ES2613380T3 - Procedimiento de eliminación de sustancias volátiles de un polímero procesable en masa - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento de eliminación de sustancias volátiles de un polímero procesable en masa, que comprende: hacer pasar un polímero procesable en masa a través de un primer desvolatilizador; hacer pasar dicho polímero procesable en masa desde dicho primer desvolatilizador a un segundo desvolatilizador que tiene un primer colector, una primera boquilla de distribución, un segundo colector y una segunda boquilla de distribución contenidos en el mismo, que incluye: hacer pasar dicho polímero procesable en masa a través de dicha primera boquilla de distribución, y en dicho primer colector; hacer pasar dicho polímero procesable en masa desde dicho primer colector a dicha segunda boquilla de distribución, introduciéndose en dicho segundo colector; teniendo dichas primera y segunda boquillas de distribución un número de aberturas de distribución formadas en las mismas para distribuir un flujo de polímero procesable en masa a su través, en el que una primera cámara de desvolatilización comprende un primer volumen sobre dicho primer colector, y una segunda cámara de desvolatilización comprende un segundo volumen sobre dicho segundo colector, y dichas primera y segunda cámaras de desvolatilización tienen uno o más conductos de eliminación de vapor formados en las mismas para permitir la eliminación de sustancias volátiles; en el que dichas primera y segunda cámaras de desvolatilización están parcialmente separadas por una pared interior; y en el que dicha pared interior es común para ambas dichas primera y segunda cámaras de desvolatilización, y dicha pared incluye un tabique deflector.
Description
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DESCRIPCION
Procedimiento de eliminacion de sustancias volatiles de un poKmero procesable en masa Campo de la invencion
La presente invencion se refiere, en general, a la eliminacion de componentes no deseados de un material polimerico y, mas concretamente, a un procedimiento de eliminacion de sustancias volatiles en las etapas finales de un procedimiento de polimerizacion.
Antecedentes de la invencion
En la preparacion de materiales polimericos, en particular, de polfmeros procesables en masa, cantidades considerables de monomero sin reaccionar y de polfmeros de bajo peso molecular permanecen atrapadas en el producto polimerico tras el procedimiento de polimerizacion. Ademas, es una practica comun emplear diversos disolventes inertes y otros agentes volatiles en la mezcla de reaccion de polimerizacion para lograr condiciones operativas y caractensticas del producto polimerico deseables. Sin embargo, la presencia de estos contaminantes de bajo peso molecular en el producto polimerico final puede tener efectos adversos sobre las propiedades del polfmero. Ademas, estos componentes volatiles estan sujetos a lixiviacion, impidiendo de ese modo el uso del producto polimerico como recipientes de envasado. Por consiguiente, es muy deseable la eliminacion de estos componentes volatiles no deseados.
El documento US 4 158 092 A desvela un recipiente vertical que comprende una camara superior, intermedia e inferior, teniendo dicha camara intermedia una primera boquilla situada sobre dicha camara intermedia, estando dicha camara intermedia acoplada fluidamente a una segunda boquilla situada sobre dicha camara inferior, con un conducto de descarga que acopla dicha camara superior a dicha camara intermedia e inferior, y una bomba acoplada a dicho conducto de descarga. La camara intermedia comprende un primer volumen sobre dicha camara intermedia, y la camara inferior comprende un segundo volumen sobre dicha camara inferior. Las camaras intermedia e inferior estan separadas completamente por una pared divisora. El documento US 4 158 092 A desvela un procedimiento de eliminacion de monomeros sin reaccionar de un polfmero usando dicho recipiente vertical que comprende: 1) hacer pasar la dispersion polimerica a traves de la camara superior; 2) hacer pasar dicha dispersion polimerica desde dicha camara superior a la camara intermedia e inferior, que comprende 2a) hacer pasar dicha dispersion polimerica a traves de una primera boquilla de distribucion y a dicha camara intermedia; y 2b) hacer pasar dicha dispersion polimerica desde dicha camara intermedia a una segunda boquilla y a dicha camara inferior.
