DE1026525B - Verfahren und Einrichtung zum Entfernen von Restmonomeren aus Rohpolymerisaten - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zum wirksamen Entfernen flüchtiger Monomeren aus Rohpolymerisaten. Das neue Verfahren besteht darin, daß zum Entfernen restlicher Monomeren aus Rohpolymerisaten in einer unter Vakuum stehenden Destillationskolonne im Dampfgegenstrom zunächst die Hauptmenge des zur Entfernung der Monomeren nötigen Dampfes in einem besonderen Behälter, der mit der Kolonne in Verbindung steht, mit dem Rohpolymerisat gemischt und die so erhaltene Mischung in den Kolonnenkopf geführt wird, wo sie mit der zur Entfernung der Monomeren nötigen restlichen Dampfmenge im Gegenstrom zusammentrifft.

Vorzugsweise werden der Dampf und das Rohpolymerisat getrennt in den Mischbehälter so eingeführt, daß die Austrittsöffnungen der Zuleitungen im Behälter einander gegenüberstehen;.

Eine Einrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens besteht nach einem weiteren Merkmal der Erfindung aus einer Destillationskolonne, an deren Fuß Einlaßöffnungen für Dampf vorgesehen sind, während der oberste Kolonnenboden nicht perforiert ist und eine durch Flüssigkeit gedichtete Austauschvorrichtung (Fallrohr) besitzt, der Kolonnenkopf mit einem Rohr zur Einführung des Gemisches aus Rohpolymerisaten und Wasserdampf versehen ist, dieses Rohr mit einem zweiten Rohr verbunden ist, das den Kolonnenkopf mit dem unterhalb des obersten Bodens befindlichen Kolonnenteil verbindet, und die gemeinsame öffnung der beiden Rohre im Kolonnenkopf gegen die innere Kolonnenwand gerichtet ist.

Vorzugsweise besteht die Einrichtung aus einem Mischbehälter, der mit Einlaßöffnungen für Wasserdampf und Rohpolymerisat versehen ist und der über eine Rohrleitung mit dem Kolonnenkopf verbunden ist.

Vorzugsweise mündet auch das Rohr, das den Kolonnenkopf mit dem unteren Teil der Kolonne verbindet, in das Rohr, das den. Kolonnenkopf mit dem Mischbehälter verbindet, in der Weise ein, daß die hierfür übliche gemeinsame Auslaßöffnung innerhalb des Kolonnenkopfes gegen die Kolonnenwand gerichtet ist.

Vorzugsweise besteht eine Einrichtung zur Entfernung von Monomeren aus folgenden Teilen: einem Mischbehälter, versehen mit Armaturen, die es erlauben, Dampf und Polymerisat getrennt dem Behälter durch einander gegenüberstehende öffnungen zuzuführen, einer Destillationskolonne mit perforierten Böden, deren oberster Boden nicht perforiert ist, der die Form eines flachen Trichters und eine mit Flüssigkeit gedichtete Austauschvorrichtung (Fallrohr) hat und der in einer Entfernung von einigen Bodenabständen unterhalb der Kolonnenspitze Verfahren und Einrichtung

zum Entfernen von Restmonomeren

aus Rohpolymerisaten

Anmelder:
Dunlop Rubber Company Limited, London

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Rathmann, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Neue Mainzer Str. 40/42

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 15. Juli 1954

Charles Duncan Mitchell, New Oscott, Warwickshire

(Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden

angebracht ist, Armaturen, die es gestatten, daß die Dampf-Polymerisat-Mischung aus dem Mischbehälter in den Kolonnenkopf geführt und dort gegen die Kolonnenwand geschleudert werden, kann, einem Rohr, das durch den obersten Kolonnenboden hindurchgeführt ist und mit dem von dem Mischbehälter her kommenden Rohr in Verbindung steht, einem Kühler, einer oder mehreren Vorlagen, die mit dem Kühler verbunden sind, Armaturen, mit deren Hilfe das Destillat aus der Kolonne in den Kühler übergeführt werden kann, und schließlich Geräten, mit deren Hilfe man verminderten Druck in der Destillationskolonne und in dem Mischbehälter herstellen kann.

