Способ производства галобутиловых каучуков, не содержащих воду и растворитель

Способ производства галобутиловых каучуков, не содержащих воду и растворитель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение касается продуктов на основе галогенированного бутилового каучука, не содержащих воду и растворитель, а также способа их производства.

Галогенированные бутиловые каучуки обладают важным назначением в промышленности и обычно получаются в результате (со)полимеризации мономеров, которая обычно производится посредством суспензионных, эмульсионных или осуществляемых в растворе способов.

Сополимеризация изобутена и изопрена, которая приводит к бутиловому каучуку, проводится в промышленности, например, при низких температурах примерно от -60°С до -100°C, чтобы получить высокие молярные массы. В суспензионном процессе в качестве разбавителя используют хлорметан, в то время как в процессах, идущих в растворе, в качестве растворителя используется инертный углеводород. После полимеризации полимер бутилового каучука присутствует или в виде суспензии в хлорметане, или в виде гомогенного раствора в углеводороде. Не вступившие в реакцию мономеры также присутствуют в выгружаемой из реактора смеси. Полимер бутилового каучука должен быть извлечен и отделен от разбавителя или растворителя.

После (со)полимеризации выгружаемая из реактора смесь содержит по меньшей мере полимер, растворители, остаточные мономеры и катализатор. Для извлечения полимера поток выгружаемой массы обычно обрабатывается паром и горячей водой. В результате этого большая часть растворителя и не вступивших в реакцию мопомеров отгоняется. Одним недостатком контакта с паром и водой является то, что бутиловые каучуки коагулируются. В таком случае каучуковые полимеры находятся в форме мокрой крошки в воде. Затем большая часть воды отделяется путем сливания, например, с последующим использованием сушильных экструдеров и завершающей стадии вакуумной сушки.

В суспензионном процессе поток, выгружаемый из реактора полимеризации, обрабатывается паром и горячей водой в испарительном аппарате. В результате этого большая часть хлорметана и не вступивших в реакцию мономеров отгоняется, а вода отделяется от этих паров путем конденсации. Когда полимер из реактора нужно перерабатывать дополнительно, как, например, при помощи галогенирования, продукт бутилового каучука может извлекаться непосредственно в виде раствора путем выгрузки содержимого реактора в горячий растворитель, такой как гексан. Хлорметан испаряется после этой стадии, а дополнительная стадия отгонки легких фракций применяется, чтобы удалить сохранившиеся остатки мономера.

При процессе, проводимом в растворе, во время стадии полимеризации используются инертный углеводородный растворитель и алюминийалкилгалогенидный катализатор. Затем оставшиеся мономеры удаляются из раствора в реакторе в процессе перегонки с отгонкой легких фракций. После этой стадии перегонки бутилкаучуковый полимер присутствует в виде гомогенного раствора в углеводороде. Этот раствор или может технологически обрабатываться дальше, как, например, подвергаться стадии галогенирования, или бутилкаучуковый полимер может быть выделен непосредственно из этого раствора. Выделение бутилового каучука из раствора аналогично выделению для суспензионного процесса и также включает взаимодействие с паром и горячей водой, при котором полимер коагулируется. В этом случае бутилкаучуковый полимер присутствует в форме мокрой крошки в воде (от 6 до 10% масс. полимера в воде). Чтобы препятствовать коагуляции, в испарительный аппарат, содержащий крошку бутилового каучука в воде, вслед за коагуляцией/процессом отгонки с паром добавляются соли жирных кислот. Затем, после прибавления добавок бутиловый каучук в процессе дополнительной сушки превращается в конечную форму кип для продажи. Сушка обычно осуществляется путем сливания воды с последующим использованием сушильных экструдеров и конечной стадии сушки в псевдоожиженном слое.

Одной из наиболее важных в коммерческом отношении химических модификаций бутилового каучука является галогенирование, которое приводит к хлорированному и бронированному бутиловому каучуку, в дальнейшем также обозначаемым как галобутиловые каучуки, или по отдельности, как бромбутиловый каучук или хлорбутиловый каучук.

