專利名稱：不含水和溶劑的聚合物的生產(chǎn)方法
不含水和溶劑的聚合物的生產(chǎn)方法本發(fā)明涉及不含水和溶劑的聚合物，具體而言為不含水和溶劑的合成橡膠產(chǎn)品，像非鹵化的以及鹵化的丁基橡膠產(chǎn)品、改性的以及非改性的聚丁ニ烯橡膠以及聚苯こ烯丁ニ烯橡膠產(chǎn)品、連同用于它們的生產(chǎn)方法。本發(fā)明進ー步涉及ー種適合于完成所述方法的裝置。合成橡膠具有重要的エ業(yè)用途并且典型地是通過単體的(共)聚合反應產(chǎn)生的，它典型地是經(jīng)由漿料、乳液或溶液エ藝進行。合成橡膠的實例包括丁基橡膠類和鹵化丁基橡膠類、聚異丁烯、こ烯丙烯ニ烯M-類別橡膠類(EPDM)、丁腈橡膠類(NBR)以及苯こ烯-丁ニ烯橡膠類(SBR)以及聚丁ニ烯橡膠(PBR)。在該(共)聚合反應之后，該反應器排放混合物至少包含該聚合物、溶剤、剩余單體以及催化劑。為了回收該聚合物，該排放流典型地用蒸汽和熱水處理該。大部分溶劑和未反應的單體由此被閃蒸棹。蒸汽和水接觸的ー個缺點是合成橡膠被凝結了。然后這些合 成膠在水中以濕屑粒的形式存在。然后將大部分水通過排出分離，接著是例如施用干燥擠出機以及ー個最終的真空干燥步驟。丁ニ烯與不同催化劑(例如，Nd、Co、Li、Ni、Ti)的聚合反應根據(jù)如在反應過程中的催化劑體系而產(chǎn)生了具有不同物理特性的聚丁ニ烯橡膠。苯こ烯和丁ニ烯的共聚反應還可以是通過使用相類似的反應條件來完成的。在以下內(nèi)容中，來自溶液エ藝的聚丁ニ烯橡膠和苯こ烯-丁ニ烯橡膠(SSBR)將如丁ニ烯橡膠聚合物那樣進行概述。該聚合反應例如在エ業(yè)上是在約30°C至+150°C的溫度下進行的以便獲得高的摩爾量。該溶液エ藝使用了惰性的烴作為ー種溶剤。在這個聚合反應之后，該丁ニ烯橡膠聚合物作為ー種在烴中的均勻溶液而存在。未反應的單體也可以在該反應器排出的混合物中存在。需要將該丁ニ烯橡膠聚合物從其溶劑中進行回收并且分離。在這個溶液エ藝中，將該聚合反應器排放流進行閃蒸。可以加入多種添加劑用于物理特性的調(diào)整。此后，將該聚合物流在閃蒸鼓中用蒸汽和熱水處理。而將該丁ニ烯橡膠聚合物凝結成屑粒，大部分的溶劑和未反應的單體由此被閃蒸掉并且水通過冷凝從這些蒸氣中分離出。應用該汽提階段以便去除殘余的単體殘余物以及溶劑殘余物。然后將水和聚丁ニ烯橡膠屑粒的漿料通過進一歩干燥轉變成最終的商業(yè)的包裝形式。干燥典型地通過排放進行、隨后施用干燥擠出機以及在一個流化床中的最終干燥步驟，或者熱空氣干燥器或者類似的干燥器，例如螺旋輸送機。還可以在那個階段并入添加剤。這些上述的用于凝結和蒸汽汽提的エ藝經(jīng)受了很高的能量消耗。大量的蒸汽是必要的以便不僅蒸發(fā)溶劑而且還加熱并且保持了在汽提鼓中的全部的含水量在ー個高溫下。添加額外的蒸汽也是必需的以通過降低在該汽提鼓中溶劑的分壓而汽提掉溶劑的殘余量。上述方法還使用了大量的水，因為凝結后丁基橡膠在該漿料中的濃度總體上僅為按重量計5%到12%。來自這種漿料的水可以部分地再利用，并且部分地構成了廢水且必須被去除。將這些橡膠屑粒利用簡單的篩盤或篩從該大體積的水中機械地分離出。在這個第一分離以后，該丁ニ烯橡膠仍包含大約20%到50%的水。然后此外的機械干燥使用擠出機通過對該產(chǎn)品進行捏合并且擠壓出水進行。這種機械干燥方法的缺點是水被沒有通過這種篩阻止的小的橡膠顆粒污染了，其結果是該廢水要求額外的處理。上述的機械脫水只能將含濕量減小到大約5%到15%。然后要求額外的熱干燥階段。由此該橡膠在壓力下在一個單螺桿擠出機或雙螺桿擠出機中加熱到130°C至200°C。安裝一個模ロ板(die plate)以維持該壓力。當將橡膠穿過該模ロ板推出時，在橡膠中的水蒸發(fā)并且形成了開放的多孔性的屑粒。將這些屑粒運送到一個對流的干燥器中，在那里通過熱空氣將殘留水分除去。在這類干燥之后，該丁ニ烯橡膠總體上具有O. 1%至0.8%的含濕量。然后需要一個通過使流動冷空氣穿過這些橡膠屑粒而完成的ー個冷卻階段，以將這些丁ニ烯橡膠屑粒冷卻到60°C的最大包裝溫度。然后將這些屑粒通過液壓機形成包裝，并且將這些包裝封裝入盒子或板條箱用于運輸。上述的用于干燥丁 ニ烯橡膠的エ藝是復雜的并且要求大規(guī)模的裝備。為了從聚合物去除水和揮發(fā)性的有機溶劑的目的，已經(jīng)開發(fā)了不同的其他特定方 法。在真空中有或者沒有使用攜帯劑的擠出機脫氣作為最重要的技術已經(jīng)在實際應用中得到認可，然而，這類現(xiàn)有技術方法的能量需求是相當高的。US 3, 117,953 Al披露了 ー種用于純化高壓聚こ烯的裝置和方法。然而在US3，117，953 Al中用于聚こ烯的合成橡膠粘合劑的替代物導致了屑粒在進入該擠出機之前形成，這根本不是所希望的。DE 195 37 113披露了用于聚合物樹脂(特別是聚碳酸酯樹脂)的使用一個蒸汽汽提塔、一個傾析器、以及ー個擠出機的ー種方法和裝置。然而，蒸汽的引入將導致不希望的高殘留水含量或很高的能量消耗。US 4，055，001披露了ー種方法,用于通過在干燥過程中使用超聲焊極制備聚合物，比如具有小于O. Iwt. 的含水量的丁基橡膠。然而，與超聲的使用相關的很高的剪切應カ對于聚合物(比如鹵代丁基橡膠)是禁止的。EP O 102 122披露了用于從ー種溶液回收聚合物的ー種方法，特別是利用ー種部分充滿的擠出機用于聚こ烯的回收。然而EP O 102 122沒有記載殘留水的去除。US 2001/056176 Al披露了ー種回收聚合物的一歩法并且確切地是用于橡膠溶液濃縮的ー個實例。由此將該橡膠溶液用蒸汽加熱以便在一個步驟中通過在真空下脫氣去除現(xiàn)有的溶劑以產(chǎn)生白色屑粒。US 2001/056176 Al由此要求ー種大容量的蒸氣流以在低蒸氣壓下去除這些揮發(fā)性組分并且導致了在這些屑粒中額外水的包圍，這些水隨后需要被去除。US 5，283，021 Al披露了用于從ー種彈性聚合物溶液去除溶劑的ー種兩步法。由此將該聚合物溶液通過ー種加熱液體直接加熱并且在真空下噴灑。在噴灑過程中，使該溶劑蒸發(fā)，由此形成屑粒，然后將這些屑粒加入到一個擠出機中用于進一歩脫氣。然而，在那個階段屑粒的形成不是所希望的。EP I 127 609 A2披露了在至少ー個捏合機中處理ー種產(chǎn)品的ー種方法。EP I127 609 A2使用部分地經(jīng)由該捏合機壁本身所引入的能量以使該溶劑從包含弾性體和熱塑性塑料的溶液蒸發(fā)。因此要求ー種具有大表面積的捏合機，因為投資成本是高的。該能量的另ー個部分經(jīng)由該捏合機的轉動軸作為機械能引入。機械能是更昂貴的并且因此在與蒸汽加熱相比時是對環(huán)境不利的。在EP I 127 609 A2中使用的這些捏合機要求大量維修和清洗。經(jīng)由該捏合機引入的機械能此外強烈的取決于該產(chǎn)品的粘度，這減小了該方法的靈活性。EP I 165 302 Al披露了用于對塑料脫氣的ー種裝置和方法。在EP I 165 302 Al中的裝置是具有ー個后通氣口和幾個通氣區(qū)段的在真空下操作的擠出機。需要真空以獲得低殘留揮發(fā)性的濃縮物。EP I 165 302 Al披露了可以施用一種汽提試劑以便進ー步改進脫氣效率的。在EP I 165 302 Al中使用的塑料，熱塑性聚碳酸酯在該脫氣方法的結束時仍然是ー種流動熔體。然而，根據(jù)EP I 165 302 Al處理過的ー種合成橡膠粘合劑將在該脫氣階段結束時轉變成屑粒并且不能進ー步處理。在“Process Machinery [エ藝機構]”，第I和II部分，2000年三月和四月；作者C. G. Hagberg中，披露了使用一個閃蒸罐和ー個擠出機的橡膠溶液的直接揮發(fā)作用。然而，這個文獻沒有記載在該最終產(chǎn)品中揮發(fā)性化合物的含量。JP61120803披露了使用具有通氣ロ機構的擠出機來去除一種溶劑以便生產(chǎn)ー種橡膠母料，該母料是基于含分散的填充劑的橡膠溶液的混合物。 