Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Umwandlung von Polymeren/Lösungspolymerisaten zu Polymerformkörpern, wobei das Polymerisat einer Behandlung in einer Vorkonzentration und/oder einer Hauptverdampfung und/oder einer Entgasung und einer Formgebung zugeführt wird.

Stand der Technik

Die Polymerisationschemie wurde über Jahrzehnte an die Möglichkeiten der Aufarbeitungstechnologie angepasst. Konventionelle Verfahren zur kontinuierlichen Aufbereitung von Polymeren oder Lösungspolymerisaten bestehen aus Koagulations-, Stripp-, Entwässerungs-, Trocknungs- und Formgebungsschritten. Mit der Entwicklung neuer Polymerisationsverfahren in Richtung koordinativer Polymerisation wird eine direkte Aufarbeitung der Lösungspolymerisate gesucht, weil die konventionelle Technologie die Eigenschaften der Polymere während der Aufarbeitung verändert. So ist beispielsweise aus der DE 10 2009 007 641 A1 bekannt, ein Polymer in einer Vorkonzentrationsstufe aufzukonzentrieren, danach in einer

BESTÄTIGUNGSKOPIE Hauptverdampfungsstufe im wesentlichen zu entgasen und danach in einem Finisher auf eine gewünschte Konzentration von flüchtigen Bestandteilen endgültig zu behandeln. Diese einzelnen Schritte sollen nun in ein Gesamtkonzept integriert werden, um es direkt in die Polymerisation anzubinden, das Polymerisat ohne Schädigung aufzuarbeiten und mit den entsprechend notwendigen Produktqualitäten in die geforderten Polymerformkörper zu transferieren. Hier treten folgende Probleme auf: a) Die neu entwickelte Polymerisationschemie produziert Polymere/Lösungspolymerisate, die höhere Viskositäten aufweisen, sich damit nur bei sehr niedrigen Polymergehalten in der Lösung polymerisieren lassen. b) Die Polymere/Lösungspolymerisate aus diesen neu entwickelten Polymerisationsverfahren weisen deutliche höhere Klebrigkeit und Schaumbildung auf, wodurch die konventionelle Aufarbeitungstechnologie an die Grenzen kommt, beim Koagulieren und Strippen den Kessel verklebt, die mechanische Entwässerung erschwert wird und im Trockner Agglomerate gebildet werden, die nicht mehr ausreichend Oberfläche zum Trocknen bereit stellen. c) Aufgrund der Katalysatorsysteme bilden sich Salze, die durch die neue direkte Aufarbeitungstechnologie nicht entfernt werden und im finalen Polymer zu Qualitätseinbussen führen. d) Die Limitierungen im konventionellen Aufbereitungsverfahren behindern die Einführung der neu entwickelten Polymere/Polymerisate. Aufgabe

Die Aufgabe der Erfindung ist die Entwicklung einer kompletten und effizienten Technologie, von der Übernahme des Polymers/Lösungspolymerisates aus der Polymerisation auch mit sehr niedrigen Polymergehalten, wobei bestehende Komponenten der konventionellen Technologie mit neuen Komponenten so miteinander verknüpft werden müssen, dass die Polymere/Polymerisate aus den neu entwickelten Polymerchemieprozessen aufgearbeitet und bei entsprechender Produktqualität in Polymerformkörpern transferiert werden können.

Lösung der Aufgabe

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, dass das Polymer/Polymerisat vor der Behandlung einer Waschstufe zugeführt wird.

Dem bestehenden Verfahren zur direkten Eindampfung von Polymerisaten (DE 10 2009 007 641.7) wird eine Waschstufe vorgeschaltet sowie weitere Optionen innerhalb der Verfahrensschritte hinzugefügt, um eine Gesamttechnologie für die Lösung der Aufgabe zu erhalten. Die zusätzlich eingefügte Waschstufe, ein Waschprozesses des Polymers/Polymerisates, ist notwendig, um nichtflüchtige, aber lösliche Komponenten aus dem Polymer/Polymerisat zu entfernen, wobei das Polymer/Polymerisat mit Wasser oder einer anderen Flüssigkeit vermischt und durch den Dichteunterschied wieder separiert wird.

Diverse Verfahrensschritte werden miteinander verbunden, weiter entwickelt und so verknüpft, dass die Nachteile der konventionellen Technologie überwunden wurden. Die sinnvolle und praktikable Verknüpfung der Verfahrensschritte ist dabei die zu meisternde Herausforderung, die zu unerwarteten Problemen, Erkenntnissen und Lösungen führte. Von dem vorliegenden Verfahren soll, wenn dies an einigen Stellen auch nicht ausdrücklich erwähnt wird, sowohl die Polymerisation von Polymeren als auch die Behandlung von Polymerisaten umfasst sein. Die Vorkonzentration nutzt keine Koagulations- oder Strippeffekte und wird in den folgenden Schritten optimal an die direkte Eindampfung angepasst: a) Nutzung von bestehenden Verfahren zur Aufkonzentration von Lösungspolymerisaten durch Aufheizen des Polymerisats, Flashentspannen in einen ungerührten Behälter und nachträgliches

