CZ20004540A3 - Degasification process of thermoplastic polymers by making use of centrifugal forces and apparatus for making the same - Google Patents

Abstract

Způsob odplyňování termoplastického polymeru obsahujícího alespoň jednu těkavou složku, který zahrnuje tři následující kroky: ohřev termoplastického polymeru tak, že tímto termoplastickým polymeremje roztavený ztekucený termoplastický polymer; protékání roztaveného ztekuceného termoplastického polymeru, prostřednictvím působení odstředivé síly, skrze náplňovou vrstvu kontaktního reaktoru soustavy plyn-kapalina; a protékání stripovacího plynu skrze náplňovou vrstvu v protiproudu k protékání roztaveného ztekuceného termoplastického polymeru tak, že těkavé složky, prostřednictvím kontaktní reakce soustavy kapalina-plyn v náplňové vrstvě, vyprchávají a přecházejí z roztaveného ztekuceného termoplastického polymeru do stripovacího plynu. Zařízení zahrnuje otáčivou komoru (12) s náplňovou vrstvou (14), přívodní potrubí (19) pro přivádění zpracovávaného polymeru a plynovou ucpávku, uspořádanou mezi přívodním potrubím a otáčivou komorou.A method for degassing a thermoplastic polymer containing at least one volatile component which comprises three of the following Steps: heating the thermoplastic polymer so that it thermoplastic polymer is molten liquefied a thermoplastic polymer; flowing molten liquefied of a thermoplastic polymer through action centrifugal forces through the packed bed of the contact reactor gas-liquid systems; and passing the stripping gas through a packed bed in countercurrent to flow the molten liquefied thermoplastic polymer such that the volatile components, through the liquid-gas contact reaction in the packed layer, they fade and pass from the molten to a stripping thermoplastic polymer gas. The apparatus includes a rotary chamber (12) with a packing a supply line (19) for feeding of the processed polymer and the gas seal, arranged between the supply pipe and the rotating chamber.

Description

Oblast technikyTechnical field

- ---Předložený vynález se týká odstraňování těkavých—složek-------uvolňovaných při zpracovávání termoplastických polymerů a přesněji řečeno způsobu a zařízení pro odplyňování těkavých složek prostřednictvím působení odstředivých sil.The present invention relates to the removal of volatile components released during the processing of thermoplastic polymers, and more specifically to a method and apparatus for degassing volatile components by the action of centrifugal forces.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Patentový dokument US 3 409 712, původce Chisholm, který .se tímto ' začleňuje do odvolávek, uveřejňuje popis způsobu a zařízení pro odplyňování termoplastických polymerů, jehož podstata spočívá v roztavení zpracovávaného polymeru a v natékání roztaveného polymeru na povrch/ otáčivého kotouče’. Patentový dokument US 3 424 832, původce Chisholm, který se tímto začleňuje do odvolávek, uveřejňuje popis způsobu a zařízení pro zpracovávání termoplastického polymeru do pelet za použití otáčivé komory nebo dutého rotoru. Patentový dokument US 4 940 472, původce Hay, II. a kol., který se tímto začleňuje do odvolávek, uveřejňuje popis způsobu a zařízení pro odplyňování termoplastických polymerů, jehož podstata spočívá v roztavení zpracovávaného polymeru a v natékání roztaveného polymeru na povrch otáčivého kotouče. Patentový dokument US 4 952 672, původceU.S. Patent No. 3,409,712 to Chisholm, which is hereby incorporated by reference, discloses a method and apparatus for degassing thermoplastic polymers based on melting the processed polymer and flowing the molten polymer onto the surface / rotating disc. U.S. Patent 3,424,832 to Chisholm, which is hereby incorporated by reference, discloses a method and apparatus for processing a thermoplastic polymer into pellets using a rotating chamber or hollow rotor. U.S. Patent No. 4,940,472 to Hay, II. et al., which is hereby incorporated by reference, discloses a method and apparatus for degassing thermoplastic polymers which consists in melting the polymer to be processed and flowing the molten polymer onto the surface of the rotating disk. US Patent No. 4,952,672, the inventor

ÉiÉi

81072 (81072a)81071 (81071a)

Moore a kol., který se tímto začleňuje do odvolávek, uveřejňuje popis způsobu a zařízení pro odplyňování termoplastických polymerů, jehož podstata spočívá v roztavení zpracovávaného polymeru a v natékání roztaveného polymeru na povrch otáčivého kotouče. Peletizační zařízení pracující na principu odstředivých sil dodává na trh firma Baker Perkins Incorporated of Saginaw Michigan. Viz publikace Moderní plastické hmoty (Modern Plastics), ed. prosinec 1983, str. 56. Magisterská disertační práce o názvu Zdokonalené odplyňování polymerů za použití náplňové vrstvy kovového houbového materiálu na principu přemistování hmoty polymeru odstředivou silou (Mass Transfer of Centrifugally Enhanced Polymer Devolatilization by using Foam Metal Packed Bed) , autor Haw, Čase Western Reserve University, leden 1995, která se tímto začleňuje do odvolávek, uveřejňuje popis způsobu a zařízení pro odplyňování termoplastických polymerů, jehož podstata spočívá v roztavení zpracovávaného polymeru a v protékání roztaveného polymeru skrze kontaktní reaktor soustavy plyn-kapalina s náplňovou vrstvou niklového houbového materiálu s otevřenými póry, který se otáčí uvnitř, stacionární komory.Moore et al., Which is hereby incorporated by reference, discloses a method and apparatus for degassing thermoplastic polymers which consists in melting the process polymer and flowing the molten polymer onto the surface of the rotating disk. The centrifugal force pelletizer is marketed by Baker Perkins Incorporated of Saginaw Michigan. See Modern Plastics, ed. December 1983, p. 56. Master's thesis entitled Enhanced Polygassing of Polymers Using a Filling Layer of Metallic Mushroom Material on the Principle of Mass Transfer of Centrifugally Enhanced Polymer Devolatilization by Using Foam Metal Packed Bed, author Haw, Western Time Reserve University, January 1995, which is hereby incorporated by reference, discloses a method and apparatus for degassing thermoplastic polymers which consists in melting the polymer to be processed and flowing the molten polymer through a gas-liquid contact reactor with a layer of nickel sponge material open pores that rotate inside, the stationary chamber.

