不含水及溶剂的聚合物的生产装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及不含水及溶剂的聚合物的生产装置，其包括至少一个浓缩单元，该浓缩单元包括：与脱气容器(4)连通的加热器(2)，由此该脱气容器(4)的底部与泵(4.2)连通，该脱气容器(4)的上部与至少一个蒸气管线(4.1)连通；一个加热单元(6)，该加热单元与该浓缩单元的泵(4.2)以及在挤出机单元上的进料点(12)连通；一个挤出机单元，该挤出机单元包括至少一个进料点(12)、一个挤出机脱气区段(16)、一个聚积区段(20)以及一个出口区段(22)，由此该挤出机脱气区段(16)进一步包括至少一个连接到蒸气管线(15.1)上的通气口(15)。

【技术实现步骤摘要】
不含水及溶剂的聚合物的生产装置本专利技术是申请号为200980139308.1、申请日为2009年9月17日、专利技术名称为“不含水及溶剂的聚合物的生产方法”的母案申请的分案申请。
本专利技术涉及不含水和溶剂的聚合物，具体而言为不含水和溶剂的合成橡胶产品，像非卤化的以及卤化丁基橡胶制品连同用于它们的生产方法。本专利技术进一步涉及一种适合于完成所述方法的装置。
技术介绍
合成橡胶具有重要的工业用途并且典型地是通过单体的(共)聚合反应产生的，它典型地是经由浆料、溶液或溶解工艺进行。合成橡胶的实例包括丁基橡胶类和卤化丁基橡胶类、聚异丁烯、乙烯丙烯二烯M-类别橡胶类(EPDM)、丁腈橡胶类(NBR)以及苯乙烯-丁二烯橡胶类(SBR)。在该(共)聚合反应之后，该反应器排放混合物至少包含该聚合物、溶剂、剩余单体以及催化剂。为了回收该聚合物，该排放流典型地用蒸汽和热水处理该。大部分溶剂和未反应的单体由此被闪蒸掉。蒸汽和水接触的一个缺点是合成橡胶被凝结了。然后这些合成胶在水中以湿屑粒的形式存在。然后将大部分水通过排出分离，接着是例如施用干燥挤出机以及一个最终的真空干燥步骤。生成丁基橡胶的异丁烯与异戊二烯的共聚作用例如是在大约-60℃至-100℃的低温下在工业上进行的以获得高摩尔质量。淤浆法使用氯甲烷作为一种稀释剂而溶液法使用一种惰性的烃作为一种溶剂。在该聚合反应之后，该丁基橡胶聚合物或者作为一种在氯甲烷中的浆料或者作为一种在烃中的均匀溶液存在。未反应的单体也在该反应器排出的混合物中存在。需要将该丁基橡胶聚合物回收并且从该稀释液或溶剂中分离。在淤浆法中，聚合反应器排放流在闪蒸鼓中用蒸汽和热水处理。大部分氯甲烷和未反应的单体由此被闪蒸掉并且水通过冷凝从这些蒸气中分离出。当将来自该反应器的聚合物进一步处理时，比如通过卤化，该丁基橡胶产品可以作为一种通过将该反应器内容物排入一种热溶剂(比如己烷)的溶液而直接回收。在这个阶段以后使该氯甲烷蒸发并且应用一个此外的汽提阶段以去除剩余单体残余物。在该溶液法中，在该聚合反应步骤过程中应用一种惰性的烃溶剂和一种烷基铝卤化物催化剂。然后将这些剩余单体在一个蒸馏汽提过程中从该反应器溶液中移出。在这个蒸馏步骤之后，该丁基橡胶聚合物作为一种在烃中的均匀溶液存在。这种溶液或者可以进一步进行处理(比如经受一个卤化步骤)、或该丁基橡胶聚合物可以直接从该溶液分离。该丁基橡胶从溶液的分离与淤浆法的相似，并且还包括与蒸汽和热水接触，由此该聚合物得以凝结。然后该丁基橡胶聚合物在水中以湿屑粒形式存在(在水中6wt％至10wt％的聚合物)。为抵消该凝结作用，在凝结/蒸汽汽提法之后将脂肪酸盐类加入含有在水中的丁基橡胶屑粒的闪蒸鼓中。在加入添加剂之后，然后使丁基橡胶通过进一步干燥转变成最终的商业的包装形式。干燥典型地通过排放进行、随后施用干燥挤出机以及在一个流化床中的最终干燥步骤。