Para producir el producto de mayor calidad, se desea reducir la concentracion residual de las sustancias volatiles del polfmero acabado tanto como sea posible. Para muchas aplicaciones comerciales, tales como el envasado de alimentos, las regulaciones federales imponen normas estrictas sobre los niveles aceptables de sustancias volatiles del producto polimerico. Por lo tanto, se han realizado grandes esfuerzos en disenar y desarrollar aparatos y procedimientos de desvolatilizacion para su uso en los procedimientos de polimerizacion. Sin embargo, desafortunadamente, la mayona de los procedimientos actuales siguen dejando altas concentraciones de sustancias volatiles en el producto polimerico.
Por lo tanto, lo que se necesita en la tecnica es un aparato y un procedimiento para mejorar la eliminacion de sustancias volatiles de una corriente de polfmero procesable en masa.
Sumario de la invencion
Para abordar las deficiencias de la tecnica anterior, la presente invencion proporciona un desvolatilizador de multiples camaras para su uso con un sistema de desvolatilizacion destinado a eliminar las sustancias volatiles de un polfmero procesable en masa, que incluye un desvolatilizador que incluye un primer y un segundo colector contenidos en el mismo. El desvolatilizador tiene una primera boquilla de distribucion situada sobre el primer colector, estando el primer colector acoplado de manera fluida a una segunda boquilla de distribucion situada sobre el segundo colector dentro de la camara. La primera y la segunda camara de desvolatilizacion estan separadas parcialmente por una pared interior, comun para ambas dichas primera y segunda camaras de desvolatilizacion y que incluye un tabique deflector. La primera y la segunda boquilla de distribucion tienen cada una un numero de aberturas de distribucion formadas en las mismas para la distribucion de un flujo de un polfmero procesable en masa a su traves. El sistema comprende un primer desvolatilizador, un segundo desvolatilizador configurado como se ha descrito anteriormente, conductos de alimentacion que acoplan los desvolatilizadores, y bombas para mover el polfmero a traves del sistema.
El objeto de la presente invencion es proporcionar un procedimiento de eliminacion de sustancias volatiles de un polfmero procesable en masa que incluye hacer pasar un polfmero procesable en masa a traves de un primer desvolatilizador. El procedimiento incluye ademas hacer pasar el polfmero procesable en masa desde el primer desvolatilizador a un segundo desvolatilizador configurado como se ha descrito anteriormente. El segundo desvolatilizador tiene un primer y un segundo colector, y una primera y una segunda boquilla de distribucion contenidos en el mismo. El polfmero procesable en masa pasa a traves de la primera boquilla de distribucion y se introduce en el primer colector. El polfmero pasa desde el primer colector a la segunda boquilla de distribucion y se
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introduce en el segundo colector. La primera y la segunda boquilla de distribucion tienen cada una un numero de aberturas de distribucion formadas en las mismas, para la distribucion de un flujo de un polfmero procesable en masa a su traves.
Lo anterior ha esbozado las caractensticas preferidas y alternativas de la presente invencion de modo que los expertos en la materia puedan entender mejor la descripcion detallada de la siguiente invencion. De aqu en adelante, se describiran caractensticas adicionales de la invencion que forman el objeto de las reivindicaciones de la invencion. Los expertos en la materia deben apreciar que pueden usar facilmente la concepcion y la realizacion espedfica desveladas como una base para disenar o modificar otras estructuras para llevar a cabo los mismos fines de la presente invencion.
Breve descripcion de las figuras
Para comprender de forma mas completa la invencion, se hace referencia ahora a las siguientes descripciones tomadas en combinacion con las figuras adjuntas, en las que:
La FIGURA 1 ilustra una representacion esquematica de una realizacion de un sistema de polimerizacion
disenado de acuerdo con la presente invencion;
la FIGURA 2 ilustra una representacion esquematica de una realizacion del desvolatilizador de la presente
invencion;
la FIGURA 3 ilustra una representacion esquematica de una realizacion alternativa del desvolatilizador de
multiples camaras de la presente invencion; y
la FIGURA 4 ilustra una realizacion representativa de un procedimiento de desvolatilizacion de un polfmero
procesable en masa de acuerdo con la presente invencion.
