BRPI0618534A2 - processo para a remoção de substáncias dissolvidas de uma solução polimérica, e, trocador de calor de casco e tubo - Google Patents

Abstract

PROCESSO PARA A REMOçãO DE SUBSTáNCIAS DISSOLV[DAS DE UMA SOLUçãO POLIMéRICA, E, TROCADOR DE CALOR DE CASCO E TUBO. A invenção refere-se a um trocador de calor de feixe de tubos (R) para a remoção de substâncias dissolvidas de uma solução polimérica (P) através de desgaseificação, tendo um feixe de tubos (R) que são colocados em paralelo uns com os outros verticalmente e fixados em ambas as extremidades, em cada caso, em uma placa de tubos (B), e tendo uma região de desgaseificação abaixo da placa de tubos inferior (B), tendo uma inserção (1) em cada tubo (R), cuja inserção (1) estreita a seção transversal de escoamento livre através dos tubos (R), e onde a solução polimérica (P) é fornecida para. dentro dos tubos (R) em um estado líquido de uma só fase, e tendo um espaço no casco ao redor dos tubos (R) que é percorrido por um veículo térmico, onde a desgaseificação acontece por meio de uma queda de pressão entre a pressão de entrada da solução polimérica (P) no trocador de calor de feixe de tubos (R) e a região de desgaseificação, <UM>caracterizado<MV> pelofato de que cada inserção (1) é projetada de tal forma que gera uma etapa de pressão entre a pressão de entrada e a pressão na região de desgaseificação, por intermédio da qual é obtido um teor residual baixo pré-definido de substâncias dissolvidas no polímero desgaseificado, e uma alimentação adicional de calor que é necessária para este fim que acontece através do veículo de calor na solução polimérica líquida de uma só fase (P).

Description

"PROCESSO PARA A REMOÇÃO DE SUBSTÂNCIAS DISSOLVIDAS DE UMA SOLUÇÃO POLIMÉRICA, E, TROCADOR DE CALOR DE CASCO E TUBO"

Descrição

A invenção refere-se a um trocador de calor do tipo casco e tubo e a um processo de remoção de substâncias dissolvidas de uma solução polimérica utilizando o trocador de calor do tipo casco e tubo.

Os polímeros termoplásticos, tais como estireno, copolímeros de estireno-acrilonitrila (SAN) ou HIPS, com freqüência são preparados pelo processo de polimerização em solução. Para obter-se os materiais poliméricos desejados, uma etapa importante do processo é a remoção de substâncias dissolvidas, especialmente de monômeros não reagidos, produtos da reação com baixo peso molecular (oligômeros), produtos de decomposição, auxiliares e especialmente solventes, da solução polimérica obtida após a polimerização.

Isto, com freqüência, é executado utilizando-se processos de desgaseificação nos quais as substâncias dissolvidas são convertidas no estado gasoso através da redução da pressão, e se apropriado, a introdução de calor, e são separadas no estado gasoso do fundido polimérico que permanece como um líquido.

Como aparelhos para executarem a desgaseificação, são conhecidos muitas variantes do processo, entre as quais a desgaseificação em trocadores de calor do tipo casco e tubo que foi definida como sendo especialmente útil para a desgaseificação de soluções poliméricas, especialmente na faixa de viscosidades baixas e intermediárias. Estes trocadores de calor são aparelhos que não possuem partes móveis mecanicamente e são relativamente não suscetíveis a mal funcionamento.

Os trocadores de calor do tipo casco e tubo que podem ser usados para a desgaseificação são compostos, como também os aparelhos convencionais de casco e tubo, de um feixe de tubos verticais paralelos que são fixados em cada extremidade em uma placa de tubos e tendo facilidades para a passagem de um primeiro meio, por exemplo, a solução polimérica a ser desgaseificada, através dos tubos, especialmente, um cabeçote com conexões de entrada ou saída em cada extremidade do aparelho, e também instalações, por exemplo, linhas em anel, para a introdução e a descarga de um segundo meio, especialmente um meio de transferência de calor, para dentro ou para fora do espaço entre os tubos.

Especialmente no caso de grandes aparelhos tendo muitos tubos, é necessário distribuir-se o meio a ser tratado, por exemplo, a solução polimérica a ser desgaseificada, uniformemente sobre todos os tubos para se conseguir uma qualidade uniforme de produto.

Para este fim, o aparelho de casco e tubo pode ser fornecido com instalações de obstrução e de distribuição na entrada dos tubos, conforme é conhecido, por exemplo, das DE-A 36 28 994.

A WO-A 02/00740 descreve um outro trocador de calor de casco e tubo para a desgaseificação de soluções poliméricas em um primeiro estágio de desgaseificação, no qual uma placa distribuidora (placa perfurada) produz uma queda de pressão aumentada no espaço antes dos tubos para distribuir a corrente que entra no aparelho de casco e tubo uniformemente sobre os tubos individuais. São descritos uma pressão na região de desgaseificação de 20 a 100 mbar e uma temperatura de aquecimento da parede de 190 a 240 °C.O processo, especialmente, deve ser operado de forma que não sejam fornecidas placas de orifício ou contrições dentro dos tubos, de forma que a queda de pressão do fluxo dentro dos tubos seja portanto baixa e menor do que 10 bar absoluto, de preferência, menor do que 5 bar absoluto.

Um polímero tendo um teor residual de monômero de 1000 a 2000 ppm é considerado como sendo obtenível como resultado do primeiro estágio de processo.

Isto é, de acordo com o processo da WO-A 02/00740, ainda mais purificado para a redução dos teores de monômero em um segundo estágio de desgaseificação em um desgaseificador contínuo.

O processo descrito deve ser executado de forma que a evaporação da solução ocorra imediatamente após a solução entrar nos tubos para formar uma espuma volumosa, i.e., um meio de duas fases. A presença das duas fases dentro dos tubos é considerada como tendo um efeito positivo na transferência de calor, tempo de residência e temperatura do produto (resfriamento evaporativo) e desta forma assegura uma evaporação suave, i.e., com baixa tensão térmica e tempos de residência curtos.

A luz desta arte anterior, um objetivo da invenção é apresentar um trocador de calor de casco e tubo e um método para a remoção de substâncias dissolvidas, através da desgaseificação em um trocador de calor de casco e tubo, por intermédio do qual pode ser obtida uma qualidade melhorada do produto, especialmente teores residuais mais baixos de substâncias dissolvidas, em uma só passagem em um só estágio de desgaseificação.

O objetivo em termos do aparelho é obtido por intermédio de um trocador de calor de casco e tubo para a remoção das substâncias dissolvidas de uma solução polimérica por intermédio de desgaseificação, composto de um feixe de tubos verticais paralelos e que são fixados em cada extremidade em uma placa de tubos e uma região de desgaseificação abaixo da placa de tubos inferior, um dispositivo interno em cada tubo que reduz a seção transversal aberto livre através do tubo, com a solução polimérica sendo alimentada no estado líquido em uma só fase para dentro dos tubos, e um espaço interno dentro do casco ao redor dos tubos, através do qual escoa um meio de transferência de calor, com a desgaseificação ocorrendo como resultado de uma queda de pressão entre a pressão de entrada da solução polimérica no trocador de calor de casco e tubo e a região de desgaseificação, onde cada dispositivo interno é configurado de forma que ele produz uma etapa de pressão entre a pressão de entrada e a pressão na região de desgaseificação, por intermédio da qual é obtido um teor residual baixo prescrito de substâncias dissolvidas no polímero desgaseificado.

Em uma variante preferida, o dispositivo interno é configurado de forma que ele adicionalmente assegura que o suprimento de calor do meio de transferência de calor está na solução polimérica líquida de fase única.

