PL213876B1 - Sposób wytwarzania polioksymetylenu - Google Patents

Abstract

Sposób usuwania monomeru z surowego polioksymetylenu z jednoczesnym rozkładem polimeru o niskim ciężarze cząsteczkowym polega na poddaniu surowego rozdrobnionego polioksymetylenu, zawierającego 1-15% wag. trioksanu, otrzymanego przez polimeryzację monomeru trioksanu, działaniu gorącego gazu obojętnego w przeznaczonym do tego celu aparacie - demonomeryzatorze. Polimer o niskim ciężarze cząsteczkowym nie jest właściwym produktem reakcji polimeryzacji trioksanu. Zarówno niezwiązany monomer jak i polimer o niskim ciężarze cząsteczkowym, w warunkach przetwórstwa, rozkłada się z wydzieleniem gazowego formaldehydu, co ma negatywny wpływ na środowisko i warunki pracy jak również na jakość wyrobów końcowych.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania polioksymetylenu poprzez polimeryzację trioksanu w jedno stopniowym lub wielostopniowym układzie polimeryzacyjnym, mieleniu otrzymanych ziaren polimeru celem nadania im odpowiedniej granulacji, a następnie poddanie surowych ziaren polioksymetylenu procesowi demonomeryzacji.

W stosowanych obecnie procesach otrzymywania poliacetali stosuje się do polimeryzacji i/lub kopolimeryzacji ciekły trioksan i/lub gazowy formaldehyd.

W przypadku produkcji kopolimerów surowy polimer opuszczający urządzenie polimeryzacyjne zawiera pewne ilości monomeru - trioksanu i polimer o niskim ciężarze cząsteczkowym, które muszą być z polimeru usunięte zarówno ze względów technologicznych, ekonomicznych oraz ze względów bezpieczeństwa przy jego dalszym przetwarzaniu.

Znany jest z amerykańskiego opisu patentowego US nr 5,962,623 sposób demonomeryzacji surowego polimeru polioksymetylenu poprzez absorpcję monomeru w wodzie cyrkulacyjnej pod obniżonym ciśnieniem, przy czym proces ten zachodzi w urządzeniu dwuślimakowym.

Ujawniono w zgłoszeniu wynalazku US nr 797054 sposób prowadzenia procesu końcowej obróbki polimeru w urządzeniu posiadającym tarczę obrotową, którego nieodłączną część stanowi strefa stabilizacji polimeru.

W chińskim opisie patentowym nr CN 90105894 ujawniono technologię obróbki poliformaldehydu, która polega na tym, że jest on poddawany obróbce w maszynie reakcyjnej składającej się z sekcji dozowania, odgazowania i sekcji wylotowej, przy czym proces prowadzony jest pod obniżonym ciśnieniem.

Według wynalazku sposób wytwarzania polioksymetylenu poprzez polimeryzację monomeru trioksanu w jednostopniowym lub wielostopniowym układzie polimeryzacyjnymi i mieleniu otrzymanych surowych ziaren polimeru, gdzie ziarna surowego polioksymetylenu z procesu polimeryzacji kieruje się do demonomeryzatora, w którym ogrzewa się je, a następnie odzyskuje się nieprzereagowany monomer ze strumienia gazu obojętnego, a oczyszczony gaz obojętny zawraca do procesu, polega na tym, że ziarna surowego polimeru poddaje się działaniu gorącego gazu obojętnego i ogrzewa się je poprzez ogrzewanie wewnętrznych powierzchni reaktora, w którym zachodzi proces demonomeryzacji. przy czym temperatura wewnętrznych powierzchni reaktora wynosi 100-160°C, korzystnie 140°C, a temperatura gazu obojętnego wynosi 100-160°C, korzystnie 140°C, czas przebywania surowego polimeru w atmosferze gorącego gazu obojętnego wynosi od 10 do 100 minut. korzystnie 47 minut.