Descripcion detallada
Haciendo ahora referencia a la Figura 1, se ilustra un sistema 100 para la reduccion de sustancias volatiles en una corriente de polfmero procesable en masa. El sistema 100 incluye un reactor 110, que normalmente es el ultimo reactor de una serie de dichos reactores para la fabricacion de un polfmero. Ciertas realizaciones de la presente invencion pueden incluir, ademas, un intercambiador termico 115, que sirve como un reactor polimerico adicional. El reactor 110 y el intercambiador termico 115 estan conectados por el conducto de alimentacion 120. El intercambiador termico 115 puede ser de cualquier configuracion incluyendo de flujo ascendente y de flujo descendente. La corriente de polfmero sale del intercambiador termico 115 a traves del conducto de alimentacion 121. En algunas realizaciones, el polfmero se puede hacer avanzar por un mecanismo de avance 125, tal como una bomba, hacia un primer desvolatilizador 130. En otras realizaciones, el mecanismo de avance 125 puede no ser necesario. El primer desvolatilizador 130 se puede manejar a una presion reducida, que se define como inferior a 101.325 Pa, por ejemplo, mediante la creacion de un vacfo de 2.666 Pa a 26.664 Pa.
En las realizaciones que incluyen el primer desvolatilizador 130, el primer desvolatilizador 130 puede incluir un intercambiador termico 135 que se puede identificar como un precalentador de desvolatilizacion, tal como, pero sin limitacion, una estructura de intercambio termico de carcasa y tubos. El intercambiador termico 135 se puede operar para proporcionar calor a la corriente de polfmero con el fin de facilitar la desvolatilizacion de la corriente que entra en el tanque de desvolatilizacion 140. Por lo tanto, el intercambiador termico 135 se puede operar a cualquier temperatura adecuada para la eliminacion de sustancias volatiles. Sin embargo, el intercambiador termico 135 se mantiene preferentemente a una temperatura que vana de 177 °C a 271 °C. El primer desvolatilizador 130 tambien incluira preferentemente al menos un conducto 145 de eliminacion de vapor. Como alternativa, el primer desvolatilizador 130 puede estar configurado como un desvolatilizador de cadena de cafda en bucle. A medida que la corriente de polfmero calentada sale del intercambiador termico 135 y entra en el tanque de desvolatilizacion 140, las sustancias volatiles se eliminan a traves del conducto 145 de eliminacion de vapor. A continuacion, la corriente de polfmero parcialmente desvolatilizada entra en el conducto de alimentacion 150 y se puede hacer avanzar por la bomba 155 hacia la desvolatilizador 160 de multiples camaras.
El desvolatilizador 160 de multiples camaras sirve para reducir aun mas la concentracion de sustancias volatiles de la corriente de polfmero. Sin embargo, en ciertas realizaciones, la corriente de polfmero puede salir de la parte de reactor del sistema 100, introduciendose directamente en el desvolatilizador 160 de multiples camaras. En una realizacion, el desvolatilizador 160 de multiples camaras se puede operar a una presion reducida que, como se ha definido anteriormente, sea inferior a 101.325 Pa. En particular, la presion puede ser inferior a una presion de 133 Pa a 26.664 Pa, con un intervalo de funcionamiento preferido de 133 Pa a 666 Pa. Al igual que con el primer desvolatilizador 130, el desvolatilizador 160 de multiples camaras se puede operar a cualquier temperatura adecuada para la eliminacion de sustancias volatiles. El desvolatilizador de multiples camaras, sin embargo, se opera preferentemente a una temperatura de 193 °C a 260 °C. Tras pasar a traves del desvolatilizador de multiples camaras, la corriente de polfmero desvolatilizada sale a traves del conducto de alimentacion 165 y puede ser transmitida por la bomba 170 a una operacion de acabado 175. En ciertas realizaciones, la operacion de acabado 175 puede incluir un aparato de formacion de microgranulos.
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Volviendo a la Figura 2, se ilustra una realizacion de un desvolatilizador 200 de multiples camaras de acuerdo con la presente invencion. El flujo de la corriente 205 de poUmero de desvolatilizacion a traves del desvolatilizador 200 se representa mediante flechas. El desvolatilizador 200 de multiples camaras comprende una camara 207 de desvolatilizador que incluye un primer colector 220 y un segundo colector 225 contenidos en la misma. La camara de desvolatilizador tiene una primera boquilla de distribucion 240 situada sobre el primer colector 220, estando el primer colector 220 acoplado de forma fluida a una segunda boquilla de distribucion 270 situada sobre dicho segundo colector 225 dentro de la camara 207 del desvolatilizador. Cada una de la primera y segunda boquilla de distribucion 240,270 tiene un numero de aberturas de distribucion 250,275 formadas en la misma para la distribucion de un flujo de un polfmero procesable en masa a su traves.
Las regiones de los colectores 220 y 225 pueden ser de cualquier estructura suficiente para separar la corriente de polfmero 205 cuando se desvolatiliza como se describe a continuacion. Por ejemplo, los colectores 220 y 225 pueden estar separados por una cierta distancia D. Como alternativa, los colectores 220 y 225 pueden tener una forma conica, tal como la representada en la FIGURA 2. Una pared interior 235 esta situada entre los colectores 220 y 225 para separar una primera camara de desvolatilizacion 210 y una segunda camara de desvolatilizacion 215, con el fin de facilitar la separacion de la corriente de polfmero 205 que se esta desvolatilizando en las camaras 210, 215. Para los fines de la presente invencion, las camaras 210 y 215 se definen como los volumenes por encima de las regiones de los colectores 220 y 225, respectivamente, y encerrados por una pared exterior 230. Las camaras de desvolatilizacion 210,215 comparten la pared interior 235. La pared interior 235 separa parcialmente la primera y la segunda camara de desvolatilizacion 210 y 215. La pared comun interior 235 incluye un tabique deflector situado entre la primera camara de desvolatilizacion 210 y la segunda camara de desvolatilizacion 215. En otras divulgaciones, la pared comun interior 235 puede separar completamente las camaras 210 y 215. Por lo tanto, la segunda camara de desvolatilizacion 215 se puede operar a una presion reducida diferente de la primera camara de desvolatilizacion 210. En una divulgacion, por ejemplo, la segunda camara de desvolatilizacion 215 se opera a una presion inferior a la primera camara de desvolatilizacion 210.
La primera camara de desvolatilizacion 210 incluye varios componentes, incluyendo una primera boquilla de distribucion 240. La primera boquilla de distribucion 240 esta disenada para tener un numero de orificios 250, preferentemente dispuestos a lo largo de su superficie inferior. En otras realizaciones, los orificios se pueden formar sobre toda la superficie de la boquilla de distribucion 240. En realizaciones particulares, la boquilla de distribucion 240 puede tener de aproximadamente unos cuantos cientos a aproximadamente dos mil orificios 250. En realizaciones a escala de planta, el numero de orificios podna estar en un exceso de 1 millon. En otras realizaciones, los orificios 250 tienen un diametro de 0,40 mm a 4,00 mm. En una realizacion a escala de planta, por ejemplo, los orificios pueden tener preferentemente un diametro de 9,52 mm a 11,11 mm. En ciertas realizaciones, los orificios 250 tienen un diametro de 1,19 mm. Ademas, la primera boquilla de distribucion 240 se puede operar a una temperatura elevada para facilitar la eliminacion de mayores cantidades de sustancias volatiles de la corriente de polfmero. En realizaciones particulares, la temperatura de la primera boquilla de distribucion puede ser de 238 °C a 282 °C. Preferentemente, la temperatura de la primera boquilla de distribucion vana de 238 °C a 249 °C.
La corriente de polfmero 205 se suministra en la primera camara de desvolatilizacion 210 despues de pasar a traves de los orificios 250 de la primera boquilla de distribucion 240. A medida que la corriente de polfmero 205 pasa a la primera camara de desvolatilizacion 210 y cae en el primer colector 220, las sustancias volatiles se eliminan a traves de uno o mas conductos 260 de eliminacion de vapor. La corriente de polfmero 205 sale del primer colector 220 de debajo de la primera camara de desvolatilizacion 210 a traves del conducto de alimentacion 265 y puede ser bombeada a la segunda camara de desvolatilizacion 215.