Verificou-se que os dispositivos internos nos tubos de um trocador de calor de casco e tubo para a desgaseificação de soluções poliméricas, servem não somente para distribuir uniformemente a solução polimérica sobre os tubos e ter que produzir uma queda de pressão entre a pressão de entrada da solução polimérica e a pressão na região de desgaseificação, mas que é importante para o desempenho da desgaseificação que a queda de pressão ocorra como uma etapa de pressão, i.e., a geometria dos dispositivos internos da constrição da seção transversal do caminho do escoamento da solução polimérica através dos tubos resultante dos dispositivos internos seja projetada de tal forma que a pressão cai na forma de uma etapa em uma quantidade de ordens de magnitude ao longo de uma distância curta.

Especialmente, o dispositivo interno deve produzir uma etapa de pressão pelo menos de 10 bar/cm.

A constrição correspondente da seção transversal aberta livre através dos dispositivos internos dos tubos é efetuada a menos de 5%, de preferência, menos de 2%, mais de preferência, a menos de 1%, em cada caso baseada na seção transversal livre do tubo sem um dispositivo interno.

Dependendo da tarefa de desgaseificação a ser executada, i.e., dependendo especialmente da natureza química da solução polimérica e do teor residual baixo prescrito de substâncias dissolvidas no polímero desgaseificado na extremidade de uma só passagem através do trocador de calor de casco e tubo, pode ser suficiente que os dispositivos internos sejam configurados de forma que produzam a etapa de pressão descrita acima para a execução da tarefa requerida. Isto é, especialmente, o caso quando a solução polimérica a ser desgaseificada tem um teor de energia suficiente na entrada do trocador de calor de casco e tubo para que seja possível a evaporação das substâncias dissolvidas. Especialmente, isto pode ser o caso, por exemplo, para soluções de copolímero de estireno-acrilonitrila.

Nesta variante, é possível localizar-se os dispositivos internos na região da placa superior de tubos e configurar os mesmos na forma de tampões que, de preferência, fecham os tubos, exceto um orifício central para a passagem da solução polimérica.

No entanto, ao invés de um só orifício central, é também possível fornecer-se dois ou mais orifícios, os quais, por exemplo, podem ser instalados em pares, em um arranjo triangular ou quadrado, ou na forma de pontos de uma matriz de jogo. Quando se projetam os orifícios, a resistência mecânica do tampão, a vazão desejada da solução polimérica, a etapa de pressão desejada sobre o tampão, as propriedades dos materiais da solução polimérica e, se apropriado, as condições de fluxo desejadas têm que ser levadas em consideração.

Os orifícios podem ser colocados na direção do eixo longitudinal do tampão, i.e., depois da instalação do tampão nos tubos através do tampão na direção longitudinal dos tubos, mas eles também podem correr obliquamente, especialmente, com os orifícios adjacentes sendo capazes de serem inclinados na mesma direção ou em direções opostas. O comportamento do fluxo da solução polimérica pode ser influenciado por meio de tais arranjos.

Os orifícios podem ser configurados cilindricamente, conicamente ou com um diâmetro em etapas ou como fendas, com formato em triângulo ou estrela, e sendo possível obter-se as últimas realizações, especialmente, por intermédio de erosão.

Em uma outra realização, os orifícios não passam completamente através do tampão, mas são abertos em um ou mais orifícios transversais correndo em ângulos retos ou em um ângulo diferente de 90° para os orifícios principais orientados na direção longitudinal, com os orifícios transversais sendo capazes de ter o mesmo diâmetro que o orifício principal ou um diâmetro diferente do mesmo. A soma das seções em corte abertas livres de todos os orifícios transversais, de preferência, é maior do que a seção transversal aberta livre do orifício principal ou dos orifícios colocados na direção longitudinal, de forma que a etapa maior de pressão acontece no orifício ou orifícios principais. Ao mesmo tempo, a solução polimérica é melhor distribuída sobre as paredes do interior dos tubos por intermédio dos orifícios transversais. É dada preferência a orifícios de canal em T,canal cruzado, ou canal em estrela. O formato destes orifícios não necessita ser redondo, mas eles também podem ter um formato de funil ou ter o formato de segmentos de um cilindro com um diâmetro em etapas.

Em uma realização preferida, o dispositivo interno tem um orifício de canal transversal, com uma abertura do orifício central para dentro de um orifício transversal com o formato em cruz.