Галобутиловый каучук технологически получается путем взаимодействия раствора обычного бутилового каучука в алкане с хлором или бромом в сосуде с перемешиванием. Вышеупомянутый раствор в большинстве случаев обозначается как клей (связующее). Не вступивший в реакцию галоген и галогеноводороды, получившиеся в качестве побочного продукта, нейтрализуются путем добавления раствора каустической соды. На этой стадии в состав также могут включаться добавки. Полученный в результате раствор затем подвергают отгонке с паром, чтобы удалить растворитель, с помощью этого коагулируя каучук с получением твердого продукта. Этот твердый продукт, как правило, выделяется в виде суспензии в воде с содержанием от 5 до 12%. Стабилизаторы и/или антиокислители добавляются к галогенированному бутиловому каучуку непосредственно перед выделением. Этот галогенированный бутиловый каучук затем подвергают окончательной обработке с использованием механической сушильной установки в процессе, аналогичном процессу, используемому для обычного бутилового каучука; тем не менее, по причине большей реакционной способности галогенированного продукта применяются менее жесткие условия.

Упомянутые выше процессы коагуляции и отгонки с паром имеют в качестве недостатка очень высокий расход энергии. Большое количество пара необходимо не только, чтобы испарить растворитель, но также и для того, чтобы нагревать и поддерживать все количество содержащейся в отпарных колоннах воды при высокой температуре. Также необходимо дополнительное добавление пара, чтобы отгонять остаточные количества растворителя путем снижения парциального давления растворителя в отпарной колонне.

Вышеупомянутые процессы также используют большое количество воды, потому что концентрация бутилового каучука в суспензии после коагуляции, как правило, составляет только от 5 до 12% по массе и лишь от 5% до 20% для галогенированных бутиловых каучуков. Вся вода из этой суспензии образует сточные воды и должна быть утилизирована. Несмотря на то, что эти сточные воды содержат соли натрия из процесса нейтрализации, вторичная переработка и регенерация этих сточных вод для удаления солей натрия не является экономически рентабельной, потому что концентрация соли слишком низкая.

Каучуковая крошка отделяется от основной массы воды механическим путем с использованием простых сетчатых поддонов или экранов. Галогенированный бутиловый каучук после этого первого отделения еще содержит примерно от 30 до 50% воды.

Дальнейшая механическая сушка осуществляется затем с использованием экструдеров путем пластикации продукта и отжимания воды. Недостатком этого механического процесса высушивания является загрязнение воды маленькими частицами каучука, которые не были задержаны ситами, в результате чего сточные воды требуют дополнительной обработки.

Упомянутое выше механическое обезвоживание может только уменьшить содержание влаги до величины примерно от 5 до 15%. В таком случае требуются дополнительные стадии термической сушки. При этом галогенированный бутиловый каучук нагревается до температуры от 150 до 200°C под давлением в одношнековом или двухшнековом экструдере. Чтобы увеличить давление устанавливается пластина с фильерами. Когда галогенированный бутиловый каучук продавливается через эту пластину с фильерами, вода в каучуке испаряется и формирует крошку с открытыми порами. Затем режущее приспособление нарезает эту крошку на маленькие кусочки. Эта крошка передается в конвекционную сушилку, где остаточная влага удаляется под действием горячего воздуха. После такой сушки (гало)бутиловый каучук в большинстве случаев имеет содержание влаги от 0,1 до 0,7%. Затем необходима стадия охлаждения, осуществляемая путем прохождения холодного воздуха через каучуковую крошку, чтобы охладить крошку галогенированного бутилового каучука до максимальной температуры получения кип 60°C. Затем крошка формуется с получением кип под действием гидравлических прессов, и эти кипы упаковываются в коробки или ящики для перевозки.

Вышеупомянутый процесс сушки галогенированных бутиловых каучуков является сложным и требует крупноразмерного оборудования. Кроме того, параметры процесса должны тщательно контролироваться, чтобы избежать теплового или сдвигового напряжения, которые могли бы ускорить ухудшение качеств этого галогенированного бутилового каучука.

Многие другие специальные способы были разработаны с целью удаления воды и летучих органических растворителей из полимеров. Дегазация в экструдере в вакууме, с использованием или без использования растворителей, образующих азеотропы, получила признание при практических применениях в качестве наиболее предпочтительной технологии, тем не менее, энергетические требования таких способов из известного уровня техники являются достаточно высокими.

Патент США US 3,117,953 А1 раскрывает приспособление и способ для очистки полиэтилена высокого давления. В то же время, замена раствором синтетического каучука для полиэтилена в патенте США US 3,117,953 А1 привела бы к крошке, формирующейся до попадания в экструдер, что совсем нежелательно.