Das neue Verfahren und eine Einrichtung zu seiner Durchführung sind nachstehend an Hand des in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittzeichnung durch ein T-Stück, das zur Einführung des Gemisches aus der rohen Dispersion und Wasserdampf in die Destillationskolonne dient,

Fig. 2 eine Schnittzeichnung einer anderen Form eines T-Stückes,

Fig. 3 das Schema einer Anlage zur Entfernung von Restmonomeren aus den rohen, Dispersionen,

Fig. 4 das Apparateschema einer Anlage zur Entfernung von Styrol aus rohen Dispersionen von Mischpolymerisaten aus Butadien und Styrol.

Die Armatur, die den Mischbehälter mit dem Kolonnenkopf verbindet, hat vorzugsweise die Form eines Rohres, das so angeordnet ist, daß die Mischung

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aus der rohen Dispersion und dem Wasserdampf Sobald die Anlage zur Entfernung von Butadien durch das Innere des Kolonnenkopfes hindurchgeführt und Styrol aus der Dispersion, erhalten durch Mischwird und, gegen die Kolonnenwand prallt, so daß polymerisation der beiden Monomeren, in Betrieb ist, durch die Wucht des Anpralls der Schaum zusammen- wird die gesamte Apparatur mittels einer Vakuumbricht. In dieses Rohr mündet auch das Rohr, das den 5 pumpe, die an Rohr 30 angeschlossen ist, unter ver-Kolonnenkopf mit dem unteren Teil der Kolonne ver- minderten Druck gesetzt.

bindet und das durch den obersten, nicht perforierten Die Kautschukdispersion wird über das Rohr 5 in

Kolonnenboden führt, ein. Die beiden Rohre können den Mischbehälter 4 eingeführt und wird dort mit

in Form eines einfachen T-Stückes oder auch, wie in Dampf, der über das Rohr 7 eingelassen wird, geden Fig. 1 und 2 gezeigt, zusammengefügt sein. Die io mischt. Unter dem Einfluß des Dampfes und dem

T-Stücke nach den Fig. 1 und 2 sind im Kolonnen- verminderten Druck schäumt die Dispersion sofort

kopf so angeordnet, daß das Rohr 1 mit dem Misch- auf. Die schaumige Dispersion wird dann aus dem

behälter verbunden ist, das Rohr 2 durch den obersten, Behälter 4 über das Rohr 9 in die Destillierkolonne

nicht perforierten Kolonnenboden führt und Rohr 3 übergeführt.

gegen die Innenwand der Kolonne gerichtet ist. Dabei 15 Auf Grund der Geschwindigkeit, mit der das Gebesitzt ein T-Stück nach der Fig. 2 den Vorteil, in- misch über das Rohr 9 in die Kolonne 11 gesaugt folge seiner Saugstrahlwirkung das Aufsteigen des wird, prallt der Schaum gegen die Kolonnenwand und Destillates und des Schaumes aus dem unteren Ko- bricht unter der Wucht des Anpralls zusammen. Die lonnenteil zu fördern. Kautschukdispersion fällt auf den obersten Kolonnen-Die in der Fig. 3 schematisch wiedergegebene An- 20 boden 14 und fließt nach einer gewissen Verweilzeit lage zur Entfernung von Restmonomeren aus einer durch das Fallrohr 13 auf den ersten perforierten rohen Dispersion ist besonders geeignet zum Ent- Kolonnenboden 12. Während der Verweilzeit der fernen von Butadien und Styrol aus einer wäßrigen Dispersion oberhalb des Bodens 14 wird der Wasser-Dispersion, wie sie bei der Mischpolymerisation der dampf wieder frei, und das Styrol und das Butadien beiden Monomeren in wäßrigem Medium erhalten 25 verdampfen. Dieses Destillat wird über das Rohr 22 wird. In dem Schema ist der Mischbehälter 4 mit in den Wärmeaustauscher 23 geführt. Dort kondenzwei Beschickungsrohren ausgerüstet, von denen das sieren Dampf und Styrol und werden in der Vorlage Rohr 5 zur Beschickung mit der Dispersion über 25 aufgefangen. Aus der Vorlage 25 fließt das Wassereinen Durchflußmengenmesser 6 und das Rohr 7 zur Styrol-Gemisch in den Abscheider 28. Dort wird die Beschickung mit Dampf über einen Durchflußmengen- 30 wäßrige Schicht vom Styrol abgetrennt. Es ist auch messer 8 dient. Die Rohre 5 und 7 münden mit ein- möglich, mit Hilfe von Armaturen die Trennung in ander gegenüberstehenden Austrittsöffnungen in den der Vorlage zu bewirken. Aus dieser werden dann Behälter 4. Der Behälter 4 ist über eine Rohrleitung 9 Styrol und Wasser mittels Pumpen getrennt abmit Ventil 10 mit der Destillierkolonne 11 verbunden, gezogen.