丁基橡胶的一种商业上重要的化学修饰是卤化作用，它导致了氯化和溴化丁基橡胶，以下还表示为卤代丁基橡胶或单独表示为溴代丁基橡胶或氯代丁基橡胶。卤代丁基橡胶在技术上是通过使一种在烷中的常规的丁基橡胶的溶液与氯或溴在一个搅拌容器中接触而生产的。一般将所述溶液表示为粘结剂。作为副产品形成的未反应的卤素和卤化氢通过加入苛性碱溶液中和。还可以在那个阶段并入添加剂。然后将所生成的溶液进行蒸汽汽提以去除该溶剂，由此使该橡胶凝结成为一种固态产品。该固体产品总体上是作为一种在水中的5％到12％的浆料而回收的。在回收之前立即将稳定剂和/或抗氧化剂加入到该卤化丁基橡胶中。该卤化丁基橡胶然后使用机械干燥装备通过一种类似于用于常规的丁基橡胶的方法进行最终处理；然而，由于该卤化产品的更高反应性，采用了较不剧烈的条件。这些上述的用于凝结和蒸汽汽提的工艺经受了很高的能量消耗。大量的蒸汽是必要的以便不仅蒸发溶剂而且还加热并且保持了在汽提鼓中的全部的含水量在一个高温下。添加额外的蒸汽也是必需的以通过降低在该汽提鼓中溶剂的分压而汽提掉溶剂的残余量。因为凝结后丁基橡胶在该浆料中的浓度总体上仅为按重量计5％到12％，并且对于卤化丁基橡胶仅为5％到20％，上述的这些工艺还利用了大量水。来自这种浆料的全部水构成废水并且必须被去除。虽然该废水包含来自中和反应的钠盐，但因为该盐浓度太低，再加工并且再循环该废水以去除这些钠盐在经济上是不可行的。将这些橡胶屑粒利用简单的筛盘或筛子从该大体积的水中机械地分离出。在这个第一分离以后该(卤)丁基橡胶仍包含大约30％到50％的水。然后此外的机械干燥使用挤出机通过对该产品进行捏合并且挤压出水进行。这种机械干燥方法的缺点是水被没有通过这种筛子阻止的小的橡胶颗粒污染了，其结果是该废水要求额外的处理。上述的机械脱水只能将含湿量减小到大约5％到15％。然后要求额外的热干燥阶段。由此该橡胶在压力下在一个单螺杆挤出机或双螺杆挤出机中加热到150℃至200℃。安装一个模口板(dieplate)以维持该压力。当将橡胶穿过该模口板推出时，在橡胶中的水蒸发并且形成了开放的多孔性的屑粒。然后用一种切割装置将这些屑粒切成小片。将这些屑粒运送到一个对流的干燥器中，在那里通过热空气将残留水分除去。在这类干燥之后，该(卤)丁基橡胶总体上具有0.1％至0.7％的含湿量。然后需要一个通过使流动冷空气穿过这些橡胶屑粒而完成的一个冷却阶段以将这些丁基橡胶屑粒冷却到60℃的最大包装温度。然后将这些屑粒通过液压机形成包装，并且将这些包装封装入盒子或板条箱用于运输。上述的用于干燥(卤)丁基橡胶的工艺是复杂的并且要求大规模的装备。此外，这些工艺参数必须小心监测以避免热和剪切应力，它们将加速该(卤)丁基橡胶的降解。为了从聚合物去除水和挥发性的有机溶剂的目的，已经开发了不同的其他特定方法。在真空中有或者没有使用携带剂的挤出机脱气作为最重要的技术已经在实际应用中得到认可，然而，这类现有技术方法的能量需求是相当高的。US3,117,953A1披露了一种用于纯化高压聚乙烯的装置和方法。然而在US3,117,953A1中用于聚乙烯的合成橡胶粘合剂的替代物导致了屑粒在进入该挤出机之前形成，这根本不是所希望的。DE19537113披露了用于聚合物树脂(特别是聚碳酸酯树脂)的使用一个蒸汽汽提塔、一个倾析器、以及一个挤出机的一种方法和装置。然而，蒸汽的引入将导致不希望的高残留水含量或很高的能量消耗。US4,055,001披露了一种方法，用于通过在干燥过程中使用超声焊极制备聚合物，比如具有小于0.1wt-％的含水量的丁基橡胶。然而，与超声的使用相关的很高的剪切应力对于聚合物(比如卤代丁基橡胶)是禁止的。EP0102122披露了用于从一种溶液回收聚合物的一种方法，特别是利用一种部分充满的挤出机用于聚乙烯的回收。然而EP0102122没有记载残留水的去除。US2001/056176Al披露了一种回收聚合物的一步法并且确切地是用于橡胶溶液浓缩的一个实例。由此将该橡胶溶液用蒸汽加热以便在一个步骤中通过在真空下脱气去除现有的溶剂以产生白色屑粒。US2001/056176Al由此要求一种大容量的蒸气流以在低蒸气压下去除这些挥发性组分并且导致了在这些屑粒中额外水的包围，这些水随后需要被去除。US5,283,021A1披露了用于从一种弹性本文档来自技高网...

【技术保护点】
装置，包括至少●一个浓缩单元，该浓缩单元包括：与脱气容器(4)连通的加热器(2)，由此该脱气容器(4)的底部与泵(4.2)连通，该脱气容器(4)的上部与至少一个蒸气管线(4.1)连通●一个加热单元(6)，该加热单元与该浓缩单元的泵(4.2)以及在挤出机单元上的进料点(12)连通●一个挤出机单元，该挤出机单元包括至少一个进料点(12)、一个挤出机脱气区段(16)、一个聚积区段(20)以及一个出口区段(22)，由此该挤出机脱气区段(16)进一步包括至少一个连接到蒸气管线(15.1)上的通气口(15)。

【技术特征摘要】
2008.09.19 EP 08105393.61.用于生产不含水及溶剂的聚合物的装置，包括至少●一个浓缩单元，该浓缩单元包括：与脱气容器(4)连通的加热器(2)，由此该脱气容器(4)的底部与泵(4.2)连通，该脱气容器(4)的上部与至少一个蒸气管线(4.1)连通●一个加热单元(6)，该加热单元与该浓缩单元的泵(4.2)以及在挤出机单元上的进料点(12)连通●一个挤出机单元，该挤出机单元包括至少一个进料点(12)、一个挤出机脱气区段(16)、一个聚积区段(20)以及一个出口区段(22)，由此该挤出机脱气区段(16)进一步包括至少一个连接到蒸气管线(15.1)上的通气口(15)。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该泵(4.2)是选自由以下各项组成的组中：容积式泵、齿轮泵、活塞泵、隔膜泵、螺旋式泵、挤出机式泵或捏合机式泵或它们的组合。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，该挤出机单元包括选自由以下各项组成的组中的挤出机：单螺杆和多螺杆挤出机。4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，该挤出机单元包括双螺杆挤出机、环挤出机或行星辊挤出机。5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，该聚积区段(20)包括多个捏合或节流元件、多个起泡盘、或多个模口板。6.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，该出口区段(22)包括选自由以下各项组成的组中的产品加工设备：多个模口板和多个切割器的组合；多个模口板和多个在水下成粒的装置；用于屑粒形成的装置、多个涡流器和安置在该挤出机的端板处的多个固定刀。7.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，该出口区段(22...

【专利技术属性】
技术研发人员：约尔格·基希霍夫，维尔纳·贝克尔，罗尔夫·费尔勒，保尔·瓦格纳，约翰·洛夫格罗夫，汉斯因戈尔夫·保罗，
申请(专利权)人：朗盛国际股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH