomerblanuing av vinylklorid og en eller flere komonomerer i et vandig medium. Det er et annet formål med nærværende oppfinnelse å fremskaffe en fremgangsmåte som virker minst mulig skadelig på kvaliteten til det ferdige PVC-produktet,,og som også resulterer 1 utmerket produktivitet 'samt lave omkostninger ved industriell pro-duksjon av PVC. Det er videre et formål ved nærværende oppfinnelse

■\ fremskaffe en anordning som kan anvendes ved utførelse av frem-

gangsrnåten.

Ved fremgangsmåten ifølge nærværende oppfinnelse mates en vandig PVC-dispersjon, som spesielt foreligger, i form av en vandig opp-slemm ing av PVC, som er fremstilt ved suspensjon-polymerisasjon av vinylklorid i et vandig medium, til toppen av en kolonne av bunn-type, som inneholder flere, perforerte.bunner, og som er utstyrt mod et innløp for oppslemmingen og et utløp for damp, som begge befinner seg ved kolonnens topp, og som dessuten er utstyrt med utløp for oppslemmingen og et innløp for dampen ved kolonnens bunn. Den vandige oppslemmingen, som mates inn i kolonnen gjennorn innløpet, strømmer ned gjennom perforeringene eller hullene 1 de perforerte bunner, og kommer således i motstrømskontakt med dampen, som blåses inn 1 kolonnen gjennom innløpet ved kolonnens bunn, og som strømmer opp i. kolonnen gjennom de samme hull eller åpninger. Den ureagerte vinylkloridmonomer, som forekommer i oppslemmingen, vil således fjernes i kolonnen, og dampen tar den således frigjorte vinylklorld-monomeren med til toppen av kolonnen og dermed ut av denne.

Uten problemer for kvaliteten til det endelige PVC-produktet har man ved et eksempel ifølge nærværende oppfinnelse kunnet redusere mono-merinnholdet i PVC fra 2300 p.p.iri. til mindre enn 1 p.p.m. ved en pr one temperatur på 102°C.

I den hensikt å oppnå den høyeste virkningsgrad med fremgangsmåten ifølge nærværende oppfinnelse har man ved eksperimenter bestemt dimensjons-parameterne og driftsbetingelsene for kolonnen. Ifølge forsøkene ligger "apertur-forholdet", d.v.s. forholdet mellom åpningenes totale areal i en bunn og tverrsnitts-arealet til kolonnen, i området fra 3 til 20$, eller fortrinnsvis fra 5 til Vb%\ diameteren til hver åpning ligger i området fra 3 til 50 mm, eller fortrinnsvis fra 4 til 30 mmj temperaturen som holdes inne i kolonnen ligger i området fra 60 til 120°C, eller fortrinnsvis fra 80 tii 110°CJ og det anvendte trykk inne 1 kolonnen er fra ca. 1,0 til 1,5 ganger vanndampens metningstrykk ved den aktuelle temperatur-.

Ved suspensjonspolymerisasjon av vinylklorid i et vandig medium er-holde:; en vandig oppslernming av PVC, som inneholder fast-stoff, som vanligvis oppgår til en mengde på fra 20 til 50 vekt-$, og en betydelig mengde ureagert vinylkloridmonomer. I de fleste tilfeller overføres den vandige oppslemmingen av PVC etter fullføring av poly-mer isasj onen fra polymerisasjonsreaktoren til en oppslemmingstank, og fra denne oppslemmingstank innmates oppslemmingen til en kolonne av bunn-type» Hvis ønsket, innmates den vandige oppslemmingen fra polymerisasjonsreaktoren direkte i kolonnen uten å gå veien om opp-demmings tanken. Sus pens jonspoly mer isas j onen av vinylklorid ut-føres vanligvis ved en temperatur fra 50 til 65°C, og den erholdte vandige oppslemmingen forblir naturligvis ved samme temperatur før don innmates på kolonnen. Når Imidlertid oppslemmingen når kolonnen, så vil den avkjøles til en temperatur som ligger noe lavere enn polymerisasjonstemperaturen på grunn av varmetap under transport-veien i ledningen. Det er derfor tilrådelig å oppvarme oppslemmingen før den når frem til kolonnen ved hjelp av en oppvarmingsanordning fil en temperatur over 70°C, eller fortrinnsvis til en temperatur fra ?0 til 100°c. Man er her ikke bundet til spesielle forvarruings-anordninger, og man kan f.eks. oppvarme oppslemmingen ved hjelp av ot, oppvarm!ngsanordning som anordnes i selve ledningen, og hvorved man anvender damp, eller ved at oppslemmingen oppvarmes ved hjelp av noen annen anordning, og hvorved oppvarmingen foretas utenfor selve transportledningen. Den mest foretrukkede fremgangsmåten er imLuXertLd å oppvarme oppslemmingen før denne innmates på kolonnen

i en dråpe-separator ved dirkete kontakt med.damp som ev ledet inn i dråpe-separatoren fra toppen av kolonnen. Denne oppvarmingsmetode, hvorved man anvender dråpe-separatoren, er fordelaktig ikke bare ut fra et økonomisk synspunkt med hensyn til varmeenergi, men også fordi de i gasstrørnmen medfølgende partikler fjernes ved at de opp-fanges av oppslemmingen, og at skvulping eller skumming i kolonnen til stor del reduseres.

Ifølge en foretrukket utførelsesform av nærværende oppfinnelse innmates den vandige PVC-oppslemrningen på toppen av kolonnen ved en temperatur som ligger noe lavere enn polymerlsasjonstemperaturen, eller oppslemmingen kan være oppvarmet til en temperatur mellom 70 og, 100°c, og ved innmatingen på kolonnen innkommer oppslemmingen

fra enden av Ledningen og inn i dråpe-separatoren, som er anordnet l nen øvre del av kolonnen, eller oppslemmingen sprøytes inn under trykk i dråpe-separatoren gjennom munnstykker som er forbundet med

rørledningens ende. Ved denne innsprøytlngsmetode erholdes ytterligere en fordel med hensyn til effektivt å fjerne monorner, da den innsprøytede oppslemmingen faller ned jevnt over hele overflaten til den øverste perforerte bunnen, og en betydelig mengde ureagert vinylkloridmonomer kan også fjernes før den nedstrømmende oppslemmingen når den øverste perforerte bunnen.

Hastigheten ven innmatingen av den vandige PVC-oppslemmlngen til. kolunnebunnen bør naturligvis bestemmes under Hensyntagen tii forskjellige parametrer inkludert oppslemmingens sammensetting, diameteren og den anvendte kolonnens høyde, fremgangsmåten for innfør-ing av oppslemmingen til kolonnen, apertur-forholdet hos de perforerte bunnene, driftsbetingelsene, f.eks. temperatur og trykk inne i bunn-koI onnen, den ønskede grad av monomerfjerning og lignende. Ifølge eu eksempel er innmatingshastlgheten mer enn 25 tonn per time av vandig PVC-oppslemming når kolonnen er 1,15 meter i diameter og 15 meter høy.

Apertur-forholdet til hver perforert bunn i kolonnen er begrenset til ' j> til 20$ av kolonnens tverrsnittsareal. Dette fordi et mindre forhold erm har en tendens til å øke den strømningsmotstand som den vandige oppslemmingen er utsatt for når den strømmer ned over samt motstanden som den oppad-stigende dampen er utsatt for. Dette resulterer i en reduksjon av kapasiteten til kolonnen såvel som i visse vanskeligheter i forbindelse med driften av kolonnen på grunn av at driften er avhengig av en god strømning av oppslemmingen inne

i kolonnen. På den annen side fører et apertur-forhold større enn 20% til økonomiske ulemper på grunn av stort dampforbruk i forhold

til det som er nødvendig for å fjerne vinylkloridmonomeren, selv om visse fordeler kan oppnås med hensyn til kolonnens arbeidskapasitet samt et videre område med hensyn til betingelsene for en problemfri sti-ømning av oppslemmingen.

Di.anieteren til åpningene i de perforerte bunnene er begrenset til

3 til SO mri!på griinn av at hull som er mindre enn 3 mm i diameter lott tilstoppes av fast-stoff. Dette resulterer i ujevne arbeids-betingelser i kolonnen. På den annen side vil hull større enn 50 mm i diameter resultere i en mindre gjensidife motstrømskontakt mellom den nedfallende oppslemmingen og den oppad-stigende dampen, og dette

resulterer i en utilfredsstillende fjerning av monomer.

Den anvendte kolonnen ved fremgangsmåten ifølge nærværende oppfinnelse kan være lik den som finner utbredt anvendelse som destilla-sjons kolonne , men en karakteristisk ulikhet ligger i utformingen av der- perforerte bunnen. Den perforerte bunnen i en konvensjonell kolonne .-ned bunner er i de fleste tilfeller utstyrt med en overiøps-looii langs periferien til bunnen eller rundt hver åpning, for at et vi«st væskevolum forblir på bunnen under destillasjon. Derimot er den perforerte bunnen som anvendes ved fremgangsmåten ifølge nærværende oppfinnelse ikke utstyrt med overløpskant eller overløps-kanfer. En årsak til dette kan være at nærvær av overløpskanter for-årsaker vanskeligheter med å regulere oppholdstiden for oppslemmingen, som ikke utgjør en fritt-flytende væske, på bunnen i overensstemmelse med de forskjellige innmatingshastigheter for oppslemmingen tii kolonnen. En annen grunn kan være at nærvær av overløpskanter med-fører et fenomen som består i kanaldannelse, d.v.s. ujevn fordeling av den nedstrømmende oppslemmingen innenfor kolonnen, og som resulterer i utskillelse av faststoff fra det vandige medium i oppslemmingen. Dessuten fåes andre ulemper såsom økt tendens med hensyn til utfel.iing av faststoff på kolonnens overflater samt økte omkostninger ved fremst 111 ingen av de perforerte bunner med overløpskanter.