die mit einer Anzahl perforierter Böden. 12 versehen 35 Das Butadien wird wiedergewonnen, indem seine ist. Jeder der Böden ist mit einer Austausch- Dämpfe weiter abgekühlt und mittels Kompressoren vorrichtung oder einem Fallrohr 13 in U-Form aus- verdichtet werden. Die Kompressoren können mit gerüstet. Es können jedoch auch andere Arten von ihrer Saugseite an das Rohr 30 angeschlossen sein Kolonnenboden zur Anwendung kommen, so z. B. und dienen so gleichzeitig zur Erzeugung des ver-Glockenböden oder an Stelle von Böden auch Ko- 40 minderten Drucks in der Anlage, lonnenpackungen, wie Raschigringe. Der oberste Die wäßrige Kautschukdispersion geht durch das Kolonnenboden 14 hat die Gestalt einer Scheibe oder Fallrohr 13 und läuft abwärts über die folgenden eines flachen Trichters und ist ungefähr drei Boden- Kolonnenboden in den als Reservoir ausgebildeten abstände entfernt von der Kolonnenspitze angeordnet. Kolonnensumpf. Die Größe der Kolonnenboden und Auch er ist mit einem Fallrohr 13 versehen. Im 45 der Grad ihrer Perforation richtet sich nach der VerGegensatz zu den übrigen Böden ist der oberste nicht weilzeit der Dispersion auf dem Boden, die für einen perforiert und bildet so den unteren Abschluß des genügenden Austausch zwischen aufsteigendem Destil-Kolonnenkopfes 15, der gegen den unteren Teil der lat und ablaufendem Latex erforderlich ist. Nach der Kolonne durch das Fallrohr 13 abgedichtet ist. Ein erforderlichen Verweilzeit der Dispersion richtet sich Rohr 16 führt durch die Mitte des Bodens 14; sein 50 auch die Größe des Fallrohres und seine Anordnung oberes Ende mündet in das Rohr 9 ein und bildet mit auf dem jeweiligen Kolonnenboden. Schließlich ist diesem das T-Stück 17, dessen freies Ende gegen die auch der Kolonnenquerschnitt, die Kolonnenhöhe, die Wand des Kolonnenkopfes 15 gerichtet ist. Das Bodenzahl und der Abstand der perforierten Böden T-Stück kann die übliche einfache Form besitzen untereinander von dieser Größe abhängig, oder auch nach den Fig. 1 und 2 ausgeführt sein. 55 Die Entfernung der Restmonomeren aus der Roh-Der Kolonnensumpf ist als Sammelraum 18 aus- dispersion wird außerdem dadurch unterstützt, daß geführt und mit einem Entnahmeventil 19 ausgerüstet. man am Kolonnenfuß durch das Rohr 20 eine weitere Über ein Rohr 20 und einen Durchflußmengenmesser Menge Dampf einbläst. Der Dampf steigt in der Kokann Dampf unmittelbar unterhalb des untersten lonne aufwärts und passiert so im Gegenstrom die Kolonnenbodens eingeblasen werden. 60 absteigende Dispersion. Sobald der Dampf mit dieser Von der Kolonjnenspitze führt eine Rohrleitung 22 in Wechselwirkung tritt, kann sie wieder zu einem zu einem wassergekühlten Wärmeaustauscher 23. Der gewissen Grad aufschäumen. Dies hat zur Folge, daß Auslaß dieses Kühlers 23 steht über ein Rohr 24 mit ein. Teil der Dispersion als Schaum zusammen mit einer Vorlage 25 in Verbindung. Vom Boden der Vor- dem Destillat in der Kolonne wieder aufsteigt. Diese lage führt ein Rohr 26 über ein Ventil 27 zu einem 65 Mischung aus Destillat und wäßriger Dispersion Abscheider 28, der mit einem Entnahmeventil 29 tritt, sobald sie den obersten Boden 14 erreicht hat, ausgerüstet ist. Sowohl Vorlage 25 als auch der Ab- durch das Rohr 16 in den Kolonnenkopf, trifft dort scheider 28 stehen über die Rohre 30 bzw. 31 und das mit der aus Behälter 4 kommenden frischen Mischung Ventil 32 mit einer hier nicht gezeigten. Vakuum- aus Rohdispersion und Dampf zusammen. Beim Aufpumpe oder einem Kompressor in Verbindung. 70 prall auf die Kolonnenwand bricht der Schaum sofort

