DE10359795A1

DE10359795A1 - Strangverdampfervorrichtung

Info

Publication number: DE10359795A1
Application number: DE10359795A
Authority: DE
Inventors: Klemens Dr. Kohlgrüber; Günter Holdenried; Elmar Dr. Bramer-Weger
Original assignee: Bayer Technology Services GmbH
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 2003-12-19
Filing date: 2003-12-19
Publication date: 2005-07-21
Also published as: WO2005063351A1

Abstract

Es wird eine Strangverdampfervorrichtung zur Durchführung von Stoffaustauschprozessen bei hochviskosen Flüssigkeiten beschrieben, insbesondere zum Eindampfen und/oder Entgasen von Polymerschmelzen, bestehend wenigstens aus einem beheizbaren Behälter (1) mit einer Zuführung (2) für die zu behandelnde Flüssigkeit, einem Auslass (3) für flüchtige Komponenten und einem Auslass (4) für die behandelte Flüssigkeit, wobei die Zuführung (2) mit einem plattenförmigen Verteilerorgan (5) mit einem Produktverteilerraum (7) verbunden ist, der an seiner Unterseite mit einer Vielzahl von Öffnungen (8) für die Aufteilung der zu behandelnden hochviskosen Flüssigkeit in eine Vielzahl von Einzelströmen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Produktverteilerraum (7) über dem Plattenverteiler (5) in eine Vielzahl von Kammern (9, 10) unterteilt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen verfahrenstechnischen Apparat zur Durchführung von Stoffaustauschprozessen bei hochviskosen Flüssigkeiten, insbesondere zum Eindampfen und Entgasen von Polymerschmelzen. Der Apparat beruht im Wesentlichen auf einem vertikal stehenden beheizten Behälter, in dem die zu behandelnde hochviskose Flüssigkeit durch einen plattenförmigen Verteiler in eine Vielzahl von Einzelströmen aufgeteilt wird, die unter der Wirkung der Schwerkraft in den Sumpf des Behälters abfließen unter Abgabe flüchtiger Verbindungen aus der Flüssigkeit.
Wichtige Stoffaustauschprozesse bei Flüssigkeiten sind das Eindampfen und Entgasen von Lösungen, Dispersionen oder Schmelzen. Insbesondere bei der Herstellung von Kunststoffen und Kunststoffmischungen tritt das Problem auf niedermolekulare Prozessstoffe, z.B. Wasser, Monomere oder Lösungsmittel aus der Kunststoffschmelze abzutrennen, das diese flüchtigen Verbindungen einen nachteiligen Einfluss auf die Produktqualität des Kunststoffs haben.

Zur Eindampfung von Polymerschmelzen werden nach dem Stand der Technik häufig Dünnschichtverdampfer eingesetzt, wie sie z.B. in der Schrift DE 3 310 676 A1 beschrieben sind. Nachteile solcher Vorrichtungen sind die vergleichsweise hohen Investitionskosten und die verminderte Standzeit solcher Vorrichtungen aufgrund des gebrauchsgemäßen Verschleißes von rotierenden Teilen und Einbauten in diesen Verdampfern.

Als weitere Vorrichtungen zur Eindampfung von Polymerschmelzen sind Strangverdampfer bekannt. Strangverdampfer werden insbesondere bei der Polymerherstellung eingesetzt, um flüchtige Bestandteile aus verflüssigten Polymerproduktströmen zu entfernen. Der Strangverdampfer beruht im wesentlichen auf einem vertikalen beheizbaren Entgasungsbehälter, in dem die zu behandelnde, meist hochviskose Flüssigkeit in Stränge aufgeteilt wird, die unter Einwirkung der Schwerkraft zum Behälterboden abfließen. Dabei versucht man innerhalb eines Entgasungsbehälters den erhitzten Produktstrom (z.B. freifallendes verflüssigtes Polymer) in möglichst viele Flüssigkeitsstränge aufzuteilen, um eine möglichst große Oberfläche zu erzielen. Dünne Stränge erlauben es dabei mehr Stränge bezogen auf eine Querschnittsfläche unterzubringen. Dabei versucht man die Stranglänge in Grenzen zu halten um die Bauhöhe des Entgasungsbehälters nicht zu groß werden zu lassen.

Für Versuchsanlagen und Produktionsanlagen mit vergleichsweise kleinem Durchsatz verwendet man Verdampfungsvorrichtungen mit sogenanntem Plattenverteiler. Bei diesen Vorrichtungen ist unterhalb eines Produkteinlasses in den Entgasungsbehälter eine Lochplatte für die Aufteilung des Produktstroms in die einzelnen Stränge vorgesehen. Ein solcher Strangverdampfer mit Platten verteiler ist beispielsweise aus der Offenlegungsschrift EP 1 095 960 A1 bekannt. Bei kleinen Durchsätzen wie oben beschrieben wird nur ein kleiner Plattendurchmesser benötigt um die Bohrungen in der Lochplatte anordnen zu können. Hierbei wird sich der zur gleichmäßigen Verteilung der Polymerschmelze notwendige hohe Produktvordruck über der Lochplatte nicht nachteilig auf die Lochplatte auswirken. Wird jedoch im Produktionsmaßstab der Durchmesser der Lochplatte erhöht so muss auch ihre Dicke erhöht werden um ein Durchbiegen der Lochplatte unter dem Vordruck zuverlässig zu vermeiden. Bei einem Plattenverteilerdurchmesser für eine Produktionsanlage von typischerweise mindestens 1 m und einem typischen Betriebsdruck von ca. 50 bar (50.000 hPa) müsste die Plattenstärke einige cm betragen. Verstärkt man die Dicke der Lochplatte so steigt zwangsläufig auch die Länge der Bohrungen in der Platte. Um den Durchsatz des Polymeren gleichzuhalten, muss dann der Produktvordruck wieder erhöht werden, was sich wieder auf die Stärke der Lochplatte auswirkt.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtungen besteht darin dass diese meist lediglich eine Mantelheizung aufweisen über die der gesamte Entgasungsbehälter mit Produktverteiler beheizt wird. Dies ist insbesondere beim Anfahren oder Wiederanfahren der Polymerproduktion hinderlich, da die Wärmeverteilung in der Vorrichtung besonders bei den großen Gerätemaßstäben zu langsam verläuft und damit die Wirtschaftlichkeit des Gesamtverfahrens erniedrigt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es eine Strangverdampfervorrichtung bereitzustellen, die die Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen nicht aufweist und auch eine möglichst lange Standzeit aufweist. Insbesondere besteht die Aufgabe darin einen Strangverdampfer mit einem Produktverteiler zu entwickeln, der auch zum Produktionsmaßstab hoch skalierbar ist und gegebenenfalls eine seitliche Produktzufuhr ermöglicht. Ferner soll es insbesondere möglich sein den Produktverteiler gesondert zu beheizen, z.B. um Anfahrzeiten in der Polymerproduktion zu verkürzen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, der Produktverteiler in eine Vielzahl insbesondere nebeneinander angeordneter Kammern aufgeteilt ist, die eine Vielzahl von in Reihen angeordneten Austrittsöffnungen in den Wirkraum der Vorrichtung haben.

Gegenstand der Erfindung ist eine Strangverdampfervorrichtung zur Durchführung von Stoffaustauschprozessen bei hochviskosen Flüssigkeiten, insbesondere zum Eindampfen und/oder Entgasen von Polymerschmelzen, bestehend wenigstens aus einem beheizbaren Behälter mit einer Zuführung für die zu behandelnde Flüssigkeit, einem Auslass für flüchtige Komponenten und einem Auslass für die behandelte Flüssigkeit, wobei die Zuführung mit einem plattenförmigen Verteilerorgan mit einem Produktverteilenaum verbunden ist, der an seiner Unterseite mit einer Vielzahl von Öffnungen für die Aufteilung der zu behandelnden hochviskosen Flüssigkeit in eine Vielzahl von Einzelströmen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Produktverteilenaum über dem Plattenverteiler in eine Vielzahl von Kammern unterteilt ist.

Die Zuführung zu dem Produktverteilenaum kann sowohl innerhalb des beheizbaren Behälters als auch außerhalb des beheizbaren Behälters mit dem Produktverteilenaum verbunden sein. Die Austrittsplatte des Plattenverteilers ist vorteilhafter weise eben ausgeführt.

Bevorzugt sind die Kammern als quaderförmige, längliche Kammern ausgebildet, die nebeneinander liegend angeordnet sind. Bevorzugt sind die Kammern von einander seitlich beabstandet. Z.B. wird ein Quaderförmiger Produktverteilenaum durch einen Lochboden und eine zweite oberhalb des Bodens angeordnete Deckplatte gebildet, die durch eine Vielzahl von parallelen, den Boden mit der Deckplatte verbindenden Zwischenwänden in direkt nebeneinander liegende Kammern unterteilt. Im Querschnitt hat dieser Produktverteiler z.B. die Form einer Doppelstegplatte.

In einer Variante der Vorrichtung werden die Kammern durch eine durchgehende Austrittsplatte mit Öffnungen auf der Unterseite der Kammern gebildet, wobei auf der Oberseite der Austrittsplatte Rohrabschnitte mit der Platte befestigt sind, insbesondere Halbrohr, die die Kammerwände bilden.

Mit beiden Varianten, aufgesetzten Rohrabschnitten oder der Form einer Doppelstegplatte wird es möglich die Wandstärke des Lochbodens mit den Öffnungen bzw. Bohrungen kleiner zu halten als bei konventionellen Strangverdampfern, insbesondere bei hohem Produktvordruck und breitem Gesamtquerschnitt des Produktverteilers. Bezogen auf den Behälterdurchmesser lässt sich der Produktdurchsatz erhöhen und die Scale-up Fähigkeit des Strangverdampfers wird weiter verbessert. Der Vorteil eines erhöhten Produktdurchsatzes besteht auch in einer insgesamt kürzeren Verweilzeit des Produktes im beheizten Bereich. Bei Polymeren kann eine größere Verweilzeit zu Schädigungen des Produktes führen (z.B. Verfärbung).

In einer besonders bevorzugten Variante der Vorrichtung sind die Rohrabschnitte seitlich von einander beabstandet.

Zusätzlich können zwischen und/oder in den Kammern in bevorzugten Ausführungsarten zusätzliche Temperiereinrichtungen, insbesondere Heizeinrichtungen, besonders bevorzugt von Wärmetauschermedien durchströmte Rohrleitungen vorgesehen sein.

Mit diesen Bauformen ist es möglich eine unabhängige Beheizung des Produktverteilerraumes vom Entgasungsbehälter vorzunehmen. Damit kann gegenüber Strangverdampfern nach dem Stand der Technik eine kürzere Produktionsanfahrzeit erhalten werden, da man nicht mehr auf die Wärmeverteilung ausgehend von der Mantelheizung des Entgasungsbehälters warten muss. Dies erhöht die Wirtschaftlichkeit des Gesamtprozesses.

Bevorzugt ist die Zuführung für die Flüssigkeit im mittleren Teil der Kammern mit den Kammern verbunden. Diese Ausführung wird auch als Strangverdampfer mit innerhalb des Entgasungsbehälters liegendem Verteiler zu den einzelnen Kammern realisiert.

In einer abweichenden Variante ist die Zuführung für die Flüssigkeit im Endbereich der Kammern mit den Kammern verbunden. Damit wird es möglich einen Strangverdampfer mit außerhalb des Entgasungsbehälters liegendem Verteiler zu den einzelnen Kammern zu bilden.

Besondere Vorteile ergeben sich bei einer Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Verbindungsstelle der Zuführung mit den Kammern außerhalb des Gehäuses angeordnet ist.

Da der Produktverteiler in einer bevorzugten Bauform als Einheit ausgebildet werden kann, die aus dem Entgasungsbehälter herausnehmbar ist, wird sowohl die Montage erleichtert als auch die vakuumdichte Ausführung des Strangverdampfers gesichert.

Der Gesamtaufbau des Strangverdampfers mit einer durchgehenden Lochplatte ist dann einfacher zu fertigen als eine vergleichbare Strangverdampferausführung mit einer Vielzahl von Einzelkammern z.B. parallele auf getrennte Lochplatten aufgeschweißten Halbrohren, insbesondere wenn diese bei Einsatz eines Außenverteilers als eine Art Lanzen in den Entgasungsbehälter durchgeführt werden müssen.

Alle vom Produktstrom berührten Teile der Vorrichtung, insbesondere der Entgasungsbehälter und der Produktverteiler können aus einem beliebigen temperaturbeständigen Werkstoff gefertigt werden. Vorzugsweise werden diese Teile jedoch aus einem eisenarmen Werkstoff mit einem Eisengehalt von höchstens 10 Gew.-% gefertigt, wenn sich beispielsweise durch das Eisen katalysierte, wärmeinduzierte Zersetzung des behandelten Produktes ergibt, z.B. bei der Behandlung von Polycarbonat. Eisenarme Stähle sind aus der Literatur grundsätzlich bekannt. Werkstoffen mit höherer Wärmeleitfähigkeit ist dabei der Vorzug zu geben.

Die Öffnungen in der Austrittsplatte unter den Kammern des Produktverteilers sind vorzugsweise in Reihen angeordnet, wobei jede Kammer auch mehrere Reihen von Öffnungen umfassen kann. Hierbei ist eine in Richtung der Reihen versetzte Anordnung der benachbarten Öffnungen zweier direkt benachbarter Reihen von Öffnungen der Vorzug zu geben um die Flächendichte der Flüssigkeitsstränge zu optimieren. Vorteilhaft ist ein bevorzugter Mittenabstand benachbarter Reihen von 1 bis 20 mm, bevorzugt 2 bis 10 mm. Besonders bevorzugt haben die nächst benach barten Öffnungen in der Reihe einen Mittenabstand voneinander von 1,5 bis 20 mm, bevorzugt 2 bis 10 mm. Der Durchmesser der Öffnungen beträgt bevorzugt 0,1 bis 10 mm, besonders bevorzugt 0,5 bis 5 mm, ganz besonders bevorzugt 1 bis 3 mm, insbesondere im Austrittsbereich der Öffnungen.

Die Öffnungen sind bevorzugt im einfachsten Fall Bohrungen, besonders bevorzugt Bohrungen mit stufenweise verringertem Bohrungsdurchmesser in Richtung des Ausgangs aus der Austrittsplatte. Die Oberflächenrauhigkeit der Bohrungen sollte möglichst begrenzt werden. Ein Rauheitswert R_a von höchstens 12,5 μm ist zu bevorzugen. Besonders günstig haben sich Bohrungen mit einer Rauhigkeitsklasse von N6 bis N9 nach ISO 1302 erwiesen. Ferner hat sich die Entgratung der Enden der Bohrungen als vorteilhaft erwiesen. Hierzu werden bevorzugt die Bohrungen an ihrem Austritt zum Entgasungsraum mit einer Senke versehen, die einen Senkwinkel von 60° bis 120° hat besonders bevorzugt von 90°. Hierbei beträgt die Senktiefe bevorzugt das 0,2 bis 2fache des Bohrungsdurchmessers.

Der erfindungsgemäße Strangverdampfer kann zur Entfernung von flüchtigen Komponenten aus Lösungen oder Schmelzen beliebiger löslicher und/oder schmelzfähiger Polymere und ähnlichen temperaturempfindlichen Verbindungen eingesetzt werden. Beispiele sind Thermoplaste beispielsweise Polycarbonat, Polyamide, Polystyrol, SAN-Harz, Polyphenylensulfid, Polyacrylat, Polymethyl(meth)acrylat, Polyester, Polyether, Polyalkylene oder thermoplastische Polyurethane, sowie mögliche Copolymere oder Mischungen der genannten Polymere.

Typische flüchtige Komponenten sind z.B. Monomere, Oligomere oder andere niedermolekulare Edukte oder Lösungsmittel z.B. aus dem Herstellungsverfahren, z.B. Wasser, Methylenchlorid u.a.