Немецкий патент DE 19537113 раскрывает способ и приспособление для полимерных смол, в частности, поликарбонатных смол, с использованием отпарной колонны, декантатора и экструдера. Тем не менее, введение пара давало бы в результате нежелательно высокое содержание остаточной воды или очень высокое потребление энергии.

Патент США US 4,055,001 раскрывает способ получения полимеров, таких как бутиловый каучук, имеющих содержание воды менее чем 0,1% масс., путем использования во время процесса сушки ультразвуковых волноводов. Однако очень высокое напряжение сдвига, сопряженное с использованием ультразвука, является недопустимым для таких полимеров как галобутиловые каучуки.

Европейский патент ЕР 0102122 раскрывает способ для извлечения полимера из раствора, в частности, для извлечения полиэтилена, с использованием частично заполненного экструдера. Однако европейский патент ЕР 0102122 умалчивает об удалении остаточной воды.

Патент США US 2001/056176 А1 раскрывает одностадийный способ извлечения полимера, а точнее говоря, пример концентрирования растворов каучука. При этом раствор каучука нагревается с паром, чтобы удалить имеющиеся растворители в одну стадию путем дегазации в вакууме с получением белой крошки. При этом в патенте США US 2001/056176 А1 требуется большой объемный расход пара, чтобы удалить летучие компоненты при низком давлении пара, а результатом является включение в крошку дополнительной воды, которая впоследствии должна была бы удаляться.

Патент США US 5,283,021 А1 раскрывает двухстадийный способ удаления растворителя из раствора эластомерного полимера. При этом раствор полимера нагревается непосредственно при помощи нагревающейся жидкой среды и распыляется в вакууме. В процессе распыления растворитель испаряется, при этом формируя крошку, которая затем подается в экструдер для дальнейшей дегазации. Тем не менее, образование крошки на этой стадии нежелательно.

Европейский патент ЕР 1127609 A2 раскрывает способ обработки продукта по меньшей мере в одном смесителе-пластикаторе. Европейский патент ЕР 1127609 A2 использует энергию, сообщенную частично через стенку самого смесителя-пластикатора, чтобы испарить растворитель из растворов, содержащих эластомеры и термопластики. По этой причине требуется смеситель-пластикатор с большой площадью поверхности, что является большими капитальными затратами. Другая часть энергии сообщается посредством вращающегося вала смесителя-пластикатора в виде механической энергии. Механическая энергия является более дорогостоящей и, следовательно, менее выгодной с точки зрения окружающей среды, при сравнении с нагреванием паром. Смесители-пластикаторы, использованные в европейском патенте ЕР 1127609 A2, требуют большого объема обслуживания и очистки. Более того, подведение механической энергии посредством смесителя-пластикатора сильно зависит от вязкости продукта, что снижает универсальность применения способа.

Европейский патент ЕР 1165302 А1 раскрывает устройство и метод дегазации пластических материалов. Приспособление в европейском патенте ЕР 1165302 А1 представляет собой экструдер с задним вентиляционным отверстием и несколькими вентиляционными секциями, работающими в условиях вакуума. Вакуум необходим, чтобы достичь низкой остаточной концентрации летучих соединений. Европейский патент ЕР 1165302 А1 раскрывает, что может применяться вымывающий агент, чтобы дополнительно улучшить эффективность дегазации. Пластический материал, использованный в европейской заявке ЕР 1165302 А1 - термопластичный поликарбонат, в конце процесса дегазации остается текучим расплавом. Тем не менее, раствор синтетического каучука, обработанный в соответствии с европейским патентом ЕР 1165302 А1, в конце стадии дегазации превращался бы в крошку и не мог бы обрабатываться далее.

В издании «Process Machinery», Parts I and II, March and April 2000; автор: C.G. Hagberg раскрывается непосредственное быстрое испарение растворов каучука с использованием резервуара для мгновенного вскипания и экструдера. Однако этот источник умалчивает о содержаниях летучих соединений в конечном продукте.

Международная заявка РСТ/ЕР 2009/062073 раскрывает устройство и метод для дегазации нелетучих полимеров. Устройство предпочтительно включает двухшнековый экструдер с задним вентиляционным отверстием и несколько вентиляционных секций в направлении движения потока.

