CS250035B1 - Sposob demcnomerizácie suspanzných polymérov alebo kopolymérov vinylchloridu a zariadenie k jeho uskutočňovaniu - Google Patents

Description

250035

Vynález rieši spósob a zariadenie, ktorézabezpečuje dlhodobé kontinuálně odstra-ňovanie monomérov z vodných suspenzi!homopolymérov a kopolymérov vinylchlo-ridu.

Je známe, že dlhodobé vystavenie 1'udslké-ho organizmu kortcentráciám niekoPko de-siatok ppm vinylchloridu v ovzduší má kar-cinogénny účinok. Důsledkem toho je, žepri výrobě polyvinylchloridu a 'kopolymérovvinylchloridu narastajú požiadavtky na od-straňovanie zvyškového vinylchloridu ztýchto polymérov á například hygienicképředpisy pre priamy styk s poživatinamiudávajú ako povole.nú hranicu 1 ppm mo-nomérneho vinylchloridu v polyvinylchl-ori-de. Naviac opatovné zíelkanie vinylchloriduz ipolymérov představuje i významný eko-nomický přínos, keď obsah monoméru v dis-perzii polymeru bývá 2 až 4 % hmot. (po-čítané ina suchý produkt j. Z literatúry je známých niekotko postu-pov odstraňovania zvyškového vinylohlori-dového monoméru z polymérnych systémonza najefektívnejšie sa ukázala demonomeri-zácia na kolonových zariadeniach. V poslednom období sa objavilo viaceropatentových prihlášok, ktoré riešia demo-nomerizáciu polyvinylchloridových suspen-zií v desorpčných zariadeniach 'kolonovéhotypu. Demonomerizačná kolona pódia NSRč. 2 441 304 obsahuje vo vnútri sériu tanie-rovitých povrchov so slklonom 45 až 80 %od vertikály. Spracovávaná suspenzia saprivádza na hlavu kolony a v protiprúdepáry prechádza po vostavbe vo vrstvě hru-běj 0,5 až 5 mm. Kontakt suspenzie s vodnouparou u tohto typu kolony je relativné ma-lý a na dosiahnutie požadovanej účinnostije potřebná značné vysoká kolona.

Dokonalejší styk sa dosiahne v roštovejkoloně (NSR č. 2 714 438), Ikde para vstu-pujúca do spodku kolony prebubláva cezzvrchu stekajúcu susipenziu polyvinylchlo-ridu. Podl'a příkladu v 25. etážovej kolónesa dosiahne 200 až 400 ppm vinylchl-oirido-vého monoméru v demonomerizovanej sus-penzii, čo je nedostatočiná účinnost vzhl'a-dom k tomu, že na dosiahnutie hodnoty1 ppm vinylchl-oridavého monoméru vo vý-slednom produkte je potřebné predlžovaťsušia-ci stupeň, čo n-ajmá v kontinuálnych-prevádzkach může narážať ina značné pro-blémy. (Lepšie výsledky v účinnosti (~ 100 až200 ppmj uvádza NSR č. 2 714 685, kde ko-lona pozostáva z valcovitej nádoby vyba-venej sítovými dnami s medzerovitosťou 5až 15 % a vellkoetou otvorov 4 až 30 mm,na povrchu ktorej je odlučovač kvaplekcyklónového typu. Tdk suspenzie je zabez-pečený prosakováním cez otvory a medzerumedzi vnútornou stěnou kolony a sítovouetážou. K velmi účinným doteraz známým demo-nomerizačným zariadeniam patří sítová ko-lona fy H&chst AG (NSR č. 2 550 023] a (NSR č. 2 640 546], Jedná sa o sit-ovú kolo-nu, ktorá podlá príkladov má 14 až 17 etážíso sitami (medzerovitosť ~ 6 %, 0 otvorov2 mm] opatřenými 1 až 3 přepadovými rúr-kami s výškou prepadov 12 cm. Množstvozvyškového monomérneho vinylchloridu vsuspenzii spraoovane] v uvedene] kolóne jeokolo 10 ppm.

Velmi dobrý účinok sa dosahuje postupoma na zariadení podlá čs. autorského osved-čenia č. 204 533, avšak určitým - nedostat-kům je, že postupom času dochádza k za-nášainiu silových prepážok demonomerizo-vanou suspenziou. Dosledkom toho je zní-ženie fondu pracovně] doby vplyvem od-stávky a čistenia, pričom čistenie je rela-tivné prácne. Tieto nedostatky odstraňujeriešenie podlá předkládaného vynálezu.

Podlá tohto vynálezu sa uskutečňuje de-monomerizácia -suspenzných polymérov ale-bo kopolymérov vinylchloridu fluidizáciouprúdením prehriatej alebo nasýtenej vodnejpáry v množsitve 30 až 100 kg páry na 1 m3privádzanej suspenzie tak, že mechanickádeliaca přepážka, nad ktorou sa suspenziafluidizuje, sa zespodu odstrekuje vodou oteplote 5 až 85 °C, s výhodou homogénnepo celej ploché, v množstve 50 až 500 kg/hs výhodou 100 až 250 kg/h na 1 m2 mecha-nické j deliacej přepážky.

Zariadenie pre uskutočňovanie tohto spó-sobu je vytvořené z viacetážovej sitovej ko-lony s výškou prepadov 150 až 600 mm, pri-čom pod etážovým sitom vo vzdialenosti100 až 400 mm je umiestneiná aspoň jednaodstrekovacia tryska o světlosti otvorov 0,3až 1,5 mm, pričom os ostrekovacej tryskyz-viera s osou sitovej kolony ostrý uhoí.

Medzi najváčšie výhody riešenia podlátohto vynálezu patří skutečnost, že ipri re-lativné nízkých prevádzkových a investic -ných nákladoch sa dosahuje vysekej účin-nosti demonomerizácie, keď vo fiinálnomprodukte obsah volného monoméru je v ob-lasti 1 ppm i pre kompaktně, ťažko demo-nomerizovatelné typy suspenzných polymé-rov. Prevádzkový režim demonomerizácie jel'ah!ko zvládnutelný a vykazuje trvale vyso-kú ikonštantoú účinnost a prevádzkyschop-nosť.

Postup a zariadenie podlá vynálezu za-bezpečujú vysoký fond využitia pracovnejdoby, čo sa velmi priaznivo ipremieta i doekonomiky procesu. Vysoká účinnost demo-nomerizácie je velmi významná i z ekolo-gického a hygienického hladiska.

Postupom a zariadením podlá vynálezu je-možno spracovať všetky typy suspenznéhopolyvinylchloridu a suspenzne vyrábanýchtypov kopolymérov vinylchloridu. Ako pří-klad. možno uviesť kopolyméry vinyl-chlori-du s vinylacetátom, olefínmi, kyselinou a-kryl-ovou a/alebo ich estermi, ďalej tiež sus-penzie chlórovaného polyvinylchloridu, akoaj suspenzie húževnatého polyvinylchloridu.Obsah sušiny v spracovávaných suspenziách ? 1 β ?] 3 5 sa spravidla pohybuje v .rozmedzí 10 až 50percent hmot. Je výhodné, fced sa suspenzianastreteovaná do demonomerizačnej kolonypredohreje na itelplotu blízku bodu varu sus-penzie (pri danom tlaku).

Predohriata suspenzia sa nastrekuje nahlavu viacetážovej sitovej kolony, kde jefluidizovaná prúdmi nasýtenej, resp. predo-hriatej vodnej páry. Vďaka intenzívnemuturbulentnímu režimu, Iktorý sa pri fluidi-zácii dosahuje, iprebieha desorpčný procesuvoíňovania monomerneho vinyl,chloridu zčastíc velmi účinné.

Suspenzia v kolóne postupné přepadává z ,etáže na etáž, až nakoniec zdemonomeri-zovaná susjpenzia obsahujúca cca 1 ppmmonomerneho vinylchloridu opúšťa kolonua vedie sa na ďalšie spracovanie. Pod poj-moni demonomerizačná kolána sa rozumiezariadenie pozostávajúce aspoň z dvoch etá-ží. Každá etáž demonomerizačného zariade-nia je tvořená mechanickou dellacou pře-pážkou, Iktorá představuje šitové dno, o me-dzerovitosti 0,1 až 4 %, s výhodou 0,5 až2 %, cez ktoré prechádza aspoň jeden pře-pad, pričom celková plocha iprierezov pre-padov je 2 až 10 %, s výhodou 4 až 7 %plochy prierezu kolony.

Lineárna rychlost nasýtenej, resp. pre-hriatej páry v otvoroch šita je 15 až 35 m/s,s výhodou 20 až 30 m/s. Výška prepadovnad šitovou přepážkou je 150 až 600 mm,čím sa zabezpečuje požadovaný kontaktnýčas fluidizovanej suspenzie s parou v roz-medzí 40 až 300 s, s výhodou 60 až 150 s.Přepady sú konstruované tak, že hrana pře-padu zasahuje 40 až 100 mm nad sitovúpřepážku nižšej etáže, plocha ipod přepademje nevítaná a je rovná nlebo vačšia, nežplocha samotného přepadu.

Pod sítovou přepážkou je umiestnená a-spoň jedna tryska s otvermi 0,3 až 1,5 mm,ktorej os zviera s osou sitovej kolony ostrýuhol. Ostie trysky je vzdialené od sitovejpřepážky 100 až 400 mm.

Uvedená tryska, príp. trysky, slúžia ik od-strekovaniu apodnej strany sitovej přepáž-ky, na ktorej prebieha fluidizácia suqpen-zie, vodou o teplote 5 až 85 9C, s výhodouhomogénne po celej ploché, v množstve 50až 500 kg/h na 1 m2 mechanickej deliacejpřepážky. Trvalým ostrekovaním spodnejčasti sitovej přepážky sa zamedzí usadzo-vaniu polymérnych častíc na spodnej častisitovej přepážky a predíži sa a zrovnomerní.chod demonomerizačnej kolony ako aj celejdemonomerizačnej línky. Příklad 1

Suspenzia porézneho typu ipolyvinylchlo-ridu s obsahom cca 30 % sušiny a cca18 000 ppm zvyškového vinylchloridu (nasušinu) sa vedie v množstve 8 m3/h cez te-pelný výmennjk a dohrievač (injektor páry)pri teplote 96 °C na hlavu demonomerizač-nej kolony následovných parametrov: 6 priemer kolony 900 mm počet etáží 8 vzdialenosť medzi síto- vými priehradkami 1 000 mm výška prepadov 400 mm medzerovitosí 1 % priemer otvorov 1,9 mm

Povrch šitových priehradiek je leštený,celé zariadenie je z 'nehrdzavejúcej ocele.Pod každou etážou je namontovaná hlavieas piatimi tryskami s ipriemerom otvorov0,4 mm rozmiestnenými na hlavici tak, žeti sto zviera jú s osou kolony taký ostrý uhol,aby sa dosiahlo rovnoměrné ostrekovanieapodných ploch sitovej přepážky. Ostia try-siek sú vo vzdialenosti 200 mm od spodnéhopovrchu sitovej přepážky. Celkové množstvovody privádzané do trysiek pri teplote 10 °Cpod každú etáž je 100 kg/h na 1 m2 sitovejpřepážky.

Pod spodnú etáž sa privádza nasýtenávolná para (0,5 MPa) v množstve 450 kg/h.Protiiprúdom oboch médií nastáva dokonaládesor.pcia monomérneho vinylchloridu zčastíc polyvinylchloridu. Teplota na hlavěkolony je 98 QC, teplota na dne kolony 103stupňov C. Suspenzia oclchádzajúca z demo-nomerizačnej kolony obsahuje menej ako1 U|pm zvyškového vinylchloridu. Uvolněnýmonomérny vinylohlorid spolu s voduon pa-rou odchádza z hlavy kolony do kondenzá-tora, kde vodná para v prevažnej miereskondenzuje a odplyn obohatený viuylchlo-ridom sa vedie na regeneráciu.

Demonomerizačná kolona v takomto u-sporiadaní pracovala rovnoměrně 3 mesiacebez čistenla, zatiaí' čo bez použitia ostreko-vacích trysiek to bolo iba 1 týždeň. Příklad 2

Použila sa demonomerizačná kolona ako vpříklade 1, s tým rozdielom, že výška pre-padov sa zvýšila na 500 mm.

Na hlavu kolony sa nastrekovala predo-hriata suspenzia kompaktného ťažko demo-nomerizovatelného typu polyvinylchloriduv množstve 6 m3/h. Obsah sušiny bol cca32 %, obsah zvyškového vinylchloridu cca22 000 ppm. Množstvo nasýtenej páry (0,5MPa) privádzaný pod spodnú sitovú etáž bo-lo 350 kg/h, teplota na hlavě kolony bola99 °C, na apodnej etáži 106 °C. Odstrekova-nie spodných častí šitových priehradiek za-bezpečovala jediná tryska s priemerom ot-voru 1,2 mm umiestnená excentricky 250milimetrov pod sítovou přepážkou, ktorejos zvierala s osou kolony taký ostrý uhol,že celá spodná plocha šita bola rovnoměrněodstrekovaná. Voda o teplote 45 °C sa pri-vádzala do trysky v množstve 250 Ikg/h na1 m2 sitovej přepážky.

Zdemonomerizovaná suspenzia odchádza- júca z kolony obsahovala 1,8 ppm zvyško- vého vinylchloridu. Uvolněný monomérny

Claims (2)

2* 27 vinylehlorid sa spracoval ako v ,p.ríklade 1. Demonomerizačná kolona za použitiaostrekovania silových prepážok vodou pra-covala beiz čistenia 2,5 mesiaca. V případe,že sa ostrekovanie nepoužilo sa kolona u,p-chala v priebehu 3 až 4 dní. Příklad 3 K demonomerizácii suspanzne vyrobenéhohúževnatého PVC sa použila demonomeri-začná kolona alko v příklade 2. Predohria-ta susipenzla húževnatého PVC s obsahomsušiny cca 24 % a ohsahom zvyškového vi-nylchloridu cca 30 000 ppm sa nasitrekovalana hlavu demonomerizačnej kolony v rnnož-stive 6,5 m3/h. Množstvo ,pary privádzanejpod spodnú etáž bolo 400 kg/h. Teplota na 8 hlavě Ikolóny lbola 90 °C, teplota na spod-ně] etáži 97 °C. Ostrekovacia voda s teplo-tou 30 °C sa v množstve 200 kg/h na 1 m2šitové] priehradky vedie do trojice trysiek spriemerom otvoru 0,5 mm umiestnetných tak,že tieto zvierajú k osi kolony ostrý uhola zabezpečujú dokonalé ostrekovanie spod-ně] časti šitové] přepážky. Suspenzia opúšťajúca demonomerizačnúkolonu obsahuje 1 ppm zvyškového mono-mérneho vinylchloridu. Uvolněný vínylchlo-rid z hlavy kolony sa iv ďalšom spracuje akov příklade 1. S použitím uvedeného usporíadania ostre-kovacích trysiek kolóna spotahhvo praco-vala 2,5 mesiaca bez čistenia; bez použitiaosírekovacích trysiek sa musela kolóna čis-tit až po 2 dňoch chodu. přeďme τ

1. Sposob demonomerizácie suspenznýchpolymérov alebo kcpolymérov vinyl chlori-du fluidizáciou prúdením prehíriatej alebonasýtenej vodné] ipary v množstve 20 až 100kilogramov páry na 1 m3 privádzanej sus-penzie, ivyznačujúci sa tým, že mechanickádeliaca přepážka, nad ktorou sa suspenziafluidizuje, sa zospodu ostrekuje vodou oteplote 5 až 85 QC, s výhodou homogenněpo celej plocho, v množstve 50 až 500 kg/hs výhodou 100 až 250 kg/h, na 1 m2 mecha-nickej deliacej přepážky. VYNALEZU

2. Zariadenie na uskutočňovanie sposobupodlá bodu 1, vytvořené z viacetážove] šito-vé] kolony s výškou prepadov 150 až 600 mmvyznačujúce sa tým, že pod etážovým sltomvo vzdialenosti 100 až 400 mm je umiest-nená aspoň jedna ostrekovacia tryska osvětlosti otvcurov 0,3 až 1,5 mm, pričom oscstrekovacej trysky zviera s osou sitovejkolony ostrý uhol. Severografia, n. p„ závod 7, Most Cena 2,40 Kčs