Vorwärmen für einen Flash in den Hauptverdampfer. b) Nutzung einer zusätzlichen Rückführung mit Vermischung von frischem und vorkonzentriertem Polymerisat zur Erhöhung der Vorkonzentration. c) Entkopplung der Aufheizung des frischen Polymerisats und der Rückführungsströme, weil die Viskositäten zu unterschiedlich sind. d) Vorkonzentration ohne Rückführung des Polymerisats, die Sammlung des vorkonzentrierten Polymerisats in einem gerührten Behälter am

Boden des Flashkessels, das Zerrühren des entstandenen Schaum und die Aufheizung für den nachfolgenden Flash in den Hauptverdampfer, wobei das vorkonzentrierte Polymerisat nicht mehr fliessfähig sein muss. e) Aufheizung des Polymerisats und direkter Flash in den Hauptverdampfer.

Die vorkonzentrierte, aufgewärmte und unter Überdruck stehende Polymerlösung wird über eine verteilte Dosierung (siehe DE 10 2009 007 641.7) in den Hauptverdampfer und von dort in den Entgaser befördert. Beide Prozesse können unter Vakuum, Normaldruck und Überdruck betrieben werden. Im Entgaser wird die benötigte Produktqualität eingestellt. Der Austrag des Entgasers liefert jedoch eine sehr kompakte Masse, die so von der weiterverarbeitenden Industrie nicht eingesetzt werden kann. Es war daher notwendig, eine Granulation mit anschliessender Polymerformkörperherstellung zu integrieren, die es ermöglicht, eine Polymerform herzustellen, die die bestehenden Polymerverarbeitungsprozesse weiterhin zulässt. In verschiedenen Stufen wurden vorhanden Technologien angepasst und optimiert, sowie weitere Optionen entwickelt: a) Zur Ex- und Nicht-Ex-Zonen Trennung wird nach dem Entgaser ein Dreiwegeventil installiert, so dass Off-Spec-Material innerhalb der ExZone bleibt. b) Für die Polymerformgebung kann optional eine Zerkleinerung mit nachgeschaltetem Transport im Luftstrom oder eine sogenannte Unterwassergranulation mit nachgeschaltetem Transport im Wasser erfolgen. c) Bei einer Zerkleinerung in einem Luftstrom kann die pneumatische Transportluft aktiv befeuchtet werden, damit die Partikel nicht aneinander bzw. an der Wand der pneumatischen Transportleitung kleben, wobei das Wasser durch Verdunstung zusätzlich kühlt. d) Im Falle der Nutzung der konventionellen Hot-Box-/Turbulator- Technologie mit oder ohne pneumatische Förderung wird ein

Fliessbettkühler und eine Ballenpresse angeschlossen. Der Fliessbettkühler wurde in einen Fliessbetttemperierer umgewandelt, weil das Polymer aus dem Entgaser keine weitere Trocknung benötigt, aber optimale Temperaturbedingungen für die nachfolgende Formgebung haben muss. e) Die Ballenpresse gibt dem Polymer die gewünschte Form. f) Die Ballen werden auf Fremdteile und Gewicht geprüft, verpackt und gelagert. g) Im Falle der Nutzung der Granulation in Wasser (Unterwassergranulation) werden die Polymergranulate im Wasser abgekühlt, im Wasserstrom transportiert, anschliessend vom Wasser getrennt, getrocknet und ebenfalls in Ballen gepresst oder in Big-Bag ^' s gefüllt.

Polymere im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind beispielsweise, aber nicht einschränkend, Thermoplaste, thermoplastische Elastomere, Kautschuke oder andere Polymere. Ein erfindungsgemässes Verfahren zur Aufarbeitung von Lösungspolymerisaten zu Polymerformkörpern umfasst die folgenden Schritte: a) Eine Vorkonzentration eines ersten Fluids (B), das mindestens ein nichtflüchtiges Polymer und mindestens eine flüchtige Verbindung enthält, mit einem Polymergehalt von 2 Gew.-% bis 35 Gew.-%, wobei die Vorkonzentration durch ein- oder mehrstufiges sukzessives Aufheizen des Fluids (B) unter Druck und nachfolgende Entspannung in einen Flashbehälter stattfindet, wobei Brüden über die Dampfleitung entfernt werden und der Flashbehälter mit oder ohne Rückführung des vorkonzentrierten Fluids (C) arbeitet, wobei die Rückführung des vorkonzentrierten Fluids (C) mit dem frischen Fluid (B) vor der Aufheizung gemischt oder separat aufgeheizt wieder in einen Flashbehälter entspannt wird, um ein konzentriertes Fluid (C) mit einem Polymergehalt von 20 Gew.-% bis 85 Gew.-% zu erhalten.

b) Eine optionale Hauptverdampfung, wobei das konzentrierte Fluid (C) aus

Schritt a) mit einem Polymergehalt von 20 Gew.-% bis 70 Gew.-% wiedererwärmt und sodann an einer oder mehreren Stellen in den Prozessraum eines ersten Kneters (1.1) oder Extruders eingespeist wird, um ein hauptausgedampftes Fluid (D) mit einem Polymergehalt von 90 Gew.-% bis 98 Gew.-% zu erhalten, welches kontinuierlich über ein Druckerhöhungssystem bestehend aus einer Schneckenkonstruktion oder einer Pumpe oder einer Kombination aus beiden ausgetragen und in den nachgeschalteten Prozess-Schritt transportiert wird,

c) Eine Entgasung, wobei das konzentrierte Fluid (C) mit einem Polymergehalt von 70 Gew.-% bis 85 Gew.-% oder das hauptausgedampften Fluid (D) in einen zweiten Kneter oder Extruder dosiert an einer oder mehreren Stellen in den Prozessraum eingespeist wird und gasförmige , flüssige, hochviskose und/oder feste Additive zur Einmischung, zum Strippen, zur Reaktion oder zur Temperierung an einer oder mehreren Stellen in den Prozessraum zugegeben werden, um ein entgastes Fluid (E) mit einem Gehalt an flüchtigen Verbindungen von weniger als 5 Gew.-%, üblicherweise < 2 Gew.-% zu erhalten, das kontinuierlich über ein Druckerhöhungssystem bestehend aus einer Schneckenkonstruktion oder einer Pumpe oder einer Kombination aus beiden ausgetragen und in den nachgeschalteten Prozess-Schritt transportiert wird.

d) Eine Formgebung umfassend eine Temperierung und eine Verpackung, wobei das ausgetragenen Fluid (E) durch eine Konstruktion, die direkt am Auslass des Druckerhöhungssystems der Entgasung angebaut ist, in kleine Partikel zerkleinert und temperiert wird und wobei die temperierten Polymergranulate pneumatisch transportiert und einer Formgebung zugeführt werden.

Gemäss einem Ausführungsbeispiel liegt die Temperatur von Fluid (B) am Eingang der Vorkonzentration im Bereich von 10 bis 100°C.

Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel liegt die Viskosität von Fluid (B) am Eingang der Vorkonzentration im Bereich von 100 mPa.s bis 500.000 mPa.s. Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel wird das Fluid (B) im Vorkonzentrations-Schritt auf eine Temperatur von 60° bis 350°C gebracht. Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die Flashverdampfung bei einem Druck von 100 mbar bis 10 bar betrieben.

Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel wird eine mehrstufige Flashverdampfung mit abnehmendem Druck gefahren.

Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der Flashbehälter ein vertikaler Behälter, der mit oder ohne Rührer ausgerüstet sein kann.

Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der Boden des vertikalen Behälters entweder ein horizontal liegender, gerührter Kessel mit beheizbaren Elementen, oder ein konisch geformter und beheizter Boden, bei welchem der Austrag mittels Druckerhöhungsaggregat, welches wiederum eine Pumpe oder eine Schneckenkonstruktion oder eine Kombination aus beiden umfassen kann, zur Hauptverdampfungsstufe transportiert.

Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel liegt die Viskosität von Fluid (C) im Bereich von 500 Pa.s bis 60.000. Pa.s. Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel liegt die Temperatur von Fluid

(C) am Eingang der Hauptverdampfungsstufe im Bereich von 60°C bis 300°C.

Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Hauptverdampfungsstufe mit einem Druck von 100 mbar bis 6 bar betrieben werden. Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Hauptverdampfungsstufe um einen ein- oder zweiwelligen Knetapparat.

Gemäss einem anderen Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Hauptverdampfungsstufe um einen ein- oder zweiwelligen Extruder.

Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst die Hauptverdampfungsstufe einen einzigen Prozessraum. Es sind auf der gesamten Länge keine Prozessabschnitte vorhanden.

Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst die Hauptverdampfungsstufe einen oder mehrere Dome und Dampfleitungen für die Entfernung von flüchtigen Verbindungen. Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel findet ein

Selbstreinigungseffekt statt, indem durch die Kondensation der flüchtigen Verbindungen in den Hauptverdampfungs-Domen oder durch Rückführung kleine Mengen zusätzlichen Lösungsmittels auf die Wände der Hauptverdampfungs-Dome aufgebracht wird, um diese von Polymerstaub zu reinigen.

Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel liegt die Viskosität von Fluid (D) im Bereich von 500 Pa.s bis 60.000 Pa.s. Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel liegt die Temperatur von Fluid

(D) am Eingang der Entgasungsstufe im Bereich von 60°C bis 300°C.

Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die Entgasungsstufe mit einem Druck von 100 mbar bis 6 bar betrieben. Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Entgasungsstufe um eine ein- oder zweiwellige Konstruktion, die als Kneter oder Extruder ausgeführt sein kann. Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst der

Entgasungskneter einen einzigen Prozessraum. Es sind keine Prozessabschnitte auf die Länge zu erkennen.

Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst die Entgasungsstufe ein oder mehrere Dome und Dampfleitungen für die Entfernung von flüchtigen Verbindungen.

Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel findet ein Selbstreinigungseffekt statt, indem durch die Kondensation der flüchtigen Verbindungen in den Entgasungs-Domen oder durch Rückführung kleine Mengen zusätzlichen Lösungsmittels auf die Wände der Hauptverdampfungs-Dome aufgebracht wird, um diese von Polymerstaub zu reinigen. Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel findet während der

Entgasung eine in situ Verstreckung mit Öl statt.

Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel findet während der Entgasung eine Einmischung von Filier (Füllstoffe) oder Russ statt, und dieser Filier wird während der Entgasung einer Reaktion, zum Beispiel einer Hydrophobierung, unterzogen.

Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel liegt die Viskosität von Fluid (E) im Bereich von 500 Pa.s bis 10 Mio Pa.s.

Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel liegt die Temperatur von Fluid (E) am Ausgang der Entgasungs-Stufe im Bereich von 60°C bis 300°C. Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel wird am Austrag der Entgasungsstufe zwischen dem Druckerhöhungssystem und dem Formgebungsaggregat ein spezielles Ventil eingebaut, welches zwei Prozessabschnitte (Ex/nonEx) komplett voneinander trennen kann und mit dem off-spec- Produkte ausgeschleust werden können.

Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel wird während der Entgasung qualitativ minderwertiges Polymer (off-spec.-Produkt) zurück in den Prozess geführt.

Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst ein Formgebungsaggregat, welches das Polymer in kleine Partikel schneidet, Düsenplatten und Schneidvorrichtung oder Düsenplatte und Unterwasser- Pelletiermittel oder Mittel zur Krümelbildung oder Turbulatoren und feststehende Messer.

Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst das Formgebungsaggregat Kühlmittel.

Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel erhält das Polymer durch die Düsenkonstruktion eine spezielle Strangform, die entweder in Blöcke geschnitten oder in Form von Fellen aufgerollt wird. Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel werden die Polymerpartikel mittels Luft in einem Rohr mit 10 bis 50 m/s pneumatisch transportiert.

Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die Transportluft aktiv durch Zugabe von Wasser mit 10 bis 200 kg Wasser/t Polymer angefeuchtet. Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel werden pneumatisch transportierte Granulate auf ca. 40 bis 70°C temperiert.

Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel wird zur Temperierung ein Fliessbetttrockner benutzt.

Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel werden die temperierten Polymergranulate einer Formgebung zugeführt, zum Beispiel einer Ballenpresse.

Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel werden die erzeugten Polymerformkörper auf Metallinhaltsstoffe geprüft, gewogen, verpackt, bedruckt und für die weitere Verarbeitung gelagert. Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ein Trennmittel auf die

Polymeroberfläche aufgebracht, zum Beispiel Aerosil oder Russl.

Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel werden die Brüden der Vorkonzentration, der Hauptverdampfung und der Entgasung je nach Druckbedingungen gemischt oder getrennt in einem zweistufigen

Kondensationssystem abgekühlt und kondensiert, wobei industrielles Kühlwasser für die erste Stufe und„chilled" Wasser für die zweite Stufe verwendet wird. Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ein Knock-Down-Vessel vor der ersten Kondensationsstufe benutzt.

Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel wird eine Energierückgewinnung durch die Vorwärmung von Fluid (B) mit warmen Brüden aus der Vorkonzentration je nach Brüden-Temperatur und

Temperatur des Fluids (B) durch einen Wärmetauscher durchgeführt. Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel werden die kondensierten Brüden aus der Vorkonzentration direkt ohne weitere Bearbeitung in den vorgängigen Polymerisations-Prozess zurückgeführt. Gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel werden die kondensierten

Brüden aus der Entgasung einer weiteren Bearbeitung zur Trennung von Oligomeren, Additiven oder Strippmittel von dem flüchtigen Lösemittel unterzogen, bevor diese in den Polymerisations-Prozess zurückgeführt. Gemäss einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, welche folgende Komponenten umfasst:

- Eine Einrichtung zur Vorkonzentration umfassend einen oder mehrere gerührte oder ungerührte Behälter und eine

Rückführungseinrichtung;

- eine Einrichtung zur Hauptverdampfung, insbesondere einen ersten Mischkneter oder Extruder, sowie ein Druckerhöhungssystem, insbesondere eine Schneckenkonstruktion oder eine Pumpe oder eine Kombination aus Schneckenkonstruktion und Pumpe;

- eine Einrichtung zur Entgasung, insbesondere einen zweiten Mischkneter oder Extruder, sowie ein Druckerhöhungssystem, insbesondere eine Schneckenkonstruktion oder eine Pumpe oder eine Kombination aus Schneckenkonstruktion und Pumpe; sowie

- Eine Einrichtung zur Formgebung, umfassend eine Einrichtung zur Zerkleinerung, zur Temperierung und eine Einrichtung zur Verpackung sowie eine Einrichtung zum pneumatischen oder hydrodynamischen Transport. Hierbei können sämtliche Verfahrens- bzw. Vorrichtungsmerkmale der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele vollständig oder teilweise miteinander kombiniert werden.

Figurenbeschreibung

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

Figur 1 ein Blockschema des erfindungsgemässen Verfahrens zur kontinuierlichen Aufarbeitung von Lösungspolymerisaten zu Polymerformkörpern;

Figur 2 eine blockschaltbildliche Darstellung einer erfindungsgemässen Anlage zur kontinuierlichen Aufarbeitung von Lösungspolymerisaten zu Polymerformkörpern; Figur 3 eine blockschaltbildliche Darstellung einer Waschstufe;

Figur 4-7 blockschaltbildliche Darstellungen verschiedener Varianten einer Vorkonzentration; Figur 8 eine blockschaltbildliche Darstellung der Formgebung „Directbaling";

Figur 9 eine blockschaltbildliche Darstellung der Formgebung mit Zerkleinerung und pneumatischem Transport;

Figur 10 eine blockschaltbildliche Darstellung der Formgebung mit Unterwassergranulation.

Figur 11 ein Blockschema eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemässen Verfahrens zur kontinuierlichen Aufbereitung von Lösungspolymerisation zu Polymerformkörpern; Figur 12 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens;

Figur 13 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens;

Figur 14 eine schematische Darstellung eine alternative Anordnung von Einrichtungen zur Durchführung einer Vorkonzentration; Figur 15 eine schematische Darstellung eines Teils des erfindungsgemässen Verfahrens, nämlich der Teil zur Behandlung von Brüden bzw. ein Kondensationssystem.

Gemäss Figur 1 ist einem aus der DE 10 2009 007 641 A1 bekannten Verfahren zur direkten Eindampfung von Polymerisaten eine Waschstufe vorgeschaltet. Das bedeutet, dass die entsprechenden zu bearbeitenden Polymerisate (Fluid A) zuerst einer Waschstufe 1 zugeführt werden, in der sie mit Waschflüssigkeit gewaschen werden. In dieser Waschstufe werden nicht flüchtige aber lösliche Komponenten aus den Polymerisaten entfernt. Dabei wird bevorzugt das Polymerisat mit Wasser oder einer anderen Flüssigkeit vermischt und durch den Dichteunterschied wieder separiert. Das bedeutet gemäss Figur 3, dass das Polymerisat (Fluid A) zuerst einem Mischer 2 zugeführt wird, in dem es mit Waschflüssigkeit 3 vermischt wird. Danach gelangt es in einen Separator 4, aus dem Waschflüssigkeit und die entfernten Komponenten bei 5 ausgetragen werden. Die gereinigten Polymerisate werden als Fluid B der weiteren Behandlung zugeführt.

Die weitere Behandlung erfolgt, wie in DE 10 2009 007 641 A1 beschrieben, in einer Vorkonzentrationsstufe 6, bei der bereits Lösungsmittel aus dem Polymerisat bei 7 abgeführt wird. Auf die Vorkonzentrationsstufe 6 folgt eine Hauptverdampfung 8, in der ebenfalls Lösungsmittel bei 9 abgeführt wird. Ähnliches geschieht in einer Entgasungsstufe 10, bei der ebenfalls Lösungsmittel bei 11 abgeführt wird, aber auch Entgasungshilfsmittel bei 12 zugeführt werden können.

Das nunmehr hochviskose bzw. fest vorliegende Polymerisat wird dann einer Formgebungsstufe 13 zugeführt, wobei hier bei 14 auch Transporthilfsmittel, wie später beschrieben, wirksam sein können. Letztendlich verlassen Polymerformkörper 15 diese Formgebungsstufe 13.

Für die Vorkonzentration werden in den Figuren 4 bis 7 vier Varianten beschrieben, die Erfindung ist aber nicht darauf beschränkt. Gemäss Figur 4 wird das Polymerisat (Fluid B) nach der Waschstufe 1 einem Polymerlösungsmischer 16 zugeführt. Über einen Aufheizer 17, d.h., im wesentlichen mit Wärme behandelt, gelangt das Polymerisat in einen vertikalen Flashbehälter 18, in dem es vorkonzentriert wird. Dabei entstehen Brüden von Lösungsmittel, die über einen Austrag 19 abgeführt werden.

In einen Austrag 20 für das vorkonzentrierte Polymerisat ist eine Pumpe 21 eingeschaltet, nach welcher Teile des vorkonzentrierten Polymerisats über eine Pumpe 22 wieder dem Polymerlösungsmischer 16 und andere Teile einem Aufheizer 23 (Fluid C) für das vorkonzentrierte Polymerisat zugeführt werden.

In einer Variante der Vorkonzentration gemäss Figur 5 gelangt das Polymerisat (Fluid B) über den Aufheizer 17 direkt in den Flashbehälter 18, ohne vorher nochmals einen Polymerlösungsmischer 16 zu durchlaufen. Ferner drückt die Pumpe 22 Teile des vorkonzentrierten Polymerisats noch über einen weiteren Aufheizer 24 in den Flashbehälter 18. Die in Figur 6 gezeigte Variante einer Ausführung der Vorkonzentration geht bei der Zuführung des Polymerisats (Fluid B) von Figur 5 aus, wobei dieses Polymerisat (Fluid B) über den Aufheizer 17 direkt in den Flashbehälter 18 eingegeben wird. Direkt an den Flashbehälter 18 schliesst dann aber anstelle des Austrags 20 bereits ein Mischkneter 25 an, in welchem das bereits vorkonzentrierte Polymerisat weiterbehandelt wird. Ein Austrag 26 (Fluid C) erfolgt über eine Pumpe 27.