zusammen, und die entschäumte Dispersion fließt in, der Kolonne abwärts.

Ein Mischpolymerisat aus Butadien, und. Styrol, dessen. Ausgangsmonomeren zu 66% umgesetzt waren, wurde in der Anlage mit einem Durchsatz von etwa 40 l/Stunde aufgearbeitet. Der Dampfverbrauch am Rohr 7 betrug etwa 6,6 kg/Stunde. In der Vorlage 25 wurden 12 bis 33 mm Hg und im Kolonnensumpf 18 wurden 35 bis 36 mm Hg gemessen. Unter diesen Arbeitsbedingungen enthielt die im Kolonnensumpf angesammelte Dispersion weniger als 0,5% Styrol, bezogen auf den Kautschuk, und es wurde die theoretische Menge Styrol nach dem Abscheiden vom Wasser wiedergewonnen. Ein an das Rohr 30 angeschlossener Kompressor wurde, wenn erforderlich, zur Wiedergewinnung von Butadien verwendet.

Die in Fig. 4 schematisch wiedergegebene Anlage dient zur kontinuierlichen Entfernung von Styrol aus der wäßrigen Dispersion eines Butadien-Styrol-Mischpolymerisats. Die Anlage besteht aus einem Mischbehälter 35, ähnlich wie in Fig. 3, der mit einem Einlaß für Dampf 36 mit einem vorgeschalteten Durchflußmengenmesser 37 und mit einem Einlaß für die Dispersion 38 versehen ist. Der Behälter 35 kann über das Bodenventil 39 entleert werden und steht außerdem über Rohrleitung 40 mit dem Kolonnenkopf 41 der Destillierkolonne 42 in Verbindung. Den unteren Abschluß des Kolonnenkopfes 41 bildet ein trichterförmiger, nicht perforierter Kolonnenboden 43, der in einer Entfernung von drei Bodenabständen unterhalb der Kolonnenspitze angebracht ist. Durch die Mitte des Bodens 43 führt ein Rohr 45 in den unteren Kolonnenteil; außerdem ist etwa in der Mitte noch eine übliche Austauschvorrichtung oder ein Fallrohr 45 angebracht. Im Kolonn.enkopf ist das Rohr 45 mittels eines T-Stückes mit dem Rohr 40 verbunden. Das T-Stück hat vorzugsweise die in Fig. 2 gezeigte Form. Die übrigen Kolonnenboden 47 sind perforiert und mit einem Fallrohr 48 ausgerüstet. Alle Fallrohre einschließlich des Rohres 44 ragen etwas über den jeweiligen Kolonnenboden hinaus, enden unten in einem Becher 49 und bilden so den Weg für die absteigende Flüssigkeit in der Kolonne. Es können auch andere Bodenausführungen oder Kolonnenfüllungen verwendet werden. Am Kolonnenfuß tritt Dampf über das Rohr 50, einen Durchflußmengenmesser 52 und einen perforierten Ring 51 ein. Der Durchmesser des Ringes 51 ist so bemessen, daß der Dampf gleichmäßig über den ganzen Kolonnenquerschnitt verteilt wird. Die von den Monomeren befreite Dispersion wird aus dem Kolonnensumpf mittels Pumpe 53 in den Lagertank abgezogen; das Niveau der Dispersion im Kolonnensumpf wird mittels eines Schwimmers 54 über einen Regler 55 konstant gehalten.