Weiterer Gegenstand ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Eindampfen und Entgasen von hochviskosen Flüssigkeiten, insbesondere zum Eindampfen und/oder Entgasen von Polymerlösungen oder -schmelzen, Arzneistoffen, Naturstoffen oder Nahrungsmitteln, besonders bevorzugt von Polycarbonatlösungen oder -schmelzen und die Verwendung zur Durchführung chemischer Reaktionen in dem Gasraum des Behälters.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren durch Beispiele, welche jedoch keine Beschränkung der Erfindung darstellen, weiter erläutert.
Es zeigen:
1 eine schematische Gesamtansicht der Strangverdampfervorrichtung;
1a einen Längsschnitt durch den oberen Teil des Strangverdampfers, der vom restlichen Entgasungsbehälter gelöst ist;
1b den Querschnitt durch das Detail gemäß 1a in der Sicht von oben
2 eine Teilansicht eines Strangverdampfers in Aufsicht auf die Ausführung mit aufgeschweißten Halbrohren;
2a einen Längsschnitt durch eine Kammer in der Ausführung nach 2;
2b den Querschnitt nach Linie C-C durch die Ausführung nach 2;
2c eine Teilaufsicht auf das Bohrungsmuster in der Austrittsplatte des Strangverdampfers nach 2;
2d ein vergrößertes Detail aus 2b mit einem Querschnitt durch eine Bohrung 8;
2e den Querschnitt durch das Verbindungsrohr 7a im Bereich der Zuleitung 2;
3 eine Teilansicht eines Strangverdampfers im Querschnitt als Ausführung mit einem Produktverteilerraum in Form einer Doppelstegplatte;
4 den Querschnitt durch die Verbindung zwischen der Zuführungsleitung des Produktes und einem Verteilerrohr zu den Kammern des Produktverteilers;
5 die schematische Aufsicht auf eine Variante des Produktverteilers der als lösbarer Einschub in den Behälter ausgebildet ist;
6 den Querschnitt durch die Ausführung nach 5 mit Kammern in Form aufgeschweißter Halbrohre;
7 ausschnittweise den Längsschnitt durch eine Kammer in der Ausführung nach 5 im Bereich des Flansches zum Entgasungsbehälter;
8 den Querschnitt durch die Kammer gemäß Linie B-B nach 7.
Beispiele:
Beispiel 1
Eine Strangverdampfervorrichtung 6 (1) weist folgenden Aufbau auf, der in einer schematischen Gesamtansicht im Querschnitt dargestellt ist. Der Entgasungsbehälter 1 weist an seinem oberen Ende einen Aufsatz auf, der die Zuführungsleitung 2 für das zu entgasende Produkt (Polycarbonatschmelze) enthält. Der Behälter 1 ist von einer Mantelheizung 17 umgeben, die von einem Wärmetauscheröl durchströmt wird. Seitlich am Behälter 1 sind Auslassstutzen 3 für die Auführung flüchtiger Verbindungen angebracht. Die Auslassstutzen 3 sind mit Vakuumleitung (nicht gezeichnet) verbunden. In seinem unteren Bereich ist der Behälter 1 des Strangverdampfers 6 konisch verjüngt. Am tiefsten Punkt befindet sich eine Austragspumpe 20, die das im Sumpf 19 des Behälters 1 gesammelte Produkt zum Auslass 4 austrägt.
Die Polymerschmelze tritt durch die Zuleitung 2 in den Behälter 1 ein und wird im Verteilerorgan 5 auf den Produktverteilerraum 7 mit den Kammern 9 verteilt. Durch Bohrungen 8 in der Austrittsplatte 11 tritt die Schmelze in den Gasraum 15 des Behälters 1 ein und bildet frei fallende Stränge 18 von Polymerschmelze, die in den Sumpf 19 des Behälters 1 abfließen. Im unteren Teil des Behälters 1 sind noch Stutzen 16 mit Sichtfenstern angebracht zur Beobachtung der Polymerschmelze. Die im Gasraum 15 frei werdenden flüchtigen Verbindungen (im Falle von Polycarbonat z.B. Methylenchlorid aus dem vorgängigen Herstellungsprozess) werden über die Auslasse 3 abgezogen.
In der 1a wird der obere Teil 25 eines Strangverdampfers, der über eine Flanschverbindung mit dem unteren Teil des Entgasungsbehälters 1 (hier nicht gezeichnet) verbindbar ist im Längsschnitt durch die Zuleitung 2 wiedergegeben. Diese Ausführung ermöglicht es den gesamten Produktverteiler 5 zu Wartungs- und Reinigungszwecken vom Entgasungsbehälter 1 zu lösen. Am äußeren Umfang des Gehäuses ist eine Leitung 21 für die Durchleitung eines Wärmetauschermittels vorgesehen. In Abwandlung der in 1 dargestellten Ausführung ist hier der Stutzen 3 für die Verbindung des Strangverdampfers mit einem Vakuumerzeuger im Deckel des Strangverdampfers vorgesehen. 1b zeigt im Querschnitt durch die Zuleitung 2 gemäß der Linie A-A nach 1a den Produktverteiler 5 in der Ansicht von oben. Die Zuleitung 2 ist hierbei über ein quer liegendes Verteilerrohr 7a mit zehn Kammern 9 verbunden, die dadurch gebildet sind, dass Halbrohre 12 auf die Austrittsplatte 11 geschweißt und an ihren Enden verschlossen sind.
