不含水及溶劑的聚合物的生產(chǎn)裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及不含水及溶劑的聚合物的生產(chǎn)裝置，其包括至少一個(gè)濃縮單元，該濃縮單元包括：與脫氣容器(4)連通的加熱器(2)，由此該脫氣容器(4)的底部與泵(4.2)連通，該脫氣容器(4)的上部與至少一個(gè)蒸氣管線(xiàn)(4.1)連通；一個(gè)加熱單元(6)，該加熱單元與該濃縮單元的泵(4.2)以及在擠出機(jī)單元上的進(jìn)料點(diǎn)(12)連通；一個(gè)擠出機(jī)單元，該擠出機(jī)單元包括至少一個(gè)進(jìn)料點(diǎn)(12)、一個(gè)擠出機(jī)脫氣區(qū)段(16)、一個(gè)聚積區(qū)段(20)以及一個(gè)出口區(qū)段(22)，由此該擠出機(jī)脫氣區(qū)段(16)進(jìn)一步包括至少一個(gè)連接到蒸氣管線(xiàn)(15.1)上的通氣口(15)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】不含水及溶劑的聚合物的生產(chǎn)裝置
[0001] 本發(fā)明是申請(qǐng)?zhí)枮?00980139308. 1、申請(qǐng)日為2009年9月17日、發(fā)明名稱(chēng)為"不 含水及溶劑的聚合物的生產(chǎn)方法"的母案申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 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丁基橡膠制品連同用于它們的生產(chǎn)方法。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種適合 于完成所述方法的裝置。

【背景技術(shù)】
[0003] 合成橡膠具有重要的工業(yè)用途并且典型地是通過(guò)單體的（共）聚合反應(yīng)產(chǎn)生的， 它典型地是經(jīng)由漿料、溶液或溶解工藝進(jìn)行。合成橡膠的實(shí)例包括丁基橡膠類(lèi)和鹵化丁基 橡膠類(lèi)、聚異丁烯、乙烯丙烯二烯M-類(lèi)別橡膠類(lèi)（EPDM)、丁腈橡膠類(lèi)（NBR)以及苯乙烯-丁 二烯橡膠類(lèi)（SBR)。
[0004] 在該（共）聚合反應(yīng)之后，該反應(yīng)器排放混合物至少包含該聚合物、溶劑、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(yīng)的單體由此被閃蒸掉。蒸汽和水接觸的一個(gè)缺點(diǎn)是合成橡膠被凝結(jié)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(guò)排出分離，接著是例如施用干燥擠 出機(jī)以及一個(gè)最終的真空干燥步驟。
[0005] 生成丁基橡膠的異丁烯與異戊二烯的共聚作用例如是在大約_60°C至-KKTC的 低溫下在工業(yè)上進(jìn)行的以獲得高摩爾質(zhì)量。淤漿法使用氯甲烷作為一種稀釋劑而溶液法使 用一種惰性的烴作為一種溶劑。在該聚合反應(yīng)之后，該丁基橡膠聚合物或者作為一種在氯 甲烷中的漿料或者作為一種在烴中的均勻溶液存在。未反應(yīng)的單體也在該反應(yīng)器排出的混 合物中存在。需要將該丁基橡膠聚合物回收并且從該稀釋液或溶劑中分離。
[0006] 在淤漿法中，聚合反應(yīng)器排放流在閃蒸鼓中用蒸汽和熱水處理。大部分氯甲烷和 未反應(yīng)的單體由此被閃蒸掉并且水通過(guò)冷凝從這些蒸氣中分離出。當(dāng)將來(lái)自該反應(yīng)器的聚 合物進(jìn)一步處理時(shí)，比如通過(guò)鹵化，該丁基橡膠產(chǎn)品可以作為一種通過(guò)將該反應(yīng)器內(nèi)容物 排入一種熱溶劑（比如己烷）的溶液而直接回收。在這個(gè)階段以后使該氯甲烷蒸發(fā)并且應(yīng) 用一個(gè)此外的汽提階段以去除剩余單體殘余物。
[0007] 在該溶液法中，在該聚合反應(yīng)步驟過(guò)程中應(yīng)用一種惰性的烴溶劑和一種烷基鋁鹵 化物催化劑。然后將這些剩余單體在一個(gè)蒸餾汽提過(guò)程中從該反應(yīng)器溶液中移出。在這個(gè) 蒸餾步驟之后，該丁基橡膠聚合物作為一種在烴中的均勻溶液存在。這種溶液或者可以進(jìn) 一步進(jìn)行處理（比如經(jīng)受一個(gè)鹵化步驟）、或該丁基橡膠聚合物可以直接從該溶液分離。該 丁基橡膠從溶液的分離與淤漿法的相似，并且還包括與蒸汽和熱水接觸，由此該聚合物得 以凝結(jié)。然后該丁基橡膠聚合物在水中以濕屑粒形式存在（在水中6wt%至10wt%的聚合 物）。為抵消該凝結(jié)作用，在凝結(jié)/蒸汽汽提法之后將脂肪酸鹽類(lèi)加入含有在水中的丁基橡 膠屑粒的閃蒸鼓中。在加入添加劑之后，然后使丁基橡膠通過(guò)進(jìn)一步干燥轉(zhuǎn)變成最終的商 業(yè)的包裝形式。干燥典型地通過(guò)排放進(jìn)行、隨后施用干燥擠出機(jī)以及在一個(gè)流化床中的最 終干燥步驟。
[0008] 丁基橡膠的一種商業(yè)上重要的化學(xué)修飾是鹵化作用，它導(dǎo)致了氯化和溴化丁基橡 膠，以下還表示為鹵代丁基橡膠或單獨(dú)表示為溴代丁基橡膠或氯代丁基橡膠。
[0009] 鹵代丁基橡膠在技術(shù)上是通過(guò)使一種在烷中的常規(guī)的丁基橡膠的溶液與氯或溴 在一個(gè)攪拌容器中接觸而生產(chǎn)的。一般將所述溶液表示為粘結(jié)劑。作為副產(chǎn)品形成的未反 應(yīng)的鹵素和鹵化氫通過(guò)加入苛性堿溶液中和。還可以在那個(gè)階段并入添加劑。然后將所生 成的溶液進(jìn)行蒸汽汽提以去除該溶劑，由此使該橡膠凝結(jié)成為一種固態(tài)產(chǎn)品。該固體產(chǎn)品 總體上是作為一種在水中的5%到12%的漿料而回收的。在回收之前立即將穩(wěn)定劑和/或 抗氧化劑加入到該齒化丁基橡膠中。該齒化丁基橡膠然后使用機(jī)械干燥裝備通過(guò)一種類(lèi)似 于用于常規(guī)的丁基橡膠的方法進(jìn)行最終處理；然而，由于該鹵化產(chǎn)品的更高反應(yīng)性，采用了 較不劇烈的條件。
[0010] 這些上述的用于凝結(jié)和蒸汽汽提的工藝經(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一個(gè)高溫下。 添加額外的蒸汽也是必需的以通過(guò)降低在該汽提鼓中溶劑的分壓而汽提掉溶劑的殘余量。
[0011] 因?yàn)槟Y(jié)后丁基橡膠在該漿料中的濃度總體上僅為按重量計(jì)5%到12%，并且對(duì) 于鹵化丁基橡膠僅為5 %到20 %，上述的這些工藝還利用了大量水。來(lái)自這種漿料的全部 水構(gòu)成廢水并且必須被去除。雖然該廢水包含來(lái)自中和反應(yīng)的鈉鹽，但因?yàn)樵擕}濃度太低， 再加工并且再循環(huán)該廢水以去除這些鈉鹽在經(jīng)濟(jì)上是不可行的。
[0012] 將這些橡膠屑粒利用簡(jiǎn)單的篩盤(pán)或篩子從該大體積的水中機(jī)械地分離出。在這個(gè) 第一分離以后該（鹵）丁基橡膠仍包含大約30%到50%的水。然后此外的機(jī)械干燥使用 擠出機(jī)通過(guò)對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行捏合并且擠壓出水進(jìn)行。這種機(jī)械干燥方法的缺點(diǎn)是水被沒(méi)有通 過(guò)這種篩子阻止的小的橡膠顆粒污染了，其結(jié)果是該廢水要求額外的處理。
[0013] 上述的機(jī)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(gè)單螺桿擠出機(jī)或雙螺桿擠出機(jī)中加熱到150°C至200°C。安 裝一個(gè)模口板（die plate)以維持該壓力。當(dāng)將橡膠穿過(guò)該?？诎逋瞥鰰r(shí)，在橡膠中的水 蒸發(fā)并且形成了開(kāi)放的多孔性的屑粒。然后用一種切割裝置將這些屑粒切成小片。將這些 屑粒運(yùn)送到一個(gè)對(duì)流的干燥器中，在那里通過(guò)熱空氣將殘留水分除去。在這類(lèi)干燥之后，該 (鹵）丁基橡膠總體上具有〇. 1 %至〇. 7%的含濕量。然后需要一個(gè)通過(guò)使流動(dòng)冷空氣穿過(guò) 這些橡膠屑粒而完成的一個(gè)冷卻階段以將這些丁基橡膠屑粒冷卻到60°C的最大包裝溫度。 然后將這些屑粒通過(guò)液壓機(jī)形成包裝，并且將這些包裝封裝入盒子或板條箱用于運(yùn)輸。
[0014] 上述的用于干燥（鹵）丁基橡膠的工藝是復(fù)雜的并且要求大規(guī)模的裝備。此外， 這些工藝參數(shù)必須小心監(jiān)測(cè)以避免熱和剪切應(yīng)力，它們將加速該（鹵）丁基橡膠的降解。
[0015] 為了從聚合物去除水和揮發(fā)性的有機(jī)溶劑的目的，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了不同的其他特定方 法。在真空中有或者沒(méi)有使用攜帶劑的擠出機(jī)脫氣作為最重要的技術(shù)已經(jīng)在實(shí)際應(yīng)用中得 到認(rèn)可，然而，這類(lèi)現(xiàn)有技術(shù)方法的能量需求是相當(dāng)高的。
[0016] US 3, 117, 953 Al披露了一種用于純化高壓聚乙烯的裝置和方法。然而在US 3, 117, 953 Al中用于聚乙烯的合成橡膠粘合劑的替代物導(dǎo)致了屑粒在進(jìn)入該擠出機(jī)之前 形成，這根本不是所希望的。
[0017] DE 195 37 113披露了用于聚合物樹(shù)脂（特別是聚碳酸酯樹(shù)脂）的使用一個(gè)蒸汽 汽提塔、一個(gè)傾析器、以及一個(gè)擠出機(jī)的一種方法和裝置。然而，蒸汽的引入將導(dǎo)致不希望 的高殘留水含量或很高的能量消耗。
[0018] US 4, 055, 001披露了一種方法，用于通過(guò)在干燥過(guò)程中使用超聲焊極制備聚合 物，比如具有小于〇. lwt-%的含水量的丁基橡膠。然而，與超聲的使用相關(guān)的很高的剪切應(yīng) 力對(duì)于聚合物（比如鹵代丁基橡膠）是禁止的。
[0019] EP 0 102 122披露了用于從一種溶液回收聚合物的一種方法，特別是利用一種部 分充滿(mǎn)的擠出機(jī)用于聚乙烯的回收。然而EP 0 102 122沒(méi)有記載殘留水的去除。
[0020] US 2001/056176 Al披露了一種回收聚合物的一步法并且確切地是用于橡膠溶液 濃縮的一個(gè)實(shí)例。由此將該橡膠溶液用蒸汽加熱以便在一個(gè)步驟中通過(guò)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由此要求一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(dǎo)致了在這些屑粒中額外水的包圍，這些水隨后需要被去 除。
[0021] US 5, 283, 021 Al披露了用于從一種彈性聚合物溶液去除溶劑的一種兩步法。由 此將該聚合物溶液通過(guò)一種加熱液體直接加熱并且在真空下噴灑。在噴灑過(guò)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(gè)擠出機(jī)中用于進(jìn)一步脫氣。然而，在那 個(gè)階段屑粒的形成不是所希望的。