鑒于上述內(nèi)容，本發(fā)明的ー個目的因此是提供一種連續(xù)的、能量有效的、生態(tài)上的并且經(jīng)濟上有利的方法以從包含至少ー種聚合物、優(yōu)選至少ー種合成橡膠的流體去除揮發(fā)性化合物,從而產(chǎn)生ー種基本上不含揮發(fā)性化合物的聚合物產(chǎn)品。這個目的通過從包含至少ー種非揮發(fā)性的聚合物和至少ー種揮發(fā)性化合物的流體(F)去除揮發(fā)性化合物的方法解決，該方法包括至少以下步驟a)將該流體(F)在至少ー個濃縮器単元中進行處理，該濃縮器單元包括至少ー個加熱器、一個脫氣容器4以及ー個蒸氣管線，由此將該流體(F)加熱，將該加熱的流體(G)加入一個脫氣容器，其中這些揮發(fā)性化合物的部分經(jīng)由該蒸氣管線而去除以獲得一種濃縮流體⑶，b)將來自步驟a)的該濃縮的流體(H)在至少ー個再加熱單元中再加熱以獲得一種再加熱的濃縮流體(L)；c)將來自步驟b)的該再加熱的濃縮流體(L)加入到至少ー個擠出機單元中，該擠出機単元包括至少ー個包括至少ー個傳送區(qū)段的擠出機脫氣區(qū)段、ー個具有ー個或多個蒸氣管線的通氣ロ、一個聚積區(qū)段、以及ー個出口區(qū)段，由此將多種揮發(fā)性化合物經(jīng)由這些通氣口和蒸氣管線去除；由此當進入該擠出機脫氣區(qū)段時該再加熱過的濃縮流體(L)是自由流動的并且在該出口區(qū)段所獲得的該產(chǎn)品(P)基本上是無揮發(fā)性化合物的。優(yōu)選地，該方法可以包括另外的步驟，如下d)將來自步驟a)或b)的再加熱的濃縮流體(H或L)進料到至少ー個捏合機單元，該捏合機単元包括至少ー個脫氣區(qū)段、ー個具有ー個或多個蒸氣管線的通氣ロ、以及ー個出口區(qū)段，由此將多種揮發(fā)性化合物經(jīng)由這些通氣口和蒸氣管線去除以便獲得一種高粘度的流體(N或P);e)將來自步驟d)的高粘度的流體(N)加入到至少ー個擠出機單元中，該擠出機單元包括至少ー個含至少ー個傳送區(qū)段的擠出機脫氣區(qū)段、ー個具有一個或多個蒸氣管線的通氣ロ、一個聚積區(qū)段、以及ー個出口區(qū)段，由此將多種揮發(fā)性化合物經(jīng)由這些通氣口和蒸氣管線去除；f)將來自步驟c)的高粘度的流體(M)加入到至少ー個捏合機單元中，該捏合機單元包括至少ー個脫氣區(qū)段、ー個具有ー個或多個蒸氣管線的通氣ロ、以及ー個出ロ區(qū)段，由此將多種揮發(fā)性化合物通過這些通氣口和蒸氣管線去除；由此當進入該擠出機脫氣區(qū)段時該再加熱過的濃縮流體(L)是自由流動的并且在該出口區(qū)段所獲得的該產(chǎn)品(P)基本上是無揮發(fā)性化合物的以便獲得ー種高粘度的流體。指出的是本發(fā)明的范圍還包括對各特征所限定的優(yōu)選的這些范圍和區(qū)域的任何所希望的組合。在本發(fā)明的背景下，術語“自由流動”意思是在500至50，000, 000mPa*s、優(yōu)選5，000 至 30，000, 000mPa*s、并且最優(yōu)選 10，OOOmPa^s 至 300，OOOmPa^s 范圍內(nèi)的粘度。
只要沒有另外提到，則流體的粘度值是指來自使用一個用于非常粘的樣品的Haake Rheostress RS 150粘度計或錐板式旋轉流變儀在給定溫度下的測量的外推零剪切粘度。在本發(fā)明的背景下，術語“基本上不含揮發(fā)性化合物”意思是小于基于非揮發(fā)性的聚合物質(zhì)量的lwt%、優(yōu)選地小于O. 5wt%的揮發(fā)性化合物的總的濃度。具體而言，術語“基本上不含揮發(fā)性化合物”意思是基本上不含水并且基本上不含揮發(fā)性的有機化合物。若該殘余水濃度基于該聚合物的質(zhì)量是小于O. 5wt%、優(yōu)選小于O. 25wt%、更優(yōu)選小于O. Iwt%、并且最優(yōu)選小于O. 075wt%，則非揮發(fā)性的聚合物被認為是基本上不含水的。在本發(fā)明的背景下，術語“揮發(fā)性的有機化合物”意思是在標準的壓カ下具有小于250 V的沸點的有機化合物。若所述揮發(fā)性的有機化合物的殘余濃度基于該聚合物的質(zhì)量是小于O. 75wt%、優(yōu)選小于O. 25wt%、并且最優(yōu)選小于O. lwt%，則非揮發(fā)性的聚合物被認為是基本上不含揮發(fā)性的有機化合物的。所述揮發(fā)性有機化合物典型地是在該聚合反應或隨后處理步驟(像ー個鹵化步驟)中采用的溶劑，并且包括烴類，像己烷和戊烷。優(yōu)選的非揮發(fā)性的聚合物是合成橡膠產(chǎn)品。在本發(fā)明的背景下，術語合成橡膠產(chǎn)品包括丁基橡膠類和鹵化丁基橡膠類、聚異丁烯、こ烯丙烯ニ烯M-類別橡膠類(EPDM)、丁腈橡膠類(NBR)以及苯こ烯-丁ニ烯橡膠類(SBR)以及丁ニ烯橡膠。優(yōu)選地合成橡膠產(chǎn)品是苯こ烯-丁ニ烯橡膠以及丁ニ烯橡膠像鈦催化的丁ニ烯橡膠，鎳催化的丁ニ烯橡膠，鈦催化的丁ニ烯橡膠，鈷催化的丁ニ烯橡膠，以及釹催化的丁ニ烯橡膠，由此釹催化的丁ニ烯橡膠甚至是更優(yōu)選的。苯こ烯丁ニ烯橡膠分子和丁ニ烯橡膠分子的重均分子量Mw典型地是在50，000與I, 000，000g/mol 之間、優(yōu)選是在 150，000 與 400，000g/mol 之間。本發(fā)明的主題將通過示意圖更詳細地說明，其中圖I示出了一個單級的濃縮器単元，ー個再加熱單元、以及ー個擠出機単元，該擠出機単元包括一個擠出機脫氣區(qū)段、一個聚積區(qū)段以及ー個出口區(qū)段。圖2示出了一個單級的濃縮器単元，ー個再加熱單元、以及ー個擠出機単元，該擠出機単元包括兩個擠出機脫氣區(qū)段、兩個聚積區(qū)段以及ー個出口區(qū)段。圖3示出了一個單級的具有一個減壓閥的濃縮器單元，ー個再加熱單元、以及ー個擠出機単元，該擠出機単元具有ー個減壓閥并且此外包括兩個擠出機脫氣區(qū)段、兩個聚積區(qū)段、ー個側面進料器、以及ー個出ロ區(qū)段。圖4示出了一個雙級的濃縮器単元，ー個再加熱單元、以及ー個擠出機単元，該擠出機単元包括一個擠出機脫氣區(qū)段、一個聚積區(qū)段以及ー個出口區(qū)段。圖5示出了一個單級的濃縮器単元，ー個再加熱單元、以及ー個擠出機単元，該擠出機単元包括三個擠出機脫氣區(qū)段、三個聚積區(qū)段以及ー個出口區(qū)段，由此ー個擠出機脫氣區(qū)段是ー個反向脫氣區(qū)段。圖6示出了ー個包括ー個壓カ調(diào)節(jié)裝置的單級的濃縮器単元，ー個再加熱單元、 以及ー個擠出機単元，該擠出機単元包括ー個壓カ調(diào)節(jié)裝置、四個擠出機脫氣區(qū)段、四個聚積區(qū)段以及ー個出口區(qū)段，由此ー個擠出機脫氣區(qū)段是ー個反向脫氣區(qū)段。圖7示出了ー個單級的預清洗單元，ー個單級的濃縮器單元，ー個再加熱單元、以及一個擠出機単元，該擠出機単元包括一個擠出機脫氣區(qū)段、一個聚積區(qū)段以及ー個出口區(qū)段。圖8示出了ー個基本的預清洗單元圖9示出了包括一個凝聚過濾器的一個預清洗単元

圖10示出了一個雙級的預清洗單元圖11示出了具有多個附加的加熱器的一個雙級的預清洗單元該方法步驟的一個基礎和示例性實施方案是如圖I所示。在步驟a)中，使包含至少ー種非揮發(fā)性的聚合物和至少ー種揮發(fā)性化合物的流體F經(jīng)由泵I轉移到加熱器2，在那里流體F被加熱。該流體F又稱為粘結劑,包含例如從3wt%至50wt%的非揮發(fā)性的聚合物(優(yōu)選ー種合成橡膠，并且更優(yōu)選ー種丁ニ烯橡膠)和從60wt%至97wt%揮發(fā)性化合物，特別是一種溶劑或一種溶劑和水，由此這些前述的組分總計高達90wt%至10(^1:(%、優(yōu)選95￥1:(%至100wt%的流體F的總質(zhì)量。該溶劑優(yōu)選地是選自下組，該組由以下各項組成具有3至10個C原子、優(yōu)選3至7個C原子的直鏈的或支鏈的烷類。更優(yōu)選的溶劑是異-丁烯、正戊烷、異戊烷、正-己烷、環(huán)己烷、異己烷、甲基-環(huán)戊烷、甲基-環(huán)己烷、以及正-庚烷連同包括或其組成為那些烷類的混合物。在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方案中，流體F包含從3wt%至40wt%的非揮發(fā)性的聚合物(優(yōu)選ー種合成橡膠，并且更優(yōu)選ー種丁ニ烯橡膠)、從60wt %至95wt %揮發(fā)性的有機化合物(特別是一種溶劑)、以及從O. 5wt%至20wt%的水，由此這些前述的組分總計高達95wt%至IOOwt%的流體F的總質(zhì)量。該流體F典型地是從聚合過程或隨后處理步驟獲得的。含水的流體F典型地是在該聚合作用隨后的蒸汽汽提法之后獲得。進入該加熱器的流體F典型地并且優(yōu)選地具有10°C至100°C、優(yōu)選30°C至80°C的溫度。流體F的粘度例如是在100mPa*s至90，OOOmPa^s的范圍內(nèi)，優(yōu)選地在500mPa*s至