Aus der 2, die eine Teilansicht des Strangverdampfers in Aufsicht auf die Ausführung mit aufgeschweißten Halbrohren 12 darstellt, geht der Aufbau der Kammern 9 deutlicher hervor. Hier sind drei nebeneinander liegende Halbrohre 12 gezeigt mit Öffnungen in ihrer Mitte zum Verteilerrohr 7a. In 2a ist ein Längsschnitt durch eine der Kammern 9 in der Ausführung nach 2 wiedergegeben. 2e zeigt wie die Kammern 9 mit dem Verteilerrohr 7a und der Zuleitung 2 verbunden sind. Das Produkt verteilt sich von Zuleitung 2 kommend von der Mitte aus in die Kammern 9 und tritt durch die Bohrungen 8 in der Austrittsplatte 11 hindurch in den Entgasungsraum 15 ein. Der Querschnitt nach 2b gemäß der Linie C-C in 2 zeigt wie die Bohrungen 8 in der Austrittsplatte 11 unter den Halbrohren liegen. Die Bohrungen 8 sind in ihrem unteren Abschnitt verjüngt um den Druckverlust über den Bohrungen 8 zu vermindern (vergl. 2d). Zwischen den Kammern 9 sind Rohrleitungen 13 für die Durchleitung eines Heizmittels verlegt. Optional sind auch in den Kammern 9 Heizrohrleitungen 13a verlegt. Die Rohrleitungen 13 sind mit endständigen Verteilerleitungen 22 verbunden, die die Zu- und Ableitung des Heizmittels ermöglichen. Die 2c gibt in einer Teilaufsicht das Bohrungsmuster in der Austrittsplatte des Strangverdampfers nach 2 wieder.
Beispiel 2
In der 3 ist eine Teilansicht eines Strangverdampfers im Querschnitt als alternative Ausführung des Strangverdampfers mit einem Produktverteilerraum 7 in Form einer Doppelstegplatte wiedergegeben. 3 zeigt den Querschnitt durch drei Verteilerkammern 10, die durch die Austrittsplatte 11 mit Bohrungen 8, durch eine darüber befindliche Deckplatte 23 und die diese Platten 11 und 23 verbindenden Stege 24 gebildet werden. Endständig sind die Kammern 10 verschlossen, ähnlich den Kammern 9 gemäß den 2 und 2a für die in Beispiel 1 erwähnte Variante.
Zwischen den Kammern 10 verlaufen wieder Leitungen 13 für die Durchleitung eines Wärmeträgerfluids (z.B. Dampf). Weitere Heizrohrleitungen 13a können in den Kammern 10 verlegt sein. Hiermit können die Kammern 10 zügig beheizt werden, wenn die Strangverdampferanlage nach Stillstand wieder angefahren werden muss. Das Produkt tritt von der Zuleitung 2 über das Verteilerrohr 7a in die Kammern 10 ein. 4 zeigt den Querschnitt durch die Verbindung zwischen der Zuführungsleitung 2 des Produktes und einem Verteilerrohr 7a zu den Kammern 10 des Produktverteilers 5. Das Verteilerrohr 7a ist wieder über der Mitte der Kammern 10 angebracht. Das zu behandelnde Produkt verteilt sich längs der Kammern 10 und fließt über die Bohrungen 8 in den Entgasungsraum 15. Das Produkt bildet dort ähnlich in 1 eine Vielzahl von frei fließenden Strängen 18 aus denen flüchtige Verbindungen unter Einfluss der Behälterheizung bei vermindertem Druck freigesetzt werden. Die flüchtigen Verbindungen werden über die Gasauslässe 3 abgezogen.
Beispiel 3
Eine andere Möglichkeit den Strangverdampfer aufzubauen beruht auf der Anwendung eines Außenverteilers für die Produktzuleitung 2. 5 gibt die schematische Aufsicht auf eine Variante des Produktverteilers 5 wieder, der als lösbarer Einschub in dem Behälter 1 ausgebildet ist. Die Halbrohre 12 sind auf der Austrittsplatte 11 zur Bildung der Kammern 9 angeschweißt und an der rechten Seite endständig verschlossen. Diese Anordnung ist mit dem Teilflansch 24 vakuumdicht verschweißt und die linksseitigen Enden der Kammern 9 sind mit einem (hier nicht gezeichneten) Verteilerrohr zur Zuleitung des Produktes (Polymerschmelze) verbunden. Die Austrittsplatte 11 weist im mittleren Bereich des Behälters 1 ein, hier kreisförmiges Feld mit einer Vielzahl von Bohrungen 8 auf durch die das flüssige Produkt in den Gasraum 15 austritt und Stränge 18 bildet.
Die 6 gibt den Querschnitt durch die Ausführung nach 5 gemäß Linie D-D mit den Kammern 9 wieder. Schematisch sind hier fünfzehn Kammern 9 zu sehen, die Austrittsplatte 11 mit den Bohrungen 8 und Heizmittelleitungen 13.
Der Vorteil dieser Anordnung ist in der leichten, vakuumdichten Montage und Wartung gegenüber entsprechenden Vorrichtungen mit einer Vielzahl einzelner Rohre mit Außenverteiler zu sehen.
Beispiel 4
In 7 ist ausschnittweise der Längsschnitt durch eine Kammer 9 im Bereich des Flansches zum Entgasungsbehälter 1 gezeigt. In dieser Ausführung ist eine einzelne längliche Austrittsplatte 11a mit nur einem Halbrohr 12 verschweißt und in den Behälter 1 vakuumdicht durchgeführt. Hier ist die Plattenanordnung über eine Wellschlauchdoppelflanschverbindung mit dem Behälter 1 verbunden.
Den Querschnitt durch die Kammer 9 gemäß Linie B-B nach 7 zeigt 8. Die nebeneinander liegenden Kammern 9 sind hier nicht über eine große gemeinsame Austrittsplatte miteinander verbunden. Vielmehr werden mehrere der in 8 gezeigten Einzelplatten 11a mit aufgeschweißten Halbrohren 12 über entsprechende Flanschverbindungen in den Behälter durchgeführt und bilden ein Feld von Bohrungen 8 für die Ausbildung von Polymersträngen bei der Durchleitung flüssiger Polymerer. Die Kammer 9 kann mittels innenliegender Rohrleitungen 13a beheizt werden.