Oppholdstiden for oppslemmingen i kolonnen bør reguleres for å unn-gå missfarging av PVC på grunn av for høy oppvarming. For eksempel vil 5 minutter eller mindre være en gjennomsnittstid som kan godtas når dri ftstemperaturen er 120°C, og en lengre oppholdstid kan tolereres når temperaturen er lavere.

Det anbefales at hver av de perforerte bunner blir anordnet slik at man får en liten klaring mellom periferien til hver bunn og overflaten til kolonnens innervegg. Ved en slik klaring strømmer opp-si.emmi np.en kontinuerlig nedover for således effektivt å. vaske ned eventuelt faststoff som er avsatt på kolonneveggen. Selve klaringenK.an vare så liten som 10 mm eller mindre, fortrinnsvis fra 1 til

5 mm.

Antallet perforerte bunner i en kolonne i' henhold til frerngangsmåten ifølge nærværende oppfinnelse bør naturligvis være så mange som mulig for å oppnå høyest mulig effekt med hensyn til monomerfjerningen. Kolonnen nar imidlertid minst tre bunner, og praktisk tilfredsstillende er det å ha fra 5 til 50 bunner. Et større antall perforerte bunner kan ikke gi slike vesentlige fordeler at det opp-veier økningen med hensyn til omkostninger ved selve konstruksjonen samt driften av kolonnen. Det optimale antall bunner bør bestemmes unner hensyntagen til forskjellige faktorer såsom typen av det PVC-prudukt som -skal behandles samt prosesstemperatur.

Videre er avstanden mellom to nærliggende bunner i kolonnen fra >0 til 80 em, og denne avstand er bestemt med hensyn til problemene med økte konstruksjonsomkostninger for større kolonner samt vanskeligheter med drift av kolonner med perforerte bunner som er anordnet i mindre avstander, hvorved tendensen til overflømming øker.

Temperaturen lune i kolonnen under drift holdes, som tidligere nevnt,hei^t i omradet fra 60 til 120°C, og fortrinnsvis i området fra Oo fil 110°0. Dette krav betyr ikke at man må ha en jevn temperatur!or-del ing i kolonnen, for eksempel kan en temperaturdifferens på ca. P0°C mellom kolonnens bunn og.topp tillates.

Trykket inne i kolonnen holdes, som tidligere nevnt, i området fra 1,0 til .1,5 ganger dampmetningstrykket til vann ved den aktuelle temperatur, hvorved man naturligvis har en viss trykkdi f forens mel!om kolonnens bunn og topp. Hvis det skulle være nødvendig å ha et trykk inne i kolonnen som er mindre enn atmosfærisk trykk, så suges dampen i kolonnen ut ved hjelp av egnede anordninger såsom en vifte e.l.

Dampen som blåses inn i kolonnen ved bunnen tjener tre formål. For det første holder varmen i dampen temperaturen i kolonnen i det ønskede temperaturområdet. For det andre fremmes fjerningen av den ureagerte monomerdamp fra den vandige oppslernming ved intim mot-strømskontakt mellom den vandige Oppslemmingen, som strømmer ned, og dampen, som stiger opp inne i kolonnen gjennom åpningene i de perforerte bunnene. For det tredje virker den oppad-stigende damp som on. bær ega ss for den fjernede monomerdamp, som videre går ut av kolonnen. Et faktum er at temperaturen og mengden av den damp, som blåses inn i kolonnen, bør velges slik ati de ovenfor beskrevne funk-sjoner til dampen kan utnyttes tilfredsstillende. Hvis ønsket og hvis nødvendig kan kolonnen konstrueres slik at den har en ytre hjeipeoppvarmings-anordning, som f.eks. en mantel hvori dampen eller varmt vann strømmer, slik at man lettere kan regulere temperaturen etter ønske inne i kolonnen.