60,OOOmPa^s的范圍內(nèi)。
一個加熱器可以是任何能增加流體F的溫度的裝置。在一個優(yōu)選的實施方案中，加熱器2是ー個熱交換器。該加熱介質(zhì)是選自下組，該組由以下各項組成蒸汽、加熱油、或熱加壓的水。該熱交換器是例如管殼型的，其中該流體F是在這些管的內(nèi)部并且該加熱介質(zhì)是在殼的側面上。在這些管中可以應用多個專門的插入件以提高熱傳遞。還可以使用另ー個類型的熱交換器，其中流體F是在這些熱交換器管的外面。上述類型的熱交換器的優(yōu)點是避免了分布不均以及容易維修連同良好的熱傳遞。所述熱交換器是眾所周知的并且是可商購的。在一個較不優(yōu)選實施方案中，還可以施用板型熱交換器。一經(jīng)加熱就獲得了加熱的流體G。該加熱過的流體G具有比流體F更高的溫度，優(yōu)選100°C至200°C、更優(yōu)選110°C至190°C、并且甚至更優(yōu)選120°C至175°C的溫度。然后將該加熱過的流體G進ー步運送到一個脫氣容器4中。在該脫氣容器中，這些揮發(fā)性化合物至少部分地蒸發(fā)。將這些蒸氣分離并且通過ー根真空管線4. I從該加熱過的流體G中去除。在該脫氣容器4中的壓カ是例如在IOOhPa到4，OOOhPa的范圍內(nèi)，優(yōu)選的是在200hPa至2，OOOhPa范圍內(nèi)，并且更優(yōu)選的是在230到1，IOOhPa的范圍內(nèi)。經(jīng)由該真空管4. I線去除的這些蒸氣優(yōu)選地濃縮并且再循環(huán)進入到用于流體F的 制備的過程中。在脫氣并且分離之后獲得ー種濃縮流體H，它通過ー個泵4. 2從該脫氣容器4去除。在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方案中，將該脫氣容器設計成旋流器的形狀以進一歩幫助蒸氣從加熱過的流體G中分離出。在本發(fā)明的另ー個優(yōu)選實施方案中，該脫氣容器4具有一個圓錐形的或至少準球形形狀的底，以允許該容器被完全或基本上完全倒空。優(yōu)選將該泵4. 2直接連接到該脫氣容器4的出口上?？傮w上，在泵與容器之間該連接片優(yōu)選是盡可能短的。由于在這個階段的濃縮流體H的高粘度，優(yōu)選將該泵的入口設計為具有一個大的入ロ，由此減少在該入ロ處的壓降。該泵4. 2可以選自下組容積式泵、齒輪泵、活塞泵、隔膜泵、螺旋式泵、擠出機式泵，像反向旋轉或同向旋轉單或雙螺桿擠出機、或捏合機式泵。優(yōu)選為容積式泵和齒輪泵，齒輪泵是甚至更優(yōu)選的。在另ー個優(yōu)選的實施方案中，該泵4. 2包括一個擠出機或一個捏合機與一個齒輪泵的ー種組合，由此該齒輪泵是從該擠出機或捏合機進料的。在這個步驟a)中去除的揮發(fā)性化合物的量值例如是取決于流體G的溫度以及在該脫氣容器4中的壓力。在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方案中，流體G的溫度和在該脫氣容器4中的壓カ選擇為使得該濃縮流體H仍然是如以上所定義的自由流動的，并且包括例如從IOwt %到60wt%、優(yōu)選從20wt%到60wt%的非揮發(fā)性的聚合物(優(yōu)選合成橡膠、并且更優(yōu)選丁ニ烯橡膠)，以及從大約40wt%到大約90wt%,優(yōu)選從40wt%到80wt%揮發(fā)性化合物，由此該上述的組分非揮發(fā)性的聚合物、揮發(fā)性的有機化合物以及水總計高達90wt%到IOOwt%、優(yōu)選95wt%到IOOwt%的流體H的總質(zhì)量。在一個優(yōu)選的實施方案中并且其中該進料流體F包括水、流體H，包括例如從IOwt%到60wt%、優(yōu)選從20wt%到60wt%的非揮發(fā)性的聚合物(優(yōu)選合成橡膠、并且更優(yōu)選丁ニ烯橡膠)，從大約25wt%到大約90wt%,優(yōu)選從25wt%到75wt%的揮發(fā)性的有機化合物，特別是ー種溶劑，以及大約O. 5wt%到大約15wt%的水，由此該上述的組分非揮發(fā)性的聚合物、揮發(fā)性的有機化合物以及水總計高達90wt%到IOOwt%、優(yōu)選95wt%到IOOwt%的流體H的總質(zhì)量。該濃縮流體H的溫度是低于該加熱過的流體G的溫度，并且是例如在15°C至IOO0C的范圍內(nèi)、優(yōu)選在30°C至100°C的范圍內(nèi)。該濃縮流體H仍然是如以上所定義的自由流動的。在步驟b)中，然后使在步驟a)中所獲得的該濃縮流體H通過ー個再加熱單元6以獲得ー種再加熱過的濃縮流體し在一個優(yōu)選的實施方案中，該再加熱單元包括一個熱交換器，由此同一披露包括關于加熱介質(zhì)的優(yōu)選，并且施用如上所述的對于熱交換器2的熱交換器類型。該再加熱過的濃縮流體L的溫度是高于該濃縮的流體L的溫度，并且是例如在50 V至200°C的范圍內(nèi)、優(yōu)選在90°C至180°C的范圍內(nèi)。該再加熱過的濃縮流體L仍然是如以上所定義的自由流動的。
在步驟c)中，使在步驟b)中獲得的該再加熱過的濃縮流體L通過到ー個擠出機単元并且在該進料點12處加入到該擠出機脫氣區(qū)段的傳送區(qū)段16中。適當?shù)臄D出機類型包括單螺桿和多螺桿擠出機(包括任何數(shù)目的桶以及螺桿元件的類型)，以及其他単一或多軸運送捏合機。多螺桿擠出機的可能的實施方案是雙螺桿擠出機、環(huán)擠出機或行星輥擠出機，由此雙螺桿擠出機、多軸輸送捏合機和行星輥擠出機是優(yōu)選的。單螺桿擠出機包括具有一個軸向振動螺桿的那些。雙螺桿擠出機例如是反向旋轉嚙合、反向旋轉非嚙合、同向旋轉嚙合、以及同向旋轉非嚙合雙螺桿擠出機，由此同向旋轉嚙合雙螺桿擠出機是優(yōu)選的。在本發(fā)明的一個實施方案中，這些擠出機可以或者經(jīng)由這些桶加熱到高達300°C的溫度或冷卻。在一個優(yōu)選的實施方案中，該擠出機包括在不同的溫度下彼此獨立地操作多個分離的區(qū)的裝置(means)，使得這些區(qū)可以是或者加熱的、非加熱的、或冷卻的。在另ー個優(yōu)選實施方案中，該擠出機包括對于每個傳送區(qū)段至少ー個分離的區(qū)，這些分離的區(qū)可以在不同的溫度下被獨立地操作。優(yōu)選的擠出機材料應當是無腐蝕性的并且應當基本上防止該再加熱過的濃縮流體L和該產(chǎn)品P被金屬或金屬離子污染。優(yōu)選的擠出機材料包含氮化鋼、雙煉鋼、不銹鋼、基于鎳的合金、復合材料，像燒結金屬、熱等靜壓制的材料、硬的耐磨材料，像斯特萊特鎢鉻鈷合金、具有例如由陶瓷制造的涂層的涂覆的金屬、氮化鈦、氮化鉻以及金剛石樣碳(DLC)。該傳送區(qū)段16對ー個通氣ロ 15開放。在該傳送區(qū)段16中使該溶劑的一部分蒸發(fā)并且從該再加熱過的濃縮流體L分離。蒸氣通過該通氣ロ 15經(jīng)由ー個蒸氣管線15. I去除。因為該蒸發(fā)揮發(fā)性化合物具有一種向通氣ロ夾帶該再加熱過的濃縮流體L或該產(chǎn)品P的傾向，在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方案中，將這些通氣ロ 15設計成能防止材料(特別是該再加熱過的濃縮流體L或該產(chǎn)品P)從這些通氣ロ出來。完成那些目標的合適裝置是填料螺桿(stuffer srews)，它們被安裝在這些通氣口上并且將任何材料運送返回該擠出機；或輥或皮帶，它們被施用到這些通氣口內(nèi)部以推動沉積的材料返回該擠出機中。作為ー種替代物或除該上述的之外，可以對這些通氣ロ施加涂層，這些涂層減少或防止了該材料粘附到表面上。適合的涂層包含DLC、こ烯-四氟こ烯(ETFE)、聚四氟こ烯(PTFE)、以及鎳合金。在該通氣ロ 15處的壓力是例如在IhPa與2，OOOhPa,優(yōu)選地在5hPa與900hPa之間。該蒸氣管線15. I可以是并且優(yōu)選連接到ー個冷凝系統(tǒng)上?？傮w上，該冷凝系統(tǒng)的目的是收集通過這些通氣ロ經(jīng)由這些蒸氣管線去除的揮發(fā)性化合物，并且典型地包括一個冷凝器和ー個真空泵?？梢允褂帽绢I域中已知的任何合適的冷凝系統(tǒng)以有效回收揮發(fā)性化合物。總體上，優(yōu)選再循環(huán)這些濃縮揮發(fā)性化合物，可任選地在進行ー個相分離之后以將這些揮發(fā)性有機化合物從水分離，進入用于制備流體F的一個處理過程中。該傳送區(qū)段16是由ー個聚積區(qū)段20封接的。該積聚的目的是保證在該通氣ロ 15 中的某ー壓力水平，并且將機械能引入該材料以有助于揮發(fā)性化合物的蒸發(fā)。該聚積區(qū)段20可以包括任何能夠積聚材料的裝置?？梢詫⑺O計成包括例如多個捏合或節(jié)流元件、多個起泡盤或多個模ロ板。多個節(jié)流元件的實例是圓錐的或圓柱形流路徑或其他的節(jié)流裝置。在該聚積區(qū)段之內(nèi)多個捏合元件、起泡盤或模ロ板的應用是優(yōu)選的，多個捏合元件是甚至更優(yōu)選的。捏合元件的實例包括捏合塊，可以將其設計成為雙或三排列向前、向后的或中性運送捏合塊；具有槽的單或雙螺紋螺桿混合元件、單排列齒混合元件、起泡板以及単一的、雙或三排列的偏心盤。這些捏合元件可以在該擠出機(特別是ー個雙螺桿反向旋轉或同向旋轉雙螺桿擠出機)的螺桿軸上接任何組合進行組裝。ー個典型聚積區(qū)段包括2至10個捏合塊，時常由一個反向運送類型的捏合元件終止。為了在一個汽提試劑中的混合，可以應用多個齒型元件或具有槽的螺桿元件。偏心盤優(yōu)選地在該擠出機的最后區(qū)段中應用，其中產(chǎn)品P是高度粘性的并且基本上不含揮發(fā)性化合物。對于行星輥擠出機，多個捏合元件像齒型輥或具有槽和間隙的輥是優(yōu)選的。該擠出機單元總體上可以包括一個或多個傳送區(qū)段以及ー個或多個聚積區(qū)段，由此該數(shù)目僅由構造上的約束來限制。傳送區(qū)段與聚積區(qū)段的典型數(shù)目是I至30、優(yōu)選2至
20、并且更優(yōu)選3至15。最后的聚積區(qū)段20典型地被設計成能在該擠出機的出口處形成一個產(chǎn)品塞子，由此防止周圍空氣進入該擠出機。當通過傳送區(qū)段16和聚積區(qū)段20到出口區(qū)段22吋，該再加熱過的濃縮流體L經(jīng)歷了從自由流動的再加熱過的濃縮流體L到該產(chǎn)品P的轉變，該產(chǎn)品典型地具有一個易碎的外觀。該出口區(qū)段22典型地包括允許該產(chǎn)品離開該擠出機的裝置以及可任選地但優(yōu)選地產(chǎn)品加工裝備。適當?shù)漠a(chǎn)品加工裝備的實例包括以下的組合模ロ板與切割器；模ロ板與在水下的成粒裝置；用于屑粒形成的裝置，像具有齒和孔的多個螺桿元件；渦流器，它們可以被設計為在其中具有孔的柱，由此產(chǎn)品從該柱外面擠壓到內(nèi)部，并且由此該柱內(nèi)部的一個旋轉刀將產(chǎn)品切成片；安置在該擠出機端板上的固定刀，由此該螺桿轉動引起切削作用，它優(yōu)選地是在當用雙螺桿同向旋轉、單螺桿以及行星輥擠出機工作時應用。
為減少對產(chǎn)品的機械和熱應力，在本發(fā)明的優(yōu)選的實施方案中將該產(chǎn)品加工裝備與冷卻裝置組合。這些冷卻裝置包括允許將熱從該產(chǎn)品去除的任何手段。冷卻裝置的實例包含具有對流空氣冷卻的氣動屑粒傳送機、具有對流空氣冷卻的振動屑粒傳送機、具有冷卻的接觸表面的振動屑粒傳送機、具有對流空氣冷卻的皮帶傳送機、具有冷卻的皮帶的皮帶傳送機，在該擠出機的出口并且在已經(jīng)提及的水下成粒裝置上的熱屑粒上噴灑水，由此水用做冷卻齊 。然后可以將該產(chǎn)品P進ー步處理用于最終的包裝和運輸。例如將(鹵)丁基橡膠冷卻到或低于60°c，形成包裝，例如通過ー個液壓機、然后封裝入盒子或板條箱用于運輸?？傮w上，該再加熱過的濃縮流體L在該進料點12處進料速率的増加要求在該擠出機的螺桿速度上的相應增加。此外，該螺桿速度確定了流體L的停留時間。因此，該螺桿速度、進料速率以及該擠出機直徑典型地是相互依賴的。典型地使該擠出機以這樣ー種方式運轉使得該無量綱通過量V/n*d3被調(diào)節(jié)到大約O. 01至大約O. 2、優(yōu)選大約O. 015至大約 O. 1，其中V表示該體積流率、η表示按每分鐘轉數(shù)表達的螺桿速度，并且將d表示的該擠出機的有效直徑。最大以及最小進料速率以及擠出機螺桿速度通過例如該擠出機的尺寸、包含在流體L中的合成橡膠產(chǎn)品的物理性質(zhì)以及剰余揮發(fā)性化合物的目標值而測定。然而考慮到這些性質(zhì)，可以由在本領域中的普通技術人員通過ー些初歩的實驗確定這些操作參數(shù)。在本發(fā)明的一個實施方案中，該擠出機是以姆小時5到25，000千克(優(yōu)選姆小時5到10，000千克)的進料速率操作的?？傮w上，在該擠出機中的脫氣可以通過ー種與其他的揮發(fā)性化合物一起去除的汽提試劑的加入而輔助。雖然該汽提試劑可以在該擠出機単元中的任何地方加入，但是優(yōu)選在一個或多個聚積區(qū)段加入。在一個更優(yōu)選的實施方案中，將ー種汽提試劑加入除最后ー個20外的一個或多個聚積區(qū)段中。適當?shù)钠嵩噭┦菍τ谠撛偌訜徇^的濃縮流體(L)和/或該產(chǎn)品(P)是惰性的物質(zhì)，并且具有在100°C下大于IOOhPa的蒸氣壓。在本發(fā)明的背景下，該術語“惰性的”意思是該汽提試劑不或?qū)嵸|(zhì)上不與包含在該再加熱過的濃縮流體(L)和/或該產(chǎn)品(P)中的聚合物起反應。適合的汽提試劑是氮、ニ氧化碳、惰性氣體、丙烷、丁烷、水、或上述物質(zhì)的ー種混合物。汽提試劑的量可以是O. 000Iwt-%至 IOwt-%、優(yōu)選 O. 00Iwt-%至 5wt-%、并且更優(yōu)選 O. Iwt-%至 2wt-%,基于在出口區(qū)段所獲得的聚合物產(chǎn)品的量。本發(fā)明進ー步涉及ー種適合于完成根據(jù)本發(fā)明的方法的裝置。因此本發(fā)明還包括ー種裝置，該裝置包括至少一個濃縮単元，該濃縮単元包括一個與ー個脫氣容器4連通的加熱器2，由此該脫氣容器4的底部與ー個泵4. 2連通，該脫氣容器4的上部與至少ー個蒸氣管線4. I連通ー個加熱單元6，該加熱單元與該濃縮單元的泵4. 2以及在一個擠出機單元上的一個進料點12連通一個擠出機単元，該擠出機単元包括至少ー個進料點12、一個擠出機脫氣區(qū)段
