SK168388A3

SK168388A3 - Method of one-grade elimination of solvent from solution of elastomer polymer

Info

Publication number: SK168388A3
Application number: SK1683-88A
Authority: SK
Inventors: Jean Marie M G Naveau
Original assignee: Labofina Sa
Priority date: 1987-03-16
Filing date: 1988-03-15
Publication date: 1995-06-07
Also published as: KR880011208A; NO169129B; DE3851352D1; ES2058336T3; NO169129C; FI881207A; FI881207A0; SK277890B6; CZ278276B6; CZ168388A3; RU2013427C1; EP0283460B1; JPH0796568B2; LU86810A1; EP0283460A2; KR960003931B1; NO880917L; EP0283460A3; CN1035832A; DE3851352T2

Description

Spôsob jednostupňového odstraňovania rozpúšťadla z roztoku z* elastomerného polyméru

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu odstraňovania rozpúšťadla z roztoku polymérov, obzvlášť spôsobu odstraňovania rozpúšťadla z roztoku elastomerného polyméru, ktorý má obsah polyméru aspoň 20% hmotnpstných·.

Doterajší stav techniky a dlhu dobu Okrem kaučukového granuláciou

Spracovanie roztokov polymérov za účelom odstránenia rozpúšťadla a získania granulí polymérov má zvyčajne dva stupne. V prvom stupni sa odstraňuje väčšia časť rozpúšťadla za vzniku relatívne viskózneho roztoku, ktorý sa vedie do odplyňovacieho. zariadenia, obsahujúceho jednu alebo dve nekonečné . skrut-kovnice a niekolko otvorov, usporiadaných na obvode -sJ^rutkovni-ce, K unikanieŕ odpareného rozpúšťadla.

Prvý stupeň môže byť prevádzaný buď v reaktore, alebo >áú/ 1:0 vij/' rovnako nakoniec v sk-rutkovnie-i-. V oboch prípadoch sú problémy, ktoré vznikajú, spojené nielen s kontrolou toku medzi systémami používanými v oboch stupňoch, ale tiež s prenosom roztoku polyméru medzi oboma systémami, najmä vtedy, ak sú spracované vysoko viskózne roztoky elastomerných polymérov.

U dvojstupňových systémov je tiež pozorovaná zlá tepelná stabilita vznikajúceho polyméru s ohladom na mnoho, mŕtvych zon, ktoré sa vytvárajú na ékrutkovni-ei—( skr-utkovn-iciach ), zdržania,polyméru vo vytlačovacom zariadení, toho, ak sú roztoky elastome'rných polymérov typu spracovávané v bežných zariadeniach s pod vodou, je v mieste trysky· pozorované sieťovanie kaučuku. To je spôsobené vysokou teplotou vznikajúcou v dôsledku poklesu tlaku pred -trýskou. pri granulácii tohto typu.

Existuje rovnako požiadavka spracovávať tieto roztoky elastomérných polymérov tak, aby sa dosiah/ol čo najnižšieho' obsahu prchavých zlúčenín;javšak pri zvyčajných dvojstupňových procesoch to znamená zníženie zvyškového obsahu na približne , , , _r£iž.’-/í

0,5% hmotnostných-- s ohladom na malú velkost sXr-utkoýn-ice používanej v druhom stupni.

Je teda žiadúce nájsť postup odstraňovania rozpúšťadla z roztoku elastomérných polymérov kaučukového alebo nekaučukového charakteru v jednom stupni, ktorým by bolo možné dosiahnuť obsah zvyškových prchavých zlúčenín nižších než 0,1% hmotnostných-.

S

Podlá tohto vynálezu znamená termín elastomerný polymér polymér, z ktorého aspoň 15% hmotnostných- je tvorených elastomérom a zvyšok je tvorený termoplastickou •p-ryskyriecu-.

Podstata vynálezu

Predmetom vynálezu je spôsob jednostupňového odstraňovania rozpúšťadla z roztoku elastomérného polyméru, 7Č vybraného z homopolymérov butadiénu a izoprénu a kopolymérov vinylaromátov a konjugovaných diénov, v ktorých je frakcia konjugovaného diénu hydrogenovaná a pod., obzvlášť blokových kopolymérov styren-butadien a styren-izoprén, -obsahujúeehoaspoň 20% tohto elastomérného polyméru, pri ktorom sa do plniacej násypky nekonečnej s-Ŕr-utkovhice- privádza roztok elastomérného polyméru, zohriaty dopredu na teplotu medzi 150 aú200 C, par’ tlaku vyššieho než je tlak varu rozpúšťadla, v plniacej zóne sa zníži tlak, v dôsledku čoho sa odstráni 80 až 95% rozpúšťadla, pričom odplyňovaním roztoku proti prúdu X pohybu polyméru je roztok elastomérného polyméru posúvaný dopredu, pričom sa znovu ohreje na teplotu 150 až 200°C, zvyšok rozpúšťadla sa odstráni ďalším odplynením

ŕ., roztoku.'postupujúceho dopredu, pričom, ak je to vhodné sa medzi rôznymi ventilačnými zónami vstrekuje množstvo vody pohybujúce sa medzi 0,5 a/ 2% hmotnosti 'poryméru X urýchlenia , i ~ y odstraňovania rozpustadla, pričom sa . pasta elastomerného í,:

polyméru zbavená rozpúšťadla vedie do trysky- a reže sa.

Spôsob podlá vynálezu sa prevádza tak, že sa roztok elastomerného polyméru vedie do plniacej násypky nekonečnej '7 -m r ŕ¹/.

skŕutkovrtice. Dosahuje sa niti obsahú zvyškových prchavých zlúčenín nižšieho než 0,1% hmotnpst-nýeh-.

Elastomerné polyméry, ktoré sú spracované podlá vynálezu, môžu byt kaučukového alebo termoplastického charakteru. Za týmto účelom je možné spracovávať butadiénové a izoprénové polyméry alebo vo väčšine prípadov kopolyméry kaučukového charakteru pozostávajúce z vinylaromatických monomérov a konjugovaných diénov, ako sú napríklad kopolyméry s . ' y styrenu s butadiénom alebo styrenu s izoprenom, v ktorých podiel monomerného konjugovaného dienu je aspoň 15% hmotnp&tnýeh. V prípade, že sa postup podlá vynálezu aplikuje na elastomerné polyméry termoplastického charakteru, sú to vo väčšine prípadov blokové kopolyméry styrenu s konjugovaným diénom, ktoré majú vysoký obsah styrenu. Je pochopitelné, že spôsob podlá vynálezu sa vzťahuje rovnako na elastomerné polyméry typu blokového kopolyméru vinylaromát/konjugovaný dien, v ktorých je frakcia konjugovaného dienu čiastočne alebo úplne hydrogenované.

í 2.í\.·

Tieto polyméry sa vyrábajú polymeráciou zodpovedajúcich základných monomérov v roztoku. Polyméry alebo kopolyméry sú vo forme roztoku v polymeréčnom rozpúšťadle, vo väčšine prípadov v parafinických, cykloparafinických alebo aromatických uhľovodíkoch. Ako príklady vhodných rozpúšťadiel je možné uviesť najmä cyklohexan, pentan, hexan, cyklopentan (sic), izooktán, benzén, toluén alebo zmesi hexánu s cyklohexánom. Obsah polyméru v roztoku je spravidla medzi 20 a 60% hmotnpetnými-. . , ₍ „

-Pri-hiasova-te-ϊ—tera z--—z-i-st-i-l, že je možné prevádzať odstraňovanie rozpúšťadla do zvyškového obsahu rozpúšťadla tikw /C / . ¹ rovného alebo nižšieho než 0,1%, ak sa prevádza spracovanie ύ

roztoku polyméru v jednom stupni.

-Pr-ihl-asovatei tiez^zistil·?, že je nutné odstrániť väčšinu rozpúšťadla, t.j. 80 až 95%, ventilačným otvorom, situovaným za zadnou časťou plniacej násypky.

Neočakávane bolo zistené, že takýmto postupom nielen že polymérna pasta pokračuje vo voínom pohybe s nekonečnou •sk-rutkovni-eou-, ale rozpúšťadlo je lahko . ₍odstraňované nakolko

2, í J K [/'íy jeho priechodu do zadnej časti skrutkovnice- nie je vôbec bľ&J r/í’ w i/ z-abraŕ^ý-áné.

Táto zadná ventilácia je dosahovaná predhriatím roztokov na 150 až 200°C a znížením tlaku v plniacej zóne nekonečnej

2./Ijl/i/W'K, v

-sferutkovh-i-Ge. - Toto znižovanie tlaku je regulované prostredníctvom regulačného ventilu, umiestneného v plniacom 2_ -í, v i potrubí nekonečnej -skrutkovnice^

Efektom tohto odstránenia rozpúšťadla je podstatné zníženie teploty roztoku polyméru.

