用于分解合成的聚合物的方法和用于执行该方法的设备的制造方法_2

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温度中经由借助于流变仪测 量熔体流速来确定。通常,在熔体流速(MVR)和熔体黏度n*之间存在关联。
[0036] 熔体黏度n*根据
[0044] 中得出,其中MVR=熔体流速。
[0045] 所使用的检查设备的几何形状是Z :圆柱体(dZ = 9. 550mm),D :喷嘴(dD = 2. 095mm,ID = 8. Omm)〇
[0046] 离开挤出机的聚合物熔体紧接着通过加热的管道优选运送到第一熔体栗中。因 此,聚合物熔体被引导穿过至少一个熔体过滤器,在所述熔体过滤器中优选从聚合物熔体 中移除其余微量的污染物、尤其是矿物、金属、纤维物质的残余。优选地,至少一个熔体过滤 器设置在挤出机的至少一个出口和进入至少一个第一反应器中的至少一个进口之间。换句 话说,熔体过滤器能够设置在挤出机出口和加热的管之间,所述管通入至少一个第一反应 器中。至少一个熔体过滤器优选使用呈孔大小(网孔)在IOOym至400ixm之间的Cr/Ni 钢网形式的过滤器材料,所述孔大小根据要从聚合物熔体中移除的污染物的粒子大小来选 择。通常也可以使用过滤板(筛板)或者滤芯,例如由优质钢构成作为过滤器材料构成。
[0047] 监控或控制熔体过滤器的过滤功能优选借助于设置在熔体过滤器上游的压强传 感器来进行,所述压强传感器又能够与中央的设备控制装置连接。
[0048] 在当前方法的另一个实施方式中,离开熔体过滤器的聚合物熔体借助于适当的熔 体栗引入到至少第一反应器的下部区域中,其中聚合物熔体在进入到第一反应器中并且 在此尤其进入到第一反应器的下部区域中时具有I. 5X106至2X106mPas(300°C)、优选 I. 5X106mPas(300°C)的黏度。
[0049] 在当前方法中使用的熔体栗优选是引导控制的齿轮栗,所述齿轮栗是可加热的并 且可保持在所分别设定的温度水平上。熔体栗优选也具有止回器,以便因此防止聚合物熔 体返回到设备中。熔体栗优选由优质钢构成并且优选通过聚合物熔体润滑。
[0050] 例如能够以搅拌釜式反应器形式存在的至少一个第一反应器包括多个温度区域、 尤其具有至少一个搅拌机构的多个轴向的加热区。在至少一个第一反应器中通过控制反应 器参数温度、压强、停留时间和黏度进行聚合物的受控的并且温和性的预分裂和条件调节 (Konditionierung)。此外,第一反应器与称重装置连接(例如安置在称重装置或者称重单 元上),使得在每个时间点都能够向设备控制装置通知第一反应器当前的料位。这实现了整 个设备的连续的运行方式从而实现了连续的处理。
[0051] 在至少一个第一反应器中使用的搅拌机构能够以不同的实施方式存在。因此可行 的是,使用呈螺旋搅拌器、锚杆搅拌器、蜗杆或者它们的组合形式的搅拌机构。然而,优选的 是,使用如下搅拌机构,所述搅拌机构是螺旋搅拌器和蜗杆的组合,也就是说,是具有螺旋 搅拌器和蜗杆的搅拌轴。
[0052] 所使用的搅拌器与所述方法相配合。因此驱动器匹配于相应的黏度。因此将材料 特性选择为,使得搅拌器适合于聚烯烃熔体和相应的温度区域。搅拌器的尺寸设计以匹配 于反应器的方式来选择。优选使用的由螺旋装置和蜗杆构成的搅拌叶片组合实现了沿着反 应器壁部产生提升和在反应器中央中产生下压。搅拌器有利于所输送的能量的输入和分配 并且显著加速了转化率。
[0053] 优选地,至少一个第一反应器的高度和直径的比(H:D)为7:1、优选5.5:1。所选 择的反应器尺寸实现了有效的能量输入,避免大的温度偏差或者波动以及遍及整个反应器 的平坦的温度曲线。