Im wesentlichen werden einwellige und zweiwellige Mischkneter unterschieden und in der vorliegenden Erfindung verwendet. Ein einwelliger Mischkneter mit horizontal angeordneter Welle wird beispielsweise in der EP 91 405 497.1 beschrieben. Mehrwellige Misch- und Knetmaschinen werden in der CH-A 506 322, der EP 0 517 068 B, der DE 199 40 521 A1 oder der DE 101 60 535 beschrieben ist. Dort befinden sich auf einer horizontal angeordneten Welle radiale Scheibenelemente und zwischen den Scheiben angeordnete axial ausgerichtete Knetbarren. Zwischen diese Scheiben greifen von der anderen horizontal angeordneten Welle rahmenartig geformte Misch- und Knetelemente ein. Diese Misch- und Knetelemente reinigen die Scheiben und Knetbarren der ersten Welle. Die Knetbarren auf beiden Wellen reinigen wiederum die Gehäuseinnenwand. Die Wellen können übrigens mit gleicher oder unterschiedlicher Drehzahl, gegenläufig oder gleichläufig betrieben werden. Schlussendlich wird bei einer Variante der Vorkonzentration gemäss Figur 7 der Flashbehälter völlig weggelassen und das Polymerisat (Fluid B) gelangt über den Aufheizer 17 direkt in die Hauptverdampfung, die hier von einem Hauptausdampfer 28 gebildet wird, in dem gleichzeitig auch die Vorkonzentration stattfindet. Dieser Hauptausdampfer 28 ist bevorzugt ebenfalls ein Mischkneter. Aus ihm werden ebenfalls durch einen Austrag 19 Brüden der Vorkonzentration abgezogen. Des weiteren schliessen an ihn eine Austragssch necke 29 und eine Austragspumpe 30 an. Letztere verlässt das Polymerisat als hauptausgedampftes Polymerisat (Fluid D). Gemäss Figur 8 gelangt nunmehr das hauptausgedampfte Polymerisat (Fluid D) über einen Eintrag 31 in einen Entgaser 32. Auch dabei handelt es sich wiederum bevorzugt um einen Mischkneter. Bei 33 ist die Abführung von Brüden aus diesem Entgaser angedeutet.

In den Entgaser 32 werden Additive 34 und Off-Spec-Material 35 eindosiert.

Das nunmehr weitestgehend entgaste Polymerisat (Fluid E) wird wiederum über eine Austragsschnecke 36 und eine Austragspumpe 37 ausgetragen. Als nächstes gelangt es zu einem Ventil 38 zur Ausschleusung von Off-Spec- Material, von dort in eine formgebende Düse 39 für eine Strangerzeugung, danach in eine Kühleinrichtung 40 zur Kühlung dieses Strangs, in eine Schneideinrichtung 41 (Blockschneider), in einen Metalldetektor 42, zu einer Gewichtsprüfung 43, zu einer Verpackung 44 und in ein Lager 45. Aus diesem wird bei Bedarf das fertige Produkt entnommen. Diese Abfolge von Verfahrensschritten ist für das sogenannte Directbailing gedacht.

Gemäss Figur 9 sind aber auch eine Zerkleinerung und ein pneumatischer Transport des Produktes durch diverse Verfahrensstufen möglich. Hierzu wird das weitgehend entgaste Polymerisat (Fluid E) nach der Austragspumpe 37 einer Schneideinrichtung (Turbulator) 46 zugeführt, in welcher das Polymerisat mit Transportluft 47 ggf. unter Wasserzugabe 48 beaufschlagt wird. Hierdurch gelangt es zu dem Ventil 38 zum Ausschleusen von Off-Spec-Material, danach zu einem Fliessbettkühler 49, zu einer Ballenpresse 50, zu dem Metalldetektor 42, der Gewichtsprüfung 43, der Verpackung 44 und in das Lager 45. In Figur 10 ist eine Unterwassergranulation gezeigt, wobei das Polymerisat (Fluid E) nach dem Ventil 38 zum Ausschleusen von Off-Spec-Material in eine Schneideinrichtung 51 gelangt, die als Unterwassergranulator ausgebildet ist. Dort wird das Granulat mit Transportwasser 52 beaufschlagt und zu einer Einrichtung zur mechanischen Trennung der Wasser/Polymermischung 53 weitertransportiert. Diese kann ein Sieb sein. Danach erfolgt eine Polymertrockung 54, eine Formgebung (Ballenpresse) 55, ein Durchlauf des Metalldetektors 42, eine Gewichtsprüfung 43, eine Verpackung 44 und eine Lagerung 45.

Die Funktionsweise der Erfindung soll nochmals anhand von Figur 2 näher beschrieben werden:

Das zu behandelnde Polymerisat wird als Fluid A der Waschstufe 1 zugeführt. Dort erfolgen, wie die Pfeile andeuten, eine Zufuhr und eine Abfuhr von Waschflüssigkeit. Danach gelangt das Polymerisat als Fluid B in die Vorkonzentration 6. Dort ist eine Vorkonzentration gemäss Figur 5 angedeutet. Wie oben erwähnt, wird in der Vorkonzentration Lösungsmittel verdampft, welches über den Austrag 19 einem Kondensor 56 zugeführt wird. Das Kondensat daraus gelangt in ein Lösungsmittelrückgewinnungssystem 57 und von dort in einen Tank für wiederverwendbares Lösungsmittel.

Nichtkondensierbare Bestandteile gelangen aus dem Kondensor 56 unter Vakuum 58 zu einer Abführeinrichtung 59.

Aus der Vorkonzentration 6 gelangt das Polymerisat als Fluid C in den Hauptverdampfer 8. Das dort verdampfte Lösungsmittel gelangt über eine Abführeinrichtung 60 wiederum zu einem Kondensor 61 und von diesem zu dem Lösungsmittelrückgewinnungssystem 57.

Aus dem Hauptverdampfer 8 wird das Polymerisat als Fluid D in den Entgaser 10 eingebracht und dort mit entsprechenden Additiven 34 und Off-Spec- Material vermischt. Das im Entgaser 10 verdampfte Lösungsmittel wird über eine Leitung 62 zu einem weiteren Kondensor 63 übergeführt, wo es wiederum in kondensierte und nicht kondensierte Stoffe getrennt wird. Die nicht kondensierten Gase werden durch Vakuum 64 der Abführeinrichtung 59 zugeführt, während das Kondensat wiederum zu einer Einrichtung 65 zum Trennen von Lösungsmittel und Wasser und danach das getrennte Lösungsmittel der Lösungsmittelrückgewinnung 57 zugeführt wird. In der nachfolgenden Formgebungsstufe 13 ist das Verfahren gemäss Figur 9 dargestellt, bei dem das in einem Turbulator zerkleinerte Polymerisat mit Transportluft zu den nächsten Verarbeitungsstufen geführt wird.

In Figur 11 werden die möglichen Abläufe eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemässen Verfahrens dargestellt. Das Fluid B, welches aus einer flüchtigen Verbindung mit einem nicht flüchtigen Polymergehalt von 2 bis 35 Gew.-% besteht, wird einer Vorkonzentrationsstufe 6 eingegeben. Hier wird das Fluid B auf ein Fluid C vorkonzentriert.

Sofern dieses Fluid C einen Polymergehalt von 25-70 Gew.-% aufweist, wird es einer Hauptverdampfung 8 zugeführt, in der die flüchtigen Verbindungen weiter ausgedampft werden. Hierdurch erhält das Produkt einen Polymergehalt von 90-95 Gew.-% und verlässt als Fluid D die Hauptverdampfung. Es wird dann einer Entgasung 10 zugeführt, in der eine Entgasung auf ein Polymergehalt von 95-99,99 Gew.-% erfolgt.

Sollte das Fluid C nach der Vorkonzentration einen Polymergehalt von 70-75 Gew.-% aufweisen, kann die Hauptverdampfung 8 übersprungen und das Fluid direkt der Entgasung 10 zugeführt werden. Auch hier verlässt das entgaste Produkt als Fluid E mit einem Polymergehalt von 95-99,99 Gew.-% die Entgasung. Dieses Fluid E wird dann einer Formgebung 13 zugeführt, in der es bis zum Endprodukt, d.h., bis zu dem Formkörper 15 fertig behandelt wird.

Gemäss Figur 12 wird das Fluid B über eine Pumpe 74.1 und eine Heizeinrichtung 77.1 in einen Flash-Behälter 75 eingegeben (d.h. unter einem Vordruck eingeflashed). In diesem Flash-Behälter 75 erfolgt eine Vorkonzentration, wobei ein Teil der flüchtigen Bestandteile über eine Brüdenleitung 78.1 abgezogen und weiter behandelt werden, wie dies insbesondere zur Figur 15 beschrieben wird.

Das vorkonzentrierte Produkt wird als Fluid C mittels einer Zahnradpumpe 81 aus dem Flashbehälter 75 ausgetragen. Ein Teil des Fluids C wird über eine weitere Pumpe 74.2 über die Heizeinrichtung 77.1 wieder in den Flash-Behälter 75 zurückgeführt.

Ein anderer Teil des Fluids C wird über eine Heizeinrichtung 77.2 der Hauptverdampfung 8 zugeführt, die im wesentlichen aus einem Mischkneter 71.1 besteht. Mischorgane in diesem Mischkneter 71.1 werden durch einen Antrieb 76.1 in Bewegung versetzt.

Auf dem Mischkneter 71.1 befindet sich ein Brüdendom 73.1 , der zum Abzug weiterer flüchtiger Bestandteile dient, die über eine weitere Brüdenleitung 78.2 einem in Figur 15 gezeigten Kondensationssystem zugeführt werden.

Das hauptverdampfte Produkt verlässt über einen Austrag 72.1 , bevorzugt eine Austragsschnecke, den Mischkneter 71.1 und gelangt als Fluid D in einen Extruder 71.2 in der Entgasung 10. Eine Schnecke in diesem Extruder 71.2 wird von einem weiteren Antrieb 76.2 in Drehbewegung versetzt. Ferner sitzt auf dem Extruder 71.2 ein weiterer Brüdendom 73.2 auf, an den eine weitere Brüdenleitung 78.3 anschliesst, die ebenfalls zu dem Kondensationssystem gemäss Figur 15 führt.

Das entgaste Produkt verlässt als Fluid E den Extruder 71.2 über einen weiteren Austrag 72.2, insbesondere eine Austragsschnecke.

