Método para el secado de un polímero húmedo.

Método para el secado de un polímero derivado de cloruro de vinilo, cuya síntesis incluye al menos una etapa llevada a cabo en medio acuoso y que está en el estado de partículas sólidas cuyo contenido en agua es igual a o inferior al 50% en peso de polímero

, que comprende una etapa de secado llevada a cabo en un secador de lecho fluidizado que contiene al menos un elemento de calentamiento en el que fluye un fluido de transferencia de calor, siendo dicho fluido de transferencia de calor vapor de agua a una presión absoluta que es igual a o menor que 4 bar.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2005/056935.

Solicitante: SOLVAY SA.

Nacionalidad solicitante: Bélgica.

Dirección: Rue de Ransbeek, 310 1120 Bruxelles BELGICA.

Inventor/es: BINDELLE, JEAN-PAUL, DE FRANCISCO,MANUEL, BODIN,STEPHANIE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Tratamientos posteriores a la polimerización (C08F... > C08F6/24 (Tratamiento de las suspensiones de polímeros)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Homopolímeros de compuestos que tienen uno o más... > C08F114/06 (Cloruro de vinilo)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION... > COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES... > Tratamientos posteriores a la polimerización (C08F... > C08F6/20 (Concentración)

PDF original: ES-2527421_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Método para el secado de un polímero húmedo

La presente invención se refiere a un método y a un aparato para el secado de un polímero húmedo que comprende un secador de lecho fluidizado.

Se sabe cómo sintetizar determinados polímeros, particularmente determinados polímeros de estireno, acrílicos y de haluro de vinilo en medio acuoso. Tras su separación de su medio de polimerización acuoso, estos polímeros pueden estar en forma de Tortas húmedas" que deben secarse.

Por tanto, en el caso de la polimerización en suspensión acuosa de cloruro de vinilo, por ejemplo, se obtiene una suspensión en agua de granos de poli(cloruro de vinilo) que miden aproximadamente 1 micrómetros. Tras la desgasificación, esta suspensión se envía a tanques grandes equipados con un sistema de agitación, y entonces se transfiere a secadores por centrifugación para retirar prácticamente todas las aguas madres. La Torta" recogida tras el secado por centrifugación debe secarse, por ejemplo, en un secador rotatorio o en un secador de lecho fluidizado.

Ya se han descrito secadores de lecho fluidizado, adecuados para el secado de tal Torta", en los documentos US-A- 3771237 (D1) y US-A-44924 (D2). Estos documentos describen secadores de lecho fluidizado que contienen elementos de calentamiento internos que pueden calentarse mediante vapor de agua. El documento Chemical Engineering Process, volumen 75, noviembre de 1979, páginas 58 a 64 (D3), describe el secado, mediante un gas de secado, de polímeros tales como poli(cloruro de vinilo), que surgen de suspensiones acuosas, usando secadores de lecho fluidizado que contienen elementos de calentamiento internos con una entrada y una salida de vapor de agua. Finalmente, el documento US-B-6242562 describe el secado de una Torta" de polímero obtenida mediante polimerización en suspensión acuosa, en un secador de lecho fluidizado que funciona a una temperatura de 752C con un flujo de vapor de agua a una presión manométrica de 3,5 kg/cm2 (3,4 bar) y a una temperatura de 1472C.

También se sabe (véase el documento DD-A-156479) que, durante el secado, mediante vapor de agua sobrecalentado, de PVC obtenido en suspensión acuosa, las aguas madres de PVC pueden recircularse a la etapa de polimerización.

La mayoría de los polímeros obtenidos en medio acuoso, y particularmente polímeros de haluro de vinilo, tales como poli(cloruro de vinilo), por ejemplo, se deterioran rápidamente cuando se someten a las temperaturas extremadamente altas que pueden predominar en los secadores de lecho fluidizado cuyos elementos de calentamiento se calientan mediante vapor de agua a presión, si las condiciones de funcionamiento de estos secadores no son óptimas (regulación defectuosa, fallo en el suministro de energía eléctrica, etc.).

Además, en la práctica industrial, se ha encontrado que la eficacia de secadores, particularmente de secadores de lecho fluidizado, que usan vapor de agua como fluido de transferencia de calor, es inferior a su capacidad nominal, en su función de secado de "torta" de polímero. Esta pérdida de eficacia se debe, en particular, a una disminución en el coeficiente de transferencia de calor entre el vapor de agua y el lecho fluidizado del secador. Esta disminución en el coeficiente de transferencia de calor puede atribuirse a la presencia de otros gases en el vapor de agua usado como fluido de transferencia de calor, gases que no pueden condensarse en las condiciones de funcionamiento de la instalación de secado. Estos gases que no pueden condensarse son esencialmente oxígeno, nitrógeno y dióxido de carbono, componentes del aire presente en dicho vapor de agua. Estos gases, atrapados en los elementos de calentamiento del secador, forman cavidades aislantes a lo largo de las paredes de dichos elementos y se oponen a la transferencia de calor entre el vapor de agua y el lecho fluidizado, reduciendo el coeficiente de transferencia de calor total del secador.

Esta disminución en el coeficiente de transferencia de calor puede remediarse aumentando la temperatura de los elementos de calentamiento del secador, con el fin de mantener el mismo flujo de calor entre los elementos de calentamiento y el lecho fluidizado. Sin embargo, todos los secadores de lecho fluidizado usan energía eléctrica como fuerza motora. Por consiguiente, cualquier fallo en el suministro de energía eléctrica que provoque la interrupción de la inyección de aire de fluidización en el secador, provoca que el polímero se estanque y se deteriore en los elementos de calentamiento que están a alta temperatura.

