Способ получения (со)полимеров винилхлорида

 

1.СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ'(СО)ПрЛИ- 1УШРОВ ВИНИЛХЛОРИДА путем суспензионной (со)полимеризации винил-_. хлорида, одувки: незаполимеризовавших-' ся мономеров, дег-азайи еуеТгГён§'й1Г''&''''"" возвратом очищенных мономеров!н^ , (со полимеризацию, разбавления полу- .ченной суспензии фугатом, в^аделения (со") полимеров из суспензии центрифуги-^ рованием, обработки сточных вод с возвратом их на (со^полимеризацию, сушки влажных(со)полимеров во взве- iueHHOM состоянии га;§Ърбразным теплсэ- 'йосйтёлём' и ftipcHefl^roiqefib пйё'^вмотранс-' -;порта, о t л k'"ti"а" ю"1ц^й и с я тем, что, с целью исключения за'грязнёния окружающей среды, интенсификации и повьпиения безопасности проведения процесса, сушку ёлажшлх(со >&полимеров проводят в Течение 5-120 с перегретым паром с тёмпё^затурой 105- 220°С с последуия^ей конденсацией перегретого пара в 'количестве, равном количеству испа|3ённой'' из (со ?по- § :*лимеров влаги, и нап1^ав:11енйбМ н'а (со) "полимеризацию^ а нескондейсировавшуйся часть' после перегрева исполь- Эуют в качестве сушильного агента**2. Способ по П.1, отличающ к и с я тем, что после сушки пнев 'мотранспорт (со )полимеров проводят •инертным газом, циЩулИруййм по i з'амкйутому контуру'через систему пыле I очистки и улавливания остаточных [MOHcWepoB. J.(Л•^о 4;^со ot>&

ССНОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

° 3(59 С 08 F 14/06; С 02 С 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕ1 СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Вд -

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ : " п! у

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2579589/23-05 (22) 16.02.78 (46) 07.02.83. Бюл. М 5 (72) В. М.ульянов, B.Ф.Прыгунов, Б.Л.Каменко, В.П.Осинский, А.A.Коригин и И.П.Хаустов

{53) 678. 743. 22 (088. 8) (56) 1. Зильберман Е.Н. Получение и свойства поливинилхлорида. М., Химия, 1968, с. 84-92..

2. Патент Франции Р 2303031, кл. С 08 F 214/06, опублик. 1976.

3. Патент СССР Р 5122715, кл. С 08 Р 14/06, 1975.

4. Патент США Р 3956249,. кл. С 08 F 214/06,,опублик. 1976.

5. Заявка Японии Р 126284, кл . С 08 F 14/06,,опублик. 1976 ° б. Авторское свидетельство СССР

9 443865, кл. С 08 F 14/06, 1973 (прототип). (54)(57) 1.СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ (СО)ПОЛИМЕРОВ ВИНИЛХЛОРИДА путем суспен зионной (со полимеризации винилхлорида, одувки, незаполымериэовавших- ся мономеров, дегазции суспенэйи " с=" =" возвратом очйщенных мономеров:на ; (со )полимеризацию, разбавления полуФ

„„SU„„704096 А ченной суспенэии фугатом, выделения (со) полимеров иэ суспензии центрифуги рованием, обработки сточных вод с возвратом их на (со)полимеризацию, сушки влажных(co)полимеров во взвеE. шенном состоянии гаэообразным тепло aoñèòåëåì и- поаледующего пйевмотрайс- . порта, о т л и ч а" io шийся тем, что, с целью исключения загрязнения окружающей среды, интенсифйкации и повышения безопасности проведения процесса, сушку влажных(со)полимеров проводят в течение 5-120 с пере гретым паром с температурой 1052200С с последующей конденсацией перегретого дара.в количестве, равном количеству испаренной из(со )no- Д . лимеров влаги, и направлейием на(со) полимериэацию, а несконденсировавшуюся часть после перегрева исполь зуют в качестве сушильного агентао С

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что после сушки пнев- а мотранспорт (со )полимеров проводят инертным газом, циркулируюим"по (замкнутому контуру через систему пыле очистки и улавливаний остаточных (, 1 мономеров. 4а

704096 .1эобретейие отиосится к химической йромыалеиности, преимущественно к области производства йоТймеров, и может быть испойьзбвано" при получении суспензированного поливинилхлорида и сополимеров на основе винилхлорида.

