Brevet FR2028562A1 — publié le 19701009

i 2028562 La présente invention concerne un procédé'de séchage par pulvérisation de solutions de polymères-et en particulier un tel pr cédé de séchage de solutions de polymères de diènes chlorés, On sait que l'on peut évaporer rapidement des solutions 5 et suspensions de certains polymères pour former des particules sèches par séchage par'pulvérisation, c'est-à-dire en évaporant le solvant par pulvérisation de la solution dans une atmosphère chauda De nombreuses solutions de polymères ne se prêtent pas au séchage par pulvérisation soit parce qu'elles sont difficiles à 10 pulvériser, soit parce que les particules solides sont trop légères, trop poisseuses ou autrement impropres à être extraites de l'appareil de séchage. Les polymères de diènes chlorés entrent dans la catégorie des polymères difficiles à extraire rapidement d'une solution par 15 séchage par pulvérisation et les essais qui ont déjà été exécutés dans ce sens n'ont pas eu de succès. On a découvert à présent que si la solution est pulvérisée de manière continue dans une atmosphère ayant la température convenable, on obtient des particules solides qui peuvent être 20 extraites de manière continue de l'appareil de séchage. L'invention a donc pour objet un procédé -de séchage par pulvérisation d'une solution d'un polymère contenant du chlore et dérivant d'un diène aliphatique, suivant lequel on pulvérise la solution dans une zone d'évaporation où cette solution rencontre 25 un courant d'un gaz, la température dans la zone étant inférieure à 75°C. Le recours à des températures supérieures à ?5°C conduit à des poudres difficiles à manipuler et la présente invention procure des polymères à particules meubles qui ont une densité de tas-30 sement de plus de *+0 g/litre et pouvant tomber dans l'intervalle de 150 à 350 g/litre au sortir de l'appareil de séchage. Sous cette forme, les particules peuvent être soutirées rapidement de l'appareil de séchage dans un courant drair, puis séparées de manière continue au moyen d'un système à cyclone. D'autres procédés 35 continus de séparation du solide conviennent, par exemple une technique de dépôt sur une plaque portant une charge électrostatique d'où le polymère est ensuite éliminé par raclage ou sur une plaque portant une charge électrostatique faisant partie d'un transporteur à courroie. !+0 Lorsque le polymère émerge du séchoir par pulvérisation, 70 02654 2 2028562 une certains quantité de solvant peut être entraînée dans les particules et les poudres peuvent subir un séchage supplémentaire si la chose apparaît désirable, mais après l'exécution du séchage par pulvérisation conformément à l'invention, les poudres sont d'ha-5 bitude suffisamment sèches pour passer au broyeur à boulets.Le passage au broyeur à boulets est le procédé classique pour former des particules de polymères de dièn-es chlorés ayant la densité de tassement requise et cette opération peut être exécutée après le séchage par pulvérisation conforaéinent à l'invention pour donner des polymères ayant 10 une densité de tassement encore plus élevée, par exemple dans le cas des poly-isoprènes chlorés, où une densité de tassement de 4.00 à 450 g/litre est intéressante. Les polymères qui sont séparés avantageusement d'une solution par ce procédé sont les polymères contenant du chlore et dérivant de diènes aliphatiques soit par chloration d'un polymère 15 (par exemple un polyisoprène synthétique, un polybutadiène synthétique ou un caoutchouc naturel), soit par polymérisation d'un monomère contenant du chlore (par exemple le 2-chloroisoprène). Le procédé est spécialement applicable aux polymères obtenus par chloration de polyisoprènes naturels et synthétiques 20 en solution, par exemple de polymères ayant une teneur en chlore de 50 à 75 et ■ de préférence de 6'2 à 68% en poids. La solution qui doit être séchée par le procédé de l'invention est celle de l'un des polymères décrits ci-dessus en solution dans un solvant convenable. Le solvant est le plus 25 avantageusement celui dans lequel la chloration a été exécutée et le solvant le plus courant à cette fin est le tétrachlorure de carbone. D'autres solvants saturés riches en chlore conviennent aussi, par exemple un ou plusieurs composés choisis pariai le chloro-fonae, le dichlarobromométhane, le bromotrichlorométhane, le tétrachloroéthane 30 et le tétracnlorodifluoroéthane, seuls ou en mélange avec le tétrachlorure de carbone. Le procédé est exécuté le plus efficacement avec 1 des solvants dont les points d'ébullition sont voisins de celui du tétrachlorure de carbone et de préférence la solution comprend une proportion majeure de tétrachlorure de carbone. 