Brevet FR2562898A1 — publié le 19851018

PROCEDE POUR REGLER LA QUANTITE EVACUEE D'UNE BOUILLIE DE PARTICULES DE POLYMERE, AFIN DE RECUPERER CES PARTI- CULES A L'ETAT SECHE ET D'UNE MANIERE EFFICACE ET CONTINUE La présente invention concerne une amélioration apportée au procédé dans lequel une bouillie de polymère solide, diluée avec un diluant particulier, est évacuée en continu d'une zone à haute pression (désignée ci-après sous le nom de "première zone") dans une zone à basse pression main- tenue pratiquement sous la pression atmosphérique (désignée ci-après sous le nom de "seconde zone"), et, dans cette évacuation la bouillie est séparée en ce diluant et en le polymère séché, l'amélioration résidant dans le réglage strict de la qualité de bouillie de polymère solide évacuée. Quelques propositions ont déjà été faites dans des documents de la littérature tels que les brevets des Etats-Unis d'Amérique no 3 285 899, 3 428 619 et 4 126 243, en ce qui concerne les procédés pour extraire en continu une bouillie d'un polymère solide dispersé dans un diluant liquide qui se compose d'au moins une sorte d'hydrocarbures qui sont gazeux à la température ambiante et sous la pression normale, et, en même temps, pour séparer l'agent de dilution et le polymère solide. En particulier, une proposition a été faite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 126 743 précité, en ce qui concerne le procédé de réglage de la quantité évacuée sans avoir recours à un moyen mécanique, mais permettant un large intervalle de réglage. A savoir, on propose un procédé pour le réglage de la quantité de bouillie évacuée par l'a- justement de la quantité de chaleur mise en jeu dans la vapeur chauffée à envoyer dans la canalisation de chauffe dans laquelle la bouillie est évacuée. Un tel procédé permet un large intervalle de réglage et n'est pas du tout un pro- cédé mécanique pour le réglage de la quantité évacuée; c'est donc un excellent procédé convenant pour un fonctionnement industriel effectif. On remarque cependant que l'on rencontre diverses diffi- cuités dans l'ajustement effectif de la quantité de chaleur mise en jeu dans la vapeur pour le chauffage. En d'autres termes, on doit introduire et évacuer une grande quantité de vapeur pour régler la quantité de ------------------------ chauffage, lorsque le réglage est effectué par la quantité de vapeur introduite pour s'écouler dans une chemise de chauf- fage unique, comme il est décrit en référence à la figure 1 du brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 126 743 précité. Ceci signifie que le procédé n'est pas un procédé utilisant effi- cacement la vapeur comme source de chaleur, et, par conséquent, le procédé exige dans son fonctionnement réel à l'échelle in- dustrielle, que l'on fixe au système certains appareillages permettant la réutilisation de la vapeur évacuée. Sur la fi- gure 3 du brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 126 743 pré- cité, il est représenté un autre mode de réalisation du pro- cédé, lequel consiste à diviser la chemise de chauffage en deux ou davantage et à effectuer le réglage par le nombre de chemises de chauffage dans lesquelles la vapeur doit être introduite. Ce mode de réalisation utilise efficacement la vapeur, mais pose le problème que la variation de la quantité de bouillie évacuée devient discontinue, et que, de ce fait, le réglage strict de la quantité de bouillie évacuée devient impossible. A la suite d'efforts opiniâtres et de recherches appro- fondies pour présenter un procédé qui résolve les problèmes ci-dessus, la société déposante a trouvé que l'on peut réa- liser le réglage strict de la quantité de bouillie évacuée en divisant la chemise de chauffage en deux ou davantage et en faisant varier le nombre des chemises de chauffage dans les- quelles la vapeur doit être introduite; et en même temps, en introduisant séparément dans le tube de chauffe des hy- drocarbures ou des hydrocarbures halogénés liquides et en faisant varier la quantité de ce liquide; et elle a mis au point la présente invention. Ainsi, la présente invention concerne un procédé pour l'évacuation en continu d'une bouillie, suivant lequel: (a) on introduit une bouillie de particules de polymère solide, qui est, dans une première zone, maintenue sous une pression suffisante pour maintenir un diluant en phase liquide, dans une canalisation de chauffe, qui se compose d'un tube de chauffe recouvert de deux chemises de chauffage divisionnaires ou davantage, ledit diluant étant constitué