DE1116404B - Vorrichtung zum Reinigen des bei der Hochdruckpolymerisation entstehenden Polyaethylens von fluechtigen Bestandteilen - Google Patents

Description

Das nach bekanntem Verfahren bei Drücken über 500 at und Temperaturen zwischen 100 und 400° C mit Sauerstoff als Katalysator hergestellte Polyäthylen wird über zwei Druckstufen auf atmosphärischen Druck entspannt. Das Ausschleusen des plastischen Polyäthylens wird in der zweiten Druckstufe bei etwa 2 bis 5 atü aus dem Abscheider mit Hilfe eines Hahnes vorgenommen. Nach der völligen Entspannung dehnt sich das noch 120 bis 250° C heiße Polyäthylen durch das Entweichen eines Teiles der darin enthaltenen Gase stark aus. Gleichzeitig verdampft ein geringer Teil der von der Herstellung her im Polyäthylen enthaltenen, nicht mehr gasförmigen niedrigmolekularen Anteile aus der Oberfläche des Polyäthylens. Das Polyäthylen, in Form einer undurchsichtigen, aufgeblähten Masse wird dann einer Schneckenmaschine zur Verarbeitung in Bandform zugeführt. Dabei entweicht ein weiterer Teil des noch im Polyäthylen enthaltenen Gases, während ein geringer Rest des Gases und weitaus der größte Teil der niedrigmolekularen Anteile im Produkt verbleiben. Diese im Polyäthylen verbleibenden Gase und vor allem die zurückbleibenden niedrigmolekularen Anteile stören bei der weiteren Verarbeitung des Polyäthylens und vermindern seine Verwendbarkeit im praktischen Gebrauch.

Zur Beseitigung dieser Schwierigkeit ist versucht worden, aus dem Polymerisationsprodukt von Butadien mit Äthylen eine gewisse Menge des Restmonomeren im Vakuum zu entfernen. Es wurde vorgeschlagen, danach durch Extraktion mit Benzol das Äthylenmonomere herzustellen. Hierbei wird jedoch das Monomere nicht vollständig abgetrennt. Nachteilig bei diesem Verfahren ist auch die Unmöglichkeit, es in technischem Maßstab zu nutzen.

Man hat außerdem vorgeschlagen, die Restmonomeren aus Rohpolymerisaten mittels einer Gegenstrom-Wasserdampfdestillation im Vakuum auszutreiben. Die Anwendung dieses Verfahrens setzt aber voraus, daß die entstehenden Flüssigkeitsgemische eine niedrige Viskosität besitzen, so daß eine gute Trennung gewährleistet ist. Außerdem müssen sich Dampf- und Polymerisatdispersion gut durchmischen können. Für zähe Polymerisate ist daher dieses Verfahren nicht anwendbar, wenn diese infolge ihrer niedrigeren Viskosität in Kolonnen nicht behandelt werden können.

Die gleichen Schwierigkeiten bei der Trennung von zähen Stoffen treten bei Polymerisationsverfahren auf, die mit einem Dispersionsmittel arbeiten, welches mit anderen niedrigmolekularen Begleitstoffen nach der Polymerisation mit Äthylen extrahiert werden Vorrichtung zum Reinigen des bei der

Hochdruckpolymerisation entstehenden

Polyäthylens von flüchtigen Bestandteilen

Anmelder:

Badische Anilin- & Soda-Fabrik

Aktiengesellschaft,

Ludwigshafen/Rhein

Dr. Siebert Goebel, Ludwigshafen/Rhein,

Dr. Manfred Häberle, Mannheim,

Dr. Wieland Zacher, Ludwigshafen/Rhein,

und Dr. Georg Schmidt-Thomee, Heidelberg,

sind als Erfinder genannt worden

soll. Auch hier ist die Dünnflüssigkeit, d. h. niedrige Viskosität, Bedingung für eine technisch mögliche Trennung der Stoffe.

Die Entfernung von niedrigmolekularen Polymerisaten aus einer zähen Polyäthylenschmelze, d. h. die Reinigung des Polyäthylens von flüchtigen Bestandteilen ist demnach davon abhängig, daß große Oberflächen immer wieder neu gebildet werden. Diese Möglichkeit wird dadurch erreicht, daß in der Polyäthylenschmelze von der Reaktion her Äthylen gelöst ist und die Schmelze selbst aus einem zähen Schaum aus Polyäthylen und Äthylen besteht. Zur Reinigung wird die erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet, bei der zwischen einem Abscheider und der Schneckenmaschine eine am Eingang mit einer Siebplatte 8 und unterhalb der Siebplatte 8 mit einem Abführrohr 11, mit einem Schauglas 14 und mit Stutzen zum Zuführen von Wasser, Wasserdampf oder geeigneten Lösungsmitteln 10 sowie zum Absaugen von Gasen und Dämpfen 12 versehene Entgasungskammer 9 angeordnet ist.