Prihlasovatel zistil, že za účelom dosiahnutia dobrej účinnosti odstránenia rozpúšťadla v nasledujúcich ventilačných zónach je nutné roztok polyméru znovu ohriať na

150 až 200°C, pričom tepelný vstup je vytvorený buď zahriatím

7—o valca skrutkoyn-ice - na teplotu med-z-i .180 a^ 250 C, alebo , 7. A'j'Zl ť^TJ b’ *·-, vybavením -skrutkovnice- komponentami/' y-ývod zujucimi strihové sily, alebo kombináciou rôznych prostriedkov.

Bolo zistené, že ak sa roztok polyméru neohreje opäť na dostatočnú teplotu, potom nie je možné dosiahnúť hladinu zvyškového obsahu rádovo 0,1%.

Zvyškové rozpúšťadlo sa postupne odstraňuje v

i) OS ŕu, ŕ.c-1 £4 jednotlivých ventilačných zónach spolu s -dopredným pohybom

Z i'l/i polymérnej pasty v .skrutkovnici.

Tieto zóny sú zvyčajne pod tlakom, ktorý je nižší, alebo z* rovnaký ako atmosférický tlak. Vákuum stúpa spolu s postupom roztoku polyméru v -skrutkovnici a mení sa od atmosférického tlaku do približne 500 Pa na konci sk-rutkovnice. Týchto odplyňovacích zón je zvyčajne 3 až 5 v závislosti na množstve odstraňovaného rozpúšťadla.

- Medzi jednotlivými odplyňovacími zónami môžu byť vytvorené zásoby vody ľk podporeniu odstraňovania rozpúšťadla.

* Množstvo vody, zavádzané do polymérnej pasty, je zvyčajne

0,5 až 2% hmotnpstné-, ve—vztabu—k polyméru.

Ako bolo vyššie uvedené, je v odplyňovacích zónach odlišný tlak, a aby .sa . zabránilo odsávaniu, sú medzi ?- ä, 'j i to v u, odplyňovacími zónami ekr-utk-ov'n-iee zvyčajne používané tesniace elementy. Sú zvyčajne tvorené lavotočivými závitmi. Komponent tohto typu je tiež umiestnený za miestami, ktorými sa privádza voda, pretože súčasne umožňuje dokonalé premiešanie.

ľ i4^*

-Prihlasovate-1 tiež¹' neočakávane zistil·», že podmienky granulácie sú velmi dôležité. V zvyčajných podvodných granulátoroch je totiž pokles tlaku príliš vysoký a je pozorované sieťovanie, čo je, velmi nepríjemné, i 7

-Pr-ih-l-a sova tel-- .zistil, že pri , použití takého typu granulátoru, ktorý umožňuje,, aby tr-yska bola inštalovaná tesne za nekonečnou -s-k-r-ubkovnieou-, je možne zredukovať mŕtve _r zóny a znížiť pokles tlaku*· tak, aby teplota produktu zostala pod teplotou sieťovania polyméru. Rovnako nie je nutné rezať polymér pod vodou, čo predstavuje nepochybnú výhodu postupu podlá vynálezu.

-Pri-hiasovatel- dalej ^r zistil·?, že k dobrému odstráneniu nestálych zložiek je nutné, aby rýchlosť otáčania skŕu-tkovhice bola 100 až 300 min^-1 (sic). Zvyčajne je táto rýchlosť, medzi 150 a 250 min^- .

Spôsobom podía vynálezu sa jednostupňovo úspešne odstraňuje veíké množstvo rozpúšťadla z roztokov elastomerných polymérov, napriek tomu nedochádza k blokovaniu alebo upchaniu skrutkovnice.

Je pochopiteíné, že vynález sa vzťahuje obzvlášť na spracovanie roztokov elastomerných polymérov, ale tiež môže byť aplikovaný na akýkoívek typ polyméru, ktorý je vo forme roztoku v rozpúšťadle.

rAaC ^'7 l -t

-~g—gg_Ob podía vynálezu je popísaný v súvislosti s pripojeným výkresom, znázorňujúcim vytlačovací stroj -préodstraňovanie rozpúšťadla z roztoku polyméru, obsahujúceho aspoň 20% polyméru.

Roztok polyméru sa vedie do plniacej násypky 10 vytlačovacieho stroja 12., obsahujúceho dvojitú nekonečnú

Tlak vo vytlačovacom stroji a rýchlosť podávania sa reguluje regulačným ventilom 16.