O orifício transversal com formato em cruz, de preferência, tem um diâmetro de 2 a 5 mm, especialmente, um diâmetro interno de 4 mm.

O comprimento e o diâmetro de um ou mais orifícios e também a geometria das aberturas depende da tarefa específica de desgaseifícação, i.e., especialmente, da composição química e da viscosidade da solução polimérica a ser desgaseificada, da temperatura de entrada, pressão de entrada e da vazão através do trocador de calor de casco e tubo e também do teor residual prescrito de substâncias dissolvidas no polímero desgaseificado. Diâmetros típicos estão, se é fornecido um só orifício, na faixa de 0,5 a 7 mm, de preferência, de 1 a 6 mm, mais de preferência, de 1,5 a 5 mm. Se for fornecido um só orifício, especialmente um orifício central, ele tem um comprimento, especialmente, de 0,5 a 10 cm, de preferência, de 1 a 10 cm, mais de preferência, de 1 a 6 cm. Ele pode terminar, i.e., abrir dentro do tubo, diretamente ou com o alargamento da seção transversal.

A solução polimérica a ser desgaseificada usualmente vem diretamente do reator de polimerização, por exemplo, um vaso agitado operado continuamente, uma cascata de vasos agitados ou um reator de tubos e está na pressão e na temperatura que corresponde grandemente às condições de polimerização. No entanto, também é possível aumentar-se o nível de pressão e temperatura em relação às condições de polimerização, por intermédio de aparelhos de aumento de pressão, por exemplo, bombas de fundido, extrusoras, etc, e se apropriado, trocadores de calor.

Usualmente trabalha-se especialmente com temperaturas de entrada de 100 a 300 ° C, de preferência, de 120 a 250 ° C, mais de preferência, de 130 a 200 ° C, e pressões de entrada na faixa de 5 a 80 bar absoluto, de preferência, de 8 a 60 bar absoluto, mais de preferência, de 10 a 40 bar absoluto.

A solução polimérica que é alimentada para o trocador de calor de casco e tubo para fins de desgaseificação usualmente tem um teor polimérico de 50 a 95% em peso da solução polimérica, de preferência, de 45 a 90% em peso, e mais de preferência, de 60 a 85% em peso.

As produções usuais de solução polimérica estão na faixa de 0,5 a 30 kg de solução polimérica por hora e tubo, de preferência, de 1 a 25 kg de solução polimérica por hora e tubo, mais de preferência, de 2 a 20 kg de solução polimérica por hora e tubo.

Para distribuir a solução polimérica sobre os tubos individuais no trocador de calor de casco e tubo, é possível que sejam adicionalmente fornecidos orifícios ou placas de orifícios na região da placa superior de tubos.

O comprimento dos tubos do trocador de calor de casco e tubo usualmente está na faixa de 0,3 a 10 m, de preferência, de 0,5 a 6 m, mais de preferência, de 1,0 a 3 m. Os tubos, de preferência, têm diâmetros internos de 5 a 30 mm, de preferência, de 8 a 25 mm, mais de preferência, de 10 a 18 mm.

Os tubos do trocador de calor de casco e tubo são aquecidos por um líquido ou um meio de transferência de calor gasoso, que escoa através do espaço interno dentro do casco ao redor dos tubos. É possível que seja fornecido um só circuito de meio de transferência de calor, mas também é possível, especialmente no caso do aquecimento por intermédio de um meio de transferência de calor líquido, que seja fornecida uma quantidade de circuitos de meio de transferência de calor para se conseguir que zonas individuais tenham temperaturas diferentes. Isto pode ser necessário, especialmente, para a remoção de componentes diferentes, os quais cada um deles tem propriedades de desgaseificação diferentes.

Meios de transferência de calor gasosos possíveis são, por exemplo, o vapor ou o vapor Difil.

Temperaturas gradativas, por exemplo, uma região de entrada mais fria, podem ser obtidas em um aparelho aquecido por vapor, através da introdução de uma solução tampão gasosa inerte no espaço vapor.