Следовательно, на основании изложенного выше предметом настоящего изобретения являлось предоставить непрерывный, энергосберегающий, экологически и экономически благоприятный способ удаления летучих соединений из жидкости, содержащей по меньшей мере один галогенированный бутиловый каучук, с получением продукта на основе галогенированного бутилового каучука, который в основном не содержит летучих соединений.

Эта задача решается с помощью способа удаления летучих соединений из жидкости, содержащей по меньшей мере один галогенированный бутиловый каучук и по меньшей мере одно летучее соединение, который включает по меньшей мере следующие стадии:

a) обработки этой жидкости по меньшей мере в одной концентрирующей установке, включающей по меньшей мере нагреватель, сосуд для дегазации и испарительный трубопровод, при этом жидкость нагревается, нагретая жидкость подается в сосуд для дегазации, где часть летучих соединений удаляется через испарительный трубопровод с получением концентрированной жидкости,

b) повторного нагревания концентрированной жидкости из стадии а) по меньшей мере в одной установке для повторного нагревания с получением повторно нагретой концентрированной жидкости;

c) подачи повторно нагретой концентрированной жидкости из стадии b) по меньшей мере в один экструдерный узел, включающий по меньшей мере секцию дегазации экструдера, включающую по меньшей мере транспортирующую секцию, вентиляционное отверстие с одним или более испарительными трубопроводами, накопительную секцию и выпускную секцию, при этом летучие соединения удаляются через вентиляционные отверстия и испарительные трубопроводы;

при этом продукт, полученный в выпускной секции, в основном не содержит летучих соединений.

Подчеркивается, что объем изобретения также включает в себя любые желаемые комбинации диапазонов и областей предпочтения, указанные для каждого признака.

В предпочтительном варианте исполнения изобретения повторно нагретая концентрированная жидкость (L) является свободнотекучей. В контексте данного изобретения термин «свободнотекучий» означает вязкость в диапазоне от 100 до 50000000 мПа*с, предпочтительно от 5000 до 30000000 мПа*с и наиболее предпочтительно от 10000 мПа*с до 300000 мПа*с.

В случае если не указано иное, величины вязкости жидкостей относятся к вязкости при нулевом сдвиге, экстраполированной от измерений при данной температуре с использованием вискозиметра Haake Rheostress RS 150 или ротационного реометра типа «конус-пластина» для сильно вязких образцов. Экстраполяция осуществляется путем взятия многочлена 2-го порядка, чтобы отобразить график зависимости напряжения сдвига от скорости сдвига, полученный из измерений. Линейная часть многочлена отражает наклон при скорости сдвига равной нулю и таким образом является вязкостью при нулевом сдвиге.

В контексте данного изобретения термин «в основном не содержащий летучих соединений» означает общую концентрацию летучих соединений меньше чем 1% масс., предпочтительно меньше чем 0,5% масс., в расчете на массу нелетучего полимера.

В частности, термин «в основном не содержащий летучих соединений» означает «в основном не содержащий воду и в основном не содержащий летучих органических соединений».

Считают, что нелетучие полимеры в основном не содержат воду, если остаточная концентрация воды меньше чем 0,5% масс., предпочтительно меньше чем 0,25% масс., более предпочтительно меньше чем 0,1%масс., и в высшей степени предпочтительно меньше чем 0,075% масс. в пересчете на массу полимера.

В контексте данного изобретения термин «летучие органические соединения» означает органические соединения, имеющие температуру кипения ниже 250°C при нормальном давлении.

Галогенированные бутиловые каучуки считаются в основном не содержащими летучих органических соединений, если остаточная концентрация указанных летучих органических соединений меньше чем 0,75% масс., предпочтительно меньше чем 0,25 % масс. и наиболее предпочтительно меньше чем 0,1%масс., в пересчете на массу галогенированного бутилового каучука. Указанные летучие органические соединения обычно представляют собой растворители, использованные на стадии галогенирования, следующей за полимеризацией, и включают углеводороды, такие как гексаны и пентаны.

