Przedmiotem wynalazku jest sposób wyitiwarzania polimerów z chlorku winylu, chlorku wdinylddenu lub z mieszaniny monomerów skladajacej sie glów¬ nie z tyioh skladników w srodowisku wodnym w re¬ aktorze do polimeryzacji, w którym reaktor mozna otworzyc do otaczajacej atmosfery bez emitowania do ndej pozostalego nieprzereagowamego monomeru lob monomerów tak, ze pozostale monomery od¬ zyskuje sie w calosci do ponownego uzycia.Polimeryzacje chlorku winylu, chlorku winylide- nu lub ich mieszanin w srodowisku wodnym pro¬ wadzi sie zwykle, stosujac reaktor do polimeryzacji zawierajacy srodowisko wodne, hermetycznie za¬ mkniety luib gazoszczelny. Przy ciaglym powtarza¬ niu operacji polimeryzacji, konieczne jest okresowe kontrolowanie wnetrza reaktora. Kontrole taka przeprowadza sie zwykle w ten sposób, ze po za¬ konczeniu polimeryzacji usuwa sie z reaktora dys¬ persje wodna produktu polimeryzacji, wprowadza sie do reaktora gazowy azot a nastepnie powietrze, aby zastapic gazowy monomer pozostaly w reakto¬ rze, który ulatnia sie do otaczajacej atmosfery, po czyim do reaktora wchodzi obsluga przeprowadza¬ jaca kontrole. Taki sposób postepowania jest nie¬ korzystny z punktu wodzenia zanieczyszczenia atmosfery, poniewaz powoduje emitowanie do atmosfery znacznej objetosci nieprzereagowanego gazowego monomeru lub monomerów. Ponadto spo¬ sób ten ma te wade, ze zastapienie gazowego mo¬ nomeru swiezym powietrzem moze nie byc wy- 2 starczajace, nawet przy dluzszym wprowadzaniu swiezego powietrza, aby chronic obsluge kontrolu¬ jaca wnetrze reaktora przed toksycznym dziala¬ niem nieprzereagowanegio gazowego monomeru, wy- 5 wieranym nawet przy bardzo malym jego stezeniu.Celem wynalazku jest zapewnienie nowego, ulep¬ szonego sposobu, pozbawionego opisanych poprzed¬ nio niedogodnosci.Sposób wytwarzania polimeru z monomeru sta¬ lo nowiacego chlorek winylu lub z miesizaniny mono¬ merów skladajacej sie glównie z chlorku winylu na drodze polimeryzacji w srodowisku wodnym znaj¬ dujacym sie w reaktorze do polimeryzacji w kolej¬ no po sobie nastepujacych etapach: wyrównywania 15 cisnienia wewnatrz reaktora i polaczionego z nim zbiornika odbierajacego produkt po zakonczeniu re¬ akcji polimeryzacji, usuwania wiekszosci nieprze¬ reagowanego gazowego monomeru chlorku winylu, przenoszenia wodnej dyspersji produktu polimery- 20 zacji z reaktora do zbiornika do odbierania pro¬ duktu, ewentualnego mycia wnetrza reaktora do polimeryzacji i otwieramia reaktora do otaczajacej atmosfery polega na tym, ze zawiera dodatkowy etap wdmuchiwania do reaktora od góry pary, 25 przed otwarciem go do otaczajacej atmosfery, tak, ze nieprzereagowany gazowy monomer pozostajacy ciagle jeszcze w reaktorze, zostaje wypchniety ku dolowi i usuniety z dna reaktora. Gaz, usuniety z reaktora przechodzi do skraplacza, w którym od- 30 dziela sie odzyskiwany monomer lub monomery, 1115673 i, a wode z procesu kondensacji przesyla sie do ko¬ lumny odpedowej, w której oddziela sie od wody odzyskiwany nieprzereagowany monomer