PL207638B1

PL207638B1 - Sposób wydzielania lotnego materiału z poliolefiny

Info

Publication number: PL207638B1
Application number: PL375140A
Authority: PL
Inventors: Frederic Cousin; Brent Walworth
Original assignee: Ineos Mfg Belgium Nv
Priority date: 2002-10-30
Filing date: 2003-10-27
Publication date: 2011-01-31
Also published as: EP2019119A2; EP2019119B1; ES2417485T3; JP2006504863A; EP2019119A3; JP5161730B2; ES2319643T3; DE60326371D1; US7790842B2; WO2004039848A1; US20090124779A1; EP1558651A1; PL375140A1; ATE423796T1; AU2003276207A1; JP2009079229A; US20060217528A1; EP1558651B1; US7776998B2; JP4436801B2

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wydzielania lotnego materiału z poliolefiny. W szczególności, wynalazek dotyczy usuwania lotnego materiału z poliolefiny złożonej z cząstek stałych, które zostały zasadniczo uwolnione od nieprzereagowanego monomeru we wcześniejszym etapie wydzielania, a zwłaszcza usuwania śladów lotnych składników z poliolefiny w postaci pastylek, proszku lub granulatu.

Poliolefiny, wytwarzane przez katalityczną polimeryzację lub kopolimeryzację olefin, np. etylenu, propylenu lub wyższych olefin, takich jak alfa-olefiny C4-C12, zwykle poddaje się procesowi usuwania masy nieprzereagowanego monomeru przed przeróbką na użyteczne wyroby. Taki proces usuwania nieprzereagowanego monomeru zazwyczaj wymaga procedury wydzielania i odzyskiwania monomeru, w której masę nieprzereagowanego monomeru, związanego z produktem poliolefinowym, wydziela się z tego produktu po uprzednim wydobyciu poliolefiny z reaktora do polimeryzacji. Sposoby tego początkowego wydzielania i odzyskiwania monomeru zależą od konkretnej technologii, zastosowanej do reakcji polimeryzacji. Na przykład w przypadku (ko)polimeryzacji olefin w fazie gazowej produkt poliolefinowy jest zwykle drobnym proszkiem, fluidyzowanym lub mieszanym w atmosferze, zawierającej gazowy monomer (monomery). Monomer można wydzielać i odzyskiwać z procesu w fazie gazowej np. przez wydzielanie ciągłego strumienia produktu polimeru złożonego z cząstek stałych w pewnej iloś ci gazu i ewentualnie pewnej ilo ś ci cieczy, które zawierają nieprzereagowany monomer; przez obniżenie ciśnienia i zawracanie lotnych składników do reaktora oraz przez przedmuchiwanie składnika polimerycznego obojętnym gazem, np. azotem lub dwutlenkiem węgla.

Lotne materiały, zwane tak w tym opisie, mogą więc oznaczać sam monomer lub monomery, oligomery, każdy rozpuszczalnik lub rozcieńczalnik stosowany w polimeryzacji, materiały katalityczne lub ich produkty pochodne, dodatki do polimeryzacji (np. regulatory masy cząsteczkowej), zanieczyszczenia obecne w każdym z materiałów używanych w polimeryzacji lub materiałów stosowanych do smarowania ruchomych części reaktorów. Takie lotne substancje mogą również powstawać z rozkładu lub reakcji samych składników polimeryzacji i/lub ich produktów. Obecność takich lotnych substancji w końcowym polimerze jest najczęściej niepożądana i moż e powodować np. niepożądany zapach wytworzonych z niego wyrobów, albo może powodować zepsucie artykułów spożywczych, pakowanych w pojemnikach wytwarzanych z polimeru, lub skażenie wody w układzie rurociągów wody pitnej. Obecność łatwopalnych lotnych materiałów może również stwarzać zagrożenie pożarem lub wybuchem. Takie lotne materiały mogą też wykazywać toksyczne, podrażniające lub inne farmakologicznie niepożądane własności, które zwykle sprawiają, że usuwanie tych materiałów jest pożądane lub nawet jest sprawą zasadniczą.

Powstawanie lotnych substancji w polimerze może również następować podczas pastylkowania polimeru, np. przez termiczny rozkład samego polimeru albo przez rozkład dodatków, stosowanych w procesie pastylkowania.

Opis GB-A-1272778 dotyczy sposobu usuwania lotnych składników z polimerów olefinowych złożonych z cząstek stałych, które wytworzono przez polimeryzację w fazie gazowej monomerów np.

etylenu lub propylenu, przez poddawanie warstwy polimeru, którego cząstki mają średnią średnicę od do 5000 μm, działaniu strumienia gazu obojętnego w temperaturze od wynoszącej przynajmniej +80°C do wynoszącej przynajmniej 5°C poniżej temperatury topnienia krystalitów polimeru w strefie obróbki, utrzymując tę warstwę w energicznym ruchu.

Opis EP-A-0047077 dotyczy sposobu usuwania niespolimeryzowanych gazowych monomerów ze stałych polimerów olefinowych przez przeniesienie polimeru (np. w postaci granulatu) do naczynia do przedmuchiwania, kontaktowanie tego polimeru w naczyniu do przedmuchiwania z przeciwprądowym przedmuchującym strumieniem obojętnego gazu w celu wypłukania gazowych monomerów, które wydzielają się z polimeru, i zawracanie części powstałego strumienia gazu obojętnego z gazowym monomerem do naczynia do przedmuchiwania.

Celem wynalazku jest opracowanie ulepszonego sposobu usuwania śladów lotnego materiału, np. nieprzereagowanego monomeru, oligomerów lub innych lotnych składników, takich jak rozpuszczalnik lub produkty rozkładu, z poliolefin złożonych z cząstek stałych, zwłaszcza z poliolefin wytwarzanych przez katalityczną polimeryzację organicznych monomerów, zwłaszcza z poliolefin, które uprzednio były poddane przynajmniej jednemu procesowi wydzielania nieprzereagowanego monomeru, np. takimi sposobami, jakie opisano w GB-A-1272778 i EP-A-047077.

PL 207 638 B1

Według wynalazku, sposób wydzielania lotnego materiału z poliolefiny złożonej z cząstek stałych, które zostały zasadniczo uwolnione od nieprzereagowanego monomeru we wcześniejszym etapie wydzielania, obejmujący:

(a) doprowadzenie cząstek stałych poliolefiny do naczynia do przedmuchiwania i wywołanie przesuwania się tych cząstek poliolefiny przez to naczynie przepływem tłokowym, (b) ogrzewanie cząstek stałych poliolefiny w naczyniu do przedmuchiwania do temperatury wyższej od 30°C, ale nie wyższej niż 5°C poniżej temperatury mięknienia według Vicata tej poliolefiny, i/lub utrzymywanie poliolefiny w tym zakresie temperatur w naczyniu do przedmuchiwania, (c) doprowadzenie gazu do naczynia do przedmuchiwania dla usunięcia z niego lotnego materiału, usuwając poliolefinę złożoną z cząstek stałych z naczynia do przedmuchiwania, charakteryzuje się tym, że całkowite ogrzewanie cząstek, które następuje w naczyniu do przedmuchiwania, dokonuje się przez podgrzanie gazu wprowadzonego do naczynia do przedmuchiwania, przy czym co najmniej część gazu doprowadzanego do naczynia do przedmuchiwania wchodzi do tego naczynia w jednym lub więcej punktów, umiejscowionych bliżej wierzchołka tego naczynia niż jego dna.