Ifølge en foretrukket konstruksjon av kolonnen er dråpe-separatoren

->v syklon-type anordnet på utsiden av toppen eller inn*: i den øvre d<-l av kolonnen. Dampen, som har blitt blåst Inn i kolonnen ved dennes bunn, og som strømmer opp til kolonnen:.-: topp gjennorn åpningene i de perforerte bunnene, og som videre kommer i motstrømskontakt med den nedstrømmenae vandige oppslemmingen for derved å avstedkomme varmeutveksling, og hvilken damp tar med seg den fjernede monomer, tilføres dråpe-separatoren. I dråpe-separatoren bringes dampen i kontakt i motstrøms-virvel med den ferskt Innmatede vandige oppslemmingen fra en oppssLemmingseisterne, for således å -f,)erne medfølgende partikler samt for å minske tendensen til plasking og skumming, men den tilførte damp tjener også til å oppvarme oppslemmingen. Foruten den økonomiske fordel som oppnås ved varmeutveksling mellom dampen og oppslemmingen i dråpe-separatoren, erholdes en ytterligere fordel ved at utrustningen for monomer-separasjonen fra dampen kan plasseres utenfor kolonnen, da den nevnte utrustning derved kan gjøres mindre enn ellers. Ifølge en foretrukket konstruksjon av dråpe-separatoren anordnes flere spredermunnstykker inne i dråpe-separatoren, fra hvilke vaskevann kontinuerlig eller intermittent sprøytes over dråpe-separatorens innervegger for således å vaske bort eventuelt fast-stoff som er utfelt på innerveggene. ;Dampen, som kommer ut fra kolonnens topp, og som bærer med seg monomerdampen, blir deretter kondensert på kjent måte, såsom ved kjøling i en kondensator, og monomerdampen fri forvann blir i alt vesentlig gjenvunnet. På den annen side transporteres oppslemmingen, som har sunket ned til kolonnens bunn, og som nå inneholder vesentlig mindre monomer, til en spylecisterne. I denne spylecisterne blir oppslemmingen hurtig avkjølt til ca. 70°C eller mindre under redusert trykk. Den erholdte dampen i spylecisternen, og som kommer fra den vandige oppslemmingen, som utsuges ved hjelp av en damp-ejektor og blåses tilbake til kolonnens bunn sammen med denidamp som anvendes for å drive damp-ejektoren. Anvendelsen av spyletanken er fordelaktig ved at restmengden av ureagert vinylklorid-monomer, som forekommer i oppslemmingen, ytterligere minskes ved at den fjernes i spylecisternen, og også at dampen på en økonomisk måte kan gjenvinnes tor på nytt å kunne anvendes. ;Den vanlige oppslemmingen, som er avkjølt og tatt ut av spyle-e i stemen, sendes til en anordning for separasjon av faststoff' og væske, såsom en sentrifugal-separator, i den hensikt å dehydrati-sere og derved overføring til en fuktig kake. Deretter følger tørk-ing for fremstilling av tørr PVC. ;Fremgangsmåten ifølge nærværende oppfinnelse skal i det følgende nærmere illustreres under henvisning til vedlagte skjematiske tegning, som viser en utførelses!orm av anordningen for utførelse av fremgangsmåten ifølge nærværende oppfinnelse,.og som består av en kolonne med fjere perforerte bunner, en dråpe-separator av syklon-type anordnet i den øvre del av kolonnen samt en spylecisterne som er forbundet med utløpet for oppslemmingen ved kolonnens bunn. Ifølge den anordning som er vist på tegningen, transporteres den vandige PVC-oppslemmingen 1, sorn befinner seg 1 oppslemmingscisternen 2, og som er tilført denne fra en polymerisasjonsreaktor (ikke vist), ved hjelp av oppslemmingspumpe 3 til kolonne 4, hvori perforerte bunner 7 uten overløpskant befinner seg. På veien fra oppslemmingscisternen 2 til toppen av kolonnen 4 blir oppslemmingen 1 oppvarmet til en forutbe-stemt temperatur ved hjelp av damp, som blåses direkte inn i oppslemmingen ved oppvarmer 5, som er plassert i ledningen, og som er forbundet til ledningssysternet i serier. Oppslemmingen som har nådd toppen til kolonne 4, sprøytes inn i dråpe-separator 6 i tangential retning, hvor oppslemmingen' blir gjenstand for varmeutveksling rned damp, som har steget opp gjennom kolonne 4, og som er blåst inn i dråpe-separatoren 6. Den vandige oppslemmingen strømmer deretter ned via de øverste perforerte bunnene 7 i kolonnen 4 og videre nedover gjennom et antall åpninger i disse bunner samt ytterligere perforerte bunner 7. Oppslemmingen som har nådd kolonnens bunn tas ut av kolonnen 4 og sendes til spylecisterne 12 ved. hjelp åv pumpe 11, og i den nevnte spylecisterne.avkjøles oppslemmingen. Den avkjølte oppslemmingen tas ut og lagres i en annen oppslemmingseisterne (ikke vist). På rien annen side blåses den ved fremgangsmåten ifølge nærværende oppfinnelse i alt vesentlige.anvendte damp inn i kolonne 4 ved bunnen ved hjelp av damp-ejektor 13 gjennom rørledning 9, og da sammen med annen damp som er fordampet fra den vandige oppslemmingen i spylecisterne 12, og som forener seg med hovedmengden av damp 1 damp-ejoktor 1?. All damp i kolonne 43tiger opp gjennom åpningene 1 hver perforert bunn "( i motstrømskontakt med oppslemmingen som strømmer ned gjennom kolonne 4. Temperaturen inne i kolonne 4 holdes ved ønsket nivå ved hjelp av dampen, som har en høyere temperatur ved bunnen enn ved toppen. Reguleringen av temperaturene gjøres lettere ved hjelp av varmeisolering rundt kolonne 4, eller, hvis nødvendig, vod å sende damp eller varmt vann gjennom mantel 8 som omgir kolonne 4. Trykket inne 1 kolonne 4 reguleres til ønsket nivå, hvis ønsket, ved hjelp av en vifte (.ikke vist) som er forbundet med en kondensator (ikke vLst). Trykket, som er nært tilpasset temperaturen i kolonne 4, er omtrent det samme som dampmetningstrykket til vann ved don temperatur som hersker ved bunnen, eller som er 1,0 til 1,5 ganger vanndampmetningstrykket til vann ved den temperatur som hersker ved toppen av kolonnen. ;Dampen, som bærer monomerdampen som er fjernet fra den vandige oppslemmingen 1 kolonne 4, blåses inn i dråpe-separatoren 6 gjennorn om-føringsledning 10, som danner forbindelse mellom et sted på veggen til kolonne 4 over den øverste perforerte bunn til dråpe-separator 6, hvor røret ender tangentialt, og hvorved man får en medstrøms-virvel i den vandige oppslemmingen, som innkommer fra oppslemmingscisternen 2 inn i'dråpe-separator 6, hvor oppslemmingen også forblir en tid. Dampen i dråpe-separator 6 frigjøres fra eventuelle med-følgende partikler, og dampen blir gjenstand for varmeutveksling med oppslemmingen. Dampen tas ut og blir gjenstand for etterfølgende kondensasjon i en kondensator (ikke vist), hvorved monomerdampen forblir ukondensert for siden å bli gjenvunnet. ;Dråpe-separator 5 er utstyrt med et flertall spredermunnstykker for;■\sprøyte vann over overflatene, som står i kontakt med den strømm-ende oppslemmingen, for derved å vaske bort eventuelt faststoff som or avsatt på overflatene. , ;Fremgangsmåten ifølge nærværende oppfinnelse er anvendbar ikke bare;i forbindelse med vandig oppslemming, som erholdes ved homopolymeri-sasjon av vinylklorid i en vandig suspensjon, men naturligvis også ;i forbindelse med vandig oppslemming som erholdes ved kopolymerisa-sjon av vinylklorid med en eller flere kopolymeriserbare monomerer, såsom vinylidenklorld og vinylaoetat. Det fordelaktige kjennetegn ved fremgangsmåten ifølge nærværende oppfinnelse i forhold til konvensjonelle fremgangsmåter skal i det følgende oppsummeres. ;(l) Lave omkostninger ved fremstillingen, driften og vedlikeholdet av anordningen. Bunn-kolonnen, som utgjør hoveddelen av anordningen, har on meget enkel konstruksjon med perforerte bunner uten overløps-kant og uten noen bevegelige eller roterende deler. (fJ) Jevn nedadrettet strømning av den vandige oppslemmingen i kolonnen uten oppkomst av kanaldannelse. Ikke forlenget og lokalt opphold av oppslemming på hver perforert bunn fører til minst mulig termisk nedbrytning av det erholdte PVC-produkt. Den jevne strømning av oppslemmingen understøttes av klaringen som finnes mellom periferien til hver perforert bunn og innerveggen til kolonnen. (?) Lavt forbruk av damp. Dampen som stiger opp i kolonnen kan,selv om den kondenseres i en lavere del i kolonnen, anvendes igjen ved at den blir fordampet 1 den øvre del av kolonnen, hvor det hersker et lavere trykk, da arbeidstrykket 1 kolonnen har en gradient som av-tar1 og blir suksessivt lavere mot toppen regnet fra kolonnens bunn. (4) Sparing av varmeenergi, hvilket oppnås ved varmeutveksling mellom dampen og den vandige oppslemmingen, og som finner sted i dråpe-separatoren. (5) Ingen