TW202442289A - 用於包含空心雙板組合件的去揮發裝置之匣筒 - Google Patents

Abstract

本發明係關於匣筒，其包含至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配器，其中，至少一個可加熱盤之至少一部分及/或至少一個可加熱分配器之至少一部分係配置在該匣筒內；至少一個支撐元件，至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配係配置於其上；一個用於加熱介質之中心入口管線及一個用於加熱介質之中心出口管線；其中，該至少一個可加熱盤之至少一部分及/或該至少一個可加熱分配器之至少一部分包含包括彼此疊放配置但間隔開以在其間界定空隙空腔之上板及下板的空心雙板組合件，其中二者板各包含複數個開口，其中該上板之每一開口係由延伸通過該空隙空腔以及圍繞該下板之開口之壁所圍繞以形成複數個通道，其係與在該等通道之間的該空隙空腔中所界定的中空空間液密性分離，其中該中空空間係與用於熱介質之入口及與用於熱介質之出口連接，以及其中該匣筒之用於加熱介質之該中心入口管線係與該至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配器之該(等)入口連接，以及其中用於加熱介質之該中心出口管線係與該至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配器之該(等)出口連接。

Description

用於包含空心雙板組合件的去揮發裝置之匣筒

本發明係關於用於去揮發裝置之匣筒以及用於去揮發包含揮發性組分之組成物，諸如用於去揮發包含未反應單體及溶劑之固態或液態聚合物組成物的去揮發裝置。此外，本發明係關於利用此種去揮發裝置之去揮發程序。

去揮發或者除氣分別表示從固體及液體以受控制方式去除氣體及揮發性物質，諸如溶劑或水分。去揮發常用於從聚合物去除揮發性組分，其大部分為具有相對低分子量之組分，諸如殘留單體、溶劑、反應副產物及水。這是必須的，以在個別聚合物使用前藉由去除有害及/或有毒組分、藉由去除對聚合物之進一步加工(諸如其形成物件的成形性)有負面影響的組分、藉由去除使聚合物之性質惡化的組分、藉由去除導致聚合物之不良氣味的組分及/或藉由去除基於其他因素而為非所欲的組分，獲致其所需之純度。此外，從聚合物組成物去除單體及溶劑能回收及可能於程序中再循環使用單體及溶劑以提高程序之產率以及減少廢棄物之量。

為了獲致去揮發，待蒸發之組分需要分別具有比聚合物較高之分壓或者較高之熱力學活性。此外，待蒸發之組分需要能擴散通過聚合物組成物至相邊界。具體而言，於黏性聚合物或聚合物熔體—及通常為相對黏性之聚合物及聚合物熔體—之情況下，緩慢擴散速率會是速度限制因素。因此，為了加速去揮發，接受去揮發之組成物通常係於升高之溫度去揮發及/或於負壓去揮發，因為二者方法均提高揮發性組分之熱力學活性以及提高溫度還降低聚合物之黏度，因而改善揮發性組分於聚合物內之擴散。然而，大部分聚合物或多或少為熱敏感性，因此不應超過一定溫度(其為各聚合物之特徵)，以可靠地避免去揮發期間聚合物降解。因而，於去揮發期間之待去揮發之組成物的溫度控制為重要且實際上的決定性因素。

已知數種去揮發裝置，諸如靜態及動態去揮發裝置。動態去揮發裝置包含移動部件，諸如葉片，以維持高界面濃度梯度以及以維持揮發性組分於聚合物內之高擴散速率，而靜態去揮發裝置不包含移動部件，但包含內部零件以產生待去揮發之組成物的高比表面。然而，動態去揮發裝置因其移動部件而有相關嚴重缺點，諸如成本高昂、於操作期間需要大量能源、需要定期維護以及具有相對高的滲漏率。

因而，相較於動態去揮發裝置，靜態去揮發裝置因不具移動部件而具有能量消耗較少、安裝成本較低、需要較少維護以及具有相對低之滲漏率的優點。常見的靜態去揮發裝置類型為驟沸去揮發裝置以及落串式(falling strand)去揮發裝置。驟沸去揮發裝置通常包含預熱器，例如熱交換器、及驟沸室。於操作期間，先將待去揮發之聚合物組成物泵送至熱交換器，於該處加熱以及視需要地加壓以降低其黏度，然後從熱交換器將其泵送至驟沸室之頂部，於該處減壓以及進行揮發性組分之蒸發。之後，聚合物組成物落下通過驟沸室，於該期間複數個揮發性組分之氣泡於聚合物組成物中成核。此形成大量用於質量傳遞之表面積，因而導致迅速去揮發。於收集揮發之氣相且於冷凝器中冷凝同時，殘留聚合物組成物係在驟沸室之底部收集，以及經由泵送去除。落串式去揮發裝置的操作類似驟沸去揮發裝置，但具有尤其具體化之噴嘴以將聚合物組成物呈落串注入該室，以促進揮發性組分之氣泡生長以及以加速擴散程序。

如上述，於去揮發期間之待去揮發之組成物的溫度控制為重要且實際上的決定性因素。在欲去揮發溫度敏感組成物，諸如溫度敏感聚合物組成物之情況下，此更為重要。例如，當待去揮發之組成物的聚合物為高度溫度敏感因此無法於預熱器中加熱至高達最佳溫度時，或當預熱器因不正確設計基礎而無法達到所需之出口溫度時，或當去揮發裝置具體化以具有散至環境之高度熱損失時，或當在設計去揮發裝置之前因為缺乏熱力學數據而不準確模擬時，驟沸去揮發裝置無法於最佳溫度操作。然而，於去揮發期間之待去揮發之組成物的非最佳溫度控制造成非最佳去揮發結果。例如，去揮發期間之操作溫度低於最佳操作溫度造成相對少量之聚合物組成物中所包含的揮發性組分與聚合物分離；在低於最佳設計溫度從去揮發裝置排出的已去揮發之聚合物產物會導致下游設備異常操作；及/或在去揮發程序之後未獲致已去揮發之聚合物產物的預定性質。

此外，希望可容易及迅速修改去揮發裝置以使其適應新應用，以及使得能容易且迅速清潔及維護。

有鑑於此，本發明之目的係提供用於去揮發包含揮發性組分之組成物，諸如用於去揮發包含未反應單體、溶劑及/或副產物之固態或液態聚合物組成物的去揮發裝置的工具，其使得能容易且迅速修改去揮發裝置，容易且迅速清潔及維護去揮發裝置之基本部件以及補償其操作期間因蒸發揮發性組分所造成的熱損失，以及可靠地控制去揮發裝置之操作期間的去揮發操作溫度，特別是個別且可靠地控制去揮發裝置之不同部分中的去揮發操作溫度，以使包含該工具之去揮發裝置以低操作成本獲致待去揮發之組成物的最佳去揮發，其中該工具以及去揮發裝置之特徵係低資本支出，因此即使在待去揮發之組成物為包含特別溫度敏感聚合物之聚合物組成物的情況下亦獲得具有最佳產物品質之已去揮發組成物。

根據本發明，該目的係藉由提供匣筒而滿足，匣筒包含配置在匣筒內之至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配器；至少一個支撐元件，至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配係配置於其上；一個用於加熱介質之中心入口管線及一個用於加熱介質之中心出口管線；其中至少一個可加熱盤之至少一部分及/或至少一個可加熱分配器之至少一部分包含包括彼此疊放配置但間隔開以在其間界定空隙空腔之上板及下板的空心雙板組合件，其中二者板各包含複數個開口，其中上板之每一開口係由延伸通過空隙空腔以及圍繞下板之開口之壁所圍繞以形成複數個通道，其係與在該等通道之間的空隙空腔中所界定的中空空間液密性分離，其中中空空間係與用於熱介質之入口及與用於熱介質之出口連接，以及其中匣筒之用於加熱介質之中心入口管線係與至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配器之入口連接，以及其中用於加熱介質之中心出口管線係與至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配器之出口連接。

該解決方案係基於以下發現：此等可加熱盤及可加熱分配器因構成彼等的空心雙板組合件而可固定於可移除匣筒，從而使得於必要時能容易移除盤及分配器以維護及/或清潔，以及然後將彼等安裝回去揮發裝置中，或容易以其他盤及/或其他分配器置換盤及/或分配器，然後將去揮發裝置用於不同去揮發應用。此外，若匣筒插入去揮發裝置之容器中，則匣筒通至去揮發裝置，諸如特別是用於去揮發包含揮發性組分之組成物，諸如用於去揮發包含未反應單體、溶劑及/或副產物之固態或液態聚合物組成物的靜態去揮發裝置，其特徵係精確溫度及壓力控制管理。更具體而言，由於包含在匣筒中之至少一個可加熱盤之至少一部分及/或至少一個可加熱分配器之至少一部分包含空心雙板組合件，空心雙板組合件包含彼此疊放配置但間隔開以在其間界定空隙空腔之上板及下板，其中二者板各包含複數個開口，其中上板之各開口係由延伸通過空隙空腔以及圍繞下板之開口之壁所圍繞以形成流體連接上板及下板的複數個通道，以容許從上板通過通道流下的組成物所產生之落串從下板之下側落下，其中通道係與通道之間的空隙空腔中所界定的中空空間液密性分離，其中中空空間係與用於熱介質之入口及與用於熱介質之出口連接，匣筒使得能可靠地控制去揮發裝置的操作期間之去揮發操作溫度，特別是個別及可靠地控制去揮發裝置之不同部分中的去揮發操作溫度。更具體而言，待去揮發之組成物(諸如含有溫度敏感聚合物之組成物)通過包含可精確溫度控制之空心雙板組合件的一或多個可加熱分配器進入及/或落在一或多個包含因被調整至適當且最佳溫度之熱介質流過的空隙空腔之中空空間而可精確溫度控制之空心雙板組合件的可加熱盤上，因此不只上板係藉由在上板之下側下方流過中空空間的熱介質精確地溫度控制以及不只下板係藉由在下板之上側上方流動的熱介質精確地溫度控制，待去揮發之組成物通過其向下流過空心雙板組合件的全部通道亦受精確地溫度控制。因而，已於分配器中從待去揮發之組成物蒸發大量揮發性組分，然後待去揮發之組成物落下至一或多個已加熱盤上，其中其係經精確地加熱且同時保持在盤上，然後流過盤之通道以及在下板之下側形成落下至下一較低盤上之落串。藉此，揮發性組分有效率地與待去揮發之組成物的聚合物分離。由於各分配器及各盤可藉由適當地調整輸送通過個別分配器或盤之空隙空腔之中空空間的熱介質之溫度而個別且精確地溫度控制，因此根據本發明之去揮發裝置使得能可靠地控制去揮發裝置的操作期間之去揮發操作溫度，以及具體而言個別且可靠地控制去揮發裝置之不同部分中的去揮發操作溫度。此使得不只能去揮發含有溫度敏感聚合物之組成物，亦能去揮發含有熱敏感揮發性組分與非熱敏感揮發性組分之混合物的組成物。例如，安裝在容器之上半部分中的盤之空心雙板組合件可調整至相對低溫以去除熱敏感揮發性組分，而安裝在容器之下半部分中的盤之空心雙板組合件可調整至相對高溫以去除非熱敏感揮發性組分。此外，包括根據本發明之匣筒的去揮發裝置因一或多個各包含空心雙板組合件之可加熱盤及/或可加熱分配器而使得能補償由揮發性組分之蒸發所造成的容器內部之熱損失及溫度下降。因此，包括匣筒之去揮發裝置以低操作成本獲致待去揮發之組成物的最佳去揮發，其中去揮發裝置之特徵係低資本支出，因此即使在待去揮發之組成物為包含特別溫度敏感聚合物之聚合物組成物的情況下亦獲得具有最佳產物品質之已去揮發組成物。