Způsob a zařízení podle Hawa trpí několika prd51~ěmy7The method and apparatus of Haw suffer from several assholes

Například, niklový houbový materiál je vlivem působení odstředivých sil, kterým je tento materiál během pracovního chodu vystavený, náchylný k destrukci strukturníhoFor example, nickel sponge material is susceptible to structural destruction due to the centrifugal forces to which it is exposed during operation.

uspořádání. arrangement. Dále, Further, použité used mechanické mechanical těsnění seal vykazuj e show e tendenci tendency kontaminovat již contaminate already odplyněný degassed polymer polymer olej em, olej em, používaným used pro jeho údržbu. for its maintenance. Kromě toho Addition způsob a method a zařízení equipment podle Hawa by Hawa nej sou nej sou uzpůsobené customized pro zpracovávání odplyněného for degassed treatment polymeru do polymer into pelet. pellets.

81072(81072a)81071 (81071a)

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Podle předloženého vynálezu se navrhuje způsob odplyňování termoplastického polymeru obsahujících alespoň jednu těkavou složku, kterýžto způsob zahrnuje tři kroky:According to the present invention there is provided a process for degassing a thermoplastic polymer comprising at least one volatile component, the process comprising three steps:

Prvním krokem je ohřev zpracovávaného termoplastického polymeru tak, že tímto termoplastickým polymerem je roztavený ztekucený termoplastický polymer.The first step is to heat the thermoplastic polymer to be processed such that the thermoplastic polymer is a molten liquefied thermoplastic polymer.

Druhým krokem je protékání roztaveného ztekuceného termoplastického polymeru, . prostřednictvím působení odstředivé síly, skrze náplňovou vrstvu kontaktního reaktoru soustavy kapalina-plyn.The second step is to flow the molten liquefied thermoplastic polymer. by centrifugal force, through the packed bed of the liquid-gas contact reactor.

Třetím krokem je protékání stripovacího plynu skrze náplňovou vrstvu v protiproudu k protékání roztaveného ztekuceného termoplastického polymeru tak, že těkavé složky, prostřednictvím kontaktní reakce soustavy kapalina-plyn v náplňové vrstvě, vyprchávají a přecházejí z roztaveného ztekuceného termoplastického polymeru do stripovacího plynu.The third step is to flow the stripping gas through the packed bed in countercurrent to flow the molten liquefied thermoplastic polymer so that the volatile components, via the liquid-gas contact reaction in the packed bed, are volatilized and pass from the molten liquefied thermoplastic polymer into the stripping gas.

Podle předloženého vynálezu se dále navrhuje zařízení pro odplyňování termoplastického polymeru obsahujícího alespoň jednu těkavou složku, kteréžto zařízení zahrnuje tři základní součásti:According to the present invention, there is further provided a device for degassing a thermoplastic polymer comprising at least one volatile component, the device comprising three basic components:

První základní součástí je otáčivá komora, kterážto otáčivá komora obsahuje náplňovou vrstvu pro zpracování termoplastického polymeru na principu kontaktní reakce kapalina-plyn.The first basic component is a rotary chamber, which rotary chamber comprises a packing layer for processing the thermoplastic polymer based on the liquid-gas contact reaction principle.

Druhou základní součástí je ' přívodní potrubí proThe second basic component is the 'supply line for the

81072 (81072a) ·· · ·> ··81072 (81072a) ·· · · · ··

9 9 9 9 99

9 9 9 · • · · · · · · • · · · «9 9 9 · · · · · · · · · · ««

9999 «· ·* přivádění, zpracovávaného polymeru, kteréžto přívodní potrubí vystupuje do komory a je zakončené v jejím vnitřním prostoru tak, že roztavený ztekucený termoplastický polymer může během jejího otáčení natékat do této komory, odkud, prostřednictvím působení odstředivé síly, dále protéká do a skrze náplňovou vrstvu, přičemž v náplňové vrstvě dochází k vyprchávání a přecházení těkavých složek z roztaveného ztekuceného termoplastického polymeru do plynné fáze.9999, the feed pipe extends into the chamber and terminates in its interior such that molten liquefied thermoplastic polymer can flow into the chamber as it rotates, from where it continues to flow to and through the centrifugal force. through the packed bed, in which the volatile components from the molten liquefied thermoplastic polymer are volatilized and passed into the gas phase in the packed bed.