Korzystnie, że gaz podaje się do naczynia do przedmuchiwania w przeciwprądzie względem ruchu poliolefiny złożonej z cząstek stałych.

Korzystnie, przynajmniej 80% ogólnego przepływu gazu doprowadzanego do tego naczynia wchodzi do niego w jednym lub więcej punktów, umiejscowionych bliżej wierzchołka naczynia.

Korzystnie, jeden lub więcej punktów, umiejscowionych blisko wierzchołka naczynia są umiejscowione na takim poziomie, że mniej niż 20% objętości cząstek stałych w naczyniu znajduje się powyżej tego poziomu, gdy naczynie zawiera maksymalną ilość poliolefiny złożonej z cząstek stałych.

Korzystnie, nie więcej niż 20% ogólnej masy gazu wchodzącego do naczynia wchodzi do niego w pobliż u jego dna.

Korzystnie, nie więcej niż 10% ogólnej masy gazu wchodzącego do naczynia wchodzi do niego w pobliż u jego dna.

Korzystnie, część gazu wchodzącego do naczynia do przedmuchiwania wchodzi bezpośrednio do środka tego naczynia na tym samym poziomie, jak punkt wlotu gazu wchodzącego w jednym lub więcej punktów, umiejscowionych bliżej wierzchołka naczynia.

Korzystnie, przepływ masowy gazu wprowadzanego bezpośrednio do środka naczynia wynosi 20-40% gazu wprowadzanego z boku naczynia na tym samym poziomie.

Korzystnie, poliolefina złożona z cząstek stałych jest w postaci pastylek.

Korzystnie, wylot z naczynia do przedmuchiwania stanowi część w kształcie ściętego stożka, mająca otwór w dnie, na której jest osadzony zawór w kształcie odwróconego stożka, wyznaczając w ten sposób pierścieniową drogę przejścia, gdy zawór jest otwarty.

Korzystnie, wyładowywanie przez wymieniony zawór jest okresowe wskutek otwierania i zamykania tego zaworu.

Korzystnie, przynajmniej część gazu doprowadzanego do naczynia do przedmuchiwania jest przynajmniej częściowo podgrzana z wykorzystaniem ciepła z poliolefiny złożonego z cząstek stałych.

Korzystnie, część gazu doprowadzanego do naczynia do przedmuchiwania jest podgrzana poprzez przechodzenie przez naczynie do przedmuchiwania, przed kontaktowaniem tej części gazu z poliolefiną złoż oną z cząstek stałych.

Stosowany w niniejszym opisie termin „polimer odnosi się do poliolefiny.

„Przepływ tłokowy oznacza w tym opisie, że przepływ polimeru złożonego z cząstek stałych przez stosowne naczynie następuje w taki sposób, że mieszanie osiowe jest małe lub nie ma go wcale, gdy polimer złożony z cząstek stałych przechodzi przez naczynie, zapewniając w ten sposób, że czas przebywania cząstek jest zasadniczo jednakowy. „Przepływ tłokowy niekiedy nazywa się w dziedzinie techniki, do której należy wynalazek, „przepływem masowym, zwłaszcza gdy rozważany przepływ dotyczy ruchu materiałów złożonych z cząstek stałych. Alternatywne określenie mówi, że charakterystyka przepływu polimeru złożonego z cząstek stałych w naczyniu do przedmuchiwania jest taka, iż odchylenie standardowe czasu przebywania jest nie większe niż 20%, a jeszcze korzystniej nie większe niż 10% średniego czasu przebywania polimeru złożonego z cząstek stałych w naczyniu do przedmuchiwania.

Polimer złożony z cząstek stałych, z którego pożądane jest usuwanie lotnego materiału, może stanowić np. proszek polimeru, pastylkowany polimer lub granulat, który już został poddany pierwotnemu etapowi usuwania monomeru. Jeśli polimer złożony z cząstek stałych wytwarzano w obecności

PL 207 638 B1 katalizatora zawierającego metal przejściowy, to korzystnie wszystkie pozostałości katalizatora obecne w tym polimerze dezaktywuje się przed obróbką polimeru sposobem według wynalazku. Korzystnie polimer złożony z cząstek stałych oznacza sproszkowany, pastylkowany lub granulowany materiał poliolefinowy, wytwarzany przez polimeryzację lub kopolimeryzację jednej lub więcej monomerycznych 1-olefin w fazie gazowej, w fazie ciekłej (np. z zastosowaniem warunków tzw. polimeryzacji „tworzenia cząstek), albo w fazie roztworu, albo sposobem wysokotemperaturowym i wysokociśnieniowym (często zwanym „sposobem wysokociśnieniowym). Alternatywnie poliolefina złożona z cząstek stałych może być poliolefiną, która została przekształcona w inną postać cząstek stałych, np. przez granulowanie lub pastylkowanie. Korzystnie poliolefina złożona z cząstek stałych stanowi pastylkowany polimer, jeszcze korzystniej pastylkowaną poliolefinę. W związku z tym jest również korzystne, aby, przed wprowadzeniem do naczynia do przedmuchiwania, poliolefina złożona z cząstek stałych przechodziła przez wytłaczarkę w celu pastylkowania.

Zawartość lotnego materiału (z wyłączeniem wody) obecnego w polimerze podawanym do naczynia do przedmuchiwania, mierzona przez chromatografię (metodą KWK chromatografii węgla i wodoru), korzystnie wynosi nie więcej niż 500 ppm (cz ęści wagowych na milion), bardziej korzystnie nie więcej niż 300 ppm, a jeszcze korzystniej nie więcej niż 100 ppm. Zawartość lotnego materiału (z wyłączeniem wody) obecnego w polimerze opuszczającym naczynie do przedmuchiwania po obróbce według wynalazku, mierzona przez chromatografię (metodą KWK chromatografii węgla i wodoru), korzystnie wynosi nie więcej niż 300 ppm (cz ęści wagowych na milion), bardziej korzystnie nie więcej niż 200 ppm, a jeszcze korzystniej nie więcej niż 100 ppm. Zmniejszenie zawartości lotnego materiału (z wyłączeniem wody) obecnego w polimerze opuszczającym naczynie do przedmuchiwania po przeróbce według wynalazku w odniesieniu do zawartości na wejściu do naczynia do przedmuchiwania, mierzone przez chromatografię (metodą KWK chromatografii węgla i wodoru) jest większe niż 300 ppm (części wagowych na milion), a jeszcze korzystniej większe niż 500 ppm.

Znaczne zmniejszenie zawartości lotnego materiału ma duży korzystny wpływ na organoleptyczne własności końcowego polimeru. Wynalazek może obniżyć wartość punktacji smaku polietylenu o dużej gęstoś ci według metody KTW z 2-3 do 1-1,5.