Широко известен способ получения суспенэионного поливинилхлорида (ПВХ) и"сополимеров винилхлорида (ВХ)(1 3, согласно которому после стадии сополимериэации проводят сдувку неэаполимериэовавшегося мономера в газгольдер с последующими ректификацией и возвратом его на полимеризацию. Затем проводят дегазацию суспенэии путем кратковременной ее продувки 15 острым паром в дегаэаторе или отпаркой в специальных колонках. Пос.ле дегаэации суспенэию разбавляВт водой и полимер выделяют центрифугированием. Влажный полимер сушат нагре 20 тым воздухом во взвешенном состоянии --на сушилках различных типов (кипящего слбя, трубах-сушилках, барабанных и других ), рассеивают и с по- мощью пневмотранспорта сжатым воздухом гоТовый продукт подают в си25

= лос для хранения.

По указанному способу отработанный на стадии сушки воздух после очистки его в фильтрах от пыли ПВХ полностью выбрасывается в атмосферу.

Так как на сушку ПВХ и сополимеров

BX требуется большое Количество воздуха, полная очистка которого сложна и дорога, то вместе с ним выбрасываются в атмосферу тонкодисперс- 35 ная фракция полимера, не уловленная в фильтрах, и часть незаполимеризовав"= "шихся мономеров . другая часть мономеров остается в порошке полимера, что приводит к ухудшению качества готово-40 го=прод«у«кта . Кроме того, по этому способу сточные воды сбрасываются в водоемы и не могут быть использованы в производстве, так как в них содержатся минеральные соли, влияющйе на ка- 45 чество получаемого TIBX.

В настоящее время для защиты окружающей среды от вредных влияний промышленных загрязнений стремятся"соэ- а дать безотходные производства ПВХ и сополимеров ВХ, в которых отсутствуют выбросы вредных веществ в атмосферу и водоемы и достигается лучшее качество готового продукта за счет удаления из полимера остаточного мономера. 55

Для того, чтобы удалить неэаполимеризовавшиеся мономеры при получении

ПВХ и сополимеров ВХ, применяют ряд способов дегазации суспензии и порош- 60 ков полимеров.

В частности, известны способы обработки поливинилхлорида и сополимеров вииилхлорида водяным парой для удаления остаточных мономеров, и сополимеров с последующей сушкой их известными способами (2-5 ).

По способу(2 3 поливинилхлорид, содержащйй 5-35 вес.% вопи, подвергают обработке водяным паром при температуре 90-125 С и давлении 4001600 мм рт.ст. в специальном аппарате. Обработанный полимер затем сушат в потоке воздуха или инертного

Еаза одним=йз известных способов.

0 По другому известному способу(3 j поливинилхлорид нагревают паром до температуры, лежащей в интервале от температуры стеклования до 180 С и выдерживают его в течение времени, достаточного для удаления практически всего йепрореагировавшего мономера. Затем ПоЛимер охлаждают ниже тем-пературы стеклования и упаривают сконденсировавшуюся на полимере влагу. Обработку паром проводят в аппаратах кипящего слоя, а охлаждение, чаще всего, под вакуумом.

Согласно способу(4 )порошок поли-. винилхлорида с влажностью 1-50 вес.Ъ подвергают обработке острым паром при 100 — 125 С в течение

5-15 мин и атмосферном давлении Винилхлорид улавливают, отделяют от воды и возвращаМт в производство.

По способу(5 )влажный порошок по лив инилхлорида, получен ный суспе н зионной полимеризацией, подвергают обработке водяным паром в аппарате дегазации в течение 40 мин при 60 С и .затем сушат горячим воздухом. П ра отке ПВХ водяным паром иэ порбШри

" ка удаляется часть непрореагировав шего вийилхлорида.

В процессе обработки ПВХ и сополимеров ВХ водяным паром с низкими в параметрами в,течение длительно о

r ремени происходит увлажнение продукта, что приводит к удорожанию все последующей стадии сушки присущ и е ем вышеописанным способам. Вследствие периодичности и длительности такой обработки" указанные способы являются мелопроизводительными, не экономичными и не могут быть применены при непрерывном процессе получения ПВХ и сополимеров ВХ по выше-! описанному способу(1).

Ближайшим по технической сущности к данйому изобретению является известный способ получения (co )полимеров винилхлорида путем суспензионной (со ) полимеризации винилхлорида, сдувки неэаполимериэовавшихся мбномеров, дегазации суспензии с возвратом очиценных мономеров на (co)полимеризацйто", раэбавлейия полученной суспензии фугатом, выделения(со)полимеров из суспензии центрифугированием, обработки сточных вод с возвратом их на (со)полимеризацию, сушки влажных (со)полимербв во взвешенном состоянии

704096

4 газообразным теплоносителем и после- пневмотранспорта высушенного матедующего пневмотранспорта(б).

Недостатками указанного спОсОба На чертеже приведена б пол чения с

1 е ена лок-схема, лиме ов BX яв у я успензионного ПВХ и сопо- на которой постадийно по но показан весь р являются загрязнение технологический процесс получения окружающей среды пылью полимеров и 5 IIBX и сополимеров на осйове ВХ. мономерами, в частности винилхлоридом, В автоклав-полимеризатО 1 эаг кото ый являетс р тся канцерогеном, что жают все компоненты реакционной смепри больших произво ственн р д т енных мощнос-, си и проводят процесс полимеризации. тях может создать недопустимую ло- По окончании полимеризации проводят кальную концентрацию его в атмосфе- 10 сдувку незаполимеризовавшихся мономечастичное окисление ПВХ кисЛоро- ров. Полученную суспенэйю сливают в ье, частичное дом воздуха п и повьп турах всле р повышенных темпера- сборник-усреднитель 2 в котором проР собственная те моста ур, следствие чег. снижается исхоДит CMehIeHHe e с н у ie зи от не енная термостабильность полиме.— скольких операций и разбавление сусРа и следовательно, ухудшается ка- 5 пензии фугатом. Затем полученн ю чество готового п о

° ую того по каз о продукта . Кроме суспензию направляют в дегазат 3 ор дии сушки не ает указанному способу на ста- и далее на центрифуг 4 к и у, иэ которо не удается полностью уда- осадок полимера подают в бунке — олить остаточные мон ков полимерoh что так

ые мономеры иэ порла- затор 5, а фугат в сборник ф гата б. угата р, что также приводит к Из сборника 6 насосом 7 через систеснижению качества готов отового продукта. му очистки 8 фугат направляют в сбор20

Цель изоб етения

Р исключить заг- ник-усреднитель 2. Влажный полимер рязнение ок ужаю ей с

Ру щ среды, интенси-. . из бункера-доватора,5 непрерывно фицировать и повысить

ы ить безопасность подают в сушилку 9, через которую проведени я процесса. проходит перегретый водяной hap. Вы"

Эта цель достигается тем, что сушенный полимер поступает в систелучения(co )полимеров ви- му пневмотранспорта, включающую иннилхлорида путем суспензионной(со )no- жектор 10, циклон 11, рукавный фильтр лимериэации винилхлорида, сдувки 12, конденсатор 13, адсо бе 14 тепр зовавшихся мономербв, лообменник 15 и вентилятор 16. Ротор ер,, тепдегаэации суспензии с возвратом очи- ЗО вый продукт из циклойа, 11 и рукавщенных мономеров .на(со)полимеризацию, ного фильтра 12 подают на затарку. разбавления полученной суспензии Отработанный в сушилке 9 водяной фугатом, выделения (со)полимеров из пар очищают от пппб полимера в циксуспензии центрифугированием, обра- лоне 17 и подают в конденсатор 18 ботки сточных во с д возвратом их на 35 где происходит частичная конденсация.

I (со)полиме иза ию с

Р ЦИЮ, СУШКИ ВЛажнЫХ При этом конденсат направляют в сбо(со )полиме ов в р о взвешенном состоя - ник 19, а несконденсировавшуюся пароР нии газообразным теплоносителем и газовую смесь вентилятором 20 подают последующего пневмотранспорта, суш- в пароперегреватедь 21 и далее в суку влажных(со)полимеров проводят в шйлку 9 ° течение 5-120 с п перегретым паром с По мере накопления в сушильном

УР -220 С с последую- агенте(водяном паре ) мономеров проиэтемпе рат урой 1 05- 2 2 щей конденсацией. перегретого пара в водят сдувку парогазовой смеси иэ количестве авн

Р вном количеству системы со сбросом ее в отдельный испаренной из (со)полимеров влаги,: конденсатор 22 с сепаратором 23 (наи направлением на (со ) а (со)полимериэацию, 45 пример, мокрым газгольдером ) отк а несконденси овавш р авшуюся часть после да конденсат и несконденсировавшийр р куперегрева исполь ю льэуют в качестве су- ся мономер найравляют соответствен- шильíoro areнта. но в сборник 19 и газгольдер 24, После су„,ки пневмотранспорт(co)IIo- откУда чеРез системУ Ректификации 25 лимеров проводят инертн газом, 50 возвРащают в автоклав 1. Мономер иркулируюИим по замкну"ому контуру после сдувки по окончании йолимеРи= через систему пылеочистки и улавлива- зации иэ автоклава, а также иэвлеченяия остаточных мономеров. - Ный путем дегазации из суспейэии

При получении"суспензионного поли- постУпает в газгольдеР 24 и чеРез винилхлорида и сопо имеров винилхло- 55 ту же систему ректификации 25 воз» .-,ида по предлагаемому способу техно РаЩаЕтСЯ Иа ПОЛИМЕРИЗаЦИЮ. логия получается полностью безотходной Пример 1. В автоклав емкоси при этом исключаются выбросы вред- . тью 195 л загружают 100 кг обессоленых веществ и окружающую среду, улуч- ной воды, 50 кг винилхлорида, 40 г лается качество готового продуктй;- 60 метилцеллюлозы и 125 r перекйси интенсифицируется процесс получения, лауроила; Мономер диспергируют в полимеров и повышается безопасность приготовленной водяной фазе, диспер-. процесса за счет применения беэкис- cHIo нагревают и проводят полимерилородного теплоносителя (водяного зацию при 54ОC и непрерывном перепара ) для сушки и инертного газа для "у мешивании. Заканчивают полимеризаS 704096 \

Составитель Н.Просторова

ТехредМ.Надь Корректор M. Демчин

Редактор М.Кузнецова

" "::жЫЙ2 и4& ."М» ->

-жю

Заказ 6280/1 " " """ Тираж 492 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

rie делам йзобретеййй и открЫжий

1И.035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

МГ ° °

В Ю Ю

Ю

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4

1 цию в момент начала падения давления в реакторе. Конверсия составляет 75%. Затем проводят сдувку незаполимериэовавшегося мономера.

Полученную суспенэию в количестве

137,5 кг направляют в сборник-усреднитель, разбавляют предварительно очищенным фугатом (сто ными водами пбсле центрифугирования ) в количестве 30 кг и после дегазации подают далее на разделение в центрифу-, 1О гу. В процессе центрифугирования йолучают осадок влажного полимера в количестве 49, 5 кг, содержащий 37, 5 кг поливинилхлорида, 11,93 кг воды, 0,07 кг винилхлорида, и фугат в количестве 118 кг, который направляют в сборник .фугата. Влажный полимер направляют в бункер-дозатор,- откуда он непрерывно доэируется в пнев матическую сушилку спирально-вихревого типа с расходом. 13,5 кг/ч. Через эту же сушилку проходит водяной пар с расходом 46,3 кг/ч, перегретый до 220ОC. Сушку ПВХ осуществляют в спиральном канале и вихревой камере сушилки в течение 5 с до конечной"влажности продукта, равной 0,3%.

Высушенный материал вЫделяют иэ потока водяного пара в циклонной каме- ре сушилкй, подают в инжектор с потоком азота, имеющего температуру ЗО о

25 С, и транспортируют в циклон для выделения готового продукта, который B êîëè÷åñòâå 37,61 KI" поступает йа эатарку. Азот подают На очистку от мелких частиц ПВХ в ру- 35 кавнйй фильтр и далее последовательно в конденсатор и адсорбер, где извлекают следы остаточного ви - нилхлорида и воды. Затем после охлаждения в теплообменнике азот 4О возвращают в цикл при помощи вентилятора. Отработанный пар, охладившийся в сушилке до 145 С, подают на очистку от пыли поливинилхлорида в циклон и далее в конденсатор, где. часть пара в количестве, равном количеству испаренной из полимера влаги, конденсируют и конденсат в количестве 11,82 кг с растворенным в нем 0,069 RI мономером направляют в сборник, откуда затем отбирают для очередной загрузки реактора. Несконденсировавшийся водяной пар с примесью паров мономера (до 2 об.% ) вентилятором направляют в паропере-. греватель, где перегревают до 220 С и возвращают. в цикл.

Пример 2. Проводят по примеру 1„ только сушку ведут при температуре перегретого пара 105 С в течение 120 с. Получают готовый продукт с конечной влажностью 0,3%.

Пример 3 ° Проводят по примеру 1, только полимеризуют 47,5 кг ВХ и и 2,5 кг винилацетата и сушку ведут при 180оС в течение 30 с, По- . лучают готовый продукт с конечной влажностью 0,3%.

Применение предлагаемого способа, получения суспензиоййого ПВХ и сопо лимеров на ocsose ВХ наряду с социальным эффектом, заключающимся в предотвращении загрязнения окружающей среды, обеспечивает по сравнению с существующими способамн следУющие технико-экономические показатели: интенсификацию процесса получения из-за большей теплоемкости водяного пара по сравнению с soapyхом, уменьшение затрат на очистку теплоносителя в 10-15 раз эа счет мейьшего ez o колйчества, возможность возврата бтогнанного мономера в про- изводство, полную безопасность процесса на стадий сушки полимеров вследствие инертности теплоносителя и транспортирующего газа..