La segunda camara de desvolatilizacion 215 incluye una segunda boquilla de distribucion 270. La segunda boquilla de distribucion 270 tambien se puede configurar para que tenga un numero de orificios 275 sobre al menos una parte de su superficie. En ciertas realizaciones, el numero de orificios 275 puede ser igual al numero de orificios 250 de la primera boquilla de distribucion 240. Por ejemplo, en los experimentos de la planta piloto descritos a continuacion, el numero de orificios 250, 275 vana de aproximadamente 700 a aproximadamente 2.000. Un experto en la materia, sin embargo, podna ajustar estos numeros hasta valores apropiados para una planta a gran escala. En otras realizaciones, el numero de orificios 275 puede ser superior al numero de orificios 250 de la primera boquilla de distribucion 240. Los orificios 275 pueden tener un diametro que vana de 0,40 mm a 4,00 mm. En realizaciones particulares, los orificios 275 tendran un diametro de 1,19 mm. Ademas, la segunda boquilla de distribucion 270 se puede operar a una temperatura elevada, por ejemplo, de los mismos intervalos que se han descrito anteriormente para la primera boquilla de distribucion, para facilitar la eliminacion de mayores cantidades de sustancias volatiles de la corriente de polfmero. En realizaciones particulares, la temperatura de la segunda boquilla de distribucion 270 puede ser de una temperatura superior a la temperatura de la primera boquilla de distribucion 240.
La corriente de polfmero 205, como se ha indicado anteriormente, entra en la segunda camara de desvolatilizacion 215 a traves de los orificios 275 de la segunda boquilla de distribucion 240. A medida que la corriente de polfmero 205 pasa a la segunda camara de desvolatilizacion 215 y cae en el segundo colector 220, las sustancias volatiles se van eliminando a traves de uno o mas conductos 280 de eliminacion de vapor. La corriente de polfmero 205 desvolatilizada sale de la segunda camara de desvolatilizacion 215 del desvolatilizador 200 de multiples camaras a traves del conducto de alimentacion 290. El conducto de alimentacion 290 esta acoplado a la segunda camara de
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desvolatilizacion 215 para las operaciones de acabado deseadas. Volviendo ahora a la Figura 3, siguiendo en referencia a la Figura 2, se ilustra una realizacion alternativa ilustrativa del desvolatilizador 300 de multiples camaras de la presente invencion. En dichas realizaciones, el desvolatilizador 300 de multiples camaras puede estar configurado de modo que solo una parte de la corriente de polfmero 305 se haga pasar a traves de la primera boquilla de distribucion 240. En dichas realizaciones, la primera boquilla de distribucion 240 esta conectada por un extremo 310 a la segunda boquilla de distribucion 270. En algunas realizaciones, el extremo 310 de la primera boquilla de distribucion 240 que esta conectado a la segunda boquilla de distribucion 270 puede estar ahusado para permitir un mejor acoplamiento de las boquillas 240,270. En estas realizaciones, la configuracion de los orificios 250 y 275 se puede ajustar para controlar una fraccion de la corriente de polfmero 305 que pasa directamente desde la primera boquilla de distribucion 240 a la segunda boquilla de distribucion 270. La fraccion sera una funcion del numero relativo y del diametro de los orificios 250,275. En una realizacion, el numero de orificios 275 es aproximadamente 2,5 veces el numero de orificios 250.
En otro aspecto, la presente invencion proporciona un procedimiento de eliminacion de sustancias volatiles de una corriente de polfmero procesable en masa. La Figura 4 ilustra un diagrama de flujo para una realizacion de un procedimiento ilustrativo de desvolatilizacion de una corriente de polfmero de acuerdo con la presente invencion. El procedimiento 400 empieza por una primera etapa de desvolatilizacion 410 haciendo pasar un polfmero procesable en masa de un sistema de reactor a traves de un primer desvolatilizador. El primer desvolatilizador puede estar compuesto de cualquier desvolatilizador convencional, o cualquiera de las realizaciones del desvolatilizador de multiples camaras descrito en el presente documento. A continuacion, se puede hacer pasar el polfmero procesable en masa desde el primer desvolatilizador a un segundo desvolatilizador en la segunda etapa de desvolatilizacion 420. El segundo desvolatilizador puede construirse como se ha descrito anteriormente, por ejemplo. La segunda etapa de desvolatilizacion 420 incluye hacer pasar la corriente de polfmero a traves de una primera boquilla de distribucion e introducirla en un primer colector. La etapa 420 tambien incluye hacer pasar el polfmero desde el primer colector a la segunda boquilla de distribucion, introduciendose en el segundo colector. Las etapas 410 y 420 tambien incluyen hacer pasar la corriente de polfmero a traves de los orificios de las boquillas de alimentacion para ayudar en la desvolatilizacion, y se puede realizar a las temperaturas y presiones mencionadas anteriormente. En ciertas realizaciones, el procedimiento 400 puede incluir una etapa de acabado 430, tal como la formacion de microgranulos. El procedimiento termina en la operacion de detencion 440. Como alternativa, la etapa 420 del procedimiento 400 puede incluir hacer pasar de forma continua una primera parte de la corriente de polfmero desde un extremo de la primera boquilla de distribucion directamente a la segunda boquilla de distribucion. En ciertas realizaciones, el extremo puede ser ahusado, tal como el representado en la FIGURA 3, por ejemplo. En dichas realizaciones, la primera parte evita el primer colector y sale de la segunda boquilla de distribucion a traves de las aberturas de la misma. La parte restante o segunda parte de la corriente de polfmero pasa desde la primera boquilla de distribucion hacia el primer colector. Esta parte restante de la corriente de polfmero se puede hacer avanzar a la segunda boquilla de distribucion, y que el procedimiento continue como se ha descrito anteriormente.
Otras realizaciones del procedimiento 400 pueden incluir ademas la etapa 425, que incluye hacer pasar la corriente de polfmero desde el segundo desvolatilizador de multiples camaras hasta un desvolatilizador posterior antes de la etapa de finalizacion 430. El desvolatilizador posterior, por ejemplo, puede ser un desvolatilizador de tipo cadena de cafda u otro desvolatilizador de multiples camaras.
El procedimiento y el aparato descritos anteriormente son claramente superiores a los desvolatilizadores y procedimientos de desvolatilizacion actualmente disponibles. Se pueden preparar polfmeros desvolatilizados con la presente invencion que tienen menos de 100 ppm de sustancias volatiles residuales. Ciertas realizaciones pueden reducir la concentracion de sustancias volatiles hasta aproximadamente 50 ppm. Habiendose descrito la presente invencion, se cree que la misma sera incluso mas evidente con referencia a los siguientes ejemplos. Se apreciara que los ejemplos se presentan unicamente a efectos ilustrativos, y no deben interpretarse como limitantes de la invencion. Por ejemplo, aunque los experimentos descritos a continuacion se llevaron a cabo en una planta piloto, un experto en la materia podna ajustar los numeros, las dimensiones y las cantidades espedficos hasta valores apropiados para una planta a gran escala.
Ejemplos
Con fines comparativos, se desvolatilizaron cuatro tipos diferentes de muestras de poliestireno de la corriente de reaccion polimerica con un procedimiento convencional. Las muestras eran todas poliestirenos de alto impacto (HIPS). Esto se realizo mediante la configuracion del sistema de desvolatilizacion de la siguiente manera. El primer desvolatilizador se configuro para que incluyera un intercambiador termico. El desvolatilizador de multiples camaras, se configuro como un segundo desvolatilizador de una sola camara mediante la eliminacion de los orificios de la primera boquilla de distribucion. El no tener orificios en la primera boquilla de distribucion fuerza a toda la corriente de alimentacion polimerica a la segunda boquilla de distribucion. Las muestras polimericas que han pasado a traves de este sistema teman sistematicamente concentraciones de sustancias volatiles residuales mucho mas altas que usando el sistema de desvolatilizacion y el procedimiento desvelados en la presente invencion. Las concentraciones volatiles en esta configuracion convencional eran de una media de aproximadamente 250 ppm, variando de 160 ppm a 380 ppm. Estos resultados se tabulan en la segunda columna de la Tabla I.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Se desvolatilizaron los mismos cuatro tipos de muestras de poliestireno con el desvolatilizador y los procedimientos de la presente invencion. En una serie de experimented, se hizo pasar la corriente de poliestireno desde el primer desvolatilizador, configurado como se ha descrito anteriormente, introduciendola en el desvolatilizador de multiples camaras de la presente invencion. En dicho experimento, ambas boquillas de distribucion teman los extremos cerrados, forzando de este modo al polfmero a entrar en el desvolatilizador, y a caer en la primera region de colector de la primera camara. El desvolatilizador de multiples camaras se configuro para permitir una zona de vapor comun, evitando la pared interior de la camara la mezcla de los polfmeros. La primera boquilla de distribucion se configuro para que tuviera aproximadamente 1.200 orificios formados en la superficie inferior de la boquilla. Cada orificio tema un diametro de 1,19 mm. La temperatura de la primera boquilla de distribucion se mantuvo a aproximadamente 249 °C con un bano de aceite convencional. La presion en la camara vario de 133 Pa a 699 Pa. La corriente de polfmero se transmitio entonces a traves de tubenas convencionales a la segunda boquilla de distribucion del desvolatilizador de multiples camaras. La segunda boquilla de distribucion se configuro para que tuviera orificios de igual numero y diametro que la primera boquilla de distribucion, y se mantuvo a aproximadamente 249 °C. A continuacion, se forzo la corriente de polfmero a traves de los orificios de la segunda boquilla de distribucion, introduciendose en la segunda camara de desvolatilizacion, que se mantuvo a una presion reducida, por ejemplo, de 133 Pa a 666 Pa.