В данном контексте термин «галогенированный бутиловый каучук» включает бром- и хлорбутиловые каучуки, бромированные и/или хлорированные терполимеры, такие как те, что описаны в патенте США US 6,960,632 и публикации Kaszas с соавт., Rubber Chemistry and Technology, 2001, 75, 155, где к подаваемой исходной смеси при бутильной полимеризации (метилхлориду, загружаемой смеси изобутилена и изопрена со смесью трихлорида алюминия / воды в качестве инициатора) добавляется пора-метилстирол, давая в результате полимер с высокой молекулярной массой, содержащий до 10% мольн. стирольных групп, в произвольном порядке включенных по длине полимерной цепи. Оказывается, что включение пара-метилстирола одинаково по всему молекулярно-массовому распределению благодаря сходству в реакционной способности с изобутиленом. Изопреновые фрагменты внутри бутиловых терполимеров могут бромироваться с помощью общепринятых методов. В качестве альтернативы бромированный терполимер может содержать изомоноолефин с 4-7 атомами углерода, такой как изобутилен, и сомономер, такой как пара-алкилстирол, предпочтительно пара-метилстирол. Вышеуказанные сополимеры являются коммерчески доступными под торговым наименованием EXXPRO 3035, 3433, 3745. Будучи галогенированными, некоторые из алкильных групп заместителей, имеющихся в стирольном мономерном фрагменте, содержат бензилгалогениды, образованные при галогенировании полимера.

В контексте данного изобретения бутиловый каучук предпочтительно обозначает (со)полимер изобутена (2-метилпропена) и изопрена (2-метилбута-1,3-диена). В пересчете на молярное количество содержание изопрена в полимере составляет величину между 0,001% и 20, предпочтительно между 1,8 и 2,3% мольн. Бутиловый каучук состоит из линейных полиизобутеновых цепей с произвольно распределенными изопреновыми структурными единицами. Эти изопреновые структурные единицы вносят в полимерную цепь ненасыщенные участки, чтобы обеспечить возможность вулканизации. Среднемассовая молекулярная масса молекул бутилового каучука Mw обычно находится между 50000 и 1000000 г/моль, предпочтительно между 300000 и 1000000 г/моль.

Галогенированные бутиловые каучуки также содержат определенное количество галогена, ковалентно связанного с молекулами каучука. Это количество ковалентно связанного галогена обычно находится в интервале от более чем 0 до 8%масс.по отношению к общей массе полимера. Галогенированные бутиловые каучуки могут также содержать добавки, например, от 0,0001 до 4 м.ч. (м.ч.=массовых частей на 100 частей каучука по отношению к массе каучука) эпоксидированного соевого масла (ЭСМ), от 0,0001 до 5 м.ч. стеарата кальция и от 0,0001 до 0,5 м.ч. антиокислителей. Другие добавки также являются подходящими в зависимости от применения продукта на основе бутилового каучука, а именно наполнители или красители.

В случае бромбутилового каучука обычное содержание брома в продукте после конечной обработки составляет от 1,5 до 5% масс., предпочтительно от 1,6 до 2,0% масс.

В случае хлорбутилового каучука обычное содержание хлора в продукте после конечной обработки составляет от 1,0 до 5% масс., предпочтительно от 1,15 до 1,35% масс.

Предмет изобретения будет описываться более подробно с помощью схематических чертежей, на которых:

ФИГ.1 показывает одноступенчатую концентрирующую установку, установку для повторного нагревания и экструдерный узел, имеющий одну секцию дегазации экструдера, одну накопительную секцию и одну выпускную секцию.

ФИГ.2 показывает одноступенчатую концентрирующую установку, установку для повторного нагревания и экструдерный узел, имеющий две секции дегазации экструдера, две накопительные секции и одну выпускную секцию.

ФИГ.3 показывает одноступенчатую концентрирующую установку, имеющую клапан сброса давления, установку для повторного нагревания, и экструдерный узел, имеющий клапан сброса давления, а кроме того, имеющий две секции дегазации экструдера, две накопительные секции, боковое загрузочное устройство и выпускную секцию.

ФИГ.4 показывает двухступенчатую концентрирующую установку, установку для повторного нагревания и экструдерный узел, имеющий одну секцию дегазации экструдера, одну накопительную секцию и одну выпускную секцию.

ФИГ.5 показывает одноступенчатую концентрирующую установку, установку для повторного нагревания и экструдерный узел, имеющий три секции дегазации экструдера, три накопительные секции и одну выпускную секцию, при этом одна секция дегазации экструдера представляет собой секцию противоточной дегазации.

ФИГ.6 показывает одноступенчатую концентрирующую установку, имеющую устройство регулирования давления, установку для повторного нагревания, и экструдерный узел, имеющий устройство регулирования давления, четыре секции дегазации экструдера, четыре накопительные секции и одну выпускную секцию, при этом одна секция дегазации экструдера представляет собой секцию противоточной дегазации.