risiko for blokkering i prosesstrinn som etterfølger kolonnen, da de medfølgende partiklene i dampen 1 alt vesentlig fullstendig fjernes, og da skum ødelegges i dråpe-separatoren. (6) Anvendelse av en spylecisterne for mottaking av høytemperatur-oppslemmingen fra kolonnen for avkjøllngs-behandllng. I spylecisternen blir damp gjenvunnet fra oppslemmingen, og denne damp kan på nytt sendes til kolonnen, og oppslemmingen'vil få et minsket innhold av monomer. i^i^i-ijø-Lgwuue eKbcHipxer skoi ytterxigere illustrere fremgangsmåten ifølge nærværende oppfinnelse. I hvert forsøk som gjengis i eksemplene forekom ingen overføring av oppslemming som sådan eller i form av skum i den utstrømmende dampen fra kolonnen. Heller ikke forekom noen tilstopping i de perforerte hunner eller dråpe-separatoren i de forsøk som ble utført i 24 eller 168 timer under kontinuerlig drift, hvis ikke annet er sagt. I. tabellen som ledsager eksemplene, er initial-fargen og varmestabiliteten til det ved hvert forsøk erholdte PVC-produkt evaluert på følgende måte. ;Initial-farging: 100 vektsdeler PVC-harpiks, som skal undersøkes,;1 vektsdel dibutiltinndilaurat, 0,5 vektsdel kadmiumstearat, 50 vektsdeler dioktylftalat ble jevnt blandet. Den erholdte blanding ble malt på en varm valsemølle ved 170°C, hvorved man erholdt en plate som var 160 mm bred og 1 mm tykk. Platen ble plassert i en metallform med ;dimensjonene 40 x 40 x 15 mm, presset ved 170°C i 3 minutter under et trykk på 250 kg/cm"" etter forvarming i 7 minutter. Fargen til det således fremstilte prøvestykke ble sammenlignet med fargen til et kontroliprøve-stykke som var fremstilt av en PVC-harpiks av kommersiell kvalitet (TK 1000, produkt fra Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., Japan) ved en lignende prosedyre. Fargegraden ble uttrykt ved hjelp av betegnelsen "god", som er et uttrykk for samme fargenivå eller mindre enn det for produktet av kommersiell kvalitet, og betegnelsen "dårlig", som er et uttrykk for en betydelig dypere farge enn fargen på produktet av kommersiell kvalitet. ;Varmestabilitet: 100 vektsdeler PVC-harpiks, som skal undersøkes, 3 vektsdeler tinnmaleat og 0,5 vektsdel stearinsyre ble jevnt blandet på en valsemølle ved 170°C. Herved erholdt mån en plate som var 160 mm bred og 0,7 mm tykk. Platen ble skåret i stykker på hver ;30 mm x 60 mm, og de således fremstilte prøvestykkene ble oppvarmet0i Geers's ovn ved 190°C. På lignende måte ble seks kontrollprøve-stykker fremstilt av en PVC-harpiks av kommersiell kvalitet (TK 1000, produkt fra Shin-Ftsu Chemical Co., Ltd., Japan) samtidig, og disse ble også plassert i samme ovn. Prøvestykkene ftra dette eksempel ble tatt ut av ovnen en etter en ved et tidsintervall på 20 minutter ;sammen med en av kontrollprøve-stykkene, og de to sammenlignbare ;prøvestykkene ble visuelt gransket med hensyn til farge eller for-brenning på grunn av. termisk spaltning. Resultatene fremgår av betegnelsen "god", som er lik eller bedre enn varmestabiliteten til produktet av kommersiell kvalitet, og ved hjelp av betegnelsen "dårlig", som er et uttrykk for dårligere varmestabilitet enn produktet av kommersiell kvalitet. ;Eksempel 1 (forsøkene nr. I til nr. 4);lin kolonne med ,"510 mm indre diameter, som var forsynt med en dråpe-separator av syklontype i den øvre del og fem perforerte bunner plassert med en avstand på 800 mm fra hverandre, ble benyttet. De<p>erforerte bunnene hadde ingen overløpskanter, og apertur-forholdet og diameteren til åpningene ble variert som vist i tabellen i til-slutning til eksempel 6. Klaringen mellom periferien til hver bunn og innerveggens overflate i kolonnen ble bestemt til 1,5 mm. En vandig oppslemming inneholdende 40 vekt-$•PVC-faststoff. og med en polymerisasjonsgrad på ca. 1000 ble kontinuerlig matet til kolonnens topp ved en hastighet på I65O kg per time, mens den således tilførte oppslemmingen ble uttatt fra kolonnens bunn og sendt til spyle-oisternen hvor den ble avkjølt til 70°C. Dampen som fåes fra den vandige oppslemmingen i spylecisternen ble utsuget av ejektoren, ;som drives med damp fra en annen kilde under trykk på 7 kg/cm<2>ved L63°0. Dampen fra de to kildene