Třetí základní součástí je plynová ucpávka, uspořádaná mezi přívodním potrubím a otáčivou komorou.The third basic component is a gas seal arranged between the supply line and the rotary chamber.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Předložený vynález bude blíže vysvětlen prostřednictvím konkrétních příkladů provedení znázorněných v připojené výkresové dokumentaci, ve které představuje,:The present invention will be explained in more detail by means of specific exemplary embodiments illustrated in the accompanying drawings, in which:

obr. Ia zařízení podle předloženého vynálezu, znázorněné v bokorysném pohledu a v příčném řezu;FIG. 1a shows a side view and a cross-section of the device according to the present invention;

obr. lb detail vstřikovací - trysky zařízení z obr. 1 v příčném'řezu; a obr. 2 zařízení z obr. 1 v dílčím půdorysném pohledu včetně dvojice elektromagnetů.FIG. 1b shows a detail of the injection nozzle of the device of FIG. 1 in cross-section; and FIG. 2 shows a partial plan view of the device of FIG. 1 including a pair of electromagnets.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Na obr. Ia je v bokorysném pohledu a v příčném řezu znázorněné tělesné provedení zařízeni 10 podle předloženéhoFig. 1a shows a side view and a cross-sectional view of the embodiment 10 of the device 10 according to the present invention;

81072 (81072a) • 0 0 0 0 0 0 0 vynálezu, a na obr. lb detail vstřikovací trysky v příčném řezu. Uvedené zařízení 10 zahrnuje jako součást komoru 12 vykazující tvar kotouče, která se prostřednictvím hřídele 13 otáčí kolem své podélné osy. Tento hřídel 13 se do otáčivého pohybu uvádí prostřednictvím elektrického motoru (není znázorněn). V komoře 12 je uložená náplňová vrstva 14 niklchrómového houbového materiálu s otevřenými dutinkami ve tvaru kruhového prstence, která je přednostně odříznutá z většího kusu materiálu za použití technologického postupu obrábění elektrodovým výbojem. Materiálem použitým pro81072 (81072a) 0 0 0 0 0 0 0 of the invention, and in Fig. 1b a detail of the injection nozzle in cross-section. Said device 10 comprises as part of a chamber 12 having the shape of a disc which rotates about its longitudinal axis by means of a shaft 13. This shaft 13 is rotated by an electric motor (not shown). In the chamber 12 is a packed layer 14 of open-cell nickel-chromium sponge material with an annular ring shape, which is preferably cut off from a larger piece of material using an electrode discharge machining process. Material used for

------------vytvoření—náplňové—vrstvy—14 je—materiál—s---obchodním označením Celmet Brand #1, který na trh dodává firma Sumimoto Electric USA, New York, NY. Uvedená náplňová vrstva 14. je na vnějším obvodu obklopená úložným věncem 15 ve tvaru prstence. Tento úložný věnec 15 je perforováním opatřený průchozími otvory 16. Uvnitř náplňové vrstvy 14 je uložený rozváděči věnec 17 ve tvaru prstence. Tento rozváděči věnec 17 je perforováním opatřený průchozími otvory 18..The formation of a " packed " layer-14 is a " material " Said packing layer 14 is surrounded on the outer circumference by a ring-shaped bearing ring 15. This receiving ring 15 is perforated with through holes 16. Inside the filling layer 14 there is an annular guide ring 17. This guide ring 17 is perforated with through holes 18.

Přívodní potrubí 19 pro přivádění zpracovávaného polymeru vystupuje do komory 12 a je zakončené v jejím ^: vnTtrrrím prostoru. Ná přívodním potrubí 19 je uspořádaná příruba 20 a .ucpávkové montážní těleso 21. V malé vzdálenosti od této příruby 20 je ukončené trubkovité prodloužení 22 komory. V ucpávkovém montážním tělese 21 je uložená plynová ucpávka 23. Dílčí součásti této plynové ucpávky. 23 nejsou na obr. 1 detailně znázorněny. Pro tento účel upřednostňovanou plynovou ucpávkou 23 je plynová bariérová ucpávka, kterou na trh dodává firma Durametallic Corporation of Kalamazoo Michigan pod obchodním označením GF 200 Důra Seal Brand. Dusík o tlaku 0,2 MPa se do plynové ucpávky 23 dodává prostřednictvím přípojky 24 pro přiváděníThe supply line 19 for supplying a polymer protrudes into the chamber 12 and is terminated in ^its: vnTtrrrím space. A flange 20 and a gland mounting body 21 are disposed on the inlet conduit 19. A gland packing 23 is mounted in the gland mounting body 21. Partial components of the gland packing. 23 are not shown in detail in FIG. For this purpose, the preferred gas seal 23 is a gas barrier seal, marketed by Durametallic Corporation of Kalamazoo Michigan under the trade name GF 200 Dôra Seal Brand. The nitrogen at a pressure of 0.2 MPa is supplied to the gas seal 23 via a supply connection 24

31072 (81072a) dusíku. Plynové bariérové ucpávky jsou jako takové osobám obeznámeným se stavem techniky v oblasti chemie dostatečně známé. Viz například skutečnosti uváděné v publikaci Vývojové trendy v chemickém inženýrství (Chemical Engineering Progress) , roč. 1996, č. 92(10), str. 58 až 63, které se tímto začleňuje do odvolávek.31072 (81072a) nitrogen. As such, gas barrier plugs are well known to those of ordinary skill in the chemical arts. See, for example, the facts presented in Chemical Engineering Progress, Vol. 1996, No. 92 (10), pp. 58-63, which is hereby incorporated by reference.