ФИГ.7 показывает одноступенчатую установку для предварительной промывки, одноступенчатую концентрирующую установку, установку для повторного нагревания и экструдерный узел, имеющий одну секцию дегазации экструдера, одну накопительную секцию и одну выпускную секцию.

ФИГ.8 показывает основную установку для предварительной промывки.

ФИГ.9 показывает установку для предварительной промывки, включающую устройство для коагуляции.

ФИГ.10 показывает двухступенчатую установку для предварительной промывки.

ФИГ.11 показывает двухступенчатую установку для предварительной промывки, имеющую дополнительные нагреватели.

ФИГ.12 показывает технологическую схему для предпочтительного процесса.

Основной и приводимый в качестве примера вариант исполнения стадии способа показан на Фиг.1. На стадии а) жидкость F, содержащая по крайней мере один галогенированный бутиловый каучук и по меньшей мере одно летучее соединение, посредством насоса 1 передается в нагреватель 2, где эта жидкость F нагревается.

Жидкость F, также называемая клеем (связующим), содержит, например, от 3 до 50% масс. галогенированного бутилового каучука и от 60 до 97% масс. летучих соединений, в частности, растворителя или растворителя и воды, при этом вышеупомянутые компоненты составляют в сумме от 90 до 100, предпочтительно от 95 до 100%масс.общей массы жидкости F.

Растворитель предпочтительно выбирается из группы, состоящей из линейных или разветвленных алканов, имеющих от 4 до 10 атомов С, предпочтительно от 4 до 7 атомов С.Более предпочтительными растворителями являются н-пентан, изопентан, н-гексан, циклогексан, изогексан, метилциклопентан, метилциклогексан и н-гептан, а также смеси, содержащие или состоящие из этих алканов.

В предпочтительном варианте исполнения изобретения жидкость F содержит от 3 до 40% масс. галогенированного бутилового каучука, от 60 до 95% масс. летучих органических соединений, в частности, растворителя, и от 0,5 до 20% масс. воды, при этом упомянутые выше компоненты составляют в сумме от 95 до 100% масс. общей массы жидкости F.

Жидкость F обычно получается из галогенирования бутилового каучука. Жидкости F, содержащие воду, обычно получаются после процессов отгонки с паром, следующих за полимеризацией.

Жидкость F, поступающая в нагреватель, обычно и предпочтительно имеет температуру от 10°С до 100°С, предпочтительно от 30°С до 80°С. Вязкость жидкости F находится, например, в интервале от 100 мПа*с до 25000 мПа*с, предпочтительно в интервале от 500 мПа*с до 5000 мПа*с.

Нагревателем может быть любое устройство, которое способно увеличивать температуру жидкости F. В предпочтительном варианте исполнения нагреватель 2 представляет собой теплообменник. Нагревающая среда выбирается из группы, состоящей из пара, топочного мазута или перегретой воды. Этот теплообменник является, например, теплообменником кожухотрубчатого типа, где жидкость F находится внутри трубок, а нагревающая среда находится в межтрубном пространстве. Чтобы усиливать передачу тепла, могут применяться специальные вставки в трубках. Также может использоваться другой тип теплообменника, в котором жидкость F находится с наружной стороны трубок теплообменника. Преимуществом упомянутых выше типов теплообменников является предотвращение неравномерного распределения и простое обслуживание, а также хорошая передача тепла. Указанные теплообменники являются хорошо известными и коммерчески доступными. В менее предпочтительном варианте исполнения также могут применяться теплообменники пластинчатого типа.

После нагревания получается нагретая жидкость G. Нагретая жидкость G имеет более высокую температуру чем жидкость F, предпочтительно температуру от 100 до 200°C, более предпочтительно от 110°С до 190°С и даже более предпочтительно от 120°С до 175°C. Эта нагретая жидкость G затем передается далее в сосуд для дегазации 4. В сосуде для дегазации летучие компоненты по меньшей мере частично испаряются. Эти пары отделяются и удаляются из нагретой жидкости G посредством вакуумной линии 4.1. Давление в сосуде для дегазации 4 находится, например, в интервале от 100 гПа до 4000 гПа, предпочтительно в интервале от 200 гПа до 2000 гПа и более предпочтительно в интервале от 230 до 1100 гПа.

Пары, удаленные через вакуумную линию 4.1, предпочтительно конденсируются и возвращаются в цикл процесса получения жидкости F. После дегазации и разделения получается концентрированная жидкость Н, которая удаляется из сосуда для дегазации 4 посредством насоса 4.2.

Как правило, этот сосуд для дегазации может представлять собой испаритель мгновенного вскипания или другое устройство, обычно используемое для удаления летучих соединений, при одновременном наличии короткого времени воздействия.

В предпочтительном варианте исполнения изобретения сосуд для дегазации выполнен в форме циклонного сепаратора, чтобы дополнительно способствовать отделению паров от нагретой жидкости G. В другом предпочтительном варианте исполнения изобретения этот сосуд для дегазации 4 имеет дно конической или по меньшей мере торосферической формы, чтобы позволять сосуду опустошаться полностью или практически полностью.

В другом варианте исполнения внутренняя поверхность сосуда для дегазации может нагреваться.

Насос 4.2 предпочтительно непосредственно соединен с выпускным отверстием сосуда для дегазации 4. В основном соединительная деталь между насосом и сосудом предпочтительно является насколько возможно короткой.

По причине высокой вязкости концентрированной жидкости Н на этой стадии входное отверстие насоса предпочтительно выполнено с большим впуском, таким образом снижая скачок давления у входного отверстия. Это входное отверстие имеет площадь поперечного сечения А_входн, а сосуд для дегазации имеет внутренную поверхность А_дегаз, при этом соотношение А_входн/ А_дегаз составляет, в частности 0,001≤А_входн/ А_дегаз ≤0,4, предпочтительно 0,01≤А_входн/ А_дегаз ≤0,3, более предпочтительно 0,05≤А_входн/ А_дегаз ≤0,25 и наиболее предпочтительно 0,1≤А_входн/ А_дегаз ≤0,2.

Насос 4.2 может выбираться из группы, состоящей из насосов объемного типа, шестеренчатых насосов, поршневых насосов, мембранных насосов, винтовых насосов, насосов экструдерного типа, таких как одношнековые или двухшнековые экструдеры с противоположно вращающимися или однонаправленно вращающимися шнеками, или насосов типа смесителей-пластикаторов. Насосы объемного типа и шестеренчатые насосы являются предпочтительными, шестеренчатые насосы являются даже более предпочтительными.

В другом предпочтительном варианте исполнения насос 4.2 включает комбинацию экструдера или смесителя-пластикатора и шестеренчатого насоса, при этом шестеренчатый насос питается из экструдера или смесителя-пластикатора.

Количество летучих соединений, которое удаляется на этой стадии а), зависит, например, от температуры жидкости G и давления в сосуде для дегазации 4. В предпочтительном варианте исполнения изобретения температура жидкости G и давление в сосуде для дегазации 4 выбираются так, что концентрированная жидкость Н все еще является свободнотекучей, как определено выше, и содержит, например, от 10 до 60, предпочтительно от 25 до 60% масс. нелетучего полимера, предпочтительно синтетического каучука и более предпочтительно (гало)бутилового каучука, и примерно от 40 приблизительно до 90, предпочтительно от 40 до 75% масс. летучих веществ, при этом вышеупомянутые компоненты - нелетучий полимер, летучее органическое соединение и вода в сумме составляют от 90 до 100% масс., предпочтительно от 95 до 100% масс. от общей массы жидкости Н.

В предпочтительном варианте исполнения, и в случае, когда исходное сырье - жидкость F содержит воду, жидкость Н включает, к примеру, от 10 до 60, предпочтительно от 25 до 60% масс. нелетучего полимера, предпочтительно синтетического каучука и более предпочтительно (гало)бутилового каучука, примерно от 25 приблизительно до 90, предпочтительно от 25 до 75% масс. летучих органических соединений, в частности, растворителя, и примерно от 0,5 приблизительно до 15% масс. воды, при этом вышеупомянутые компоненты - нелетучий полимер, летучее органическое соединение и вода в сумме составляют от 90 до 100% масс., предпочтительно от 95 до 100% масс. от общей массы жидкости Н.

Температура концентрированной жидкости Н ниже, чем температура нагретой жидкости G и находится, например, в интервале от 15 до 100°C, предпочтительно в интервале от 30 до 100°C. Давление нагретой жидкости G находится, например, в интервале от 2 до 60 бар, предпочтительно в интервале от 4 до 30 бар. Концентрированная жидкость Н все еще является свободнотекучей, как определено выше.