[0022] EP 1 127 609 A2披露了在至少一個(gè)捏合機(jī)中處理一種產(chǎn)品的一種方法。EPl 127 609 A2使用部分地經(jīng)由該捏合機(jī)壁本身所引入的能量以使該溶劑從包含彈性體和熱塑性 塑料的溶液蒸發(fā)。因此要求一種具有大表面積的捏合機(jī)，因?yàn)橥顿Y成本是高的。該能量的 另一個(gè)部分經(jīng)由該捏合機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸作為機(jī)械能引入。機(jī)械能是更昂貴的并且因此在與蒸汽 加熱相比時(shí)是對(duì)環(huán)境不利的。在EP 1 127 609 A2中使用的這些捏合機(jī)要求大量維修和清 洗。經(jīng)由該捏合機(jī)引入的機(jī)械能此外強(qiáng)烈的取決于該產(chǎn)品的粘度，這減小了該方法的靈活 性。
[0023] EP 1 165 302 Al披露了用于對(duì)塑料脫氣的一種裝置和方法。在EP 1 165 302 Al 中的裝置是具有一個(gè)后通氣口和幾個(gè)通氣區(qū)段的在真空下操作的擠出機(jī)。需要真空以獲得 低殘留揮發(fā)性的濃縮物。EP 1 165 302 Al披露了可以施用一種汽提試劑以便進(jìn)一步改進(jìn) 脫氣效率的。在EP 1 165 302 Al中使用的塑料，熱塑性聚碳酸酯在該脫氣方法的結(jié)束時(shí) 仍然是一種流動(dòng)熔體。然而，根據(jù)EP 1 165 302 Al處理過(guò)的一種合成橡膠粘合劑將在該 脫氣階段結(jié)束時(shí)轉(zhuǎn)變成屑粒并且不能進(jìn)一步處理。
[0024] 在 "Process Machinery"，部分 I 和 II，2000 年三月和四月；作者：C. G. Hagberg 中，披露了使用一個(gè)閃蒸罐和一個(gè)擠出機(jī)的橡膠溶液的直接揮發(fā)作用。然而，這個(gè)文獻(xiàn)沒(méi)有 記載在該最終產(chǎn)品中揮發(fā)性化合物的含量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0025] 鑒于上述內(nèi)容，本發(fā)明的一個(gè)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(jì)上有利的方法以從包含至少一種聚合物、優(yōu)選至少一種合成橡膠的流體去除揮發(fā) 性化合物,從而產(chǎn)生一種基本上不含揮發(fā)性化合物的聚合物產(chǎn)品。
[0026] 這個(gè)目的通過(guò)從包含至少一種非揮發(fā)性的聚合物和至少一種揮發(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：
[0027] a)將該流體（F)在至少一個(gè)濃縮器單元中進(jìn)行處理，該濃縮器單元包括至少一個(gè) 加熱器、一個(gè)脫氣容器4以及一個(gè)蒸氣管線(xiàn)，由此將該流體（F)加熱，將該加熱的流體（G) 加入一個(gè)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(xiàn)而去除以獲得一種濃縮 流體⑶，
[0028] b)將來(lái)自步驟a)的該濃縮的流體（H)在至少一個(gè)再加熱單元中再加熱以獲得一 種再加熱的濃縮流體（L);
[0029] c)將來(lái)自步驟b)的該再加熱的濃縮流體（L)加入到至少一個(gè)擠出機(jī)單元中，該擠 出機(jī)單元包括至少一個(gè)包括至少一個(gè)傳送區(qū)段的擠出機(jī)脫氣區(qū)段、一個(gè)具有一個(gè)或多個(gè)蒸 氣管線(xiàn)的排氣口、一個(gè)聚積區(qū)段、以及一個(gè)出口區(qū)段，由此將多種揮發(fā)性化合物經(jīng)由這些排 氣口和蒸氣管線(xiàn)去除；
[0030] 由此當(dāng)進(jìn)入該擠出機(jī)脫氣區(qū)段時(shí)該再加熱的濃縮流體（L)是自由流動(dòng)的并且在 該出口區(qū)段所獲得的該產(chǎn)物（P)基本上是無(wú)揮發(fā)性化合物的。
[0031] 指出的是本發(fā)明的范圍還包括對(duì)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。
[0032] 在本發(fā)明的背景下，術(shù)語(yǔ)"自由流動(dòng)"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, 000mPa*s 至 300, 000mPa*s 范圍內(nèi)的粘度。
[0033] 只要沒(méi)有另外提到，則流體的粘度值是指來(lái)自使用一個(gè)用于非常粘的樣品的 Haake Rheostress RS 150粘度計(jì)或錐板式旋轉(zhuǎn)流變儀在給定溫度下的測(cè)量的外推零剪切 粘度。
[0034] 在本發(fā)明的背景下，術(shù)語(yǔ)"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0. 5wt%的揮發(fā)性化合物的總的濃縮物。
[0035] 具體而言，術(shù)語(yǔ)"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(jī)化合物。
[0036] 若該殘余水濃度基于該聚合物的質(zhì)量是小于0. 5wt%、優(yōu)選小于0. 25wt%、更優(yōu) 選小于0. Iwt%、并且最優(yōu)選小于0. 075wt%，則非揮發(fā)性的聚合物被認(rèn)為是基本上不含水 的。
[0037] 在本發(fā)明的背景下，術(shù)語(yǔ)"揮發(fā)性的有機(jī)化合物"意思是在標(biāo)準(zhǔn)的壓力下具有小于 250°C的沸點(diǎn)的有機(jī)化合物。
[0038] 若所述揮發(fā)性的有機(jī)化合物的殘余濃度基于該聚合物的質(zhì)量是小于0. 75wt%、優(yōu) 選小于0. 25wt%、并且最優(yōu)選小于0. lwt%，則非揮發(fā)性的聚合物被認(rèn)為是基本上不含揮 發(fā)性的有機(jī)化合物的。所述揮發(fā)性有機(jī)化合物典型地是在該聚合反應(yīng)或隨后處理步驟（像 一個(gè)鹵化步驟）中采用的溶劑，并且包括烴類(lèi)，像己烷和戊烷。
[0039] 優(yōu)選的非揮發(fā)性的聚合物是合成橡膠產(chǎn)品。
[0040] 在本發(fā)明的背景下，術(shù)語(yǔ)合成橡膠產(chǎn)品包括：丁基橡膠類(lèi)和鹵化丁基橡膠類(lèi)、聚異 丁烯、乙烯丙烯二烯M-類(lèi)別橡膠類(lèi)（EPDM)、丁腈橡膠類(lèi)（NBR)以及苯乙烯-丁二烯橡膠類(lèi) (SBR)。優(yōu)選的合成橡膠產(chǎn)品是丁基橡膠和鹵代丁基橡膠，像溴代丁基以及氯代丁基橡膠， 由此溴代丁基橡膠甚至是更優(yōu)選的。
[0041] 在本發(fā)明的背景下，丁基橡膠代表異丁烯（2-甲基丙烯）與異戊二烯（2-甲基 丁-1，3-二烯）的一種（共）-聚合物。在摩爾的基礎(chǔ)上，在該聚合物中異戊二烯含量是在 0· 001%與5mol%之間、優(yōu)選地在I. 8mol%與2. 3mol%之間。丁基橡膠由具有隨機(jī)分布的 異戊二烯單元的直鏈的聚異丁烯鏈組成。這些異戊二烯單元將不飽和位點(diǎn)引入到該聚合物 鏈中以使能夠固化。丁基橡膠分子的重均分子量（M w)典型地是在50, 000與1，000, OOOg/ mol之間、優(yōu)選是在300, 000與1，000, 000g/mol之間。
[0042] 這些鹵化丁基橡膠還包含一定量的化學(xué)地結(jié)合到橡膠分子上的鹵素。該化學(xué)結(jié)合 的鹵素的量典型地是在相對(duì)于該聚合物總質(zhì)量的大于〇到3wt%的范圍內(nèi)。這些（鹵）丁 基橡膠還可以包含添加劑，例如0. 0001至4phr(phr =相對(duì)于橡膠重量每百份橡膠的份數(shù)） 環(huán)氧化的黃豆油（ESBO)、0. 0001至5phr I丐-硬脂酸鹽以及0. 0001至0. 5phr的抗氧化劑。 其他的添加劑也是可應(yīng)用的，取決于該丁基橡膠產(chǎn)品的應(yīng)用，即填充劑或著色劑。
[0043] 在溴代丁基橡膠的情況下，在該最終產(chǎn)品中典型溴含量是I. 5wt%至2. 5wt%，優(yōu) 選 I. 6wt %至 2. Owt %。
[0044] 在氯代丁基橡膠的情況下，在該最終產(chǎn)品中典型氯含量是I. Owt%至I. 5wt%，優(yōu) 選 I. 15wt%至 I. 35wt%。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0045] 本發(fā)明的主題將通過(guò)示意圖更詳細(xì)地說(shuō)明，其中：
[0046] 圖1示出了一個(gè)單級(jí)的濃縮器單元，一個(gè)再加熱單元、以及一個(gè)擠出機(jī)單元，該擠 出機(jī)單元包括一個(gè)擠出機(jī)脫氣區(qū)段、一個(gè)聚積區(qū)段以及一個(gè)出口區(qū)段。
[0047] 圖2示出了一個(gè)單級(jí)的濃縮器單元，一個(gè)再加熱單元、以及一個(gè)擠出機(jī)單元，該擠 出機(jī)單元包括兩個(gè)擠出機(jī)脫氣區(qū)段、兩個(gè)聚積區(qū)段以及一個(gè)出口區(qū)段。
[0048] 圖3示出了一個(gè)單級(jí)的具有一個(gè)減壓閥的濃縮器單元，一個(gè)再加熱單元、以及一 個(gè)擠出機(jī)單元，該擠出機(jī)單元具有一個(gè)減壓閥并且此外包括兩個(gè)擠出機(jī)脫氣區(qū)段、兩個(gè)聚 積區(qū)段、一個(gè)側(cè)面進(jìn)料器、以及一個(gè)出口區(qū)段。
[0049] 圖4示出了一個(gè)雙級(jí)的濃縮器單元，一個(gè)再加熱單元、以及一個(gè)擠出機(jī)單元，該擠 出機(jī)單元包括一個(gè)擠出機(jī)脫氣區(qū)段、一個(gè)聚積區(qū)段以及一個(gè)出口區(qū)段。
[0050] 圖5示出了一個(gè)單級(jí)的濃縮器單元，一個(gè)再加熱單元、以及一個(gè)擠出機(jī)單元，該擠 出機(jī)單元包括三個(gè)擠出機(jī)脫氣區(qū)段、三個(gè)聚積區(qū)段以及一個(gè)出口區(qū)段，由此一個(gè)擠出機(jī)脫 氣區(qū)段是一個(gè)反向脫氣區(qū)段。
[0051] 圖6示出了一個(gè)包括一個(gè)壓力調(diào)節(jié)裝置的單級(jí)的濃縮器單元，一個(gè)再加熱單元、 以及一個(gè)擠出機(jī)單元，該擠出機(jī)單元包括一個(gè)壓力調(diào)節(jié)裝置、四個(gè)擠出機(jī)脫氣區(qū)段、四個(gè)聚 積區(qū)段以及一個(gè)出口區(qū)段，由此一個(gè)擠出機(jī)脫氣區(qū)段是一個(gè)反向脫氣區(qū)段。
[0052] 圖7示出了一個(gè)單級(jí)的預(yù)清洗單元，一個(gè)單級(jí)的濃縮器單元，一個(gè)再加熱單元、以 及一個(gè)擠出機(jī)單元，該擠出機(jī)單元包括一個(gè)擠出機(jī)脫氣區(qū)段、一個(gè)聚積區(qū)段以及一個(gè)出口 區(qū)段。
[0053] 圖8示出了一個(gè)基本的預(yù)清洗單元
[0054] 圖9示出了包括一個(gè)凝聚過(guò)濾器的一個(gè)預(yù)清洗單元
[0055] 圖10示出了一個(gè)雙級(jí)的預(yù)清洗單元
[0056] 圖11示出了具有多個(gè)附加的加熱器的一個(gè)雙級(jí)的預(yù)清洗單元

【具體實(shí)施方式】
[0057] 該方法步驟的一個(gè)基礎(chǔ)和示例性實(shí)施方案是如圖1所示。在步驟a)中，使包含至 少一種非揮發(fā)性的聚合物和至少一種揮發(fā)性化合物的流體F經(jīng)由泵1轉(zhuǎn)移到加熱器2,在那 里流體F被加熱。
[0058] 該流體F又稱(chēng)為粘結(jié)劑，包含例如從3wt%至50wt%的非揮發(fā)性的聚合物（優(yōu)選 一種合成橡膠，并且更優(yōu)選一種（鹵）丁基橡膠）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(jì)高達(dá)90wt%至lOOwt%、優(yōu)選 95wt %至IOOwt %的流體F的總質(zhì)量。
[0059] 該溶劑優(yōu)選地是選自下組，其組成為：具有4至10個(gè)C原子、優(yōu)選4至7個(gè)C原 子的直鏈的或支鏈的烷類(lèi)。更優(yōu)選的溶劑是正戊烷、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這些烷類(lèi)的混合物。
[0060] 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)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)選一種合成橡膠，并且更優(yōu)選一種（鹵）丁基橡膠）、從60wt%至95wt%揮發(fā)性 的有機(jī)化合物（特別是一種溶劑）、以及從〇. 5wt %至20wt %的水，由此這些前述的組分總 計(jì)高達(dá)95wt%至IOOwt%的流體F的總質(zhì)量。
[0061] 該流體F典型地是從聚合過(guò)程或隨后處理步驟獲得的。一個(gè)隨后處理步驟例如是 丁基橡膠的鹵化作用。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。
[0062] 進(jìn)入該加熱器的流體F典型地并且優(yōu)選地具有KTC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25, 000mPa*s的范圍內(nèi)，優(yōu)選地在500mPa*s至 5, 000mPa*s的范圍內(nèi)。
[0063] 一個(gè)加熱器可以是任何能增加流體F的溫度的裝置。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中， 加熱器2是一個(gè)熱交換器。該加熱介質(zhì)是選自下組，其組成為：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(cè)面上。在這些管中可以應(yīng)用多個(gè)專(zhuān)門(mén)的插入件以提高熱傳遞。還可以使用另一個(gè)類(lèi)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(lèi)型的熱交換器的優(yōu)點(diǎn)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(gòu) 的。在一個(gè)較不優(yōu)選實(shí)施方案中，還可以施用板型熱交換器。
[0064] 一經(jīng)加熱就獲得了加熱的流體G。該加熱過(guò)的流體G具有比流體F更高的溫度，優(yōu) 選KKTC至200°C、更優(yōu)選IKTC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(guò)的流體G進(jìn)一步運(yùn)送到一個(gè)脫氣容器4中。
[0065] 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(guò) 一根真空管線(xiàn)4. 1從該加熱過(guò)的流體G中去除。在該脫氣容器4中的壓力是例如在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)。
[0066] 經(jīng)由該真空管4. 1線(xiàn)去除的這些蒸氣優(yōu)選地濃縮并且再循環(huán)進(jìn)入到用于流體F的 制備的過(guò)程中。在脫氣并且分離之后獲得一種濃縮的流體H，它借助于一個(gè)泵4. 2從該脫氣 容器4去除。
[0067] 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，將該脫氣容器設(shè)計(jì)成旋流器的形狀以進(jìn)一步 幫助蒸氣從加熱過(guò)的流體G中分離出。在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，該脫氣容器4 具有一個(gè)圓錐形的或至少準(zhǔn)球形形狀的底，以允許該容器被完全或基本上完全倒空。
[0068] 在另一個(gè)實(shí)施方案中，可以加熱該脫氣容器的內(nèi)表面。
[0069] 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。
[0070] 由于在這個(gè)階段的濃縮流體H的高粘度，優(yōu)選將該泵的入口設(shè)計(jì)為具有一個(gè)大的 入口，由此減少在該入口處的壓降。
[0071] 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(jī)式 泵，像反向旋轉(zhuǎn)或同向旋轉(zhuǎn)單或雙螺桿擠出機(jī)、或捏合機(jī)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。
[0072] 在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，該泵4. 2包括一個(gè)擠出機(jī)或一個(gè)捏合機(jī)與一個(gè)齒輪 泵的一種組合，由此該齒輪泵是從該擠出機(jī)或捏合機(jī)進(jìn)料的。在這個(gè)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(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，流體G的溫度和在該脫氣容器4中的壓力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(dòng)的，并且包括例如從IOwt %到60wt %、優(yōu)選從25wt % 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（鹵）丁基橡膠），以及從大約 40wt%到大約90wt%，優(yōu)選從40wt%到75wt%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(jī)化合物以及水總計(jì)高達(dá)90wt %到IOOwt %、優(yōu)選95wt %到IOOwt % 的流體H的總質(zhì)量。
[0073] 在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中并且其中該進(jìn)料流體F包括水、流體H，包括例如從 10界1:%到6〇￥1:%、優(yōu)選從25￥1:%到6〇￥1:%的非揮發(fā)性的聚合物（優(yōu)選合成橡膠、并且更優(yōu) 選（鹵）丁基橡膠），從大約25wt %到大約90wt %，優(yōu)選從25wt %到75wt %的揮發(fā)性的 有機(jī)化合物，特別是一種溶劑，以及大約0. 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(jī)化合物以及水總計(jì)高達(dá)90wt%到100wt%、優(yōu)選95wt%到 IOOwt %的流體H的總質(zhì)量。
[0074] 該濃縮流體H的溫度是低于該加熱過(guò)的流體G的溫度，并且是例如在15 °C至 100°C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(dòng)的。
[0075] 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(guò)一個(gè)再加熱單元6 以獲得一種再加熱過(guò)的濃縮流體L。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，該再加熱單元包括一個(gè)熱交 換器，由此同一披露包括關(guān)于加熱介質(zhì)的優(yōu)選，并且施用如上所述的對(duì)于熱交換器2的熱 交換器類(lèi)型。
[0076] 該再加熱過(guò)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°C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(guò)的濃縮流體L仍然是如 以上所定義的自由流動(dòng)的。
[0077] 在步驟c)中，使在步驟b)中獲得的該再加熱過(guò)的濃縮流體L通過(guò)到一個(gè)擠出機(jī) 單元并且在該進(jìn)料點(diǎn)12處加入到該擠出機(jī)脫氣區(qū)段的傳送區(qū)段16中。
[0078] 適當(dāng)?shù)臄D出機(jī)類(lèi)型包括單螺桿和多螺桿擠出機(jī)（包括任何數(shù)目的桶以及螺桿元 件的類(lèi)型），以及其他單一或多軸運(yùn)送捏合機(jī)。多螺桿擠出機(jī)的可能的實(shí)施方案是雙螺桿擠 出機(jī)、環(huán)擠出機(jī)或行星輥擠出機(jī)，由此雙螺桿擠出機(jī)和行星輥擠出機(jī)是優(yōu)選的。
[0079] 單螺桿擠出機(jī)包括具有一個(gè)軸向振動(dòng)螺桿的那些。雙螺桿擠出機(jī)例如是反向旋轉(zhuǎn) 嚙合、反向旋轉(zhuǎn)非嚙合、同向旋轉(zhuǎn)嚙合、以及同向旋轉(zhuǎn)非嚙合雙螺桿擠出機(jī)，由此同向旋轉(zhuǎn) 嚙合雙螺桿擠出機(jī)是優(yōu)選的。
[0080] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，這些擠出機(jī)可以或者經(jīng)由這些桶加熱到高達(dá)300°C 的溫度或冷卻。
[0081] 在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，該擠出機(jī)包括在不同的溫度下彼此獨(dú)立地操作多個(gè)分 離的區(qū)的裝置，使得這些區(qū)可以是或者加熱的、非加熱的、或冷卻的。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方 案中，該擠出機(jī)包括對(duì)于每個(gè)傳送區(qū)段至少一個(gè)分離的區(qū)，這些分離的區(qū)可以在不同的溫 度下被獨(dú)立地操作。