為了獲致穩定的組合件，匣筒較佳包含至少兩個、較佳為2至20個、更佳為3至10個及最佳為4至6個彼此間隔開配置的至少實質上垂直配置之樑以作為內部空間的邊界，其中至少一個支撐元件係固定於樑之至少一者上。為了使匣筒良好配適於通常具有圓形橫斷面的去揮發裝置之容器中，樑較佳係配置於匣筒中以使以樑作為邊界之內部空間具有圓形橫斷面，即，樑較佳係以匣筒之底部的中點同心配置。

本發明對於支撐元件之數目無特別限制。支撐元件之最佳數目取決於待配置於匣筒中之可加熱盤及可加熱分配器的數目以及支撐元件之大小及形式。通常，當匣筒包含至少2個、較佳為2至200個、更佳為4至100個及最佳為10至60個支撐元件時獲得良好結果，可加熱盤或可加熱分配器移除式或固定式可配置於各支撐元件上，其中用於加熱介質之中心入口管線可與可加熱盤及/或可加熱分配器各者之全部入口連接，以及其中用於加熱介質之中心出口管線可與可加熱盤及/或可加熱分配器各者之全部出口連接。

為了能穩定地配置匣筒以及為了避免非所欲化合物可能從頂部進入匣筒，較佳係匣筒進一步包含至少一個底部元件及/或頂蓋。當底部元件可例如由覆蓋匣筒之整個橫斷面之底板、呈覆蓋匣筒之橫斷面的外周之圓環之形式的底板或二至四個各呈覆蓋匣筒之橫斷面的外周之一部分的圓環段之形式的底板構成時，而頂蓋較佳為圓頂形。

根據本發明之一特佳實施態樣，匣筒包含至少四個、較佳為3至10個及最佳為4至6個彼此間隔開配置的至少實質上垂直配置之樑以作為具有至少實質上圓形之橫斷面的內部空間的邊界，其中至少一個支撐元件各為圓環段，其係固定至樑之至少一者以使圓環段之長軸係至少實質上垂直於其所固定至的樑之長軸延伸。視個別支撐元件之大小而定，較佳係二至六個、更佳為二至四個，諸如二個、三個或四個各呈圓環段之形式的支撐元件係分別配置於樑之相同高度或位準(level)，因此彼等一起形成穩定的基座以將可加熱盤及/或可加熱分配器配置於其上。匣筒於是包含數個位準之此等支撐元件，各位準能支撐可加熱盤及/或可加熱分配器。各支撐元件可在匣筒之內部空間內延伸或至少部分可在其外部延伸。

於本發明之概念的進一步發展中，建議匣筒之中心入口管線為至少實質上垂直配置之管，其具有對應於可配置在匣筒內之可加熱盤及可加熱分配器之數目的數目以及可與可加熱盤及可加熱分配器連接的出口，以及其中中心出口管線為至少實質上垂直配置之管，其具有對應於可配置在匣筒內之可加熱盤及可加熱分配器之數目的數目以及可與可加熱盤及可加熱分配器連接的入口。

為了能精確控制進入配置於匣筒內之各可加熱盤及可加熱分配器的加熱介質之量，較佳係在匣筒之用於加熱介質之中心入口管線與至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配器之入口之間提供壓力平衡工具及/或在至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配器之出口與匣筒之用於加熱介質之中心出口管線之間提供壓力平衡工具。因而，可容易精確且分別控制各可加熱盤及可加熱分配器內之溫度。當壓力平衡工具係選自由閥、孔口板、棒、混合器及其組合所組成之群組時，特別獲得良好結果。

至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配器全部可相對於匣筒之用於加熱介質之中心入口管線及中心出口管線彼此串聯或並聯配置。串聯就此而言意指配置可加熱盤及可加熱分配器以使加熱介質從匣筒之用於加熱介質之中心入口管線流出，隨後流過全部可加熱盤及可加熱分配器，然後通過用於加熱介質之中心出口管線離開匣筒，而並聯就此而言意指配置可加熱盤及可加熱分配器以使加熱介質從匣筒之用於加熱介質之中心入口管線個別流入全部可加熱盤及可加熱分配器各者，以及個別離開各可加熱盤及可加熱分配器進入用於加熱介質之中心出口管線，然後通過中心出口管線離開匣筒。更佳的，至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配器係相對於匣筒之用於加熱介質之中心入口管線及中心出口管線彼此並聯配置。

根據本發明，至少一個可加熱盤之至少一部分及/或至少一個可加熱分配器之至少一部分包含空心雙板組合件。較佳的，在水平面可見，整個至少一個可加熱盤及/或整個至少一個可加熱分配器包含空心雙板組合件。

此外，至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配器之空心雙板組合件的複數個通道係與通道之間的空隙空腔中所界定的中空空間液密性分離。因此，根據本發明其意指從上板流過通道至下板之流體(即，待去揮發之組成物)無法進入熱介質於其中流動的中空空間，以及於中空空間中流動之熱介質無法進入通道。就此而言，複數個通道意指二或更多、較佳為五或更多以及更佳為十或更多個通道。

根據本發明，至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配器之空心雙板組合件包含彼此疊放配置之上板及下板。此意指除了上板及下板外，擋板及/或堰及/或側壁可配置在空心雙板組合件內或配置在空心雙板組合件處。理論上，除了上板或下板外，空心雙板組合件可包含一或多個其他板，但較佳係空心雙板組合件除了上板或下板外不含任何其他板。

本發明對於空心雙板組合件的上板及下板之相對定向無特別限制。較佳的，上板及下板係彼此至少實質上平行配置。彼此至少實質上平行配置根據本發明意指上板及下板相對彼此傾斜不超過10°、較佳為不超過5°、更佳為不超過2°以及又更佳為不超過1°。最佳的，上板及下板係彼此平行配置，即，彼等不相對彼此傾斜。

於本發明之概念的進一步發展中，提出空心雙板組合件之上板及下板係通過側壁在其側面彼此連接，在其間界定該空隙空腔。藉此，空心雙板組合件之空隙空腔可以簡單方式與周圍環境液密性分離。