La concentracion de sustancias volatiles de estas muestras fue sistematicamente inferior a 100 ppm, con un valor medio de aproximadamente 65 ppm. Para algunas muestras, las concentraciones de volatiles fueron tan bajas como de 40 ppm. Estos resultados se tabulan en la cuarta columna de la Tabla I.
En una segunda serie de experimentos, los cuatro mismos HIPS, y una quinta muestra de poliestireno de uso general (GPPS) adicional (muestra 585) se hicieron pasar a traves del desvolatilizador de multiples camaras configurado para permitir el reciclaje parcial de la corriente de polfmero. De manera similar a la descrita anteriormente, primero, se hizo pasar la corriente de polfmero a traves de un primer desvolatilizador, configurado como se ha descrito anteriormente, al desvolatilizador de multiples camaras. Se ahuso la primera boquilla de distribucion por un extremo y se unio a la segunda boquilla de distribucion. La primera boquilla de distribucion se configuro para que tuviera aproximadamente 770 orificios, teniendo cada orificio un diametro de 1,99 mm. La segunda boquilla de distribucion se configuro para que tuviera aproximadamente 1.930 orificios, teniendo cada orificio un diametro de 1,99 mm. Ambas primera y segunda temperaturas de la boquilla de distribucion se mantuvieron a 249 °C. Dicha configuracion hace que aproximadamente el 40 por ciento de la corriente de polfmero pase a traves de los orificios de la primera boquilla de distribucion y se introduzca en la primera camara de desvolatilizacion. A continuacion, se recogio dicha parte y se transmitio a traves de tubenas convencionales a la segunda boquilla de distribucion. El otro 60 por ciento de la corriente de polfmero paso directamente de la primera boquilla de distribucion a la segunda boquilla de distribucion. Despues, las corrientes combinadas pasaron a traves de los orificios de la boquilla de distribucion, introduciendose en la segunda camara de desvolatilizacion.
La configuracion usada en la segunda serie de experimentos, que permitfa el reciclaje parcial, produjo muestras con concentraciones de sustancias volatiles residuales ligeramente mas altas en comparacion con la configuracion de la primera serie de experimentos, que no permitfan el reciclaje. Por ejemplo, la concentracion de sustancias volatiles en los primeros experimentos vario de aproximadamente 90 ppm a aproximadamente 250 ppm. La concentracion media de sustancias volatiles fue de aproximadamente 165 ppm. Estos resultados se tabulan en la tercera columna de la Tabla I.
Tabla I
- Muestra de poliestireno
- Desvolatilizacion convencional Presente invencion con reciclaje parcial Presente invencion con reciclaje total
- mm, max, media (ppm) mm, max, media (ppm) mm, max, media (ppm)
- 945
- 210, 370, 280 160, 240, 203 50, 70, 67
- CX7216
- 160, 230, 205 110, 250, 173 60, 60, 60
- CX7200
- 190, 190, 190 110, 200, 148 40, 70, 57
- 825EX
- 200, 380, 304 90, 240, 139 50, 80, 64
- 585
- 100, 290, 197 80, 310, 146 70, 90, 83
Por lo tanto, la presente invencion proporciona un procedimiento y un aparato para reducir significativamente la concentracion de sustancias volatiles residuales en los productos polimericos.
Aunque la presente invencion se haya descrito en detalle, los expertos en la materia deben entender que, con el procedimiento y el aparato de la presente invencion, se puede desvolatilizar cualquier composicion polimerica. Por ejemplo, la presente invencion se puede aplicar a cualquier procedimiento de fabricacion de homopolfmeros o copoifmeros.
Claims (13)
- 51015202530354045REIVINDICACIONES1. Un procedimiento de eliminacion de sustancias volatiles de un poKmero procesable en masa, que comprende: hacer pasar un polfmero procesable en masa a traves de un primer desvolatilizador; hacer pasar dicho polfmero procesable en masa desde dicho primer desvolatilizador a un segundo desvolatilizador que tiene un primer colector, una primera boquilla de distribucion, un segundo colector y una segunda boquilla de distribucion contenidos en el mismo, que incluye: hacer pasar dicho polfmero procesable en masa a traves de dicha primera boquilla de distribucion, y en dicho primer colector; hacer pasar dicho polfmero procesable en masa desde dicho primer colector a dicha segunda boquilla de distribucion, introduciendose en dicho segundo colector; teniendo dichas primera y segunda boquillas de distribucion un numero de aberturas de distribucion formadas en las mismas para distribuir un flujo de polfmero procesable en masa a su traves, en el que una primera camara de desvolatilizacion comprende un primer volumen sobre dicho primer colector, y una segunda camara de desvolatilizacion comprende un segundo volumen sobre dicho segundo colector, y dichas primera y segunda camaras de desvolatilizacion tienen uno o mas conductos de eliminacion de vapor formados en las mismas para permitir la eliminacion de sustancias volatiles; en el que dichas primera y segunda camaras de desvolatilizacion estan parcialmente separadas por una pared interior; y en el que dicha pared interior es comun para ambas dichas primera y segunda camaras de desvolatilizacion, y dicha pared incluye un tabique deflector.
- 2. El procedimiento definido en la reivindicacion 1, en el que dicho numero de aberturas de distribucion de dicha segunda boquilla de distribucion es igual a dicho numero de aberturas de distribucion de dicha primera boquilla de distribucion.
- 3. El procedimiento definido en la reivindicacion 1, en el que dicha numero de aberturas de distribucion de dicha segunda boquilla de distribucion es superior a dicho numero de aberturas de distribucion de dicha primera boquilla de distribucion.
- 4. El procedimiento definido en la reivindicacion 1, en el que dicho segundo desvolatilizador esta acoplado de forma fluida a un tercer desvolatilizador posterior.
- 5. El procedimiento definido en la reivindicacion 1, en el que dicha primera boquilla de distribucion esta conectada por un extremo de la misma a dicha segunda boquilla de distribucion para permitir que dicho polfmero procesable en masa fluya desde dicha primera boquilla de distribucion hasta dicha segunda boquilla de distribucion.
- 6. El procedimiento definido en la reivindicacion 5, en el que dicho extremo esta lo suficientemente ahusado como para permitir la conexion entre dicha primera boquilla de distribucion y dicha segunda boquilla de distribucion.
- 7. El procedimiento definido en la reivindicacion 5, en el que dicho numero de aberturas de distribucion de dicha segunda boquilla de distribucion es 2,5 veces dicho numero de aberturas de distribucion de dicha primera boquilla de distribucion.
- 8. El procedimiento definido en la reivindicacion 1, en el que dicha primera boquilla de distribucion se opera a una temperatura de entre 237 °C y 271 °C
- 9. El procedimiento definido en la reivindicacion 1, en el que dicha primera boquilla de distribucion se opera a una temperatura de 237 °C a 248 °C.
- 10. El procedimiento definido en la reivindicacion 1, en el que dicha segunda boquilla de distribucion se mantiene a una temperatura igual a la temperatura de dicha primera boquilla de distribucion.
- 11. El procedimiento definido en la reivindicacion 1, en el que dicha segunda boquilla de distribucion se opera a una temperatura superior a dicha temperatura de dicha primera boquilla de distribucion.
- 12. El procedimiento definido en la reivindicacion 1, en el que dicha segunda camara de desvolatilizacion se opera a una temperatura de 237 °C a 271 °C.
- 13. El procedimiento definido en la reivindicacion 1, en el que dicha segunda camara de desvolatilizacion se opera a una temperatura de 237 °C a 248 °C.
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