Polimer złożony z cząstek stałych, zasilany do naczynia do przedmuchiwania, można podgrzewać przed wprowadzeniem do naczynia do przedmuchiwania, albo można ogrzewać tylko w samym naczyniu do przedmuchiwania. Polimer złożony z cząstek stałych można zasilać do podgrzewającego naczynia w sposób periodyczny, w sposób ciągły, jako partię lub porcjami. Korzystnie zasila się go w sposób ciągły. Korzystnie polimer złożony z cząstek stałych przesuwa się przez podgrzewające naczynie zasadniczo ruchem tłokowym. Temperatura, do której ogrzewa się polimer złożony z cząstek stałych w podgrzewającym naczyniu, może wynosić od przynajmniej 30°C do 70°C lub wyżej, pod warunkiem, że ta temperatura jest niedostatecznie wysoka do powodowania aglomeracji cząstek. Według przybliżonych wskazówek temperatura ta nie powinna być wyższa niż około 5°C poniżej temperatury mięknienia według Vicata. Polimer złożony z cząstek stałych korzystnie podaje się do ogrzewającego naczynia z zastosowaniem techniki przenoszenia pneumatycznego. Jeśli stosuje się naczynie podgrzewające, to w razie potrzeby może ono być wyposażone w urządzenie do przepuszczania przedmuchującego gazu w przeciwprądzie do ruchu polimeru złożonego z cząstek stałych przez to naczynie. W razie potrzeby do ogrzewania polimeru złożonego z cząstek stałych w naczyniu podgrzewającym można stosować gorący gaz, np. gorący azot. Alternatywnie naczynie podgrzewające ogrzewa się z zastosowaniem konwencjonalnego urządzenia przemysłowego, np. płaszcza z parą lub gorącą wodą.

Jeśli polimer złożony z cząstek stałych jest pastylkowany, to w razie potrzeby pastylki można podawać do naczynia do przedmuchiwania bezpośrednio z maszyny do pastylkowania, albo do naczynia ogrzewającego, jeśli jest stosowane. Zasilanie pastylek do naczynia do przedmuchiwania lub do naczynia ogrzewającego bezpośrednio z maszyny do pastylkowania może przynosić dalsze oszczędności w zapotrzebowaniu na energię, zwłaszcza jeśli pastylki wyładowywane z wymienionej maszyny zawierają jeszcze resztę ciepła z procesu pastylkowania. Oszczędność energii można optymalizować np. przez odpowiednie nastawienie temperatury wody chłodzącej w ten sposób, aby pastylki pozostawały stosunkowo gorące po chłodzeniu, ale nie tak gorące, aby mogła następować aglomeracja pastylek.

Polimer złożony z cząstek stałych zasila się do naczynia do przedmuchiwania dowolnym dogodnym sposobem, np. stosując transport pneumatyczny lub z pomocą grawitacyjnych urządzeń zasilających z zastosowaniem odpowiedniego urządzenia zaworowego zasilacza między źródłem i naczyPL 207 638 B1 niem do przedmuchiwania. Korzystne jest zasilanie polimeru złożonego z cząstek stałych w sposób ciągły do naczynia do przedmuchiwania.

Czas przebywania cząstek w tym naczyniu jest zasadniczo taki sam dla wszystkich cząstek. Przepływ tłokowy można osiągać stosując konwencjonalne urządzenie przemysłowe. Korzystne jest zatem stosowanie naczynia do przedmuchiwania o gładkich ścianach wewnętrznych i o jednakowym przekroju poprzecznym wzdłuż większej części jego długości. U wylotu naczynia do przedmuchiwania można stosować np. przekrój poprzeczny stożka ściętego lub inny zbieżny, pod warunkiem, że kąt stożka wyładunku oblicza się tak, aby zapewnić własności ruchu tłokowego w tym naczyniu (kąt ten można obliczyć z wyników testu ścinania i zależy on od charakteru polimeru złożonego z cząstek stałych, poddawanego obróbce). Zasady przepływu tłokowego są powszechnie znane w dziedzinie techniki, do której należy wynalazek i odpowiednie urządzenie można łatwo skonstruować przyjmując te zasady. Naczynie do przedmuchiwania korzystnie jest rurowe o zasadniczo jednakowym przekroju poprzecznym. Główna część może przybierać kształt np. rury o kwadratowym lub kolistym przekroju poprzecznym. Najkorzystniej naczynie do przedmuchiwania stanowi pionowo ustawione cylindryczne naczynie, mające część stożkową u podstawy, która zwęża się w kierunku wylotu dla polimeru, umieszczonego przy dnie naczynia. Korzystnie naczynie do przedmuchiwania jest ustawione pionowo. Najkorzystniej naczynie do przedmuchiwania ma jednakowy cylindryczny przekrój przez większą część długości a jego długość jest przynajmniej dwukrotnie większa od jego średnicy, aby pomóc w zapewnieniu przepł ywu tł okowego.

W jednej realizacji przepływ tłokowy osiąga się w naczyniu cylindrycznym przez wybór korzystnego zaworu do regulacji otworu wyładunkowego. Zawór ten ma kształt odwróconego stożka, osadzonego w łożysku o kształcie ściętego stożka, określając przez to pierścieniową drogę przejścia przy otwartym zaworze. Taki układ może zapobiegać szybkiemu wyładunkowi polimeru przez środek naczynia do przedmuchiwania, który może nastąpić w przypadku przepływu nietłokowego. Pracując z takim układem, korzystne jest to, ż e zawór nie jest stale otwarty, lecz okresowo; stwierdzono, ż e jest to najlepsze dla zapewnienia przepływu tłokowego. Korzystnie zawór jest otwarty przez połowę okresu czasu; typowy cykl oznacza otwarcie na 1-3 min i zamknięcie na taki sam okres czasu, ale dokładny okres czasu będzie oczywiście zależał od rozmiaru naczynia.

Natężenie przepływu i wymiary naczynia do przedmuchiwania dobiera się tak, aby czas przebywania polimeru złożonego z cząstek stałych w naczyniu do przedmuchiwania znajdował się w zakresie od 0,5 do 16 godzin, korzystnie od 2 do 16 godzin, a jeszcze korzystniej od 6 do 12 godzin. W przypadku niektórych zastosowań wymaga się przynajmniej 10 godzin.

Temperatura, do której ogrzewa się polimer złożony z cząstek stałych w naczyniu do przedmuchiwania, wynosi korzystnie przynajmniej 30°C, jeszcze korzystniej przynajmniej 50°C, a najkorzystniej przynajmniej 70°C lub więcej, pod warunkiem, że ta temperatura nie jest dostatecznie wysoka, aby spowodować aglomerację cząstek. Wspomniano już wyżej, że według przybliżonych wskazówek temperatura ta korzystnie nie jest wyższa niż około 5°C poniżej temperatury mięknienia według Vicata. Jeśli np. temperatura mięknienia według Vicata wynosi 80°C, to maksymalna temperatura, do której ogrzewa się polimer złożony z cząstek stałych, korzystnie powinna być nie wyższa od 75°C. W przypadku, gdy polimer złożony z cząstek stałych stanowi polietylen o dużej gęstości, wynoszącej przynajmniej 0,945 kg/m³, to temperatura ogrzewania naczynia do przedmuchiwania korzystnie zawiera się w zakresie od 70 do 100°C. Natomiast w przypadku, gdy polimer złożony z cząstek stałych jest kopolimerem o niskiej gęstości, jak np. kopolimer etylenu z wyższą 1-olefiną, np. mającym gęstość w zakresie od 0,915 do 0,945 kg/m³, to wymieniona temperatura korzystnie zawiera się w zakresie od 60 do 80°C. W każdym przypadku ta temperatura musi być niedostatecznie wysoka, aby spowodować aglomerację cząstek. Nieprzestrzeganie tego może spowodować, że polimer zostanie zablokowany w naczyniu podgrzewającym lub naczyniu do przedmuchiwania, albo nawet utworzy wewnątrz naczyń masę trudną do obróbki.

Polimer złożony z cząstek stałych można przesuwać przez naczynie do przedmuchiwania z zastosowaniem dowolnego odpowiedniego środka napędowego, np. stosując urządzenie z śrubą Archimedesa lub jedynie pod wpływem grawitacji. Korzystnie jednak polimer złożony z cząstek stałych przesuwa się pod wpływem grawitacji w odpowiedzi na wyładowywanie ciała stałego z podstawy naczynia do przedmuchiwania. Naczynie do przedmuchiwania korzystnie jest izolowane, aby zatrzymywało ciepło podczas przedmuchiwania. Gaz korzystnie przepływa przez naczynie do przedmuchiwania w przeciwprądzie do przepływu polimeru złożonego z cząstek stałych. „Przeciwprąd oznacza, że gaz przepływa w kierunku poprzecznym lub przeciwnym do kierunku przepływu tych cząstek. Przed

PL 207 638 B1 wtryskiwaniem do naczynia do przedmuchiwania gaz podgrzewa się. Zazwyczaj gazem jest powietrze. W razie potrzeby moż na jednak uzupełnić powietrze innym gazem lub gazami, np. azotem lub dwutlenkiem węgla, np. jeśli jest pożądane zmniejszenie potencjalnego ryzyka pożaru lub wybuchu. Wynalazek stosuje się jednak najczęściej w celu obniżania zawartości lotnych substancji w takim polimerze złożonym z cząstek stałych, w którym zawartość lotnych substancji znajduje się już na stosunkowo niskim poziomie. W związku z tym poziom lotnych substancji obecnych w strumieniu przedmuchującego gazu, wychodzącym z naczynia do przedmuchiwania, zazwyczaj nie jest wyższy niż około 5 mg na dm³ gazu, a korzystnie nie wyższy niż około 1 mg na dm³ gazu. Szczególnie korzystny poziom wynosi poniżej 150 g/m³. Natężenie przepływu gazu przez polimer złożony z cząstek stałych utrzymuje się na poziomie niższym od tego, który mógłby spowodować zniszczenie przepływu tłokowego polimeru złożonego z cząstek stałych. Jest to znacznie poniżej natężenia przepływu, który mógłby powodować fluidyzację polimeru złożonego z cząstek stałych. W przypadku pastylkowanego polimeru natężenie przepływu gazu, które można tolerować przed początkiem niszczenia przepływu tłokowego, jest zwykle znacznie wyższe, niż w przypadku polimeru sproszkowanego. W celu zapewnienia dostatecznego ogrzewania polimeru natężenie przepływu gazu wynosi korzystnie przynajmniej 80 dm³ na godzinę i centymetr kwadratowy przekroju poprzecznego, mierzone promieniowo w poprzek kierunku przepływu polimeru złożonego z cząstek stałych przez naczynie do przedmuchiwania (jednostki podawane dalej w postaci skrótowej dm³godz.^-1cm^-2). Maksymalne natężenie przepływu, które można

-1 -2 tolerować bez zniszczenia przepływu tłokowego, wynosi około 150 dm³godz. cm^-2.

Wprawdzie wszystek gaz można wprowadzać do naczynia do przedmuchiwania w pobliżu jego dna i przedmuchiwać do góry przez polimer złożony z cząstek stałych, ale wymaga to stosowania znacznego ciśnienia. Odkryliśmy, że usuwanie lotnych substancji może być również skuteczne, jeśli większość gorącego gazu wprowadza się do naczynia do przedmuchiwania w pobliżu wierzchołka, gdzie wchodzi polimer złożony z cząstek stałych, a tylko stosunkowo małą część gazu wprowadza się przy dnie. Wprowadzanie gazu w pobliżu wierzchołka naczynia wymaga znacznie niższego ciśnienia, co oczywiście powoduje wprowadzanie znacznie mniejszego przepływu masy gazu przy dnie. Uważa się, że taki układ jest tak samo skuteczny, ponieważ gdy polimer jest ogrzany, to potrzebny jest jedynie stosunkowo mały przepływ powietrza przez ten polimer w celu usunięcia lotnych związków. Najskuteczniejszym sposobem uzyskiwania gorącego polimeru złożonego z cząstek stałych, przez który przepływa gaz, jest więc wprowadzanie większości tego gazu, potrzebnego utrzymania polimeru, blisko wierzchołka naczynia. W związku z tym korzystne jest, aby przynajmniej część gazu wchodziła do naczynia do przedmuchiwania przez jeden lub więcej punktów bliskich wierzchołkowi naczynia do przedmuchiwania. Korzystne jest też, aby każdy z wymienionych punktów (jeden lub więcej) był umiejscowiony na takim poziomie, że mniej niż 20% objętości cząstek w naczyniu znajduje się powyżej tego poziomu, gdy naczynie zawiera maksymalną ilość polimeru złożonego z cząstek stałych. Korzystne jest także, aby nie więcej niż 20%, a jeszcze korzystniej nie więcej niż 10% ogólnej masy gazu wchodziło do naczynia blisko dna tego naczynia. W tym przypadku natężenie przepływu gazu wchodzącego w pobliżu dna naczynia najczęściej wynosi przynajmniej 0,5 dm³ na godzinę i na centymetr kwadratowy przekroju poprzecznego, mierzone promieniowo w poprzek kierunku przepływu polimeru złożonego z cząstek stałych przez naczynie do przedmuchiwania (jednostki stosowane dalej w skrócie dm³/godz.-cm². Szczególnie korzystne są więc np. natężenia przepływu gazu wchodzącego przy dnie naczynia do przedmuchiwania, wynoszące od 2 do 10 dm³/godz.-cm². Korzystne jest również, aby część gazu wprowadzana blisko wierzchołka naczynia do przedmuchiwania wchodziła bezpośrednio do środka naczynia, ewentualnie biegnącym osiowo przewodem. Pomaga to uniknąć zimnych miejsc w środku naczynia. Korzystnie przepływ masowy gazu wprowadzanego bezpośrednio do środka naczynia wynosi około 20-40%, najczęściej około jednej trzeciej, gazu wprowadzanego z boku naczynia na tym samym poziomie. Ogólnie biorąc należy sobie zdawać sprawę, że dokładne umiejscowienie punktów wlotu gazu, natężenia przepływu gazu w każdym punkcie wlotowym, a także rozmiary naczynia do przedmuchiwania oblicza się w każdym indywidualnym przypadku w zależności od poddawanego obróbce polimeru złożonego z cząstek stałych i natężenia przepływu tego polimeru, aby uzyskać równomierny rozkład gazu oraz skuteczne ogrzewanie i usuwanie lotnych substancji.

