NO752643L - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for fjerning av monomerer fra polymerisat.

Nærværende oppfinnelse vedrører en forbedret fremgangsmåte for fjerning og gjenvinning av eventuell upolymerisert rest-monomer eller -monomerer fra en polymerisatsuspensjon,

som erholdes ved suspensjonspolymerisasjonen av vinylklorid eller vinylidenklorid eller dens blanding med en kopolymeriserbar monomer i et vandig medium. Fremgangsmåten Ifølge nærværende oppfinnelse er enkel og effektiv, og kan gjennomføres uten at luften forurenses.

Man har i den senere tid hatt et meget vanskelig problem i forbindelse med at upolymeriserte rester av vinylklorid-eller vinylidenklorid-monomer eller -monomerer, som foreligger i en polymerisatsuspensjon fremstilt ved suspensjonspolymerisasjon eller kopolymerisasjon av monmeren, fullstendig bør fjernes fra polymerisatsuspensjonen på en eller annen måte,for å utelukke eventuelle skadelige virkninger som de upolymeriserte restmonomerer kan ha på menneskets helsetilstand. Restmonomeren slippes vanligvis ut i atmosfæren ved fremstilling eller f.eks. tørking av polymerisater, og herved erholdes luftforurensning samt usunt arbeidsmiljø. Dessuten vil restmonomeren i harpikspolymerisatene ha muligheter for å frigjøres under fremstilling av harpiksene,

og restmonomeren vil også kunne forbli i den fremstilte gjenstand. Det foreligger derfor et bestemt ønske om at innholdet av ikke-polymerisert restmonomer, som forblir i den ferdige harpiksen,

bør fjernes til et minimum under etterbehandlings-prosessen av den polymeriserte harpiksen, hvorved restmonomeren oppsamles og gjenvinnes.

De hittil mest vanlig kjente fremgangsmåter for fjerning av vinylklorid eller vinylldenklorid fra polymerisater,

som er fremstilt ved suspensjonspolymerisasjon av monomerer i et vandig medium, utgjøres av følgende fremgangsmåter eller kombinasjoner av disse.

a) En fremgangsmåte hvorved polymerisatet oppvarmes for derved å fordampe i polymerisatet eventuell forekommende

restmonomer.

b) En fremgangsmåte hvorved polymerisatet settes

under redusert trykk.

c) En fremgangsmåte hvorved polymerisatet blir

utsatt for luftning ved hjelp av luftstrøm.

Med de ovennevnte fremgangsmåter har det vært

ytterst vanskelig å bringe konsentrasjonen av restmonomer ned til under ca. 100 ppm i utløpsgassen fra tørkeanordningen, eller til under ca. 50 ppm og J00 ppm i de ferdige harpiksene med polymerisasjonsgrader på 1000 respektive 800. De polymerisasjonsgrader som angis i nærværende beskrivelse er bestemt i henhold til japansk industristandard, JIS, nemlig K 6721.

Det kan naturligvis være mulig å forbedre fjerningen av restmonomer til en viss grad ved å anvende høyere vakuum eller høyere temperaturer. En slik fremgangsmåte innebærer imidlertid visse ulemper med hensyn til produktivitet, produksjonsomkostninger og produktkvalitet. I denne forbindelse kan nevnes høyere forbruk av energi og varme, lengre produksjonstid samt fare for dekomponering av harpiksen p.g.a. lengre oppvarmingstid ved høy temperatur.

Videre er de ovenfor beskrevne kjente metodene ufordelaktige ved at gjenvinningen av den fjernede monomeren krever store omkostninger og meget arbeid, da monomeren, som fraskilles polymerisatet i form av damp, vanligvis er sterkt utspedd med store mengder luft eller andre inerté gasser, som gjør det meget vanskelig å foreta separasjon og gjenvinning av den nevnte monomer.

Det er et formål med nærværende oppfinnelse å fremskaffe en fremgangsmåte for fjerning og gjenvinning av upolymerisert restmonomer eller -monomerer fra en polymerisatsuspensjon, som er fremstilt ved suspensjonspolymerisasjon av vinylklorid eller vinylidenklorid eller dens blandinger med en kopolymeriserbar monomer i et vandig medium, og hvorved den nevnte fremgangsmåte er nærmest ideal og fri for de ulemper som hittil kjente fremgangsmåter har oppvist.

Med fremgangsmåten ifølge nærværende oppfinnelse

kan eventuell upolymerisert restmonomer eller - monomerer enkelt og effektivt fjernes fra polymerisatsuspensjonen, som er fremstilt ved suspensjonspolymerisasjon av vinylklorid eller vinylldenklorid eller dens blandinger med en kopolymeriserbar monomer i et vandig medium, i følgende trinn: (a) dehydratisere polymerisatsuspensjonen-for dannelse av en fuktig kake; (b) bringe den således erholdte fuktige kaken til en beholder som er utstyrt, med et agiteringsmiddel; (c) oppvarme den fuktige kaken til en temperatur over 60°C i en befuktet atmosfære i beholderen, hvorved vanninnholdet til den fuktige kaken holdes på et nivå som ikke understiger 60$ av fuktighetsinnholdet før oppvarmingen; og (d) bringe monomerdampen, som fremstilles i trinn (c), ut av beholderen for oppsamling og gjenvinning.

På et tidligere forsøksstadium utførte oppfinnerne til nærværende oppfinnelse forsøk i laboratorieskala, og disse forsøk bestod i å gjenvinne vinylkloridmonomer fra et polymerisat ved anvendelse av 5 forskjellige metoder, nemlig: (l) utsette polymerisatsuspensjonen for vanndampdestillasjon; (2) utsette den fuktige polymerisatkaken for vanndampdestillasjon; O) oppvarme den fuktige polymerisatkaken; (4) blåse tørr nitrogengass inn i den fuktige polymerisatkaken; og (5) drive ut monomeren av den fuktige polymerisatkaken ved hjelp av redusert trykk. Forsøksbetingelsene og forsøksresultatene (prosentuell gjenvinning av monomer) fremgår av følgende tabell.

Ovenstående resultater viser at gjenvinningen

av vinylkloridmonomer fra den fuktige kaken var mer effektiv enn fra polymerisatsuspensjonen, og at fjerningen av monomer fra den fuktige kaken ved vanndampdestillasjon var mer effektiv enn ved tørr oppvarming. Ovenstående forsøksresultater indikerer også at det erholdes en høyere prosentuell gjenvinning ved vanndampdestillasjon når temperaturen inne i beholderen er høyere, og hvorved også temperaturdifferansen mellom beholderens utside og innside blir større. Forsøksresultatene viser videre at det er vanskelig å opprettholde kvaliteten på det ferdige harpiksproduktet når den fuktige kaken utsettes for vanndampdestillasjon i beholderen, som oppvarmes til høy temperatur, over en lengre tidsperiode.

Ved ytterligere forskning har man kommet frem

til fremgangsmåten ifølge nærværende oppfinnelse. Ifølge denne fremgangsmåte blir den fuktige polymerisatkaken, som har blitt dehydratisert til en bestemt grad, brakt inn i en beholder som er utstyrt med en agiteringsanordning og en ytre oppvarmings-anordning, hvoretter den nevnte polymerisatkaken blir oppvarmet og agitert ved høy hastighet i en befuktet atmosfære, hvorved en del av vannet i den fuktige kaken får fordampe og således danne vanndamp, eller ved at man tilfører beholderen vanndamp. Herved vil eventuell vinylkloridmonomer drives ut av polymerisatet i form av damp-, som ledsager vanndampen ut av beholderen, og som deretter oppsamles og gjenvinnes.

Ifølge denne fremgangsmåte kan vannmengden i polymerisatkaken reguleres til å ligge i området 10 til 50 vekts-$, beregnet på vekten av tørr polymer. Den nevnte vannmengde i kaken bør gjennomgående holdes ved et nivå som ikke understiger 60$ av den opprinnelige vannmengden før oppvarmingen, slik at restmonomeren av vinylklorid, som foreligger i polymerisatet, nesten fullstendig kan fjernes fra polymerisatet. Den fjernede vinylklorid-monorneren vil deretter bli ledet ut av beholderen i form av konsentrert damp (gass), som lett kan oppsamles uten. å bli fortynnet med store mengder luft eller inerte gasser.

Således har fremgangsmåten ifølge nærværende oppfinnelse mange fordeler sammenlignet med konvensjonelle fremgangsmåter når det gjelder fjerning og gjenvinning av vinylklorid-restmonomer. Fordelene består f.eks. av en langt mer fullstendig fjerning av monomeren, en kortere prosesstid ved gjenvinningen av monomeren samt en enkel prosess med oppsamling og rensing av den fordampede monomeren.

I det følgende skal fremgangsmåten ifølge nærværende oppfinnelse beskrives mer i detalj. Suspensjonen av vinylkloridpolymerisat blir først dehydratisert ved hjelp av en egnet anordning, f.eks. ved sentrifugering eller filtrering, slik at det erholdes en fuktig kake som inneholder fra 10 til 50 vekts-$ vann, beregnet på vekten av tørr polymer. Den således erholdte fuktige kaken bli deretter oppvarmet i en befuktet atmosfære under agitering ved høy hastighet, og hvorved kakens vanninnhold hele tiden holdes ved et nivå som ikke understiger 60$ av kakens vannmengde før oppvarmingen. Det er viktig å holde den nevnte vannmengde i den fuktige kaken under varmebehandlingen. Når nemlig den nevnte vannmengde understiger 60$, det vil med andre ord si at for meget vann fordampes, så kreves en større mengde tilført varme og følgelig et større anlegg med større varmeflate, som i sin tur resulterer i problemer med høyere produksjonsomkostninger samt vanskeligheter med vedlikehold av anlegget. Dessuten nødvendiggjør dette større mengder fordampet vann ledsaget av større volummengder inerte gasser, fra hvilke vinylkloridmonomeren vanskelig

kan separeres.

Ifølge nærværende oppfinnelse kan beholderen, som egner seg for behandling av den fuktige polymerisat-kaken som erholdes ifølge fremgangsmåten,være av den type beholdere som kan lukkes tett, og hvori den fuktige kaken kraftig agiteres ved rotasjon av en trommel såsom i en rotasjonstørker, eller hvori den.fuktige kaken agiteres ved fluidisering, og fortrinnsvis utstyrt med en agitator som agiteringsmlddel. Det er ønskelig at beholderen er gasstett, slik at man mest mulig unngår at luft og inerte gasser slipper inn i beholderen under prosessen, som også omfatter, fylling av beholderen med den fuktige kaken, uttaging av den behandlede kaken og uttaging av den separerte monomerdampen sammen med vanndamp. Beholderen kan tilsluttes til en vakuum-pumpe eller sugevlfte for å påskynde fjerningen av monomerdampen fra den fuktige kaken.

Mekanismen for den ved fremgangsmåten ifølge nærværende oppfinnelse meget effektive fjerningen av vinylkloridmonomer fra polymerisatet antas å være følgende: Når den fuktige polymerisatkaken fylles i beholderen og der agiteres ved høy hastighet ved hjelp av et agiteringsmiddel, f.eks. en i beholderen anordnet agitator, beveges den fuktige kaken ofte mot og bort fra beholderens motstående vegger samt omrørerens aksel og blader. På grunn av at beholderveggenes temperatur er meget høyere enn den fuktige kakens temperatur, stiger temperaturen til den fuktige kaken ved dennes kontakt med beholderens veggoverflater ved hjelp av varmeutveksling, og som et resultat av dette begynner vannet og vinylkloridmonomeren, hvilke forekommer 1 den fuktige kaken,

å fordampe og fora/inne sammen. Når på den annen side kaken beveger seg bort fra beholderens veggoverflater, vil kakens temperatur avta, og vanndampen i den nærværende atmosfære vil kondensere på den fuktige kaken mens den frigjorte vinylklorid-monomerdampen vil forbli ukondensert. På denne måte vil gjentatt fordampning og kondensasjon av vann føre til en nesten fullstendig fjerning av monomeren fra kaken, og den frigjorte monomerdampen utkommer fra beholderen sammen med vanndampen.

Som det vil ha fremgått av foregående beskrivelse

bør ifølge nærværende oppfinnelse agiteringshastigheten ligge innenfor relativt snevre grenser. Når det som agiteringsmiddel anvendes en agitator med flere blad, så ligger den foretrukkede periferihastighet i området fra 2 til 10 m/sek. Hvis agitatoren kjøres med en hastighet under 2 m/sek, så vil den totale koeffisienten for varmeoverføring, som finner sted ved beholderens veggoverflater, bli utilstrekkelig, og det vil bli nødvendig med en større beholder, som har større varmeflater, for å kompensere for den totale varme-overføringskoeffisienten som er redusert. På den annen side vil driften av agitatoren ved en hastighet høyere enn 10 m/sek resultere i et for høyt kraftforbruk, som i sin tur fører til høyere omkostninger for utstyr og driften av dette samt problemer med driften av anlegget.

Som tidligere angitt utføres oppvarmingen av den fuktige vinylkloridpolymerisat-kaken ved fremgangsmåten ifølge nærværende oppfinnelse under agitering i befuktet atmosfære. Den for formålet egnede atmosfære-fuktighet er slik at differansen mellom gassfasens temperatur og temperaturen til vått termometer i gassfasen ikke overstiger 20°C de fleste steder i beholderen,

for således å kunne fjerne restmonomeren fra polymerisatet med høyeste.effektivitet og uten fortynning med inerte gasser. Hvis den nevnte differanse er større enn 30°C, blir den fuktige polymerisatkaken til den grad tørr at dens vanninnhold blir mindre enn 60$, beregnet på kakens opprinnelige vanninnhold før denne ble gjenstand for varmebehandling, og dette har ingen gunstig virkning på den ovenfor beskrevne mekanismen for monomerens fjerning. De ovenfor nevnte fuktighetsbetingelser kan avstedkommes ved å tilføre vani damp til beholderen utenfra, eller ved å oppvarme polymerisatkaken, som. har et egnet vanninnhold, ved bruk av ytre oppvarmingsmiddel for å fremstille vanndamp direkte i beholderen.

