DE2733679A1

DE2733679A1 - Verfahren zur entfernung von vinylchlorid-monomeren aus vinylchloridpolymeren

Info

Publication number: DE2733679A1
Application number: DE19772733679
Authority: DE
Inventors: Daniel Alexander Samson; Douglas Alexander Tait
Original assignee: ICI Australia Ltd
Current assignee: Orica Ltd
Priority date: 1976-07-27
Filing date: 1977-07-26
Publication date: 1978-02-02
Also published as: GB1580225A; NL7708168A; NZ184661A; JPS5334888A; SE438861B; IT1143747B; SE7708564L; FR2359848B1; FR2359848A1; ES461073A1

Description

ICI AUSTRALIA LIMITED, Melbourne, Victoria, Australien

Verfahren zur Entfernung von Vinylchlorid-Monomerem aus Vinyl-

chloridpolymeren

Priorität Australien vom 27.7. und 19.8.1976

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abstreifen von Vinylchloridmonomerem (VCM) aus Aufschlämmung en von teilchenförmigen Polyvinylchlorid-(PVC)-polymeren in Wasser.

Nach der Erkenntnis der gesundheitlichen Gefahren, die beim Aussetzen an VCM-Dampf auftreten, werden überall in der Welt erhebliche Anstrengungen unternommen, um die Freisetzung von VCM an die Atmosphäre während der Herstellung und Verarbeitung von PVC-Polymeren zu eliminieren. Es sind zwar schon erhebliche Fortschritte hinsichtlich der Verminderung der Freisetzung von VCM

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an die Atmosphäre während der Herstellung von FVC-Polymeren erzielt worden, doch stellt die Verunreinigung der Atmosphäre durch Freisetzung von nicht-umgesetztem VCM aus dem Polymeren während und nach der Verarbeitung immer noch ein zum größten Teil ungelöstes Problem dar.

PVC-Polymere können nach einer Anzahl von Verfahren hergestellt werden, z.B. durch Emulsions-, Gasphasen-, Massen-, Lösungs-, Dispersions- und Suspensionspolymerisationsprozesse. Bei allen diesen Verfahren ist es die übliche Praxis, den Reaktionszyklus zu beendigen, bevor eine vollständige Umwandlung des Monomeren erfolgt ist. Dies wird entweder deswegen durchgeführt, weil entweder die Reaktionsgeschwindigkeit nicht mehr wirtschaftlich aufrechterhalten werden kann oder weil ein Polymeres mit hoher Porosität hergestellt werden soll. Somit bleibt nicht-umgesetztes Monomeres in dem Polymeren in adsorbierter, gelöster oder auf sonstige Weise okkludierter Form zurück. Bei dem Suspensionspolymerisationsverfahren beträgt die Umwandlung normalerweise 83 bis 9Ο9έ. Der größte Teil des nicht-umgesetzten Monomeren wird für die Zurückführung wiedergewonnen, indem die Aufschlämmung des Reaktionsprodukts entweder in dem Reaktionsgefäß oder in einem speziellen Abstreifgefäß im Vakuum abgestreift wird. Jedoch bleiben auch dann immer noch Spuren von VCM in dem Polymeren zurück und dieses restliche VCM ist nur schwierig zu entfernen.

Es ist bekannt, daß restliches VCM aus dem Polymeren durch Erhitzen entfernt werden kann. Tatsächlich ist einer der Gründe, warum restliches VCM aus PCV-Polymeren entfernt werden muß, die gesundheitliche Gefahr, die mit der Freisetzung des restlichen VCM während der Verarbeitung des Polymeren einhergeht. Jedoch beginnt bekanntlich bei Temperaturen oberhalb 100⁰C das PVC sich langsam zu zersetzen, wobei die Zersetzungsgeschwindigkeit mit steigender Temperatur zunimmt. Eine nennenswerte thermische Zersetzung des Polymeren kann seine physikalischen Eigenschaften

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nachteilig beeinflussen und dieses für die weitere Verarbeitung ungeeignet machen. Die Verfahren, die daher zum Abstreifen von nicht-umgesetztem Monomeren aus wärmestabileren Polymeren, z.B. von Acrylnitril aus Polyacrylnitril und von Styrol aus Styrol/ Butadien-Kautschuk, entwickelt worden sind, sind daher auf das Abstreifen von restlichem VCM aus relativ wärmeempfindlichen PVC-Polymeren nicht anwendbar. Die Auffindung eines wirtschaftlichen Verfahrens, durch das restliches VCM wirksam aus PCV-PoIymeren entfernt werden kann, ohne daß die physikalischen Eigenschaften des Polymeren beeinträchtigt werden, ist daher von erheblicher Wichtigkeit.

Bei der Suche nach solchen Verfahren sind PVC-Produz ent en nunmehr dazu übergegangen, das restliche VCI-I aus dem PVC-Polymeren entweder in dem Reaktorgefäß oder in einem speziellen Abstreifgefäß durch Anwendung von Hitze, gewöhnlich in Form von Frischdampf, an das Polymere abzustreifen. Solche Verfahren haben sich jedoch nicht als erfolgreich erwiesen, um den VCM-Gehalt des Polymeren auf die erforderlichen Gehalte von weniger als 10 ppm und vorzugsweise weniger als 1 ppm zu vermindern, ohne daß eine unerwünschte thermische Zersetzung des Polymeren bewirkt wird.

Die Abstreifung von VCM aus einer Aufschlämmung eines teilchenförmigen PVC-Polymeren in Wasser in der Weise, daß man die Aufschlämmung nach unten durch eine Kolonne mit üblicher Siebplattenbauart mit Fallrohren leitet, wobei man Wasserdampf durch die Kolonne nach oben leitet, führt im Vergleich zu einem absatzweise geführten Abstreifen in einem Gefäß durch Eindüsung von Frischdampf zu einer verbesserten Abstreifungswirksamkeit. In einer solchen Kolonne haben jedoch die Teilchen eine breite Verweilzeitverteilung, wobei einige der Teilchen rasch durch die Kolonne hindurchgehen und nicht wirksam abgestreift werden, während andererseits einige der Teilchen in der Kolonne über einen langen Zeitraum verbleiben, wodurch sie zwar wirksam abgestreift

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werden, Jedoch aber auch einer unerwünschten thermischen Zersetzung ausgesetzt sind. Wenn man die mittlere Verweilzeit in einer solchen Kolonne erhöht, dann wird zwar der Prozentsatz von wirksam abgestreiften Teilchen erhöht, doch sind aufgrund der breiten Verweilzeitverteilung mehr Teilchen einer unerwünschten thermischen Zersetzung ausgesetzt. Eine Kolonne des üblichen Siebplattentyps mit Fallrohren ist daher nicht zufriedenstellend, um restliches VCH zu einem annehmbaren Wert abzustreifen.

Ein ideales kontinuierliches Verfahren zur Entfernung von restlichem VCM aus teilchenf örmigem PVC scheint ein Wasserdampf-Abstreifprozeß zu sein, bei dem eine Kolonne verwendet wird, in der alle Teilchen über die gleiche Zeitspanne gehalten werden, wodurch alle Teilchen den gleichen Abstreifbedingungen ausgesetzt sind.

Es wurde nun ein Verfahren gefunden, durch das VCM wirksam aus einem PVC-Polymeren abgestreift werden kann. Bei diesem Verfahren geht man so vor, daß man eine Aufschlämmung der Polymerteilchen in Wasser durch eine Kolonne leitet, die mit perforierten Platten, Jedoch nicht mit Fallrohren ausgestattet ist. Die Aufschlämmung wird auf den perforierten Platten durch einen Aufwärts-Wasserdampf strom durch die Kolonne und durch die Löcher in den Platten gehalten. Der Wasserdampf strom wird so eingestellt, daß sich die Aufschlämmung die Kolonne hinunterbewegen kann, indem sie durch die Löcher in den perforierten Platten fließt, überraschenderweise ist die Verteilung der Verweilzeit der Teilchen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erheblich enger, als sie unter Verwendung einer Kolonne der üblichen Siebplattenbauart mit Fallrohren erhalten werden kann. Im Ergebnis können daher die Teilchen zu einem sehr niedrigen VCM-Gehalt abgestreift werden, ohne daß eine unerwünschte thermische Zersetzung des Polymeren bewirkt wird.

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Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Entfernung von Vinylchloridmonomerem aus Polyvinylchloridpolymeren, dae dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine Aufschlämmung von Teilchen des Polyvinylchloridpolymeren in Wasser durch eine im wesentlichen vertikale Kolonne leitet, die mit einer Reihe von horizontal angeordneten perforierten Platten versehen ist, die aber keine FlUssigkeits-Fallrohre aufweist, wobei man die Aufschlämmung in die Kolonne am Kopf der Kolonne oder in der Nähe davon einspeist, wobei man einen Wasserdampfstrom in die Kolonne am Kolonnenfuß oder in der Nähe davon mit einer ausreichenden Geschwindigkeit einspeist, daß die Aufschlämmung durch die Perforationen gegen den Wasserdampf strom triefen kann, ohne daß die Kolonne geflutet wird, und wobei weiterhin die Temperatur der Aufschlämmung in der Kolonne 90 bis 150⁰C beträgt, die mittlere Verweilzeit der Teilchen in der Kolonne 1 bis 20 min beträgt, der Halbinterquartilsbereich der Verweilzeit der Teilchen in der Kolonne weniger als 5 min beträgt, die abgestreifte Aufschlämmung aus der Kolonne beim Kolonnenfuß oder nahe davon entfernt wird und wobei der Wasserdampf und das Vinylchloridmonomere aus der Kolonne beim Kolonnenkopf oder in der Nähe davon entfernt werden.

Das PVC-Polymere kann ein Homopolymeres von Vinylchlorid oder ein Copolymeres von Vinylchlorid mit einem oder mehreren anderen copolymerisierbaren Vinylmonomeren, wie z.B. Vinylacetat, Vinylbenzol, Vinylidenchlorid, Vinylbromid, Acryl- und Methacrylsäure sowie ihre Ester, Äthylen und Propylen, sein. Der Erweichungspunkt und die thermische Stabilität des Polymeren müssen jedoch beachtet werden, wenn die Betriebstemperatur und die mittlere Verweilzeit festgelegt werden. Ein Polymeres, das bei Temperaturen unterhalb 90°C in nennenswerter Weise erweicht oder sich zersetzt, ist für die Behandlung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht geeignet. Das erfindungsgemäße Verfahren findet seine beste Anwendung beim Abstreifen von restlichem VCM aus PVC-Homopolymeren.

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Das erfindungsgemäße Verfahren kann dazu angewendet werden, um restliches VCM aus PVC-Polymeren abzustreifen, die durch bekannte PVC-Polymerisationsverfahren hergestellt worden sind, wie z.B. durch Emulsions-, Gasphasen-, Massen-, Lösungs-, Dispersions- und Suspensionspolymerisationsprozesse. Zur Behandlung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren muß jedoch das PVC-Polymere in Form einer Aufschlämmung von PVC-Polymerteilchen in Wasser vorliegen, so daß, wenn das PVC-Polymere nicht in Teilchenform anfällt, es vor der Behandlung zu einer solchen Form zerkleinert werden muß. Bei dem Suspensionspolymerisationsverfahren werden die PVC-Polymere in Form einer Aufschlämmung von Teilchen in Wasser erzeugt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist daher besonders gut geeignet, um restliches VCM aus PVC-Polymeren abzustreifen, die durch Suspensionspolymerisation hergestellt worden sind.

Die Größe der PVC-Polymerteilchen ist hinsichtlich der Abstreifwirksamkeit nicht kritisch. So sind z.B. Teilchen von PVC-Homopolymeren, welche nach dem Suspensionspolynerisationsverfahren hergestellt v/erden, Aggregate von Primärteilchen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren hängt die Abstreifrate des VCM von der Diffusionsgeschwindigkeit des VCM von den Primärteilchen ab und sie hängt daher nicht von der Gesamtgröße der Teilchen, wie sie durch eine typische Siebanalyse gemessen wird, ab. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren triefen jedoch die Teilchen durch die Perforationen in den Platten, so daß es wichtig ist, daß die Teilchen gesiebt werden, bevor sie in die Kolonne eingeführt werden, damit gewährleistet wird, daß die Teilchen sich frei durch die Perforationen bewegen.

Der Anteil von festem PVC-Polymeren in der Aufschlämmung ist nicht kritisch und kann sich von sehr kleinen prozentualen Mengen bis zu einem hohen Prozentsatz erstrecken, wobei letzterer davon einschränkend bestimmt wird, ob die Suspension gepumpt werden kann oder nicht. In typischer Weise variiert der Gehalt

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des PVC-Polymeren in der Aufschlämmung von etwa 10 bis etwa 60 Gew.-#. In der Praxis beträgt er vorzugsweise 20 bis 45 Gew.-%.

Die Größe der Kolonne ist nicht in engem Maße kritisch. Der Kolonnendurchmesser und die Anzahl der Platten bestimmt sich dem Grunde nach anhand der Betriebsgröße. Zufriedenstellende Ergebnisse wurden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten, als Kolonnen mit 5 bis 60 perforierten Platten und Kolonnen mit einem Durchmesser von 16 bis 61 cm verwendet wurden. Diese Zahlen sollen jedoch nicht im einschränkenden Sinne aufgefaßt werden. Bei einigen Verfahrensweisen, bei denen eine kontinuierliche Behandlung nicht wichtig ist, kann es vorzuziehen sein, einen Ansatz der Aufschlämmung durch eine Kolonne mit einer kleinen Anzahl von Platten mehrfach durchzuleiten, anstelle eines einzigen Durchgangs durch eine Kolonne mit vielen Platten.

Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Abstreifkolonne ist so gestaltet, daß sie den gewünschten Durchsatz und die gewünschte Verminderung des VCM-Gehalts des Polymeren ohne eine thermische Zersetzung des Polymeren ergibt. Die Verminderung des VCM-Gehalts des Polymeren wird durch die Betriebstemperatur und den Zeitraum, über den die Teilchen erhitzt werden, kontrolliert. Im Idealfall sollten alle Teilchen über den gleichen Zeitraum erhitzt werden. In der Praxis sollte die Verteilung der Verweilzeit der Teilchen um die mittlere Verweilzeit herum so eng wie möglich sein. Praktisch ausgedrückt bedeutet dies, daß die Kolonne so konstruiert sein sollte, daß tote Räume vermieden werden, so daß gewährleistet wird, daß die Wände der Kolonne und die unteren Seiten der Platten gewaschen werden und daß die auf den Platten durch den Dampf strom gehaltene Aufschlämmung gut durchbewegt wird.

Die Verteilung der Verweilzeit der Teilchen in der Kolonne wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch durch das Flüssigkeits-

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niveau auf den Platten beeinflußt. Bei einem gegebenen Kolonnendurchsatz führt ein niedriges Flüssigkeitsniveau bzw. ein niedriger Flüssigkeitsstand auf einer großen Anzahl von Platten zu einer engeren Verteilung der Verweilzeit der Teilchen als ein höheres Flüssigkeitsniveau auf einer entsprechend kleineren Anzahl von Platten.

Die Kapazität der Kolonne und die mittlere Verweilzeit der Teilchen in der Kolonne bestimmen sich zu einem großen Ausmaß durch die Größe der Kolonne, die Anzahl der Platten in der Kolonne, die prozentuale freie Fläche der Platten und den aufwärts gerichteten Strom des Wasserdampfs durch die Kolonne. Konstruktionsmerkmale, die den Betrieb der Kolonne beeinflussen, sind z.B. die Größe der Perforationen in den Platten, die prozentuale freie Fläche der Platten, die Natur der Perforationen, die Dicke der Platten und der Abstand zwischen den Platten.

Die Größe der Perforationen in den Platten sollte groß genug * sein, daß die Aufschlämmung leicht hindurchtriefen kann. Für eine wirtschaftliche Verfahrensweise sollte sie jedoch nicht so groß sein, daß die Geschwindigkeit des Dampfes, die dazu erforderlich ist, um die Aufschlämmung auf den Platten zu halten, extrem groß ist. Die prozentuale freie Fläche oder Perforationsfläche der Platten bestimmt sich zu einem großen Ausmaß von dem Gleichgewicht zwischen der erforderlichen mittleren Verweilzelt (d.h. der Art und Weise, wie gut das Polymere abgestreift wird) und der Dampf nutzung (d.h. von wirtschaftlichen Verhältnissen). Wenn in der Praxis die Größe der Perforationen zu gering ist, dann sind sie gegenüber einer Blockierung anfällig. Wenn sie zu groß sind, dann werden für die gleiche prozentuale freie Fläche weniger Perforationen benötigt, wodurch eine Verminderung der Durchbewegung der Aufschlämmung und eine entsprechende Erhöhung der Verweilzeitverteilung der Teilchen resultiert. Um eine gute Durchbewegung der Aufschlämmung zu erhalten, sind die

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Perforationen vorzugsweise gleichmäßig im Abstand über die Oberfläche der Platte verteilt.

Unter im wesentlichen gleichförmig verteilt soll verstanden werden, daß die Perforationen nicht alle in einem Abschnitt der Platte angeordnet sein sollen. Vielmehr sollen sie über die Oberfläche der Platte im Abstand verteilt sein.

Eine Größe der Perforationen, die einem Loch mit einem Durchmesser im Bereich von 2 bis 20 mm (d.h. einer Fläche von 3 bis 300 mm ) entspricht, ist bei einer freien Fläche der Platten im Bereich von 5 bis 1596 zufriedenstellend. Vorzugsweise werden Perforationen mit einem Lochdurchmesser im Bereich von 5 bis 15 nun (d.h. einer Fläche von 20 bis 180 mm ), mehr bevorzugt von etwa 10 mm (d.h. einer Fläche von etwa 80 mm ), und eine freie Fläche von 5 bis 10%, mehr bevorzugt von etwa 7%_t zusammen mit einer Wasserdampfgeschwindigkeit in den Löchern von 3 bis 20 m/sec angewendet. Jedoch kann der Fachmann anhand der hier gegebenen Lehre durch einfache orientierende Vorversuche auch andere geeignete Kombinationen ermitteln.

Um einen Aufstau von Teilchen des PVc-Polymeren auf der Oberfläche der Unterseite jeder Platte zu vermeiden, wird es bevorzugt, daß ein Teil der Aufschlämmung, die durch die Perforationen hindurchtrieft, entlang der Oberfläche der Unterseite der Platte laufengelassen wird, so daß die Unterseite der Platte kontinuierlich gewaschen wird. Obgleich die Perforationen somit jede beliebige gewünschte Gestalt haben können, wurde doch festgestellt, daß zylindrische, nicht-abgeschrägte Löcher mit scharfen Kanten, die ohne vorspringende Metallstücke sind und die vertikal durch die Platten hindurchgebohrt worden sind und im wesentlichen gleichmäßig über der Oberfläche jeder Platte im Abstand angeordnet sind, besonders zufriedenstellend sind, daß die Unterseite der Platten gewaschen wird. Der Fachmann ist

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auch in der Lage, andere Hilfsmittel anzuwenden, damit bewirkt wird, daß die untere Oberfläche der Platten und die toten Räume der Kolonne gewaschen werden.

Die Dicke der perforierten Platten, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden, ist nicht kritisch. Da jedoch die Aufschlämmung durch die Perforationen in der Platte gegen den Strom des Wasserdampfs durch die Perforationen hindurchtrieft, ist für eine gegebene Größe der Perforationen und für eine gegebene prozentuale freie Fläche und Wasserdampfgeschwindigkeit die Triefgeschwindigkeit bei einer dicken Platte geringer als bei einer dünnen Platte. In der Praxis wurde festgestellt, daß 3 bis 10 mm dicke Platten zufriedenstellend sind. Die angegebene Dicke sollte jedoch nicht im einschränkenden Sinne aufgefaßt sein, da die Plattendicke bis zu einem gewissen Ausmaß auch von der Kolonnengröße und dem Plattenmaterial bestimmt wird.

Der Abstand der Platten in der Kolonne ist nicht eng kritisch. Die Platten sollten jedoch weit genug voneinander im Abstand angeordnet sein, daß ein vorzeitiges Fluten der Kolonne verhindert wird. Sie sollten jedoch eng genug aneinander angeordnet sein, daß die Spritzer einer Platte die Wände der Kolonne bis zu der nächsten Platte waschen, um einen Aufstau des PVC-Polymeren auf der Kolonnenwand zu verhindern. In der Praxis wurde ein Plattenabstand im Bereich von 10 bis 40 cm als zufriedenstellend gefunden. Ein Abstand von 15 bis 20 cm wird bevorzugt.

Unter Fluten soll eine Situation verstanden werden, bei der der Raum zwischen den angrenzenden Platten der Kolonne mit so viel Aufschlämmung gefüllt ist, daß kein freier Raum zwischen der Oberseite der Aufschlämmung und der unteren Oberfläche der Spitzenplatte mehr vorliegt. In einer gefluteten Kolonne ist der Raum zwischen angrenzenden Platten vollständig mit einem Schaum aus Aufschlämmung und Abstreifmedium gefüllt.

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Es sollte beachtet werden, daß, wenn das PVC-Polymere in die Kolonne oberhalb der obersten Platte der Kolonne eingeführt wird, es dann erforderlich sein kann, eine Einrichtung zum Waschen der Wände der Kolonne oberhalb der obersten Platte vorzusehen, um zu gewährleisten, daß kein Polymeraufstau auf den Wänden der Kolonne oberhalb der obersten Platte vorliegt. Geeignete Einrichtungen bzw. Maßnahmen sind z.B. das Richten eines Wasserstroms, vorzugsweise eines Heißwasserstroms, auf die Kolonnenwände oberhalb der obersten Platte, um zu gewährleisten, daß Polymerteilchen, die auf die Wände gespritzt sind, zurück auf die perforierte Platte gewaschen werden. Andere Einrichtungen bzw. Maßnahmen liegen für den Fachmann auf der Hand.

Bei einer gegebenen Kolonne sind die Parameter, die den Betrieb der Kolonne kontrollieren, z.B. die Kolonnentemperatur, die Geschwindigkeit der Zuführung der Aufschlämmung und die Wasserdampfgeschwindigkeit .

Beim Abstreifen von VCM aus einem PVC-Polymeren gemäß der Erfindung bestimmt sich die Abstreifgeschwindigkeit durch die Diffusionsgeschwindigkeit des VCM aus dem Polymeren. Die Diffusionsgeschwindigkeit ist eine Funktion der Natur des Polymeren und der Temperatur des AbstreifVorgangs. Somit hängt die Menge des von dem Polymeren abgestreiften VCM von der Abstreiftemperatur und dem Zeitraum, über den bei dieser Temperatur gehalten wird, ab. Die Abstreifgeschwindigkeit steigt zwar mit erhöhter Temperatur, doch erfahren PVC-Polymere bei Temperaturen oberhalb 100⁰C eine langsame Zersetzung, so daß es wesentlich ist, daß das Polymere über längere Zeiträume nicht über 100⁰C erhitzt wird.

Bei einem Kolonnenabstreif längsverfahren ist es möglich, die mittlere Verweilzeit der Teilchen in der Kolonne zu kontrollieren. Wenn jedoch die Verteilung der Verweilzeit der Teilchen

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breit ist, dann bewegen sich einige der Teilchen rasch durch die Kolonne hindurch, ohne daß eine wirksame Abstreifung erfolgt, während andere in der Kolonne über einen erheblich längeren Zeitraum als die mittlere Verweilzeit verbleiben. Ein geeignetes Maß für die Verteilung der Verweilzeit ist der Halbinterquartilsbereich, der als die Hälfte des Zeitunterschieds zwischen dem Durchgang des ersten Teilchens des zweiten Quartiis und dem letzten Teilchen des dritten Quartiis durch die Kolonne definiert ist. Es wird daher ersichtlich, daß zu einer wirksamen Abstreifung von VCM von PVC-Polymeren ohne eine thermische Zersetzung des Polymeren es wesentlich ist, daß die Kolonnentemperatur und die mittlere Verweilzeit der Teilchen in der Kolonne sorgfältig kontrolliert wird und daß die Verweilzeitverteilung der Teilchen in der Kolonne so eng wie möglich ist.

Es wurde festgestellt, daß in der Praxis Kolonnentemperaturen von 90 bis 14O°C, mittlere Verweilzeiten von 1 bis 20 min und eine Halbinterquartils-Verweilzeit von weniger als 5 min zufriedenstellend ist. Es sollte jedoch beachtet werden, daß die Betriebstemperatur, die mittlere Verweilzeit und der Halbinterquartilsbereich miteinander in Beziehung stehen. Am höheren Ende des Temperaturbereichs ist die Geschwindigkeit der thermischen Zersetzung des Polymeren größer. Um wirksam VCM von PVC-Polymeren ohne thermische Zersetzung des Polymeren abzustreifen, sollte daher, wenn eine Temperatur im höheren Teil des Temperaturbereichs angewendet wird, die mittlere Verweilzeit und der Halbinterquartilsbereich vorzugsweise im unteren Teil des Bereichs liegen. Wenn umgekehrt eine Temperatur im unteren Teil des Temperaturbereiches angewendet wird, dann kann die mittlere Verweilzeit erforderlichenfalls im höheren Teil dieses Bereiches liegen. Eine präzise Begrenzung der Temperatur, der mittleren Verweilzeit und des Halbinterquartilsbereichs ist nicht möglich, da diese Parameter von der Kolonne, der Sorte des zu behandelnden PVC-Polymeren sowie von Stabilisierungsmitteln und anderen

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Additiven, die in dem Polymeren vorhanden sind, abhängen. Es wurde jedoch gefunden, daß Kolonnentemperaturen im Bereich von 100 bis 120⁰C, die vorzugsweise mit den erforderlichen mittleren Verweilzeiten kombiniert sind, den erforderlichen Abstreifungsgrad ohne thermische Zersetzung des Polymeren ergeben. Bei hochtemperaturempfindlichen PVC-Sorten werden Temperaturen im unteren Teil des Bereichs und Betriebsbedingungen, daß die HaIbinterquartils-Verweilzeit weniger als 2 min beträgt, bevorzugt. Solche Bedingungen können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren leicht erzielt werden.

Im Falle eines leicht abstreifbaren Polymeren kann es zweckmäßig sein, die Verweilzeit zu vermindern, indem man die Beschikkung der Aufschlämmung weiter unten in die Kolonne einführt, anstelle daß man die Kolonne mit einer sehr niedrigen Wasserdampf geschwindigkeit fährt.

Der Kolonnendruck ist normalerweise im wesentlichen atmosphärischer Druck. Der Druck kann Jedoch auch oberhalb oder unterhalb Atmosphärendruck liegen, um die gewünschte Betriebstemperatur zu erreichen. Mäßige überatmosphärische Drücke, z.B. von 1 bis 1,5 Atmosphären, werden bevorzugt. Vorzugsweise wird der Druckabfall vom Fuß bis zum Kopf der Kolonne niedrig gehalten, so daß der Temperaturgradient klein ist.

In der Kolonne mit perforierten Platten ohne Fallrohre, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird, bestimmt sich bei einer gegebenen Kolonne die mittlere Verweilzeit der Teilchen in der Kolonne sowohl durch die Beschickungsgeschwindigkeit der Aufschlämmung in die Kolonne als auch durch die Wasserdampfgeschwindigkeit. Dies steht in direktem Gegensatz zu einer normalen Siebplattenkolonne mit Fallrohren, bei der die mittlere Verweilzeit lediglich durch die Beschickungsgeschwindigkeit bestimmt wird.

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Bei der Kontrolle der mittleren Verweilzeit der Teilchen in der Kolonne kontrollieren die Beschickungsgeschwindigkeit und die Wasserdampfgeschwindigkeit die Kolonnenflüssigkeits- und -dampfbeladung. Es wurde gefunden, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren stabile Kolonnenbetriebsbedingungen erhalten werden können, wenn die Beschickungsgeschwindigkeit der Aufschlämmung und die Wasserdampfgeschwindigkeit so eingestellt werden, daß eine Kolonnendampf- und -flüssigkeitsbeladung von 50 bis 90# des Kolonnenflutungspunkts erhalten werden, vorausgesetzt, daß die Dampfbeladung immer größer ist als die Flüssigkeitsbeladung.

Bei bestimmten Bedingungen des Kolonnenbetriebs und der Aufschlämmungsbeschickungstemperatur ist die Wasserdampf menge, die zur Aufrechterhaltung von stabilen Betriebsbedingungen erforderlich ist, nicht ausreichend, um die Temperatur der Aufschlämmung auf die gewünschte Betriebstemperatur zu erhöhen. Bei diesen Bedingungen ist es vorteilhaft, die eingehende Aufschlämmung vor dem Einspeisen in die Kolonne zu erhitzen. Dies kann in einfacher Weise erfolgen, indem man Frischdampf in die Aufschlämmungsbeschickungsleitung unmittelbar vor der Einspeisung der Aufschlämmung in die Kolonne einleitet.

Wie bereits ausgeführt wurde, wird beim Abstreifen von VCM von PVC-Polymeren gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren die Abstreifgeschwindigkeit von der Diffusionsgeschwindigkeit des VCM von dem Polymeren bestimmt, welche ihrerseits von der Abstreifungstemperatur und der Natur des Polymeren abhängig ist. Ein oftmals angewendetes Maß der Leichtigkeit mit welcher ein Polymeres abgestreift werden kann, ist die Porosität des Polymeren. Es wurde gefunden, daß das erfindungsgemäße Verfahren dazu verwendet werden kann, um zufriedenstellend VCM von PVC mit einem weiten Porositätsbereich abzustreifen. Die Erfindung ist besonders gut geeignet, um VCM von allen PVC-Sorten abzustreifen, die durch Suspensionspolymerisationsverfahren hergestellt worden

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sind, ohne daß eine thermische Zersetzung des Polymeren erfolgt.

In der Praxis wurden PVC-Polymere mit einer Porosität von nur 0,07 cnr/g bei 110°C bei einem Wasserdampf verbrauch von 0,25 bis 0,35 Einheiten pro Polymereinheit abgestreift, wodurch Polymere mit einem Re3t-VCM-Gehalt von weniger als 1 ppm ohne eine unerwünschte thermische Zersetzung der Polymeren erhalten wurde. Poröseres PVC kann leichter bei einem entsprechend niedrigeren Dampfverbrauch abgestreift werden.

Wie bereits ausgeführt wurde, sind PVC-Polymere einer thermischen Zersetzung unterworfen, wenn sie über ausgedehnte Zeiträume auf Temperaturen oberhalb 100⁰C erhitzt werden. Bei einem Kolonnenabstreif ungsverfahren ist es wesentlich, daß die Verweilzeitverteilung eng ist. Die beigefügte Figur 1 zeigt die enge Verweilzeitverteilung, die erfindungsgemäß unter Verwendung ^l einer Kolonne erhalten wird, im Vergleich zu der Verweilzeitverteilung, die erhalten wird, wenn man eine Siebplattenkolonne mit Fallrohren verwendet. Die Kurve 1 gibt die Verweilzeitverteilung für eine bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Kolonne mit 57 Platten mit einer mittleren Verweilzeit von 18 min und einem Halbinterquartilsbereich von 3,9 min an. Die Kurve 2 zeigt die Verweilzeitverteilung für eine erfindungsgemäß nicht in Betracht gezogene Siebplattenkolonne mit 45 Platten und mit Fallrohren. Die mittlere Verweilzeit beträgt in diesem Fall 26 min. Die Figur zeigt deutlich die enge Verweilzeitverteilung, die erfindungsgemäß unter Verwendung einer Kolonne mit perforierten Platten erhalten wird, im Gegensatz zu der breiten Verweilzeitverteilung der Siebplattenkolonne mit Fallrohren. In der Siebplattenkolonne mit Fallrohren durchlaufen einige Teilchen die Kolonne vor der mittleren Verweilzeit. Weiterhin geht, was wichtiger ist, ein erheblicher Teil der Teilchen langsam erst nach der mittleren Verweilzeit durch die Kolonne hindurch.

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Es ist vollständig unerwartet, daß das erfindungsgemäße Verfahren eine enge Verweilzeitverteilung ergibt. In der Vergangenheit wurden ähnliche Kolonnen, wie sie bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden und die als Doppelstromkolonnen bekannt sind, zur Destillation von solchen Flüssigkeiten verwendet, bei denen die Gefahr bestand, daß eine Blockierung der Fallrohre erfolgen würde, wenn das Destillat entfernt wird, die auf die Ausfällung von unerwünschten Feststoffen oder Teeren zurückzuführen war. In einer solchen Situation ist eine enge Verweilzeitverteilung der Feststoffe nicht erforderlich. Es wurde auch keine zufällige Beobachtung dieser Eigenschaft gemacht. Weiterhin besteht nicht das Problem einer Blockierung der Fallrohre, wenn man eine Aufschlämmung von ^VC-Polymerteilchen in einer Siebplattenkolonne mit Fallrohren abstreift, so daß kein offensichtlicher Vorteil erkennbar ist, wenn man eine Kolonne ohne Fallrohre verwendet. Weiterhin sind normale Platten, die in Doppelstromkolonnen für die Destillation von Flüssigkeiten verwendet werden, mit gestanzten Löchern versehen, die gewöhnlich scharfe nach unten gerichtete Vorsprünge haben, damit bewirkt wird, daß die Flüssigkeit, die durch die Platten strömt, Tropfen auf den scharfen Vorsprüngen bilden, welche auf die nächste Platte hinuntertropfen. Bei einem solchen System wird die Unterseite der Platten nicht durch die Flüssigkeit gewaschen, die nach unten durch die Löcher läuft. Bei Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren würde daher nicht der erwünschte enge ^Bereich der Verweilzeit der Aufschlämmungsteilchen erzielt werden. Dazu kommt noch, daß in herkömmlichen Doppelstromkolonnen, die für die Destaillation von Flüssigkeiten verwendet werden, die Platten gewöhnlich in einem größeren Abstand voneinander angeordnet sind als der Abstand, der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt wird. Ein solcher Abstand würde daher, wenn er bei dem erfindungsgemäßen Verfahren angewendet würde, nicht dazu imstande sein zu ermöglichen, daß Spritzer einer Platte die Wände der Kolonne bis zu der nächsten Platte waschen, um einen Polymerauf-

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stau auf den Kolonnenwänden zu verhindern, so daß der gewünschte enge Bereich der Verweilzeit der Aufschlämmungsteilchen nicht erzielt werden würde. Beim Betrieb von herkömmlichen Doppelstromkolonnen ist ein Aufstau von Feststoffen auf der unteren Oberfläche der Kolonne für das Verfahren nicht nachteilig, da solche Feststoffe lediglich unerwünschte Prozeßprodukte darstellen.

Wie bereits ausgeführt wurde, kann ein PVC-Polymeres durch das erfindungsgemäße Verfahren zu einem sehr niedrigen End-VCM-Gehalt abgestreift werden. Die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Tabelle I anhand der Abstreifung eines PVC-Homopolymeren mit einer Porosität von etwa 0,07 cnr/g, das durch Suspensionspolymerisation hergestellt worden ist, gezeigt.

	Tabelle	I	VCM-Konzentration	Auslaß	(ppm)
Abstreiftem	mittlere Verweil		Einlaß-	<1
peratur, C	zeit, min	c. 40000	<0
100 bis 105	15,0	14000	<0	,1
110	12,0	560	cO	,2
113	4,9	670	<0	,2
115	6,0	745		,5
117	4,8

Proben von PVC, das durch das erfindungsgemäße Verfahren abgestreift worden war, wurden sorgfältig auf Anzeichen einer unerwünschten thermischen Zersetzung untersucht. Bei den Tests wurden die Farbe des Polymeren (Gelbindex), die dynamische Wärmestabilität (dynamischer Wärmestabilitätstest nach Haake) und verschiedene statische Wärmestabilitätstests durchgeführt. Die Testergebnisse zeigen, daß das erfindungsgemäße Verfahren, wenn überhaupt, nur einen geringen Effekt auf die physikalischen Eigenschaften des PVC ausübt. Das erfindungsgemäß abgestreifte

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PVC hat eine annehmbare Farbe und eine angemessene Wärmestabilität für alle technischen Anwendungszwecke. Das erfindungsgemäße Verfahren ist daher eine neue Methode, um PVC zu einem End-VCM-Gehalt von weniger als 1 ppm abzustreifen, ohne daß die physikalischen Eigenschaften des Polymeren beeinflußt werden.

Das Gemisch aus Wasserdampf und abgestreiftem Vinylchloridmonomeren, das aus dem Kolonnenkopf herausströmt, wird zweckmäßigerweise durch einen Kondensator geleitet. Das kondensierte Wasser wird In die Kolonne zurückgeführt und am Schluß mit der abgestreiften Aufschlämmung am Kolonnenboden entfernt. Das nach Entfernung des Wasserdampfs zurückbleibende restliche Vinylchlorid kann in feine herkömmliche Vinylchloridwiedergewinnungseinheit eingeleitet werden. Alternativ kann das Gemisch aus Wasserdampf und Vinylchlorid auch in eine Vinylchloridwiedergewinnungseinheit ohne zuvorige Kondensation des Wasserdampfes eingeleitet werden.

Die Erfindung wird in den Beispielen erläutert. Alle VCM-Analysen wurden nach Standardmethoden durch Gaschromatographie durchgeführt.

Die Beispiele 1 bis 4 beschreiben die enge Verweilzeitverteilung der Teilchen, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bei der Abstreifung von VCM aus teilchenförmigen PVC-Homopolymeren erhalten wird. Die Beispiele 5 bis 16 beschreiben die hohe Wirksamkeit des Verfahrens der Erfindung beim Abstreifen von VCM aus teilchenförmigen PVC-Homopolymeren in einer kleinen Kolonne. Die Beispiele 17 und 18 beschreiben die hohe Abstreifwirksamkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens beim Abstreifen von VCM aus teilchenförmigen PVC-Homopolymeren bei Verwendung einer Pilot-Kolonne.

Das Beispiel 19 beschreibt den vernachlässigbaren Effekt, den

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das erfindungsgemäße Abstreifverfahren auf die physikalischen Eigenschaften eines PVC-Homopolymeren ausübt.

In allen Beispielen wurde das FVC-Hoinopolymere durch Suspensionspolymerisation hergestellt. Es hatte eine Teilchengröße zwischen 100 und 200 um.

Beispiel 1

Eine Glaskolonne mit einem Durchmesser von 0,16 m wurde aufgestellt, welche sieben Edelstahlplatten (Dicke 5 mm) im Abstand von 15 cm enthielt. Die hatten hatten in gleichförmigen Abständen Löcher mit einem Durchmesser von 1 cm. Die Löcher waren vertikal durch die Platten hindurchgebohrt worden. Die Löcher machten 5,596 der Fläche jeder Platte aus. Die Platten wurden durch einen zentral angeordneten Stab in Position gehalten. Die Kolonne war an der Spitze mit einem wassergekühlten Kondensator versehen. Der Abstrom von der Oberseite des Kondensators wurde in ein VCM-V/iedergewinnungssystem geleitet. Die abgestreifte Aufschlämmung wurde vom Boden der Kolonne abgezogen.

Wasserdampf wurde unterhalb der untersten Platte mit 100°C eingeführt. Die Aufschlämmung (40# PVC in Wasser) wurde kontinuierlich auf die obere Platte gegeben. Stetige Bedingungen wurden bei einer Beschickungsgeschwindigkeit der Aufschlämmung von 1 1/ min und einem Wasserdampf verbrauch von 0,7 kg/kg behandeltem PVC erhalten. Der VCM-Gehalt der Beschickungsaufschlämmung und des Produkts wurde gemessen.

Die VCM-Abstreifwirksamkeit war so, daß, als die VCM-Konzentration in der der Kolonne zugeführten Aufschlämmung von 900 bis 280 ppm VCM in festem PVC variierte, die VCM-Austrittskonzentration in dem festen PVC von 11 bis 2,5 ppm variierte. Die Verweilzeitverteilung für die PVC-Teilchen ist in Tabelle II zusammengestellt.

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Die Verteilung wurde in der Weise gemessen, daß die Kolonne unter den obigen Bedingungen ins Gleichgewicht gesetzt wurde und daß sodann eine Impulscharge von gefärbter FVC-Aufschlämmung zugesetzt wurde.

Von der Grundlage der Kolonne wurden Proben abgenommen und die Konzentration der gefärbten Teilchen wurde durch Zählen bestimmt .

Tabelle II

verstrichene Zeitspanne seit Ein- normalisierte Austrittsführen der gefärbten Teilchen in konzentrationen den Beschickungspunkt der Aufschlämmung (min)

1/2 0

1 0,0057

1 1/2 0,0758

2 0,1804

2 1/2 0,2180

3 0,1886

3 1/2 0,1351

4 0,0862

4 1/2 0,0509

5 0,0285

5 1/2 0,0154

6 0,0081

6 1/2 0,0041

7 0,0021 7 1/2 0,0010

mittlere Verweilzeit beträgt 2 1/2 min.
durchschnittliche Verweilzeit beträgt 3 min
Halbinterquartilsbereich 3/4 min.

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Beispiel 2

Eine Kolonne wurde wie im Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß 19 Platten im Abstand von 15 cm mit einer freien Fläche von 7,5% anstelle von 5,5% verwendet wurden. Alle anderen Abmessungen waren die gleichen.