Výraz termoplastický polymer je ze stávajícího stavu techniky dostatečně známý a zahrnuje, přičemž následující výčet je pouze ilustrativní a nikterak omezující, například nylony (polyamidy) , ......f luorcvané“ uhlovodíky,......der i vázy celulózy, akrylové pryskyřice, polystyren, styren kopolymery styrenu, například akrylonitril-butadien-styren kopolymery, rozvětvené ethylen-styren polymery, polykyselinu mléčnou, polyethylen a polypropylen. Při dostatečně velkém ohřevu termoplastické polymery tohoto typu měknou a přechází do roztaveného stavu. Proto je často žádoucí provádět redukci koncentrace těkavých složek nacházejících se za tohoto stavu v termoplastickém polymeru, jak je popsáno například v patentových dokumentech US 4 952 672, US 4 940 472 a US 3 409 712. V častých případech je například žádoucí redukovat koncentraci zbytkového styren monomeru v polystyrenu.The term thermoplastic polymer is well known in the art and includes, and the following is merely illustrative and not limiting, for example, nylons (polyamides), fluorocarbons, cellulose derivatives , acrylic resins, polystyrene, styrene copolymers of styrene, for example acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers, branched ethylene-styrene polymers, lactic acid, polyethylene and polypropylene. With sufficiently large heating, thermoplastic polymers of this type soften and become molten. Therefore, it is often desirable to reduce the concentration of volatile constituents present in the thermoplastic polymer as described, for example, in U.S. Pat. Nos. 4,952,672, 4,940,472 and 3,409,712. of a monomer in polystyrene.

Termoplastický polymer se, jak je popsáno například v patentových dokumentech US 4 952 672 a US 4 940 472, podrobuje ohřevu v takovém rozsahu, aby tento polymer mohl protékat skrze přívodní potrubí 19 a do komory 12. Tato komora 12 se prostřednictvím hřídele 13 otáčí, například rychlostí 4 000 otáček za minutu (ot/min), a vykazuje vnější průměr o velikosti 43 centimetrů. Ohřevu podrobený roztavený a ztekucený termoplastický polymer se následně, prostřednictvím působení odstředivé sily a ve spolupráciThe thermoplastic polymer, as described, for example, in U.S. Pat. Nos. 4,952,672 and 4,940,472, is subjected to heating to such an extent that the polymer can flow through inlet duct 19 and into chamber 12. This chamber 12 is rotated by shaft 13, for example, at a speed of 4000 rpm, and has an outside diameter of 43 centimeters. The molten and liquefied thermoplastic polymer subjected to heating is subsequently, by means of centrifugal force and in cooperation

81072 (81072a)81071 (81071a)

• · • · • ··· • ··· • · · • · · ·· ·· • · • · • · • · • • • · · e • · · e β , · β, · • • • • • · • · • ·· • ·· * · * · t · t · • • • • • • * · * · • · • · * · * · • • • • ·· ·· • · · • · · • · · · · · · • · · · · · · · • « • « • 9 • 9

s okrajovým břitem 17a, shromažďuje -na rozváděcím věnci 17. Poté uvedený polymer, prostřednictvím působení odstředivé síly, protéká skrze průchozí otvory 18, skrze náplňovou vrstvu · 14, skrze průchozí otvory 16 a shromažďuje se na vnějším obvodovém okraji komory 12. Na komory 12 je uspořádaná řada otvorů 25. prostřednictvím působení odstředivé síly, uvedené otvory 25 za vytváření pramenu polymeru. Nekonečný pás 26 ze slitinové nástrojové oceli, který je na svém okraji naostřený, tvoří nožové ostří, které slouží vnějším obvodu Polymer dále, protéká skrze k rozřezávání —vytvořeného ” pramenu polymeru do pelet. Nekonečný pás 26 se pohybuje prostřednictvím. odvalovacích válců 27 poháněných elektrickým motorem (není znázorněn). Tento pás 26 je s výhodou chlazený vodou.·Then, said polymer, through centrifugal force, flows through the through holes 18, through the filling layer 14, through the through holes 16 and collects on the outer peripheral edge of the chamber 12. On the chamber 12 a plurality of apertures 25 are provided by the centrifugal force, said apertures 25 to form a polymer strand. The endless belt 26 of alloyed tool steel, which is sharpened at its edge, forms a knife blade that serves the outer circumference of the Polymer further through it to cut the "formed" strand of polymer into pellets. The endless belt 26 moves through. rolling rollers 27 driven by an electric motor (not shown). This strip 26 is preferably water cooled.

Náplňová vrstva 14 slouží k zajištění průběhu kontaktní reakce soustavy kapálina-plyn. Uvedená kontaktní , reakce soustavy kapalina-plyn je osobám obeznámeným se stavem techniky v oblasti chemie dostatečně známý technologický postup. Viz například -Příručka pro chemické inženýry (Perry's Chemical Engineers' Handbook), Perry, páté vydáni, kapitoly 18-19 až 18-48. Při aplikací podtlaku (neboli ^čcísTečneho vakua, definovaného pro účely předloženého vynálezu jako tlak větší než 0 MPa, ale zároveň menší než 0,1 -MPa) prostřednictvím podtlakové přípojky 28 dochází v náplňové vrstvě 14 k pronikání těkavé složky polymeru do plynové fáze a k jejich vzájemné interakci, plynová fáze dále protéká prostřednictvím odvzdušňovacího kanálu 29 kolem rozváděcího věnce 17 do komory 12, dále do prstencového kanálu mezi přívodním potrubím 19 a trubkovitým prodloužením 22, a odtud do podtlakové přípojky 28.The filler layer 14 serves to provide a course of the liquid-gas contact reaction. Said liquid-gas contacting reaction is a well-known technological process for those skilled in the chemical arts. See, for example, Perry's Chemical Engineers' Handbook, Perry, Fifth Edition, Chapters 18-19 to 18-48. The application of a vacuum (or partial vacuum, defined for the purposes of the present invention as a pressure greater than 0 MPa but less than 0.1 MPa) via the vacuum port 28 in the packing layer 14 permeates the volatile polymer component into the gas phase and The gas phase further flows through the vent channel 29 around the guide ring 17 into the chamber 12, further into the annular channel between the supply line 19 and the tubular extension 22, and from there to the vacuum connection 28.

Podle požadavku je komora 12 opatřená kanálem 30 proAs required, the chamber 12 is provided with a channel 30 for

81072 (81072a) ·· • · · ··· · · · · • · ··· · · · · · • · · · · ····· • · · · · · · v ·· ··· ··· ···· ·· přivádění stripovacího plynu tak, že je možné dusík dodávaný přípojkou 24 pro přivádění dusíku prostřednictvím vstřikovací trysky 31 zavádět do komory 12. Stripovací plyn protéká skrze průchozí otvory 16, skrze náplňovou vrstvu 14. a skrze odvzdušňovací kanál 29 do prstencového kanálu mezi přívodním potrubím 19 a trubkovitým prodloužením 22 komory, a odtud do podtlakové přípojky 28. Jako stripovací plyn je možné použít jakýkoliv pro tento účel vhodný a využitelný plyn, například oxid uhličitý, methylalkohol v plynném stavu, ethylalkohol v plynném stavu nebo další lehké uhlovodíky. Jako-----stripovací—plyn, protékaj ící skrze kanál 30, . může být použitá například i vodní pára. V alternativním provedení může kanál 30 pro přivádění stripovacího plynu procházet skrze hřídel 13 přímo do komory 12. V případě, kdy se jako stripovací plyn použije' vodní pára, je přednostním materiálem pro zhotovení komory 12 antikorozní legovaná ocel. Použití stripovacího plynu se podle předloženého vynálezu, s ohledem na náklady spojené .s dopravou stripovacího plynu a příslušnými obslužnými operacemi, upřednostňuje v případech, ve kterých se požaduje odplyňování vyšší jakosti.81072 (81072a) · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · Stripping gas supply such that the nitrogen supplied by the nitrogen supply port 24 via the injection nozzle 31 can be introduced into the chamber 12. The stripping gas flows through the through holes 16, through the filler layer 14 and through the vent channel 29 into the annular channel between the inlet duct 19 and the tubular extension 22 of the chamber, and from there to the vacuum port 28. Any stripping gas suitable for this purpose can be used, for example carbon dioxide, gaseous methanol, gaseous ethanol or others. light hydrocarbons. As a stripping gas flowing through the channel 30. for example, water vapor may also be used. In an alternative embodiment, the stripping gas supply channel 30 may pass through the shaft 13 directly into the chamber 12. In the case where water vapor is used as the stripping gas, the preferred material for making the chamber 12 is stainless steel. The use of stripping gas according to the present invention is preferred, in view of the costs associated with stripping gas transport and associated servicing operations, in cases where higher quality degassing is required.

Zdůvodu usnadnění počátečního rozběhnutí zařízení 10 a jeho udržování v provozní činnosti se komora 12 podrobuje ohřevu. Přednostně používané prostředky pro ohřev komory 12 jsou příkladně znázorněné na obr. 2. Tento obr. 2 představuje zařízení 10 z obr. 1 v dílčím půdorysném pohledu a znázorňuje komoru 12, hřídel 13, nekonečný pás 26, a otvory 25. Komora 12 je umístěná mezi prvním elektromagnetem 32 a druhým elektromagnetem 33. Jestliže je komora 12 zhotovená z magnetického materiálu, dochází při jejím otáčení uvnitř této komory 12 ke· generování vířivých elektrických proudů, které ve svém důsledku způsobujíIn order to facilitate the initial start-up of the device 10 and keep it operational, the chamber 12 is subjected to heating. Preferred means for heating the chamber 12 are shown by way of example in Figure 2. This Figure 2 is a partial plan view of the device 10 of Figure 1 showing the chamber 12, the shaft 13, the endless belt 26, and the apertures 25. The chamber 12 is located. between the first electromagnet 32 and the second electromagnet 33. If the chamber 12 is made of magnetic material, rotating it inside the chamber 12 generates eddy currents which, as a result,

81072 (81072a) • ·81072 (81072a) •

ohřívání komory 12. Je proto výhodné, jestliže je tato komora 12 zhotovená z antikorozní legované oceli s magnetickými vlastnostmi (zejména v případě, kdy se jako stripovací plyn použije vodní pára), například takové jako je antikorozní legovaná ocel typu 17-4 PH; viz Příručka norem pro strojní inženýry (Marks ' Standard Handbook for Mechanical Engineers), Marks, osmé vydání, kapitola 6-38,heating the chamber 12. It is therefore advantageous if the chamber 12 is made of anti-corrosive alloy steel with magnetic properties (especially when water vapor is used as the stripping gas), for example such as 17-4 PH anti-corrosion alloy steel; see Marks' Standard Handbook for Mechanical Engineers, Marks Eighth Edition, Chapter 6-38,

Náplňová vrstva podle předloženého vynálezu musí být vytvořená z materiálu, který nebude při funkčním použití vykazovat^- žádné destrukční strukturní zrněný a^_ tudíž znemožňovat protékání roztaveného polymeru skrze tuto náplňovou vrstvu. Haw, viz shora uvedené, navrhuje použít jako náplňovou vrstvu pro zařízení pro odplyňování polymerů prostřednictvím působení odstředivé síly niklový houbový materiál s otevřenými dutinkami. Je však výhodné, jestliže náplňová vrstva podle předloženého vynálezu vykazuje mechanickou pevnost v tlaku alespoň o 25 procent větší než srovnatelná náplňová vrstva, která je zhotovená v podstatě pouze z niklu. V případě, kdy je náplňová vrstva zhotovená z kovového houbového materiálu s otevřenými dutinkami, je pak výhodné, jestliže se průměrný počet dutinek na centimetr houbového materiálu pohybuje přibližně v rozmezí od 2 do 7. Nicméně, použití kovového houbového materiálu s otevřenými dutinkami není z hlediska předloženého vynálezu nezbytně nutné. Pro tento účel může být použitá například náplňová vrstva sestávající ze spleteného kovového drátu, například spleteného drátu z antikorozní legované oceli, jakož i jakákoliv další náplňová vrstva známá a používaná v oblasti techniky týkající se kontaktování soustavy kapalina-plyn. Další příklady použitelných náplňových vrstev zahrnují makroretikulární kovový houbový materiál, drátěné síto, a svinuté kovové síťované pletivo. V případě, kdy je jakoThe packed bed of the present invention must be formed of a material which does not exhibit the functional use ^- no destructive structural ^_ grained and thus impossible to flow the molten polymer through said packed bed. Haw, cited above, proposes to use a nickel sponge material with open cells as a filler layer for a polymer degassing device by means of centrifugal force. However, it is preferred that the filler layer of the present invention exhibits a mechanical compressive strength of at least 25 percent greater than a comparable filler layer that is made essentially of nickel only. In the case where the filling layer is made of a metal open-cell sponge material, it is preferred that the average number of tubes per centimeter of the sponge material is approximately in the range of 2 to 7. However, the use of open-metal sponge material is not of the present invention is absolutely necessary. For example, a filler layer consisting of a braided metal wire, for example a braided wire of anti-corrosive alloy steel, as well as any other filler layer known and used in the art for contacting a liquid-gas system may be used for this purpose. Other examples of useful filler layers include macroreticular metal sponge material, wire mesh, and coiled metal mesh. In case it is like

81072 (81072a) »· ···· • · ····81072 (81072a) »· ····

- ίο -: :- - -::

náplňová vrstva použitá nekompaktní náplňová vrstva, může pak být na vnitřním obvodu této náplňové vrstvy uspořádaný perforovaný věnec, podobný úložnému věnci 15. Nicméně, z hlediska rovnovážného stavu, se za výhodnější považuje použití kompaktní náplňové vrstvy, například náplňové vrstvy kovového houbového materiálu s otevřenými dutinkámi.the non-compact packing layer used, then a perforated ring similar to the bearing ring 15 may be arranged on the inner periphery of the packing layer. However, from the standpoint of equilibrium, it is preferable to use a compact packing layer, for example a filling layer of metallic sponge material with open tubes .

Obr. 1 znázorňuje komoru 12 vykazující jednu řadu otvorů 25. Přednostně je vsak, z důvodu zvýšení účinnosti a produktivity zařízení 10, žádoucí, aby tato komora 12 byla *' delší a ' vykazovala množství takových řad otvorů 25. V případě použití delší komory 12 může být konec přívodního potrubí 19 uzavřený a část tohoto přívodního potrubí 19, přivrácená k náplňové vrstvě, může být perforováním'opatřená průchozími otvory pro distribuování roztaveného ztekuceného polymeru do náplňové vrstvy 14.Giant. 1 shows a chamber 12 having one row of holes 25. Preferably, however, in order to increase the efficiency and productivity of the device 10, it is desirable that the chamber 12 be longer and have a plurality of such rows of holes 25. the end of the feed line 19 closed and the portion of the feed line 19 facing the packing layer may be perforated with through holes to distribute the molten liquefied polymer into the packing layer 14.

Provozní parametry zařízení podle předloženého vynálezu budou pochopitelně závislé na mnoha okolnostech, mezi které patří například specifické fyzikální vlastnosti odplyňováním zpracovávaného termoplastického polymeru. Nicméně, vhodným počátečním východiskem jsou skutečnosti uvedené v patentovém dokumentu US 4 952 672. V případě, kdy je zpracovávaným termoplastickým polymerem standardní polystyren, se doporučuje ohřev polymeru a komory 12 na teplotu přibližně 240 °C tak, aby uvedený polymer vykazoval viskozitu kolem 300 000 centipoise.Obviously, the operating parameters of the device of the present invention will depend on many circumstances, including, for example, the specific physical properties of the degassed thermoplastic polymer. However, a suitable starting point is that of US 4,952,672. In the case where the thermoplastic polymer to be treated is standard polystyrene, it is recommended to heat the polymer and the chamber 12 to about 240 ° C so that the polymer has a viscosity of about 300,000 centipoise.

Claims (22)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Způsob odplyňování termoplastického polymeru obsahujícího alespoň jednu těkavou složku, vyznačující se tím, že zahrnuje následující kroky.:A process for degassing a thermoplastic polymer comprising at least one volatile component, comprising the steps of: ohřev zpracovávaného termoplastického polymeru tak, že tímto termoplastickým polymerem je roztavený ztekucený termoplastický polymer; ......heating the treated thermoplastic polymer such that the thermoplastic polymer is a molten liquefied thermoplastic polymer; ...... protékání roztaveného ztekuceného termoplastického polymeru, prostřednictvím působení odstředivé síly, skrze náplňovou· vrstvu kontaktního reaktoru soustavy kapalinaplyn; a protékání stripovacího plynu skrze náplňovou vrstvu v protiproudu k protékání roztaveného ztekuceného termoplastického polymeru tak, že těkavé složky, prostřednictvím kontaktní reakce soustavy . kapalina-plyn v náplňové vrstvě, vyprchávají a přecházejí z roztaveného ztekuceného termoplastického polymeru do stripovacího plynu.flowing the molten liquefied thermoplastic polymer through centrifugal force through the packed bed of the liquid-gas contact reactor; and flowing the stripping gas through the packed bed in countercurrent to flow the molten liquefied thermoplastic polymer such that the volatile components, through the contact reaction of the assembly. the liquid-gas in the packed bed, they volatilize and pass from the molten liquefied thermoplastic polymer to the stripping gas. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že stripovacím plynem je plyn zvolený ze skupiny obsahující dusík, oxid uhličitý, butan, methylalkohol a ethylalkohol.The method of claim 1, wherein the stripping gas is a gas selected from the group consisting of nitrogen, carbon dioxide, butane, methanol, and ethyl alcohol. 3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že stripovacím plynem je vodní pára.The method of claim 1, wherein the stripping gas is water vapor. 4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že tlak stripovacího plynu v náplňové vrstvě je větší nežThe method of claim 1, wherein the stripping gas pressure in the packed bed is greater than 5. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že tlak stripovacího plynu v náplňové vrstvě je větší než 0 MPa, ale zároveň menší než 0,1 MPa.The method according to claim 2, characterized in that the stripping gas pressure in the packed bed is greater than 0 MPa but at the same time less than 0.1 MPa. 6. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že tlak stripovacího plynu v náplňové vrstvě je větší než 0 MPa, ale zároveň menší než 0,1 MPa.Method according to claim 3, characterized in that the stripping gas pressure in the packed bed is greater than 0 MPa but also less than 0.1 MPa. .....—.....— 7.---------Způsob' podle- nároku 1, vyzná čující se tím , že náplňová vrstva vykazuje mechanickou pevnost v tlaku alespoň o dvacet, pět procent větší než‘ekvivalentní náplňová, vrstva zhotovená v podstatě z niklů.7. The process of claim 1 wherein the packed bed has a mechanical compressive strength of at least twenty, five percent greater than the equivalent packed bed of substantially nickel. 8. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že náplňovou vrstvou je kovový houbový materiál s otevřenými dutinkami, že tímto kovem je slitina na bázi niklu a chrómu, a že houbový materiál vykazuje mechanickou pevnost v tlaku alespoň o· dvacet pět procent větší než houbový materiál sestávající v podstatě z niklu.The method of claim 1, wherein the filler layer is a metal sponge material with open cavities, the metal is a nickel-chromium alloy, and wherein the sponge material has a mechanical compressive strength of at least 25 percent greater than a sponge material consisting essentially of nickel. ~ 91 Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že. průměrný počet dutinek na centimetr houbového materiálu se pohybuje přibližně v rozmezí od 2 do 7.Method according to claim 8, characterized in that:. the average number of tubes per centimeter of sponge material is approximately 2 to 7. • • • • ···* ··· * * ·» * · » 9 · 9 · 9,9 9.9 • • • • • • • · · · • · · · « β «Β 9 · 9 · • • • • ··· ··· • · • · • · • · • · • · • • • • • · • · • · • · • · • · • • • • *·· * ·· 99 9 9 999 99 9 9 999 • 9 • 9 • 9 ' • 9 ' termoplastického polymeru za vytváření odplyněného termoplastického polymeru ve formě pelet.thermoplastic polymer to form a degassed thermoplastic polymer in the form of pellets. 10. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje krok protékání odplyněného termoplastického polymeru skrze otvor za vytváření pramenu odplyněného termoplastického polymeru.The method of claim 1, further comprising the step of flowing the degassed thermoplastic polymer through the aperture to form a strand of degassed thermoplastic polymer. 11. Způsob podle nároku 10, vyznačující se tím·, že dále obsahuje' krok rozřezávání pramenu odplyněnéhoThe method of claim 10, further comprising the step of cutting a degassed strand 12. Zařízení pro odplyňování termoplastického polymeru obsahujícího alespoň jednu těkavou složku, vyznačující se tím, že zahrnuje:12. An apparatus for degassing a thermoplastic polymer comprising at least one volatile component, comprising: otáčivou komoru, kterážto otáčivá komora obsahuje náplňovou vrstvu pro zpracování termoplastického polymeru na principu kontaktní reakce kapalina-plyn;a rotary chamber, the rotary chamber comprising a packing layer for processing the thermoplastic polymer based on the liquid-gas contact reaction principle; přívodní potrubí pro přivádění zpracovávaného polymeru, kteréžto přívodní potrubí vystupuje do komory a je zakončené v jejím vnitřním prostoru tak, že roztavený ztekucený termoplastický polymer může během otáčení 'otáčivé komory natékat do této komory a odtud může, prostřednictvím působení odstředivé síly, protékat do a skrze náplňovou vrstvu, přičemž v náplňové vrstvě dochází k vyprchávání a přecházení těkavých složek .z roztaveného ztekuceného termoplastického polymeru do plynné fáze; a plynovou ucpávku, uspořádanou mezi přívodním potrubím a 'otáčivou komorou.a feed line for supplying the polymer to be processed, which feed line extends into the chamber and terminates in its interior such that molten liquefied thermoplastic polymer can flow into the chamber during rotation of the rotary chamber and from there through the centrifugal force can flow into and through a packing layer, in which the volatile constituents are volatilized and transferred from the molten liquefied thermoplastic polymer to the gas phase in the packing layer; and a gas seal disposed between the supply line and the rotary chamber. 13. Zařízení podle nároku 12, vyznačující se tím i že náplňovou vrstvou je kovový houbový materiál s otevřenými dutinkami.Apparatus according to claim 12, characterized in that the filling layer is a metal sponge material with open tubes. 14. Zařízení podle nároku 13, vyznačující se tím, že kovovým houbovým materiálem s otevřenými dutinkami je slitina na bázi niklu a chrómu.Apparatus according to claim 13, characterized in that the open-ended metal sponge material is a nickel-chromium alloy. 15. Zařízení podle nároku 12, vyznačující seDevice according to claim 12, characterized by 16 81072 (81072a)16 81072 • • • • 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ·· 0 ·· 0 0 0 0 0 0 0 0 • • • • • • 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 • • • • 000 000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 » • »» • • • • • • • 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 • 0 0 0 • 0 0 0 0 0 0 • 0 0 • 0 odplyněný otvor za polymeru.degassed hole behind polymer. termoplastický polymer protékat skrze uvedený vytváření pramenu odplyněného termoplastickéhothe thermoplastic polymer flowing through said formation of a degassed thermoplastic strand 16. Zařízení podle nároku 15, vyznačující se tím, že spleteným kovovým drátem je drát z antikorozní legované oceli.16. The apparatus of claim 15, wherein the entangled metal wire is an anti-corrosive alloy steel wire. 16 81072 (81072a) • · · · · · · ·· • · · · · · · • ···· · · « 1 4 41 · '· · · 916 81072 (81072a) 1 4 41 9 9 J- ** ♦ · · · · • · ··· .··· ···· tím, že náplňová vrstva sestává ze spleteného kovového drátu,J- ** in that the packing layer consists of a braided metal wire, 16 81072 (81072a)16 81072 16 81072 (81072a) • ··♦· · · · • · · ·· ···16 81072 (81072a) • · · · · · O MPa, ale zároveň menší než 0,1 MPa.O MPa, but less than 0.1 MPa. 17. Zařízení podle nároku 12, vyznačující se tím, že dále zahrnuje magnet, že otáčivá komora zahrnuje magnetický kovový materiál, a že otáčivá komora je umístěná v dostatečné biízkosti vzhledem k uvedenému magnetu tak, že při jejím uvedení do otáčivého pohybu se tato otáčivá komora, prostřednictvím působení vířivých elektrických proudů indukovaných v magnetickém kovovém materiálu, ohřívá.17. The apparatus of claim 12, further comprising a magnet, wherein the rotary chamber comprises a magnetic metal material, and wherein the rotary chamber is positioned sufficiently close to said magnet such that when the rotary chamber is moved, the rotary chamber , by the action of the eddy currents induced in the magnetic metallic material, heats. 18. Zařízení podle nároku 17, vyznačující se tím, že magnetickým kovovým materiálem je antikorozní legovaná ocel s magnetickými vlastnostmi.Device according to claim 17, characterized in that the magnetic metallic material is a corrosion-resistant alloy steel with magnetic properties. 19. Zařízení podle nároku 18, vyznačující se tím, že antikorozní legovanou ocelí s magnetickými vlastnostmi je antikorozní legovaná ocel typu 17-4 PH.Apparatus according to claim 18, characterized in that the anti-corrosive alloy steel with magnetic properties is a 17-4 PH anti-corrosion alloy steel. 20. Zařízení podle nároku 12, vyznačující se tím, že dále zahrnuje kanál pro přivádění stripovacího plynu, vystupující do otáčivé komory a zakončený v jejím _f vnitřním prostoru tak, že tento stripovací plyn může * protékat přes náplňovou vrstvu v protiproudu k protékání roztaveného ztekuceného termoplastického polymeru.20. Apparatus according to claim 12, characterized in that it further comprises a channel for supplying a stripping gas extending into the rotatable chamber and terminates in the inner space _F so that the stripping gas can flow through * packed bed countercurrent to the flow of molten thermoplastic dissolved polymer. 21. Zařízení podle nároku 12, vyznačující se tím, že vnější obvod otáčivé komory zahrnuje alespoň jeden21. The apparatus of claim 12, wherein the outer periphery of the rotary chamber comprises at least one -i otvor tak, že během otáčení' této otáčivé komory může ťThe aperture is such that, during rotation of the rotary chamber, it may be 22. Zařízení podle nároku 21, vyznačující se tím, že dále zahrnuje nožové ostří upravené v blízkosti vnějšího obvodu otáčivé komory tak, že během otáčení této otáčivé komory může být vytvořený pramen odplyněného polymeru, prostřednictvím uvedeného rozřezáván na odplyněný termoplastický termoplastického nožového ostří, po ve formě pelet.22. The apparatus of claim 21, further comprising a cutter blade disposed adjacent the outer periphery of the rotary chamber such that during the rotation of the rotary chamber a strand of degassed polymer may be formed by said cut into a degassed thermoplastic thermoplastic knife blade. in the form of pellets.