Claims

Strangverdampfervorrichtung zur Durchführung von Stoffaustauschprozessen bei hochviskosen Flüssigkeiten, insbesondere zum Eindampfen und/oder Entgasen von Polymerschmelzen, bestehend wenigstens aus einem beheizbaren Behälter (1) mit einer Zuführung (2) für die zu behandelnde Flüssigkeit, einem Auslass (3) für flüchtige Komponenten und einem Auslass (4) für die behandelte Flüssigkeit, wobei die Zuführung (2) mit einem plattenförmigen Verteilerorgan (5) mit einem Produktverteilerraum (7) verbunden ist, der an seiner Unterseite mit einer Vielzahl von Öffnungen (8) für die Aufteilung der zu behandelnden hochviskosen Flüssigkeit in eine Vielzahl von Einzelströmen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Produktverteilerraum (7) über dem Plattenverteiler (5) in eine Vielzahl von Kammern (9, 10) unterteilt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern quaderförmige, längliche Kammern (10) sind, die nebeneinander liegend, insbesondere von einander beabstandet angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Produktverteilerraum (7) durch einen Lochboden (11) und eine zweite oberhalb des Bodens (11) angeordnete Deckplatte (23) gebildet ist, die durch eine Vielzahl von parallelen den Boden (11) mit der Deckplatte (23) verbindenden Zwischenwänden (24) in nebeneinander liegende Kammern (10) unterteilt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammern (9) durch eine Austrittsplatte (11) mit den Öffnungen (8) und auf der Austrittsplatte (11) mit der Platte (11) befestigten Rohrabschnitten (12), insbesondere Halbrohren (12) gebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrabschnitte (12) seitlich von einander beabstandet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen und/oder in den Kammern (9, 10) zusätzliche Temperiereinrichtungen, insbesondere Heizeinrichtungen, besonders bevorzugt von Wärmetauschermedien durchströmte Rohrleitungen (13, 13a) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung (2) im mittleren Teil der Kammern (9, 10) mit den Kammern (9, 10) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung (2) im Endbereich der Kammern (9, 10) mit den Kammern (9, 10) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstelle der Zuführung (2) mit den Kammern (9, 10) außerhalb des Gehäuses (1) angeordnet ist.
Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zum Eindampfen und Entgasen von hochviskosen Flüssigkeiten, insbesondere zum Eindampfen und/oder Entgasen von Polymerlösungen oder -schmelzen, besonders bevorzugt von Polycarbonat- oder SAN-Harzlösungen oder -schmelzen und die Verwendung zur Durchführung chemischer Reaktionen in dem Gasraum (15) des Behälters (1).