Wprawdzie zasadniczo całe ogrzewanie polimeru złożonego z cząstek stałych następuje gorącym gazem, ale wynalazek nie wyklucza możliwości obecności pewnych pomocniczych urządzeń do ogrzewania, takich jak np. wymiennik ciepła umieszczony centralnie blisko wierzchołka naczynia do przedmuchiwania, aby zapewnić odpowiednie ogrzewanie w środku tego naczynia.

PL 207 638 B1

Ciśnienie w naczyniu do przedmuchiwania może być dowolnym żądanym ciśnieniem, ale w praktyce najczęściej dostateczne jest stosowanie ciśnienia bliskiego atmosferycznemu (np. nieco ponad 100 kPa absolutnego, ale mniej niż 20 kPa nadciśnienia), ponieważ unika się wówczas konieczności używania kosztownych naczyń ciśnieniowych i dmuchaw. W praktyce wprowadzanie przedmuchującego gazu do naczynia do przedmuchiwania będzie zwykle powodowało słaby wzrost ciśnienia w tym naczyniu.

Lotne materiały dyfundują w naczyniu do przedmuchiwania z polimeru złożonego z cząstek stałych do strumienia gazu i są niesione w przeciwprądzie do ruchu polimeru złożonego z cząstek stałych w kierunku obszaru, w którym polimer złożony z cząstek stałych zasila się do tego naczynia. Gaz odprowadza się korzystnie z naczynia do przedmuchiwania odpowiednim rurociągiem. Odprowadzany gaz, zawierający lotne substancje, można podawać do komina pochodni lub, jeśli to celowe, do odzysku lotnych składników, np. można podawać do odpowiedniego urządzenia odzyskującego. Często okazuje się, że stężenie lotnych substancji jest tak niskie (poniżej 150 mg/m³), że gaz z naczynia do przedmuchiwania można odprowadzać bezpośrednio do atmosfery. Korzystnie utrzymuje się takie warunki procesu, aby stężenie łatwopalnych lotnych materiałów w gazie odprowadzanym z naczynia do przedmuchiwania stanowiło mniej niż 25%, a korzystnie mniej niż 5% granicy zapalności gazu. Stężenie takich lotnych materiałów można obniżyć np. przez zmniejszenie wielkości jednego lub więcej spośród następujących parametrów: (1) objętości polimeru złożonego z cząstek stałych, przebywającego w naczyniu do przedmuchiwania, (2) natężenia przepływu polimeru złożonego z cząstek stałych przez naczynie do przedmuchiwania i (3) temperatury polimeru złożonego z cząstek stałych w naczyniu do przedmuchiwania, albo przez podwyższenie natężenia przepływu gazu przez naczynie do przedmuchiwania.

Polimer złożony z cząstek stałych korzystnie usuwa się z naczynia do przedmuchiwania po prostu siłą grawitacji. Może to być jednak wspomagane konwencjonalnymi przemysłowymi urządzeniami przenośnikowymi dla materiałów złożonych z cząstek stałych, np. zaworami sterowanymi silnikiem lub obrotowym korkiem powietrznym. Korzystne mechaniczne urządzenia do usuwania obejmują urządzenia do usuwania ze zmienną prędkością, np. zawory sterowane silnikiem o zmiennej prędkości lub śruby sterowane silnikiem. Naczynie korzystnie jest wyposażone w urządzenie do oznaczania w nim ilości lub poziomu polimeru złożonego z cząstek stałych, np. urządzenie do określenia poziomu polimeru złożonego z cząstek stałych, osadzonego w naczyniu. Korzystnie urządzenie do oznaczania ilości lub poziomu polimeru złożonego z cząstek stałych w naczyniu jest sprzężone z urządzeniem do usuwania ze zmienną prędkością, np. w celu utrzymywania stałej objętości polimeru złożonego z cząstek stałych w tym naczyniu. Sprzężenie można uzyskiwać np. urządzeniem elektronicznym lub urządzeniem mechanicznym.

Po przejściu polimeru złożonego z cząstek stałych przez naczynie do przedmuchiwania jest on zwykle jeszcze gorący i może wymagać schłodzenia przed przeniesieniem do magazynu lub poddaniem dalszej obróbce lub przetwarzaniu. Na przykład w przypadku polietylenu, jeśli pożądane jest przenoszenie tego polimeru złożonego z cząstek stałych do magazynu z zastosowaniem przenośnika pneumatycznego rzadkiej lub gęstej fazy, to korzystne jest schłodzenie go do temperatury poniżej około 65°C, najczęściej do temperatury 40-60°C, przed przenoszeniem, aby zmniejszyć możliwość powstawania tzw. „włosów anielskich w liniach przenośników pneumatycznych. Urządzenie stosowane do chłodzenia polimeru złożonego z cząstek stałych, jeśli występuje, może stanowić np. konwencjonalne przemysłowe urządzenie do chłodzenia cząstek stałych. Można stosować chłodzenie powietrzne lub wodne. Na przykład gorący polimer złożony z cząstek stałych można podawać do chłodnicy ze złożem fluidalnym, pracującej w warunkach pracy periodycznej lub ciągłej. Powietrze użyte do chłodzenia można następnie wprowadzać do zasilającego strumienia gorącego powietrza podawanego do naczynia do przedmuchiwania w celu obniżenia kosztów ogrzewania.

W jednej realizacji można wbudować urządzenie chłodzące przy dnie naczynia do przedmuchiwania w celu zaoszczędzenia kosztów urządzeń; w tym przypadku konstrukcja musi być taka, aby zapewniała przepływ tłokowy przez naczynie do przedmuchiwania przynajmniej do wejścia do części chłodzącej. Ewentualnie gaz wprowadzany do naczynia do przedmuchiwania w celu usuwania lotnych materiałów najpierw przepuszcza się jako nieogrzany przez denną część tego naczynia, gdzie wspomaga on chłodzenie gorącego polimeru złożonego z cząstek stałych, a jednocześnie ulega ogrzewaniu. Gaz ten następnie dalej ogrzewa się do wymaganej temperatury, a potem ponownie wprowadza do naczynia do przedmuchiwania w docelowym miejscu w celu skontaktowania z polimerem.

PL 207 638 B1

Wykazano wyżej, że korzystne jest usuwanie polimeru złożonego z cząstek stałych z naczynia do przedmuchiwania z zastosowaniem urządzenia do ciągłego usuwania tego polimeru. Również naczynie do podgrzewania i/lub naczynie do chłodzenia korzystnie są wyposażone w urządzenie do usuwania tego polimeru w sposób ciągły, np. z zastosowaniem zaworów sterowanych silnikiem lub śrub sterowanych silnikiem. Korzystnie urządzenia do usuwania stanowią urządzenia do usuwania ze zmienną prędkością, np. z zastosowaniem zaworów sterowanych silnikiem o zmiennej prędkości i/lub stołu wibracyjnego. Naczynia te są korzystnie wyposażone w urządzenia do oznaczania ilości lub poziomu zawartego w nich polimeru złożonego z cząstek stałych, np. urządzenia do określania ilości lub poziomu polimeru złożonego z cząstek stałych, osadzonego w tych naczyniach. Korzystnie urządzenia do oznaczania ilości lub poziomu polimeru złożonego z cząstek stałych w tych naczyniach są sprzężone z urządzeniem do usuwania ze zmienną prędkością, np. w celu utrzymywania stałej objętości polimeru złożonego z cząstek stałych w naczyniach. Sprzężenie można uzyskiwać np. urządzeniem elektronicznym lub urządzeniem mechanicznym.

W razie potrzeby przepływ polimeru złożonego z cząstek stałych przez naczynie chłodzące również może odbywać się przepływem tłokowym. Przepływ tłokowy polimeru złożonego z cząstek stałych przez naczynie chłodzące można uzyskiwać standardowymi urządzeniami przemysłowymi.

Polimer złożony z cząstek stałych, korzystnie stosowany w wynalazku, może np. stanowić proszki polimerów, które są bezpośrednimi produktami procesów polimeryzacji, pod warunkiem, że takie sproszkowane polimery zostały zasadniczo uwolnione od nieprzereagowanego monomeru we wcześniejszym etapie wydzielania, np. proszek wytworzony przez polimeryzację olefin w fazie gazowej ze złożem fluidalnym lub proszek cząstek stałych z procesów polimeryzacji monomerów w ciekłym rozcieńczalniku. Korzystnymi cząstkami polimeru są pastylki polimeru, które są powszechnie znane w dziedzinie techniki, do której należy wynalazek, jako standardowy produkt, stosowany do wytwarzania wyrobów z polimerów. Rozmiar cząstek polimeru korzystnie zawiera się w zakresie od 0,1 do 10 mm, a jeszcze korzystniej w zakresie od 2 do 7 mm. Na przykład pastylki polimeru, stosowane do wytwarzania wyrobów z tworzyw sztucznych, zwykle znajdują się w zakresie od 3 do 6 mm.

Cząstki polimerów korzystnie zawierają jedną lub więcej poliolefin. Korzystnymi poliolefinami są polietylen, polipropylen i kopolimery etylenu z jedną lub więcej alfa-olefin C3-C12. Przykładami takich polimerów są polietylen o dużej gęstości, polietylen o średniej gęstości, liniowy polietylen o małej gęstości i polietylen o bardzo małej gęstości (VLDPE).

W jednej realizacji wynalazku wyżej wymieniony sposób stosuje się po etapie obróbki w celu zmniejszenia zawartości gazowego rozcieńczalnika, znajdującego się w zawiesinie surowego polimeru, wyładowywanego z reaktora do polimeryzacji. Zawiesina surowego polimeru, wyładowywana z reaktora do polimeryzacji, występuje w postaci materiału zawierającego znaczne ilości rozcieńczalnika, mniejsze ilości nieprzereagowanego monomeru olefinowego (monomerów olefinowych), który może zawierać małe ilości katalizatora, kokatalizatora, innych węglowodorów i innych materiałów w zależności od stosowanego sposobu wytwarzania (objętych tu dalej wspólnym pojęciem „zanieczyszczenia). Po usunięciu ciśnienia żywica surowego polimeru przechodzi do wyżej wymienionego naczynia do przedmuchiwania pod ciśnieniem bliskim atmosferycznego, gdzie stosuje się azot do wydmuchiwania tych zanieczyszczeń. Strumień gazu wydmuchiwanego z tego etapu zawiera azot, rozcieńczalnik, monomer olefinowy i inne materiały specyficzne dla procesu. W celu zminimalizowania ilości rozcieńczalnika przenoszonego z reaktora do polimeryzacji olefin do naczynia do wydmuchiwania węglowodorów i ewentualnie w celu maksymalnego powiększenia odzysku wymienionego rozcieńczalnika z naczynia do przedmuchiwania prowadzi się następujące etapy:

- ciągłego wyładowywania zawiesiny, zawierającej poliolefinę i rozcieńczalnik, z reaktora do polimeryzacji;

- usunięcia ciśnienia z wymienionej zawiesiny, dzięki czemu rozcieńczalnik odparowuje i tworzy się mieszanina poliolefiny i gazu;

- ciągłego wyładowywania wymienionej mieszaniny poliolefiny i gazu do naczynia zbiorczego;

- otwierania zaworu wlotowego naczynia koncentratora, zawierającego również zawór wylotowy, w taki sposób, aby do wymienionego naczynia koncentratora przenieść z góry określoną objętość wymienionej mieszaniny poliolefiny i gazu;

- zamykania zaworu wlotowego naczynia koncentratora;

- otwierania zaworu wylotowego wymienionego naczynia koncentratora w taki sposób, aby wymieniona mieszanina poliolefiny i gazu przechodziła do naczynia do wydmuchiwania węglowodorów.

PL 207 638 B1

Zaletą wyżej wymienionej kolejności etapów jest to, że, zamiast przenoszenia mieszaniny poliolefiny i gazu bezpośrednio z reaktora do polimeryzacji, a według wymienionej kolejności bezpośrednio z naczynia zbiorczego, do naczynia do przedmuchiwania wraz ze znaczną ilością gazu z reaktora do polimeryzacji, stosuje się naczyniem koncentratora między reaktorem do polimeryzacji, a według wymienionej kolejności między naczyniem zbiorczym i naczyniem do przedmuchiwania. W ten sposób minimalizuje się ilość gazu przenoszonego z reaktora do polimeryzacji do naczynia do przedmuchiwania. Zazwyczaj reaktor do polimeryzacji pracuje pod wysokim ciśnieniem (10-40 bar), podczas gdy w naczyniu do przedmuchiwania ciśnienie jest bliskie atmosferycznemu. Im mniej wypływającego gazu pobiera się z naczynia zbiorczego, tym mniej gazu trzeba zawracać i sprężać do wysokiego ciśnienia, wymaganego w reaktorze do polimeryzacji. Zastosowanie naczynia koncentratora, jak to opisano wyżej, umożliwia obniżenie ilości gazu, który przenosi się na stronę niskiego ciśnienia, tj. do naczynia do przedmuchiwania. Jeśli np. jako rozcieńczalnik do polimeryzacji stosuje się izobutan i jeśli ciśnienie w drugim etapie sposobu według wynalazku maleje do około 10 bar, to ilość gazu przenoszonego do naczynia do przedmuchiwania zmniejsza się do około 2,5% wagowych. Dzięki temu sprężarki mogą być o mniejszych rozmiarach, są więc tańsze przy zakupie i w eksploatacji. Ponadto mniejsza jest ilość nieprzereagowanego monomeru i rozpuszczalnika, które trzeba zawracać, toteż urządzenie do recyklingu może być mniejsze i mniej energochłonne. Korzystna opcja jest taka, że zamiast stosowania jednego naczynia koncentratora stosuje się równolegle dwa naczynia koncentratorów.

