189323. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés polimerek oldatból való kinyerésére
1 189 323 2 A találmány polimereknek oldatból való kinyerésére alkalmas eljárásra és berendezésre vonatkozik. A találmány tárgya közelebbről megjelölve berendezés polimerek kinyerésére olyan olvadékból vagy oldatból, amely illékony alkotókat tartalmaz. A berendezés egy párologtató zónából áll, amely egy a polimer-olvadék vagy -oldat betáplálására szolgáló adagolóval, egy az illékony alkotók, így az oldószer és monomer(ek), eltávolítására alkalmas kivezetővel és egy a polimer-olvadéknak vagy tömény oldatnak az elvitelére és egy extruderhez való továbbítására alkalmas elvezetővei van ellátva. A találmány kiterjed polimerek illékony alkotókat tartalmazó olvadékából vagy oldatából való kinyerésére alkalmas eljárásra is, amely olvadék vagy oldat átalakulatlan monomert vagy monomereket is magában foglalhat. Az eljárás abban áll, hogy az olvadékot vagy oldatot betápláljuk egy párologtató zónába, amelyben az oldószer és a monomer vagy monomerek legnagyobb részét lepároljuk és eltávolítjuk, majd az olvadékot, illetve a tömény oldatot a párologtatóból egy extruderbe visszük és önmagában ismert módon granulátummá alakítjuk (szemcsézzük). „ Polimerek, különösen poliolefinek, főként pedig etilén-homo- és -kopolimerek előállítása oldószer nélkül, úgynevezett gázfázisú polimerizációval, vagy oldószer jelenlétében szuszpenziós polimerizációval vagy oldószeres polimerizációval végezhető. Az etilén polimerizálása nagy nyomáson oldószer nélkül gyökképző katalizátorral is végrehajtható. Szuszpenziós vagy oldószeres polimerizációnál és nagy nyomású etilénpolimerizációnál a polimert az oldószer és/vagy a monomer vagy monomerek elkülönítésével lehet kinyerni. Egy a szakterületen ismert eljárás szerint (Stanford Research Institute 19B riport 143-160. oldal) az oldószeres polimerizációval előállított etilén(ko)polimereket úgy nyerik ki, hogy a (ko)polimeroldatot sorozatba kapcsolt nagy számú párologtató zónába (flash reakcióedények) vezetik, amelyekben az oldószert, valamint az átalakulatlan monomert vagy monomereket nagy mértékben elkülönítik a polimertől lepárlással. A legutolsó párologtató zónából a polimer-olvadékot vagy a tömény oldatot egy extruderbe viszik granulátum készítése érdekében. Ennek és polimer, különösen etílén(ko)polimer előállítására alkalmas más ismert módszereknek számos hátránya van. Mindenekelőtt ezek a módszerek többnyire laboratóriumi megoldások és egyszerűsítésük kívánatos. Kevesebb eljárási lépés az előállítást egyszerűbbé, hatásosabbá és olcsóbbá teszi. Az eszközökbe való beruházás költségei is csökkenthetők ezáltal. Ezenkívül az említett és más ismert módszerek alkalmazhatósága meglehetősen korlátozott. Az olvadék vagy a tömény oldat viszkozitása, valamint a molekulasúly megnövekszik, és mihelyt a molekulasúly nagyobb vagy az olvadék-index (ASTM D-1238) kisebb lesz, a kifolyás a párologtató zónából, amelyből az olvadék vagy a tömény oldat a granuláló extruderbe folyik, kedvezőtlen lesz. Olyan granulátum előállítása érdekében, amelyben az illékony alkotók részaránya elég alacsony érték, gyakran kis nyomást kell fenntartani az utolsó párologtató edényben az illékony alkotók kedvező lepárlása végett. Néhány tized és 10 Hgmm vagy még kisebb nyomásra van ehhez szükség. Megfelelő lepárlás esetén nagyobb mértékben kell csökkenteni az olvadék hőmérsékletét (az illékony alkotók párolgási hőjét), mint a kevésbé megfelelő lepárlásnál, amelynek eredményeként az olvadék vagy a tömény oldat viszkozitása növekszik és mivel a molekulasúly is megnő, a kifolyásnál mutatkozó nehézségek hamarabb jelentkeznek. Avégett, hogy korlátozni lehessen az illékony alkotók lepárlását és következésképpen a hőmérsékletcsökkenést, a nyomást az utolsó párologtató edényben nem csökkentik. Ebben az esetben is rosszabbodik a kifolyás, mihelyt megnövekszik a molekulasúly és esetleg az elfogadhatatlanul lassú lesz. Annak érdekében, hogy minél több illékony alkotót távolítsanak el, a 27 700 számú európai szabadalmi leírásban azt javasolják, hogy közömbös hajtógázt vigyenek a párologtató zónába (lepárló edénybe). E hajtógáz bevitele miatt meg kell növelni a lepárló felületet annak biztosítására, hogy nagyobb mennyiségű illékony alkotó távozzék. Ilyen viszkózus rendszerből nehéz kihajtani az illékony alkotókat még akkor is, ha a hőmérséklet és a nyomás olyan, amelynél egy viszkózus oldatban a lepárlás gyorsan végbemegy. Ezért van az, hogy ilyen eljárásnál nagy felületre van szükség. Ennél az eljárásnál az is ismert, hogy a polimeroldat nagyobb mértékű előmelegítése esetén hőbomlás és gélképződés játszódik le, így ez nem biztosít megoldást a meglévő problémákra. Ezzel az eljárással nem lehet olyan oldatot előállítani, amely nagy molekulasúlyú polietilén készítéséhez alkalmas. Gazdaságossági és környezetvédelmi szempontok figyelembevételével a hatóságok egyre nagyobb követelményeket támasztanak az etilén(ko)-polimer granulátumokban lévő illékony alkotók lehető legnagyobb mennyiségének az eltávolítása tekintetében. Az illékony alkotók eltávolítása nem mindig megy simán végbe. Az etilén homopolimerizálásánal csupán oldószert és etilént kell kihajtani. Az illékony etilén könnyen eltávolítható a párologtató zónában (lepárló edényben) és adott esetben egy extruder lepárló szakaszában. Ennek megfelelően több illékony alkotót, az oldószert is ideszámítva, lehet könnyebben eltávolítani. Abban az esetben, ha kopolimereket készítünk - és az utóbbi néhány évben mind nagyobb érdeklődés jelentkezett etilén(k o)polimerek, az úgynevezett lineáris kis sűrűségű polietilén (LLDPE = linear low density polyethyíen) iránt - egyre nehezebbé válik a komonomer eltávolítása a polimerből a komonomer molekulasúlyának a növekedésével és következésképpen az illékonyság csökkenésével, amint nagyobb mennyiségű komonomert használunk. így tehát vagy nagyobb mennyiségű illékony alkotót tartalmazó kopolimert kapunk vagy laboratóriumi tisztító eljárásokat kell alkalmazni. így számításba kell venni, amennyivel az említett LLDPE-vel kapcsolatos, hogy nagyobb szénatomszámú komonomerek, így hexén vagy oktén, vagy még nagyobb szénatomszáirú olefinek, előnyösen és ezek nagyobb mennyi -5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