As temperaturas usuais do meio de transferência de calor estão na faixa de 100 a 380 ° C, de preferência, de 120 a 350 ° C, mais de preferência, de 130 a 340 ° C.

A extremidade inferior dos tubos do trocador de calor de casco e tubo é aberta em uma região de desgaseificação na qual é aplicado vácuo, com freqüência, na faixa de 5 a 100 mbar, de preferência, de 12 a 70 mbar, mais de preferência, de 20 a 50 mbar. Se a solução polimérica que entra no trocador de calor de casco e tubo não contém ainda a energia necessária para a vaporização requerida para se conseguir o teor residual prescrito de substâncias dissolvidas ou, especialmente, esta energia não pode ser introduzida antes da entrada no trocador de calor de casco e tubo, e a estabilidade térmica limitada da solução não permite isto, o dispositivo interno em cada tubo é, para se conseguir os teores residuais baixos prescritos de substâncias dissolvidas no polímero desgaseificado, configurado adicionalmente, de acordo com a invenção, de forma que ele produz somente a etapa de pressão descrita acima, mas também em uma primeira parte superior ele produz somente uma constrição moderada da seção transversal para assegurar, dependendo da solução polimérica e das condições de operação utilizadas, que a solução polimérica permaneça no estado líquido de uma só fase. Nesta parte superior do dispositivo interno, a queda de pressão produzida pela constrição moderada da seção transversal não deve ser maior do que 0,3 bar/cm, especialmente, não maior do que 0,1 bar/cm, mas a constrição deve, especialmente como uma relação do diâmetro interno do tubo, ser suficiente para assegurar uma distribuição uniforme de temperatura na solução polimérica ao longo da seção transversal de escoamento.

Esta parte superior do dispositivo interno pode, especialmente, estar na forma de uma haste que se estende da parte superior do tubo até não mais do que 20% do comprimento total do tubo, de preferência, até não mais do que 15% do comprimento total do tubo.

Como resultado de uma solução polimérica de uma só fase ser assegurada por intermédio desta parte superior do dispositivo interno na parte superior do tubo, e ao mesmo tempo a seção transversal livre sendo mantida suficiente para assegurar uma distribuição uniforme de temperatura ao longo da seção transversal, é possível aquecer-se as soluções poliméricas termicamente sensíveis de forma uniforme e gentil, sem inçrustação, até um nível de temperatura que faz com que isto seja possível, por intermédio da diferença com a pressão na região de desgaseificação, para se conseguir os teores residuais baixos prescritos de substâncias dissolvidas no polímero desgaseificado.

Na realização preferida descrita acima, a parte superior do dispositivo interno é unida por uma outra parte do dispositivo interno que produz uma grande etapa de pressão de pelo menos 10 bar/cm, de preferência, pelo menos 20 bar/cm, ao longo de um comprimento de não mais do que 2 cm.

A parte adicional do dispositivo interno que produz uma etapa de pressão pelo menos de 10 bar/cm, de preferência, pelo menos 20 bar/cm, de preferência, tem um comprimento menor do que 10 mm, especialmente menor do que 2 mm.

Em uma outra realização preferida, a parte adicional do dispositivo interno que produz a etapa de pressão pode ser unida por um corpo de deslocamento adicional que por seu lado produz uma queda de pressão somente moderada. Esse corpo de deslocamento, que pode, por exemplo, ser um cilindro, especialmente um cilindro fechado no fundo, deve ser configurado de forma que force o fluxo predominantemente anular na região de fluxo de duas fases a jusante da parte adicional do dispositivo interno a produzir a etapa de pressão e portanto force um perfil de fluxo benéfico para a introdução de calor. O corpo de deslocamento pode se estender até apenas antes do final do tubo, por exemplo, até cerca de 80% do comprimento do tubo.

Os dispositivos internos podem ser fixados na placa superior dos tubos por intermédio de soquetes moídos e roscas de parafusos. Se os espelhos de tubos têm espessura suficientes de material, conforme é o caso para trocadores de calor de casco e tubo de escala industrial grande, os dispositivos internos também podem ser deixados na placa superior de tubos por intermédio de orifícios perfurados e fixados no local por intermédio de roscas. A fixação sem roscas simplesmente por meio de instalação precisa de um orifício fresado e um formato equivalente do dispositivo interno, com freqüência, é também suficiente.

Para realizações específicas, especialmente no caso de dispositivos internos relativamente longos, é possível o uso de espaçadores de ponto ou espaçadores com formato de pá que fixam os dispositivos internos no meio do tubo para se evitar o movimento ao redor da parede.

Em uma outra realização preferida, especialmente quando são utilizados dispositivos internos relativamente longos, estes podem ser montados com flexibilidade por intermédio de uma junta entre uma parte localizada na placa de tubos e a outra parte que é colocada no final de uma pilha relativamente longa e produz a etapa de pressão. Esta junta pode ser configurada de qualquer forma, por exemplo, por intermédio de uma "cavilha e garfo" através da qual é empurrado um pino de fixação.

A invenção é ilustrada abaixo com a ajuda de uma figura e de exemplos.

A única figura, a figura 1, mostra esquematicamente uma variante preferida de um dispositivo interno de acordo com a invenção para um tubo de um trocador de calor de casco e tubo.

O dispositivo interno 1 tem uma parte que é localizada na placa de tubos e é configurada de forma que produz uma queda de pressão muito pequena. A solução polimérica T é introduzida por cima para dentro do tubo. A parte do dispositivo interno 1 que é localizada na placa de tubos B é unida por uma parte superior 2 na forma de uma haste que produz uma queda de pressão moderada não maior do que 0,1 bar/cm e assegura um fluxo de fase única da solução polimérica. Esta é unida por uma outra parte 3 do dispositivo interno 1 que é curta em comparação com a parte superior 2 do dispositivo interno e produz uma etapa de pressão drástica. Esta é unida na realização preferida do esquema na figura, por intermédio de um corpo de deslocamento 4, o qual outra vez produz uma queda de pressão moderada e força um perfil de fluxo vantajoso para a mistura de duas fases que escoa através do tubo.

Exemplos

A invenção é ilustrada abaixo com a ajuda de exemplos.

As experiências foram executadas em um equipamento de laboratório composto de um tubo de parede dupla vertical que foi dividido em uma quantidade de zonas mantidas em temperaturas diferentes. Na extremidade superior do tubo de parede dupla, foi fornecido um recesso para acomodar o dispositivo interno; por exemplo, tampões tendo geometria diferentes podem ser aparafusados ou empurrados para dentro aqui.

Para a experiência comparativa, foi utilizado um disco anular tendo um diâmetro interno de 8 mm montado em um suporte, em vez de um tampão.

O tubo com parede dupla tinha um comprimento total de 1.400 mm e foi dividido em três zonas que foram mantidas em temperaturas diferentes e cada uma delas foi equipada com um circuito de controle de temperatura exclusivo aquecido por intermédio de um líquido Marlotherm® S. A faixa de controle de temperatura se estendeu da temperatura ambiente até 330 °C.

A solução polimérica respectiva podia ser alimentada na extremidade superior do tubo de parede dupla através de uma linha aquecida por intermédio de uma bomba de engrenagens com uma vazão de 1,0 a 30 kg de solução/hora.

Foi instalado um vaporizador que podia ser operado em uma pressão reduzida de 100 a 20 mbar, de preferência de 70 a 25 mbar, na extremidade inferior do tubo de parede dupla. O vapor retirado do vaporizador foi condensado. O fundido grandemente desgaseificado foi descarregado através de um orifício no fundo do vaporizador por intermédio de uma bomba de engrenagens, foi resfriado e granulado como extrusado. Foram determinados os teores residuais de monômeros e solvente que permaneceram nos grânulos obtidos desta forma.

Exemplo comparativo

Um disco anular tendo um orifício com um diâmetro de 8 mm foi colocado na extremidade superior do tubo de parede dupla.