對於空心雙板組合件之上板及下板之形式，本發明無特別限制。例如，以俯視圖來看，上板以及下板可具有多邊形、長方形、正方形、圓形、卵形或梯形形式。然而，較佳係上板及下板二者具有相同形式。最佳的，以俯視圖來看，上板以及下板具有長方形形式或至少實質上為長方形形式。

對於空心雙板組合件之上板及下板之材料，亦不存在特別限制，只要材料具有相對良好的導熱性以及只要其耐待去揮發之組成物以及具機械穩定性即可。當上板以及下板各從不鏽鋼、碳鋼等製成時，特別獲得良好結果。

空心雙板組合件之上板及下板之較佳厚度取決於製造上板及下板之材料的機械穩定性，其中厚度較佳儘可能小以具有來自流過通過板的空隙空腔之中空空間的熱介質之迅速且有效率的熱傳導。有鑑於此，較佳係上板及下板各具有1至10 mm及較佳為3.5至6 mm之厚度。

根據本發明，空心雙板組合件之上板之各開口的下側係由延伸通過空隙空腔以及圍繞下板之開口之上側之壁所圍繞以形成複數個通道，因此各通道流體連接上板之開口與下板之開口，因而使待去揮發之組成物能從上板流過通道至下板以及於該處呈落串形式落下。有鑑於此，較佳係上板及下板具有相同開口數。

於本發明之概念的進一步發展中，建議空心雙板組合件之上板之全部開口的總面積為上板之總表面積的0.1至40%及較佳為1至10%，以及下板之全部開口的總面積為下板之總表面積的0.1至40%及較佳為1至10%。藉此，一方面上板之上側存在足夠的無穿孔表面以將待去揮發之組成物精確地加熱至所希望的最佳溫度，而另一方面存在足夠的開口面積以使充足量之組成物可向下流過通道以及呈落串形式離開空心雙板組合件。

本發明對於空心雙板組合件之通道的形式並無特別限制。其可或可不具有與開口相同形式，以及沿其長度(即，以垂直方向觀看)可或可不具有固定橫斷面積。然而，當通道具有與開口至少實質上相同形式時，以及當沿其長度具有至少實質上固定橫斷面積時，特別獲得良好結果。

同樣的，本發明對於空心雙板組合件之開口的橫斷面形式無特別限制。例如，一些或全部上板及下板之開口可具有多邊形、長方形、正方形、圓形、卵形或梯形橫斷面形式。更佳的，至少一些及最佳係全部上板及下板之開口具有圓形橫斷面形式。有鑑於此，較佳係上板及下板之開口具有圓形橫斷面形式，其中至少50%、較佳為至少80%、更佳為至少95%及最佳為全部上板及下板之開口具有至少實質上相同直徑。就此而言，至少實質上相同直徑意指開口中任一者具有的直徑與全部開口之平均直徑差異不超過20%、較佳為不超過10%、更佳為不超過5%及最佳為不超過1%。最佳係全部開口具有相同直徑。全部開口之平均直徑為上板及下板之全部開口的直徑總和除以上板及下板之全部開口的總數。換言之，最佳係通道具有圓柱形式，沿其長度觀看，具有至少實質上固定直徑及最佳為固定直徑。於該情況下，上板之開口的直徑具有與經由壁與上板之開口連接的個別下板之開口相同的直徑。然而，若開口具有與圓形橫斷面形式不同的形式，諸如長方形橫斷面形式，則較佳係至少50%、較佳為至少80%、更佳為至少95%及最佳為全部上板及下板之開口具有至少實質上相同橫斷面積，其中至少實質上相同橫斷面積意指開口中任一者具有的橫斷面積與全部開口之平均橫斷面積差異不超過20%、較佳為不超過10%、更佳為不超過5%及最佳為不超過1%。

根據本發明之一更佳實施態樣，空心雙板組合件的開口之平均最長尺寸為5至50 mm或20至80 mm或50至150 mm。開口之最長尺寸意指連接開口之周圍線的一點與位於開口之周圍線對側上的一點之最長可能線。更佳的，上板及下板之開口具有圓形橫斷面形式，其中開口之平均直徑為5至50 mm或20至80 mm或50至150 mm。較佳直徑取決於待去揮發且流過開口之組成物的黏度。例如，若待去揮發之組成物的黏度為10至1,000 Pa･s，以5至50 mm之開口的平均最長尺寸或者平均直徑為佳，然而若待去揮發之組成物的黏度為大於1,000至小於5,000 Pa･s，以20至80 mm之開口的平均最長尺寸或者平均直徑為佳，以及若待去揮發之組成物的黏度為5,000至10,000 Pa･s，以50至150 mm之開口的平均最長尺寸或者平均直徑為佳。

空心雙板組合件的空隙空腔之中空空間的功能係藉由熱介質精確且均勻地加熱流過上板且通過從上板至下板之通道的待去揮發之組成物，該熱介質係通過用於熱介質之入口引入空隙空腔之中空空間，加壓通過中空空間以及通過用於熱介質之出口從中空空間抽出。為了具有充足體積以供熱介質精確且均勻地加熱上板、下板及通道之壁從而藉由熱介質精確且均勻地加熱流過上板且通過從上板至下板之通道的待去揮發之組成物，較佳係空隙空腔之中空空間的高度為2至50 mm、更佳為2至20 mm、又更佳為4至12 mm及最佳介於6與8 mm。中空空間之高度係介於上板之下側與下板之上側之間的距離。若上板及下板不彼此平行，中空空間之高度為介於上板之下側與下板之上側之間的平均距離，其中平均距離為中空空間之相鄰垂直段的高度之距離的總和除以相鄰垂直段之數目。