35 II n'est pas nécessaire que les solvants soient exempts d'eau, mais si l'eau est présente en quantité suffisante pour former une seconde phase liquide, il est préférable qu.'un agent émul-sionnant soit ajouté pour que 1''eau-reste- à l'état de suspension stable et uniforme dans la solution du polymère. M3 La concentration du polymère contenant du chlore dans la bad original 70 02654 3 2028562 solution doit être ajustée pour que la pulvérisation an gouttelettes distinctes de la solution soit possible. La concentration qui convient peut varier avec le poids moléculaire du polymère dans la solution et une concentration appropriée peut être établie facile-5 ment de façon expérimentale. Par exemple, une solution du poly-isoprène chloré vendu sous le nom "d'Alloprène", qualité 20 ccp, dans le tétrachlorure de carbone peut être pulvérisée de maniéré satisfaisante pour des concentrations de moins de 5% en poids, mais * il est préférable que la concentration soit réduite à environ k-y, 10 valeur pour laquelle la viscosité de la solution est de 3,6 centi-poises. Lorsque la concentration est abaissée beaucoup au-dessous de cette valeur, par exemple jusqu'à 1%', la solution peut être pulvérisée de manière satisfaisante, mais le procédé devient inefficace parce que de grandes quantités d'énergie thermique sont né-15 cessaires pour évaporer le solvant d'un poids unitaire de polymère solide. Par conséquent, une solution d'une concentration proche de la limite permettant une pulvérisation convenable doit être choisie ainsi qu'on l'a précisé ci-dessus. La solution du polymère est amenée à un pulvérisateur, 20 par exemple par admission sous pression à un ajutage de pulvérisation; la pression exacte n'est pas critique à condition qu'elle soit suffisante pour la formation d'un jet semblable à un brouillard. Le jet de solution polymère peut être émis par un orifice unique conçu pour former un jet conique creux ou par plusieurs aju-25 tages de ce genre convenablement disposés. Il convient de former un jet en brume fine, par exemple dont les gouttelettes ont un diamètre de 10 à 500 microns et de préférence de 20 à 100 microns. Le ou les ajutages de pulvérisation sont disposés de manière à débiter la solution dans une chambre où règne de préférence 30 une pression égale ou inférieure à celle de l'atmosphère et où s'écoule un gaz, par exemple en un courant ou en plusieurs courants de circulation. Le courant de gaz dans la zone d'évapora-tion de la chambre peut être entretenu de diverses façons,par exemple par injection d'air sous pression ou à l'aide d'un ventilateur 3? entraîné mécaniquement et monté à l'intérieur ou à l'extérieur de la chambre. Le mouvement est de préférence réalisé de manière à entraîner les particules partiellement séchées à l'écart des parois de la chambre pour réduire au minimum l'aanérence aux parois. De la chaleur est amenée à la zone d'évaporation, de préférence par chauffage du gaz pénétrant dans la chambre jusa\i'à BAD ORIGNAL 70 02654 2028562 une température beaucoup supérieure à celle à laquelle est maintenue la zone d'évaporation. Une certaine quantité de chaleur se perd aux dépens de l'air admis par conduction aux parois ou à d'autres parties de l'appareil et une certaine fraction de la cha-5 leur apporte la chaleur latente de vaporisation du solvant. La zone d'évapora.tion est maintenue à une température sensiblement uniforme, laquelle peut être mesurée avec avantage dans les conditions de service près de la sortie de vapeur de la chambre. La température de cette zone, mesurée comme étant la température de 10 la suspension gaz/solide en conditions de régime permanent, est inférieure à 75°C et un intervalle avantageux est, par exemple, de 20 à 65°C et de préférence de 25 à 55°C, pour la formation de particules polymères ayant la densité de tassement requise, comme défini ci-dessus. 