ble tilsammen blåst inn i kolonnen ved dennes bunn, og denne damp fikk stige opp gjennom kolonnen og til slutt strømme ut ved kolonnens topp via dråpe-separatoren. I dråpe-separatoren var det anordnet en sprøytering med flere munnstykker for vasking av eventuelt faststoff som var utfelt på veggen. ;øvrige detaljer ved forsøkene samt resultater fra disse vises i ;tabellen. Etter 24 tlmmers kontinuerlig drift ble kolonnen demontert, og det ble ikke funnet noen gjenværende faststoff-avsetninger 1 dråpe-separatoren. Når derimot ikke noe vann ble tilført sprøyté-ringeri i dråpe-separatoren fikk man en betydelig mengde missfarget, brunaktig polymer-avset<p>ing. ;Eksempel 2 (forsøkene nr. 1, 2 og sammenlignings forsøk);Det ble benyttet samme fremgangsmåte som i eksempel 1 bortsett fra at visse eksperimentelle betingelser ble forandret slik som angitt 1 tabellen, for derved å vise hvor effektive de forskjellige åpnings-diameterne i de perforerte bunnene ville være..Når diameteren var 2 mm var drift i lengre tid ikke mulig på grunn av blokkering av åpningene med faststoff. Når diameteren var 60 mm erholdt man en utilfredsstillende fjerning av monomer fra den vandige oppslemmingen på grunn av ufullstendig kontakt mellom den vandige oppslemmingen og dampen. Resultatene fremgår av tabellen. ;Eksempel 3 (forsøk nr. 7 og 8, og sammenligningsforsøk);Det, bh?benyttet samme fremgangsmåte som i eksempel 1 bortsett fra;at visse eksperimentelle betingelser ble forandret som angitt i ;tabellen, for derved å vise effekten av apertur-forholdet til de perforerte bunnene. Med apertur-forholdet på 2% kunne strømnlngshast— igheten til dampen ikke være så høy da visse vanskeligheter opp-trådte i forbindelse med driften av kolonnen, mens med apertur-forholdet på 2r>% så ble dampforbruket meget høyt i forhold til det som var tilfelle i eksempel 1. Resultatene vises i tabellen. ;Eksempel 4 (forsøk nr. 9);Det ble benyttet samme fremgangsmåte som i eksempel 1 bortsett ira;at den vandige oppslemmingen, som ble innmatet på kolonnen, inn-holdt 34 vekt-% av et kopolymerisat, som var fremstilt fra en mono-merblanding av 15 vekt-$ vinylacetat og 85 vekt-# vinylklorid ved suspensjonspolymerisasjon. Detaljene i forbindelse med de eksperimentelle betingelsene og resultatene vises i tabellen. ;Initial-fargen og varmestabiliteten til sluttproduktet i dette s<p>e-sielle eksempel ble sammenlignet med de tilsvarende forsøk med kopoly-mev.-harpiks av kommersiell kvalitet (SC 500, produkt fra SKIN-Etsu Chemical CO., LTD., Japan), og det ble ikke funnet noen forskjeller. ;Eksempel 5 (forsøk nr. 10 og nr. 11);Den i dette eksempel anvendte kolonne hadde en inrierdiameter på;II.30 min og 24 perforerte bunner uten overløpskanter. Hver bunn var plassert med en avstand på 550 mm fra hverandre. Åpningsdiametrene i hver perforert bunn var 18 mm, og apertur-forholdet var 9% » Klaringsavstanden mellom periferien til bunnen og innerveggen til kolonnen var 3 mm. En dråpe-separartor av syklontype med 3 sprøyter inger for vannvasking ble anordnet i den øvre del av kolonnen. Den samme vandige PVC-oppslernming som ble anvendt i eksempel 1 ble matet ved en hastighet på I6.5OO kg per time til kolonnens topp, mens oppslemmingen ble uttatt ved kolonnens bunn.Temperaturdifferensen mellom kolonnens bunn og kolonnens topp var ca. 10°C i førsøk nr. 10 eller 4°C i forsøk nr. 11, og trykkfallet fra bunnen til toppen av kolonnen var ca. 140 mmHg i hvert forsøk. Den uttatte oppslemmingen ble umiddelbart kontinuerlig sendt til spylecisternen, hvor oppslemmingen ble avkjølt til 70°C ved berøving av.den latente fordampningsvarmen tii en del av vannet. Dampen som ble fremstilt i spylecisternen ble utsuget ved hjelp av damp-ejektoren under et trykk på 6 kg/cm<*o>" ved 159°C, og den utstrømmende dampen ble blåst inn i kolonnen ved dennes bunn sammen med dampen som ble gjenvunnet i spylecisternen fra den vandige oppslemmingen. Den således tilførte dampen steg opp gjennom kolonnen, hvorved den kom i motstrømskontakt med den nedad-strømmende oppslemmingen, og hvoretter dampen strømmer ut -via dråpe-separatoren. Detalj et1 ved forsøkene og resultatene vises i tabellen.