[0054] 优选地,已清洁的聚合物熔体进入到第一反应器的温度为220°C至330°C、优选 300°C的下部区域(底壳区)中并且在第一反应器中提升时沿着温度梯度在第一反应器的 反应器头部被加热到330°C和360°C之间、优选350°C的温度上。
[0055] 在至少一个第一反应器中,典型分子量大于105kg/Mol的聚合物优选预分裂或者 分解为分子量在l〇2kg/Mol至104kg/Mol之间、优选103kg/Mol至104kg/Mol的低聚物。
[0056] 在一个变型形式中,离开第一反应器的上部区域(头部区)的低聚物混合物具有 在 500mPas和 1500mPas(350°C)之间的、优选在 500mPas和 1000mPas(350°C)之间的、尤 其优选在600mPas和800mPas(350°C)之间的黏度。第一反应器的反应器头部处的低聚物 混合物的典型的黏度值为650mPas至700mPas(350°C)。在逐级地加热位于第一反应器中 的聚合物期间所实现的黏度减少产生沿着第一反应器的壁部提升形成的产物混合物(低 聚物混合物)并且同时在芯(所谓的循环流或者层状的熔体流)中产生同时下压。这种效 果能够通过搅拌机构加强。
[0057] 如已经所提到的那样,在至少一个第一反应器中进行的预分裂通过反应参数温 度、压强、停留时间和黏度控制。因此,至少一个第一反应器的上部区域中的温度为340°C至 360°C、优选最大350°C。聚合物在至少一个第一反应器中成为低聚物的受控的和温和的预 分裂和条件调节避免在随后的第二反应器中的进一步的分裂中的不稳定的运行状态。在第 一反应器中温和地、逐渐地加热聚合物熔体同样防止聚合物熔体起泡。
[0058] 在聚合物在至少一个第一反应器中预分裂为相应的低聚物期间,能够引起少量气 态烃的形成,所述气态烃在一个实施方式中经由喷火器导出从而燃烧或者另一实施方式中 能够用于例如在燃气轮机中产生能量。在第一反应器中形成的气态的解聚产物也能够经由 加热的管道导入到在下文中描述的预冷凝器中。
[0059] 在当前方法的另一优选的变型形式中,在至少一个第一反应器中形成的低聚物熔 体在第一反应器的上部区域、例如反应器头部处被导出并且借助于熔体栗经由管线、优选 经由加热的管线以受控的方式引入到至少一个第二反应器中、尤其第二反应器的下部区域 (底壳区)中。
[0060] 在当前方法的一个优选的实施方式中,离开至少一个第一反应器的低聚物混合物 在引入到至少一个第二反应器中之前与作为解聚催化剂的至少一种粘土矿物混合。对此, 经由通入第一反应器和第二反应器之间的管线中的管道将至少一种粘土矿物引入到离开 第一反应器的低聚物熔体中。引入粘土矿物的管道优选具有接管、优选呈所谓的"叉形管" 形式的接管。引入粘土矿物的管道终止于所述接管,优选在第一反应器和第二反应器之间 的管线的中央或者芯区中终止。如随后仍详细阐述的那样,在单独的混合容器中由粘土矿 物、石蜡和微晶蜡制造的混合物中的至少一种粘土矿物导入到离开第一反应器的低聚物熔 体中。优选地,对于每吨塑料使用2%至3%的粘土矿物。
[0061] 在当前方法的一个变型形式中,至少一种粘土矿物选自:层状硅酸盐、尤其是蒙脱 土、伊利石、膨润土、高岭土、蒙皂石、绿泥石、蛭石和云母。也能够使用所谓的交替层矿物、 例如高岭土 /蒙皂石、绿泥石/蛭石、云母/蛭石或者极常用伊利石/蒙皂石或者伊利石/ 蒙脱土的交替层。优选的粘土矿物是膨润土和蒙脱土。
[0062] 同样可行的是,使用预先处理的粘土矿物。预先处理能够通过酸、尤其无机酸、如 硫酸、硝酸或者磷酸来进行,其中硫酸是尤其优选的。
[0063] 至少一个第二反应器(也如第一反应器那样)的高度和直径的比(H:D)优选为 7:1、优选 5. 5:1。
[0064] 优选地,引入到至少一个第二反应器中的低聚物熔体具有在300°C和370°C之间 的、优选350°C的温度。低聚物熔体在至少一个第二反应器中温和地沿着温度在380°C和 450°C之间的、优选410°C的温度梯度从下向上引导。相应地,反应器头部中的温度优选在 380°C和450°C之间、优选在400°C和410°C之间的范围中。
[0065] 优选的是,在至少一个第二反应器中,低聚物分裂为分子量小于500kg/Mol的短 链的烃。在此,低聚物分裂为在第二反应器的反应条件下短链的、以气态存在的烃优选在至 少一个第二反应器的上部区域中、即该第二反应器的反应器头部中进行。典型的在第二反 应器中形成的短链的烃是C3->C22、优选C3-C25烃、尤其是不饱和烃,所述不饱和烃在不同 的馏分中出现,如随后仍详细阐述的那样。
[0066] 在从至少一个第一反应器离开进入到至少一个第二反应器中的低聚物熔体能够 具有在 500mPas和 1500mPas(350°C)之间的、优选在 500mPas和1000 mPas(350°C)之间的、 尤其优选在600mPas和800mPas(350°C)之间的、更尤其优选在650mPas和700mPas(350°C) 之间的黏度。
[0067] 在至少一个第二反应器的上端部部处、即在该第二反应器的反应器头部中形成的 烃馏分能够具有在50mPas和300mPas(410°C)之间的、优选在IOOmPas和250mPas(410°C) 之间的、尤其优选在150mPas和200mPas(410°C)之间的黏度。
[0068] 由于位于至少一个第二反应器中的低聚物混合物的下降的黏度(如已经对于第 一反应器所描述的那样)沿着第二反应器的壁部产生低聚物混合物的提升并且同时在反 应器芯中产生该低聚物混合物的下压(所谓的循环流),其中这种效果通过搅拌器来加强。 在至少一个第二反应器中使用的搅拌机构以及高度与直径的比优选相应于用于至少一个 第一反应器的搅拌机构。
[0069] 至少一个第一反应器和至少一个第二反应器中的温度优选匹配于分别使用的聚 合物初始混合物的组分,其中第二反应器和第一反应器之间的温度差能够在20°C至100°C之间、优选在30°C和70°C之间、尤其优选在40°C和60°C之间。
[0070] 同样可行并且可以考虑的是,不仅使用至少一个第一反应器和至少一个第二反应 器,而且使用多于两个的、例如三个或者四个彼此并联设置的反应器。
[0071] 在当前方法的另一变型形式中,在至少一个第二反应器的反应器头部中形成的短 链的、气态的烃(例如C3至〉C22)优选快速地经由管线、优选加热的管线导出到至少一个 预冷凝器中,并且在预冷凝器中冷却的气态的烃为了进一步冷却和冷凝被导入到至少一个 主冷凝器中。预冷凝器能够以螺旋管式换热器的形式构成。
[0072] 在至少一个预冷凝器中优选将气态的烃冷却到在300°C和400°C之间的、优选在 330°C和370°C之间的、尤其优选350°C的温度上,以便抑制不期望的另外的后续反应、例如 其它的解聚反应。通过在预冷凝器中自发地将气态的解聚产物冷却到350°C,由此终止解聚 过程从而防止产物比例显著向液化气份额移动。
[0073] 由于气态的烃在预冷凝器中的冷却,能够引起石蜡(即链长超过C22的多数较高 饱和的烃)的沉淀,所述石蜡优选以液态或者膏状的形式经由同样加热的管线导出到至少 一个混合容器中。
[0074] 在至少一个混合容器(优选设计为搅拌机)中,在预冷凝器中沉淀的液态的石蜡 优选与出自至少一个第二反应器的下部区域的反应物(
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