Brevet FR2355863A1 — publié le 19780120

La présente invention concerne un procédé pour le séchage en continu de granulés de polyester qui doivent présenter pour leur transformation ultérieure (généralement filage) une faible teneur en vapeur d'eau résiduelle. Les conditions en fin de traitement doivent correspondre au mieux à celles d'équilibre de désorption du produit pour l'humidité finale désirée. Dans le cas de filage de fiBre, celle-ci peut être souhaitée inférieure à 30 ppm. Pour les granulés polyester, qu'ils soient obtenus à partir du ti-méthylglycol-téréphtalate ou de l'acide téréphtalique, cette humidité finale ne peut être obtenue que par traitement avec un fluide gazeux (généralement de l'air) dont le rapport de la tension de vapeur d'eau à la tension de vapeur saturante paur la même température, soit, au plus égal à 0,0008. La température maximale supportée par le produit sans risque de dégradation est de l'ordre de 175 C. Pour obtenir le rapport ci-dessus, il faut que l'air soit traité de façon à ce qu'il ne contienne pas plus de 4 g d'eau/kg d'air sec. Une autre caractéristique essentielle de ce traitement est que chaque granulé pris isolément soit au même niveau d'équiliBre hygrosco pique d'une part et nuait pas été dégradé par oxydation par suite de sa présence prolongée dans le fluide de traitement. Lars de la montée en température des granulés et lorsque ceux-ci atteignent 85 à 88 C, il se produit une modification de la structure cristalline et un nouvel arrangement moléculaire a lieu. Cette agitation moléculaire donne aux particules un comportement visqueux en sorte que 'il n'était maîtrisé, les particules adhéreraient les unes aux autres, pouvant former un bloc compact. Ce phénamAene disparait lorsque les granulés ont atteint leur nouvel arrangement moléculaire. En fonction de la quantité d'énergie fournie, cette transformation peut durer de quelques secondes à plusieurs minutes. Passé ce stade, il ne se produit aucun autre phénomène de plasticité jusqu'à la température de fusion qui est supérieure à 230 C. On constate donc dans ce traitement deux phases essentielles : - mise en température des granulés avec passage de la phase de compor tement visqueux sans qu'il nty ait agglomération des particules, - séchage dans des conditions de traitement telles que lton obtienne ltéquilibre de désorption souhaité grain par grain. Le procédé suivant l'invention pour le séchage des granulés polyester qui passent par une phase momentanée à ltétat visqueux est caractérisé en ce quil est effectué en continu dans un appareil simple comportant une phase de cristallisation et une phase de séchage des granulés sans qu'il y ait la moindre dispersion dans l'écoulement continu des particules, chacune d'entre elles subissant les mêmes conditions et la meme durée de traitemant. La réalisation du procédé suivant l'invention met en oeuvre en un seul appareil conjugué: - 1 dispositif suivant Brevet déposé par la Sté Ame des Etablissements NEU, le 21.11.1974 sous le n 74.40676, intitulé :: tt dispositif de cristalisation en continu de granulés polyester sortant de polymé- risation " - 1 dispositif de silo de traitement pour tous produits granulés nécessitant un temps précis de séjour pour le traitement suivant Brevet déposé par la Sté Ame des Etablissements NEU, le 30.12.1975, sous le n 75.40433, intitulé " silo de traitement à stockage échelonné " L'ensemble de ce dispositif revendiqué est représenté sur le schéma unique joint et comporte :: - 1 couloir vibré (3) d'amenée des granulés à cristalliser délivrant en bout de couloir les granulés sous une largeur voisine du lit fluidisé. Un dispositif pulseur d'air-(15) disperse les granulés non cristallisés sur le lit fluidisé, constitué en majorité de granulés dont la cristallisation est achevée. Une disposition essentielle de l'appareil correspondant à l'inven- tion est que les granulés non cristallisés soient dispersés d'une fanon très uniforme sur une aire constituée en majeure partie de granulés dont la cristallisation est suffisaement avancée pour qu'il nty ait pas d'accolement possible. Pour cela, un certain rapport de proportion est nécessaire entre : ltépaisseur du lit en flalidisation, la surface de dispersion et la quantité de granulés dispersés. un fluidiseur à oscilations forcées ou non (1), contenant des granulés cristallisés et des granulés en cours de traitement. L'épaisseur du lit en fluidisation est réglée à la valeur désirée grâce au seuil articulé (2). La sole de fluidisation (1) comporte une zone de fluidisation très bouillonnate et une zone de fluidisation calme. C'est l'une des reven dications essentielles de cette invention. un dépoussièreur (6) sépare les poussières et particules fines entrai- nees avec l'air de fluidisation. Ces poussières sont récupérées dans le récipient (7). un groupe moto-ventilateur ~(4) avec élément de réchauffage (5) diffuse l nécessaire à la fluidisation. une enceinte verticale reçoit les granulés cristallisés sortant du lit de fluidisation. Cette enceinte comprend les éléments ci-après : . un dispositif d'étalement des granulés (9) . un certain nombre de plateaux