Un objetivo de la presente invención es proporcionar un método de secado y un aparato que no tenga estas desventajas.

La presente invención se refiere por consiguiente, principalmente, a un método para el secado de un polímero húmedo, que comprende una etapa de secado llevada a cabo en un secador que contiene al menos un elemento de calentamiento en el que fluye un fluido de transferencia de calor, siendo dicho fluido de transferencia de calor vapor de agua a baja presión.

En la presente descripción, el término "polímero húmedo" significa un polímero en el estado de partículas sólidas cuyo contenido en agua es generalmente igual a o inferior al 5% en peso de polímero, y preferiblemente igual a o

inferior al 35% en peso de polímero.

Los polímeros húmedos que pueden secarse usando el método según la invención pueden ser cualquier polímero cuya síntesis incluya al menos una etapa llevada a cabo en medio acuoso.

Los polímeros son polímeros de cloruro de vinilo. Para los fines de la presente invención, polímero de cloruro de vinilo significa todos los polímeros que contienen al menos aproximadamente el 5% en peso, preferiblemente al menos el 6%, particularmente de manera preferible al menos el 7% en peso de unidades monoméricas y, de manera particularmente preferida, al menos el 85% en peso de unidades monoméricas derivadas de cloruro de vinilo, por tanto, tantos homopolímeros de cloruro de vinilo como copolímeros de cloruro de vinilo con uno o más monómeros edénicamente insaturados. Los ejemplos de monómeros edénicamente insaturados que pueden copolimerizarse con cloruro de vinilo incluyen monómeros fluorados tales como fluoruro de vinilideno, ásteres vinílicos tales como acetato de vinilo, monómeros acrílicos tales como acrilato de n-butilo, monómeros de estireno tales como estireno y monómeros olefínicos tales como etileno, propileno y butadieno.

El método según la invención produce resultados excelentes cuando se aplica al secado de un polímero húmedo que resulta de la homopolimerización en suspensión acuosa de cloruro de vinilo, cuyo contenido en agua es habitualmente de entre el 15% y el 3% en peso de polímero. Para los fines de la presente invención, polimerización en suspensión acuosa significa un método de polimerización por radicales llevado a cabo en medio acuoso en presencia de dispersantes e iniciadores de radicales oleosolubles.

La etapa de secado del método de secado según la invención se lleva a cabo en un secador de lecho fluidizado. Este secador de lecho fluidizado está equipado ventajosamente con al menos un elemento de calentamiento interno, preferiblemente una pluralidad de elementos de calentamiento internos. Se describen ejemplos de secadores de lecho fluidizado utilizables en los documentos D1 a D3 mencionados anteriormente. Es preferible usar secadores de lecho fluidizado continuos tales como los denominados secadores de "retromezclado" en los documentos D2 y D3. Secadores de lecho fluidizado, en cuya cámara se alinean en haces los elementos de calentamiento, habitualmente en forma de placas o tubos, unos al lado de los otros y verticalmente por encima de la rejilla de fluidización del agente de fluidización,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Método para el secado de un polímero derivado de cloruro de vinilo, cuya síntesis incluye al menos una etapa llevada a cabo en medio acuoso y que está en el estado de partículas sólidas cuyo contenido en agua es igual a o inferior al 5% en peso de polímero, que comprende una etapa de secado llevada a cabo en un secador de lecho fluidizado que contiene al menos un elemento de calentamiento en el que fluye un fluido de transferencia de calor, siendo dicho fluido de transferencia de calor vapor de agua a una presión absoluta que es igual a o menor que 4 bar.

2. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque el fluido de transferencia de calor es vapor de agua a una presión absoluta inferior a 1 bar.

3. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el vapor de agua es vapor de agua saturado.

4. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el fluido de transferencia de calor es vapor de agua generado mediante desobrecalentamiento y, si puede aplicarse, expansión del vapor de agua que surge de una unidad que produce cloruro de vinilo a partir del cual se sintetiza el polímero.

5. Aparato que comprende al menos:

- un secador de lecho fluidizado (SE) equipado con al menos un elemento de calentamiento al que se le suministra vapor de agua (V) a una presión absoluta que es igual a o menor que 4 bar;

- un separador (SP) para separar los gases (G) de los condensados (C) del vapor de agua (V) que sale del secador

(SE);

- un eyector (E1) para aspirar al exterior los condensados (C) producidos mediante la condensación del vapor de agua (V) aguas abajo del secador (SE);

- un tanque (R) para recoger los condensados (C) que surgen del eyector (E1).

6. Aparato según la reivindicación 5, que comprende además un segundo eyector (E2) para aspirar al exterior los gases (G) que surgen del separador (SP).

7. Aparato según la reivindicación 5, caracterizado porque el separador (SP) es un condensador de mezcla.

8. Aparato según la reivindicación 5, caracterizado porque el separador (SP) es un deflegmador.

9. Aparato según la reivindicación 6, caracterizado porque el fluido motor del eyector (E2) consiste en una proporción predominante de fluido que comprende los condensados (C) recirculados en modo lanzadera aguas abajo del tanque (R).

1. Aparato según la reivindicación 5, caracterizado porque comprende además medios para reinyectar al menos parte de los condensados (C) en el vapor de agua suministrado al secador (SE).

11. Aparato según la reivindicación 5, usado para el secado de un polímero húmedo derivado de cloruro de vinilo.