174924. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vinil-klorid folyamatos eltávolítására vizes poli(vinil-klorid)-diszperziókból
3 174924 4 folyamat során a gőzfelhasználás mértéke gazdaságtalanul nagy. Az ismert eljárástól eltérően a találmány szerinti eljárás során polimerek vizes diszperzióiból a monomerek eltávolítása úgy történik, hogy a tisztított terméknek mindössze néhány ppm monomertartalma lesz és ez a monomertartalom sokkal gyorsabban elérhető, mint az ismert eljárásoknál. A vinil-klorid monomer vizes poli(vinil-klorid)-diszperziókból történő eltávolításánál a vinil-klorid(víz) poli(vinil-klorid) rendszer következő tulajdonságai fontosak és emiatt figyelembe veendők: a) A vinil-klorid Bunsen-szerinti oldhatósági koefficiense (a), 0,1 °C és 100 °C közötti hőmérsékleten a következő: 0,1 °C 2 térfogatrész vinil-klorid/térfogatrész víz 20 °C 1 térfogatrész vinil-klorid/térfogatrész víz 35 °C 0,5 térfogatrész vinil-klorid/térfogatrész víz 60 °C 0,1 térfogatrész vinil-klorid/térfogatrész víz 100 °C 0 térfogatrész vinil-klorid/térfogatrész víz b) A vinil-klorid Bunsen-féle oldhatósági koefficiense (a), olyan vizes PVC-diszperziókban, amelyekben 33 súly% szilárdanyag van, a következő: 6 °C 5 térfogatrész vinil-klorid/térfogatrész víz 18 °C 3 térfogatrész vinil-klorid/térfogatrész víz 26 °C 2 térfogatrész vinil-klorid/térfogatrész víz 54 °C 1 térfogatrész vinil-klorid/térfogatrész víz 74 °C 0,6 térfogatrész vinil-klorid/térfogatrész víz c) A vinil-klorid oldhatósága poli(vinil-klorid)-ban a következő. Az oldhatósági példában 60—120 mikron átlagos részecskenagyságú és K = 70 értékű poli(vinil-klorid)-ban a hőmérséklettől függően a következő vinil-klorid mennyiségek oldódnak: 0 ®C 100 g vinil-klorid/1 kg poli(vinil-klorid) 24 SC 50 g vinil-klorid/1 kg poli(vinil-klorid) 40 °C 24 g vinil-klorid/1 kg poli(vinil-klorid) 60 "C 10 g vinil-klorid/1 kg poli(vinil-klorid) 100 C 4 g vinil-klorid/1 kg poli(vinil-klorid) d) A vinil-klorid megoszlási együtthatója víz és PVC között körülbelül 1:15. Meglepő módon azt találtuk, hogy az a)-c) keverék egyes fázisai között igen hatékony anyagcsere esetén 90 és 110°C közötti hőmérséklettartományban a fázisegyensúlyok 10 és 100 mp közötti időperiódusban állnak be. Ismeretes másfelől az is, hogy 100 °C hőmérséklet-tartományban a PVC termék minősége jelentősen befolyásolható. A további tapasztalatunk szerint a termék minőségének romlása megakadályozható, ha a poli(vinil-klorid)-ot csak néhány percig kezeljük magasabb hőmérsékleten. A vizes PVC diszperziókból a kielégítő monomer eltávolítás előfeltétele az adott 90 és 110°C közötti hőmérsékleten végül akkor biztosítható, hogyha hatékony anyagkicserélődés következtében a fázisegyensúlyok teljes beállása biztosítható, másfelől a monomerek eltávolítására alkalmas gázfázis áll rendelkezésre. A találmány szerint a vinil-klorid folyamatos eltávolítását a 10—60súly% szilárdanyag-tartalmú, 0,2-5 súly% vinil-klorid-tartalmú, 20-500 n közötti 2. átmérőjű diszpergált poli(vinil-klorid)-részecskéket tartalmazó vizes poli(vinil-klorid)-diszperzióból a diszperzió vízgőzzel történő kezelése útján úgy végezzük, hogy a diszperziót 5—50 darab, 1 — 10 mm lyukátmérőjű szitalemezzel ellátott oszlop felső'részébe vezetjük és ellenáramban bevezetett 100—110 9C hőmérsékletű vízgőzzel 700-1100 torr nyomáson 10 másodperc és 20 perc közötti tartózkodási idő alatt kezeljük - ahol a vízgőz bevezetésének szabályozásával 90—100°C közötti oszlop fejhőmérsékletet állítunk be —, majd a diszperziót az oszlop alján elvezetjük és az oszlop felső részéből távozó gőzkeveréket kondenzáljuk. A találmány szerinti eljárás előnyös megvalósítási módja szerint az oszlop felső részéből távozó gőzkeverék kondenzálását 5-20°C-ra történő lehűtéssel végezzük. A találmány szerint feldolgozandó poli(vinil-klorid)-diszperzió például Kainer, H. „Polyvinylchlorid und Vinylchlorid-Mischpolymerisate” c. szakkönyv (Springer-Verlag, Berlin/Heidelberg/New York, 1965) 12-59 oldalain leírtak szerint állítható elő. A találmány szerinti eljárás egyik előnyös kiviteli változatát a csatolt rajz kapcsán közelebbről ismertetjük anélkül, hogy az eljárást a rajzon bemutatott eljárásra korlátoznánk. Az 1 vezetéken keresztül a 2 oszlop felmelegítésére először addig vezetünk be gőzt, amíg a 3 hőkicserélőben kondenzátum képződik. A 2 oszlop függőleges elhelyezésű, amelybe a 4 szitalemezek egymástól meghatározott távolságban vízszintesen vannak beépítve. A 3 szitalemezek a hasonló szitafenekes oszlopok kialakítási módjától, amelyeket például Kirschbaum, E. „Destillier- und Rektifiziertechnik”, Springer-Verlag Berlin-Göttingen-Heidelberg, (1950), szakkönyv 97. oldala ismertet, abban különböznek, hogy külön folyadék hozzávezetésűk és elvezetésük nincsen. Az 5 gáz-, illetve folyadék kilépési nyílások átmérője a szitalemezeken 1 és 10 mm közötti érték, mimellett a bevezetésre és elvezetésre kialakított nyílások összfelülete az oszlop keresztmetszetének 5-50%-át teszi ki. A 2 oszlop felmelegítése után a 6 tároló tartályból a 7 vezetéken és a 8 hőkicserélőn keresztül előmelegített és a 9 adagolóberendezésbe bemért, 20—500 mikron átlagos részecskenagyságú polimer diszperziót vezetünk a 2 oszlop fejrészébe. A gőz hozzávezetését az 1 vezetéken keresztül úgy szabályozzuk, hogy a hőmérséklet a 2 oszlop fejrészén 90—100 °C legyen, és a gőzmennyiség a polimer diszperzióból a monomerek eltávolítására elgendő legyen. A monomertől mentesített polimer diszperziót a 2 oszlop alján a 10 vezetéken keresztül elvezetjük, és a diszperzió hőtartalmát a 8 hőkicserélőben bevezetett friss polimer diszperzió felmelegítésére hasznosítjuk. A polimer diszperzió tartózkodási ideje a 2 oszlopban lényegében a szitalemezek számától függ. A szitalemezek száma 5—50 között változhat, amellett befolyásolja a tartózkodási időt a diszperzió szilárd részecskéinek kialakítása is. Az oszlopba bevezetett gőz a diszperzió felmelegítésén kívül főként a diszperzióban levő monomerek eltávolítására (sztrippelés) és elvezetésére alkalmas. A 2 oszlop fejrészén a ll vezetéken távozó vízgőz és monomerkeveréket a 3 hőkicserélőben 5-20 °C-ra lehűtjük oly módon, hogy csak a vízgőz kondenzálódik. A kondenzált termék a monomerek vízben való old-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