d'au moins une sorte d'hydrocarbures ou d'hydrocarbures halogénés qui sont gazeux à la température ambiante et sous la pression normale, et (b) on sépare et on recueille ensuite les particules de polymère solide sensiblement séchées et la vapeur du diluant évaporé dans une seconde zone maintenue sensiblement sous la pression atmosphérique, caractérisé par le fait que l'on règle la quantité de bouillie évacuée au moyen: (i) du nombre de chemises de chauffage dans lesquelles on fait passer la vapeur, et (ii) de la quantité d'hydrocarbures ou d'hydrocarbures halogénés liquides à introduire séparément dans le tube de chauffe; lesdits hydrocarbures ou hydrocarbures halogénés étant gazeux à la température ambiante et sous la pression normale. Le but de la présente invention est de présenter un procédé pour évacuer en continu une bouillie de particules de polymère solide avec un réglage strict de la quantité évacuée et pour séparer et recueuillir les particules de po- lymère solide sensiblement sèches et la vapeur du diluant. évaporé. Dans la présente invention, les particules de polymère solide qui forment la bouillie peuvent, par exemple, être des particules de polyéthylène, de polypropylène, de poly- butène-1, de chlorure de polyvinyle, ou de copolymères de ceux-ci. Comme diluant, on peut citer des gaz liquéfiés tels que le propane, le propylène, le butane, le butène, le chlorure de- vinyle, etc. et leurs mélanges, ou des mélanges liquides de ceux-ci avec l'éthylène, l'hydrogène etc., ou similaires. Le diluant mentionné ci-dessus peut-être un diluant contenant en outre un diluant de point d'ébullition élevé qui est liquide à la température ambiante et sous la pression nor- male, tel que le pentane, l'hexane, l'heptane, le benzène ou le toluène, dans une proportion ne dépassant pas 20% en poids. Dans la présente invention, on peut faire varier la taille du tube de chauffe en fonction de la quantité de bouillie de polymère évacuée à traiter, de la nature du diluant, des pressions de la première et de la seconde zones, de la concentration de la bouillie de particules de polymères, etc., mais pour élargir l'intervalle de réglage de la quantité de bouillie évacuée, il est efficace de donner au tube de chauffe une partie de diamètre interne plus importante et une partie de diamètre interne plus faible, cette dernière partie étant disposée du côté de la première zone, et le rapport des divers diamètres étant de 1, 2-3. La vitesse d'écoulement de la bouillie de polymère peut, de préférence, être de.3-20 m/seconde, à l'orifice d'entrée du tube de chauffe et de 14150 m/seconde à son orifice de sortie (auquel cas cependant la bouillie est la bouillie mélangée des particules de polymère et de la vapeur du diluant), - et la taille du tube de chauffe doit être choisie en consé- quence: Il est souhaitable de fixer la pression dans-la pre- miere zone à 980-4900 kPa au manomètre (10-50 kg/cm2) et la pression dans la seconde zone à 98-686 kPa au manomètre (1-7 kg/cm2). La longueur et le diamètre interne du tube de chauffe et la taille des chemises de chauffage devront être choisis de telle sorte que le diluant puisse être évaporé sensiblement à 100% dans la seconde zone, même si l'on opère à la vitesse d'évacuation de la bouillie maxima désirée, et ils peuvent être choisis concrètement conformément à un procédé connu sur la base de grandeurs physiques telles que chaleur spécifique, chaleur latente d'évaporation ou analogue du diluant. En ce qui concerne le degré de division de la chemise de chauffage, plus la subdivision sera poussée, plus faible sera la quantité d'hydrocarbures ou d'hydrocarbures halogénés devant être introduite dans le tube de chauffage pour modi- fier en continu la quantité de bouillie évacuée. En pratique, cependant, la longueur de la chemise individuelle après subdivision n'est pas inférieure à 1 m, en particulier elle n'est pas inférieure à 5 m. Dans la présente invention, les hydrocarbures ou hydrocar- bures halogénés liquides, --qui sont gazeux à la température ambiante et sous la pression normale, et doivent être in- troduits séparément, peuvent être les mêmes que ceux men- tionnés comme diluants, et en fait, il est préférable d'uti- liser ceux utilisés pour le diluant compte tenu de l'intérêt de la réutilisation de la vapeur séparée et recueillie dans la seconde zone. On est ainsi parvenu en utilisant le procédé de la présente invention, à évacuer efficacement la bouillie avec un réglage strict de la quantité de bouillie évacuée, et ceci présente