de travail (10) La figure unique comporte une représentation de 5 plateaux, mais il est bien évident que le nombre de plateaux étant à adapter à la production, peut être fort variable.La particularité de chacun de ces plateaux est d'être formé d'un certain nombre de lames pouvant pivoter autour d'un axe, actionnées toutes en même temps par un dis positif de commande automatique (servo-mateur, vérin pneumatique, aimant, etc...), lames étant toutes perméables au fluide de traitement, un certain nombre ou toutes ayant les caractéristiques de sole de fluidisation. une sonde de contrôle de niveau (22) placée au-dessus du plateau supérieur permet L'arrêt de llalimentation matière lorsqu'un niveau détermine est atteint. un groupe de préparation et dtintroduction du fluide de traitement Les caractéristiques de ce groupe sont chaque fois détérminées en fonction de la production et de lthumidité finale désirée. La figure unique comporte un filtre sur l'air aspiré (17) , un ensemble de deux déshumidificateurs de l'air aspiré (18) avec batterie de refroidissement (19), ventilateur (20) et réchauffeur (21).Il est bien évident que ltensemble du groupe de préparation et dtintro- duction, dépendant des conditions climatiques locales, de la quan tité d'air à traiter, de la pression nécessaire pour que le fluide traverse les différents plateaux de travail, peut être réalisé avec tout autre système mieux adapté aux conditions d1exploitation, tel que air comprime refroidi et détendu par exemple. Le fluide de traitement est introduit au bas de l'appareil, dans une gaine de distribution, dont l'une des faces, pouvant former sole de flui- disation, laisse passer ce fluide de traitement. un dispositif de vidange de matière en forme de trémie permet de rassembler les granulés ayant subi le traitement en un endroit bien précis. Cet endroit peut correspondre à l'axe de l'appareil comme représenté sur le schéma unique, ou en tout autre endroit mieux adapté au dispositif recevant les granulés traités. une sonde de niveau (23) placée dans la trémie inférieure permet lorsqu'un niveau minimum de matière est atteint, la vidange du plateau de travail le plus bas dans la trémie par action sur un servo-moteur, faisant tourner les lames d'environ 90 degrès afin de les amener dans une position sensiblement verticale, puis rame nant ces lames dans leur position d'origine.Cette position du plateau le plus bas étant retrouvée, la meme manoeuvre assurée par un dispositif de commande identique se fait pour le plateau de travail immédiatement supérieur et ainsi de suite jusque et y compris le plateau le plus haut. Nous avons représenté sur la figure unique, une évacuation des grains traités directement dans la vis d'alimentation des filières du métier. Cette disposition permet d'asservir automatiquement le fonetionnement de ltensemble du dispositif au débit du métier. Le fluide de traitement introduit dans la gaine inférieure (16) passe au travers de la trémie à sole perforée, puis au travers des dif férents plateaux de travail pour être en fin de parcours mélangé dans la hotte placée au-dessus du lit de fluidisation avec l'air ayant servi à la fluidisation des granulés se trouvant dans la zone de cristallisation.Cet air étant très peu chargé en vapeur d'eau, améliore le potentiel thermodyynamique de l'air servant à la fluidisation dans la zone de cristallisation et permet, de ce fait, un préséchage important des granulés pendant la cristallisation. - un ventilateur extracteur (8) évacue la meme quantité d'air que celle introduite au niveau du groupe de préparation au bas du silo de séchage, ainsi que celle introduite éventuellement au niveau du groupe d'insufflation de la zone de fluidisation. Cet air étant dépoussiéré lors du passage dans le séparateur (6}, il ntest pas besoin de prévoir un dépousssiéreur complémentaire. REVENDICATIONS 1 - Appareil unique destiné au traitement en continu des granulés polyester, constitué d'une zone de cristallisation par dis persion des granulés non cristallisés sur un lit de granulés cristallisés, suivi d'une zone de séchage dans une enceinte comportant un certain nombre de plateaux situés les uns au dessus des autres, formés chacun de lames pouvant pivoter au tour d'un axe, toutes les lames d'un meme plateau étant actionnées en meme temps. 2 - Appareil réalisé suivant la revendication 1, comportant un dispositif d'alimentation et de dispersion des grains au dessus du lit fluidisé et dont ltépaisseur de couche est parfaitement réglable. 3 - Appareil réalisé suivant la revendication 1, comportant une sonde de niveau bas, permettant le fonctionnement automatique et échelonné des vidanges de chaque plateau de travail que ltévacuation des granulés soit continue ou discontinue. 4 - Appareil réalisé suivant l'une des revendications 1 à 3, compor- tant, en outre, un dispositif d'alimentation en fluide de traitement susceptible de préparer ce fluide de traitement dans les conditions nécessitées pour le traitement des granulés polyester. 5 - Appareil réalisé suivant l'une des revendications 1 à 4 et comportant, en outre, un dispositif d'extraction du fluide de traitement.