На стадии b) концентрированная жидкость Н, полученная на стадии а), затем пропускается через установку для повторного нагревания 6, чтобы получить повторно нагретую концентрированную жидкость L. В предпочтительном варианте исполнения эта установка для повторного нагревания включает теплообменник, при этом применяются те же самые пояснения, включая предпочтения, касающиеся нагревательных сред и типов теплообменников, как описано выше для теплообменника 2.

Температура повторно нагретой концентрированной жидкости L выше, чем температура концентрированной жидкости L и находится, например, в интервале от 50°C до 200°C, предпочтительно в интервале от 90°C до 180°C. Давление нагретой жидкости G находится, например, в интервале от 2 до 60 бар, предпочтительно в интервале от 4 до 30 бар. Повторно нагретая концентрированная жидкость L предпочтительно является свободнотекучей, как определено выше.

На стадии с) повторно нагретая концентрированная жидкость L, полученная на стадии b), передается в экструдерпый узел и подается в транспортирующую секцию 16 секции дегазации экструдера в загрузочном отверстии 12.

Подходящие типы экструдеров включают одношнековые и многошнековые экструдеры, имеющие любое число цилиндров и типы червячных элементов, и другие одновальные или многовальные транспортирующие смесители-пластикаторы. Возможными вариантами исполнения многошнековых экструдеров являются двухшнековые экструдеры, кольцевые экструдеры или планетарные вальцовые экструдеры, при этом предпочтительными являются двухшнековые экструдеры и планетарные вальцовые экструдеры.

Одношнековые экструдеры включают те, что имеют шнек, осциллирующий вдоль продольной оси. Двухшнековые экструдеры представляют собой, например, взаимозацепляющиеся с противоположно вращающимися шнеками, работающие без зацепления с противоположно вращающимися шнеками, взаимозацепляющиеся с однонаправленно вращающимися шнеками и работающие без зацепления с однонаправленно вращающимися шнеками двухшнековые экструдеры, причем взаимозацепляющиеся с однонаправленно вращающимися шнеками двухшнековые экструдеры являются предпочтительными.

В одном варианте исполнения изобретения экструдеры могут или нагреваться через цилиндрические части до температуры до 300°С или охлаждаться.

В предпочтительном варианте исполнения экструдер имеет устройства, чтобы производить операции с отдельными зонами независимо друг от друга при разных температурах, так что эти зоны могут или нагреваться, быть ненагретыми или охлаждаться. В другом предпочтительном варианте исполнения экструдер для каждой транспортирующей секции имеет по меньшей мере одну отдельную зону, в которой можно производить операции независимо при различных температурах.

Предпочтительные материалы экструдера должны быть коррозионностойкими и в основном должны предохранять повторно нагретую концентрированную жидкость L и продукт Р от загрязнения металлами или ионами металлов.

Предпочтительные материалы экструдера включают азотированную сталь, сталь, полученную дуплекс-процессом, нержавеющую сталь, сплавы на никелевой основе, композиционные материалы, такие как металлокерамика, материалы, полученные горячим изостатическим прессованием, жесткие износоустойчивые материалы, такие как стеллит, металлы с нанесенным покрытием, с покрытиями, изготовленными, например, из керамики, нитрида титана, нитрида хрома и алмазоподобного углерода (DLC).

Транспортирующая секция 16 выходит к вентиляционному отверстию 15. В транспортирующей секции 16 часть растворителя испаряется и отделяется от повторно нагретой концентрированной жидкости L. Эти пары удаляются через вентиляционное отверстие 15 посредством испарительного трубопровода 15.1.

Поскольку испаряющиеся летучие соединения имеют тенденцию уносить с потоком повторно нагретую концентрированную жидкость L или продукт Р в направлении вентиляционных отверстий, в предпочтительном варианте исполнения изобретения эти вентиляционные отверстия 15 выполнены так, чтобы предохранять материал, особенно повторно нагретую концентрированную жидкость L или продукт Р, от выхода наружу из этих вентиляционных отверстий.

Подходящими устройствами для достижения этой цели являются уплотняющие шнеки, которые установлены на вентиляционных отверстиях и передают любой материал обратно в экструдер, или валики, или ленты, которые используются на внутренней части вентиляционных отверстий, чтобы заталкивать отложившийся материал об