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La présente invention est relative à un système de récupération d'un solvant pour des procédés de polymé- risation multiplee pour l'obtention de caoutchouc. L'in- vention concerne ausoi, soue un autre aspect, un système de récupération d'un solvant unique à la foin pour un procédé de préparation d'un copolymère désordonné et pour un procédé de préparation de polymères en blocs. L'invention a égale- ment trait à la séparation et à la récupération d'un com- poeé organique polaire vis-à-vis d'un liquide non polaire.
Il est parfois souhaitable d'obtenir des polymères caoutchouteux différents dans un seul système de polymérisa- tion. Ainei, il peut Atre souhaitable d'obtenir un copoly- mère désordonné, en utilisant un système'de polymérisation de caoutchouc et d'utiliser ultérieurement le même système de polymérisation de caoutchouc pour obtenir un polymère en blocs. Lors de la production d'un copolymère désordonné, on utilise dans la zone de réaction de polymérisation une matière d'addition constituée d'un composé organique polaire tel que le tétrahydrofuane. Ce composé polaire est défavorable pour un procéué de polymérisation visant à l'obtention de polymères en blocs.
C'est pourquoi il faut prendre des mesures pour 'limjner ce composé polaire du solvant utilisé dans le procé- dé servant à obtenir le copolymère désordonné, avant que le solvant puisse être utilisé dans le procédé d'obtention du polymère en bloc*
Les polymères en blocs sont obtenue en polymérisant un monomère à l'extrémité d'un polymère, le monomère étant
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introduit de façon que les molécules qui réagissent,entrent sensiblement-toutes dans la chaîne polymère en ce point. Les polymères préparés par un procédé de polymérisation en blocs se distinguent des copolymères désordonnés par le fait que la matière polymère finale est constituée de blocs ou de segments.
Un polymère en blocs ou polymère segmenté peut être obtenu par un procédé qui consiste à mettre un diène conjugué choisi parmi le 1,3-butadiène, le 2-méthyl-1,3- butadiène et le 1,3-pentadiène en contact avec un composé organique de lithium, en présence d'un diluant ou solvant choisi parmi les hydrocarbures aromatiques, paraffiniques et cycloparafiiniques, de manière à former un bloc polymère et, après polymérisation de la quasi totalité des diènes conju- gués sélectifs, à mettre le catalyseur précité en contact, en présence du bloc polymère initalernent formé, avec un mo- nomère choisi parmi le 1,3-butadiène, le 2-méthyl-1,3-buta- diène, le 1,3-pentadiène, les hydrocarbures aromatiques substituée par des groupes vinyle, les vinylpyridines, lee de halogénures de vinyle, les halogénures/vinylidène, l'acrylo- nitrile,
les esters de l'acide acrylique et les esters des homologues de l'adide acrylique, de manière à former un bloc ou segment de polymère adjacent au bloc ou segment de poly- mère mentionné en premier lieu, le monomère choisi étant dif- férent des diènes conjugués utilisée lors du contaot Initial.
Des copolymères désordonnée peuvent être obtenue par un procédé qui consiste à mettre au moins deux composée choisis parmi le 1,3-butadiène, le 2-méthyl-1,3-butadiène (isoprène), le 1,3-pentadiène (pipérylène), les hydrocarbures aromatiques substitués par les groupes vinyle, les halogé- nures de vinyle, les halogénures de vinylidène, lee esters de l'acide acrylique et les eeters des homologues de l'acide
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acrylique , en contact avec un composé organique de lithium, en présence d'un mélange de solvants comprenant (1) un hydrocarbure choie parmi les hydrocarbures aromatiques, les paraffines et les cycioparaffines et (2) un composé organique polaire.
En général, le composé polaire utilisé dans ce mélange de solvants est un composé qui n'inactive pas le composé organique de lithium. Comme exemples de com- posés polaires qui n'inactivent,,pas le catalyseur organo- lithium et qui peuvent, par conséquent, être utiliséa comme second constituant du mélange de solvants, on peut citer les
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éther@, les thioéthere (sulfures) et les amines tertiaires.
Comme exemples particuliers de ces matières notaires cn peut citer l'éther diméthylique, l'éther diéthylique, l'éther éthylméthylique, l'éther éthylpropylique, l'éther di-n-pro-
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pylique, l'éther/i-octYliue, l'éther dibenzylique, l'éther i1phény11que, 2"lpentacol, l'oxyde de tétraméthylène (tétra- hydrofurane); ie 1,2-diméthoxyoxydthane, le dioxane, 1e : parE':>:l1yde, le sulfure de dimé',hyle, le sulfure de d'-éthyl4 @ sulfure de di-n-propyle, le sulfure de di-n-butyle, le sulfure de méthyléthyle, le diméthyléthyl amine, la tri-n- propyl amine, la tri-n-propyl amine, la tri-n-butyl amine, la triméthyl amine, la triéthyl amine, etc...
La présente invention a pour objet un procédé pour l'exécution de multiplea réactions de polymérisation, dans lequel la première réaction s'effectue en présence d'un hydrocarbure liquide et d'un composé organique polaire, tan- die que la seconde réaction a lieu en présence de cet hydro- carbure liquide, mais en l'absence du composé organique po- laire, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on sépara l'hydrocarbure liquide contenant le composé organique polaire de l'effluent de la première réaction de polymérisation, on met l'hydrocarbure liquide et le composé organique polaire
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en contact, dans une zone de contact, avec un agent adeorbant le composé organique polaire,
on recueille l'hydrocarbure
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coneiblement liquide/exetupt du oonpdeé organique polaire venant de la zone de contact et on effectue ensuite la seconde réaction de polymérisation en présence dudit hydrocarbure liquide ré- oupéré ou recueilli..
Le composa organique polaire est séparé d'un hydro- carbure non polaire jouant le rôle de solvant, en faisant passer un mélange de cet hydrocarbure et du composé organique
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polaire à travers uné ouôha d'une matière Îdiorbante aélec- tive, de manière en réparer le composé organique polaire.
La présente invention Soumit un eeul système de récupération et de purification d'un aolvant pour un procédé de prépara- tion d'un polymère segmenté et un procédé de préparation
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d'un copolymère d6sôrdbnn4, système dane lequel l'hydrocar- bure jouant le rôle de aclvant, qui contient un composé orga- nique polaire, est smené à panser à travers une couche d'une
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matière adsorbant@ aéleetive et 1'hydrocarbure exempt de com-- posé organique polaire n'eet pas soumis au contact avec.du gel de silice, '
La figure unique du dessin ci-annexé représente
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eohdmatiquetaent une forme d'exécution du procédé suivant la présente invention.
En référence à ce dessin@ l'invention aéra décrite
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dans son application à un effluent d'une zone de polymdrioa- tion de caoutchouc, lequel effluent comprend un polymère ca- outchouteux, un solvant au type hydrocarbure constitué par du n-hexane et un composé organique polaire constitue par
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.du tétrahydrofurahe, cet eftluent étant amené dans le sépa- rateur 10 par une conduite H. Il est évident que llînveu-
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tion n'est pas limitée nun formes de réalisation partiou- vr ^'1 .¯n .; f -'-''. '..* '.
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livrée décrites dans le présent mémoire.
Dans le séparateur 10, le mélange de départ est mie en contact aveo de l'eau, introduite par une conduite 12 dans le séparateur 10, ainsi qu'avec un courant de vapeur, qui eera décrit plue loin, ame- né par une conduite 13 dans le séparateur 10. Lorsqu'on utili- se du n-hexane comme solvant du type hydrocarbure, on peut opérer, dans le séparateur 10, à une température de 71 C et à une pression de 1,19 kg/om2, à la partie supérieure du sépa- rateur..
Un agent de dispersion, tel qu'un ael de sodium d'un copolymère d'anhydride malétque et de diisobutylène ou le pro- duit vendu par la sooiété Rohm and Haas sous la marque "Tamol 731". acte de préférence, introduit dans le séparateur 10 avec l'eau, par la conduite 12. L'agent dispersant agit de,manière à disperser le polymère oatoutohouteux dans le séparateur 10, de manière à favoriser l'évacuation du caoutchouc, sous forme d'une uuupeneion, par la conduite 14.
Un courant de vapeur constitue par du n-hexane, de la vapeur d'eau et du tétrahydrofurane eet évacue du sépara- teur 10 par une conduite 16 et amené dans un 4changeur de cha- leur 17, dans lequel le oourant de vapeur est condensé. Le oourant oon,ieneé obtenu cet amené de l'echangeur de chaleur 17, par une conduite 18, dans un séparateur de phases liquides 19.
Un oourant constitué de n-hexane, de polymère caou- tchouteux et d'eau est évacué du séparateur 10 par une conduite 14 et amené dans un second séparateur 20 où e'opère, tout com- me dans le séparateur 10, une séparation par etrippage ou die- tillation. Dans le séparateur 20, le courant en question est mis en contact,à contre.courant, avec de la vapeur d'eau ame- né dans l'enceinte 20 par une conduite 21. Le n-hexane qui présent dans le courant d'alimentation du séparateur 20
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chassé de ce oourant et évacué de l'enceinte 20 par la con- duite 13, pour être amené au séparateur 10 de la manière sus- déorite.