15 La température du gaz entrant dans la chambre est d'ha bitude supérieure à 80°C et peut être de 100 à 200°C pour le maintien de la température requise à la sortie. Pour une souplesse suffisante du réglage de l'apport de chaleur au gaz entrant et du débit de pulvérisation de la solution de polymère, on peut établir 20 un équilibre thermique convenable tel qu'une,température constan- . te soit mesurée à la sortie de la chambre et que le poids de polymère séché recueilli par unité de temps soit uniforme. Le gaz utilisé pour apporter la chaleur à la chambre d'évaporation et entraîner le produit solide hors de la chambre 25 peut être tout gaz qui ne réagit pas avec le polymère à la température de séchage. L'air est le plus avantageux à cette fin et est préféré,mais d'autres gaz, comme l'azote, l'argon, le dioxyde de carbone, conviendraient aussi, bien qu'étant plus onéreux. Eventuel lement, la vapeur de solvant et, si la chose apparaît désirable, les au-30 très gaz aussi peuvent être recyclés à la zone d'évaporation après " isolement des particules de polymère, ce qui constitue un procédé permettant de mieux régler,pour toute valeur choisie de la température et de la pression,la vitesse d'évaporation des gouttelettes de solution. 35 L'invention est illustrée sans être limitée par les exemples suivants. EXEMPLE 1.- On admet une solution à b% en poids de polyisoprène chloré dans du tétrachlorure de carbone sous une pression de 1+0 7,03 kg/cm dans une chambre de séchage dans laquelle s'écoule de bad ORIGINAL 70 02654 5 2028562 l'air chaud provenant d'une conduite indépendante au débit de 1558 litres/minute. On pulvérise la solution de caoutchouc chloré en un jet conique creux au moyen d'un ajutage ayant un angle de pulvérisation de 80°, le débit étant de 6 litres/heure. Les parti-5 cules de polymère solides résultantes sont entraînées de la chambre par le courant d'air et sont recueillies dans un séparateur à cyclone classique. On mesure la densité de tassement du produit obtenu par exécution du procédé ci-dessus pour diverses températures de l'air. 10 TABLEAU I 15 Température de l'air, °C Densité de tassement du produit g/litre % pondéral de solvant dans le produit Entrée Sortie 165 55 120 19,0 150 55 115 19,5 168 52 120 19,1 195 65 50 13, 11b ^5 200 1*+, 8 96 36 211+ 16,8 20 EXEMPLE 2.- On exécute un essai de séchage par pulvérisation pour des valeurs de concentration de la solution, de pression d'admission et de débit d'air et de solution de polymère qui sont identiques à celles de l'exemple 1. Dans cet essai, la différence est 25 que l'air utilisé et une fraction de la vapeur de solvant sont réchauffés de manière continue et renvoyés à la chambre d'évaporation après que les particules de polymère ont été recueillies dans un séparateur à cyclone. Les résultats figurent au tableau II. TABLEAU II 30 Température de l'air, °C Densité de tassement du produit g/litre % pondéral de solvant dans le produit Entrée Sortie 135 39 260 • 13 A Ikh 50 133 12,7 35 151 50 182 12,6 152 55 15^ 1^,9 70 02654 2028562 6 REVENDICATIONS 1. Procédé pour sécher par pulvérisation une solution d'un polymère contenant du chlore et dérivant d'un diène aliphatique, caractérisé en ce qu'on pulvérise la solution dans une zone d'éva- 5 poration où la solution rencontre un gaz qui s'écoule, la température dans la zone étant inférieure à 75°C«- 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le polymère est un polyisoprène chloré ou un caoutchouc naturel chloré. 10 3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le polymère contient 50 à 75 f° de préférence 62 à 68 fo en poids de chlore. 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la température dans la zone d'éva- 15 poration est de 20 à 65°C et de préférence 25 à 55°C. 5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la concentration du polymère dans la solution est inférieure à 5 % en poids». 6. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 20 précédentes, caractérisé en ce que le solvant est un composé saturé à haute teneur en .chlore. 7. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le solvant est celui dans lequel le polymère a été chloré. 25 8, Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le solvant comprend un ou plusieurs composés choisis parmi le tétrachlorure de carbone, le chloroforme, le dichlorobromométhane, le bromotrichloroéthane, le tétrachloro-éthane et le tétrachlorodifluoroéthane. 30"" 9. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précé dentes, caractérisé en ce que la solution est pulvérisée par un ou plusieurs ajutages. 10. Procédé suivant la revendication 9, caractérisé en ce que la solution est pulvérisée par un ajutage émettant un jet 35 pulvérisé conique creux. 11. Procédé pour sécher par pulvérisation une solution d'un polymère contenant du chlore et dérivant d'un diène aliphatique suivant la revendication 1, comme décrit à l'exemple 1.