Vytlačovací stroj obsahuje zadnú ventilačnú zónu 18, ktorou sa odstraňuje väčšia časť rozpúšťadla. Pasta polyméru

2.A/ 1/ ť i/ ty je posunovaná dopredu prostredníctvom nekonečnej -sk-rutko-vn-i-ce14. odstráneniu¹. zvyšku rozpúšťadla je vo vytlačovacom stroji 12 usporiadaných niekoíko ventilačných zón 20. Medzi ventilačnými zónami môžu byť tiež umiestnené prostriedky 22 X k z., s, n a./ zavadzaniu kvapaliny, zvyčajne vody -pre- ulahčenie odstránenia rozpúšťadla.

Pasta polyméru, zbavená týmto spôsobom rozpúšťadla, prechadza t-r-yskou-· 24 a je rezana na granule v granulátore 26.

Ďalej su pre lepšiu ilustráciu uvedene príklady prevedenia, ktoré však neobmedzujú rozsah vynálezu.

ľ’n kJírfs'y cvic /z); 'q ·/ ,- 'k

Príklad 1

Po prevedenej roztokovej polymerácii butadiénu a styrenu sa získa cyklohexa^znový roztok, obsahujúci 38% hviezdicového z z- e. * kopolyméru styren-butadien, obsahujúceho 40% styrenu.

Tento roztok sa pri teplote 170°C privádza rýchlosťou kg/h do plniacej násypky dvojitej -skrutkov-hice ( typ WP

- ZSK-57 ). Tlak sa reguluje pomocou ventilu umiestneného v plniacom potrubí. Tento vytlačovací stroj má za zadnou časťou • plniacej násypky umiestnenú jednu ventilačnú zónu. _a tri ventilačné zóny umiestnené pred touto násypkou. Trysk-a a nekonečnou granulátor su usporiadane bezprostredne za 1· Í-Í’vvtia-J.·'

-s kru tko vn i-c ou-.

Používajú sa tieto prevádzkové podmienky:

Vákuum vo ventilačných zónach:

zadná zóna	80 kPa
1.predná zóna	80 kPa
2.predná zóna	8 kPa
3.predná zóna	1 kPa
rýchlosť otáčania:	230 min

Pred poslednými dvoma ventilačnými zónami vstrekovanie vody v -pomere- 1% -vcd-y, vztahujuce sa sa prevádza k hmotnosti polyméru.

Rozpúšťadlo sa získava v množstve 92% v zadnej zóne, 3% v prvej a druhej prednej zóne (sic) a 2% v konečnej zóne. Konečný obsah prchavých látok je 0,1% hmotnest-ných·.

Tlak pred granuláciou je 1,5 MPa a teplota materiálu pred granuláciou je 195°C.

Polymér je granulovaný dokonale bez nutnosti použitia ···..

rezania pod vodou. í

Príklad 2 z

Po prevedenej roztokovej polymera.cii butadiénu a styrenu / sa získa cyklohexanový roztok, obsahujúci 38% blokového ' s ¢.. x kopolyméru styren-butadien, obsahujúceho 75% styrenu.

Tento roztok sa pri teplote 165°C privádza rýchlosťou 80 kg/h do plniacej násypky dvojskrut-kovnicového- vytlačovacieho stroja (typ WP ZSK-57). Tlak sa reguluje pomocou ventilu umiestneného v plniacom potrubí. Tento vytlačovací stroj má za zadnou časťou plniacej násypky umiestnenú jednu ventilačnú zónu a tri ventilačné zóny umiestnené pred touto násypkou. Tr^&fea· a granulátor sú usporiadané bezprostredne za ?_ ·,’ i Ί-0 \J čn<A,’ nekonečnou sk-ru-tkovni-eou-.

Používajú sa tieto prevádzkové podmienky:

Vákuum vo ventilačných zónach:

zadná zóna	80	kPa
1.predná zóna	80	kPa
2.predná zóna	8	kPa
3.predná zóna	700	Pa
rýchlosť otáčania:	270	min

Pred poslednými dvoma ventilačnými zónami sa prevádza vstrekovanie vody v pomere- 1% vody, vztahujuce sa k' hmotnosti.

polyméru.

Rozpúšťadlo sa získava v množstve 89% v zadnej zóne, 3% a 6% v prvej a druhej prednej zóne a 2% v konečnej zóne.

Konečný obsah prchavých látok je 0,1% hmotnpstných.

Tlak pred granuláciou je 1,5 MPa a teplota materiálu pred granuláciou je 192°C. Polymér je granulov^ný dokonale bez nutnosti použitia rezania pod vodou.

Príklad 3

Ι2Λ^Ζ

Po prevedenej roztokovej polymerácii izoprénu a styrenu sa získa cyklohexanový roztok, obsahujúci 38% blokového z* _ kopolyméru styren-izoprén, obsahujúceho 15% styrenu.

Tento roztok sa pri teplote _160°C privádza rýchlosťou 50 •αΛ-V'v Jrw ’slcl-Ó ho kg/h do plniacej násypky dvo j&krutkovn-icoveh©- vytlačovacieho stroja ( typ WP ZSK-57 ). Tlak sa reguluje pomocou ventilu umiestneného v plniacom potrubí. Tento vytlačovací stroj má za zadnou častou plniacej násypky umiestnenú jednu ventilačnú z^nu a tri ventilačné zóny umiestnené pred touto násypkou. Tryská· a granulátor sú usporiadané bezprostredne za nekonečnou -skrufekovnicou.

Používajú sa tieto prevádzkové podmienky:

Vákuum vo ventilačných zónach:

zadná zóna	80 kPa
1.predná zóna	60 kPa
2.predná zóna	6 kPa
3.predná zóna	900 Pa
rýchlosť otáčania:	220min“

Pred poslednými dvoma ventilačnými zónami sa prevádza -b «p ',9 S*-'·''-y , ŕí/-·-⁷ vstrekovanie vody v -pomere- 1% vody, vztahujuce sa x hmotnosti' polyméru.

Rozpúšťadlo sa získava v množstve 89% v zadnej zóne, 4% a 6% v prvej a druhej prednej zóne (sic) a 1% v konečnej zóne. Konečný obsah prchavých látok je 0,1% hmotnostných.

Tlak pred granuláciou je 800 kPa a teplota materiálu pred granuláciou je 180°C.

Polymér je granulovaný dokonale bez nutnosti použitia - rezania pod vodou. ŕ

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Spôsob jednostupňového odstraňovania rozpúšťadla z y Uk·;' i^c roztoku elastomerného polyméru; rvybraného- z homopolymérov butadiénu a izoprénu a kopolymérov vinylaromátov a konjugovaných dienov, v ktorých je frakcia konjugovaného dieňu hydrogénovaná, obzvlášť blokových kopolymérov y / styren-butadien a styren-izopren, obsahujúceho aspoň 20% tohto elastomerného polyméru, vyznačujúci© sa tým, že do v k ***./ '«, plniacej násypky nekonečnej -s’k-rutk-óvnice- sa privádza roztok elastomerného,..polyméru, zohriaty dopredu na teplotu m^ďzi 150 j „ p r.' , a>200^uC, tlaku vyššieho než je tlak varu rozpúšťadla, v plniacej zóne sa zníži tlak, v dôsledku čoho sa odstráni 80 až 95% rozpúšťadla, pričom odplyňovaním roztoku proti prúdu / X pohybu polyméru je roztok elastomerneho polyméru posunovaný dopredu, -pričom· sa znovu ohreje na teplotu 150 az 200 C, zvyšok rozpúšťadla sa odstráni d’aíším odplynením roztoku postupujúceho dopredu, pričom, ak je to možne-, sá medzi t SO rôznymi ventilačnými zónami'^'vstrekuje množstvo vody. medzi i/lCu ¢,

0,5 a 2% hmotnosti polyméru χ urýchleniu odstránenia rozpúšťadla, pričom- sa pasta elastomerného polyméru zbavená rozpúšťadla vedie do -fe-rýs-k-y- a reze sa.
2. Spôsob podlá nároku 1 vyznačujúci sa tým, že roztok polyméru, ktorý je zbavený 80 až 95% rozpúšťadla, je podrobený opakovanému ohriatiu zohriatím valca -s-Ŕruťk-oýnice na teplotu medzi 180 a 250°C a/alebo zavedením komponentov, &·/?>·*'<·· ,\/j fcwt, vyvodzujúcich strihové sily, do sk-rutkovnice-.
3. Spôsob podlá ktoréhokolvek z nárokov I5 alebo 2χ vyznačujúci sa tým, ze absolútny tlak v -skrutkovnici sa š postupom roztoku polyméru postupne znižuje z atmosférického tlaku až na 500 Pa.
4. Spôsob podlá ktoréhokolvek z nárokov l·- až 3y j- í'*-' i/ ί tX) u *’.**ν^/ vyznačujúci sa tým, že skrufekovn-ica sa otáča rýchlosťou medzi ^v _ η — Ί

100 a^300 min , výhodne medzi 150 a2250 min .