Une suspension formée de polymère caoutchouteux so- lide et d'eau est évacuée du oéparateur 20 par une conduite
22 et soumise à un traitement de séparation subséquent qui n'est pas illustra sur le dessin et grâce auquel le polymère caoutchouteux solide est séparé de l'eau. Les conditions opératoires particulières pouvant être utilisées dans le séparateur 20 sont une température de 110*0 et une pression de 1,47 kg/cm2 à la partie supérieure de ce séparateur.
Dans le séparateur de phases 19 le liquide intro- duit est admis à se séparer en une phase hydrocarbure et une phase aqueuse. La phase aqueuse est extraite du séparateur. 19 par une conduite 23. Comme indiqué sur le dessin, on peut, dans le cadre de la présente invention, renvoyer la phase aqueuse par la conduite 12 dans le séparateur 10. Une phase hydrocarbure constituée de a-hexane et de tétrahydrofurane est évacuée du séparateur 19 par une conduite 24 et amenée dans une colonne de séchage 26.
Le courant d'alimentation de la colonne de séchage 26 est utilité comme oourant de reflux et est, par conséquente amené dans la partie supérieure de la colonne 26, comme montra sur le dessin. Dana cette colonne-de séchage 26, l'eau et le* hydrocarbures réuiduairea lourde sont séparés du courant d'al- mentation et mort évacués de la colonne de séchage 26 reepec- tivement par une conduite 27 et par une conduite 28, Un oou- rant latéral de vapeur constituée de n-hexane et de tétrehy- drofurane est évacué da la colonne de séchage 26 par une con- duite 29 et ce courant est amené dans un séparateur 30 de li- quide entraîné,
dans lequel le liquide entraîné est emparé de la fraction de n-hexano et de tétrahydrofurane en phase vapeur et renvoyé dans la colonne de séchage 26 par la conduit*
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31. Dans la colonne de séchage 26. les conditions suivantes peuvent être appliquées : une empérture de 75 C à la partie supérieure; une tension de 1,47 kg/cm2 à la partie eup rieure, une température de 88 C à la partie intérieure et une tension de 1,61 kg/om2 à la partie inférieure de ladi- te colonne.
Un courant constitué de n-hexane et de tétrahydro- turane est évacué du séparateur 30 par une conduite 32 et amené dans un échangeur de chaleur 33 , dans lequel le oou- rant de vapeur est condensé. Le courant de n-hexane et le tétrahydrofurane condensé est amené de-l'échangeur de cha- leur 33, par une conduite 34 et une soupape 36, dana un ré- cipient de contact 37 qui contient une coucha fixe de gel de silice..
Bien que l'invention est été décrite plue haut dans son application à la séparation d'un hydrocarbure utilisé comme solvant et d'un composé organique polaire, 4'nE poly- mère caoutchouteux obtenu par un procédé de polymériaation de caoutchouc, le procédé de séparation en question est également applicable, de manière générale, à la séparation d'un solvant d'un polymère caoutchouteux, notamment d'un courant effluent provenant d'un procédé de préparation d'un polymère segmenté.
Lorsque le solvant évacué de la colenne de séchage 26 ne contient pas de compose organique polaire, comme dans le cas d'uu procédé de préparation da ploymères segmentée, on peut amené directement le solvant condensé dans un récipient de stockage 38, par une conduite 34, une conduite
39 et une soupape ou vanne 40.
Dans la récipient de contact 37, le n-hexane et le tétrahydrofuane liquide pasuent à travers une couche fixe de gel de silice. bien que le gel de silice se soit révélé
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particulièrement efficace pour la séparation, par adaorbtion,
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de composée organiquaü polaires, tels que le tétrahydroturane, on peut, dans le cadre de la présente invention, utiliser d'autres matières absorbantes sélectives, telles que le char- bon activé et l'alumine. Un courant de n-hexane sensiblement exempt de tétrahydrofurane est évacué du récipient de contact 37 par une conduite 41 et amené, en passant par une vanne 42 et une conduite 43, dans le récipient de stockage de solvant
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>8.
En glua du tétribdrbfurane, le gel de silice présent dans le récipient de contact 37sépare également et élimine par conséquent de l'hexaue, d'autres agents de contamination, tels
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que des antioxydante des agents d'arrêt et de l'eau. Le cou- tact dans le récipient 37 s'effectue, de préférence, à une
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température relativement basse, par exonpie à une te,p4j,"1r0 comprise entre 10 et 44 ,C, la pression pouvant 6tr" .2,45
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kg/em2 et la température d'environ 36 C dans ct,'.ipient.
Comme le montre la dessin, un @ récipient de contact 44 contenant une couche fixe de de silice est prévu, de façon que l'on puisse utilisa, de manière continue,
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au moins un récipient de contact potl, f,i,éparer le tétrahydro- furene du n-hexane,pendant que la cfiêhe fixe de gel de eili- ce contenue dans l'autre récipient de contact est régénérée.
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Un procédé préféré d ré6énération ,.; la couche de gel de ai- lice utilise 4 phases de régénération, encore que la régéné- ration puisse s'effectuer par d'autres procédée.
Dans la pre- mière phase, on fait paeeer du n-haxane en phase vapeur chauf- fé, par une conduite 46, une soupape 47 et une soupape 48 dans un récipient de contact dans lequel la couche fixe de gel de ,
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silice est mise en ooptMt aveo la n-nexane chauffe, de ma- - nière à élever 3,a f ure de cette couche de ge de silice 'irjtequ i , ehvi T I, 4' . ii$eâa a(S3'tenant des i tasEda o-
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cluses, qui est séparé de la couche de gel de silice, est évacué du récipient de contact 44 par une conduite 49 et une soupape 50.
Dans la seconde phase, on amène de la vapeur d'eau,
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par exemple à une pression de 10,5 kg/em2, surchauffée à .une température d'environ 260 C, par une conduite 51, une soupape 52, une conduite 46 et une soupape 48, dans le'réci- pient de contaot 44. Dans'ce récipient 44 on fait passer la vapeur d'eau à travers la couche fixe. de gel de silice, de
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manière à séparer ét'â .1f<re,';'c\'tt'e" a:Ouohe le Éétrahy- ;>., '! <.,<$f##hlhlijt?. '1 ,,.,;;"']G' drofurane adsorbé* ;90 -V!lP'ur c#'eau'et,let,étrahydroturane r,.,' eont évacuée du'récipient 44 par une conduite 49 et une sou- pape 50.
Dans la troisième phase de régénération, on amène du n-hexane chauffé en phase vapeur par la conduite 46, la soupape 47 et la soupape 48, dans le récipient de contact 44.
Dans ce réciplent 44, le n-hexane chauffé. sèche la couche de gel de silice, en en chassant l'eau et ce n-hexane est éva- cué du récipient 44 par la conduite 49 et.la soupape 50. Dans de le réoipient de contact 44 peuvent régner, au cours de la phase séchage, une température de 232*0 et une pression de 1,4 kg/cm2.
Le quatrième et dernier stade du procédé de régéné- ration consiste à faire passer du n-hexane sec et froid par la conduite 46, la soupape 47 et la soupape 48, jusque dans le réoipient de contact 44 où le courant .gazeux sert à refroidir la température de la couche de gel de silice jusqu'à au moine 43 C environ. Le n-hexane utilisé dans cette phase de refroi- dissement est évacué du récipient 44 par la conduite 49 et la soupape 50. bzz¯ lorsque le processus de régénération est terminé,
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on peut amener lé et! 1" tétrb .1-otùr e - d (, '.4tV';'>.,.-=\.\P /' t" q" ,,\4:"$',""-'-: 0k'".,.' ' ,\ "1 ll7" geur de chaleur 33 .4Wen.', de oantabt 44, par la con ding
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34, la conduite 53 et la soupape 54.
Le n-hexane sensiblement exempt de tétrahydrofurane peut être évacué du récipient de contact 44 par une conduite 56 et amené par une soupape 57 et une conduite 43 au récipient 38 de stockage de solvant
La couche de gel de silice se trouvant dans le ré- cipient de contact peut alors être régénérée de la marne ma- nière que la couche de gel de silice du récipient de contact 44, en amenant le solvant et la vapeur d'eau dans le récipient de contact 37 par une conduite 58 et une soupape 59. De même, la vapeur d'eau et le nhoxane sont évacués du récipient de contact 37, au cours du processus de régénération, par une conduite 60 et une soupape 61.
Le procédé de régénération dé- crit plus haut est applicable à la régénération d'autres matières adsorbantes, telles que l'alumine et le charbon ac- tivé.
Le spécialiste pourra, sans difficulté, équiper l'installation de moyens pour chauffer la colonne de séchage 26 et pour régler la transmission ou le transfert du fluide ainsi que les conditions opératoires. De même, le spécialiste pourra prévoir aisément les moyens nécessaires pour chauffer et refroidir les courante traités. Ces moyens de chauffage et de refroidissement sont classiques.
Il est évident que l'invention n'est pas limitée aux détails décrits plus haut, de nombreuses modifications pouvant être apportées à ces détails sans sortir du cadre de l'invention.
REVENDICATIONS.
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