DE10000854A1 - Verfahren zum Reinigen von Trennkolonnen - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Reinigen von Trennkolonnen, durch die wässrige Polymerisatdispersionen oder Polymerisatsuspensionen im Anschluß an die Polymerisationsreaktionen zum Entfernen von leichtflüchtigen Bestandteilen geleitet wurden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Reinigen ein Inkontaktbringen der inneren Oberflächen der Trennkolonnen mit einer wässrigen Lösung einer basischen Verbindung umfaßt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Trennkolonnen, durch die wässrige Polymerisatdispersionen oder Polymerisatsuspensionen im Anschluß an die Polymerisationsreak­ tionen zum Entfernen von leichtflüchtigen Bestandteilen geleitet wurden.

Es ist bekannt, wässrige Polymerisatdispersionen und Polymerisat­ suspensionen durch sogenannte radikalisch initiierte wässrige Emulsions- oder Suspensionspolymerisationen herzustellen. Die Produkte enthalten im Anschluß an die Haupt- und gegebenenfalls Nachpolymerisation häufig noch leichtflüchtige Bestandteile, wie beispielsweise Restmonomere resultierend aus einem nicht voll­ ständigen Monomerenumsatz, Verunreinigungen aus den Einsatz­ stoffen, Zerfallsprodukte der Initiatoren oder niedermolekulare Produkte aus Nebenreaktionen. Da die leichtflüchtigen Bestand­ teile bei vielen Anwendungen von wässrigen Dispersions- und Sus­ pensionssystemen unerwünscht sind, so zum Beispiel im Lebensmit­ tel- oder Kosmetikbereich oder bei Innenraumanwendungen, werden die wässrigen Polymerisatdispersionen und Polymerisatsuspensionen vor oder nach einer gegebenenfalls durchgeführten radikalischen Nachpolymerisation zur Entfernung dieser leichtflüchtigen Kompo­ nenten einer sogenannten Inertgas- und/oder Wasserdampfstrippung zugeführt (Desodorierung). Entsprechende Verfahren sind seit lan­ gem allgemein bekannt und beispielsweise in den Schriften DE-A 25 50 023, DE-C 27 59 097, DE-C 28 55 146 oder DE-C 25 21 780 beschrieben. Häufig werden zur Desodorierung großer Mengen wässriger Polymerisatdispersionen und Polymerisatsuspensionen Trennkolonnen, sogenannte Strippkolonnen, eingesetzt, in welchen die wässrigen Polymerisatsysteme kontinuierlich von oben nach un­ ten herabfließen und ihnen von unten nach oben ein Inertgas- und/ oder ein Wasserdampfstrom entgegengeleitet wird. Dadurch werden die leichtflüchtigen Bestandteile aus den wässrigen Polymerisat­ systemen entfernt und über den Inertgas- und/oder Wasserdampf­ strom kontinuierlich aus der Trennkolonne ausgetragen. Um während der Desodorierung einen möglichst raschen und vollständigen Über­ gang der leichtflüchtigen Bestandteile aus den wässrigen Polyme­ risatsystemen in den Inertgas- und/oder Wasserdampfstrom zu er­ möglichen, müssen die Trennkolonnen Einbauten aufweisen, die eine große Oberfläche der wässrigen Polymerisatsysteme sicherstellen.

Ein solches Verfahren ist beispielsweise in der Internationalen Patentanmeldung WO 97/45184 der Anmelderin beschrieben. Dabei wird beispielsweise ein wässriges Polymerisatsystem zur Desodorierung in einer mit Regensiebböden und/oder Querstromsieb­ böden bestückten Gegenstromkolonne mit Wasserdampf behandelt. Mit der in dieser Anmeldung beschriebenen speziellen Gegenstrom­ kolonne können die Siebböden der Kolonne vereinfacht und der spe­ zifische Durchsatz erhöht werden. Diese Gegenstromkolonnen sind konstruktiv aufwendig aus einem Stück gefertigt, wobei die Sieb­ böden nachträglich auf eingeschweißten Tragringen aufgeschraubt wurden.

Derartige Konstruktionen sind jedoch mit Nachteilen behaftet. Wässrige Polymerisatsysteme bilden unter Trennbedingungen auf den inneren Oberflächen der Trennkolonnen Polymerisatfilme, welche auch zu größeren Anbackungen aufwachsen können. Diese führen zu einem Leistungsabfall und im Extremfall sogar zur vollständigen Verstopfung der Trennkolonne. Auch können sich diese Anbackungen teilweise wieder ablösen und im Wertprodukt zu unerwünschten Par­ tikeln führen, welche in den entsprechenden Endanwendungen die Ausbildung der gewünschten homogenen Polymerisatfilme stören wür­ den. Die wässrigen Polymerisatsysteme werden daher im Regelfall einer Filtration unterzogen.

Zur Vermeidung von Störungen infolge solcher unerwünschter Ver­ filmungen und Anbackungen werden diese Trennkolonnen in aufwendi­ gen Arbeitsschritten regelmäßig manuell mit einem Hochdruckwas­ serstrahl gereinigt. Die dadurch bedingten Stillstandszeiten der Trennkolonnen betragen bis zu zwei Wochen.

In einer weiteren Anmeldung wurde von der Anmelderin vorgeschla­ gen, die Einbauten innerhalb der Trennkolonne so zu gestalten, daß sie zu Reinigungszwecken aus der Trennkolonne herausgenommen und so in einfacher Weise gereinigt oder durch bereits gereinigte Einbauten ersetzt werden können. Durch diese Verfahrensvariante lassen sich die Stillstandszeiten auf etwa drei Tage reduzieren.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein einfacheres Ver­ fahren zum Reinigen von Trennkolonnen, durch die wässrige Polymerisatdispersionen oder Polymerisatsuspensionen im Anschluß an die Polymerisationsreaktionen zum Entfernen von leicht­ flüchtigen Bestandteilen geleitet wurden, zur Verfügung zu stel­ len, das ohne größere Demontagearbeiten auskommt und so die erforderlichen Stillstandszeiten der Trennkolonnen weiter redu­ ziert.

Demgemäß wurde ein Verfahren zum Reinigen von Trennkolonnen, durch die wässrige Polymerisatdispersionen oder Polymerisatsus­ pensionen im Anschluß an die Polymerisationsreaktionen zum Ent­ fernen von leichtflüchtigen Bestandteilen geleitet wurden, gefun­ den, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Reinigen ein Inkontaktbringen der inneren Oberflächen der Trennkolonnen mit einer wässrigen Lösung einer basischen Verbindung umfaßt.

Als zu reinigende Trennkolonnen eignen sich allgemein übliche 1 Kolonnen, wie beispielsweise Bodenkolonnen, Füllkörperkolonnen und Packungskolonnen. Als Einbauten können handelsübliche Böden, Füllkörper oder Packungen, wie beispielsweise Glockenböden, Tun­ nelböden, Ventilböden, Siebböden, Dualflowböden und Gitterböden, Pall-Ringe®, Berl®-Sattelkörper, Netzdrahtringe, Raschig-Ringe®, Intalox®-Sättel, Interpak®-Füllkörper und Intos®-Ringe aber auch geordnete Packungen, wie beispielsweise Sulzer-Mellapak© oder Sulzer-Optiflow®, Kühni-Rombopak® und Montz-Pak® sowie Gewebe­ packungen Verwendung finden. Als innere Oberflächen der Trenn­ kolonnen werden alle Oberflächen innerhalb der Trennkolonnen, wie beispielsweise die Innenflächen der Trennkolonnen selbst sowie alle Oberflächen der sich in den Trennkolonnen befindlichen Ein­ bauten, verstanden.

Vor dem erfindungsgemäßen Reinigen empfiehlt es sich, die Trenn­ kolonnen vollständig zu entleeren. Zur Reinigung werden die inne­ ren Oberflächen einer Trennkolonne mit einer wässrigen Lösung einer basischen Verbindung (basische Waschlösung) in Kontakt gebracht. Das Inkontaktbringen der inneren Oberflächen mit der basischen Waschlösung kann beispielsweise derart durchgeführt werden, daß die Trennkolonne vollständig mit dieser Lösung gefüllt wird. Dabei kann die basische Waschlösung der Trennko­ lonne sowohl über Zulaufleitungen im Kolonnenkopf oder im Kolonnensumpf oder an jeder beliebigen Stelle durch die seitliche Kolonnenwand zugeführt werden. Günstig ist es, wenn die Wasch­ lösung innerhalb der Trennkolonne bewegt wird. Dies kann beispielsweise durch Umpumpen der Lösung sowie durch Einblasen von Inertgas, beispielsweise Stickstoff oder Luft, oder Wasser­ dampf erfolgen. Das Inkontaktbringen ist beispielsweise aber auch dergestalt möglich, daß man die basische Waschlösung vom Kolonnenkopf über die inneren Oberflächen der Trennkolonne herab­ fließen oder herabrieseln läßt, diese im Kolonnensumpf sammelt und über eine Pumpe wieder in die Zulaufleitung zum Kolonnenkopf einspeist. Zur Erhöhung der Reinigungswirkung kann der herabflie­ senden basischen Waschlösung vom Kolonnensumpf vorteilhaft ein Wasserdampfstrom entgegengeleitet werden. Dieser Wasserdampfstrom begünstigt das Inkontaktbringen durch eine gleichmäßige Ver­ teilung der basischen Waschlösung über alle inneren Oberflächen der Trennkolonne. Diese Fahrweise hat gegenüber dem vollständigem Füllen der Kolonne den Vorteil, daß im. Regelfall zur Reinigung deutlich weniger basische Waschlösung benötigt wird.

Als basische Verbindung werden alle die Verbindungen verstanden, die in pH-neutralem Wasser (pH = 7) einen pH-Wert < 7 aufweisen. Zweckmäßig werden jedoch solche basischen Verbindungen einge­ setzt, die in Wasser bei 20°C und 1 bar (absolut) eine Löslichkeit ≧ 0,1 g/l zeigen. Als basische Verbindungen geeignet sind Alkali­ metall- und Erdalkalimetallhydroxide, wie beispielsweise Natrium­ hydroxid, Kaliumhydroxid, Lithiumhydroxid, Magnesiumhydroxid und Calciumhydroxid, Ammoniumhydroxid, Alkalimetall- und Erdalkali­ metallsalze schwacher Säuren, wie Kohlensäure, organische Carbon­ säuren oder Phosphorsäuren, wie beispielsweise Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat sowie deren Hydrogencarbonate Natriumhydrogen­ carbonat und Kaliumhydrogencarbonat, Natriumacetat, Kaliumacetat, Calciumacetat, Magnesiumacetat, Natriumpropionat, Kaliumpropio­ nat, Calciumpropionat, Magnesiumpropionat, Trinatriumphosphat, Trikaliumphosphat sowie organische Stickstoffverbindungen, wie C₁- bis C₄-Alkylamin, wie beispielsweise Methylamin, Ethylamin, n-Pro­ pylamin, iso-Propylamin, n-Butylamin, 2-Butylamin, tert.-Butyla­ min, C₁- bis C₄-Dialkylamine, wie beispielsweise Dimethylamin, Diethylamin, Di-n-propylamin, Di-iso-propylamin, Di-n-butylamin, Dibutylamin-2, Di-tert.-butylamin, C₁- bis C₄-Trialkylamine, wie beispielsweise Trimethylamin, Triethylamin, Tri-n-propylamin, Tri-iso-propylamin, Tri-n-butylamin, Tributylamin-2, Tri-tert.- butylamin aber auch aminogruppenhaltige organische Hydroxy­ verbindungen, wie beispielsweise Monoethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, 2-Aminopropanol, 3-Aminopropanol, 2-Aminobutanol, 3-Aminobutanol, 4-Aminobutanol, 2-Amino-2-methylpropanol, 2-Amino-2-hydroxymethyl-1,3-propandiol sowie 2-Amino-2-ethyl-1,3- propandiol. Erfindungsgemäß kann auch eine wässrige Lösung einge­ setzt werden, die zwei oder mehrere der vorgenannten basischen Verbindungen enthält. Bevorzugt werden wässrige Lösungen von Natriumhydroxid und/oder Kaliumhydroxid eingesetzt.

Erfindungsgemäß werden basische Waschlösungen verwendet, deren Gewichtsanteil an der basischen Verbindung in der Regel ≧ 0,1 Gew.-%, ≧ 1 Gew.-%, ≧ 2 Gew.-%, ≧ 3 Gew.-%, ≧ 5 Gew.-% und ≦ 20 Gew.-%, ≦ 30 Gew.-%, ≦ 40 Gew.-%, ≦ 50 Gew.-%, ≦ 60 Gew.-%, ≦ 70 Gew.-% und alle Werte dazwischen, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der basischen Waschlösung, beträgt. Häufig werden basische Waschlösungen eingesetzt, deren basischen Verbindungen einen Gewichtsanteil zwischen 1 und 20 Gew.-%, oft zwischen 1,5 und 15 Gew.-% oder zwischen 2 und 10 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der basischen Waschlösung, aufweisen.

Günstig ist es, wenn die basische Waschlösung während der Reini­ gung eine Temperatur von ≧ 0 bis 150°C aufweist. Es ist jedoch auch möglich, noch höhere Temperaturen einzustellen. Aus prakti­ schen Erwägungen werden Temperaturen zwischen 20 und 150°C bevor­ zugt. Häufig weist die basische Waschlösung Temperaturen zwischen 30 und 120°C oder zwischen 40 bis 110°C auf. Die Art, wie die ba­ sische Waschlösung aufgeheizt wird, ist prinzipiell unerheblich, beispielsweise können hierfür an der Trennkolonne angebrachte in­ nen- oder außenliegende Wärmetauscher oder eine separat ange­ brachte elektrische Heizung verwendet werden. Als vorteilhaft hat es sich jedoch erwiesen, wenn das Aufheizen der innerhalb der Trennkolonne herabfließenden basischen Waschlösung durch Wasser­ dampf erfolgt, welcher am Kolonnensumpf eingeleitet wird. Dies führt auch dazu, daß die basische Waschlösung innerhalb der Trennkolonne heftig bewegt wird. Durch die Kombination der Schritte Umpumpen/Herabfließen der basischen Waschlösung und Ein­ leiten von Wasserdampf erfolgt die Reinigung effektiver, was sich in der Regel auch in kürzeren Reinigungszeiten und in einer geringeren Menge der benötigten basischen Waschlösung nieder­ schlägt. Die Wasserdampftemperatur beträgt üblicherweise ≧ 100°C und kann Werte von ≧ 110°C, ≧ 120°C, ≧ 130°C, ≧ 140°C, ≧ 150°C oder ≧ 160°C aufweisen. Häufig wird der Wasserdampf in Form von unter Druck stehendem Wasserdampf eingespeist. Oft weist der Wasser­ dampf einen Druck von 4 oder 16 bar auf. Der Dampfstrom wird so eingestellt, daß einerseits die angestrebte Reinigungstemperatur erreicht und gehalten werden kann und andererseits ein Herabflie­ ßen und Umpumpen der basischen Waschlösung möglich ist.

Das Reinigen erfolgt erfindungsgemäß bei einem Kolonneninnendruck entsprechend dem äußeren Atmosphärendruck (1 bar absolut), bei Unterdruck (< 1 bar absolut) oder bei Überdruck (< 1 bar abso­ lut), jeweils gemessen im Kolonnenkopf. Abhängig von der Art der basischen Komponente und deren Konzentration in der wässrigen Waschlösung sowie der für die Reinigung gewählten Temperatur kann die Reinigung bei Drücken von ≦ 950 mbar, ≦ 900 mbar, ≦ 850 mbar, ≦ 800 mbar oder noch niedrigeren Drücken erfolgen. Häufig wird die Reinigung jedoch bei Atmosphärendruck oder bei Drücken ≧ 1,5 bar, ≧ 2 bar, ≧ 3 bar, ≧ 4 bar, ≧ 5 bar (jeweils Absolutwerte) oder noch höheren Drücken, jeweils gemessen im Kolonnenkopf, durchgeführt. Aus wirtschaftlichen Gründen erfolgt die Reinigung jedoch häufig bei Drücken ≦ 5 bar (absolut). Oft erfolgt die Rei­ nigung bei Atmosphärendruck.

Die Menge der einzusetzenden basischen Waschlösung richtet sich nach vielen Faktoren, beispielsweise dem Volumen der Kolonne, der Art der Kolonneneinbauten, der Art der basischen Verbindung und deren Konzentration in der wässrigen Waschlösung, der Temperatur, der Umpumprate, der Art und dem Grad der Verfilmung usw.. Eine spezifische Mengenangabe ist daher im Rahmen dieser Anmeldung nicht möglich. Üblicherweise werden jedoch Volumenmengen einge­ setzt, die ≧ 0,1 Vol.-%, ≧ 1 Vol.-%, ≧ 3 Vol.-%, ≧ 5 Vol.-%, ≧ 10 Vol.-%, ≧ 20 Vol.-%, ≧ 30 Vol.-%, ≧ 50 Vol.-%, ≧ 70 Vol.-%, ≧ 100 Vol.-% oder noch höhere Werte, jeweils bezogen auf das Gesamtin­ nenvolumen der Trennkolonne, betragen. Abhängig vom Verschmut­ zungsgrad der Kolonne kann es vorteilhaft sein, die Reinigung mehrmals mit kleinen Portionen an frischer basischer Waschlösung durchzuführen.

Die erfindungsgemäße Reinigung kann prinzipiell bei auf den inne­ ren Oberflächen anhaftenden Polymerisatfilmen oder -anbackungen erfolgen, welche aus Polymerisatpartikeln gebildet wurden, deren Homo- oder Copolymerisate aus wenigstens einem der folgenden ethylenisch ungesättigten Monomeren aufgebaut sind: Vinyl­ aromatische Monomere wie Styrol, α-Methylstyrol, o-Chlorstyrol oder Vinyltoluole, Ester aus Vinylalkohol und 1 bis 18 C-Atome aufweisenden Monocarbonsäuren, wie Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinyl-n-butyrat, Vinyllaurat und Vinylstearat, Ester aus vorzugs­ weise 3 bis 6 C-Atome aufweisenden α,β-monoethylenisch ungesättigten Mono- und Dicarbonsäuren, wie insbesondere Acryl­ säure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Fumarsäure und Itaconsäure, mit im allgemeinen 1 bis 12, vorzugsweise 1 bis 8 und ins­ besondere 1 bis 4 C-Atome aufweisenden Alkanolen wie besonders Acrylsäure- und Methacrylsäuremethyl-, -ethyl-, -n-butyl-, tert.- butyl-, -iso-butyl und -2-ethylhexylester, Maleinsäuredimethyl­ ester oder Maleinsäure-di-n-butylester, Nitrile α,β-mono­ ethylenisch ungesättigter Carbonsäuren, wie Acrylnitril sowie C_4-8-konjugierte Diene wie 1,3-Butadien und Isopren. Die genannten Monomere bilden im Fall von nach der Methode der radikalischen wässrigen Emulsions- oder Suspensionspolymerisation erzeugten wässrigen Polymerisatsystemen in der Regel die Hauptmonomeren, die, bezogen auf die Gesamtmenge der nach dem Verfahren der radikalisch initiierten wässrigen Emulsions- oder Suspensions­ polymerisation zu polymerisierenden Monomeren normalerweise einen Anteil von mehr als 50 Gew.-% auf sich vereinen.

Folgende Monomere werden bei der radikalischen wässrigen Emulsions- oder Suspensionspolymerisation im Normalfall lediglich als modifizierende Monomere in Mengen, bezogen auf die Gesamt­ menge der zu polymerisierenden Monomeren, von weniger als 50 Gew.-%, in der Regel 0,5 bis 20, vorzugsweise 1 bis 10 Gew.-% einpolymerisiert: α,β-monoethylenisch ungesättigte Mono- und Dicarbonsäuren und deren Amide, wie z. B. Acrylsäure, Methacryl­ säure, Maleinsäure, Fumarsäure, Itaconsäure, Acrylamid und Meth­ acrylamid, ferner monoethylenisch ungesättigte Sulfonsäuren und deren wasserlösliche Salze, wie beispielsweise Vinylsulfonsäure sowie N-Vinylpyrrolidon.

Monomere, die üblicherweise die innere Festigkeit der Verfilmun­ gen der wässrigen Polymerisatdispersionen oder -suspensionen erhöhen, weisen normalerweise wenigstens eine Epoxy-, Hydroxy-, N-Methylol- oder Carbonylgruppe, oder wenigstens zwei nicht kon­ jugierte ethylenisch ungesättigte Doppelbindungen auf. Beispiele hierfür sind N-Alkylolamide von 3 bis 10 C-Atome aufweisenden α,β- monoethylenisch ungesättigten Carbonsäuren, unter denen das N-Me­ thylolacrylamid und das N-Methylolmethacrylamid ganz besonders bevorzugt sind sowie deren Ester mit 1 bis 4 C-Atomen aufweisen­ den Alkanolen. Daneben kommen auch zwei Vinylreste aufweisende Monomere, zwei Vinylidenreste aufweisende Monomere sowie zwei Alkenylreste aufweisende Monomere in Betracht. Besonders vorteil­ haft sind dabei die Di-Ester zweiwertiger Alkohole mit α,β-mono­ ethylenisch ungesättigten Monocarbonsäuren unter denen die Acryl- und Methacrylsäure bevorzugt sind. Beispiele für derartige zwei nicht konjugierte ethylenisch ungesättigte Doppelbindungen auf­ weisende Monomere sind Alkylenglykoldiacrylate und -dimeth­ acrylate wie Ethylenglykoldiacrylat, 1,2-Propylenglykoldiacrylat, 1,3-Propylenglykoldiacrylat, 1,3-Butylenglykoldiacrylat, 1,4-Butylenglykoldiacrylate und Ethylenglykoldimethacrylat, 1,2-Propylenglykoldimethacrylat, 1,3-Propylenglykoldimethacrylat, 1,3-Butylenglykoldimethacrylat, 1,4-Butylenglykoldimethacrylate sowie Divinylbenzol, Vinylmethacrylat, Vinylacrylat, Allylmeth­ acrylat, Allylacrylat, Diallymaleat, Diallylfumarat, Methylenbis­ acrylamid, Cyclopentadienylacrylat, Triallylcyanurat oder Tri­ allylisocyanurat. In diesem Zusammenhang von besonderer Bedeutung sind auch die Methacrylsäure- und Acrylsäure-C₁-C₈-Hydroxyalkyl­ ester wie n-Hydroxyethyl-, n-Hydroxypropyl- oder n-Hydroxybutyla­ crylat und -methacrylat sowie Verbindungen, wie Diacetonacrylamid und Acetylacetoxyethylacrylat bzw. -methacrylat. Die vorgenannten Monomeren werden im Fall von ausschließlich nach der Methode der radikalischen wässrigen Suspensions- und Emulsionspolymerisation erzeugten wässrigen Polymerisatsysteme, bezogen auf die Gesamt­ menge der zu polymerisierenden Monomeren, meist in Mengen von bis zu 10 Gew.-% einpolymerisiert.

Vorteilhaft läßt sich das erfindungsgemäße Reinigungsverfahren bei Polymerisatverfilmungen oder -anbackungen anwenden, welche aus Polymerisatsystemen gebildet wurden, deren Homo- oder Copoly­ merisate wenigstens teilweise aus einem ethylenisch ungesättigten Monomeren der folgenden Monomerenklassen aufgebaut sind: Ester aus Vinylalkohol und 1 bis 18 C-Atome aufweisenden Monocarbon­ säuren, wie Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinyl-n-butyrat, Vinyl­ laurat und Vinylstearat, Ester aus vorzugsweise 3 bis 6 C-Atome aufweisenden α,β-monoethylenisch ungesättigten Mono- und Dicarbon­ säuren, wie insbesondere Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Fumarsäure und Itaconsäure, mit im allgemeinen 1 bis 12, vorzugs­ weise 1 bis 8 und insbesondere 1 bis 4 C-Atome aufweisenden Alkanolen wie besonders Acrylsäure- und Methacrylsäuremethyl-, -ethyl-, -n-butyl-, -tert.-butyl-, -iso-butyl und -2-ethylhexyl­ ester, Maleinsäuredimethylester oder Maleinsäure-di-n-butylester, α,β-monoethylenisch ungesättigte Mono- und Dicarbonsäuren und deren Amide wie z. B. Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Itaconsäure, acrylamid und Methacrylamid, sowie ethylenisch ungesättigte Sulfonsäuren, wie beispielsweise Vinyl­ sulfonsäure.

Insbesondere läßt sich das erfindungsgemäße Reinigungsverfahren bei Polymerisatverfilmungen oder -anbackungen anwenden, welche aus Polymerisatsystemen gebildet wurden, deren Homo- oder Copoly­ merisate zu ≧ 10 Gew.-%, ≧ 20 Gew.-%, ≧ 30 Gew.-%, ≧ 40 Gew.-%, ≧ 50 Gew.-%, ≧ 60 Gew.-%, ≧ 70 Gew.-%, ≧ 80 Gew.-%, ≧ 90 Gew.-% oder sogar zu 100 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge der zur Polymerisation eingesetzten ethylenisch ungesättigten Monome­ ren, aus wenigstens einem ethylenisch ungesättigten Monomeren der folgenden Monomerenklassen aufgebaut sind: Ester aus vorzugsweise 3 bis 6 C-Atome aufweisenden α,β-monoethylenisch ungesättigten Mono- und Dicarbonsäuren, wie insbesondere Acrylsäure, Methacryl­ säure, Maleinsäure, Fumarsäure und Itaconsäure, mit im allge­ meinen 1 bis 12, vorzugsweise 1 bis 8 und insbesondere 1 bis 4 C-Atome aufweisenden Alkanolen, wie besonders Acrylsäure- und Methacrylsäuremethyl-, -ethyl-, -n-butyl-, -tert.-butyl-, -iso­ butyl und -2-ethylhexylester, Maleinsäuredimethylester oder Maleinsäure-di-n-butylester, α,β-monoethylenisch ungesättigte Mono- und Dicarbonsäuren und deren Amide wie z. B. Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Itaconsäure, Acrylamid und Methacrylamid, sowie ethylenisch ungesättigte Sulfonsäuren, wie beispielsweise Vinylsulfonsäure.

Bei Polymerisatfilmen und -anbackungen, welche sich nicht durch das erfindungsgemäße Inkontaktbringen mit einer basischen Wasch­ lösung auf- oder wenigstens ablösen, hat sich gezeigt, daß zumin­ dest die mechanische Ablösung, beispielsweise mit einem Hoch­ druckwasserstrahl, erleichtert und so die Reinigungszeit gegen­ über der reinen mechanischen Reinigung deutlich verkürzt wird.

Die Zeitdauer des Inkontaktbringens ist beispielsweise stark abhängig vom Volumen und der Art der Einbauten der Trennkolonne, der Beschaffenheit und der Dicke der Polymerisatfilme und -anbackungen, der Art und der Menge der eingesetzten basischen Verbindung, deren Konzentration in wässriger Lösung, der für den Reinigungsprozeß gewählten Temperatur sowie des gewählten Drucks. Abhängig von den vorgenannten Bedingungen kann die Zeitdauer des Inkontaktbringens lediglich wenige Minuten aber auch bis zu meh­ reren Stunden betragen. Die optimale Zeitdauer läßt sich einfach in leicht durchzuführenden Routineversuchen ermitteln.

Von Bedeutung ist, daß sich nach dem vorgenannten Reinigungsver­ fahren auch der Trennkolonne vor- oder nachgeschaltete Wärme­ tauscher und/oder Filtrationseinrichtungen von deren anhaftenden Polymerisatfilmen oder -anbackungen reinigen lassen. Dies ist da­ durch möglich, daß man das erfindungsgemäße Inkontaktbringen der inneren Oberflächen der Trennkolonne mit basischer Waschlösung in einfacher Weise auf das Inkontaktbringen der inneren Oberflächen der vor- oder nachgeschalteten Wärmetauscher und/oder Filtra­ tionseinrichtungen, beispielsweise durch Integration dieser Appa­ rate in die Umpumpleitung der basischen Waschlösung, ausdehnt.

Nach dem Reinigungsprozeß wird die basische Waschlösung üblicher­ weise vollständig aus der Trennkolonne und den eventuell vor- oder nachgeschalteten Apparaten entleert. In der Regel werden die Trennkolonne und die eventuell vor- oder nachgeschalteten Appa­ rate anschließend solange mit vollentsalztem Wasser gespült, bis das Spülwasser einen pH-Wert ≦ 8 oder oft ≦ 7,5 aufweist. Nach vollständigem Entleeren der Apparate stehen diese erneut zum Ent­ fernen von leichtflüchtigen Bestandteilen aus wässrigen Polymeri­ satsuspensionen oder Polymerisatdispersionen zur Verfügung.

Beispiele 1. Beispiel

In einer 9,3 m hohen Trennkolonne mit einem Innendurchmesser von ca. 50 cm und insgesamt 10 sogenannten Regensiebböden wurden wässrige Polymerisatdispersionen, deren Polymerisatpartikel aus Copolymerisaten von tert.-Butylacrylat, Ethylacrylat und Meth­ acrylsäure aufgebaut waren, durch Einleiten von 4-bar-Wasserdampf von leichtflüchtigen Bestandteilen befreit. Nach Behandlung von insgesamt ca. 240 t wässriger Polymerisatdispersionen wies die Kolonne starke Ablagerungen, Anbackungen und Koagulatausfällungen mit einer Dicke von bis zu 5 mm auf, so daß sie nur noch mit einem gegenüber der Nennleistung verminderten Durchsatz betrieben werden konnte.

Nach vollständiger Entleerung wurde die Trennkolonne wie folgt gereinigt.

In einem als Vorlage dienenden Rührkessel wurden 2 m³ einer 3 gew.-%igen wässrigen Natronlauge vorgelegt und auf ca. 85°C aufge­ heizt. Mit einem Volumenstrom von 2 m³ pro Stunde pumpte man die ca. 85°C heiße Natronlauge über einen in der Zulaufleitung befind­ lichen Beutelfilter und eine Aufgabeeinrichtung auf den obersten Boden der Kolonne, so daß die heiße Natronlauge über die Regen­ siebböden im Inneren der Trennkolonne herabfließen konnte. Gleichzeitig wurde der Trennkolonne am Kolonnensumpf 400 kg 4 bar-Wasserdampf pro Stunde zudosiert. Nach einer Stunde beendete man die Zuläufe und entleerte die Trennkolonne sowie die entspre­ chenden Zulaufleitungen vollständig. Anschließend wurde die Anlage kontinuierlich mit 600 Liter entionisiertem Wasser ge­ spült. Am Ende hatte das Spülwasser einen pH-Wert von 7,5. Nach Entleerung der Kolonne konnten keine Ablagerungen oder Anbackungen mehr festgestellt werden. Die Trennkolonne ließ sich wieder mit 100% ihrer Leistung betreiben.

2. Beispiel

In einer 13 m hohen Trennkolonne mit einem Innendurchmesser von ca. 80 cm und insgesamt 20 sogenannten Regensiebböden wurden wässrige Polymerisatdispersionen mit unterschiedlichsten Zusam­ mensetzungen durch Einleiten von 4 bar-Wasserdampf von leicht­ flüchtigen Bestandteilen befreit. Zur Herstellung der jeweiligen wässrigen Polymerisatdispersionen wurden Monomerenmischungen verwendet, die als Hauptmonomere n-Butylacrylat, Styrol, 2-Ethyl­ hexylacrylat, Acrylnitril oder Vinylacetat enthielten. Nach Behandlung von insgesamt ca. 2000 t wässriger Polymerisatdisper­ sionen wies die Kolonne starke Verfilmungen, Ablagerungen und Koagulatausfällungen mit einer Dicke von bis zu 5 mm auf, so daß sie nur noch mit deutlich verminderten Durchsätzen, jeweils bezogen auf die entsprechenden Nennleistungen, betrieben werden konnte.

Nach vollständiger Entleerung wurde die Trennkolonne wie folgt gereinigt.

In einem als Vorlage dienenden Rührkessel wurden ca. 4000 kg einer 2 gew.-%igen wässrigen Natronlauge bei etwa 25°C vorgelegt. Mit einem Volumenstrom von ca. 12 m³ pro Stunde pumpte man die wässrige Natronlauge über einen in der Zulaufleitung befindlichen Beutelfilter und eine Aufgabeeinrichtung auf den obersten Boden der Kolonne. Dabei wurde die wässrige Natronlauge mittels eines Dampfinjektors in der Zulaufleitung auf ca. 100°C aufgeheizt. Gleichzeitig wurden der Trennkolonne am Kolonnensumpf pro Stunde ca. 500 kg 4 bar-Wasserdampf zudosiert. Nach ca. 20 Minuten wurde der Zulauf an frischer wässriger Natronlauge beendet.

Anschließend pumpte man die im Kolonnensumpf angesammelte Natron­ lauge über die Eintragspumpe auf den obersten Boden der Kolonne zurück, von wo sie kontinuierlich über alle Regensiebböden herab­ floß. Der Volumenstrom der Umwälzung betrug ebenfalls ca. 12 m³ pro Stunde. Dabei erhöhte man innerhalb von 6 Stunden die Menge des am Kolonnensumpf eingespeisten 4 bar-Wasserdampfes sukzessive auf ca. 1700 kg pro Stunde. Nach insgesamt 6 Stunden wurde die Dampfzufuhr und das Umpumpen der wässrigen Natronlauge beendet. Anschließend entleerte man die Trennkolonne vollständig. Danach wurde die Trennkolonne mit ihren Zu- und Ableitungen fünfmal mit je 200 l entionisiertem Wasser von der Natronlauge freigespült und jeweils vollständig entleert. Am Ende hatte das Spülwasser einen pH-Wert von 7,5. Die Trennkolonne konnte wieder mit 100% ihrer Leistung betrieben werden.

Claims (6)

1. Verfahren zum Reinigen von Trennkolonnen, durch die wässrige Polymerisatdispersionen oder Polymerisatsuspensionen im Anschluß an die Polymerisationsreaktionen zum Entfernen von leichtflüchtigen Bestandteilen geleitet wurden, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigen ein Inkontaktbringen der inneren Oberflächen der Trennkolonnen mit einer wässrigen Lösung einer basischen Verbindung umfaßt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewichtsanteil der basischen Verbindung in der wässrigen Lösung < 0 und ≦ 70 Gew.-% beträgt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die wässrige Lösung einer basischen Verbindung eine Temperatur von ≧ 0 bis 150°C aufweist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Reinigen bei einem Druck von bis zu 5 bar (absolut), gemessen im Kopf der Kolonne, erfolgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als basische Verbindung Natriumhydroxid und/ oder Kaliumhydroxid eingesetzt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die auf den inneren Oberflächen der Trenn­ kolonnen anhaftenden Polymerisatverfilmungen und -anbackungen aus wässrigen Polymerisatdispersionen und Polymerisatsuspen­ sionen gebildet wurden, deren Homo- oder Copolymerisate wenigstens teilweise aus einem ethylenisch ungesättigten Monomeren der folgenden Monomerenklassen aufgebaut waren: Ester aus Vinylalkohol und 1 bis 18 C-Atome aufweisenden Monocarbonsäuren, Ester aus 3 bis 6 C-Atome aufweisenden α,β- monoethylenisch ungesättigten Mono- und Dicarbonsäuren, mit 1 bis 12 C-Atome aufweisenden Alkanolen, α,β-monoethylenisch ungesättigten Mono- und Dicarbonsäuren und deren Amide sowie monoethylenisch ungesättigte Sulfonsäuren.