W pierwszej części cyklu pierwsze naczynie koncentratora napełnia się mieszaniną poliolefiny i gazu i zamyka się zawór wlotowy tego pierwszego koncentratora. Przed opróżnieniem pierwszego naczynia koncentratora do naczynia do przedmuchiwania otwiera się zawór wyrównujący ciśnienie, łączący dwa naczynia koncentratorów. Gaz zawarty w pierwszym naczyniu koncentratora przepływa do drugiego naczynia koncentratora, aż ciśnienie w tych dwóch naczyniach koncentratorów będzie mniej więcej takie samo. Następnie zamyka się zawór wyrównujący ciśnienie między naczyniami koncentratorów i pierwsze naczynie koncentratora opróżnia się do naczynia do przedmuchiwania. Ciśnienie wewnątrz pierwszego naczynia koncentratora spada do ciśnienia panującego wewnątrz naczynia do przedmuchiwania, natomiast ciśnienie w drugim naczyniu koncentratora jest wyższe od ciśnienia wewnątrz naczynia do przedmuchiwania, ale niższe od ciśnienia w naczyniu zbiorczym o okoł o 30-50%.

W drugiej części cyklu drugie naczynie koncentratora nape ł nia się mieszaniną poliolefiny i gazu z naczynia zbiorczego i wyrównuje się ciś nienie mię dzy dwoma naczyniami koncentratorów przez otwarcie zaworu wyrównującego ciśnienie, łączącego te dwa naczynia koncentratorów. Drugie naczynie koncentratora będzie ewentualnie opróżniane do naczynia do przedmuchiwania.

Sposób stosujący dwa równoległe naczynia koncentratorów jeszcze bardziej zmniejsza ilość gazu przenoszonego z reaktora do polimeryzacji, a według wymienionej kolejności z naczynia zbiorczego, na stronę niskiego ciśnienia, tj. do naczynia do przedmuchiwania. Jeśli np. jako rozpuszczalnik do polimeryzacji stosuje się izobutan i jeśli ciśnienie w etapie (b) maleje do około 10 bar, to ilość gazu przenoszonego do naczynia do przedmuchiwania zmniejsza się do około 1% wagowego. Te wartości zależą od gęstości nasypowej polimeru i od gęstości gazu.

Dalsza realizacja obejmuje następujące etapy obróbki strumienia wydmuchiwanego z naczynia do przedmuchiwania:

- sprężanie i chłodzenie strumienia wydmuchiwanego z naczynia do przedmuchiwania, powodujące częściowe skroplenie strumienia, tym samym dzieląc strumień na część skroploną, wzbogaconą w monomer, i część nieskroploną , wzbogaconą w przedmuchują cy gaz;

- dzielenie nieskroplonej części na dwie części;

- zawracanie pierwszej części nieskroplonej części do naczynia do przedmuchiwania;

- obróbka drugiej części nieskroplonej części w urzą dzeniu do rozdzielania w celu wytworzenia strumienia bardziej wzbogaconego gazu przedmuchującego i mieszanego strumienia;

- zawracanie strumienia wzbogaconego gazu przedmuchującego z urządzenia do rozdzielania na dno lub na pośredni poziom naczynia do przedmuchiwania oraz

- zawracanie mieszanego strumienia z urzą dzenia do rozdzielania na etap skraplania przez zawracanie go do strumienia wydmuchiwanego powyżej sprężania.

Ten sposób obróbki wydmuchiwanego strumienia jest bardzo ekonomiczny. W istocie, ponieważ ilości i stężenia monomerów i innych nadających się do zawracania produktów, pochodzących z naczynia do przedmuchiwania, są niższe niż w tradycyjnych sposobach, to wyposażenie, tj. urzą10

PL 207 638 B1 dzenia do sprężania i chłodzenia oraz rozdzielania nie potrzebują być bardzo duże. Są one mniej kosztowne przy zakupie i w eksploatacji.

Ponadto zawracanie pierwszej części nieskroplonej części bezpośrednio do naczynia do przedmuchiwania dodatkowo zmniejsza rozmiary, koszty i energochłonność urządzeń.

Etap skraplania korzystnie prowadzi się pod ciśnieniem wynoszącym od około 800 do około 2000 kPa; jeśli jak rozcieńczalnik do polimeryzacji stosuje się izobutan, to wymienione ciśnienie wynosi najczęściej od 1200 do 1600 kPa. Etap skraplania prowadzi się ponadto korzystnie w temperaturze wynoszącej od -30 do +50°C; jeśli jako rozcieńczalnik do polimeryzacji stosuje się izobutan, to wymieniona temperatura wynosi najczęściej od 5 do 15°C.

Urządzenie do rozdzielania może stanowić membranowe urządzenie do rozdzielania, kriogeniczne urządzenie do rozdzielania, urządzenie absorpcyjne itd. W przypadku rozdzielania kriogenicznego urządzenie stanowi kolumnę destylacyjną ze skraplaczem, pracującą w niskiej temperaturze, np. w zakresie od -50 do -100°C.

Korzystne jest rozdzielanie z użyciem membrany. Prowadzi się je korzystnie z zastosowaniem membrany, która wykazuje selektywność dla szybciej przenikającego składnika, tj. olefiny, względem innego składnika, tj. przedmuchującego gazu, wynoszącą przynajmniej około 5.

Należy zauważyć, że wyżej przedstawiony sposób minimalizowania ilości gazu, który przenosi się z reaktora do polimeryzacji do naczynia do wydmuchiwania węglowodorów, można stosować w dowolnej operacji wytwarzania polimeru.

Wynalazek będzie teraz zilustrowany przez odniesienie do załączonych rysunków, gdzie na fig. 1 przedstawiono schematycznie pierwszą realizację urządzenia do zmniejszania zawartości lotnych substancji w pastylkach liniowego polietylenu o dużej gęstości (HDPE), wytworzonych z proszku HDPE, wytworzonego przez polimeryzację etylenu w fazie gazowej ze złożem fluidalnym.

Na fig. 1 pokazano naczynie do przedmuchiwania 1, do którego podaje się z wytłaczarki (nie pokazanej) ciągły strumień pastylek przez przewód wlotowy 3, przy czym nadmiar przenosi się do silosu buforowego przewodem 5. W tym konkretnym przykładzie pastylki wprowadza się z natężeniem przepływu wynoszącym 6 ton/godz., a naczynie do przedmuchiwania ma średnicę 4,5 m i wewnętrzną objętość 150 m³. Gorące powietrze wprowadza się przewodem 14 w punktach 12, ogrzane parą z przewodu 16. Powietrze to dmucha do góry przez masę pastylek i utrzymuje temperaturę wewnątrz naczynia do przedmuchiwania na poziomie 90°C. Przepływ tłokowy jest zapewniony przez zawór wylotowy, który ma kształt odwróconego stożka. W tej konkretnej realizacji zawór ten nie jest stale otwarty, natomiast otwiera się i zamyka co 2 minuty. Stwierdzono, że w tym układzie taki tryb zapewnia przepływ tłokowy. Poddane obróbce pastylki wyładowuje się do leja samowyładowczego 18, a stąd do naczynia chłodzącego 20, które jest chłodzone do temperatury 40-60°C wodą z przewodu 22. Wreszcie ochłodzone pastylki wyładowuje się na linię przenośnika pneumatycznego 24.