本發明關於與空心雙板組合件的空隙空腔之中空空間連接的用於熱介質之入口的形式以及用於熱介質之出口的形式無特別限制。例如，各入口及各出口為管線及較佳為管，其延伸通過圍繞空隙空腔之側壁的開口進入中空空間。入口以及出口二者均可配置在空心雙板組合件之一側或在空心雙板組合件之相對兩側。或者，各入口以及各出口為管線及較佳為管，其延伸通過上板之開口或下板之開口進入中空空間。又或者，入口之一者及出口之一者為管線及較佳為管，其延伸通過圍繞空隙空腔之側壁的開口進入中空空間，而入口之另一者及出口之另一者為管線及較佳為管，其延伸通過上板之開口或下板之開口進入中空空間。

為了獲致加熱介質於空心雙板組合件之空隙空腔之中空空間中之均勻分布，較佳係一或多個、較佳為一至十個、又更佳為二至五個至少實質上垂直配置之擋板係配置在空隙空腔之中空空間中，以及在中空空間的一部分中延伸以在空隙空腔之中空空間中導引熱介質。就此而言，至少實質上垂直意指介於擋板與垂直方向之間的角度為至多10°、較佳為至多5°、更佳為至多1°及最佳為0°。當擋板較佳係與空心雙板組合件之縱軸至少實質上垂直配置時，特別獲得良好結果。就此而言，至少實質上垂直意指介於擋板與空心雙板組合件之縱向之間的角度為80至100°、較佳為85至95°、更佳為至多89至91°及最佳為90°。於一較佳實施態樣，至少一些鄰近擋板各以與空心雙板組合件之縱軸實質上垂直之方向自空隙空腔之相對側壁延伸。於一更佳實施態樣，全部鄰近擋板各以與空心雙板組合件之縱軸實質上垂直之方向自空隙空腔之相對側壁延伸。

根據本發明，匣筒之至少一個可加熱盤之至少一部分及/或至少一個可加熱分配器之至少一部分包含上述空心雙板組合件。較佳的，在水平面可見，至少50%、更佳為至少80%、又更佳為至少90%、仍更佳為至少95%以及最佳為全部可加熱盤之面積及/或至少一個可加熱分配器之面積係由空心雙板組合件形成。

或者，匣筒之至少一個可加熱分配器包含上游端及下游端，其中如上述具體化之空心雙板組合件係配置於下游端或其之前。此外，較佳係至少一個可加熱分配器之上游端係與用於待去揮發之組成物之入口連接。

若匣筒之可加熱盤及/或可加熱分配器超過一定大小，由一個空心雙板組合件製造可加熱盤及/或可加熱分配器不再實用，而是由多於一個空心雙板組合件來製造可加熱盤及/或可加熱分配器。有鑑於此，至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配器較佳包含1至10個、更佳為2至5個及最佳為2至4個，諸如3個上述空心雙板組合件。若至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配器包含多於一個空心雙板組合件，二或更多個空心雙板組合件較佳係並排配置。例如，相鄰雙板組合件係藉由焊接或一或多個緊固件彼此連接。為了獲致待去揮發之組成物均勻分布於至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配器之表面上，於本發明之概念的進一步發展中建議將至少實質上垂直延伸之穿孔堰配置在兩相鄰雙板組合件之間，其中較佳係穿孔堰在至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配器之整個長度或寬度上延伸以使組成物僅經由穿孔堰之開口從一空心雙板組合件流至相鄰空心雙板組合件。例如，穿孔堰具有20至50 mm及較佳為30至40 mm之高度。於一較佳實施態樣中，穿孔堰亦包含可使一或多個緊固件能將相鄰雙板組合件彼此連接的一或多個孔。

當穿孔堰之全部開口的總面積為穿孔堰之總表面積的1至30%及較佳為10至20%時，特別獲得良好結果。更佳係穿孔堰之開口具有圓形橫斷面形式，其中至少50%、較佳為至少80%、更佳為至少95%及最佳為全部穿孔堰之開口具有至少實質上相同直徑，其中至少實質上相同直徑意指開口具有的直徑與全部開口之平均直徑差異不超過20%、較佳為不超過10%、更佳為不超過5%及最佳為不超過1%。例如，穿孔堰之開口具有圓形橫斷面形式以及5至30 mm及較佳為10至20 mm之直徑。

為了避免待去揮發之組成物在流過至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配器之周圍線以及為了調整待去揮發之組成物於至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配器之頂部及內部的滯留時間，根據本發明之一更佳實施態樣提出至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配器係由至少實質上垂直配置之無穿孔堰所圍繞。因此，無穿孔堰較佳係與至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配器液密性連接。圍繞就此而言意指無穿孔堰係配置且連接於至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配器之頂表面的外側部分或較佳係至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配器之外周邊區域連接。至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配器之頂表面的外側部分意指至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配器之頂表面區域的外側至多20%。特別可能的是連接空心雙板組合件之上板及下板與無穿孔堰的側壁為一個元件，諸如一個金屬或塑膠板，其中在上板與下板之間延伸之結合的側壁及無穿孔堰之部分表示為側壁，而在其外側延伸之結合的側壁及無穿孔堰之部分表示為無穿孔堰。當環繞至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配器之無穿孔堰係與匣筒之長軸至少實質上垂直及/或至少實質上平行配置時，特別獲得良好結果。至少實質上垂直就此而言意指無穿孔堰與垂直方向之間的角度為至多10°、較佳為至多5°、更佳為至多1°以及最佳為0°，而至少實質上垂直就此而言意指無穿孔堰與匣筒之長軸之間的角度為80至100°、較佳為85至95°、更佳為至多89至91°以及最佳為90°。無穿孔堰可為例如具有1至20 mm之厚度的薄金屬或塑膠板。

特佳的，從至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配器之頂部看，無穿孔堰係向上延伸。當無穿孔堰具有50至500 mm及較佳為100至200 mm之高度時，特別獲得良好結果。