In dieser Vorrichtung wird der zähe Schaum, der aus dem mit einem Druck von 2 bis 5 atü betriebenen Abscheider in die Entgasungskammer eintritt, die mit Unterdruck betrieben wird, in viele einzelne Stränge mit großer Oberfläche zerteilt. Gleichzeitig zerreißt das Äthylen durch das plötzlich wirkende Vakuum die inneren Hohlräume, entweicht und entfernt auch

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die niedrigsiedenden polymeren Geruchsträger mit sich. Ein Mitreißen von Stoffteilchen bei dieser schnellen Entfernung wird durch das Abführrohr unmöglich gemacht. Die Bildung des Schaumes ist nur gegeben durch die Entspannung der Schmelze von hohen Drücken, von z. B. 1000 bis 1500 atü auf 2 bis 5 atü. Hierbei entweicht das vorher gelöste Äthylen und verwandelt die Schmelze in einen Schaum. Die zusätzliche Einführung von Wasserdampf oder organischen Lösungsmitteln fördert die Austreibung der Geruchsstoffe.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet hierbei gegenüber einer späteren Vakuumbehandlung des schon gekörnten und wieder aufgeschmolzenen Produktes den Vorteil, daß das in dem Polyäthylen enthaltene, beim Evakuieren enströmende Gas als Schleppmittel für die in dem Produkt anwesenden flüchtigen Niedrigmolekularen wirken kann. Dadurch wird die Entfernung der Niedrigmolekularen sehr erleichtert.

Diese Wirkung kann noch durch Wasser, Wasserdampf oder organische Lösungsmittel, die sich dem Polyäthylen vor Eintritt in das Vakuum beimengen können, verstärkt werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß daß noch heiße Polyäthylen zu einer Vakuumbehandlung während des Ausbringens aus dem Niederdruckabscheider nicht mehr aufgeheizt werden muß.

In die unter Vakuum stehende Entgasungskammer, die zwischen einem üblichen Abscheider und einer Schneckenmaschine fest angeordnet ist, tritt das vom Abscheider zur Schneckenmaschine fließende Polyäthylen durch eine Siebplatte ein, wodurch das Material in einzelne Stränge aufgelöst wird und dadurch eine große Oberfläche erhält. Oberhalb der Siebplatte befinden sich Stutzen zum Eindüsen von Wasser, Wasserdampf oder organischen Lösungsmitteln. Durch die große Oberfläche der Stränge tritt das im Polyäthylen enthaltene Gas unter Wirkung des Vakuums aus, wobei es gleichzeitig für sich allein oder in Begleitung von Wasserdampf oder Dämpfen organischer Lösungsmittel als Schleppmittel für die im Polyäthylen enthaltenen Niedrigmolekularen dient und somit deren Entfernung aus dem Polyäthylen wesentlich begünstigt. Um zu verhindern, daß beim Ausgasen Polyäthylen in die Vakuumleitung eingezogen wird, ist in der Entgasungskammer unterhalb der Siebplatte ein Abführrohr angebracht, das unter der Mündung der Absaugleitung endigt. Entgasungskammer, Siebplatte und Abführrohr können durch eine Heizung oberhalb der Entweichungstemperatur von Polyäthylen gehalten werden.

Das durch den Hahn und die Siebplatte strömende Produkt schließt die Entgasungskammer nach oben vakuumdicht ab. Nach unten wird die Entgasungskammer vakuumdicht durch das plastische bzw. erstarrte Polyäthylen abgeschlossen, welches am Austrittsspalt bzw. an der Stopfbüchse der Schneckenmaschine komprimiert wird.

In der beschriebenen Vorrichtung werden die niedrigmolekularen Anteile entfernt, welche für den unangenehmen Geruch des Polyäthylens und das Blocken der daraus hergestellten Folien verantwortlich sind. Vor allem wird aber der Zutritt von Luftsauerstoff zu dem heißen Polyäthylen unmöglich gemacht. Dadurch werden oxydativer Abbau des Materials zu Niedrigmolekularen sowie Vernetzungen sicher verhindert. Ein mit Hilfe der beanspruchten Vorrichtung gereinigtes Polyäthylen zeigt zur Folie verblasen hohe Transparenz sowie eine gute, glatte Oberfläche, die nicht blockt, und besitzt keinen unangenehmen Geruch. Ferner erübrigt sich die sonst sehr häufig notwendige Reinigung des Innern der Schneckenmaschine.

Claims (1)

1. Patentanspruch.

   Vorrichtung zur Reinigung des bei der Hochdruckpolymerisation entstehenden Polyäthylens von flüchtigen Bestandteilen durch Vakuumbehandlung, bestehend aus einer Entgasungskammer (9), die zwischen einem Abscheider und einer Schneckenmaschine angeordnet ist und am Eingang mit einer Siebplatte (8), unterhalb der Siebplatte mit einem Abführrohr (11), ferner mit einem Schauglas (14) und mit einem Stutzen zum Zuführen von Wasser, Wasserdampf oder geeigneten Lösungsmitteln (10) sowie zum Absaugen von Gasen oder Dämpfen (12) versehen ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 818 426, 818 427, 912 267, 914 326;

   deutsche Auslegeschriften Nr. 1 007 062,
   1 026 525;

   High Polymers, Bd. 11 »Polyethylene« von
   R. A. V. Raff und J. B. Allison, 1956, S. 96 bis97.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen