175303. lajstromszámú szabadalom • Eljárás gázalakú vinilklorid-monomer elátvolítására polimerizáviós reaktorokból
3 175303 4 bcfúvatás hatásur.i a icaktorban maradt gáz alakú monomerek lett haladnak és a reaktor alján távoznak. A reaktort elhagyó gázt hűtőbe vezetjük, ahol a reagálatlan monomer vagv monomerek főtömegét elkülönítjük, a hűtőben kondenzált vizet pedig sztrippelőbe vezetjük, ahol a vízben levő reagálatlan monomer vagy monomerek maradékát eltávolítjuk. Az elkülönített reagálatlan monomert vagy monomereket ismét visszavezethetjük a polímerizációs reakcióba. A találmány szerinti módszerrel a polimerizációs reaktorban maradt gáz alakú monomereket és egyéb gáz alakú komponenseket a befúvatott gőzzel tökéletesen kiűzhetjük. A reaktorból kiűzött gáz alakú monomert vagy monomereket ezután ismert módon, hűtés alkalmazásával különítjük el a gőztől. A hűtéskor eltávozó monomert vagy monomereket gáztartályban fogjuk fel, míg a kondenzvízben levő monomert vagy monomereket egy következő műveletben sztrippeléssel távolítjuk el. Az utóbbi műveletben eltávolított reagálatlan monomer gázt a gáztartályba vezetjük be. A találmány szerinti eljárásai tehát a reagálatlan monomert vagy monomereket további hasznosításra teljes mértékben elkülönítjük, így egyúttal azt is megakadályozzuk, hogy reagálatlan monomer kerüljön a környező légtérbe például akkor, amikor a reaktort ellenőrzés céljából felnyitjuk. A találmány szerinti eljárás által biztosított legfontosabb előny az, hogy a reagálatlan gáz alakú monomerek által okozott egészségügyi és környezetszennyezési problémákat biztonsággal kiküszöbölhetjük. Miként ismert, a hagyományos polimerizációs műveletek során, azaz amikor a polimerizációs reaktor felnyitásakor a reagálatlan gáz alakú monomert a környező légtérbe engedik, 100 kg polivinüklorid-végtermékre vonatkoztatva körülbelül 0,20—0,25 kg reagálatlan gáz alakú monomer megy veszendőbe. A találmány szerinti eljárással ezt a korábban veszendőbe ment monomer-mennyiséget visszanyerhetjük és újból felhasználhatjuk a polimerizációs reakcióhoz. Figyelembe véve, hogy egy átlagos polivinilklorid-gyártó üzem évi kapacitása körülbelül 100 000 tonna polivínilklorid, a találmány szerinti eljárás bevezetése üzemenként körülbelül évi 200-250 tonna monomer-megtakarítást eredményez. A találmány szerinti eljárás tehát a környezetvédelmi és munkaegészségügyi előnyökön kívül gazdasági szempontból is rendkívül előnyös. A találmány szerinti eljárást közelebbről az 1. ábra kapcsán ismertetjük. Az 1. ábra a vinilklorid-polimerek előállításának blokkdiagramja. A vinilklorid-monomer vagy a főtömegében vinilkloridból álló monomer-elegy szuszpenziós vagy emulziós polimerizációját vizes közegben végezzük. A polimerizációt az 1 polimerizációs reaktorban hajtjuk végre, amely a poümerizáció folyamán a környezettől hermetikusan el van zárva. A polimerizációs reakció lezajlása után a reaktorban levő gáz alakú monomer vagy monomerek főtömegét eltávolítjuk és az 5 gáztartályba vezetjük, míg a képződött polimer vizes diszperzióját az 1 reaktorból a 2 ürítő szelepen keresztül az 1 reaktor alatt elhelyezett szedőtartályba juttatjuk. E művelet előtt az 1 reaktorban és a 3 szedőtartályban uralkodó nyomást egyensúlyba hozzuk annak érdekében, hogy megkönnyítsük a vizes polimer-diszperzió elvezetését. A nyomáskiegyenlítést úgy végezzük, hogy nyitjuk a reaktor gázfázisát a szedőtartállyal összekötő csővezetékbe iktatott 4 és 6 szelepet. Ezután a 2 szelep nyitásával a vizes diszperziót gravitációs úton vagy szivattyúzással átvezetjük a 3 szedőtartályba, és ugyanakkor a 3 szedőtartályban levő gázt a csővezetéken keresztül az 1 reaktorba és az 5 gáztartályba vezetjük. A vizes polimer-diszperziónak a 3 szedőtartályba történő átvezetése után előnyösen úgy járunk el, hogy a reaktor falát az ábrán fel nem tüntetett, a reaktor belsejében elhelyezett automata tisztítóberendezésből bevezetett nagynyomású gőzzel vagy vízsugárral mossuk. Ezzel a művelettel a reaktor faláról eltávolíthatjuk a vizes diszperzió maradékát és az esetleg megtapadt egyéb anyagokat. A 3 szedőtartályban levő vizes polimer-diszperziót a következő műveletben vízmentesítjük, majd szárítjuk, végül az elkülönített polivinilkloridot ismert módon feldolgozzuk. A kiürített és friss levegővel feltöltött polimerizációs reaktorban ezután újabb polimerizációs reakciót hajtunk végre. A találmány értelmében úgy járunk el, hogy a polimerizációs reaktorban maradt gázokat az egyedi polimerizációs műveletek vagy több polimerizációs művelet végrehajtása után gőzzel kiűzzük, és csak ezután nyitjuk fel a reaktort a környezet felé. A reaktorban maradt gázok gőzzel végzett kiűzése során a 2 ürítő- szelepet és a 6 nyomáskiegyenlítő szelepet zárjuk, a 10 szelepet nyitjuk, és az 1 reaktorba a 9 szelepen keresztül gőzt vezetünk. A bevezetett gőz hatására a reagálatlan monomerből vagy monomerekből kialakult gázréteg fokozatosan a reaktor alja felé húzódik le. A bevezetett gőz a gáz alakú monomerekkel nem keveredik, a vinilklorid-monomer sűrűsége ugyanis több, mint háromszorosa a gőz azonos nyomáson és hőmérsékleten mérhető sűrűségének. A reaktor alja felé húzódó gáz alakú monomert a gőzzel együtt a 10 szelepen keresztül a 11 hűtőbe vezetjük. A 11 hűtőben kondenzált vizet a 8 víztartályba juttatjuk, míg a gőztől elválasztott gáz alakú monomert a 12 fúvóka segítségével a 13 szelepen keresztül az 5 gáztartályba vezetjük. A polimerizációs reaktorba befúvatott gőz sebességét gondosan kell szabályoznunk. Túl nagy gőzsebesség esetén ugyanis meggyorsul a gőz és a gáz alakú monomer keveredése, ami nyilvánvalóan a monomereltávolítás hatásfokának csökkenésével jár. A gőzt célszerűen legföljebb 150 m/másodperc sebességgel (a fúvókanyüásnál mérhető sebesség) vezetjük be a reaktorba. A függőleges reaktorba beadagolt gőz mennyisége előnyösen legföljebb 300 kg/óra x m2 reaktorkeresztmetszet lehet. A 8 víztartályban felfogott kondenzvízet a 14 szivattyúval a 15 sztrippelőbe vezetjük, ahol a vízben oldott, illetve a víz által elsodort monomereket távolítjuk el. A 15 sztrippelőben eltávolított vinilklorid-monomert a 12 fúvóka segítségével a 7 szelepen keresztül az 5 gáztartályba vezetjük, míg a vizet, amely monomert gyakorlatilag már nem tartalmaz (azaz monomer-tartalma 1 milliomodrész vagy annál kisebb érték), elvezetjük a 15 sztrippe-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