Behandlingen av den fuktige kaken i beholderen kan utføres i en diskontinuerlig eller kontinuerlig prosess. Ved kontinuerlig prosess må beholderen utstyres med et tetningsmiddel såsom en rotasjonsventil, dobbel-spjeld samt tetningsboks for å sikre gasstett lukking ved inntaket for den fuktige kaken og ved uttaket av samme. Monomerdampen, som fjernes fra den fuktige kaken 1 beholderen, uttas sammen med vanndampen, som tilføres eller som fremstilles i beholderen. Dampene bringes ut av beholderen enten ved evakuering av denne ved hjelp av en sugevifte eller vakuumpumpe, eller ved.at de føres ut sammen med små volummengder av en inert gass såsom luft, nitrogen eller karbondioksyd, som blåses inn i beholderen, så fremt fortynningen av monomerdampen med inert gass ikke foretas i en slik grad at de vesentlige fordeler med nærværende oppfinnelse forsvinner.

I henhold til fremgangsmåten ifølge nærværende oppfinnelse oppvarmes den fuktige kaken til en temperatur over 60°C, mens temperaturdifferansen mellom temperaturen til vått termometer i gassfasen og selve gassfasens temperatur holdes mindre enn j50°C, fortrinnsvis under 15°C. Lavtkokende monomerdamp antas å forholde seg som en inert gass ved gassfasens temperatur, og således er det våte termometerets temperatur i gassfasen bestemt av sammensetningen av gassfasen, som inneholder vanndamp og ikke-kondenserbare inerte gasser inklusiv monomerdampen.

Det våte termometerets temperatur,som er egnet for en gassfase med en viss gass-sammensetning, kan bestemmes eksakt og lett ved å avlese den aktuelle gassfases våttermometer-temperatur ved den samme gassfases spesielle temperatur. Den kan imidlertid tilnærmelsesvis bestemmes ved hjelp av et fuktighetsdiagram, som er basert på den tørre gassfasen bestående av monomerdampen og den inerte gassen. Høyere fuktighet vil naturligvis tilsvare en høyere temperatur for vått termometer samt en økt mengde vanndamp i gassfasen.

Naturligvis må temperaturen til vått termometer i gassfasen være høyere enn 60°C eller den temperatur hvorved den fuktige.polymerisatkaken vil bli oppvarmet. Ved ideal-tilstand vil polymerisatetes temperatur nå temperaturen til vått termometer i gassfasen i løpet av kort tid. Ved virkelig drift kan imidlertid temperaturene til gassfasen og polymerisatet endres avhengig av betingelsene ved fylling og uttak av den fuktige kaken samt gassene, såvel som hastigheten av fordampningen av en mindre vannmengde ved så og si metningspunktet. Dessuten er, strengt tatt, temperaturen til polymerisatet og gassfasens våttermometer ikke bestandig den samme fra sted til sted innenfor beholderen og ved forskjellige tider under behandlingen på grunn av beholdervolumets inhomogenitet, og i visse tilfeller blir den fuktige kakens temperatur lavere enn temperaturen til vått termometer i gassfasen beroende på hastigheten for vannets fordampning fra den fuktige kaken.

Når gassfasens temperatur er utilbørlig høy ved

en kostant sammensetning av gassfasen og ved en konstant temperatur for vått termometer 1 gassfasen, øker den fuktige kakens temperatur Jevnt parallelt med fordampningen av vann selv under betingelser

i nærheten av metning. Følgelig vil kvaliteten av det således erholdte produktet forringes, når overskuddsmengder av vann fordampes. Derfor bør gassfasens temperatur ligge under 120 °C, eller fortrinnsvis under 105°C.

Monomerdampen, som forsvinner fra den fuktige kaken ved ovennevnte behandling, uttas fra beholderen ved f.eks. å

holde totaltrykket inne i beholderen ov.er atmosfære-trykket. Ifølge en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen, hvorved partial-trykket for monomerdampen er meget lav, f.eks. under en tiendedel sammenlignet med vannets.damptrykk, vil det totale trykket bare være bestemt av vannets damptrykk. For å holde totaltrykket inne i beholderen over atmosfære-trykk må således vannets partialtrykk økes ved å høye temperaturen til gassfasen inne i beholderen, eller det må tisettes visse mengder av inertgass.

Det er ikke ønskelig å avstedkomme for høy temperatur i gassfasen av hensyn til eventuell forringelse av produktets kvalitet og overdreven fordampning av vann fra den fuktige kaken, slik som tidligere beskrevet. Utfra et praktisk synspunkt kan

imidlertid en slik høy temperatur av gassfasen, og som f.eks.

kan avstedkommes ved å tilføre så meget høytemperatur-vanndamp at gassfasen blir overmettet, anvendes dersom fjerningen av monomer

fra polymerisatet og uttaket av behandlet polymerisat fra beholderen er fullført før polymerisatets temperatur blir så høy. Det er også mulig å holde trykket inne i beholderen noe lavere enn atmosfæretrykket når man har til hensikt å foreta behandlingen med mindre mengder av en inert gass, og den herved erholdte temperatur av gassfasen skaper ingen problemer for produktets kvalitet eller vannets fordampning.

Den nødvendige behandlingstiden i beholderen strekker seg fra 1 minutt til 1 time, fortrinnsvis til 10 minutter, hvorved tiden regnes fra det tidspunkt temperaturen har nådd 60°C. Denne behandlingstid er tilstrekkelig for fjerning av monomer 1 de fleste tilfeller, mens ennå lengre tider bevirker uheldige virkninger på kvaliteten til produktet. Det er også mulig.å redusere tiden til fra 1 til 5 minutter, hvis ønsket. Dessuten,' hvis det er ønsket å redusere mengden av restmonomer i slutt-trinnet, bør volum-konsentrasjonen av monomergassen i den.totale gass-sammensetningen (d.v.s. monomergass, inertgasser og vanndamp) holdes under }0$, eller fortrinnsvis under 10$.

Når beholderen utstyres med en mantel for oppvarming, bør temperaturen til mantelen innstilles over temperaturen til vått termometer i gassfasen ved metningspunktet, f.eks. fra 60 til 140°C, fortrinnsvis fra 80°C til 120°C. Hvis temperaturen til mantelen er lavere enn de ovenfor nevnte temperaturer, er det vanskelig under behandlingen å holde den fuktige kakens temperatur over 60°C. Hvis manteltemperaturen settes høyere enn de nevnte temperaturer vil man på den annen side få vanskeligheter med å holde kvaliteten på produktet..

Den fra beholderen utkommende monomerdampen oppsamles og gjenvinnes ved hjelp av kjente metoder såsom kondensasjon, adsorpsjon og absorpsjon.

For en bedre forståelse av nærværende oppfinnelse skal det henvises til ledsagende tegning, som. viser et snitt av et apparat for behandling av fuktig polymerisatkake i henhold til nærværende oppfinnelse.

Under henvisning til tegningen består apparatet

som anvendes for utførelse av fremgangsmåten ifølge nærværende oppfinnelse av en beholder 1; en mantel 2 som ligger utenpå beholderens overflate; en rotasjonsventil 3, hvormed den fuktige kaken, som skal behandles, fylles i beholderen 1; en agitator 4,

som er plasert i beholder 1; et munnstykke 5, gjennom hvilket vanndamp tilføres beholder 1; en vifte 6, som anvendes for å

suge ut gassproduktene fra beholder 1; en rotasjonsventil 7»som anvendes for å tømme ut den behandlede fuktige kaken; en elktrisk motor 8, som anvendes for drift av agitator 4; en aksel 9 for agitator 4j og flere blader 10 tilhørende agitator 4.

De fuktige polymerisatkakene fylles inn i beholder

1, som er utstyrt med en varmemantel 2, gjennom rotasjonsventil 3 fra et dehydratiseringsapparat ( ikke vist på tegningen ). En kraftig agitering avstedkommes ved hjelp av agitator 4, bestående av aksel 9 samt flere blad 10, og som drives ved høy hastighet med motor 8, og hvorved en passende mengde vanndamp tilføres fra munnstykket 5 inn i beholder 1 i den hensikt å kompensere for det vannet som går tapt under agiteringen. Mengden av den vanndamp, som må tilføres, ligger under 15 vekts-$, eller fortrinnsvis fra 0 til 7 vekts-$, beregnet på polymerisatet som skal behandles. En lavere maigde vanndamp fører til minskning av vanninnholdet i

den fuktige kaken, og dette resulterer i økt varmeforbruk, hvilket er uønsket fra et økonomisk synspunkt selv om fjerningen av monomeren går bedre. En høyere mengde tilført vanndamp til beholder 1 resulterer i høyere vannmengde i den fuktige kaken enn før behandlingen, og dette resulterer i stor belastning av den etter-følgende tørkeprosessen.

Driften av viften 6 startes straks etter innføring

av vanndamp i beholderen 1 for å regulere monomerkonsentrasjonen i gassfasen i beholder 1 til under 30$, eller fortrinnsvis til under 10$, da en for høy konsentrasjon av monomeren i gassfasen resulterer i en reduksjon av mengden fjernet monomer.

Vanninnholdet i den fuktige kaken, som skal fylles

i beholder 1, ligger fortrinnsvis i området 10 til 50 vekts-#, beregnet på vekten av polymerisatet som skal behandles, i den

■hensikt å oppnå effektiv drift-av apparatet.

Temperaturen til den fuktige kaken i beholder 1 holdes under 95°C for å unngå dekomponering av polymerisatet ved høyere temperaturer i løpet av kort tid. Temperaturen reguleres ved å regulere temperaturen til mantel 2, slik at den sistnevnte temperatur ligger innenfor det tidligere angitte område.

De fuktige polymerisatkakene, fra hvilke restmonomeren har blitt fjernet, føres gjennom rotasjonsventil 7 til

en tørker ( ikke vist), og herved oppstår ingen problemer med hensyn til luftforurensning og miljøforurensning, som ellers oppstår i forbindelse med kovensjonelle prosesser på grunn av at monomeren slipper ut i atmosfæren som sådan.

Følgende eksempler illustrerer fremgangsmåten

ifølge nærværende oppfinnelse. Uttrykkene "initial-innfarging" og"varmestabilitet" brukes i eksemplene for å indikere de ferdige produktenes kvaliteter, og skal i det følgende defineres nærmere.

Initial- innfarging: 100 vekts-deler polyvinylklorid-harpiks som skal undersøkes, 1 vekts-del dibutyl-tinn-dilaurat,

0,5 vekts-del kadmiumstearat, 50 vekts-deler dioktylftalat ble blandet jevnt. Den erholdte blandingen ble malt i en varm valse-mølle ved 170°C, og deretter formet til en plate som var 160 mm bred og 1 mm tykk. Platen ble plasert i en metallform, som hadde dimensjonene 40 x 40 x 15 mm, og presset ved 170°C i 3 minutter under et press på 250 kg/cm etter forvarming i 7 minutter ved 170 C. Fargen til den således formede blokken ble sammenlignet med fargen til blokken som var fremstilt av en i handelen tilgjengelig polyvinylklorid-harpiks og etter en lignende metode. Innfargings-graden ble uttrykt i 3 grader, nemlig:

(1) God: Innfargingen av harpiksen lå på samme

nivå eller var mindre enn den for harpiks av komersiell type.

(2) Ganske god: Innfargingen av harpiksen viser en farge med noe dypere fargetone enn harpiksen av komersiell type.

(3) Dårlig: Fargetonen var tydelig dypere enn fargetonen for harpiksen av komersiell type.

Varmestabilitet: .100 vekts-deler polyvinylklorid-harpiks som skal undersøkes, 3 vekts-deler dibutyltinnmaleat og 0,5 vektsdeler stearinsyre ble jevnt blandet. Den erholdte blandingen ble malt i en varm-valse-mølle ved 170°C og formet til en plate som var 160 mm bred og 0,7 mm tykk. Platen ble opp-kuttet i stykker på hver 30 x 60 mm, og stykkene ble oppvarmet i Geer's ovn ved 190°C. De oppvarmede stykkene, i alt 6, ble en etter en uttatt av ovnen med 20 minutters intervaller, og fargen eller forbrenningen av hvert enkelt stykke ble visuelt sammenlignet med stykker som var fremstilt etter lignende fremgangsmåte av harpiks av komersiell type. Resultatene ble uttrykt ..ved hjelp av tre skalaer, nemlig: (1) God: Tiden for å erholde forbrenning var den samme eller lenger enn den for harpiks av komersiell type. (2) Ganske god: Tiden for å erholde forbrenning var noe kortere enn den for harpiks av komersiell type. (3) Dårlig: Tiden for å erholde forbrenning var avgjort kortere enn den for harpiks av komersiell type.

Eksempel 1.

Til en 5-liter stor beholder med mantel og utstyrt med en omrører, som har blader med en diameter på 50 mm, og som ved hjelp av mantelen ble forvarmet til en temperatur på mellom 60 og 70°0, ble det tilsatt vanndamp og/eller nitrogengass, som var oppvarmet ved 100°C gjennom en åpning i beholderen,mens beholderen ble evakuert til et redusert trykk på 150 til 200 mm Hg ved hjelp av en vakuumpumpe som var tilsluttet en andre åpning i beholderen. Etter at beholderen var tilstrekkelig spylt med vanndamp og/eller nitrogengass, og hvorved luften inne i beholderen var fullstendig fjernet, ble beholderen fylt med 2 kg av en fuktig kake av polyvinylkloridharpiks, som hadde et vanninnhold på 43 vekts-$.samt et monomer-innhold på 4000 ppm, beregnet på vekten av den tørre harpiksen. Den nevnte fylling av av beholderen ble foretatt hurtig gjennom den tredje åpningen under konstant vanndampstrøm og under omrøring ved en hastighet på 250 o.p.m. Mantelens temperatur ble deretter høyd til 100 - 110°C, og oppvarmingen av den fuktige kaken forsatte 15 minutter etter at den fuktige kakens temperatur hadde nådd 60°C. Ved slutten av ovennevnte behandling ble temperaturen til den fuktige kaken, temperaturen til vått termometer og gassfasens temperatur avlest, og deretter ble vanninnholdet og rest-vinylklorid-monomeren bestemt i den fuktige kaken som var behandlet og uttatt av beholderen. Resultatene vises i tabell I.

Varmestabiliteten og initial-innfargingen, som angis i tabellen, ble bestemt for den harpiks som ble erholdt ved tørking av den i henhold til ovenstående behandlede fuktige kaken i en luftsirkulasjons-tørker ved 55°C.

Eksempel 2.

Til en 70-liter stor beholder, som var utstyrt med

en høyhastighetsagitator med 33 par blader, og som var identisk med den som vises på tegningen, ble det tilsatt fuktige kaker av polyvinylkloridharpiks med en gjennomsnittlig polymerisasjonsgrad på ca. 1000. Den nevnte harpiks inneholdt 28,0 vekts-# vann og 4900 p.p.m. restvinylkloridmonomer, beregnet på vekten av tørr harpiks-Tilsetningen skjedde med en hastighet på 200 kg/time under tilsats av vanndamp, som var oppvarmet til 105°C, til beholderens mantel. Vanndamp av samme temperatur ble også innblåst i beholderen. Agitatoren ble kjørt ved forskjellige hastigheter, hvilket fremgår av uttrykket

periferihastighet til agitatorbladene" i tabell II, som viser forsøksresultatene. Mengden av tilført vanndamp til beholderen var 6,5 vekts-$ av harpiksen, og oppholdstiden for den fuktige kaken i beholderen var i gjennomsnitt fra 1,5 til 5 minutter. Resultatene av disse forsøk vises i tabellen.

Eksempel 3»

Fremgangsmåten fra eksempel 2 ble gjentatt med visse modifikasjoner, nemlig: Periferihastigheten til agitatorbladene var konstant med 8 m/sek, og fylningshastigheten for fuktige kaker ble variert som angitt i tabell III; beholderens mantel ble oppvarmet til 80 til 125°C ved gjennomstrømning av varmt vann eller vanndamp; og tilsetningshastigheten av vanndamp til beholderen var 7*5kg/time. Forsøksresultatene vises i tabell III. ; Eksempel 4. ;Forsøkene ble utført under samme betingelser som angitt i eksempel 2, bortsett fra at nitrogengass ble innblåst i beholderen istedenfor vanndamp. Resultatene vises i tabell IV. ;Noen av kontrollforsøkene, som vises i tabellen, ;ble utført ved tilføring av store volummengder nitrogengass for å redusere vanninnholdet til den fuktige kaken, mens andre kontroll- ;forsøk ble utført ved anvendelse av en konvensjonell fluidiserende tørker for tørking av de fuktige kakene med stor volurnmengder luft. ;Som det klart fremgår av tabell IV, var det mulig ;å gjenvinne monomeren med nitrogengass i en mengde mindre enn 5 liter/minutt, som tilsvarte et forhold monomer/nitrogen på 0,35*når denne gass ble tilført beholderen istedenfor vanndamp, og selv om mer enn 60$ av det opprinnelige vanninnholdet i den fuktige kaken ble fordampet. Imidlertid var gjenvinningen av monomeren på kort tid vanskelig i det tilfelle hvor vannfordampningen var mer enn 60$ av den opprinnelige mengden på grunn av utilstrekkelig temperaturøkning i den fuktige kaken, hvilken temperaturøkning de store mengder.tilført inertgass var ansvarlig for. Når volum-mengden av nitrogengass ble ytterligere økt, eller når tørking ble utført i en fluidiserende tørker, var separasjonen av monomerdampen fra spylegassen vanskelig på grunn av at monomergassen var fortynnet med så store volurnmengder inertgass.

Som det vil forstås av det ovenstående, er det ønskelig at den til beholderen tilførte mengden av nitrogengass er så liten som mulig. Hvis det ikke er til å unngå å få inn inertgass'(såsom luft) i beholderen, foretrekkes det å holde mengden av innkommende inertgass så liten som mulig sammenlignet med mengden av vanndamp og øvrige gasser som dannes inne i. beholderen.

Eksempel 5»

Det ble utført forsøk under samme betingelser som angitt i eksempel 3, bortsett fra- at den til beholderen tilførte mengden vanndamp ble variert, slik som vist 1 tabell V. Denne tabell viser også de øvrige forsøksresultater. Vanninnholdet i den fuktige kaken, som ble tiført beholderen, var 29,0 vekts-# beregnet på den tørre harpiksen, og temperaturen til den fra beholderen uttatte fuktige kaken var fra 8l,0 til 86,2°C.

Eksempel 6.

Ved disse forsøk var den anvendte fuktige kaken sammensatt av polyvinylklorid-harpiks som hadde en gjennomsnittlig polymerisasjonsgrad på ca. 1000, et vanninnhold på 33,3 vekts-$ og 3000 p.p.m. restvinylklorid-monomer, beregnet på vekten av tørr harpiks. De fuktige kakene ble fylt i beholderen ved forskjellige hastigheter, som angitt i tabell VI. Omrøreren i den anvendte beholderen var den samme som ble anvendt i eksempel 2, og den ble kjørt med en hastighet på 300 o.p.m.. Beholderens mantel ble oppvarmet ved gjennomstrømning av vanndamp ved 110°C, og vanndamp og/eller nitrogengass ble tilført beholderen ved atmosfære-trykk. Forsøksresultatene og ytterligere detaljer fremgår av tabell VI.

Gode resultater ble erholdt når man tilførte vanndamp eller nitrogengass under omhyggelig regulering av temperaturen inne i beholderen, temperaturen i gassfasen, temperaturen til de fuktige kakene, mantelens temperatur og spesielt sammensetningene av gassfasen og den uttatte gass i stasjonær tilstand.

Eksempel 7»

Fuktige kaker av kopolymerer av vinylklorid-vinylacetat og vinylklorid-vinylidenklorid, som var fremstilt ved suspensjonspolymerisasjon, ble behandlet på samme måte som angitt i eksempel 1. Forsøksresultatene vises i nedenstående tabell VII.

Claims (14)

1. Fremgangsmåte for fjerning av upolymerisert monomer eller monomerer fra en polymerisatsuspensjon, som erholdes ved polymerisasjons-suspensjon av vinylklorid eller dens blanding med en kopolymeriserbar monomer i et vandig medium,karakterisert vedfølgende trinn: (a) dehydratisere den nevnte polymerisatsuspensjon for å danne en fuktig kake; (b) bringe den således erholdte fuktige kaken inn i en beholder, som er utstyrt med et agiteringsmiddel; (c) oppvarme nevnte fuktige kake til en temperatur over'60°C i en befuktet atmosfære i nevnte beholder under agitering, og hvorved vanninnholdet til nevnte fuktige kake holdes ved et nivå som ikke er lavere enn 60$ av kakens vanninnhold før oppvarmingen; og (d) ta gassen av monomeren eller monomerene, som frembringes i trinn (c), ut av beholderen for oppsamling og gjenvinning.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat. den i trinn (a) dannede kake har et vanninnhold på 10 til 50 vekts-$, beregnet på vekten av nevnte polymerisat.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat nevnte agiteringsmiddel er en agitator med flere blader.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3,karakterisert vedat agitatoren drives ved en periferihastighet for nevnte blader på fra 2 til 10 m/sek.

5«Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat beholderen er utstyrt med et ytre oppvarmingsmiddel.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat oppvarmingstrinnet (c) utføres ved hjelp av det ytre oppvarmingsmidlet ifølge krav 5«

7« Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat oppvarmingstrinnet (c) utføres ved å tilføre vanndamp til nevnte beholder.

8. Fremgangsmåte ifølge krav '1,karakterisert vedat oppvarmingstrinnet (c) utføres ved hjelp av det ytre oppvarmingsmidlet samt ved å tilføre vanndamp til nevnte beholder i henhold til kravene 6 og 7-

9»Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat den befuktede atmosfæren fremstilles ved tilføring av vanndamp til nevnte beholder, eller ved å fremstille vanndamp i selve beholderen. x

10. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakteri- sert ved at den befuktede atmosfæren holdes på et fuktighetsnivå slik at differansen mellom gassfasens temperatur og temperaturen til vått termometer i den samme gassfase 1 beholderen er mindre enn 30°C.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat uttømningstrinnet (d) utføres ved evakuering av nevnte beholder.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat uttømningstrinnet (d) utføres ved å innføre vanndamp i nevnte beholder. '

13. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat uttømningstrinnet (d) utføres ved å innføre en inertgass i nevnte beholder.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat uttømningstrinnet (d) utføres ved innføring av vanndamp og en inert gass i.nevnte beholder.

15» Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat uttømningstrinnet (d) utføres ved evakuering av nevnte beholder samt innføring av vanndamp til samme. l6. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat uttømningstrinnet (d) utføres ved evakuering av nevnte beholder og innføring av en inert gass til samme.

17* Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat uttømningstrinnet (d) utføres ved evakuering av nevnte beholder og innføring av vanndamp og en inert gass til samme beholder.