12,9 kg/hora de uma solução composta de 70% em peso de poliestireno e 30% em peso de uma mistura de estireno e etil benzeno foi alimentada a uma temperatura de 130 °C por intermédio de uma bomba de engrenagens. A pressão imediatamente na frente do disco anular era de 3 bar, e a pressão reduzida no corpo do vaporizar era de 25 mbar absoluto.

A pressão depois do primeiro segmento do tubo era de 1 bar e a queda de pressão entre a entrada da solução polimérica no aparelho e a pressão a jusante do disco anular era portanto de 1 bar. Para uma espessura do disco anular de 10 mm a queda de pressão era portanto de 2 bar/cm.

Os três segmentos do tubo de parede dupla foram aquecidos por fora até 314 °C,eo desgaseificador foi aquecido a 250 °C. A temperatura de fusão na entrada para dentro do desgaseificador era de 232 ° C.

Verificou-se que o teor de substâncias voláteis era de 940 ppm.

Exemplo 1 (de acordo com a invenção)

Um tampão tendo um orifício central com um diâmetro de 1,8 mm e um comprimento de 25 mm foi inserido na extremidade superior do tubo de parede dupla. A solução descrita no exemplo comparativo foi bombeada em uma temperatura de 136 ° C sob uma pressão de entrada de 34 bar através do tampão no tubo de parede dupla. O tampão produziu assim uma etapa de pressão de 12,8 bar/cm. A pressão após o primeiro segmento do tubo era em torno de 2 bar absoluto. A pressão reduzida no corpo do vaporizador era de 25 mbar absoluto.

Os três segmentos do tubo foram aquecidos pela parte de fora até 314 °C, e o corpo do desgaseificador foi aquecido a 250 °C. A temperatura de fusão na entrada para dentro do corpo do desgaseificador era de 246 °C.

Verificou-se que o teor de substâncias voláteis era de 440 ppm.

Exemplo 2 (de acordo com a invenção)

A experiência descrita no exemplo 1 foi repetida utilizando-se um tampão tendo uma geometria diferente: este tampão mostrou uma geometria correspondendo à figura sem o corpo de deslocamento 4, o comprimento total sendo de 30 cm. A parte 3 que determinou a queda de pressão tinha um comprimento de 3 cm, a distância da mesma até a parede do tubo era de 0,8 mm. A produção e a composição da solução a ser desgaseificada eram as mesmas do exemplo 1, mas a temperatura de entrada era ligeiramente diferente e era de 133 °C. A pressão de entrada era em torno de 44 bar, e a pressão após o primeiro segmento do tubo era análoga ao exemplo 1, 2 bar. A queda de pressão ao longo do tampão correspondia assim a 14 bar/cm. A pressão reduzida no corpo do vaporizador era a mesma do exemplo 1, nominalmente, 25 mbar absoluto; o aquecimento dos três segmentos do tubo era ligeiramente diferente, nominalmente até 313°C, e o corpo do desgaseificador foi da mesma forma aquecido até 250°C. A temperatura de fusão na entrada do corpo do desgaseificador era de 243°C.

Verificou-se que o teor de substâncias voláteis no fundido de polímero (essencialmente etil benzeno, também, especialmente, estireno) era de 550 ppm.

Claims (13)

1. Processo para a remoção de substâncias dissolvidas de uma solução polimérica (P) por desgaseificação em um trocador de calor de casco e tubo (R), que compreende um feixe de tubos verticais paralelos (R) que são fixados em cada extremidade em uma placa de tubos (B) e uma região de desgaseificação abaixo da placa inferior de tubos (B), um dispositivo interno (1) em cada tubo (R) que reduz a seção transversal aberta livre através do tubo (R), com a solução polimérica (P) sendo alimentada em um estado líquido de uma só fase para dentro dos tubos (R), e um espaço interno dentro do casco ao redor dos tubos (R) através do qual escoa um meio de transferência de calor, com a desgaseificação ocorrendo como resultado de uma queda de pressão entre a pressão de entrada da solução polimérica (P), no trocador de calor de casco e tubo (R) e a região de desgaseificação, caracterizado pelo fato de que cada dispositivo interno (1) é configurado de forma que produz uma etapa de pressão de pelo menos 10 bar/cm entre a pressão de entrada e a pressão na região de desgaseificação, por intermédio da qual é obtido um teor residual baixo prescrito de substâncias dissolvidas no polímero desgaseificado.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do dispositivo interno (1) ser configurado de forma que adicionalmente ele assegura que o ingresso de calor do meio de transferência de calor está dentro da solução polimérica líquida de fase única (P).