lub mo¬ nomery.W sposobie wedlug wynalazku nieprzereagowany gazowy monomer lub monomery, pozostale w re¬ aktorze do polimeryziacjii, z którego usunieto wod¬ na dyspersje produktu polimeryzacji do zbiornika odbierajacego mozna calkowicie usunac i zastapic para wraz z dowolnymi skladnikami gaziowymi.Tak usuniety lub wyladowany gazowy monomer lub monomery oddziela sie nastepnie od pary .w znany sposób /'stosujac skraplacz i zbiera oddzie¬ lony monomer lub mieszanine monomerów w zbior¬ niku gazu, podczas gdy^ wode sluzaca do konden¬ sacji, zawierajaca ciagle niepirzereagowany mono¬ mer lub monomery, poddaje sie obróbce w kolum¬ nie odpedowej, w którejy oddziela sie monomer lub monomery i przesyla do zbiornika gazu.Sposób wedlug wynalazku zapewnia calkowite, odzyskanie nieprzereagowanego monomeru lub mo¬ nomerów, unikajac tym samym niepozadanej emisji tego monomeru lub monomerów do otoczenia po otwarciu reaktora do polimeryzacji, np. w celu przeprowadzenia kontroli.Istotna zaleta sposobu wedlug wynalazku jest to, ze usuwa on trudnosci zwiazane z zagrozeniem zdrowia obslugi i zanieczyszczeniem srodowiska, wywolanym obecnoscia nieprzereaigowanegio mono¬ meru.Sposób wedlug wynalazku jest blizej wyjasniony na rysunku, przedstawiajacym schemat urzadzen produkcyjnych do wytwarzania polimerów chlorku winylu sposobem wedlug wynalazku.Monomer, który stanowi chlorek winylu lub mie¬ szanina monomerów skladajaca sie glównie z chlor¬ ku winyilu, polimeryzuje sie perelkowo lub emul¬ syjnie w srodowisku wodnym, znajdujacyni sie w reaktorze do polimeryzacji 1, zamknietym herme¬ tycznie podczas trwania polimeryzacji. Po zakon¬ czeniu reakcji polimeryzacji odzyskuje sie wiek¬ szosc gazowego monomeru lub monomerów pozo¬ stalych w reaktorze i przesyla do zbiornika gazu 5, a wodna dyspersje polimeru otrzymanego w reak¬ torze 1 przesyla sie do zbiornika odbierajacego 3, umieszczonego ponizej zaworu wyladowczego 2.Nastepnie wyrównuje sie cisnienie wewnatrz reak¬ tora do polimeryzacji 1 i zbiornika odbierajacego 3.Wyrównanie cisnienia przeprowadza sie, aby ulat¬ wic przechodzenie wodnej dyspersji polimeru z re¬ aktora 1 do zbiornika odbierajacego 3, otwierajac zawory 4 i 6 zainstalowane na przewodach ruro¬ wych laczacych strefy fazy gazowej reaktora 1 i zbiornika odbierajacego 3, a nastepnie otwierajac zawór 2, aby umozliwic splyniecie dyspersji wodnej do zbdoinika odbierajacego 3 pod wplywem sily ciezkosci lub przy uzyciu urzadzen pompujacych, wypierajac jednoczesnie gaz jfozostaly w zibiioriniku odbierajacym 3 przewodami do reaktora 1 i zbior¬ nika gazu 5.Zaleca sie, aby po wyladowaniu wodnej dyspersji otrzymanego polimeru z reaktora do polimeryzacji 1 do zbiornika odbierajacego 3 splukac scianki re¬ aktora para wodna pod cisnieniem, wtryskiwana z automatycznego urzadzenia czyszczacego (nie po- 56T -: 4 ;- o kazanego na rysunku), zainstalowanego w reakto¬ rze w celu czyszczenia powierzchni "jego scdaaaek z wszelkich pozostalosci przywierajacej do nich dyspersji wodnej lub wodnego srodowiska polirne- 5 ryzacji.Nastepnie odwadnia sie i suszy wodna dyspersje otrzymanego polimeru, przeslana do zbiornika od¬ bierajacego 3, po czym w znany sposób odzyskuje sie wytworzony polichlorek winylu. Po; opróznieniu w reaktora do polimeryzacji i wypelnienau go swie¬ zym powietrzem jest on gotowy do prowadzenia nastepnej operacji polimeryzacji.Zgodnie ze sposobem wedlug wynalazku, gazy ploizostale w reaktorze do polimeryzacji sa usuwane 15 i zastepowane para po kazdej lub kilku" operacjach polimeryzacji a przed otwarciem reaktofcaf oto poli¬ meryzacji, po czym stosuje sie zwykle etapy "pro¬ cesu. . ;1 - Zastapienie w reaktorze do polimeryzacji 1 mo- 20 nomeru i innych gazów para przeprowadza sie, za¬ mykajac zawór wyladowczy 2 i zawór 6 wyrównu¬ jacy cisnienie, otwierajac zawór 10 i dostarczajac do reaktora 1 pare poprzez., zawór 9, Tak dopro¬ wadzona para stopniowo wypiera ku dolowi war- 25 stwe niepraereagowanego gazowego monomeru- -chlorku winylu. W tym przypadku para nie miesza sie z gazowym monomerem, poniewaz gestosc mo- nomenu^ohiorku winylu jest w tej samej tempera¬ turze i pod tym samym cisnieniem ponad trzykrot- 30 nie wieksza niz' gestosc pary wodnej.Plynace ku dolowi gazowy monomer i para prze¬ chodza nastepnie przez zawór 10 do skraplacza 11, w którym para ulega kondensacji, tworzac wode z operacji kondensacji, która przesyla sie do zbior- 99 nika odwadniajacego 8, uwalniajac w ten sposób gazowy monomer od pary.Uwodniony gazowy monomer przesyla sie do zbiornika gazu 5 przez zawór 13 za pomoca dmu¬ chawy 12. 40 Nalezy dokladnie regulowac predkosc pary, wdmuchiwanej do reaktora do polimeryzacji. Zbyt duza predkosc powoduje przyspieszenie mieszania sie pary z gazowym monomerem, prowadzac oczy¬ wiscie do znacznego zmniejszenia skutecznosci za- 45 stepowania gazów para. I tak, korzystna predkosc wdmuchiwania pary mierzona w dyszy wdmuchu¬ jacej wynosi 150 m/sek lub mniej, podczas gdy ilosc wprowadzanej pary korzystnie wynosi 300 kg/godzine lub mniej na metr kwadratowy prze- 50 kroju poprzecznego reaktora do polimeryzacji, be¬ dacego reaktorem pionowym.Wode z kondensacji, zbierana w zbiorniku od¬ wadniajacym 8 przepompowuje sie pompa 14 do kolumny odpedowej 15, gdzie odpedza sie rozpusz- 55 czony w niej monomer. Monomer-chlorek winylu odparowany w kolumnie odpedowej 15 przesyla sie przez zawór 7 do zbiornika gazu 5 za pomoca dmu¬ chawy 12 podczas gdy wode prawie calkowicie uwolniona od monomeru (zawierajaca zaledwie 1 60 czesc na milion lub mniej monomeru), wyladowuje sie z kolumny odpedowej 15. Monomer odzyskany i zebrany w zbiorniku gazu 5 mozna zawracac do obiegu po ewentualnym oczyszczeniu w odpowiedni sposób, np. na drodze destylacji. 