根據本發明之進一步特佳實施態樣，匣筒包含一個可加熱分配器及2至20個、較佳為5至15個及更佳為7至12個可加熱盤。較佳係，在水平面可見，各可加熱盤在其全部面積上包含一或多個上述空心雙板組合件。在水平面可見，可加熱分配器在其全部面積上包含一或多個上述空心雙板組合件，或者，可加熱分配器在其下游端或在其下游端之前包含一或多個上述空心雙板組合件，而上游端係以不同方式具體化。較佳的，分配器之上游端係與用於待去揮發之組成物之入口連接。

根據另一態樣，本發明係關於用於去揮發包含揮發性組分之組成物，諸如用於去揮發包含未反應單體、溶劑及/或副產物之固態或液態聚合物組成物的去揮發裝置，其中去揮發裝置包含容器，該容器包含至少一個用於待去揮發之組成物的入口、至少一個用於已去揮發組成物之出口、至少一個用於氣體之出口、及至少一個上述匣筒。

根據本發明，匣筒包含配置在匣筒內之至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配器，以及至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配器配置於其上之至少一個支撐元件。此意指至少一個可加熱分配器及/或至少一個可加熱分配器係配置在匣筒內，以及更具體而言係配置在至少一個支撐元件上。然而，一或多個可加熱分配器及/或一或多個可加熱盤可配置在匣筒外部，但在去揮發裝置之容器內。例如，去揮發裝置可包含一個可加熱分配器及一或多個可加熱盤，其中一或多個可加熱盤均配置在匣筒內，其中可加熱分配器係配置在去揮發裝置之容器內但在匣筒外部，換言之，在匣筒上方。然而，全部可加熱分配器以及全部可加熱盤係配置在匣筒內。

至少一個可加熱分配器可水平或垂直配置在去揮發裝置內，或更具體而言，在容器或匣筒內。水平意指至少一個可加熱分配器之長軸至少實質上水平，即，與水平面成-10°至+10°之角度、較佳成-5°至+5°之角度及更佳成0°之角度延伸，而垂直意指至少一個可加熱分配器之長軸與垂直面成-10°至+10°之角度、較佳成-5°至+5°之角度以及更佳成0°之角度延伸。若垂直配置，至少一個可加熱分配器較佳可從匣筒之頂部及容器向下延伸。

於本發明之概念的進一步發展中，提出配置在匣筒中之至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配器延伸超過容器之橫斷面積之20至95%、較佳為40至90%及最佳為70至90%。至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配器之整個周邊區域不與容器壁直接連接，即，至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配器完全不直接接觸容器壁。若匣筒以及因而去揮發裝置包含多於一個可加熱盤及/或多於一個可加熱分配器，較佳係至少80%、更佳係至少90%及最佳係全部可加熱盤及可加熱分配器係如上述具體化。

較佳係匣筒以及因而去揮發裝置包含一個可加熱分配器及2至20個、較佳為5至15個及更佳為7至12個可加熱盤，其中，在水平面可見，可加熱盤各者在其全部面積上包含一或多個空心雙板組合件，以及其中可加熱分配器在其下游端或在其下游端之前至少包含一或多個空心雙板組合件。

較佳的，去揮發裝置的具體呈現為靜態去揮發裝置，即，其不包含移動部件。

此外，去揮發裝置可包含用於在去揮發裝置操作期間於容器內部產生負壓的泵。

於本發明之概念的進一步發展中，建議容器包含用於加熱介質之中心入口以及用於加熱介質之中心出口，其中容器之用於加熱介質之中心入口係與匣筒之用於加熱介質之中心入口管線連接，以及其中容器之用於加熱介質之中心出口係與匣筒之用於加熱介質之中心出口管線連接。

於另一態樣中，本發明係關於用於去揮發包含揮發性組分之組成物之方法，其包含下列步驟：將組成物進料至上述去揮發裝置之入口、將加熱介質進料至至少一個可加熱盤及/或視需要之至少一個可加熱分配器、從用於氣體之出口抽出氣體以及從用於已去揮發組成物之出口抽出已去揮發組成物。

較佳的，使用含有單體及溶劑之聚合物組成物作為待去揮發之組成物。

例如，待去揮發之組成物具有1至10,000 Pa･s之黏度，其係使用板-板或錐-板或圓柱形之流變計，於由不同進料聚合物溶液之物理性質所界定的去揮發操作溫度測量。

於該方法期間於容器內所調整的壓力及溫度取決於所去揮發之具體組成物。例如，容器內之壓力可調整至0.1至1,500 kPa及較佳為0.1至200 kPa，諸如0.5 kPa、1 kPa、3 kPa、5 kPa、10 kPa、20 kPa、50 kPa、80 kPa、100 kPa、200 kPa、500 kPa、800 kPa、1000 kPa或1300 kPa，以及空心雙板組合件之各中空空間中的加熱介質可調整至40至300℃及較佳為70至250℃，諸如50℃、60℃、70℃、80℃、100℃、130℃、150℃、170℃、190℃、210℃、230℃、250℃、270℃或290℃。

待去揮發之聚合物組成物的適宜實例為以聚丙烯腈、聚乳酸、聚烯烴、聚烯烴彈性體及/或合成橡膠為主之組成物。

於本發明之概念的進一步發展中，建議於該方法中使組成物去揮發，該組成物為含有下列之混合物：i)至少一種熱敏感聚合物及/或熱敏感單體及ii)至少一種熱不敏感聚合物及/或熱不敏感單體。於該實施態樣中，較佳係該方法係於去揮發裝置中進行，該去揮發裝置在容器之上半部分包含至少一個及較佳至少兩個盤，盤各包含空心雙板組合件，以及在容器之下半部分包含至少一個及較佳至少兩個盤，盤各包含空心雙板組合件，其中全部盤均配置於匣筒中，以及其中安裝在容器之上半部分中的盤之空心雙板組合件係調整至相當低溫以在該處去除熱敏感組分，而安裝在容器之下半部分中的盤之空心雙板組合件係調整至較高溫以於該處去除熱不敏感組分。

根據本發明之方法使得聚合物組成物中之非聚合化合物的含量能減少至低於600,000 ppm、較佳係低於200,000 ppm、更佳係低於100 ppm及最佳係低於10 ppm。

圖1所示之用於去揮發包含揮發性組分之組成物，諸如用於去揮發包含未反應單體及溶劑之固態或液態聚合物組成物的去揮發裝置10包含容器12，容器12包含用於待去揮發之組成物之入口管線14、與入口管線14連接之水平配置的可加熱分配器50、用於已去揮發組成物之出口管線16、用於氣體之出口管線18以及匣筒62，於匣筒62中彼此疊放配置五個可加熱盤20，20’，其中相鄰盤係旋轉90°。於圖2中更詳細顯示之匣筒62包含數個彼此間隔開配置的垂直配置之樑64以作為中空圓柱內部空間的邊界。數個環形盤支撐元件66係固定於樑64以使可加熱盤20(圖5中僅顯示一個盤)可移除式配置於盤支撐元件66上。此外，匣筒62包含一用於加熱介質之中心入口管線68及一個用於加熱介質之中心出口管線70，其中用於加熱介質之入口管線68係連接至可加熱盤20，20’之入口管線42，42’，42”以及用於加熱介質之出口管線70係連接至可加熱盤20，20’之出口管線44，44’。

圖3及4中更詳細顯示，可加熱盤20，20’各者包含三個並排配置之空心雙板組合件22，22’，22”，其中相鄰空心雙板組合件22，22’，22”係彼此焊接以及在兩相鄰空心雙板組合件22，22’，22”之間配置至少實質上垂直配置之穿孔堰24。於盤20，20’之外周係由垂直配置之無穿孔堰26圍繞。空心雙板組合件22，22’，22”各包含彼此疊放配置但間隔開以在其間界定空隙空腔32之上板28、下板30。上板28及下板30各包含複數個開口34，其中上板28之各開口34係由延伸通過空隙空腔32以及圍繞下板之開口之壁36所圍繞以形成複數個通道38，其係與空隙空腔32中介於通道38之間所界定的中空空間40液密性分離。空心雙板組合件22，22’，22”各包含用於熱介質之入口管線42，42’，42”以及用於熱介質之出口管線44’，44”(圖3中僅顯示兩個)。當兩個外空心雙板組合件22，22”的用於熱介質之入口管線42，42”及用於熱介質之出口管線44”從下方進入這兩個外空心雙板組合件22，22”時，中間空心雙板組合件22’的用於熱介質之入口管線42’及用於熱介質之出口管線44’從上方進入中間空心雙板組合件22’。各用於熱介質之入口管線42，42’，42”以及各用於熱介質之出口管線44’，44”實際上係由藉由配置在容器12內部之凸緣48彼此連接的兩個管46，46’構成。用於熱介質之入口管線42，42’，42”及用於熱介質之出口管線44’，44”的替代性配置有助於匣筒中之安裝。

圖5a及5b顯示可加熱分配器50，其可包括於根據本發明之匣筒及去揮發裝置中。可加熱分配器50包含上游端52及下游端54，其中在下游端54前不遠配置三個如上述體具化之空心雙板組合件22，22’，22”。此外，於可加熱分配器50之上游端52配置用於待去揮發之組成物之入口管線60。在分配器之操作期間，液位可達到虛線61。

圖6所示之用於去揮發包含揮發性組分之組成物，諸如用於去揮發包含未反應單體及溶劑之固態或液態聚合物組成物的去揮發裝置10係與圖1所示者相似，但差別在於其含有一個與入口管線14連接及在匣筒62內延伸之垂直配置之可加熱分配器50。

10:去揮發裝置 12:容器 14:用於待去揮發之組成物之入口管線 16:用於已去揮發組成物之出口管線 18:用於氣體之出口管線 20,20’:可加熱盤 22,22’,22”:空心雙板組合件 24:穿孔堰 26:無穿孔堰 28:空心雙板組合件之上板 30:空心雙板組合件之下板 32:空心雙板組合件之空隙空腔 34:上板或下板之開口 36:通道之壁 38:空心雙板組合件之通道 40:空心雙板組合件之中空空間 42,42’,42”:用於熱介質之入口管線 44,44’,66”:用於熱介質之出口管線 46,46’:管 48:凸緣 50:可加熱分配器 52:可加熱分配器之上游端 54:可加熱分配器之下游端 60:可加熱分配器之入口管線 61:分配器操作期間之液位 62:匣筒 64:匣筒樑 66:匣筒之盤支撐元件 68:匣筒之中心入口管線 70:匣筒之中心出口管線

以下，將以舉例方式參考有利的實施態樣及附圖來說明本申請案。 其中顯示： [圖1]顯示包括根據本發明之一實施態樣的匣筒之去揮發裝置的示意縱斷面圖。 [圖2]顯示包括於圖1所示之去揮發裝置中的用於容納可加熱盤之匣筒的示意圖。 [圖3]顯示圖1所示之去揮發裝置的可加熱盤之透視圖。 [圖4]顯示圖3所示之可加熱盤的空心雙板組合件之橫斷面圖。 [圖5a及5b]顯示可包括於根據本發明之去揮發裝置中之可加熱分配器的示意橫斷面圖及示意俯視圖。 [圖6]顯示包括根據本發明之另一實施態樣的匣筒的去揮發裝置之示意縱斷面圖。

10:去揮發裝置

12:容器

14:用於待去揮發之組成物之入口管線

16:用於已去揮發組成物之出口管線

18:用於氣體之出口管線

20,20’:可加熱盤

50:可加熱分配器

62:匣筒

64:匣筒樑

66:匣筒之盤支撐元件

68:匣筒之中心入口管線

70:匣筒之中心出口管線

Claims (18)

1. 一種匣筒，其包含配置在該匣筒內之至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配器；至少一個支撐元件，至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配係配置於其上；一個用於加熱介質之中心入口管線及一個用於加熱介質之中心出口管線；其中，該至少一個可加熱盤之至少一部分及/或該至少一個可加熱分配器之至少一部分包含包括彼此疊放配置但間隔開以在其間界定空隙空腔之上板及下板的空心雙板組合件，其中二者板各包含複數個開口，其中該上板之每一開口係由延伸通過該空隙空腔以及圍繞該下板之開口之壁所圍繞以形成複數個通道，其係與在該等通道之間的該空隙空腔中所界定的中空空間液密性分離，其中該中空空間係與用於熱介質之入口及與用於熱介質之出口連接，以及其中該匣筒之用於加熱介質之該中心入口管線係與該至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配器之該(等)入口連接，以及其中用於加熱介質之該中心出口管線係與該至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配器之該(等)出口連接。
2. 如請求項1之匣筒，其中該匣筒包含至少兩個、較佳為2至20個、更佳為3至10個及最佳為4至6個彼此間隔開配置的至少實質上垂直配置之樑以作為內部空間的邊界，其中該至少一個支撐元件係固定於該等樑之至少一者上。
3. 如請求項1或2之匣筒，其中該匣筒包含至少2個、較佳為2至200個、更佳為4至100個及最佳為10至60個支撐元件，可加熱盤或可加熱分配器移除式或固定式可配置於其各者上，其中用於加熱介質之該中心入口管線可與該等可加熱盤及/或可加熱分配器各者之全部該等入口連接，以及其中用於加熱介質之該中心出口管線可與該等可加熱盤及/或可加熱分配器各者之全部該等出口連接。
4. 如前述請求項中任一項之匣筒，其中該匣筒進一步包含至少一個底部元件及/或頂蓋，其中該頂蓋較佳為圓頂形。
5. 如前述請求項中任一項之匣筒，其中該匣筒包含至少四個、較佳為3至10個及最佳為4至6個彼此間隔開配置的至少實質上垂直配置之樑以作為具有至少實質上圓形之橫斷面的內部空間的邊界，其中該至少一個支撐元件各者為圓環段，其係固定至該等樑之至少一者以使該圓環段之長軸係至少實質上垂直於其所固定至的該樑之長軸延伸。
6. 如前述請求項中任一項之匣筒，其中該匣筒之該中心入口管線為至少實質上垂直配置之管，該管具有對應於可配置在該匣筒內之該等可加熱盤及可加熱分配器之數目的數目及可與該等可加熱盤及可加熱分配器連接的出口，以及其中該中心出口管線為至少實質上垂直配置之管，其具有對應於可配置在該匣筒內之該等可加熱盤及可加熱分配器之數目的數目以及可與該等可加熱盤及可加熱分配器連接的入口。
7. 如前述請求項中任一項之匣筒，其中在該匣筒之用於加熱介質之該中心入口管線與該至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配器之該(等)入口之間提供壓力平衡工具及/或在該至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配器之該(等)出口與該匣筒之用於加熱介質之該中心出口管線之間提供壓力平衡工具，其中該壓力平衡工具較佳係選自由閥、孔口板、棒、混合器及其組合所組成之群組。
8. 如前述請求項中任一項之匣筒，其中該至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配器全部係串聯或較佳為彼此平行配置。
9. 如前述請求項中任一項之匣筒，其中該至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配器之該上板及該下板係彼此至少實質上平行配置，以及其中該上板及該下板係通過側壁在其側面彼此連接，在其間界定該空隙空腔。
10. 如前述請求項中任一項之匣筒，其中該空心雙板組合件之該空隙空腔之中空空間的高度為2至50 mm、較佳為2至20 mm、更佳為4至12 mm及最佳係介於6與8 mm。
11. 如前述請求項中任一項之匣筒，其中該空心雙板組合件之該上板及該下板係通過側壁在其側面彼此連接，在其間界定該空隙空腔，以及其中用於熱介質之該入口及用於熱介質之該出口為管，其等延伸通過該等側壁之一或二者。
12. 如前述請求項中任一項之匣筒，其中該至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配器包含1至10個、較佳為2至5個及更佳為2至4個空心雙板組合件，其中該至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配器包含至少兩個並排配置之空心雙板組合件，其中較佳係在兩個相鄰空心雙板組合件之間配置至少實質上垂直配置之穿孔堰。
13. 如前述請求項中任一項之匣筒，其中該至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配器係由至少實質上垂直配置之無穿孔堰所圍繞，其中較佳係從該至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配器之頂部看，該無穿孔堰係向上延伸。
14. 如前述請求項中任一項之匣筒，其包含一個可加熱分配器及2至20個、較佳為5至15個及更佳為7至12個可加熱盤，其中，在水平面可見，該等可加熱盤各者在其全部面積上包含一或多個空心雙板組合件，以及其中該可加熱分配器在其下游端或在其下游端之前至少包含一或多個空心雙板組合件。
15. 一種用於去揮發包含揮發性組分之組成物諸如用於去揮發包含未反應單體、溶劑及/或副產物之固態或液態聚合物組成物之去揮發裝置，其中該去揮發裝置包含容器，該容器包含至少一個用於待去揮發之該組成物的入口、至少一個用於已去揮發組成物之出口、至少一個用於氣體之出口及至少一個如前述請求項中任一項之匣筒。
16. 如請求項15之去揮發裝置，其中該至少一個可加熱盤及/或至少一個可加熱分配器延伸超過該容器之橫斷面積之10至99%、較佳為20至95%、更佳為40至90%及最佳為70至90%。
17. 如請求項15及16之去揮發裝置，其包含一個可加熱分配器及2至20個、較佳為5至15個及更佳為7至12個可加熱盤，其中，在水平面可見，該等可加熱盤各者在其全部面積上包含一或多個空心雙板組合件，以及其中該可加熱分配器在其下游端或在其下游端之前至少包含一或多個空心雙板組合件。
18. 一種用於去揮發包含揮發性組分之組成物之方法，其包含下列步驟：將該組成物進料至如請求項15至17中任一項之去揮發裝置的該入口、將加熱介質進料至該至少一個可加熱盤及/或該視需要之至少一個可加熱分配器、從用於氣體之該出口抽出氣體以及從用於已去揮發組成物之該出口抽出已去揮發組成物。