[0082] 優(yōu)選的擠出機(jī)材料應(yīng)當(dāng)是無(wú)腐蝕性的并且應(yīng)當(dāng)基本上防止該再加熱過(guò)的濃縮流 體L和該產(chǎn)品P被金屬或金屬離子污染。
[0083] 優(yōu)選的擠出機(jī)材料包含：氮化鋼、雙煉鋼、不銹鋼、基于鎳的合金、復(fù)合材料，像燒 結(jié)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)。
[0084] 該傳送區(qū)段16對(duì)一個(gè)通氣口 15開(kāi)放。在該傳送區(qū)段16上使該溶劑的一部分蒸 發(fā)并且從該再加過(guò)的熱濃縮流體L分離出。蒸氣通過(guò)該通氣口 15經(jīng)由一個(gè)蒸氣管線(xiàn)15. 1 去除。
[0085] 因?yàn)樵撜舭l(fā)揮發(fā)性化合物具有一種向通氣口夾帶該再加熱過(guò)的濃縮流體L或該 產(chǎn)品P的傾向，在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，將這些通氣口 15設(shè)計(jì)成能防止材料 (特別是該再加熱過(guò)的濃縮流體L或該產(chǎn)品P)從這些通氣口出來(lái)。
[0086] 完成那些目標(biāo)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(yùn)送返回該擠出機(jī)；或輥或皮帶，它們被施用到這些通氣口內(nèi)部以推 動(dòng)沉積的材料返回該擠出機(jī)中。作為一種替代物或除該上述的之外，可以對(duì)這些通氣口施 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、乙烯-四氟乙 烯（ETFE)、聚四氟乙烯（PTFE)、以及鎳合金。
[0087] 在該通氣口 15處的壓力是例如在IhPa與2, OOOhPa，優(yōu)選地在5hPa與900hPa之 間。
[0088] 該蒸氣管線(xiàn)15. 1可以是并且優(yōu)選連接到一個(gè)冷凝系統(tǒng)上。
[0089] 總體上，該冷凝系統(tǒng)的目的是收集通過(guò)這些通氣口經(jīng)由這些蒸氣管線(xiàn)去除的揮發(fā) 性化合物，并且典型地包括一個(gè)冷凝器和一個(gè)真空泵?？梢允褂帽绢I(lǐng)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。
[0090] 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(jìn)行一個(gè)相分離之后以 將這些揮發(fā)性有機(jī)化合物從水分離，進(jìn)入用于制備流體F的一個(gè)處理過(guò)程中。
[0091] 該傳送區(qū)段16是由一個(gè)聚積區(qū)段20端接的。該積聚的目的是保證在該通氣口 15 中的某一壓力水平，并且將機(jī)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。可以將它設(shè)計(jì)成包括例如多個(gè)捏合或節(jié)流元件、多 個(gè)起泡盤(pán)或多個(gè)?？诎濉?br> [0092] 多個(gè)節(jié)流元件的實(shí)例是圓錐的或圓柱形流路徑或其他的節(jié)流裝置。
[0093] 在該聚積區(qū)段之內(nèi)多個(gè)捏合元件、起泡盤(pán)或模口板的應(yīng)用是優(yōu)選的，多個(gè)捏合元 件是甚至更優(yōu)選的。捏合元件的實(shí)例包括捏合塊，可以將其設(shè)計(jì)成為雙或三排列向前、向后 的或中性運(yùn)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 單一的、雙或三排列的偏心盤(pán)。這些捏合元件可以在該擠出機(jī)（特別是一個(gè)雙螺桿反向旋 轉(zhuǎn)或同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)）的螺桿軸上按任何組合進(jìn)行組裝。
[0094] 一個(gè)典型聚積區(qū)段包括2至10個(gè)捏合塊，時(shí)常由一個(gè)反向運(yùn)送類(lèi)型的捏合元件終 止。為了在一個(gè)汽提試劑中的混合，可以應(yīng)用多個(gè)齒型元件或具有槽的螺桿元件。
[0095] 偏心盤(pán)優(yōu)選地在該擠出機(jī)的最后區(qū)段中應(yīng)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。
[0096] 對(duì)于行星輥擠出機(jī)，多個(gè)捏合元件像齒型輥或具有槽和間隙的輥是優(yōu)選的。
[0097] 該擠出機(jī)單元總體上可以包括一個(gè)或多個(gè)傳送區(qū)段以及一個(gè)或多個(gè)聚積區(qū)段，由 此該數(shù)目?jī)H由構(gòu)造上的約束來(lái)限制。傳送區(qū)段與聚積區(qū)段的典型數(shù)目是1至30、優(yōu)選2至 20、并且更優(yōu)選3至15。
[0098] 最后的聚積區(qū)段20典型地被設(shè)計(jì)成能在該擠出機(jī)的出口處形成一個(gè)產(chǎn)品塞子， 由此防止周?chē)諝膺M(jìn)入該擠出機(jī)。當(dāng)通過(guò)傳送區(qū)段16和聚積區(qū)段20到出口區(qū)段22時(shí)，該 再加熱過(guò)的濃縮流體L經(jīng)歷了從自由流動(dòng)的再加熱過(guò)的濃縮流體L到該產(chǎn)品P的轉(zhuǎn)變，該 產(chǎn)品典型地具有一個(gè)易碎的外觀。
[0099] 該出口區(qū)段22典型地包括允許該產(chǎn)品離開(kāi)該擠出機(jī)的裝置以及可任選地但優(yōu)選 地產(chǎn)品加工裝備。適當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品加工裝備的實(shí)例包括以下的組合：?？诎迮c切割器；?？诎?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(gè)螺桿元件；渦流器，它們 可以被設(shè)計(jì)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(gè)旋轉(zhuǎn)刀將產(chǎn)品切成片；安置在該擠出機(jī)端板上的固定刀，由此該螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)引起切削作 用，它優(yōu)選地是在當(dāng)用雙螺桿同向旋轉(zhuǎn)、單螺桿以及行星輥擠出機(jī)工作時(shí)應(yīng)用。
[0100] 為減少對(duì)產(chǎn)品的機(jī)械和熱應(yīng)力，在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方案中將該產(chǎn)品加工裝備 與冷卻裝置組合。
[0101] 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(shí)例包含具有 對(duì)流空氣冷卻的氣動(dòng)屑粒傳送機(jī)、具有對(duì)流空氣冷卻的振動(dòng)屑粒傳送機(jī)、具有冷卻的接觸 表面的振動(dòng)屑粒傳送機(jī)、具有對(duì)流空氣冷卻的皮帶傳送機(jī)、具有冷卻的皮帶的皮帶傳送機(jī)， 在該擠出機(jī)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 劑。
[0102] 然后可以將該產(chǎn)品P進(jìn)一步處理用于最終的包裝和運(yùn)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(guò)一個(gè)液壓機(jī)、然后封裝入盒子或板條箱用于運(yùn)輸。
[0103] 總體上，該再加熱過(guò)的濃縮流體L在該進(jìn)料點(diǎn)12處進(jìn)料速率的增加要求在該擠出 機(jī)的螺桿速度上的相應(yīng)增加。此外，該螺桿速度確定了流體L的停留時(shí)間。因此，該螺桿速 度、進(jìn)料速率以及該擠出機(jī)直徑典型地是相互依賴(lài)的。典型地使該擠出機(jī)以這樣一種方式 運(yùn)轉(zhuǎn)使得該無(wú)量綱通過(guò)量V/n*d3被調(diào)節(jié)到大約0. 01至大約0. 2、優(yōu)選大約0. 015至大約 〇. 1，其中V表示該體積流率、η表示按每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)表達(dá)的螺桿速度，并且將d表示的該擠出 機(jī)的有效直徑。最大以及最小進(jìn)料速率以及擠出機(jī)螺桿速度通過(guò)例如該擠出機(jī)的尺寸、包 含在流體L中的合成橡膠產(chǎn)品的物理性質(zhì)以及剩余揮發(fā)性化合物的目標(biāo)值而測(cè)定。然而 考慮到這些性質(zhì)，可以由在本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員通過(guò)一些初步的實(shí)驗(yàn)確定這些操作參 數(shù)。
[0104] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，該擠出機(jī)是以每小時(shí)5到25, 000千克（優(yōu)選每小時(shí) 5到6, 000千克）的進(jìn)料速率操作的。
[0105] 總體上，在該擠出機(jī)中的脫氣可以通過(guò)一種與其他的揮發(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(jī)單元中的任何地方加入，但是優(yōu)選 在一個(gè)或多個(gè)聚積區(qū)段加入。在一個(gè)更優(yōu)選的實(shí)施方案中，將一種汽提試劑加入除最后一 個(gè)20外的一個(gè)或多個(gè)聚積區(qū)段中。
[0106] 適當(dāng)?shù)钠嵩噭┦菍?duì)于該再加熱過(guò)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l〇〇°C下大于IOOhPa的蒸氣壓。
[0107] 在本發(fā)明的背景下，該術(shù)語(yǔ)"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(guò)的濃縮流體（L)和/或該產(chǎn)品（P)中的聚合物起反應(yīng)。適合的汽提試劑是 氮、二氧化碳、惰性氣體、丙烷、丁烷、水、或上述物質(zhì)的一種混合物。汽提試劑的量可以是 0.0001界1：- (%至10￥1：-(%、優(yōu)選0.001￥1：-(%至5￥1：-(%、并且更優(yōu)選0.1￥1：- (%至2￥1：-(%,基于 在出口區(qū)段所獲得的聚合物產(chǎn)品的量。
[0108] 本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種適合于完成根據(jù)本發(fā)明的方法的裝置。因此本發(fā)明還包括 一種裝置，該裝置包括至少
[0109] ?-個(gè)濃縮單元，該濃縮單元包括：一個(gè)與一個(gè)脫氣容器4連通的加熱器2,由此 該脫氣容器4的底部與一個(gè)泵4. 2連通，該脫氣容器4的上部與至少一個(gè)蒸氣管線(xiàn)4. 1連 通
[0110] ?一個(gè)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(gè)擠出機(jī)單元上 的一個(gè)進(jìn)料點(diǎn)12相連通
[0111] ?一個(gè)擠出機(jī)單元，該擠出機(jī)單元包括至少一個(gè)進(jìn)料點(diǎn)12、一個(gè)擠出機(jī)脫氣區(qū)段 16、一個(gè)聚積區(qū)段20以及一個(gè)出口區(qū)段22,由此該擠出機(jī)脫氣區(qū)段16進(jìn)一步包括至少一個(gè) 連接到一個(gè)蒸氣管線(xiàn)15. 1上的通氣口 15。
[0112] 在本發(fā)明的背景下，術(shù)語(yǔ)"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(shù)語(yǔ)"連通"進(jìn)一步包括以下選擇：在這些連通的單元或裝置之間安 排的另外的單元或裝置。
[0113] 圖2示出了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案。圖2示出了另一個(gè)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(gè)濃縮器單元，該濃縮器單元具有一個(gè)泵1、一個(gè) 加熱器2、一個(gè)脫氣容器4、一個(gè)蒸氣管線(xiàn)4. 1、以及一個(gè)泵4. 2 ;-個(gè)包括一個(gè)加熱器6的再 加熱單元；以及一個(gè)擠出機(jī)單元，該擠出機(jī)單元包括具有兩個(gè)傳送區(qū)段16A和16B的兩個(gè)擠 出機(jī)脫氣區(qū)段，這兩個(gè)傳送區(qū)段各自連接到通氣口 15A和15B以及蒸氣管線(xiàn)15. IA和15. IB 上，兩個(gè)端接該傳送區(qū)段16A和16B的聚積區(qū)段18和20, 一個(gè)出口區(qū)段22。除該擠出機(jī)單 元之外，此外包括一個(gè)側(cè)面進(jìn)料器24。
[0114] 總體上，該擠出機(jī)單元可以包括一個(gè)或多個(gè)側(cè)面進(jìn)料器，它可以位于該擠出機(jī)中 的任何地方，優(yōu)選靠近于該進(jìn)料點(diǎn)或該出口區(qū)段22。側(cè)面進(jìn)料器適于將添加劑添加到該聚 合物中。
[0115] 添加劑的實(shí)例特別是對(duì)于（鹵）丁基橡膠產(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），抗氧化劑以及類(lèi)似物。適當(dāng)?shù)目寡?化劑的實(shí)例包括空間位阻酚類(lèi)，像丁基羥基甲苯類(lèi)以及其衍生物類(lèi)（像Inganox 1010和 1076,）、胺類(lèi)、巰基-苯并咪唑類(lèi)、某些亞磷酸酯類(lèi)以及類(lèi)似物。
[0116] 具體而言，使（鹵）丁基橡膠與多種添加劑混合，例如0.0001至4phr環(huán)氧化的黃 豆油（ESBO)、0. 0001至5phr I丐-硬脂酸鹽以及0. 0001至0. 5phr抗氧化劑（phr =相對(duì)于 橡膠重量每百份橡膠的份數(shù)）。還可應(yīng)用其他的添加劑，取決于該丁基橡膠產(chǎn)品的應(yīng)用，即 填充劑或著色劑。
[0117] 作為一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。
[0118] 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，將步驟a)重復(fù)至少一次，優(yōu)選一次或兩次。 重復(fù)步驟a)的優(yōu)點(diǎn)在于：由于對(duì)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(fù)優(yōu)選地是通過(guò)將對(duì)應(yīng)數(shù)目的濃縮單元串 聯(lián)連接而完成的。
[0119] 圖4不出了這個(gè)實(shí)施方案的一個(gè)實(shí)例。圖4不出了另一個(gè)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：具有一個(gè)泵1的一個(gè)雙級(jí)的濃縮器單元；一個(gè)第 一濃縮器單元，該第一濃縮器單元包括一個(gè)加熱器2A、裝配有一個(gè)蒸氣管線(xiàn)4. IA和一個(gè)泵 4. 2A的脫氣容器4A、一個(gè)第二濃縮器單元，該第二濃縮器單元包括一個(gè)加熱器2B、裝配有 一個(gè)蒸氣管線(xiàn)4. IB和一個(gè)泵4. 2B的脫氣容器4B ;-個(gè)包括一個(gè)加熱器6的再加熱單元； 以及一個(gè)擠出機(jī)單元，該擠出機(jī)單元包括具有兩個(gè)傳送區(qū)段16A和16B的兩個(gè)擠出機(jī)脫氣 區(qū)段，這些傳送區(qū)段各自連接到一個(gè)通氣口 15A和15B以及一個(gè)蒸氣管線(xiàn)15. IA和15. IB 上，兩個(gè)端接該傳送區(qū)段16A和16B的聚積區(qū)段18和20, 一個(gè)出口區(qū)段22。使該加熱過(guò)的 流體G經(jīng)受該第一濃縮階區(qū)段，由此獲得預(yù)-濃縮流體J、然后將它通過(guò)加熱器2B再加熱以 獲得該再加熱預(yù)-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(jìn)一步進(jìn)行處理。
[0120] 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，該濃縮單元、再加熱單元或該擠出機(jī)單元可 以彼此獨(dú)立地裝備有一個(gè)或多個(gè)壓力調(diào)節(jié)裝置，這些壓力調(diào)節(jié)裝置允許在預(yù)定條件下非常 精確地操作這些單元。
[0121] 這些壓力調(diào)節(jié)裝置可以是主動(dòng)的或被動(dòng)的，由此主動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置是優(yōu)選的。主 動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置的實(shí)例包括多個(gè)控制閥（像一種壓力釋放閥），被動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置的實(shí)例 包括噴嘴的以及?？诘幕蚩卓诘陌濉＿m當(dāng)?shù)拈y可以選自：球閥、活塞閥、閘閥或針閥。
[0122] 在一種被動(dòng)壓力控制裝置的情況下，優(yōu)選的是計(jì)算引起某一壓降的一種孔口。該 計(jì)算是基于該流體在那點(diǎn)的粘度和通過(guò)量。本領(lǐng)域的任何普通技術(shù)人員可以進(jìn)行這種計(jì) 算。
[0123] 主動(dòng)壓力控制裝置典型地是通過(guò)該裝置上游的一種壓力測(cè)量來(lái)控制的。例如測(cè)量 該壓力并且與設(shè)定值相比較。然后根據(jù)所驗(yàn)證的偏移量調(diào)節(jié)該壓力控制裝置。
[0124] 作為替代方案，測(cè)量跨過(guò)該裝置的壓降而不是該壓力控制裝置上游的絕對(duì)壓力。 該閥位置是手動(dòng)地、電地、氣動(dòng)地、或液壓地調(diào)節(jié)的。該閥位置的控制，即該設(shè)定點(diǎn)的壓力的 調(diào)整可以例如手動(dòng)地或由任何自動(dòng)化的過(guò)程控制系統(tǒng)完成。
[0125] 具有多個(gè)附加的壓力控制裝置的本發(fā)明的一個(gè)此外的實(shí)施方案是如圖3所示，除 了這些壓力控制裝置它與圖2非常類(lèi)似。該加熱過(guò)的流體G的壓力是由壓力控制裝置3控 制的，再加熱過(guò)的進(jìn)入該擠出機(jī)的濃縮流體L的壓力是由壓力控制裝置7控制的。
[0126] 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，將該再加熱過(guò)的濃縮流體（L)注入該擠出機(jī) 單元的該第一擠出機(jī)脫氣區(qū)段，由此該第一擠出機(jī)脫氣區(qū)段在上游方向中包括一個(gè)或多個(gè) 后通氣口，這些通氣口各自連接到一個(gè)蒸氣管線(xiàn)上。
[0127] 后通氣口的優(yōu)點(diǎn)是再加熱過(guò)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。總體上，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。
[0128] 圖5示出了這個(gè)實(shí)施方案的一個(gè)實(shí)例。圖5示出了另一個(gè)流程圖和適合用于完成 根據(jù)本發(fā)明方法的裝置，該裝置包括具有一個(gè)泵1的一個(gè)單級(jí)濃縮器單元；一個(gè)濃縮器單 元，該濃縮器單元包括加熱器2、裝備有一個(gè)蒸氣管線(xiàn)4. 1和一個(gè)泵4. 2的脫氣容器4 ;一 個(gè)再加熱單元，該再加熱單元包括一個(gè)加熱器6 ;以及一個(gè)擠出機(jī)單元,該擠出機(jī)單元包括 三個(gè)擠出機(jī)脫氣區(qū)段，由此進(jìn)料點(diǎn)12定位于該第一擠出機(jī)脫氣區(qū)段上，包括一個(gè)傳送區(qū)段 16A，一個(gè)連接到在上游方向的一個(gè)蒸氣管線(xiàn)13. 1上的后通氣口 13,并且由此該擠出機(jī)單 元進(jìn)一步包括兩個(gè)下游擠出機(jī)脫氣區(qū)段，這兩個(gè)下游擠出機(jī)脫氣區(qū)段各自包括一個(gè)傳送區(qū) 段16B和16C，一個(gè)通氣口 15A和15B，由此這些通氣口 15A和15B各自連接到一個(gè)蒸氣管 線(xiàn)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(gè)聚積區(qū)段18A、18B和 20端接，并且由此該擠出機(jī)單元進(jìn)一步包括一個(gè)出口區(qū)段22?？傮w上，如上說(shuō)明的對(duì)這些 蒸汽進(jìn)行處理，其區(qū)別在于將存在于該再加熱過(guò)的濃縮流體L中的大量的流體化合物經(jīng)由 通氣口 13以及連接到其上的蒸氣管線(xiàn)13. 1去除。