Na fig. 2 przedstawiono podobny układ z naczyniem do przedmuchiwania 1, zasilanym w sposób ciągły z wytłaczarki przewodem wlotowym 3. W tym przykładzie natężenie przepływu podawanych tabletek wynosi 30 ton/godz. i naczynie do przedmuchiwania 1 ma większą wewnętrzną objętość wynoszącą 700 m³ oraz inny układ zarówno wyładunku, jak i wprowadzania gorącego powietrza. Gorące powietrze z przewodu 14, ogrzane parą z przewodu 16, wprowadza się w osobnych punktach 12 i 13. W tym konkretnym przykładzie względne natężenia przepływu na wlocie wynoszą 17 kg/s w punkcie 12 i 1 kg/s w punkcie 13. Należy zauważyć, że punkty 12 i 13 reprezentują pewną liczbę wlotów, najczęściej 3-5, rozmieszczonych wokół średnicy naczynia do przedmuchiwania na tym samym poziomie. Wprowadzanie głównej części gorącego powietrza w punkcie 12 zapewnia, że pastylki są należycie ogrzane, gdy wchodzą do naczynia do przedmuchiwania; dalsze wloty mogą zapewniać wprowadzanie gorącego powietrza do środkowej części naczynia na tym samym poziomie, zapewniając jednorodne ogrzewanie. Stwierdzono, że wprowadzenie znacznego przepływu powietrza przy wierzchołku naczynia oznacza, że tylko mały przepływ jest potrzebny przy dnie w punkcie 13, gdzie jest wymagane znacznie wyższe ciśnienie. Podobnie jak w przykładzie z fig. 1 temperaturę wewnątrz naczynia do przedmuchiwania utrzymuje się na poziomie 90°C. Czas przebywania pastylek HDPE najczęściej wynosi 10-12 godzin. Sposób wyładunku z naczynia 1 jest również inny niż na fig. 1. Zamiast układu zaworu wewnętrznego występuje tu ciągłe wyładowywanie przez otwór 17, przy czym przepływ tłokowy jest zapewniony przez obliczenie wymiarów i kąta stożkowej części 15 naczynia do przedmuchiwania. Tak jak poprzednio, pastylki poddane obróbce wyładowuje się do naczynia chłodzącego 20, które jest chłodzone do temperatury 40-60°C wodą z przewodu 22. Ochłodzone pastylki wyładowuje się następnie na linie przenośnika pneumatycznego 24.

PL 207 638 B1

P r z y k ł a d 1

Sposób opisany wyżej w powiązaniu z fig. 1 zrealizowano z zastosowaniem strumienia pastylek polietylenu o dużej gęstości. Niżej tablica 1 przedstawia zawartość lotnego materiału (z wyłączeniem wody), obecnego w polimerze wchodzącym do naczynia do przedmuchiwania, oraz jego zawartość po obróbce według wynalazku, mierzone przez chromatografię (metoda KWS na pastylkach, chromatografia węglowo-wodorowa w temperaturze 200°C do C16). Można stwierdzić, że sposobem według wynalazku osiąga się znaczne zmniejszenie zawartości lotnego materiału: możliwe jest zmniejszenie o ponad 500 ppm.

T a b l i c a 1. Zawartość lotnego materiału

Przed obróbką (ppm)	Po obróbce (ppm)	Zmniejszenie (ppm)
546	195	351
496	89	407
550	94	456
646	98	548
732	143	589
601	122	479
456	83	373
532	90	442
543	172	371
621	114	507
649	143	506
564	121	443
552	116	436
474	142	332

Zastrzeżenia patentowe

Claims

1. Sposób wydzielania lotnego materiału z poliolefiny złożonej z cząstek stałych, które zostały zasadniczo uwolnione od nieprzereagowanego monomeru we wcześniejszym etapie wydzielania, obejmujący:

(a) doprowadzenie cząstek stałych poliolefiny do naczynia do przedmuchiwania i wywołanie przesuwania się tych cząstek poliolefiny przez to naczynie przepływem tłokowym, (b) ogrzewanie cząstek stałych poliolefiny w naczyniu do przedmuchiwania do temperatury wyższej od 30°C, ale nie wyższej niż około 5°C poniżej temperatury mięknienia według Vicata tej poliolefiny, i/lub utrzymywanie poliolefiny w tym zakresie temperatur w naczyniu do przedmuchiwania, (c) doprowadzenie gazu do naczynia do przedmuchiwania dla usunięcia z niego lotnego materiału, usuwając poliolefinę złożoną z cząstek stałych z naczynia do przedmuchiwania, znamienny tym, że całkowite ogrzewanie cząstek, które następuje w naczyniu do przedmuchiwania, dokonuje się przez podgrzanie gazu wprowadzonego do naczynia do przedmuchiwania, przy czym co najmniej część gazu doprowadzanego do naczynia do przedmuchiwania wchodzi do tego naczynia w jednym lub więcej punktów, umiejscowionych bliżej wierzchołka tego naczynia niż jego dna.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gaz podaje się do naczynia do przedmuchiwania w przeciwprądzie względem ruchu poliolefiny złożonej z cząstek stałych.

PL 207 638 B1

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przynajmniej 80% ogólnego przepływu gazu doprowadzanego do tego naczynia wchodzi do niego w jednym lub więcej punktów, umiejscowionych bliżej wierzchołka naczynia.

4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że jeden lub więcej punktów, umiejscowionych blisko wierzchołka naczynia są umiejscowione na takim poziomie, że mniej niż 20% objętości cząstek stałych w naczyniu znajduje się powyżej tego poziomu, gdy naczynie zawiera maksymalną ilość poliolefiny złożonej z cząstek stałych.

5. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że nie więcej niż 20% ogólnej masy gazu wchodzącego do naczynia wchodzi do niego w pobliżu jego dna.

6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że nie więcej niż 10% ogólnej masy gazu wchodzącego do naczynia wchodzi do niego w pobliżu jego dna.

7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że część gazu wchodzącego do naczynia do przedmuchiwania wchodzi bezpośrednio do środka tego naczynia na tym samym poziomie, jak punkt wlotu gazu wchodzącego w jednym lub więcej punktów, umiejscowionych bliżej wierzchołka naczynia.

8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że przepływ masowy gazu wprowadzanego bezpośrednio do środka naczynia wynosi 20-40% gazu wprowadzanego z boku naczynia na tym samym poziomie.

9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że poliolefina złożona z cząstek stałych jest w postaci pastylek.

10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wylot z naczynia do przedmuchiwania stanowi część w kształcie ściętego stożka, mająca otwór w dnie, na której jest osadzony zawór w kształcie odwróconego stożka, wyznaczając w ten sposób pierścieniową drogę przejścia, gdy zawór jest otwarty.

11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że wyładowywanie przez wymieniony zawór jest okresowe wskutek otwierania i zamykania tego zaworu.

12. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przynajmniej część gazu doprowadzanego do naczynia do przedmuchiwania jest przynajmniej częściowo podgrzana z wykorzystaniem ciepła z poliolefiny złożonej z cząstek stałych.

13. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że część gazu doprowadzanego do naczynia do przedmuchiwania jest podgrzana poprzez przechodzenie przez naczynie do przedmuchiwania, przed kontaktowaniem tej części gazu z poliolefiną złożoną z cząstek stałych.