Das Ausführungsbeispiel der Anlage zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens gemäss Figur 13 unterscheidet sich von demjenigen nach Figur 12 dadurch, dass an den Flashbehälter 75 bzw. die Zahnradpumpe 81 direkt die Heizeinrichtung 77.2 anschliesst und erst daran anschliessend ein Teil des Fluids C über die Pumpe 74.2 und die Heizeinrichtung 77.1 zurück in den Flashbehälter 75 geführt wird.

In Figur 14 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Vorkonzentration 6 dargestellt. Dabei gelangt das Fluid B über einen Wärmetauscher 82 und die Heizeinrichtung 77.1 in den Flashbehälter 75. Aus dem Flashbehälter 75 führt eine Brüdenleitung 78.4 wieder zurück zum Wärmetauscher 82, wo ein Teil der Brüden über die Heizeinrichtung 77.1 zurück in den Flashbehälter 75 geführt wird. Ein anderer Teil der Brüden wird abgeführt, insbesondere dem in Figur 15 dargestellten Kondensationssystem zugeführt.

Der erste Flashbehälter 75 dient einer ersten Vorkonzentration, wobei das vorkonzentrierte Fluid über die Zahnradpumpe 81 und eine weitere Heizeinrichtung 77.2 in einen weiteren Flashbehälter 75.1 eingegeben wird. Brüden aus diesem weiteren Flashbehälter 75.1 werden über eine Brüdenleitung 78.2 wiederum dem in Figur 15 gezeigten Kondensationssystem zugeführt.

Das nunmehr vorkonzentrierte Fluid C verlässt den zweiten Flashbehälter 75.1 über die Zahnradpumpe 81.1. Ein Teil davon wird, wie zu Figur 12 beschrieben, über die Pumpe 74.3 und die Heizeinrichtung 77.2 wieder zurück zu dem Flashbehälter 75.1 geführt, ein anderer Teil gelangt in die Hauptverdampfung 8 oder, da im vorliegenden Fall eine stärkere Vorkonzentration erfolgt, direkt in die Entgasung 10.

Gemäss Figur 15 gelangen die Brüden über die diversen Brüdenleitungen als erstes in einen ersten Kondensator 79, bei welchem industrielles Wasser als Kühlwasser verwendet wird. Aus diesem Kondensator erfolgt einmal ein Austrag von kondensierten Brüdenbestandteilen, insbesondere von Polymerbestandteilen zu einem Sammler 82, während die flüchtigen Bestandteile einem zweiten Kondensator 80 zugeführt werden. Dieser zweite Kondensator wird bevorzugt mit chilled Wasser betrieben. Die kondensierten Fluidbestandteile werden auch aus diesem zweiten Kondensator 80 dem Sammler 82 zugeführt, während die flüchtigen Gasbestandteile über eine Pumpe 74.4 abgezogen und abgeführt werden. Die Fluidbestandteile aus dem Sammler 82 werden über eine Pumpe 74.5 der Wiederverwertung zugeführt.

Dres. WEISS & ARAT

Patentanwälte und Rechtsanwalt

European Patent Attorney

Aktenzeichen: P 4898/PCT Datum: 15.08.2014 W/ST

Bezugszeichenliste

1 Waschstufe 34 Additive 67

2 Mischer 35 Off-Spec- Material 68

3 Waschflüssigkeit 36 Austragsschnecke 69

4 Separator 37 Austragspumpe 70

5 Austrag aus 4 38 Ventil 71 Mischkneter / Extruder

6 Vorkonzentrationsstufe 39 Düse 72 Austragsschnecke

7 Abfuhr 40 Kühleinrichtung 73 Brüdendom

8 Hauptverdampfung 41 Schneideinrichtung 74 Pumpe

9 Abfuhr 42 Metalldetektor 75 Flash-Behälter

10 Entgasungsstufe 43 Gewichtsprüfung 76 Antrieb

11 Abfuhr 44 Verpackung 77 Heizeinrichtung

12 Zufuhr 45 Lager 78 Brüdenleitung

13 Formgebungsstufe 46 Schneideinrichtung 79 Erster Kondensator

14 Transporthilfsmittel 47 Transportluft 80 Zweiter Kondensator

15 Polymerformkörper 48 Wasserzugabe 81 Zahnradpumpe

16 Polymerlösungsmischer 49 Fliessbettkühler 82 Wärmetauscher

17 Aufheizer 50 Ballenpresse

18 Flashbehälter 51 Schneideinrichtung 92 Sammler

19 Austrag 52 Transportwasser

20 Austrag 53 Mechanische Trennung

21 Pumpe 54 Polymertrocknung

22 Pumpe 55 Formgebung A Polymerisat

23 Aufheizer 56 Kondensor B Polymerisat nach 1

24 Aufheizer 57 Rückgewinnung C Polymerisat nach 6

25 Mischkneter 58 Vakuum D Polymerisat nach 8

26 Austrag 59 Abführeinrichtung E Polymerisat nach 10

27 Pumpe 60 Abführeinrichtung

28 (8) Hauptausdampfer 61 Kondensor

29 Austragschnecke 62 Leitung

30 Austragspumpe 63 Kondensor

31 Eintrag 64 Vakuum

32(10) Entgaser 65 Einrichtung

33 Abfuhr 66