СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ ИЗ РАСТВОРОВ ПОЛИОЛЕФИНОВ В ОРГАНИЧЕСКИХ РАСТВОРИТЕЛЯХ Российский патент 2011 года по МПК C08F6/12 C08J11/04 

Описание патента на изобретение RU2417233C1

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к выделению полиолефинов (полиэтилена низкой и высокой плотности) из их растворов в органических растворителях, и может быть использовано для переработки отходов полимеров.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Для разделения полимерных растворов на компоненты можно использовать, например, известный способ, заключающийся в упаривании раствора под вакуумом при повышенных температурах. (Кантов М. Фракционирование полимеров. М., 1971. С.53.)

Известен также основанный на применении перегретого водяного пара способ отгонки органических растворителей из практически нелетучих жидких продуктов, используемый при производстве смазочных материалов. (Багатуров С.А. Курс теории перегонки ректификации. М.: Гостоптехиздат. 1954. С.428)

К основным недостаткам этих способов относится большая длительность процесса (не менее 1,5 часа), их пожаро- и взрывоопасность вследствие выделения растворителей в атмосферу, а также получение выделяемого полимера в расплавленном виде, что делает его выгрузку из перегонного аппарата практически невозможной.

Известен способ выделения компонентов из раствора полиэтилена в органических растворителях, применяемый в производстве этого полимера при низком и среднем давлении, который предусматривает использование осадителей. (Хувинк Р., Ставерман А. Химия и технология полимеров, т.2. Промышленное получение и свойства полимеров, ч.1. М.: Химия. 1965. С.123.)

Однако способ обладает следующими недостатками. Он сложен из-за многостадийности и необходимости применения сложного и крупногабаритного оборудования. Он не экономичен, так как требует значительных количеств осадителя - спирта. Велика продолжительность процесса (не менее 2,5 часов). К тому же способ небезопасен с пожарной и экологических точек зрения вследствие выделения паров растворителя в атмосферу на стадиях сушки и фильтрования.

Наиболее близким к заявленному решению по совокупности признаков, т.е. прототипом, является способ выделения компонентов из растворов полиолефинов в органических растворителях. (Патент РФ №2194719. Опубл. в БИ № 35 от 20.12.2002 г.)

Этот способ осуществляют, проводя следующие операции:

- охлаждают раствор до комнатной температуры;

- образовавшуюся парафиноподобную массу измельчают и смешивают с водой, при этом образуется суспензия закристаллизовавшегося полиэтилена в смеси двух жидкостей;

- полученную смесь нагревают до температуры не выше температуры плавления полимера в присутствии исходного органического растворителя;

- выделяют полимер, проводя следующие операции:

- выдерживают смесь при остаточном давлении 15-40 мм рт.ст. до полной отгонки растворителя;

- фильтруют полимер от оставшейся воды;

- сушат;

- разделяют жидкости, проводя

- конденсацию паров жидкостей при температуре -5÷0°С на стадии выдерживания смеси под вакуумом;

- декантацию жидкостей.

Недостатками прототипа являются периодичность, многостадийность, а также низкий коэффициент объема использования реактора, поскольку в аппарат добавляют воду в количестве, в 2-3 раза превышающем объем раствора полимера. Кроме того, для прототипа характерна нерациональная организация тепловых процессов: раствор полимера сначала охлаждают до комнатной температуры, затем после измельчения и смешения с водой образовавшеюся суспензию, масса которой в 3-4 раза превышает массу исходного раствора, нагревают до температуры, близкой к температуре плавления полимера.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретательская задача состояла в разработке способа выделения полимера из растворов полиолефинов, позволяющего проводить процесс непрерывно, с меньшим количеством технологических стадий за счет исключения процессов сушки продукта и декантации жидкостей, и сделать процесс экономически более выгодным в результате выведения из технологического цикла стадий нагрева суспензии и сушки продукта, требующих дополнительного оборудования и энергетических затрат.

Поставленная задача решена путем создания способа выделения компонентов из растворов полиолефинов в органических растворителях, включающего охлаждение раствора, отделение полимера при остаточном давлении 15-45 мм рт.ст. и конденсацию паров растворителя при температуре 0÷-5°С, в котором раствор полимера с концентрацией 20 - 50% в непрерывном режиме экструдируют через фильеру кольцевого сечения со скоростью 0,001-0,05 м/с с одновременным охлаждением до температуры ниже температуры плавления полимера в присутствие исходного органического растворителя.

СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ПРИМЕР 1. Раствор полиэтилена низкой плотности в толуоле с начальной температурой (Т) 77°С и концентрацией 20% направляют в шнековый экструдер, с помощью которого в непрерывном режиме экструдируют через фильеру кольцевого сечения со скоростью 0,05 м/с с понижением давления до 15 мм рт.ст., температуру стенок фильеры (Т1) поддерживают на уровне 60°С с помощью средств охлаждения аппарата, в результате охлаждения раствора и возникающих при движении по каналу фильеры сдвиговых деформаций, а также образования в потоке раствора пузырьков пара, вследствие понижения давления, происходит образование тонкодисперсных частиц полимера, которые поступают в приемную емкость, и одновременное удаление растворителя в виде пара. Пары растворителя откачиваются мембранным вакуум-насосом и направляются в теплообменник, где конденсируются при температуре (Т2) 0°С.

Примеры с другими значениями заявленных параметров процесса представлены в таблице.

Из представленной таблице следует, что заявленный способ имеет значительно меньшее количество стадий. Кроме того, преимуществами заявленного изобретения являются непрерывность процесса и его экономичность.

Разделяемый раствор Концентрация исходного раствора, % Параметры процесса Количество стадий Скорость экструдирования, м/с Р, мм рт.ст. Т, °С Т1, °С Т2, °С 1 Полиэтилен низкой плотности в толуоле 20 0,05 15 77 60 0 1 2 30 0,01 20 84 58 0 1 3 40 0,005 30 90 55 0 1 4 50 0,001 45 95 45 0 1 5 Полиэтилен высокой плотности в п-ксилоле 20 0,01 15 90 75 -5 1 6 30 0,001 20 95 72 0 1 прототип Полиэтилен низкой плотности в толуоле 20 15 62 0 6

Похожие патенты RU2417233C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕЛКОДИСПЕРСНОГО СОРБЕНТА НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ ИЗ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА 2003
  • Почивалов К.В.
  • Сиганов Д.Л.
  • Мизеровский Л.Н.
RU2252071C2
СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ ИЗ РАСТВОРОВ ПОЛИОЛЕФИНОВ В ОРГАНИЧЕСКИХ РАСТВОРИТЕЛЯХ 2001
  • Почивалов К.В.
  • Афанасьева В.В.
  • Мизеровский Л.Н.
  • Козлов С.Н.
RU2194719C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕЛКОДИСПЕРСНОГО СОРБЕНТА НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ ИЗ ОТХОДОВ ПОЛИЭТИЛЕНА НИЗКОЙ И ВЫСОКОЙ ПЛОТНОСТИ 2014
  • Почивалов Константин Васильевич
  • Мизеровский Лев Николаевич
  • Юров Михаил Юрьевич
  • Сиганов Дмитрий Львович
RU2581402C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОПЛАСТА И ПЕНОПЛАСТ, ПОЛУЧЕННЫЙ ЭТИМ СПОСОБОМ 1995
  • Кнаус Деннис А.
RU2160749C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МИКРОПОРИСТОЙ ПОЛИЭТИЛЕНОВОЙ МЕМБРАНЫ И СЕПАРАТОР АККУМУЛЯТОРА 2006
  • Такита Котаро
  • Кикути Синтаро
  • Кимисима Котаро
RU2418623C2
МНОГОСЛОЙНАЯ, МИКРОПОРИСТАЯ ПОЛИЭТИЛЕНОВАЯ МЕМБРАНА, РАЗДЕЛИТЕЛЬ АККУМУЛЯТОРА, ИЗГОТОВЛЕННЫЙ ИЗ НЕЕ, И АККУМУЛЯТОР 2006
  • Кикути Синтаро
  • Такита Котаро
  • Такаиси Кицума
RU2434754C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕДЛЕННОДЕЙСТВУЮЩИХ УДОБРЕНИЙ 1990
  • Кирпиков С.В.
  • Брук М.А.
  • Таран А.Л.
  • Таран А.В.
  • Телешов Э.Н.
RU2023710C1
ПЛАСТМАССОВЫЕ ТРУБЫ ИЗ ПОЛИОЛЕФИНОВ 2002
  • Михан Шахрам
  • Фогт Хайнц
  • Бойерманн Илька
RU2352847C2
МНОГОСЛОЙНАЯ МИКРОПОРИСТАЯ ПОЛИОЛЕФИНОВАЯ МЕМБРАНА И СЕПАРАТОР ДЛЯ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ 2006
  • Кикути Синтаро
  • Такита Котаро
  • Коно Коити
RU2406612C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТОГО ПЛЕНОЧНОГО МАТЕРИАЛА ИЗ НАСЦЕНТНОГО РЕАКТОРНОГО ПОРОШКА СВЕРХВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНОГО ПОЛИЭТИЛЕНА 2001
  • Бакеев Н.Ф.
  • Дьячков А.Н.
  • Грибанов С.А.
  • Митченко Ю.И.
  • Озерин А.Н.
  • Валендо Александр Яковлевич
RU2205845C2

Реферат патента 2011 года СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ ИЗ РАСТВОРОВ ПОЛИОЛЕФИНОВ В ОРГАНИЧЕСКИХ РАСТВОРИТЕЛЯХ

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к выделению полиолефинов из их растворов в органических растворителях, и может быть использовано для переработки отходов полимеров. Описан способ выделения компонентов из растворов полиолефинов в органических растворителях, включающий охлаждение раствора, отделение полимера при остаточном давлении 15-45 мм рт.ст. и конденсацию паров растворителя при температуре 0÷-5°С, в котором раствор полимера с концентрацией 20-50% в непрерывном режиме экструдируют через фильеру кольцевого сечения со скоростью 0,001-0,05 м/с с одновременным охлаждением до температуры ниже температуры плавления полимера в присутствии исходного органического растворителя. Технический результат - возможность проведения непрерывного процесса с меньшим количеством технологических стадий за счет исключения процессов сушки продукта и декантации жидкостей и создание экономически более выгодного процесса, в результате выведения из технологического цикла стадий нагрева суспензии и сушки продукта, требующих дополнительного оборудования и энергетических затрат. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 417 233 C1

Способ выделения компонентов из растворов полиолефинов в органических растворителях, включающий охлаждение раствора, отделение полимера при остаточном давлении 15-45 мм рт.ст. и конденсацию паров растворителя при температуре 0÷-5°C, отличающийся тем, что раствор полимера с концентрацией 20-50% в непрерывном режиме экструдируют через фильеру кольцевого сечения со скоростью 0,001-0,05 м/с с одновременным охлаждением до температуры ниже температуры плавления полимера в присутствие исходного органического растворителя.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2011 года RU2417233C1

СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ ИЗ РАСТВОРОВ ПОЛИОЛЕФИНОВ В ОРГАНИЧЕСКИХ РАСТВОРИТЕЛЯХ 2001
  • Почивалов К.В.
  • Афанасьева В.В.
  • Мизеровский Л.Н.
  • Козлов С.Н.
RU2194719C1
КАНТОВ М
Фракционирование полимеров
- М.: Мир, 1971
ХУВИНК Р
Химия и технология полимеров, т.2, Промышленное получение и свойства полимеров, ч.1
- М.: Химия, 1965
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКООБРАЗНЫХ ПОЛИОЛЕФИНОВ 0
SU385454A1
СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ ПЛАСТМАСС НА ОСНОВЕ ПОЛИОЛЕФИНОВЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ 2002
  • Шарыпов В.И.
  • Береговцова Н.Г.
  • Барышников С.В.
  • Кузнецов Б.Н.
RU2216554C1
US 3943115 А, 09.03.1976
Установка для осушки газа 1985
  • Дыскин Лев Матвеевич
  • Васильев Лев Алексеевич
  • Миндрин Владимир Иванович
SU1239477A1

RU 2 417 233 C1

Авторы

Липин Александр Геннадиевич

Евсеев Олег Владимирович

Даты

2011-04-27Публикация

2009-11-19Подача