85 Podczas wdmuchiwania pary do reaktora do po-111 5«7 limeryzacji mozna skutecznie zapobiegac skraplaniu si'e pary na sciankach reaktora, przepuszczajac go¬ raca wode przez plaszcz grzejny otaczajacy reaktor.Zastapienie* aw reaktorze gazów para staje sie oczy¬ wiscie coraz pelniejsze wraz z praedluzemiemi czasu wdmuchiwania pary lufo zwiekszeniem calkowitej objetosci wdmuchiwanej pary. Zwykle calkowita objetosc wdmuchiwanej pary jest równa trzykrot¬ nej lufo wiecej objetosci reaktora i wprowadzenie ilosci pary wystarczajacej do obnizenia stezenia monomeru w reaktorze do wartosci ponizej 5 czesci na milion trwa kilka do kilkudziesieciu minut, przy czyim wartosc 5 czesci na milion stanowi usta¬ lona przepisami górna granice dopuszczalnego za¬ nieczyszczenia srodowiska roboczego.Sposób wedlug wynalazku jest dalej przedsta¬ wiony w nastepujacych przykladach.Przyklad I. W reakorze do polimeryzacji o pojemnosci 130 m3 prowadzi sie zwykla perelkowa polimeryzacje chlorku winylu w srodowisku wod¬ nym, stosujac 45 ton chlorku winylu zdyspergowa- nego w 60 tonach wody w obecnosci, jako srodków dyspergujacych, hydiTOiksypropylornetylocelulozy i alkoholu polo/winylowego, oraz nadtlenodwuweglanu 2^etyloheksylu jako inicjatora polimeryzacji.Po zakonczeniu polimeryzacji przy konwersji mo¬ nomeru wynoszacej okolo &0Vo ¦< odzyskuje sie nie- przereagowany monomer przez odparowanie i prze¬ slanie go do zbiornika gazu. Nastepnie otwierajac zawory wyrównuje sie olsnienie wewnatrz reaktora i zbiornika odbierajacego, a wodna dyspersje pro¬ duktu polimeryzacji przesyla sie z reaktora do zbiornika odbierajacego jak opisano poprzednio. Na¬ stepnie do reaktora wdmuchuje sie od góry pare pod cisnieniem mierzonym w dyszy wynoszacym 0,5 ata co odpowiada 49,03 kPa usuwajac jedno¬ czesnie z dna reaktora nieprzereagowany gazowy monomer, ciagle pozostajacy w reaktorze. Ilosc pa¬ ry, w kg/godzine, wdmuchiiwanej na 1 m2 poprzecz¬ nego przekroju reaktora i predkosc liniowa wdmu¬ chiwanej pary, mierzona w dyszy w m/s zmienia sie, jak podano w tablicy I.Prowadzi sie próby przy róznej predkosci i szyb¬ kosci wagowej pary, wdmuchiwanej w ciagu 10 mi¬ nut i po zakonczeniu wdmuchiwania pary okresla sie w kazdej próbie stezenie monomeru-chlorku winylu w gazie pozostalym w reaktorze oraz ilosc pary, zuzyta w kazdej próbie. Otrzymane wyniki podano w tablicy I.Próba nr 1 2 3 4 Szybkosc wagowa wdmuohi- wamaa pary 120 200 280 360 Tablica I Predkosc wdmu¬ chiwanej pary 23 38 5(3 67 Stezenie monomeru, ppm (czesci na milion) 8,5 3,1 1,5 25,0 Zuzycie Pary, kg 2180 488 666 ai7 10 15 20 wode odprowadza sie do zbiornika odwadniajacego, a monomer uwolniony od pary zbiera sie w zbior¬ niku gazu.W powyzszych próbach skroplona woda zawiera 500—600 ppm monomeru^chlorku winylu.Skroplona wode zebrana w zbiorniku odwadnia¬ jacym przesyla sie za pomoca urzadzenia pompuja¬ cego do kolumny odpedowej, z której odpedzony monomer-chlorek winylu odprowadza siie do zbior¬ nikagazu. - W otrzymanej wodzie oznacza sie zawartosc mo¬ nomeru stwierdzajac, ze jest ona nizsza od ilosci wykrywalnej metoda chromatografii gazowej.Przyklad II. Postepuje sie jak w przykladzie I z ta róznica, ze cisnienie w dyszy wynosi 0,15 ata co odpowiada 14,71 kPa. Otrzymane wyniki podano w tablicy II.Tablica II 35 45 55 Próba nr 5 6 1 7 8 Szybkosc wagowa