[0129] 圖6示出了這個(gè)實(shí)施方案的另一個(gè)實(shí)例。圖6示出了 了另一個(gè)流程圖和適合用于 完成根據(jù)本發(fā)明方法的裝置，該裝置包括具有一個(gè)泵1的一個(gè)單級(jí)濃縮器單元；一個(gè)濃縮 器單元，該濃縮器單元包括一個(gè)壓力控制裝置3、一個(gè)加熱器2、裝備有一個(gè)蒸氣管線(xiàn)4. 1和 一個(gè)泵4. 2的脫氣容器4 ;一個(gè)再加熱單元，該再加熱單元包括一個(gè)加熱器6 ;以及一個(gè)擠 出機(jī)單元，該擠出機(jī)單元包括一個(gè)在該擠出機(jī)的進(jìn)料點(diǎn)12上游的壓力控制裝置7、四個(gè)擠 出機(jī)脫氣區(qū)段，由此進(jìn)料點(diǎn)12定位于該第一擠出機(jī)脫氣區(qū)段上，由此該第一擠出機(jī)脫氣區(qū) 段包括一個(gè)傳送區(qū)段16A，一個(gè)連接到在上游方向的一個(gè)蒸氣管線(xiàn)13. 1上的后通氣口 13， 并且由此該擠出機(jī)單元進(jìn)一步包括三個(gè)下游擠出機(jī)脫氣區(qū)段，這三個(gè)下游擠出機(jī)脫氣區(qū)段 各自包括一個(gè)傳送區(qū)段16B、16C和16D，一個(gè)通氣口 15A、15B和15C，由此這些通氣口 15A、 15B和15C各自連接到一個(gè)蒸氣管線(xiàn)15. 1A、15. IB和15. 1C，并且由此這些傳送區(qū)段16A、 16B、16C和16D各自由一個(gè)聚積區(qū)段18A、18B、18C和20端接，并且由此該擠出機(jī)單元進(jìn)一 步包括一個(gè)出口區(qū)段22?？傮w上，如上說(shuō)明的對(duì)這些蒸汽進(jìn)行處理。
[0130] 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 % 的一種非揮發(fā)性的聚合物（優(yōu)選一種合成橡膠，并且更優(yōu)選一種（鹵）丁基橡膠）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(jì)高達(dá)90wt %至IOOwt %、優(yōu)選95wt %至IOOwt %的流體F的總質(zhì)量，并且在一個(gè)優(yōu)選的 實(shí)施方案中包含從3wt%至40wt%的一種非揮發(fā)性的聚合物（優(yōu)選一種合成橡膠，并且更 優(yōu)選（鹵）丁基橡膠）從60wt%至95wt%揮發(fā)性化合物，特別是一種溶劑和從0· 5wt%至 20wt%的水，由此這些前述的組分總計(jì)高達(dá)95wt%至lOOwt%的流體F的總質(zhì)量。
[0131] 取決于流體F的來(lái)源，它可以進(jìn)一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(mǎn)足所希望的產(chǎn)品規(guī)格。
[0132] 此外，當(dāng)流體F包含水時(shí)，所希望的是降低含水量以便就其能量消耗而言來(lái)改進(jìn) 該方法。
[0133] 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可以按一種有利的方式達(dá)到剩余親水性的化合物或水或二者的顯著降 低，這是通過(guò)從一種粗制流體A(包含至少一種非揮發(fā)性的聚合物、至少一種揮發(fā)性的有機(jī) 化合物、一個(gè)或多個(gè)親水性的化合物、以及可任選的水）中去除親水性的化合物和可任選 的水的一種方法中制備該流體F，該方法包括至少以下步驟
[0134] pre-a)將該粗制的流體（A)在包括至少一個(gè)分離器具26的至少一個(gè)預(yù)清洗單元 中處理，由此使該流體（A)與水混合以獲得一個(gè)主要包括非揮發(fā)性聚合物和揮發(fā)性有機(jī)化 合物的有機(jī)相28以及一個(gè)主要包括水和親水性化合物的水相27,并且由此在一個(gè)分離器 具26中使該有機(jī)相28從該水相27分離、并且進(jìn)一步用作流體F，并且由此將該水相27的 至少一部分從該分離器具去除（流體C)。
[0135] 在本發(fā)明的背景下，術(shù)語(yǔ)"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(shí)例包括無(wú)機(jī)鹽，并且特別是用于聚合反應(yīng)所使用的催化劑殘余物，例如像 鋁鹽類(lèi)、鐵或其他的過(guò)渡金屬鹽類(lèi)或產(chǎn)生于鹵化反應(yīng)以及中和反應(yīng)的鹵化物。
[0136] 步驟pre-a)的示例性的實(shí)施方案使用圖8、9、10、以及11展示。
[0137] 該預(yù)清洗步驟的一個(gè)非常基礎(chǔ)的和示例性實(shí)施方案是如圖8所示。在步驟pre-a) 中，將包含至少一種非揮發(fā)性的聚合物、至少一種揮發(fā)性化合物、以及至少一種親水性化合 物的流體A轉(zhuǎn)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(gè)有機(jī) 相28和一個(gè)水相27。將有機(jī)相28從分離器具26移除并且進(jìn)一步用作流體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。
[0138] 預(yù)清洗步驟的一個(gè)改進(jìn)實(shí)施方案是如圖9所示。在步驟pre-a)中，將包含至少一 種非-揮發(fā)性的聚合物、至少一種揮發(fā)性化合物以及至少一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,該分離器具裝備有一個(gè)混合器32并且通過(guò)分離壁34 進(jìn)入一個(gè)沉降區(qū)段、其中該混合物分離成一個(gè)水相27以及一個(gè)有機(jī)相28,由此該分離由一 個(gè)凝聚過(guò)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，其中剩余者富含新鮮水E并且在循環(huán)泵36作用下經(jīng)由該再循環(huán)線(xiàn)38再循環(huán)返 回混合區(qū)段30。將該有機(jī)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(guò)程。
[0139] 總體上，在該預(yù)清洗步驟中該凝聚過(guò)濾器是有益的但不是強(qiáng)制性的。它有助于收 集并且聚結(jié)這些小滴并且引導(dǎo)它們至相界面，該界面典型地導(dǎo)致更短的停留時(shí)間。凝聚過(guò) 濾器的適當(dāng)?shù)膶?shí)例包括有結(jié)構(gòu)的或無(wú)結(jié)構(gòu)的填料。有結(jié)構(gòu)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。這些葉片或板可以與該主流方向成直角或平行 或具有一個(gè)傾斜來(lái)安置。無(wú)結(jié)構(gòu)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堅(jiān)板。這些填料可以 由任何一種技術(shù)上可行的材料制成，例如金屬、玻璃、陶瓷、涂覆金屬、加襯里的金屬以及聚 合材料，例如像PTFE、ETFE、聚乙烯（PE)、聚醚醚酮（PEEK)、聚丙烯（PP)、聚酰胺（PA)、以及 聚偏二氟乙烯（PVDF)。
[0140] 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，步驟pre-a)重復(fù)至少一次，優(yōu)選一次。
[0141] 該預(yù)清洗步驟的一個(gè)進(jìn)一步改進(jìn)的并且優(yōu)選的實(shí)施方案是如圖10所示。在這個(gè) 兩階段預(yù)清洗步驟的步驟pre-a)中，將包含至少一種非-揮發(fā)性的聚合物、至少一種揮發(fā) 性化合物以及至少一種親水性化合物的流體A加入一個(gè)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一個(gè)混合器32A并且通過(guò)分離壁34進(jìn)入一個(gè)沉降區(qū)段，其中該 混合物分離成一個(gè)水相27A以及一個(gè)有機(jī)相28A，由此該分離由一個(gè)凝聚過(guò)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，其中剩余者 在循環(huán)泵36A作用下經(jīng)由該再循環(huán)線(xiàn)38A再循環(huán)返回該混合區(qū)段30A。將有機(jī)相28A去除 并且作為流體B加入一個(gè)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一個(gè) 混合器32B并且通過(guò)分離壁34B進(jìn)入一個(gè)沉降區(qū)段，其中該混合物分離成一個(gè)水相27B以 及一個(gè)有機(jī)相28B，由此該分離由一個(gè)凝聚過(guò)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(xiàn)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 中剩余者富含新鮮水E并且在循環(huán)泵36B作用下經(jīng)由該再循環(huán)線(xiàn)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(kāi)該第二分離器具26B的有機(jī)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(guò)程。這種雙級(jí)的預(yù)清洗步驟的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于：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(dǎo)致了在流體C中高濃度的 親水性化合物。
[0142] 在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，該分離是在超過(guò)40°C的溫度下進(jìn)行的。該上 限取決于該聚合物的構(gòu)成和這些分離器具的結(jié)構(gòu)。典型地該上限是125°C。
[0143] 在本發(fā)明的一個(gè)更優(yōu)選的實(shí)施方案中，該分離是在40°C到IKTC的溫度下、優(yōu)選 80°C到IKTC的溫度下進(jìn)行的。
[0144] 取決于流體A的組成以及它們的組分的沸點(diǎn)，該分離器具可以被設(shè)計(jì)成可以在壓 力下操作的。
[0145] 總體上，該預(yù)清洗步驟的效率隨溫度的增加而增加。
[0146] 在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，離開(kāi)該分離器具的有機(jī)相28可以是預(yù)先被加熱 以促進(jìn)流體F的自由流動(dòng)。這個(gè)目的還可以由一個(gè)加熱器完成，由此如對(duì)于加熱器2所披 露的熱交換器是優(yōu)選的。
[0147] 具有對(duì)于流體A和流體F的附加加熱器的一個(gè)此外的改進(jìn)的并且優(yōu)選的實(shí)施方案 是如圖11所示，除了該加熱器之外它與圖10非常類(lèi)似。流體A在進(jìn)入該分離器具之前通 過(guò)加熱器25加熱，離開(kāi)該第二分離器具26B的有機(jī)相28通過(guò)加熱器44加熱。
[0148] 因?yàn)榇种频柠u代丁基橡膠溶液經(jīng)常包含從該聚合物的鹵化產(chǎn)生的高量值的無(wú)機(jī) 鹵化物，步驟pre-a)的進(jìn)行對(duì)于包含鹵代丁基（并且特別是對(duì)于氯代丁基和溴代丁基橡 膠）的流體F是特別有利的。