16、一個聚積區(qū)段20以及ー個出口區(qū)段22，由此該擠出機脫氣區(qū)段16進ー步包括至少ー個連接到ー個蒸氣管線15. I上的通氣ロ 15。在本發(fā)明的背景下，術語“連通”包含直接連接或間接連接，由此間接連接例如可以經(jīng)由管或管道完成。術語“連通”進ー步包括以下選擇在這些連通的単元或裝置之間安排的另外的単元或裝置。圖2示出了本發(fā)明的另ー個實施方案。圖2示出了另ー個流程圖和適合用于完成根據(jù)本發(fā)明的方法的裝置，該裝置包括一個濃縮器単元，該濃縮器単元具有ー個泵I、ー個加熱器2、一個脫氣容器4、ー個蒸氣管線4. I、以及ー個泵4. 2 ;ー個包括一個加熱器6的再加熱單元；以及ー個擠出機単元，該擠出機単元包括具有兩個傳送區(qū)段16A和16B的兩個擠出機脫氣區(qū)段，這兩個傳送區(qū)段各自連接到通氣ロ 15A和15B以及蒸氣管線15. IA和15. IB上，兩個端接該傳送區(qū)段16A和16B的聚積區(qū)段18和20，ー個出口區(qū)段22。除該擠出機單元之外，此外包括一個側面進料器24?？傮w上，該擠出機単元可以包括ー個或多個側面進料器，它可以位于該擠出機中 的任何地方，優(yōu)選靠近于該進料點或該出ロ區(qū)段22。側面進料器適于將添加劑添加到該聚合物中。添加劑的實例特別是對于丁ニ烯橡膠產(chǎn)品，包括穩(wěn)定劑，酸清除劑，像ESBO(環(huán)氧化的黃豆油)，硬脂酸鹽(像硬脂酸鈣)，抗氧化劑，増量油以及類似物。適當?shù)目寡趸瘎┑膶嵗臻g位阻酚類，像丁基羥基甲苯類以及其衍生物類(像Irganox 1010，1076和1520)、胺類、巰基-苯并咪唑類、某些亞磷酸酯類以及類似物。作為ー種替代方案或除其之外，添加劑還可以添加到該流體F中或，只要它們與該汽提試劑一起是液體。在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方案中，將步驟a)重復至少一次，優(yōu)選一次或兩次。重復步驟a)的優(yōu)點在干由于對于各濃縮單元的更早的操作參數(shù)最佳化，產(chǎn)生該濃縮的流體H的總能量消耗可以顯著降低。步驟a)的重復優(yōu)選地是通過將對應數(shù)目的濃縮單元串聯(lián)連接而完成的。圖4示出了這個實施方案的ー個實例。圖4示出了另ー個流程圖和適合用于完成根據(jù)本發(fā)明的方法的裝置，該裝置包括具有ー個泵I的一個雙級的濃縮器単元；ー個第一濃縮器単元，該第一濃縮器単元包括一個加熱器2A、裝配有ー個蒸氣管線4. IA和ー個泵
4.2A的脫氣容器4A、ー個第二濃縮器単元，該第二濃縮器単元包括一個加熱器2B、裝配有ー個蒸氣管線4. IB和ー個泵4. 2B的脫氣容器4B ;—個包括一個加熱器6的再加熱單元；以及ー個擠出機単元，該擠出機単元包括具有兩個傳送區(qū)段16A和16B的兩個擠出機脫氣區(qū)段，這些傳送區(qū)段各自連接到一個通氣ロ 15A和15B以及ー個蒸氣管線15. IA和15. IB上，兩個端接該傳送區(qū)段16A和16B的聚積區(qū)段18和20，ー個出口區(qū)段22。使該加熱過的流體G經(jīng)受該第一濃縮階區(qū)段，由此獲得預-濃縮流體J、然后將它通過加熱器2B再加熱以獲得該再加熱預-濃縮流體K、然后使它經(jīng)受該第二濃縮階區(qū)段，由此獲得濃縮流體H。然后使?jié)饪s流體H如以上所述進ー步進行處理。在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方案中，該濃縮單元、再加熱單元或該擠出機單元可以彼此獨立地裝備有ー個或多個壓カ調(diào)節(jié)裝置，這些壓カ調(diào)節(jié)裝置允許在預定條件下非常精確地操作這些單元。這些壓カ調(diào)節(jié)裝置可以是主動的或被動的，由此主動壓カ調(diào)節(jié)裝置是優(yōu)選的。主動壓カ調(diào)節(jié)裝置的實例包括多個控制閥(像一種壓カ釋放閥)，被動壓カ調(diào)節(jié)裝置的實例包括噴嘴的以及模ロ的或孔ロ的板。適當?shù)拈y可以選自球閥、活塞閥、閘閥或針閥。在一種被動壓カ控制裝置的情況下，優(yōu)選的是計算引起某一壓降的ー種孔ロ。該計算是基于該流體在那點的粘度和通過量。本領域的任何普通技術人員可以進行這種計算。主動壓カ控制裝置典型地是通過該裝置上游的ー種壓カ測量來控制的。例如測量該壓カ并且與設定值相比較。然后根據(jù)所驗證的偏移量調(diào)節(jié)該壓カ控制裝置。作為替代方案，測量跨過該裝置的壓降而不是該壓カ控制裝置上游的絕對壓力。該閥位置是手動地、電地、氣動地、或液壓地調(diào)節(jié)的。該閥位置的控制，即該設定點的壓カ的調(diào)整可以例如手動地或由任何自動化的過程控制系統(tǒng)完成。具有多個附加的壓カ控制裝置的本發(fā)明的ー個此外的實施方案是如圖3所示，除了這些壓カ控制裝置它與圖2非常類似。該加熱過的流體G的壓カ是由壓カ控制裝置3控 制的，再加熱過的進入該擠出機的濃縮流體L的壓カ是由壓カ控制裝置7控制的。 在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方案中，將該再加熱過的濃縮流體(L)注入該擠出機単元的該第一擠出機脫氣區(qū)段，由此該第一擠出機脫氣區(qū)段在上游方向中包括ー個或多個后通氣ロ，這些通氣ロ各自連接到ー個蒸氣管線上。后通氣ロ的優(yōu)點是再加熱過的濃縮流體L中的揮發(fā)性化合物經(jīng)歷突然并且迅速的蒸發(fā)，由此至少部分地完成該合成橡膠產(chǎn)品以及這些揮發(fā)性化合物、在上游方向中經(jīng)由這些后通氣孔出現(xiàn)的蒸氣的分離?？傮w上，從大約50wt-%至大約99wt-%的存在于該流體L中的揮發(fā)性化合物經(jīng)由上游通氣孔去除。圖5示出了這個實施方案的ー個實例。圖5示出了另ー個流程圖和適合用于完成根據(jù)本發(fā)明方法的裝置，該裝置包括具有ー個泵I的一個單級濃縮器単元；ー個濃縮器單元，該濃縮器単元包括加熱器2、裝備有ー個蒸氣管線4. I和ー個泵4. 2的脫氣容器4 ;一個再加熱單元，該再加熱單元包括一個加熱器6 ；以及ー個擠出機單元,該擠出機單元包括三個擠出機脫氣區(qū)段，由此進料點12定位于該第一擠出機脫氣區(qū)段上，包括一個傳送區(qū)段16A，一個連接到在上游方向的ー個蒸氣管線13. I上的后通氣ロ 13，并且由此該擠出機單元進ー步包括兩個下游擠出機脫氣區(qū)段，這兩個下游擠出機脫氣區(qū)段各自包括一個傳送區(qū)段16B和16C，一個通氣ロ 15A和15B，由此這些通氣ロ 15A和15B各自連接到一個蒸氣管線15. IA和15. 1B,并且由此這些傳送區(qū)段16A、16B和16C各自由一個聚積區(qū)段18A、18B和20端接，并且由此該擠出機単元進ー步包括ー個出口區(qū)段22?？傮w上，如上說明的對這些蒸汽進行處理，其區(qū)別在于將存在于該再加熱過的濃縮流體L中的大量的流體化合物經(jīng)由通氣ロ 13以及連接到其上的蒸氣管線13. I去除。圖6示出了這個實施方案的ー個實例。圖6示出了了另ー個流程圖和適合用于完成根據(jù)本發(fā)明方法的裝置，該裝置包括具有ー個泵I的一個單級濃縮器単元；一個濃縮器単元，該濃縮器単元包括ー個壓カ控制裝置3、一個加熱器2、裝備有ー個蒸氣管線4. I和一個泵4. 2的脫氣容器4 ;ー個再加熱單元，該再加熱單元包括一個加熱器6 ；以及ー個擠出機單元，該擠出機單元包括一個在該擠出機的進料點12上游的壓カ控制裝置7、四個擠出機脫氣區(qū)段，由此進料點12定位于該第一擠出機脫氣區(qū)段上，由此該第一擠出機脫氣區(qū)段包括一個傳送區(qū)段16A，一個連接到在上游方向的ー個蒸氣管線13. I上的后通氣ロ 13，并且由此該擠出機単元進ー步包括三個下游擠出機脫氣區(qū)段，這三個下游擠出機脫氣區(qū)段各自包括一個傳送區(qū)段16B、16C和16D，一個通氣ロ 15A、15B和15C，由此這些通氣ロ 15A、15B和15C各自連接到ー個蒸氣管線15. 1A、15. IB和15. 1C，并且由此這些傳送區(qū)段16Α、16Β、16C和16D各自由一個聚積區(qū)段18A、18B、18C和20端接，并且由此該擠出機單元進ー步包括ー個出口區(qū)段22?？傮w上，如上說明的對這些蒸汽進行處理。流體F (典型地加入該加熱器2中并且如以上披露的)包含例如從3wt%至50wt%的ー種非揮發(fā)性的聚合物(優(yōu)選ー種合成橡膠，并且更優(yōu)選一種丁ニ烯橡膠)和從60wt%至97wt%揮發(fā)性化合物，特別是一種溶劑或一種溶劑和水，由此這些前述的組分總計高達90wt%至10(^1:(%、優(yōu)選95￥1:(%至IOOwt %的流體F的總質(zhì)量,并且在一個優(yōu)選的實施方案中包含從3wt%至40wt%的ー種非揮發(fā)性的聚合物(優(yōu)選ー種合成橡膠，并且更優(yōu)選(鹵)丁基橡膠)從60wt%至95wt%揮發(fā)性化合物，特別是ー種溶劑和從O. 5wt%至20wt%的水，由此這些前述的組分總計高達95wt%至IOOwt%的流體F的總質(zhì)量。取決于流體F的來源，它可以進ー步包含親水性的化合物，這些化合物它需要去除到某一程度以便滿足所希望的產(chǎn)品規(guī)格。 此外，當流體F包含水時，所希望的是降低含水量以便就其能量消耗而言來改進該方法。發(fā)現(xiàn)了 殘留親水化合物或水或兩者的顯著減少可以按ー種有利的方式通過將該流體F在從粗制流體A中去除親水化合物和任選地水的過程中來實現(xiàn)，該粗制流體含至少ー種非揮發(fā)性的聚合物、至少ー種揮發(fā)性的有機化合物，一種或多種親水化合物并且任選地水，至少包括以下步驟pre a)(即預先a)步驟)將該粗制流體A在至少ー個含至少ー個分離裝置26的預洗滌単元中進行處理，由此將該流體A與水進行混合以便獲得ー種主要含非揮發(fā)性的聚合物和揮發(fā)性的有機化合物的有機相28以及ー種主要含水和親水化合物的水相27，并且由此在ー個分離裝置26中將該有機相28從水相27中分離出來，并且進一歩用作流體F并且由此將至少一部分的水相27從該分離裝置中去除(流體C)。在本發(fā)明的背景下，術語“親水性化合物”至少部分地代表水溶性揮發(fā)性的以及非揮發(fā)性化合物。實例包括無機鹽，并且特別是用于聚合反應所使用的催化劑殘余物，例如像鋁鹽類、鐵或其他的過渡金屬鹽類或產(chǎn)生于鹵化反應以及中和反應的鹵化物。步驟pre-a)的示例性的實施方案使用圖8、9、10、以及11展示。該預清洗步驟的ー個非常基礎的和示例性實施方案是如圖8所示。在步驟pre-a)中，將包含至少ー種非揮發(fā)性的聚合物、至少ー種揮發(fā)性化合物、以及至少ー種親水性化合物的流體A轉移到分離器具26中，在那里使它與水混合。一旦與水混合就獲得了一個有機相28和一個水相27。將有機相28從分離器具26移除并且進一歩用作流體F，使水相27至少部分地從分離器具26移除作為流體C，將其去除。預清洗步驟的一個改進實施方案是如圖9所示。在步驟pre-a)中，將包含至少ー種非-揮發(fā)性的聚合物、至少ー種揮發(fā)性化合物以及至少ー種親水性化合物的粗制的流體A加入該分離器具26的混合區(qū)段30，該分離器具裝備有ー個混合器32并且通過分離壁34進入ー個沉降區(qū)段、其中該混合物分離成ー個水相27以及ー個有機相28，由此該分離由ー個凝聚過濾器39支持。將該水相27的一部分作為流體C (典型地將它去除)從該分離器具26去除，其中剰余者富含新鮮水E并且在循環(huán)泵36作用下經(jīng)由該再循環(huán)線38再循環(huán)返回該混合區(qū)段30。將該有機相28移除并且使之作為流體F經(jīng)受隨后的根據(jù)步驟a)至c)的處理過程?？傮w上，在該預清洗步驟中該凝聚過濾器是有益的但不是強制性的。它有助于收集并且聚結這些小滴并且引導它們至相界面，該界面典型地導致更短的停留時間。凝聚過濾器的適當實例包括有結構的或無結構的填料。有結構的填料是例如平板、平直葉片、屋頂形葉片以及在垂直方向上具有孔的葉片。這些葉片或板可以布置成與該主流方向成直角或平行或具有斜度。無結構的填料例如是絲網(wǎng)、由環(huán)制成的填料、球、圓柱、不規(guī)則形狀的幾何體、以及具有孔或縫隙的堰樣分配板、覆蓋該主流路徑一部分的豎板。這些填料可以由任何一種技術上可行的材料制成，例如金屬、玻璃、陶瓷、涂覆金屬、加村里的金屬以及聚合材料，例如像PTFE、ETFE、聚こ烯(PE)、聚醚醚酮(PEEK)、聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、以及聚偏 ニ氟こ烯(PVDF)。在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方案中，步驟pre-a)重復至少一次，優(yōu)選一次。該預清洗步驟的一個進ー步改進的并且優(yōu)選的實施方案是如圖10所示。在這個兩階段預清洗步驟的步驟pre-a)中，將包含至少ー種非-揮發(fā)性的聚合物、至少ー種揮發(fā)性化合物以及至少ー種親水性化合物的流體A加入ー個第一分離器具26A的混合區(qū)段30A中，該第一分離器具裝備有ー個混合器32A并且通過分離壁34進入ー個沉降區(qū)段，其中該混合物分離成ー個水相27A以及ー個有機相28A，由此該分離由ー個凝聚過濾器39A支持。將該水相27A的一部分作為流體C (典型地將它去除)從該分離器具26A去除，其中剰余者在循環(huán)泵36A作用下經(jīng)由該再循環(huán)線38A再循環(huán)返回該混合區(qū)段30A。將有機相28A去除并且作為流體B加入ー個第二分離器具26B的混合區(qū)段30B，該第二分離器具也裝備有ー個混合器32B并且通過分離壁34B進入ー個沉降區(qū)段，其中該混合物分離成ー個水相27B以及一個有機相28B，由此該分離由ー個凝聚過濾器39B支持。將該水相27B的一部分作為流體D在循環(huán)泵40和再循環(huán)線42的作用下再循環(huán)到該第一分離器具26A的混合區(qū)段30A，其中剰余者富含新鮮水E并且在循環(huán)泵36B作用下經(jīng)由該再循環(huán)線38B再循環(huán)返回到該第二分離器具26B的混合區(qū)段30B。使離開該第二分離器具26B的有機相28作為流體F經(jīng)受隨后的根據(jù)步驟a)至c)的處理過程。這種雙級的預清洗步驟的ー個優(yōu)點在干流體F基本上是不含親水性化合物的并且廢水的量由于再循環(huán)降低了，它導致了在流體C中高濃度的親水性化合物。在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方案中，該分離是在超過40°C的溫度下進行的。該上限取決于該聚合物的構成和這些分離器具的結構。典型地該上限是125°C。在本發(fā)明的一個更優(yōu)選的實施方案中，該分離是在40°C到110°C的溫度下、優(yōu)選80°C到110°C的溫度下進行的。取決于流體A的組成以及它們的組分的沸點，該分離器具可以被設計成可以在壓力下操作的?？傮w上，該預清洗步驟的效率隨溫度的增加而增加。在本發(fā)明的另ー個實施方案中，離開該分離器具的有機相28可以是預先被加熱以促進流體F的自由流動。這個目的還可以由一個加熱器完成，由此如對于加熱器2所披露的熱交換器是優(yōu)選的。
具有對于流體A和流體F的附加加熱器的ー個此外的改進的并且優(yōu)選的實施方案是如圖11所示，除了該加熱器之外它與圖10非常類似。流體A在進入該分離器具之前通過加熱器25加熱，離開該第二分離器具26B的有機相28通過加熱器44加熱。進ー步發(fā)現(xiàn)步驟pre-a)的進行允許流體F的含水量與流體A相比顯著減少，它有助于對于這些后面的步驟a)至c)的一個顯著更低的能量消耗。本發(fā)明的ー個此外的實施方案是如圖7所示。圖7示出了ー個基本流程圖以及適合用于完成本方法的裝置，該方法包括這些步驟pre-a)和a)到c)。在步驟pre-a)中，將包含至少ー種非-揮發(fā)性的聚合物、至少ー種揮發(fā)性化合物以及至少ー種親水性化合物的流體A加入該分離器具26的混合區(qū)段30，該分離器具裝備有ー個混合器32并且通過分離壁34進入ー個沉降區(qū)段，其中該混合物分離成ー個水相27以及ー個有機相28，由此該分離由ー個凝聚過濾器39支持。將該水相27的一部分作為流體C(典型地將它去除)從該分離器具26去除，其中剰余者富含新鮮水E并且在循環(huán)泵36作用下經(jīng)由該再循環(huán)線38再循環(huán)返回該混合區(qū)段30。將有機相28作為流體F去除。在步 驟a)中將流體F經(jīng)由泵I轉移到該加熱器2，由此獲得加熱過的流體G。將該加熱過的流體G加入該脫氣容器4中。將來自該加熱過的流體G的這些蒸氣分離并且通過ー個真空管線4. I去除。在脫氣并且分離之后獲得ー種濃縮流體H，它通過ー個泵4. 2從該脫氣容器4去除。在步驟b)中，然后使在步驟a)中所獲得的該濃縮流體H通過ー個再加熱單元6以獲得ー種再加熱過的濃縮流體し在步驟c)中，使在步驟b)中獲得的該再加熱過的濃縮流體L通過到ー個擠出機単元并且在該進料點12處加入該擠出機的傳送區(qū)段16中。該傳送區(qū)段16對ー個通氣ロ 15開放。在該傳送區(qū)段16中使該溶劑的一部分蒸發(fā)并且從該再加熱過的濃縮流體L分離。蒸氣通過通氣ロ 15經(jīng)由ー個蒸氣管線15. I去除。該傳送區(qū)段16是由ー個聚積區(qū)段20封接的。當從傳送區(qū)段16和聚積區(qū)段20通過到該出ロ區(qū)段22吋，該再加熱過的濃縮流體L經(jīng)歷了從自由流動的再加熱過的濃縮流體L到產(chǎn)品P的轉變?？紤]到能量和新鮮水的消耗本發(fā)明是特別有利的。所獲得的這些產(chǎn)品是不含揮發(fā)性化合物的。在上文中所使用的這些參照數(shù)字概括如下I泵2，2A，2B加熱器3壓カ控制裝置4，4A，4B脫氣容器4. 1,4. IkA. IB蒸氣管線4. 2,4. 2A,4. 2B泵6再加熱單元7壓カ控制裝置12進料點13后通氣ロ(上游)13. I蒸氣管線15,15A, 15B,15B,15C通氣ロ(下游)
15. 1，15. ΙΑ, 15. IB, 15. IC 蒸氣管線16,16A, 16B,16B,16C傳送區(qū)段(下游)18,18A, 18B, 18B, 18C聚積區(qū)段20最后聚積區(qū)段22出口區(qū)段25加熱器26,26A,26B分離容器27，27A，27B水相
28，28A，28B有機相30，30A，30B混合區(qū)段32，32A，32B混合器34，34A，34B分離壁36，36A，36B再循環(huán)泵38，38A，38B再循環(huán)管線39，39A，39B凝聚過濾器40再循環(huán)泵42再循環(huán)管線44加熱器A粗制流體AC廢水D用于再循環(huán)的水相E新鮮水F流體 FG加熱過的流體HH濃縮的流體HJ預濃縮的流體JK再加熱過的預濃縮的流體KL再加熱過的濃縮的流體LP產(chǎn)品。
權利要求
1.從包含至少ー種非揮發(fā)性的聚合物和至少ー種揮發(fā)性化合物的流體(F)去除揮發(fā)性化合物的方法，該方法包括至少以下步驟 a)將該流體(F)在至少ー個濃縮器単元中進行處理，該濃縮器單元包括至少ー個加熱器(2)、一個脫氣容器(4)以及ー個蒸氣管線(4. I)，由此將該流體(F)加熱，將該加熱過的流體(G)加入一個脫氣容器(4)，其中將這些揮發(fā)性化合物的一部分經(jīng)由該蒸氣管線(4. I)去除以獲得一種濃縮流體(H)， b)將來自步驟a)的該濃縮的流體(H)在至少ー個再加熱單元￠)中再加熱以獲得一種再加熱過的濃縮流體(L)； c)將來自步驟b)的該再加熱過的濃縮流體(L)加入到至少ー個擠出機単元，該擠出機単元包括至少ー個包括至少ー個傳送區(qū)段(16)的擠出機脫氣區(qū)段、ー個具有ー個或多個蒸氣管線(15. I)的通氣ロ(15)、一個聚積區(qū)段(20)、以及ー個出口區(qū)段(22)，由此將多種揮發(fā)性化合物經(jīng)由這些通氣ロ(15)和蒸氣管線(15. I)去除； 由此當進入該擠出機脫氣區(qū)段時該再加熱過的濃縮流體(L)是自由流動的并且在該出口區(qū)段(22)所獲得的該產(chǎn)品(P)基本上是無揮發(fā)性化合物的。
2.根據(jù)權利要求I所述的方法，其特征在于，該再加熱過的濃縮流體(L)的粘度是在500 至 50, 000, OOOmPa*s 的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的方法，其特征在于，在產(chǎn)品(P)中揮發(fā)性化合物的含量基于該聚合物質(zhì)量是小于lwt%。
4.根據(jù)權利要求I至3中的一項所述的方法，其特征在干，該非揮發(fā)性的聚合物是合成橡膠產(chǎn)品。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在干，該合成的橡膠產(chǎn)品是苯こ烯-丁ニ烯橡膠以及丁 ニ烯橡膠、優(yōu)選鋰催化的丁 ニ烯橡膠、鎳催化的丁 ニ烯橡膠、鈦催化的丁 ニ烯橡膠、鈷催化的丁ニ烯橡膠、以及釹催化的丁ニ烯橡膠。
6.根據(jù)權利要求I至5所述的方法,其特征在于,該流體(F)包含從3wt%至50wt%的ー種非揮發(fā)性的聚合物以及從60wt%至97wt%的揮發(fā)性化合物，由此這些前述的組分總計高達90至100的流體(F)的總質(zhì)量。
7.根據(jù)權利要求I至6所述的方法，其特征在于，進入該加熱器(2)中的該流體(F)具有10°C至100°C的溫度。
8.根據(jù)權利要求I至8所述的方法，其特征在于，進入該加熱器(2)中的該流體(F)具有 100mPa*s 至 60，000mPa*s 的粘度。
9.根據(jù)權利要求I至8所述的方法，其特征在于，該加熱過的流體G具有100°C至200°C的溫度。
10.根據(jù)權利要求I至9所述的方法，其特征在于，在該脫氣容器(4)中的壓カ是在IOOhPa至4，OOOhPa的范圍內(nèi)。
11.根據(jù)權利要求I至10所述的方法，其特征在干，該脫氣容器(4)被設計為旋流器的形狀并且具有至少ー個準球形的形狀的底以有助于濃縮的流體(H)的去除。
12.根據(jù)權利要求I至11所述的方法，其特征在于，該泵(4.2)是選自下組，該組由以下各項組成容積式泵、齒輪泵、活塞泵、隔膜泵、螺旋式泵、擠出機式泵，像，反向旋轉或同向旋轉單或雙螺桿擠出機、或捏合機式泵或它們的組合。
13.根據(jù)權利要求I至12所述的方法，其特征在干，該濃縮流體(H)的溫度是低于加熱過的流體(G)的溫度，并且是在15°C至100°C的范圍內(nèi)。
14.根據(jù)權利要求I至13所述的方法，其特征在于，該再加熱過的濃縮流體(L)的溫度是高于該濃縮流體(H)的溫度并且是在50°C至200°C的范圍內(nèi)。
15.根據(jù)權利要求I至14所述的方法，其特征在干，該擠出機単元包括ー個選自下組的擠出機，該組的組成為單和多螺桿擠出機。
16.根據(jù)權利要求I至15所述的方法，其特征在于，該擠出機単元包括在不同的溫度下彼此獨立地操作該擠出機的多個分離的區(qū)的裝置，這樣這些區(qū)可以是或者加熱的、未加熱的、或冷卻的。
17.根據(jù)如權利要求I至16所述的方法，其特征在干，該擠出機由選自以下的ー種材料組成氮化鋼、雙煉鋼、不銹鋼、基于鎳的合金、復合材料，像燒結金屬、熱等靜壓制材料、硬的耐磨材料，像斯特萊特鎢鉻鈷合金、具有由陶瓷制造的涂層的涂覆金屬、氮化鈦、氮化鉻以及金剛石樣碳。
18.根據(jù)權利要求I至17所述的方法，其特征在于，這些通氣ロ(15)包括防止該再加熱過的濃縮流體(L)或該產(chǎn)品(P)從這些通氣ロ出來的裝置。
19.根據(jù)權利要求I至18所述的方法，其特征在于，在這些聚積區(qū)段(18，20)中的聚積是通過多個捏合或節(jié)流元件、多個起泡盤、或多個模ロ板來完成的。
20.根據(jù)權利要求I至19所述的方法，其特征在于，該擠出機単元包括I到30個運送和聚積區(qū)段。
21.根據(jù)權利要求I至20所述的方法，其特征在于，該出口區(qū)段(22)包括允許該產(chǎn)品離開該擠出機和產(chǎn)品加工設備的多個裝置，由此該加工設備是選自下組，其構成為多個模ロ板和多個切割器的組合；多個模ロ板和多個在水下-成粒的裝置；用于屑粒形成的裝置、多個渦流器和安置在該壓出機的端板處的多個固定刀。
22.根據(jù)權利要求I至21所述的方法，其特征在于，該出口區(qū)段(22)進ー步包括多個冷卻裝置，由此這些冷卻裝置是選自下組，該組的構成為具有對流空氣冷卻的氣動的屑粒傳送機、具有對流空氣冷卻的振動屑粒傳送機、具有冷卻接觸表面的振動屑粒傳送機、具有對流空氣冷卻的皮帶傳送機、具有冷卻皮帶的皮帶傳送機，在該擠出機的出ロ以及在水下成粒裝置上的熱屑粒上噴灑水。
23.根據(jù)權利要求I至22所述的方法，其特征在干，該擠出機単元是以每小時5到25，000千克的進料速率操作的。
24.根據(jù)權利要求I至23所述的方法，其特征在于，將ー種汽提試劑加入該擠出機単元中。
25.根據(jù)權利要求I至24所述的方法，其特征在干，將多種添加劑通過一個側面送料器加入到流體(F)或該擠出機単元中，或只要它們與ー種汽提試劑一起是液體。
26.根據(jù)權利要求I至25所述的方法，其特征在于，使步驟a)重復至少一次。
27.根據(jù)權利要求I至26所述的方法，其特征在干，該重復通過將對應數(shù)目的濃縮單元串聯(lián)連接來完成。
28.根據(jù)權利要求I至27所述的方法，其特征在于，對于在該濃縮単元、該再加熱單元或該擠出機単元中的壓カ裝備有ー個或多個壓カ調(diào)節(jié)裝置。
29.根據(jù)權利要求I至28所述的方法，其特征在干，該擠出機単元在上游方向包括至少一個擠出機脫氣區(qū)段。
30.根據(jù)權利要求I至29所述的方法，其特征在于，流體(F)是通過將親水化合物以及可任選地水從ー種粗流體(A)中去除的方法來獲得的，該粗流體包括至少ー種非揮發(fā)性的聚合物、至少ー種揮發(fā)性的有機化合物、一種或多種親水化合物以及任選地水，該方法包括至少以下步驟 pre a)將該粗制流體(A)在至少ー個含至少ー個分離裝置(26)的預洗滌単元中進行處理，由此將該流體(A)與水進行混合以便獲得ー種主要含非揮發(fā)性的聚合物和揮發(fā)性的有機化合物的有機相(28)以及ー種主要含水和親水化合物的水相(27)，并且由此在ー個分離裝置(26)中將該有機相(28)從水相(27)中分離出來，并且進一歩用作流體F并且由此將至少一部分的水相(27)從該分離裝置中去除(流體C)。
31.根據(jù)權利要求30所述的方法，其特征在干，該分離是通過凝聚過濾器(39)支持的。
32.根據(jù)權利要求30或31所述的方法，其特征在于，使步驟pre-a)重復至少一次。
33.根據(jù)權利要求32所述的方法，其特征在干，該重復通過將對應數(shù)目的分離器具(26)串聯(lián)連接來完成。
34.根據(jù)權利要求30至33所述的方法，其特征在干，該分離是在超過40°C的溫度下進行的。
35.通過根據(jù)權利要求I至34所述的方法獲得的聚合物。
36.根據(jù)權利要求35所述的聚合物，其特征在于，它是ー種合成橡膠產(chǎn)品。
37.根據(jù)權利要求36所述的聚合物，其特征在于，它是ー種苯こ烯-丁ニ烯橡膠、丁ニ烯橡膠。
38.根據(jù)權利要求37所述的聚合物，其特征在干，它是釹催化的丁ニ烯橡膠。
39.裝置，包括至少 一個濃縮単元，該濃縮単元包括一個與ー個脫氣容器(4)連通的加熱器(2)，由此該脫氣容器(4)的底部與ー個泵(4.2)連通，該脫氣容器(4)的上部與至少ー個蒸氣管線(4. I)連通 ー個加熱單元出)，該加熱單元與該濃縮單元的泵(4.2)以及在一個擠出機單元上的一個進料點(12)連通 一個擠出機単元，該擠出機単元包括至少ー個進料點(12)、一個擠出機脫氣區(qū)段(16)、一個聚積區(qū)段(20)以及ー個出ロ區(qū)段(22)，由此該擠出機脫氣區(qū)段(16)進ー步包括至少ー個連接到ー個蒸氣管線(15. I)上的通氣ロ(15)。
40.根據(jù)權利要求39所述的裝置，其特征在于，該泵(4.2)是選自下組，該組由以下各項組成容積式泵、齒輪泵、活塞泵、隔膜泵、螺旋式泵、擠出機式泵，像，反向旋轉或同向旋轉單或雙螺桿擠出機、或捏合機式泵或它們的組合。
41.根據(jù)權利要求39或40所述的裝置，其特征在于，該擠出機単元包括ー個選自下組的擠出機，該組的組成為單和多螺桿擠出機。
42.根據(jù)權利要求39至41所述的裝置，其特征在于，該擠出機単元包括ー個雙螺桿擠出機、一個環(huán)擠出機或ー個行星輥擠出機。
43.根據(jù)權利要求39至42所述的裝置，其特征在干，該聚積區(qū)段(20)包括多個捏合或節(jié)流元件、多個起泡盤、或多個模ロ板。
44.根據(jù)權利要求39至43所述的裝置，其特征在于，該出口區(qū)段(22)包括選自下組的產(chǎn)品加工設備，該組的構成為多個模ロ板和多個切割器的組合；多個模ロ板和多個在水下-成粒的裝置；用于屑粒形成的裝置、多個渦流器和安置在該壓出機的端板處的多個固定刀。
45.根據(jù)權利要求39至44所述的裝置，其特征在于，該出口區(qū)段(22)包括多個冷卻裝置。
46.根據(jù)權利要求39至45所述的裝置，其特征在干，將它設計為允許以每小時5到25，OOO千克的進料速率操作。
47.根據(jù)權利要求39至46所述的裝置，其特征在干，將該擠出機単元設計為允許ー種汽提試劑的加入。
48.根據(jù)權利要求39至47所述的裝置，其特征在于，該擠出機単元包括ー個或多個側面送料器。
49.根據(jù)權利要求39至48所述的裝置，其特征在于，它包括多于ー個濃縮單元，由此這些濃縮単元串聯(lián)連接。
50.根據(jù)權利要求39至49所述的裝置，其特征在干，該濃縮単元、該再加熱單元或該擠出機単元裝備有ー個或多個壓カ調(diào)節(jié)裝置。
51.根據(jù)權利要求39至50所述的裝置，其特征在于，該擠出機單元包括大于ー個擠出機脫氣區(qū)段，由此該進料點(12)是位于該第一擠出機脫氣區(qū)段上，由此該第一擠出機脫氣區(qū)段包括至少ー個傳送區(qū)段(16A)、在上游方向上連接到ー個蒸氣管線(13. I)上的后通氣ロ(13)。
52.根據(jù)權利要求39至51所述的裝置，其特征在于，它進一歩包括ー個或多個預-清洗単元，這些預清洗単元各包括至少ー個與這些濃縮單元的一個或多個連通的分離器具(26)。
53.根據(jù)權利要求52所述的裝置，其特征在干，該分離器具(26)包括至少ー個混合器(30)。
54.根據(jù)權利要求52或53所述的裝置，其特征在干，該分離器具(26)包括至少ー個凝聚過濾器(39)。
55.根據(jù)權利要求52至54所述的裝置，其特征在干，該分離器具(26)包括至少ー個分離壁(34)。
56.根據(jù)權利要求52至55所述的裝置，其特征在干，該分離器具(26)設計為在壓カ下操作。
57.根據(jù)權利要求52至56所述的裝置，其特征在干，該脫氣容器(4)具有至少準球形形狀的底。
58.根據(jù)權利要求39至57所述的裝置或其任何部件在根據(jù)權利要求I至38所述的方法中的用途。
59.包括根據(jù)權利要求39至57所述的至少ー個裝置的裝備。
全文摘要
本發(fā)明涉及不含水和溶劑的聚合物，具體而言為不含水和溶劑的合成橡膠產(chǎn)品，像苯乙烯-丁二烯橡膠產(chǎn)品以及丁二烯橡膠產(chǎn)品連同用于它們的生產(chǎn)方法。本發(fā)明進一步涉及一種適合于完成所述方法的裝置。
文檔編號C08F6/00GK102822206SQ201180015555
公開日2012年12月12日 申請日期2011年3月23日 優(yōu)先權日2010年3月24日
發(fā)明者保爾·瓦格納, 漢斯-因戈爾夫·保羅, 羅爾夫·費爾勒, 沃爾夫?qū)た唆斈坟? 阿莉西亞·勒-扎特勒, ?？恕た寺迮肀? 馬丁·西比埃格, 約翰·洛夫格羅夫 申請人:朗盛德國有限責任公司