3. Trocador de calor de casco e tubo (R) para realizar o processo como definido na reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que compreende um feixe de tubos verticais paralelos (R) que são fixados em cada extremidade em uma placa de tubos (B) e uma região de desgaseificação abaixo da placa inferior de tubos (B), um dispositivo interno (1) em cada tubo (R) que reduz a seção transversal aberta livre através do tubo (R), com a solução polimérica (P) sendo alimentada em um estado líquido de uma só fase para dentro dos tubos (R), e um espaço interno dentro do casco ao redor dos tubos (R) através do qual escoa um meio de transferência de calor, com a desgaseificação ocorrendo como resultado de uma queda de pressão entre a pressão de entrada da solução polimérica (P)5 no trocador de calor de casco e tubo (R) e a região de desgaseificação, em que os dispositivos internos (1) reduzem a seção transversal aberta livre dos tubos (R) a menos de 5%, de preferência, a menos de 2%, mais de preferência, a menos de 1%..

4. Trocador de calor de casco e tubo (R) de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato dos dispositivos internos (1) estarem localizados na região da placa de tubo superior (B) e são configurados na forma de tampão.

5. Trocador de calor de casco e tubo (R) de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato dos tampões fecham os tubos (R), exceto um orifício central para a passagem da solução polimérica (P).

6. Trocador de calor de casco e tubo (R) de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato do orifício central no dispositivo interno (1) ter um diâmetro de 1,5 a 2,5 mm, de preferência, de 1,6 a 1,9 mm.

7. Trocador de calor de casco e tubo, de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizado pelo fato do dispositivo interno (1) ter um orifício de canal transversal, com um orifício central que se abre em um orifício transversal com o formato em cruz.

8. Trocador de calor de casco e tubo (R) de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato do orifício transversal com formato em cruz ter um diâmetro interno de 2 a 5 mm, de preferência, um diâmetro interno de 4 mm.

9. Trocador de calor de casco e tubo (R) de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato dos tubos (R) terem um comprimento de 0,3 a 10,0 m, de preferência, de 0,5 a 6,0 m, mais de preferência, de 1,0 a 3 m, e um diâmetro interno de 5 a 30 mm, de preferência, de 8 a 25 mm, mais de preferência, de 10 a 18 mm.

10. Trocador de calor de casco e tubo (R) de acordo com qualquer das reivindicações 2 a 9, caracterizado pelo fato da parte superior do dispositivo interno (1) ter o formato de uma haste (2) que se estende da extremidade superior do tubo (R) até não mais do que 20% do comprimento total do tubo (R) e é unida por uma outra parte (3) do dispositivo interno (1) que produz uma etapa de pressão pelo menos de 10 bar/cm, de preferência, pelo menos 20 bar/cm, ao longo de um comprimento de não mais do que 2 cm.

11. Trocador de calor de casco e tubo (R) de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato da haste se estender não mais do que 15% do comprimento total do tubo (R) e a outra parte (3) do dispositivo interno que produz uma etapa de pressão pelo menos de 10 bar/cm, de preferência, pelo menos 20 bar/cm, ter um comprimento de menos de 10 mm, de preferência, menos de 2 mm.

12. Trocador de calor de casco e tubo (R) de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado pelo fato da outra parte (3) do dispositivo interno (1) ser unida por um corpo de deslocamento (4) que assegura um fluxo predominantemente anular da solução polimérica (P) no tubo (R).

13. Processo para a remoção de substâncias dissolvidas de uma solução polimérica (P), caracterizado pelo fato do processo ser executado utilizando-se um trocador de calor de casco e tubo como definido em qualquer das reivindicações 1 a 12.