PL58117B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 9.IX.1965 (P 110 805) 10.11.1970 58117 MKP C 08 f UKD AW Wspóltwórcy wynalazku: mgr inz. Tadeusz Zawada, prof-. dr inz. Józef Oblój, mgr inz. Roman John, mgr inz. Lud¬ wik Orlowski, mgr inz. Ludwik Szandar Wlasciciel patentu: Instytut Ciezkiej Syntezy Organicznej, Blachownia Slaska (Polska) Sposób wydzielania substancji wielkoczasteczkowych z roztworów i urzadzenie do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób i urzadzenie do wydzielenia s-ulbstamcji wieloczasteczkowych, a zwlaszcza elastomerów, z roztworów otrzymanych w wyniku polimeryzacji olefin i dwuolefin, na przyklad etylenu z propylenem, butadienu, izo- prenu i innych w weglowodorach aromatycznych lub alifatycznych. Roztwory te oprócz elastomeru zawieraja pozostalosci katalizatorów polimeryza¬ cji, miedzy innymi sole takich metali jak wanad, kobalt, tytan, które nalezy z produktu usunac, najkorzystniej podczas wydzielania elastomeru.Znane sa /sposoby wydzielania elastomerów za pomoca pary wodnej przy zastosowaniu mecha¬ nicznego odnawiania powierzchni wydzielanego z roztworu elastomeru.Znane sa równiez sposoby wydzielania substan¬ cji wielkoczasteczkowych za pomoca goracej wody z dodatkiem dyspergatorów: wodorotlenków me¬ tali, soli metali z kwasami organicznymi i innymi.Zródlem ciepla w wymienionych procesach jest para doprowadzona do wody w ilosci niezbednej do utrzymania okreslonej temperatury srodowiska.Sposoby te wymagaja do ich przeprowadzenia aparatów o duzej objetosci. Ponadto napotyka sie na duze trudnosci w przypadku wydzielenia sub¬ stancji z weglowodorów wyzej wrzacych, z uwagi na niedostateczna wymiane ciepla pomiedzy woda a weglowodorem.Procesy powyzsze przeprowadzane sa w mie¬ szalnikach o odpowiedniej konstrukcii wzglednie 10 15 20 w skomplikowanych urzadzeniach skladajacych sie z szeregu elementów, miedzy innymi urzadze¬ nia do wytlaczania polimeru z urzadzeniem do wytwarzania strumienia pary, w którym strumien pary skierowany jest prostopadle w stosunku do strumienia roztworu elastomeru.W odróznieniu od znanych sposobów sposób wedlug wynalazku pozwala na jednoczesne prze¬ prowadzenie w jednej operacji technologicznej wydzielenia substancji wielkoczasteczkowej, odmy¬ cia pozostalosci katalizatorów i oddzielenia par roz¬ puszczalnika. Operacja wydzielenia substancji wielkoczasteczkowych, odparowania rozpuszczalni¬ ka i wymycia pozostalosci katalizatorów naste¬ puje w krótkim okresie czasu w momencie zet¬ kniecia sie i wymieszania strumieni pary i roz¬ tworu polimeru.Sposobem wedlug wynalazku weglowodorowy roztwór polimeru otrzymany przez polimeryzacje lulb polikondensacje, zawierajacy pozostalosci ka¬ talizatorów, a zwlaszcza zwiazki metali ciezkich takich jak kobalt, wanad, tytan, niekorzystnie wplywajace na wlasnosci gotowych produktów, miesza sie z wodnym lub alkoholowym roztwo¬ rem srodka powierzchniowo czynnego, na przyklad emulgatora niejonowego, w ilosci 1 czesc emulga¬ tora na 10O0—5000 czesci substancji wielkoczastecz¬ kowej. W przypadku elastomerów stosuie sie obok substacji powierzchniowo czynnej wypelniacze ta¬ kie jak sadza lub olej w ilosci do 100 czesci wy- 5811758117 3 pelniacza na 100 czesci elastomeru w roztworze.Roztwór substancji wielkoczasteczkowej z emul¬ gatorem wzglednie z emulgatorem i wypelniaczem wprowadza sie strumieniem wspólosiowo do srod¬ kowej czesci urzadzenia rozpylajacego, gdzie na¬ potyka na stycznie skierowany strumien pary wodnej powodujacy rozpylenie, koagulacje i od¬ parowanie rozpuszczalnika. Nastepnie strumien ten kierowany jest do urzadzenia oddzielajacego, gdzie nastepuje oddzielenie par rozpuszczalnika od za¬ wiesiny substancji* wysokoczasteczkowej w wo¬ dzie. Obecnosc srodka powierzchniowo czynnego zapobiega niekorzystnemu zbrylaniu koagulatu i wplywa wydatnie na proces wymywania pozo¬ stalosci katalizatorów a jednoczesnie zapobiega osadzaniu sie elastomeru na powierzchniach roz¬ pylacza i ulatwia przez zwiekszenie zwilzalnosci wychwytywanie czasteczek polimeru ze strumienia par w urzadzeniu cyklonowym do rozdzielania.Najlepsze wyniki osiagnieto stosujac emulgator typu niejonowego na przyklad „Olbrotol 18" — produkt addycji tlenku etylenu i alkoholi olejo- -cetylowych. Zastosowanie srodka powierzchniowo czynnego ulatwia daleko idace wymycie rozpusz¬ czalnych w wodzie pozostalosci katalizatora. W wy¬ niku intensywnego wymywania otrzymuje sie po¬ limer czysty, zawierajacy tylko nieznaczne ilosci zanieczyszczen w postaci zwiazków metali ciezkich.Urzadzenie wedlug wynalazku stanowi polacze¬ nie urzadzenia rozpylajacego dzialajacego na za¬ sadzie dyszy oraz urzadzenia rozdzielczego spel¬ niajacego funkcje cyklonu. Strumien par rozpu¬ szczalnika, kropelek wody, substancji wielko¬ czasteczkowej i emulgatora wprowadza sie dysza (Fig. 3) stycznie pod powierzchnia cieczy znaj¬ dujacej sie w urzadzeniu rozdzielajacym (Fig. 1).Na skutek ruchu obrotowego medium w urza¬ dzeniu, wspomaganego praca dyszy i obrotami mieszadla, nastepuje rozdzial par rozpuszczalnika i wody od dyspersji substancji wielkoczasteczko¬ wej w wodzie, która przelewem kierowana jest na urzadzenie do oddzielania substancji wielko¬ czasteczkowej ,od wody.Na rysunku (Fig. 1) przedstawiony jest prze¬ krój pionowy urzadzenia wedlug wynalazku, skla¬ dajacego sie z rozpylacza 1 zaopatrzonego w króciec doplywu pary 2, króciec doplywu roz¬ tworu elastomeru 3, który polaczony jest z ko¬ mora 4 sluzaca do rozdzialu koaigulatu od par rozpuszczalnika i wymywania pozostalosci kata¬ lizatorów, zaopatrzona w mieszadlo 5, rure prze¬ lewowa 6, króciec doplywu i odplywu wody 7, wylot par 8, wziernik 9 i plaszcz grzejny 10.Korzystne jest stosowanie mieszalnika wstepnego, w którym nastepuje dezaktywacja katalizatora na przyklad alkoholem oraz wymieszanie roztworu elastomeru z odpowiednimi ilosciami substancji powierzchniowo czynnej, oraz wypelniaczy kauczu¬ ku jak na przyklad sadzy, oleju naftenowego itp.Wydzielony elastomer opuszcza urzadzenie w po¬ staci dyspersji wodnej i moze byc kierowany na znane i powszechnie stosowane urzadzenia do od¬ dzielania, jak na przyklad filtry prózniowe, wi¬ rówki itp. Pary rozpuszczalnika po opuszczeniu 4 urzadzenia sa kierowane na chlodnice, a sam roz¬ puszczalnik po oddzieleniu wody moze byc skie¬ rowany z powrotem do procesu bez dodatkowego oczyszczania. 5 • Badania wykazaly, ze prowadzac operacje wy¬ dzielania elastomeru droga rozpylania parowego, dobre wyniki mozna osiagnac stosujac odpowied¬ nie urzadzenie rozpylajace, pozwalajace na wpro¬ wadzenie roztworu elastomeru centrycznie i po' 10 stycznej do strumienia parowego.Urzadzenie rozpylajace wedlug wynalazku przed¬ stawiono w przekroju podluznym na rysunku (fig. 3) sklada sie z korpusu 12, do którego doprowadzony jest roztwór substancji wielkocza- 15 steozkowej króccem 11, uszczelnienia dlawikowe¬ go 13 trzpienia 14 wykonanego na pewnej swej dlugosci z rurki, która doprowadzony jest roztwór elastomeru do dyszy rozpylajacej 15, krócca do¬ plywu pary wodnej 16, korpusu 17, komory 20 rozprowadzenia pary wodnej 17, dyfuzora 18, • w którym nastepuje rozpylenie, odparowanie roz¬ puszczalnika i koagulacja elastomeru, kólka po¬ kretnego 19, krócce rozpylacza 20. Odpowiednia konstrukcja dyszy rozpylacza zapewnia powsta- 25 wanie u jej wylotu obszaru obnizonego cisnienia, co z kolei wplywa korzystnie na doplyw roztworu elastomeru do obszaru, gdzie nastepuje rozpylenie, odparowanie rozpuszczalnika i koagulacja.Przyklad I. Roztwór trójpolimeru etyleno- 30 wo-propylenowo-dwucyklopentadienowego otrzy¬ manego przez polimeryzacje wobec katalizatorów, w sklad których wchodza zwiazki glinu i wanadu w srodowisku toluenu, zawierajacy 7,2% wago¬ wych elastomeru, zadaje sie uprzednio taka ilos- 35 cia alkoholowego roztworu Olbrotolu 18, ze na 1 czesc emulgatora przypada 1000 czesci elastome¬ ru. Alkohol rozklada obecne w roztworze pozo¬ stalosci katalizatora. Tak przygotowany roztwór koaguluje sie na urzadzeniu wedlug wynalazku 40 stosujac pare o cisnieniu 12 atmosfer. Wydzielony produkt w postaci drobnej dyspersji w wodzie saczy i suszy sie w suszarce prózniowej. Produkt zawiera 0,10% popiolu skladajacego sie glównie z A1203. Stopien wymycia pozostalosci kataliza- 45 torów wynosi 93%. Zuzycie pary na 1 kg kauczuku 15 kg.Przyklad II. Roztwór trójpolimeru etyleno- -propyleno-etylidenonorbornenowego ' otrzymany droga polimeryzacji wobec katalizatorów, w sklad 50 których wchodza zwiazki glinu i wanadu, w sro¬ dowisku heptanu, zawierajacy 8,6% wagowych ela¬ stomeru, zadany uprzednio 50 czesciami wagowy¬ mi sadzy aktywnej, 30 czesci oleju naftenowego oraz alkoholowym roztworem Olbrotolu 18, koagu- 55 luje sie w urzadzeniu wedlug wynalazku, stosu¬ jac pare o cisnieniu 8,0 atmosfer. Wydzielony w* postaci dyspersji wodnej produkt saczy sie i su¬ szy w suszarce prózniowej. Zawartosc popiolu w produkcie wynosi 0,14%. Stopien wymycia pozo¬ stalosci katalizatorów wynosi 92%. Zuzycie pary 12 kg na kg kauczuku. PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wydzielania substancji wielkoczastecz¬ kowych, a zwlaszcza elastomerów, z roztworów 65 za pomoca pary wodnej, znamienny tym, ze58117 strumien roztworu substancji wielkoczastecz¬ kowej zawierajacy wypelniacze oraz srodek po¬ wierzchniowo czynny wprowadza sie do srod¬ kowej czesci urzadzenia rozpylajacego, gdzie napotyka na stycznie skierowany strumien pary wodnej powodujacy rozpylenie, koagulacje i od¬ parowanie rozpuszczalnika, a nastepnie pola¬ czone strumienie kieruje sie do urzadzenia od¬ dzielajacego, gdzie nastepuje oddzielenie par rozpuszczalnika, wydzielenie czastek elastomeru i odmycie ich od pozostalosci katalizatora.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako srodki powierzchniowo czynne stosuje sie emulgatory niejonowe, a jako wypelniacze sa¬ dze oraz olej naftenowy. 3. Urzadzenie do stosowania sposobu wedlug zastrz. 1, znamienne tym,-ze stanowi polacze- 10 15 nie rozpylacza (1), zaopatrzonego w króciec (2) doplywu pary i króciec (3) doplywu elastomeru z komora (4), wewnatrz komory zas znajduje sie mieszadlo (5) i rura przelewowa (6) po¬ nadto urzadzenie posiada króciec (7) doprowa¬ dzajacy i odprowadzajacy wode, rure wyloto¬ wa (8) dla par, wziernik (9) i plaszcz grzej¬ ny (10). Urzadzenie wedlug zastrz. 4, znamienne tym, ze rozpylacz (1) sklada sie z korpusu (12), króc¬ ca (11) doprowadzajacego roztwór substancji wielkoczasteczkowej, dlawika uszczelniajacego (13) trzpienia (14) wykonanego na pewnej dlu¬ gosci z rurki doprowadzajacej medium do dy¬ szy rozpylajacej (15), krócca (16) doprowadza¬ jacego pare wodna, korpusu (17), dyfuzora (18), kólka pokretnego (19) i krócca rozpylacza (20). n9.1 ) Fig.2KI. 39 c, 25/01 58117 MKP C 08 f' 20 18 17 M Fig.
3. 3 LZGraf. Zam. 2050. 27.Y.69. 250 PL