Eksempel 6 (forsøk nr. 12 og sammenlignings!'orsøk)

Det ble benyttet samme fremgangsmåte som i eksempel hr. 1 bortsett

fra at visse parametrer ble forandret som angitt i tabellen. Betingelsene og resultatene vises i tabellen. Det er klart av de viste data at temperaturen høyere enn 120°C resulterer i dårligere kvalitet hos i'VC-produktet, selv om man oppnådde gode resultater med hensyn

til fjerning av monomer;

Eksempel 7 (forsøk nr. 13 og nr. 14)

Arrangementet av utstyr og eksperimentelle betingelser var de samme som i forsøk nr. 1 bortsett fra at klaringen mellom periferien til hver perforert bunn og innerveggen til kolonnen var 10 mm i forsøk nr. 13 og at det ikke var noen klaring i forsøk nr. 14.

I forsøk nr. 13 var monomerfjerningen noe utilfredsstillende sammenlignet med forsøk nr. 1, mens dampforbruket var betydelig høyere, slik at strømningshastlgheten for dampen i kolonnen var ca. 400 kg/time-

I forsøk nr. 14 var forsøksresultatene omtrent de samme som i for-søk nr. 1, men etter 24 timer kontinuerlig drift fant man at fast-stoff var utfe.lt akkurat under hjørnene hvor periferien til hver bunn og kolonneveggen var i kontakt med hverandre.

Claims (14)

1. L' Fremgangsmåte for fjerning av ureagert rest-vinylklorid-monomer fra en vandig dlspersjon av et vinylkloridpolymerisat,som er fremstilt ved polymerisasjon av vinylklorid eller en monomerbland-ing hovedsakelig bestående av vinylklorid i et vandig medium, karakterisert ved at den består av (a) innmating av den vandige dispersjonen til toppen av en kolonne av bunn-type, hvilken kolonne er utstyrt med flere perforerte bunner med åpningsdiametere på fra 3 til 5 mm, hvorved det totale arealet av åpningene i en perforert bunn ligger i området fra 3 til 20$ av kolonnens tversrri ttsareal, og som tillater den vandige dlspersjon å strømme ned i kolonnen gjennom de perforerte bunnenes åpningen (b) inn-b'l å sing av damp i kolonnen ved dennes bunn, hvilken damp får stige opp i kolonnen gjennom de samme nevnte åpninger for å avstedkomme motstrømskcntakt med den nedstrømmende vandige dlspersjon; og (c) opprettholdelse av en temperatur inne i kolonnen som ligger i området fra 60 til 120°C samt et trykk i kolonnen som tilsvarer omtrent dampmetningstrykket til vann ved denne temperatur.
2. 2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert v c d at den vandige dispersjonen mates til kolonnen gjennom en dråpe-separator av syklon-type, og som er anordnet på toppen utenfor eller i den øvre del i kolonnen, hvorved den vandige dlspersjon bringes til kontakt med den oppad-stigende damp.
3. 3- Fremgansgmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at den vandige dispersjon i dråpe-separatoren oppvarmes til en temperatur som ligger 1 området fra 70 til 100°C ved hjelp av varmeutveksling med dampen.
4. 4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert v e d at den vandige dispersjonen, som har nådd kolonnens bunn, tas ut av kolonnen og overføres til en spylecisterne, hvor den vandige dispersjonen blir gjenstand for avkjøling og fordampning av vann under redusert trykk for fremstilling av damp.
5. 5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert v e d at dampen, som fremstilles ved fordampning ved vann fra i den vandige dispersjonen 1 spylecisternen, utsuges ved hjelp av en dampejektor, hvorfra den blåses inn i kolonnen for ny bruk.
6. <t>'' - Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert v e d at hver perforert bunn er anordnet slik at man får en klaring mellom dens periferi og kolonnens,innervegg.
7. 7• Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at trykket inne i kolonnen ligger i området fra 1,0 til 1,5 ganger dampmetningstrykket til vann ved den temperatur som bestemmes der trykket måles.
8. 8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert v e i.i at den vandige dlspersjon, som mates til kolonnen, blir gjenstand for forvarming til en. temperatur i området fra 70 til 100°C.
9. 9. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakter!, s e r t v e d at den perforerte bunn ikke har overløpskanter1.
10. 10. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at klaringsavstanden ikke overskrider 10 mm.
11. 11. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert v e d at den vertikale avstanden mellom to nærliggende perforerteb unner ligger i området fra 30 til.80 cm. 1.2.
12. Anordning for utførelse av fremgangsmåten ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at den består av (a) en kolonne av bunn-type med et flertall perforerte bunner, som har åpningsdiametere fra 3 til 50 mm, hvorved det totale areal av åpningene i en perforert bunn ligger i området fra 3 til 20% av kolonnens tverrsnittsareal, og som har et innløp for vandig dispersjon og et utløp for damp ved toppen samt et utløp for den vandige dispersjon dg et innløp for damp ved bunnenj (b) en dråpe-separator av syklon-type anordnet på toppen utenfor eller i den øvre del av kolonnen; og (c) en spylecisterne som er forbundet med utløpet for den vandige dispersjon ved bunnen av kolonnen, og som er utstyrt med en anordning for reduksjon av det innvendige trykk. 1.5.
13. Anordning ifølge krav 12, karakterisert v e d at dråpe-separatoren er utstyrt med spredermunnstykker for vaskevann.
14. 14. Anordning ifølge krav 12, karakterisert v e d at hver av de perforerte bunner er anordnet slik at de har en klaring som ikke overstiger 10 mm mellom sin periferi og overflaten til kolonnens innervegg. 1';;. Anordning ifølge krav 12, karakterisert v e d at anordninger for reduksjon av trykk inne i spylecisternen utgjøres av en dampejektor, hvis utløp er forbundet med innløpet til. dampen som tilføres kolonnens bunn.