Korzystnie gaz obojętny zawiera maksymalnie 3% tlenu, korzystnie 0,1% tlenu.

Korzystnie nie przereagowany monomer odzyskiwany jest ze strumienia gazu obojętnego poprzez absorpcję w wodzie lub w rozcieńczonych wodnych roztworach formaldehydu.

Korzystnie, jako gaz obojętny stosuje się azot, dwutlenek węgla lub gazy szlachetne.

W surowym polimerze 50-100% ziaren jest średnicy poniżej 0,5 mm przy czym zawiera on około 1-15% wag. wolnego trioksanu.

Używany w procesie gaz obojętny utrzymywany jest w cyrkulacji przez dmuchawę, która przetłacza go przez nagrzewnicę do demonomeryzatora. w którym przebiega demonomeryzacja. Wychodzący z demonomeryzatora gaz obojętny kierowany jest do filtra, w którym wydziela się z niego wyniesione z demonomeryzatora drobne cząstki polioksymetylenu a następnie na ssanie dmuchawy. Nie przereagowany monomer odzyskiwany jest ze strumienia gazu obojętnego poprzez absorpcję w wodzie lub w rozcieńczonych wodnych roztworach formaldehydu.

Uwolniony od monomeru gaz obojętny zawracany jest do cyrkulacji. Do układu dodawany jest świeży gaz obojętny w celu utrzymania atmosfery o małej zawartości tlenu, co zapobiega degradacji polimeru oraz ze względów bezpieczeństwa.

Wynalazek pozwala na usuwanie trioksanu z surowego polioksymetylenu z jednoczesnym rozkładem polimeru o niskim ciężarze cząsteczkowym, który to polimer nie jest właściwym produktem reakcji polimeryzacji trioksanu. Zarówno niezwiązany monomer jak i polimer o niskim ciężarze cząsteczkowym. W warunkach przetwórstwa, rozkłada się z wydzieleniem gazowego formaldehydu co ma negatywny wpływ na środowisko i warunki pracy, jak również na jakość wyrobów końcowych.

Wynalazek został objaśniony w przykładach wykonania oraz zilustrowany dodatkowo na rysunku fig. 1.

PL 213 876 B1

P r z y k ł a d 1

Strumień surowego polimeru w ilości 1500 kg/h zawierający 150 kg trioksanu w którym 90% cząstek jest o wielkości poniżej 0,5 mm. w temperaturze 50°C wprowadza się do demonomeryzatora 1 rurociągiem 2.

Równocześnie do demonomeryzatora 1 doprowadza się rurociągiem 9, 5800 kg/h azotu podgrzanego w podgrzewaczu 10 do temperatury 143°C.

Dodatkowo w demonomeryzatorze proszek polioksymentylenu podgrzewany jest przy pomocy wewnętrznych elementów grzewczych.

Czas przebywania polimeru w demonomeryzatorze wynosi 47 minut. Wychodzący polimer z demonomeryzatora 1 rurociągiem 3 w temparturze 140°C zawiera 4,5 kg trioksanu i odprowadzany jest do dalszej obróbki. Azot zawierający 145,5 kg trioksanu oraz niewielką ilość drobnych cząstek polioksymetylenu odprowadza się rurociągiem 4 do filtra 5, w którym następuje oddzielenie cząstek polioksymetylenu od azotu. Wydzielone cząstki są zawracane rurociągiem 14 do demonomeryzatora 1. Azot zawierający trioksan rurociągiem 6 kierowany jest do dmuchawy 7. Z rurociągu tłoczącego 8, część azotu w ilości 1400 kg/h rurociągiem 11 kierowana jest do procesu absorpcji w wodzie lub rozcieńczonym wodnym roztworze formaldehydu. Powstały w absorpcji wodny roztwór trioksanu i formaldehydu kierowany jest do instalacji oczyszczania monomeru. Uwolniony od trioksanu azot w temperaturze 30°C zawracany jest rurociągiem 12 do rurociągu 6 na ssanie dmuchawy 7 do ponownego wykorzystania.