Die Kolonne wurde wie im Beispiel 1 betrieben, mit der Ausnahme, daß anstelle der gefärbten PVC-Teilchen eine Impulscharge einer Lösung von radioaktiven Natriumionen zugesetzt wurde. Die Verweilzeit wurde in der Weise überwacht, daß die Radioaktivität des Produkts aus der Kolonne gemessen wurde. Es wurden folgende Ergebnisse erhalten.

Der Wasserdampf verbrauch betrug 0,3 kg Wasserdampf pro 1 kg verarbeitetes PVC. Die Beschickungsgeschwindigkeit der Aufschlämmung in die Kolonne betrug 1,6 l/min. Die VCM-Einlaßkonzentration betrug 1250 ppm. Die VCM-Austrittskonzentration betrug 40 ppm VCM in festem PVC.

Die Verweilzeitverteilung für die PVC-Teilchen ist in Tabelle III zusammengestellt.

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Tabelle III

verstrichene Zeitspanne seit Ein- normalisierte Austrittsführen der Radioisotopen in den konzentration Beschickungspunkt der Aufschlämmung (min)

0 0 1/2 0

1 0 11/2 0

2 0

2 1/2 0

3 0,045

3 1/2 0,112

4 0,157

4 1/2 0,213

5 0,191

5 1/2 0,146

6 0,079

6 1/2 0,034

7 0,011

7 1/2 0,011

8 0

mittlere Verweilzeit beträgt 4 1/2 min. durchschnittliche Verweilzeit beträgt 4,7 min. Halbinterquartilsbereich 3/4 min.

Beispiel 3

Die gleiche Kolonne wie im Beispiel 2 wurde bei folgenden Bedingungen betrieben. Der Wasserdampfverbrauch betrug 1 kg Wasserdampf pro kg PVC. Die Beschickungsgeschwindigkeit der Aufschlämmung betrug 0,8 l/min. Die VCM-Abstreifungswirksamkeit war so, daß bei einer VCM-Konzentration in der Aufschlämmungsbe-

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Schickung für die Kolonne von 550 ppm kein VCM in dem Aufschlämmungsaustrittsstrom festgestellt wurde (was "bedeutet, daß die VCM-Konzentration weniger als 1 ppm betrug).

Die Verweilzeitverteilung ist in Tabelle IV zusammengestellt.

Tabelle IV

verstrichene Zeitspanne seit Ein- normalisierte Austrittsführen der Radioisotopen in den konzentrationen Beschickungspunkt der Aufschlämmung (min)

0 0 1/2 0

1 0 11/2 0

2 0

2 1/2 0

3 0

3 1/2 0

4 0

4 1/2 0

5 0,005

5 1/2 0,014

6 0,035

6 1/2 0,062

7 0,081

7 1/2 0,119

8 0,141

8 1/2 0,136

9 0,122 9 1/2 0,103

10 0,076

10 1/2 0,049

11 0,030 11 1/2 0,016

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Fortsetzung Tabelle IV

12 0,005

12 1/2 0,003

13 0,002 13 1/2 0

mittlere Verweilzeit beträgt 8 min,
durchschnittliche Verweilzeit beträgt 8,5 min
Halbinterquartilsbereich «I min.

Beispiel 4

Beispiel 3 wurde wiederholt, wobei eine 40#ige (Gewicht/Gewicht) FVC-Aufschlämmung verwendet wurde. Die Abstreiftemperatur betrug 114°C, die Beschickungsgeschwindigkeit der Aufschlämmung 1,7 1/ min und die WasserdampfzufUhrungsgeschwindlgkeit in die Kolonne betrug 14,1 kg/h. Wasserdampf wurde in die Beschickungsleitung für die Aufschlämmung mit einer Geschwindigkeit von 14,5 kg/h eingeführt, um die Aufschlämmung vor dem Eintritt in die Kolonne vorzuerhitzen. Der Gesamtwasserdampf verbrauch betrug 0,3 kg pro kg PVC. Die Einlaß-VCM-Konzentration in dem PVC betrug 839 ppm. Die Auslaß-VCM-Konzentration im PVC betrug 6 ppm.

Die Verteilung der Verweilzeit ist in Tabelle V gezeigt.

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Tabelle V

verstrichene Zeitspanne seit Ein- normalisierte Austrittsführen der Radioisotope in den Konzentrationen Beschickungspunkt der Aufschlämmung (min)

0,0 0,000

0,5 0,000

*1,0 0,000

1,5 0,004

2,0 0,025

2,5 0,097

3,0 0,140

3,5 0,165

4,0 0,174

4,5 0,157

5,0 0,110

5,5 0,058

6,0 0,035

6,5 0,021

7,0 0,010

7,5 0,004

8,0 0,000

mittlere Verweilzeit beträgt 4,2 min
durchschnittliche Verweilzeit beträgt 4 min
Halbinterquartilsbereich 3/4 min.

Beispiele 5 bis 16

Eine vertikale Glaskolonne mit einem Durchmesser von 0,16 m wurde aufgestellt, welche 19 Edelstahlplatten mit einer Dicke von 5 mm enthielt, welche in Abständen von 15 cm angeordnet waren. Die Platten waren in gleichförmigem Abstand mit Löchern

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mit einem Durchmesser von 10 mm versehen, die vertikal durch die Platten hindurchgebohrt waren. Die Gesamtfläche der Löcher auf jeder Platte betrug 7%. Die Platten wurden durch einen zentral angeordneten Stab in Position gehalten. Der Kolonnenkopf war mit einem wassergekühlten Kondensator versehen. Der Abstrom von der Oberseite des Kondensators wurde in ein VCM-Wiedergewinnungssystem geleitet. Die abgestreifte Aufschlämmung wurde vom Boden der Kolonne abgezogen.

Wasserdampf wurde in die Kolonne unterhalb der untersten Platte eingeführt. Eine Aufschlämmung von PVC-Teilchen in Wasser (4096 Gewicht/Gewicht PVC) wurde kontinuierlich der oberen Platte zugeführt. Die Kolonne wurde dem in Tabelle VI gezeigten Bereich von Bedingungen betrieben. Die Tabelle VI enthält auch die Betriebs- und Abstreifungswirksamkeit.

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Tabelle VI

Betriebsparameter Beispiel Nr.