Die Kolonnenspitze ist über ein Rohr 56 mit einer Schaumfalle 57 verbunden, deren, oberer Auslaß über ein Rohr 58 mit einem wassergekühlten Wärmeaustauscher 59 mit Wassereinlaß 60 bzw. -auslaß 61 verbunden ist. Der Auslaß für das gekühlte Erzeugnis ist mit dem Vakuumkessel 62 verbunden, dessen unterer Auslaß zu einem Styrolabscheider 63 führt. Durch einen oberen Auslaß 64 des Abscheiders wird das zurückgewonnene Styrol in Lagertanks geführt, während ein unterer Auslaß 65 in einen Behälter 66 für abgeschiedenes Wasser führt, das dort über ein Ventil 67 abgezogen wird.

Die Apparatur wird mit der Rohdispersion über das Rohr 68 und den Durchflußmengenmesser beschickt. Die Dispersion wird zunächst in den Ausdehnungstank für Butadien geführt; der Flüssigkeitsstand dieses Tanks wird durch einen Regler 71, der das Ventil steuert, automatisch geregelt. Der untere Auslaß des Tanks 70 ist über ein Rohr 71a mit einem unter vermindertem Druck stehenden Tank 73 verbunden. Von dort führt ein Rohr zu einem Latexfilter 74, das mit einer Pumpe 75 in Verbindung steht, die die Aufgabe hat, die Dispersion über einen Durchflußmengenmesser 76 und das Rohr 38 dem Mischbehälter 35 zuzuführen. Der Vakuumtank 73 ist mit zwei oberen Auslassen versehen, von denen der eine über ein Rohr 77 mit dem Schaumfänger 57, der andere über ein Rohr 78 mit dem Vakuumkessel 62 verbunden ist. Der Tank 73 ist noch über ein Rohr 79 mit einer Vakuumpumpe 80 verbunden, mit deren Hilfe das ganze System unter vermindertem Druck gehalten wird. Der Auslaß der Pumpe 80 führt über eine Leitung 81 in einen Kompressor 82, der ebenfalls Butadiendämpfe über ein Rohr 83 aus dem Tank 70 absaugt. Das verdichtete Butadien wird über ein Rohr 84 in einen Kühler und von dort in Lagertanks gedrückt. Kühler und Lagertanks sind in dem Schema nicht gezeigt.

Bei Betrieb der Anlage wird die Dispersion, die die zu entfernenden Monomeren des Styrols und des Butadiens enthält, über das Rohr 68 in das System eingeführt.

Da Butadien sehr flüchtig ist und das nicht umgesetzte Monomere daher nicht aus der Dispersion mit Wasserdampf abdestilliert werden muß, ist zu seiner Entfernung ein besonderes Verfahren erforderlich. Sobald die Dispersion auf Normaldruck entspannt oder unter verminderten Druck gesetzt wird, verursacht das nicht umgesetzte Butadien ein starkes Schäumen. Die Dispersion wird daher in kontrollierter Menge dem relativ großvolumigen Ausdehnungsbehälter 70 zugeführt. Dort werden wesentliche Mengen des Butadiens mittels des Kompressors 82 abgezogen und auf etwa 4 kg/cm² verdichtet, anschließend in einem wassergekühlten Wärmeaustauscher kondensiert und in die Lagertanks abgeführt. Mittels des Kompressors wird in dem Behälter 70 ein Druck von annähernd 0,2 kg/cm² aufrechterhalten.

Aus dem Behälter 70 wird, die Dispersion, die noch etwas Butadien enthält, in den zweiten Ausdehnungsbehälter 73, der mittels der Vakuumpumpe 80 unter einem Druck von 220 mm Hg (absolut) steht, abgezogen. Um das von der Vakuumpumpe abgesaugte Butadien wiederzugewinnen, führt ihr Auslaß in den Ansaugstutzen des Kompressors 82, so daß das gesamte Butadien unter einem Druck von etwa 4 kg/cm² in den Kühler eingeführt wird.