Rurociąg 13 służy do pierwszego napełnienia aparatury azotem oraz do uzupełnienia układu, aby zawartość tlenu nie wzrosła powyżej 3% objętościowych.

P r z y k ł a d 2

Strumień surowego polimeru w ilości 750 kg/h zawierający 52 kg trioksan, w którym 90% cząstek jest o wielkości poniżej 0,5 mm, w temperaturze 50°C wprowadza się do demonomeryzatora 1, rurociągiem 2.

Równocześnie do demonomeryzatora 1 doprowadza się rurociągiem 9, 2000 kg/h azotu podgrzanego w podgrzewaczu 10 do temperatury 143°C.

Dodatkowo w demonomeryzatorze proszek polioksymentylenu podgrzewany jest przy pomocy wewnętrznych elementów grzewczych.

Czas przebywania polimeru w demonomeryzatorze wynosi 30 minut. Wychodzący z demonomeryzatora 1 rurociągiem 3 polimer o temperaturze 140°C zawiera 4,5 kg trioksanu i odprowadzany jest do dalszej obróbki. Azot zawierający 48 kg trioksanu oraz niewielką ilość drobnych cząstek polioksymetylenu odprowadza się rurociągiem 4 do filtra 5, w którym następuje oddzielenie cząstek polioksymetylenu od azotu. Wydzielone cząstki są zawracane rurociągiem 14 do demonomeryzatora 1. Azot zawierający trioksan rurociągiem 6 kierowany jest do dmuchawy 7. Z rurociągu tłoczącego 8, część azotu w ilości 490 kg/h rurociągiem 11 kierowana jest do procesu absorpcji w wodzie lub rozcieńczonym wodnym roztworze formaldehydu. Powstały w absorpcji wodny roztwór trioksanu i formaldehydu kierowany jest do instalacji oczyszczania monomeru. Uwolniony od trioksanu azot w temperaturze 30°C zawracany jest rurociągiem 12 do rurociągu 6 na ssanie dmuchawy 7 do ponownego wykorzystania.

Rurociąg 13 służy do pierwszego napełnienia aparatury azotem oraz do uzupełnienia układu, aby zawartość tlenu nie wzrosła powyżej 3% objętościowych.

Claims (4)

1. Sposób wytwarzania polioksymetylenu poprzez polimeryzację monomeru trioksanu w jednostopniowym lub wielostopniowym układzie polimeryzacyjnym i mieleniu otrzymanych surowych ziaren polimeru gdzie ziarna surowego polioksymetylenu z procesu polimeryzacji kieruje się do demonomeryzatora, w którym ogrzewa się je, a następnie odzyskuje się nieprzereagowany monomer ze strumienia gazu obojętnego, a oczyszczony gaz obojętny zawraca do procesu, znamienny tym, że ziarna surowego polimeru poddaje się działaniu gorącego gazu obojętnego i ogrzewa się je poprzez ogrzewanie wewnętrznych powierzchni reaktora, w którym zachodzi proces demonomeryzacji, przy czym temperatura wewnętrznych powierzchni reaktora wynosi 100-160°C,. korzystnie 140°C, a temperatura gazu obojętnego wynosi 100-160°C, korzystnie 140°C, czas przebywania surowego polimeru w atmosferze gorącego gazu obojętnego wynosi od 10 do 100 minut, korzystnie 47 minut.

PL 213 876 B1

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gaz obojętny zawiera maksymalnie 3% tlenu, korzystnie 0,1% tlenu.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że nie przereagowany monomer odzyskiwany jest ze strumienia gazu obojętnego poprzez absorpcję w wodzie lub w rozcieńczonych wodnych roztworach formaldehydu.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako gaz obojętny stosuje się azot, dwutlenek węgla, lub gazy szlachetne.