wdmuchi¬ wania pary 90 160 250 360 Predkosc wdmu¬ chiwanej pary i50 80 130 " 200y Stezenie monomeru, ppm (czesci na milion) 2*6 1,2 4.3 24,0 Zuzycie pary, kg 207 368 575 828 1 Pare wdmuchnieta do reaktora usuwa sie z jego dna wraz z gazowym monomerem^chlorkiem winy¬ lu i przesyla do skraplacza, z którego skroplona Jak podano poprzednio, istotna zaleta sposobu wedlug wynalazku jest to, ze nieprzereagowany monomer-chlórek winylu — pozostajacy w reakto¬ rze do polimeryzacji w chwili jego otwierania do otaczajacej atmoafe*^ którego ilosc w procesach prowadzonych wedlug'znanego stanu techniki wy¬ nosi 0,20—0,25 kg na 100 kg otrzymywanego poli¬ chlorku wjnylu i która bylaby emitowana do atmo¬ sfery, moze byc odzyskana niemal calkowicie bez er^towanda monomeru do atmosfery.Na przyklad z instalacji do wytwarzania poli¬ chlorku winylu o roczoiej zdolnosci produkcyjnej 100 000 ton mozna w ciagu roku odzyskac 200—250 ton nieprzereagowanego monomeru-chlorku winylu przy zalozeniu, ze reaktor do polimeryzacji otwiera sie do zewnetrznej atmosfery po kazdej operacji polimeryzacji w celu skontrolowania. Z tego punktu widzenia sposób wedlug wynalazku korzystnie la¬ czy w sobie ulepszenie zwiazane ze zuzyciem mo¬ nomeru z zabezpieczeniem zdrowia pracowników i ochrona srodowiska.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania polimeru z chlorku winylu lub z mieszaniny monomerów skladajacej sie glów¬ nie z chlorku winylu na drodze polimeryzacji w srodowisku wodnym zawartym w reaktorze do po¬ limeryzacji, obejmujacy kolejno po sobie nastepu¬ jace etapy wyrównywania cisnienia wewnatrz re¬ aktora i polaczonego z nim zbiornika odbierajacego po zakonczeniu reakcji polimeryzacji, usuwania z reaktora wiekszosci nieprzereagowanego monomeru- -chlorku winylu, przesylania wodnej dyspersji pro¬ duktu polimeryzacji z reaktora do zbiornika odbie-7 111 567 8 rajacego i otwierania reaktora do otaczajacej atmo¬ sfery, znamienny tym, ze przed otwarciem reakto¬ ra do otaczajacej atmosfery wdmuchuje sie do nie¬ go od góry pare, wypychajac ku dolowi wszystek nieprzereagowany gazowy monomer pozostaly w reaktorze, i usuwajac go z dna reaktora. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze pare wdmuchuje sie do reaktora do polimeryzacji z predkoscia liniowa mierzona w dyszy wdmuchu¬ jacej nie przekraczajaca 150 m/sekunde. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze pare wdmuchuje sie do reaktora do polimeryzacji 10 z szybkoscia wagowa nde przekraczajaca 300 kg/go¬ dzine na metr kwadratowy poprzecznego przekroju reaktora. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze ogrzewa sie scianki reaktora do polimeryzacji, prizepusziczajac przez plaszcz otaczajacy reakftor go¬ raca wode aby zapobiec skraplaniu sie pary wdmu¬ chiwanej do reaktora na jego sciankach. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do reaktora do polimeryzacji wdmuchuje sie pare w objetosci równej co najmniej trzykrotnej obje¬ tosci reaktora.Drukarnia Narodowa Z-6, zam. 348/81 Cena 45 zl PL PL