un intérêt industriel important. La présente invention va maintenant être expliquée en détail sur la base de l'exemple comparatif et l'exemple de mise en oeuvre ci-après. EXEMPLE COMPARATIF: Des essais d'évacuation d'une bouillie sont effectués au moyen de l'installation représentée sur la figure 1. L'installation comprend une canalisation de chauffe de 25,4 mm (1 pouce) de diamètre interne et de 80 m de long, ayant une chemise de chauffage divisée en cinq et une cana- lisation de chauffe de 38 mm (1 pouce et demi) de diamètre interne et de 60 m de long ayant une chemise de chauffage. Chacune des chemises de chauffage est disposée de façon à pouvoir recevoir de la vapeur chauffée sous 137 kPa(1,4 kg/cm2 et l'admission ou l'arrêt de la vapeur chauffée dans chacune des chemises de chauffage peut être commuté en ouvrant ou en fermant les soupapes 4-1, 4-2, 4-3, 4-4, 4-5, et 7, respec- tivement. Les particules de polymère et la vapeur qui quittent les canalisations de chauffage sont séparées dans le cyclone 9 et la vapeur est évacuée par 11 et les particules de polymère sont envoyées en 10. Depuis le réservoir I contenant de la bouillie à 45% en poids de particules de polypropylene, et maintenu à la température de 40 C et sous une pression de 1370 kPa au ma- nomètre (14 kg/cm2), la bouillie est évacuée en ouvrant complè- tement la soupape 2. Le cyclone 9 est maintenu sous la pression de 30 kPa au manomètre (0,3 kg/cm2). En partant d'une situation dans laquelle la vapeur à 137 kPa (1,4 kg/cm2) est envoyée à la totalité (=six) des chemises de chauffage, le nombre des chemises de chauffage auxquelles la vapeur est envoyée est réduit à 5, 4, 3 et 2 en fermant les soupapes, 4-1, 4-2, 4-3 et 4-4, dans cet ordre. Puis dans ces conditions, la quantité de bouillie évacuée varie progressivement de 4,9 tonnes/heure à 7,0 tonnes/heure, 8,6 tonnes/heure, 9,3 tonnes/heure et 10,3 tonnes/heure. EXEMPLE DE MISE EN OEUVRE Dans l'exemple comparatif mentionné ci-dessus, le propy- lène liquide est introduit par la canalisation 12 à raison de 1,2 tonne/heure en même temps qu'on réduit le nombre des chemises de chauffage de 6 à 5. En déterminant la quantité de bouillie évacuée en fonction de la variation de la quantité de propylène introduite, on a trouvé que la quantité de bouillie évacuée augmentait continuellement au fur et à mesure que la quantité de propylène introduite diminuait, et que la quantité de bouillie évacuée atteignait 7,0 tonnes/ heure lorsque la quantité de propylène introduite était nulle. La relation quantitative entre la quantité de bouillie évacuée et la quantité de propylène introduite est représentée sur la figure 2. La figure 1 est un schéma explicatif relatif à un exemple de la présente invention; dans lequel 1 est un réservoir pour la bouillie de polymère; 2, 4-1, 4-2, 4-3, 4-4, 4-5, 7 et 13 sont des soupapes; 5-1, 5-2, 5-3, 5-4, 5-5 et 8 sont des pièges à vapeur; 3-1, 3-2, 3-3, 3-4, 3-5 et 6 sont des chemises de chauffage; 9 est un cyclone; 10 est une trémie 11 est une canalisation d'évacuation de la vapeur; 12 est une canalisation d'introduction des hydrocarbures ou des hydrocarbures halogénés liquides. La figure 2 est un dessin montrant la relation entre la quantité de propylène liquide introduite et la quantité de bouillie évacuée. REVENDICATIONS Procédé pour l'évacuation en continu d'une bouillie, suivant lequel a) on introduit une bouillie de particules de polymère solide, qui est, dans une première zone, maintenue sous une pression suffisante pour maintenir un diluant en phase liqui- de, dans une canalisation de chauffe, qui se compose d'un tube de chauffe recouvert de deux-chemises divisionnaires de chauffage (3-1; 3-2; 3-3; 3-4; 3-5; 6) ou davanta- ge, ledit diluant étant constitué d'au moins une sorte d'hy- drocarbures ou d'hydrocarbures halogénés qui sont gazeux à la température ambiante et sous la pression normale, et b) on sépare et on recueille ensuite les particules de polymère solide sensiblement séchées et la vapeur du diluant évaporé dans une seconde zone maintenue sensiblement sous la pression atmosphérique, caractérisé par le fait qu'on règle la quantité de bouillie évacuée au moyen: (i) du nombre de chemises de chauffage (3-1; 3-2; 3-3; 3-4; 3-5; 6)dans lesquelles on fait passer la vapeur, et (ii) de la quantité d'hydrocarbures ou d'hydrocarbures halogénés liquides à introduire séparément dans le tube de chauffe; lesdits hydrocarbures ou hydrocarbures halogénés étant gazeux à la température ambiante et sous la pression normale.