5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

FVC-Porosität (cm^/g) 0,07 0,07 0,27 0,27 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07

Beschickungsgeschwindigkeit der Aufschlämmung
(l/min) 0,8 1,2 1,5 1,5 1,5 1,9 1,4 1,7 1,7 1,6 1,5 2,0

Zufuhrungsgeschwindigkeit
des Vorerhitzungswasser-JLampfes (kg/h) 0 5,9 8,2 7,3 5,9 7,7 7,7 12,2 14,5 11,3 10,4 16,3

^uführungsgeschwindigkeit
⁴^LeS Kolonnenwasserdampfes
gkg/h) 21,8 12,2 21,3 17,2 21,3 21,8 12,7 12,7 14,1 12,7 14,1 10,4

°Wasserdampfverbrauch

^kg/kg PVC) 0,98 0,37 0,52 0,30 0,51 0,43 0,33 0,27 0,3 0,29 0,34 0,19

«Kolonnentemperatur (⁰C) 100 100 111 111 111 113 113 113 114 115 117 115

Siittlere Verweilzeit (min) 8,5 5,8 5,3 4,7 5,9 4,9 5,4 4,4 4,0 5,1 4,8 6,0 VCM-Gehalt des PVC (ppm)

Einlaß 550 1180 365 271 636 560 1017 898 839 1081 745 670

Auslaß ^1 5 0,2 0,2 0,4 <0,2 8 10 6 9,1 <0,5 <0,2

- 2Ö -

Beispiele 17 und 18

Eine vertikale Edelstahlkolonne mit einem Durchmesser von 0,25 m wurde aufgestellt, welche 30 Edelstahlplatten im Abstand von 20 cm enthielt. Jede Platte war in gleichförmigen Abständen mit 54 Löchern mit einem Durchmesser von 10 mm versehen. Die Gesamtlochfläche jeder Platte betrug 7%.

Die Kolonne wurde nach der gleichen allgemeinen Arbeitsweise betrieben, wie sie in den Beispielen 5 bis 16 beschrieben worden war. Eine Aufschlämmung von PVC-Teilchen in Wasser (40# Gewicht/ Gewicht PVC), die direkt von einem Pilot-Reaktor herkam, wurde zweimal durch die Kolonne geleitet, was dem Abstreifen mit einer Kolonne mit 60 Platten entspricht. In Tabelle VII sind die Betriebsbedingungen der Kolonne und die erhaltenen Ergebnisse zusammengestellt .

Tabelle VII

Betriebsparameter Beispiel Nr.

17 18

Zuführungsgeschwindigkeit der Aufschlämmung (kg/h) 467 590

Zufuhrungsgeschwindigkeit des gesamten Wasserdampfes (kg/h) Kolonnentemperatur (⁰C) VCM-Gehalt des PVC (ppm) Einlaß Auslaß

Produktfarbe¹ mittlere Verweilzeit (min)

Der Gelbindex wurde unter Verwendung eines Hunterlab-E25D-Farb- und Farbdifferenzmeßgerätes bestimmt.

59 bis 64	73 bis 79
110	110
10400	14000
5	0,08
5,5	7,3
	16

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- 29 -

Beispiel 19

Proben der Polymere der Beispiele 7, 11 und 13, die vor und nach dem Abstreifen genommen worden waren, wurden formuliert und unter Verwendung eines Haake-Rheometers auf die dynamische Wärmestabilität getestet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle VIII zusammengestellt.

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Tabelle VIII

Probe

Typ der Formulierung Testtempe ratur (⁸C)

Aussehen der Probe zum Jeweiligen Zeitpunkt'

(min) 3 6 9 12

Beispiel 7 abgestreift Rohr trockenes Ge- 210

misch

Beispiel 7 nicht-abge- Rohr trockenes Ge- 210 st reift misch

co Beispiel 11 abgestreift Flaschen trockenes 180 oo Gemisch

*>. Beispiel 11 nicht-abge- Flaschen trockenes 180 ο streift Gemisch

Ui Beispiel 13 abgestreift Flaschen trockenes 180

Gemisch

Beispiel 13 nicht-abge- Flaschen trockenes 180 streift Gemisch

+ signifikante Verfärbung

trübweiß

farb-

klar farb ^los klar farblos

klar farblos

trüb grauweiß

trübgrau weiß

klar farblos

trübhell gelb

klar farblos

trübbraun+

klar hellgelb

klar

hellbraun+

klar

hell-

braun+

klar hellbraun+

N) -O CO CO

Leerseite

Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Entfernung von Vinylchloridmonomerem aus Polyvinylchloridpolymeren, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Aufschlämmung von Teilchen des Polyvinylchloridpolymeren in Wasser durch eine im wesentlichen vertikale Kolonne leitet, die mit einer Reihe von horizontal angeordneten perforierten Platten versehen ist, die aber keine Flüssigkeits-Fallrohre aufweist, wobei man die Aufschlämmung in die Kolonne am Kopf der Kolonne oder in der Nähe davon einspeist, wobei man einen Wasserdampfstrom in die Kolonne am Kolonnenfuß oder in der Nähe davon mit einer ausreichenden Geschwindigkeit einspeist, daß die Aufschlämmung durch die Perforationen gegen den Wasserdampfstrom triefen kann, ohne daß die Kolonne geflutet wird, und wobei weiterhin die Temperatur der Aufschlämmung in der Kolonne 90 bis 150⁰C beträgt, die mittlere Verweilzeit der Teilchen in der Kolonne 1 bis 20 min beträgt, der Halbinterquartilsbereich der Verweilzeit der Teilchen in der Kolonne weniger als 5 min beträgt, die abgestreifte Aufschlämmung aus der Kolonne beim Kolonnenfuß oder nahe davon entfernt wird und wobei der Wasserdampf und das Vinylchloridmonomere aus der Kolonne beim Kolonnenkopf oder in der Nähe davon entfernt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man als Polyvinylchloridpolymeres ein Homopolymeres von Vinylchlorid verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein teilchenförmiges Polyvinylchloridpolymeres verwendet, das durch Suspensionspolymerisation hergestellt worden ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Gehalt des festen PVC-Polymeren in

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der Aufschlämmung 10 bis 60 Gew.-% beträgt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Gehalt 20 bis 45 Gev.-% beträgt.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Größe der Perforationen 3 bis mar beträgt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe 20 bis 180 mm² beträgt.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die freie Fläche der perforierten Platten 5 bis 1590 beträgt.
9· Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die freie Fläche 5 bis 10% beträgt.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Größe einer Perforation etwa 80 mm ist und daß der Gehalt der freien Fläche der perforierten Platten etwa 7% beträgt.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Perforationen zylindrische, nichtabgeschrägte scharfkantige Löcher sind, die vertikal zu der Ebene der Platte angeordnet sind und die im wesentlichen gleichförmig über der Oberfläche der Platte im Abstand angeordnet sind.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Abstand zwischen den perforierten Platten 10 bis 40 cm beträgt.

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13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch g e k e η η zeichnet, daß der Abstand 15 bis 20 cm beträgt.
14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -

ζ e i < trägt.

zeichnet, daß die Kolonnentemperatur 100 bis 120°C be-
15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbinterquartils-Verweilzeit weniger als 2 min beträgt.
16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Druck in der Kolonne 1 bis 1,5 at ist.
17. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man die Beschickungsgeschwindigkeit für die Aufschlämmung und fUr den Wasserdampf so einstellt, daß die Kolonnendampfbeladung und -flUssigkeitsbeladung 50 bis 90% des Kolonnenflutungspunkts betragen und daß die Dampfbeladung größer ist als die FlUssigkeitsbeladung.
18. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Porosität des PVC-Polymeren größer als 0,07 cm'/g ist.

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