Aus der Butadienrückgewininungsanlage wird die Dispersion, die noch den größten Teil des nicht umgesetzten Styrols enthält, kontinuierlich aus dem Behälter 73 über die Pumpe 75 und das Rohr 38 in den Mischbehälter 35 der Styrolrückgewinnungsanlage übergeführt. Gleichzeitig wird über das Rohr 36 und den Durchflußmengenmesser 37 die gewünschte Menge Sattdampf in den Mischbehälter eingeblasen. Die offenen Rohrenden 36 und 38 stehen einander gegenüber und gewährleisten so eine innige Vermischung des Dampfes mit der Dispersion. Diese Anordnung ersetzt das Mischen in einem Rohr, das sehr schwierig vom Koagulat zu reinigen wäre. Unter dem Einfluß des Dampfes und dem verminderten Druck schäumt die Dispersion sofort auf. Die schaumige Dispersion wird dann aus dem Behälter 35 über das

Rohr 40 in die unter verminderten Druck stehende Destillierkolonne 42 übergeführt. Das offene Ende des Rohres ist gegen, die Kolonnenwand gerichtet und von dieser nur wenig entfernt. Auf Grund der Geschwindigkeit, mit der das Gemisch über das Rohr 40 in die Kolonne 42 gesaugt wird, prallt der Schaum gegen die Kolonnenwand und bricht unter der Wucht des Anpralles zusammen, und die Dispersion fällt auf den obersten Kolonnenboden 43. Falls das T-Stück 46 nach den Fig. 1 und 2 ausgebildet ist, wird vermieden, daß die Dispersion in die Kolonne abfließt, anstatt aus dem Rohrende 40 oberhalb des Bodens 43 auszutreten. Außerdem ist hierdurch Gelegenheit gegeben, Monomeres aus der eintretenden Dispersion frei zu machen, bevor sich dieses mit dem schon stärker gereinigten Latex aus dem unteren Teil der Kolonne vermischt.

Die Dispersion, die durch das Rohr 40 in die Kolonne eintritt, läuft auf den Boden 43 und fällt durch das Rohr 44 auf den ersten perforierten Kolonnenboden 47. Während der Verweilzeit der Dispersion oberhalb des Bodens 43 werden Dampf, Styroldampf und etwa vorhandenes restliches Butadien in Freiheit gesetzt. Dieses Destillat wird über das Rohr 56 und den Schaumfänger 57 dem Kühler 59 zugeführt. Dort werden Wasserdampf und Styrol kondensiert und nach Durchgang durch den Vakuuumkessel in der Vorlage 63 aufgefangen. Der untere Auslaß des Schaumfängers führt in den Butadienausdehnungsbehälter 73, so daß die Dispersion, die bei fehlerhaftem Arbeiten der Anlage mitgerissen wird, im Kreislauf zurückgeführt wird. Bei normalem Arbeiten tritt jedoch ein Überschäumen der Dispersion nicht ein.

Der Behälter 63 ist so konstruiert, daß die obere Styrolschicht kontinuierlich von der darunter befindlichen Wasserschicht abgetrennt werden kann. Wasser und Styrol werden über die Leitung 65 und den Zwischenbehälter 66 bzw. über die Leitung 64 einer anderweitigen Verwendung zugeführt. Die Butadiendämpfe werden von der Vakuumpumpe 80, etwa einer wassergedichteten Rotationspumpe, abgesaugt und in den Kompressor 82 sowie den restlichen Teil der Butadienrückgewinnungsanlage geführt.

Etwaige Styroldämpfe, die nicht vom Kühler 59 kondensiert wurden, werden vom Butadien abgetrennt.

In der Destillierkolonne 42 fließt die Dispersion vom Boden 43 durch das Fallrohr 44 auf den perforierten Boden 47 und weiter abwärts über die restlichen Böden. Der Grad der Perforation hängt in erster Linie von der gewünschten Verstärker wirkung der Kolonne ab. Jeder Boden ist mit einem Fallrohr und der schon beschriebenen Abdichtvorrichtung ausgerüstet. Die Größe des Fallrohres und seine Anordnung auf dem Boden wird vor allem durch die erforderliche Verweilzeit der Dispersion auf dem Boden bestimmt; ebenso ist die Anzahl der Kolonnenboden hiervon abhängig. Der Bodenabstand ist durch die erforderliche Höhe, die zur Trennung von Dampf und Flüssigkeit erforderlich ist, gegeben.