[0149] 例如，源自丁基橡膠的溴化作用的一種流體A典型地包含根據(jù)溴代丁基橡膠質(zhì)量 計(jì)算的3, 000至5, OOOppm無(wú)機(jī)溴化物水平。當(dāng)進(jìn)行步驟pre-a)時(shí)，可以使這個(gè)水平減少 到小于500ppm、優(yōu)選地小于300ppm、以及甚至更優(yōu)選地小于lOOppm。
[0150] 例如，源自丁基橡膠的氯化作用的一種流體A典型地包含根據(jù)氯代丁基橡膠質(zhì)量 計(jì)算的1，〇〇〇至5, OOOppm無(wú)機(jī)氯化物水平。當(dāng)進(jìn)行步驟pre-a)時(shí)，可以使這個(gè)水平減少 到小于500ppm、優(yōu)選地小于300ppm、以及甚至更優(yōu)選地小于lOOppm。
[0151] 進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)步驟pre-a)的進(jìn)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(duì)于這些后面的步驟a)至c)的一個(gè)顯著更低的能量消耗。
[0152] 本發(fā)明的一個(gè)此外的實(shí)施方案是如圖7所示。圖7示出了一個(gè)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)。
[0153] 在步驟pre-a)中，將包含至少一種非-揮發(fā)性的聚合物、至少一種揮發(fā)性化合物 以及至少一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 有一個(gè)混合器32并且通過(guò)分離壁34進(jìn)入一個(gè)沉降區(qū)段，其中該混合物分離成一個(gè)水相27 以及一個(gè)有機(jī)相28,由此該分離由一個(gè)凝聚過(guò)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，其中剩余者富含新鮮水E并且在循環(huán)泵36 作用下經(jīng)由該再循環(huán)線(xiàn)38再循環(huán)返回該混合區(qū)段30。將有機(jī)相28作為流體F去除。在步 驟a)中將流體F經(jīng)由泵1轉(zhuǎn)移到該加熱器2,由此獲得加熱過(guò)的流體G。將該加熱過(guò)的流 體G加入該脫氣容器4中。將來(lái)自該加熱過(guò)的流體G的這些蒸氣分離并且通過(guò)一個(gè)真空管 線(xiàn)4. 1去除。在脫氣并且分離之后獲得一種濃縮流體H，它通過(guò)一個(gè)泵4. 2從該脫氣容器4 去除。
[0154] 在步驟b)中，然后使在步驟a)中所獲得的濃縮流體H通過(guò)一個(gè)再加熱單元6以 獲得一種再加熱過(guò)的濃縮流體L。在步驟c)中，使在步驟b)中獲得的該再加熱過(guò)的濃縮流 體L通過(guò)到一個(gè)擠出機(jī)單元并且在該進(jìn)料點(diǎn)12處加入該擠出機(jī)的傳送區(qū)段16中。該傳送 區(qū)段16對(duì)一個(gè)通氣口 15開(kāi)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(guò)的濃縮流體L分離。蒸氣通過(guò)通氣口 15經(jīng)由一個(gè)蒸氣管線(xiàn)15. 1去除。該傳送區(qū)段16 是由一個(gè)聚積區(qū)段20封接的。當(dāng)從傳送區(qū)段16和聚積區(qū)段20通過(guò)到該出口區(qū)段22時(shí)， 該再加熱過(guò)的濃縮流體L經(jīng)歷了從自由流動(dòng)的再加熱過(guò)的濃縮流體L到產(chǎn)品P的轉(zhuǎn)變。
[0155] 考慮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。
[0156] 實(shí)例
[0157] 分析方法
[0158] 流體F的含水量：將該樣品送入一個(gè)離心機(jī)中并且在室溫下以4000rpm旋轉(zhuǎn)5分 鐘。然后在該管形瓶底部收集水并且稱(chēng)重。
[0159] 總的揮發(fā)性物濃度：將橡膠樣品切成2x 2mm大小的小片。將大約30g的橡膠片放 入一個(gè)氧化鋁坩堝中。確定該坩堝和橡膠的重量。然后將包括該橡膠樣品的坩堝放置入一 個(gè)在105°C的溫度下的130hPa真空度的真空爐中60分鐘。干燥之后，將該坩堝置于一個(gè)保 干器中并且使其冷卻30分鐘。然后再次對(duì)該坩堝稱(chēng)重。確定重量損失。
[0160] 在產(chǎn)品P中殘余溶劑濃度：該產(chǎn)品的殘余溶劑濃度通過(guò)頂空氣相色譜法測(cè)定。將 樣品的一個(gè)稱(chēng)重部分（0.5+-0.005g)置于一個(gè)頂空氣瓶中，并且加入一個(gè)測(cè)量量值的溶劑 (1，2二氯苯，ODC b)。將該瓶密封，并且搖動(dòng)直到橡膠溶解。將該瓶加熱直到揮發(fā)性有機(jī) 化合物在該瓶中（頂部空間）在樣品與氣相之間處于均衡狀態(tài)分配為止。將一個(gè)等分部分 的該頂空氣注入一個(gè)載氣流中，該載氣沿著一個(gè)色譜柱攜帶該樣品。使用已知的組合物標(biāo) 準(zhǔn)來(lái)校準(zhǔn)該GC。將甲苯加入該溶劑，用作為一個(gè)內(nèi)標(biāo)物。
[0161] 在產(chǎn)品P中殘余水濃度：總的揮發(fā)性物濃度是水、溶劑、以及單體的總和。因?yàn)樵?單體濃度通常是小于0. 〇〇〇5wt %，含水量可以通過(guò)從該總的揮發(fā)性物濃度減去該溶劑濃度 而確定。
[0162] 在流體中溶劑濃度：流體中溶劑的濃度使用氣相色譜法測(cè)量。內(nèi)標(biāo)物是異辛烷。 樣品使用甲苯稀釋并且然后注入氣相色譜儀中。氣相色譜法在一個(gè)HP6890色譜儀上進(jìn)行， 使用以下規(guī)格：
[0163] -柱型 J&W 的 DB-5,長(zhǎng)度 60m，直徑 0· 23_，膜厚 I. 0 μ m
[0164] -注射器溫度：250°C
[0165] -檢測(cè)器溫度：350°C
[0166] -載氣：氦
[0167] 柱壓：96kPa
[0168] 檢測(cè)器：FID
[0169] 流體粘度：粘度在一個(gè)錐板式旋轉(zhuǎn)流變儀中測(cè)量。全部給出的粘度是指外推的零 剪切粘度。
[0170] 實(shí)例1至7 :預(yù)清洗
[0171] 總體注解
[0172] 一種粗制的溴代丁基橡膠溶液，以下表示為流體（A)，是取自一個(gè)商業(yè)的溴代丁基 橡膠生產(chǎn)工廠(chǎng)。流體（A)包含兩個(gè)相：一個(gè)水相（56wt% )以及一個(gè)有機(jī)相（44wt% )。貫 穿這些實(shí)例在該單獨(dú)的有機(jī)相中溴代丁基橡膠相對(duì)于己烷的總比率是不變的，為22wt%溴 代丁基橡膠以及大約78wt%己烷。包含在該流體（A)中的溴代丁基橡膠一經(jīng)最終處理并且 干燥就具有以下性質(zhì)：32±4的門(mén)尼（ML 1+8,125°C )，L 8±0· 2wt%的結(jié)合溴含量。
[0173] 流體（A)此外包括某些添加劑，濃度作為相對(duì)于橡膠質(zhì)量的質(zhì)量部分給出（phr = 每百份橡膠的份數(shù)）：ESB0 :1至I. 6phr，硬脂酸I丐：1· 3至I. 7phr，Irganox 0· 03至0· Iphr
[0174] 該水相具有典型的9. 5的pH-值。除這些添加劑之外，流體（A)包括無(wú)機(jī)的組分， 像溴化物、氯化物、鈣、鈉、鋁以及少量的其他的無(wú)機(jī)組分。
[0175] 在實(shí)例1至7中的實(shí)驗(yàn)使用具有1升容積的玻璃容器進(jìn)行。多個(gè)實(shí)驗(yàn)分批地進(jìn)行。 該容器裝備有一個(gè)攪拌器。
[0176] 在該有機(jī)相中的含水量如以上描述的確定。
[0177] 實(shí)例 1
[0178] 將流體（A)的樣品置于該攪拌的容器中并且在58°C下攪拌10分鐘。然后使攪拌 器停止并且將該樣品留置沉降。30分鐘以后使有機(jī)相從水相分離并且殘留含水量在離心機(jī) 中測(cè)量。水的殘留量是35vol%。
[0179] 實(shí)例 2
[0180] 將160ml的流體㈧置于該容器中并且加入240ml的水。將該混合物在58°C下攪 拌10分鐘。然后使攪拌器停止并且將該混合物留置沉降。30分鐘以后使有機(jī)相從水相分 離并且殘留含水量在離心機(jī)中測(cè)量。在該有機(jī)相中水的殘留量是10. Ovol%。
[0181] 實(shí)例 3
[0182] 將160ml的流體（A)置于該容器中并且加入240ml的水。將該混合物在90°C下攪 拌10分鐘。然后使攪拌器停止并且將該混合物留置沉降。30分鐘以后使有機(jī)相從水相分 離并且殘留含水量在離心機(jī)中測(cè)量。在該有機(jī)相中水的殘留量是6. 5vol%。
[0183] 實(shí)例 4
[0184] 將160ml的流體（A)置于該容器中并且加入240ml的水。將該混合物在105°C下 攪拌10分鐘。然后使攪拌器停止并且將該混合物留置沉降。30分鐘以后使有機(jī)相從水相 分離并且殘留含水量在離心機(jī)中測(cè)量。在該有機(jī)相中水的殘留量是I. 5vol%。
[0185] 實(shí)例 5
[0186] 取一個(gè)流體（A)的樣品并且留置沉降。對(duì)水相和有機(jī)相進(jìn)行分析。該水相含 4940mg/l的無(wú)機(jī)溴化物。該有機(jī)相含20wt%溴代丁基橡膠，68wt%己燒以及12wt%水。在 該有機(jī)相中總的無(wú)機(jī)的溴濃度是〇· 15wt% (1500ppm)。
[0187] 實(shí)例 6
[0188] 將IOOml的在實(shí)例5中獲得的有機(jī)相置于以上描述的攪拌的容器中。加入40ml 的水。將生成的混合物在室溫下攪拌15分鐘并且然后留置沉降30分鐘。所生成的水相含 2280mg/l的無(wú)機(jī)溴化物。該有機(jī)相含總的0. 04wt% (400ppm)的無(wú)機(jī)溴化物。
[0189] 實(shí)例 7
[0190] 將IOOml的在實(shí)例5中獲得的有機(jī)相置于以上描述的攪拌的容器中。加入80ml 的水。將生成的混合物在室溫下攪拌15分鐘并且然后留置沉降30分鐘。所生成的水相含 1100mg/l的無(wú)機(jī)溴化物。該有機(jī)相含總的0.025wt% (250ppm)的無(wú)機(jī)溴化物。
[0191] 實(shí)例8至27 :濃縮和官接蒸發(fā)
[0192] 對(duì)于實(shí)例7至28作為一種進(jìn)料所使用的包含丁基橡膠的該流體（F)是從兩個(gè)不 同的來(lái)源獲得的：
[0193] 流體Fl的制備
[0194] 從一個(gè)商用的生產(chǎn)工廠(chǎng)取一種粗制的丁基橡膠溶液，允許沉降幾小時(shí)并且使有機(jī) 相從大批的水相分離。然后有機(jī)相用來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)作為流體（Fl)。流體（Fl)包含20wt%橡 膠、70wt%己燒、以及10wt%水（以這三種組分的100wt%計(jì)算）。該添加劑相對(duì)于該溴代 丁基橡膠部分的濃度是：
[0195] ESBO :1 到 I. 6phr，硬脂酸I丐：1· 3 到 I. 7phr，以及 Irganox :0· 03 到 0· Iphr
[0196] 溶解在該流體（Fl)中的溴代丁基橡膠一經(jīng)最終處理并且干燥就具有以下性質(zhì)： 28至36的門(mén)尼〇\^1+8，125°〇，1.6￥丨％至2.(^丨％的結(jié)合溴含量。
[0197] 在60°C下流體Fl的粘度是1，760mPa*s。
[0198] 流體F2的制備
[0199] 可商購(gòu)的溴代丁基橡膠具有28至36的門(mén)尼（ML 1+8,125°C)，I. 6wt %至2. Owt % 的溴含量并且將〈〇. 7wt%的一種有機(jī)揮發(fā)濃度溶解在工業(yè)級(jí)的己烷中由此獲得一種流體 (F2)，它包含20wt%橡膠,79wt%己燒以及l(fā)wt%水（按這三個(gè)組分的100wt%計(jì)算）。該 添加劑相對(duì)于該溴代丁基橡膠部分的濃度是：ESBO :1至I. 6phr,硬脂酸I丐：1. 3至I. 7phr, 以及 Irganox :0· 03 到 0· Iphr
[0200] 實(shí)例8至12 :濃縮
[0201] 濃縮器單元
[0202] 用于這些實(shí)例的該濃縮器單元與在圖1中所示的一個(gè)相似。使用一個(gè)活塞泵將流 體Fl泵送到加熱器2中，該流體是如以上所描述而制備的。該加熱器2是一個(gè)單一的套管 型熱交換器。該內(nèi)部管裝備有一個(gè)Kenics型靜態(tài)混合器，該內(nèi)部管的直徑是15_。將該管 通過(guò)一個(gè)管形殼加熱。加熱介質(zhì)是加熱油（Marlotherm)。在該脫氣容器4之前安裝一個(gè)減 壓閥3,該閥的上游壓力被自動(dòng)控制到一個(gè)設(shè)定點(diǎn)值。這個(gè)設(shè)定點(diǎn)被選擇為防止該加熱過(guò)的 流體（Gl)沸騰。將該加熱過(guò)的流體（G)從頂部引入該脫氣容器4中。該脫氣容器4的錐 形的出口裝備有一個(gè)泵4. 2,它是一個(gè)擠出式泵與一個(gè)齒輪泵的組合。該組合具有能夠處理 高粘度并且能夠建立高壓的優(yōu)點(diǎn)。從該濃縮流體（H)取出多個(gè)樣品以研究在濃縮階段之后 的濃度和粘度。
[0203] 實(shí)例 8
[0204] 將該加熱器2的加熱介質(zhì)設(shè)置為125 °C，該分離容器4的壓力是大氣壓 (1013hPa)。在該分離容器4的底部的濃縮流體H是一種自由流動(dòng)的起泡沫的液體，如經(jīng)由 一個(gè)視鏡所觀察到的，并且可以使用如以上描述的抽提泵4. 2從該分離容器容易地運(yùn)送。 該濃縮流體H具有71wt%的己烷濃度以及在60°C下測(cè)量的4, 840mPa*s的粘度。
[0205] 實(shí)例 9
[0206] 該進(jìn)料流體Fl以及該濃縮單元是與在實(shí)例8中相同的。將該加熱器2的加熱介 質(zhì)設(shè)置為155°C，該分離容器4的壓力是大氣壓（1013hPa)。在該分離容器4的底部該濃縮 流體H是一種自由流動(dòng)的起泡沫的液體，如經(jīng)由一個(gè)視鏡所觀察到的，并且可以使用如以 上描述的抽提泵4. 2從該分離容器容易地運(yùn)送。該濃縮流體H具有53wt %的己烷濃度以及 在60°C下測(cè)量的65, 000mPa*s的粘度。
[0207] 實(shí)例 10
[0208] 該進(jìn)料流體Fl以及濃縮單元是與實(shí)例8中相同的。將該加熱器2的加熱介質(zhì)設(shè) 置為170°C，該分離容器4的壓力是大氣壓（1013hPa)。在該分離容器4的底部的濃縮流體 H是一種自由流動(dòng)的起泡沫的液體，如經(jīng)由一個(gè)視鏡所觀察到的，并且可以使用如以上描述 的抽提泵4. 2從該分離容器運(yùn)送而沒(méi)有堵塞或產(chǎn)品積累。該濃縮流體H具有42wt %的己烷 濃度以及在60°C下測(cè)量的317, 700mPa*s的粘度。
[0209] 實(shí)例 11
[0210] 該進(jìn)料流體Fl以及濃縮單元是與實(shí)例8中相同的。將該加熱器2的加熱介質(zhì)設(shè)置 為170°C，該分離容器4的壓力是500hPa。在該分離容器4的底部的濃縮流體H是一種自由 流動(dòng)的起泡沫的液體，如經(jīng)由一個(gè)視鏡所觀察到的，并且可以使用如以上描述的抽提泵4. 2 從該分離容器運(yùn)送。在該分離容器4的錐形的出口區(qū)段觀察到了僅極少的產(chǎn)品積累。該濃 縮流體H具有20wt%的己烷濃度以及在60°C下測(cè)量的7,600,000mPa*s的粘度。
[0211] 實(shí)例 12
[0212] 該進(jìn)料流體Fl以及該濃縮單元是與實(shí)例8中相同的。將該加熱器2的加熱介質(zhì) 設(shè)置為170°C，該分離容器4的壓力是230hPa。在該分離容器4的底部該濃縮流體H是一 種自由流動(dòng)的起泡沫的液體，如經(jīng)由一個(gè)視鏡所觀察到的，并且可以使用如以上描述的抽 提泵4. 2從該分離容器運(yùn)送。在該分離容器4的錐形的出口區(qū)段觀察到了一些產(chǎn)品積累。 該濃縮流體H具有15wt%的己烷濃度以及在60°C下測(cè)量的15, 600, 000mPa*s的粘度。
[0213] 示出了濃縮階段的性能的實(shí)例8至12的結(jié)果總結(jié)在表1中。
[0214] 表 1
[0215]

【權(quán)利要求】
1. 裝置，包括至少 ? 一個(gè)濃縮單元，該濃縮單元包括：與脫氣容器（4)連通的加熱器（2)，由此該脫氣容 器（4)的底部與泵（4. 2)連通，該脫氣容器（4)的上部與至少一個(gè)蒸氣管線(xiàn)（4. 1)連通 籲一個(gè)加熱單元（6)，該加熱單元與該濃縮單元的泵（4. 2)以及在擠出機(jī)單元上的進(jìn) 料點(diǎn)（12)連通 ? 一個(gè)擠出機(jī)單元，該擠出機(jī)單元包括至少一個(gè)進(jìn)料點(diǎn)（12)、一個(gè)擠出機(jī)脫氣區(qū)段 (16)、一個(gè)聚積區(qū)段（20)以及一個(gè)出口區(qū)段（22)，由此該擠出機(jī)脫氣區(qū)段（16)進(jìn)一步包括 至少一個(gè)連接到蒸氣管線(xiàn)（15. 1)上的通氣口（15)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，該泵（4.2)是選自由以下各項(xiàng)組成的組 中：容積式泵、齒輪泵、活塞泵、隔膜泵、螺旋式泵、擠出機(jī)式泵或捏合機(jī)式泵或它們的組合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，該擠出機(jī)單元包括選自由以下各項(xiàng)組 成的組中的擠出機(jī)：?jiǎn)温輻U和多螺桿擠出機(jī)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，該擠出機(jī)單元包括雙螺桿擠 出機(jī)、環(huán)擠出機(jī)或行星輥擠出機(jī)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，該聚積區(qū)段（20)包括多個(gè) 捏合或節(jié)流元件、多個(gè)起泡盤(pán)、或多個(gè)模口板。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，該出口區(qū)段（22)包括選自 由以下各項(xiàng)組成的組中的產(chǎn)品加工設(shè)備：多個(gè)?？诎搴投鄠€(gè)切割器的組合；多個(gè)?？诎搴?多個(gè)在水下成粒的裝置；用于屑粒形成的裝置、多個(gè)渦流器和安置在該擠出機(jī)的端板處的 多個(gè)固定刀。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，該出口區(qū)段（22)包括多個(gè) 冷卻裝置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，將它設(shè)計(jì)為允許以每小時(shí)5 到25, 000千克的進(jìn)料速率操作。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，將該擠出機(jī)單元設(shè)計(jì)為允許 汽提試劑的加入。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，該擠出機(jī)單元包括一個(gè)或 多個(gè)側(cè)面送料器。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，它包括多于一個(gè)濃縮單 元，由此這些濃縮單元串聯(lián)連接。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，該濃縮單元、該再加熱單 元或該擠出機(jī)單元裝備有一個(gè)或多個(gè)壓力調(diào)節(jié)裝置。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，該擠出機(jī)單元包括大于一 個(gè)擠出機(jī)脫氣區(qū)段，由此該進(jìn)料點(diǎn)（12)是位于該第一擠出機(jī)脫氣區(qū)段上，由此該第一擠出 機(jī)脫氣區(qū)段包括至少一個(gè)傳送區(qū)段（16A)、在上游方向上連接到蒸氣管線(xiàn)（13. 1)上的后通 氣口（13)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，它進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè) 預(yù)-清洗單元，這些預(yù)清洗單元各包括至少一個(gè)與這些濃縮單元的一個(gè)或多個(gè)連通的分離 器具（26)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，該分離器具（26)包括至 少一個(gè)混合器（30)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，該分離器具（26)包括至少一個(gè)凝聚過(guò) 濾器（39)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，該分離器具（26)包括至少一個(gè)分離壁 (34)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，該分離器具（26)設(shè)計(jì)為在壓力下操作。
19. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，該脫氣容器（4)具有至少準(zhǔn)球形形狀的 底。
20. 包括根據(jù)權(quán)利要求1至19所述的至少一個(gè)裝置的裝備。
【文檔編號(hào)】C01B5/00GK104385475SQ201410466517
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2009年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2008年9月19日
【發(fā)明者】約爾格·基?；舴? 維爾納·貝克爾, 羅爾夫·費(fèi)爾勒, 保爾·瓦格納, 約翰·洛夫格羅夫, 漢斯-因戈?duì)柗颉けＡ_ 申請(qǐng)人:朗盛國(guó)際股份公司