Die restlichen Monomerenmengen werden durch Einblasen weiteren Dampfes am Kolonnenfuß unterhalb des untersten Bodens durch das Rohr 50 ausgetrieben. Dieser Dampf steigt in der Kolonne im Gegenstrom gegen die abfließende Dispersion aufwärts und entfernt so die letzten, Spuren von Styrol. Sobald der Dampf mit der Dispersion in Berührung kommt, schäumt diese zu einem gewissen Maße erneut auf. Dies hat zur Folge, daß ein Teil der Dispersion mit dem Destillat in der Kolonne aufwärts gerissen wird. Die Mischung aus Schaum und Destillat tritt dann schließlich in den Kolonnenkopf durch das Rohr 45 und dann durch das Rohr 40, falls ein T-Stück der vorzugsweisen Ausführung verwendet wird. Beim Austritt aus dem offenen Ende des Rohres 40 prallt die Mischung gegen die Kolonnenwand, wodurch der Schaum zusammenbricht und das Destillat freigibt.

Obwohl es auf Grund theoretischer Betrachtungen nicht wünschenswert erscheint, die Rohdispersion mit dem Destillat zu mischen, hat sich gezeigt, daß das Niederbrechen des Schaumes und als Folge davon die Befreiung des darin eingeschlossenen Dampfes beträchtliche Vorteile erbringt.

Die von den Monomeren befreite Dispersion sammelt sich im Kolonnensumpf an und wird von dort mittels der Pumpe 53 auf die Lagertanks abgezogen. Das Niveau der Dispersion im Kolonnensumpf wird durch den Schwimmer 54 und den Regler 55 konstant gehalten. Dabei hat es sich als wirtschaftlich erwiesen, wenn das Niveau der Dispersion über dem Ring 5, durch den Dampf eingeblasen wird, liegt.

Die Anlage wurde mit der Rohdispersion eines Mischpolymerisates aus Butadien und Styrol, dessen Monomeren zu 66% umgesetzt waren, dessen p_H-Wert auf 8 eingestellt war und dessen Butadienrestgehalt etwa 2 ⁰Zo betrug, beschickt. Der Durchsatz betrug etwa 13,5 l/Stunde. Die Temperatur der Dispersion, die aus der Butadienrückgewinnungsanlage stammte, betrug 50° C. Durch das Rohr 36 wurden etwa 0,7 leg Sattdampf von etwa 1 kg/cm² Druck pro Stunde eingeblasen. In den Kolonnensumpf wurden durch das Rohr etwa 3,2 kg/Stunde eingeblasen. Der Druck wurde an der Kolonnenspitze zu 90 mm Hg (absolut) gemessen. Die Temperatur der Dispersion, in der Kolonne betrug 53° C.

Bei kontinuierlichem Arbeiten enthielt die aus dem Kolonnensumpf abgezogene Dispersion kein Butadien und weniger als 0,2% Styrol, bezogen auf den. Trockenkautschukgehalt.

Der Dampfverbrauch, der zur restlosen Entfernung des Styrols nötig ist, ist abhängig von der Einlaßtemperatur der Dispersion, von dem Grad des A^akuums innerhalb der Anlage und anderen Faktoren. Die Anlage kann auch zur Entfernung anderer leicht flüchtiger Monomeren verwendet werden.

Die Beispiele können je nach der Art der zu verarbeitenden Dispersion abgewandelt werden, wie z. B. das Verhältnis zwischen der Dampfmenge, die im Kolonnensumpf zugeführt wird, und der Dampfmenge, die am Kolonnenkopf zugeführt wird. Die Größe der Anlage und die Durchsatzmenge für Dampf und Dispersion richten sich sowohl nach der Verweilzeit, die für einen genügenden Austausch zwischen Dampf und Flüssigkeit auf den Böden erforderlich ist, als auch nach der zulässigen Belastung des Kolonnenquerschnittes.

Claims (15)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Entfernen von Restmonomeren aus Rohpolymerisaten mittels einer Gegenstromwasserdampfdestillation in einer unter Vakuum stehenden Destillationskolonne, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptmenge des zum Entfernen der Monomeren nötigen Dampfes in einem von der Destillationskolonne getrennten, jedoch mit dieser in Verbindung und ebenfalls

unter Vakuum stehenden Behälter mit dem Rohpolymerisat gemischt wird, die so erhaltene Mischung so in den Kolonnenkopf geführt wird, daß sie mit der zum Abtrennen der Monomeren erforderlichen Restdampfmenge im Gegenstrom zusammentrifft.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem Schaum eingeschlossene Dampf dadurch frei gemacht wird, daß das Destillat, sobald es den Kolonnenkopf erreicht, dort gegen die Wandfläche der Kolonne geschleudert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung aus Dampf und Rohpolymerisat bei Eintritt in die Kolonne zusammen mit dem am Kolonnenkopf anfallenden Destillat gegen die Wandfläche der Kolonne geschleudert wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserdampf und das Rohpolymerisat getrennt an zwei gegenüberliegenden Stellen in einen Mischbehälter eingeführt werden.

5. Verfahren nach den Ansprüchen. 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohpolymerisat zur Entfernung eines bei Zimmertemperatur flüchtigen Monomeren vor Eintritt in den Mischbehälter unter verminderten Druck gesetzt wird.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohpolymerisat aus einer wäßrigen Suspension eines Mischpolymerisates aus einem Diolefin und einer relativ gering flüchtigen, mit dem Diolefin mischpolymerisierbaren Vinylverbindung besteht und die Suspension freie Monomeren enthält.

7. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Destillationskolonne, die am Fuß Einlaßöffnungen für Wasserdampf besitzt, wobei der oberste Boden der Kolonne nicht perforiert ist und eine durch Flüssigkeit gedichtete Austauschvorrichtung (Fallrohr) besitzt, ein am Kolonnenkopf über dem obersten Boden einmündendes Rohr zur Einführung des Gemisches aus Rohpolymerisat und Wasserdampf, ein zweites, den Kolonnenkopf mit dem Kolonnenteil unterhalb des obersten Bodens verbindendes Rohr, wobei die gemeinsame öffnung der beiden Rohre gegen die innere Seitenwand des Kolonnenkopfes gerichtet ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Mischbehälter, der mit Einlaßöffnungen für Wasserdampf und Rohpolymerisat versehen ist und der über eine Rohrleitung mit dem Kolonnenkopf in Verbindung steht.

9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitungen für Dampf und Rohpolymerisat zu dem Mischbehälter in diesem zueinander gegenüberstehend enden.

10. Einrichtung nach den Ansprüchen 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr, das den Kolonnenkopf mit dem unteren Teil der Kolonne verbindet, in der Weise in das Rohr, das den Kolonnenkopf mit dem Mischbehälter verbindet, einmündet, daß die hierfür übliche gemeinsame Auslaßöffnung bzw. gemeinsamen üblichen Auslaßöffnungen innerhalb des Kolonnenkopfes gegen die Kolonnenwandung gerichtet sind.

11. Einrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr, das den Kolonnenkopf mit dem unteren. Teil der Kolonne verbindet, senkrecht durch die Mitte des obersten, nicht perforierten Kolonnenbodens geführt ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das senkrechte Rohr im Kolonnenkopf waagerecht in dem von dem Mischbehälter kommenden Rohr endet.

13. Einrichtung nach, Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das von dem Mischbehälter kommende Rohr in einer Düse endet, um die eintretende Mischung in den waagerechten Teil des von dem unteren Teil der Kolonne kommenden Rohres einzuspritzen.

14. Einrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Destillationskolonne eine Kolonne mit Austauschboden verwendet wird.

15. Einrichtung nach den Ansprüchen 6 bis 13, gekennzeichnet durch einen Mischbehälter mit Armaturen, die es erlauben. Dampf und Rohpolymerisat getrennt dem Behälter durch einander gegenüberstehende Öffnungen, zuzuführen, eine Destillationskolonne mit perforierten Böden, deren oberster Boden nicht perforiert ist, die Form eines flachen Trichters hat und der in einer Entfernung von einigen Bodenabständen. unterhalb der Kolonnenspitze angebracht ist, Armaturen, durch die die Dampf-Polymeren-Mischung aus dem Mischbehälter in den Kolonnenkopf geführt und dort gegen die Kolonnenwand geschleudert wird, ein Rohr, das durch den obersten Kolonnenboden hindurchgeführt ist und mit dem von. dem Mischbehälter her kommenden Rohr in Verbindung steht, einen Kühler, eine oder mehrere Vorlagen, die mit dem Kühler verbunden sind, Armaturen, durch die das Destillat aus der Kolonne in den Kühler übergeführt werden kann, und schließlich Geräte zur Herstellung eines verminderten Druckes in der Destillationskolonne und in dem Mischbehälter.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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