DE2359118A1

DE2359118A1 - METHOD OF REMOVING WASTE POLYMER BULK

Info

Publication number: DE2359118A1
Application number: DE19732359118
Authority: DE
Inventors: Donald Herbert Arthur Morris
Original assignee: Monsanto Chemicals Ltd
Current assignee: Monsanto Chemicals Ltd
Priority date: 1972-12-22
Filing date: 1973-11-27
Publication date: 1974-07-04
Also published as: GB1425940A

Description

DR. BERG DIPL.-ING. STAPF DIPL.-ING. SCHWABE OR. DR. SaNDMAIRDR. BERG DIPL.-ING. STAPF DIPL.-ING. SCHWABE OR. DR. SaNDMAIR

PATENTANWÄLTE ZO 59 I IOPATENT LAWYERS ZO 59 I IO

8 MÜNCHEN 86, POSTFACH 86 02 458 MUNICH 86, POST BOX 86 02 45

Anwaltsakte 24- 392Attorney file 24-392 27. November 1973November 27, 1973

Monsanto Chemicals Ltd. London / GroßbritannienMonsanto Chemicals Ltd. London / Great Britain

"Verfahren zum Entfernen von Abfallpolymermassen""Procedure for removing waste polymer masses"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Abfallpolymermassen von bzw. aus Anlagen zum Herstellen oder Verarbeiten von thermoplastischen Polymeren ("Thermoplaste) bzw. die Zerstückelung von Polymermassen und insbesondere ein Verfahren zum Aufbrechen von Massen aus thermoplastischem Polymermaterial, um diese leichter zerteilbar zu machen.The invention relates to a method for removing Waste polymer masses from or from plants for the production or processing of thermoplastic polymers ("thermoplastics) or the fragmentation of polymer masses and in particular a method for breaking masses from thermoplastic polymer material to make them easier to divide.

In Fertigungsanlagen mit großem Durchsatz an schmelzflüssigem, thermoplastischem Material stellt die Ansamm-In manufacturing plants with a high throughput of molten, thermoplastic material represents the accumulation

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lung bzw. der Ansatz verfestigter Thermoplastmassen an ungeeigneten Stellen eine der im Zuge eines wirtschaftlichen und effizienten Betriebs zu überwindenden Schwierigkeiten dar. So baut sich in Massepolymerisationsreaktoren auf der Innenwandfläche häufig eine Kruste aus Polymerisat auf, können Ventilsteuerungsorgane durch verfestigtes Polymerisat blockiert werden, setzen Extruder am Beginn und am Ende des Extrudiervorgangs häufig formlose Polymermassen um die Extrudierdüse an und können ■ Leitungen und Auslaufstellen im Innern leicht Polymer— krusten ansetzen. In diesen und zahlreichen ähnlichen Fällen ist der Aufbau bzw. das Ansetzen von Polymerisat ein Hemmnis für einen Effizienten und oft sogar für einen sicheren Betrieb, so daß der fragliche Teil der Anlage stillgelegt werden muß, um das Polymerisat zu entfernen.development or the approach of solidified thermoplastic materials unsuitable locations are one of the difficulties to be overcome in economic and efficient operation In bulk polymerization reactors, for example, a crust often builds up on the inner wall surface Polymer on, valve control elements can be blocked by solidified polymer, put extruder at the beginning and at the end of the extrusion process often shapeless polymer masses around the extrusion nozzle and can ■ Lines and leakage points inside lightly polymer— create crusts. In these and numerous similar cases, the structure or the preparation of polymer an obstacle to efficient and often even to safe operation, so that the part of the plant in question must be shut down to remove the polymer.

Dies kann langwierig und schwierig sein, da das Polymer gelöst, abgebrannt oder abgeschabt werden muß. Wendet man die letztgenannte Eeinigungsmethode an, so besteht eine gewisse Gefahr, daß dabei der zu reinigende Anlagen— teil beschädigt wird. Die erstgenannte Methode kann dagegen sehr zeitraubend und bezüglich ihrer Wirksamkeit unsicher sein. Die Entfernung des Polymers durch Abbrennen ist schließlich sehr gefährlich, wenn brennbare Gase vorhanden sind.This can be tedious and difficult as the polymer must be loosened, burned off, or scraped off. Turns if the last-mentioned cleaning method is used, there is a certain risk that the equipment to be cleaned - part is damaged. The former method, on the other hand, can be very time consuming and effective be unsure. After all, the removal of the polymer by burning is very dangerous if it is flammable Gases are present.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das es ermöglicht, Anlagen zur Herstel-The invention was therefore based on the object of creating a method that makes it possible to use systems for the production

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lung oder Verarbeitung von Thermoplasten auf verhältnismäßig einfache, sichere und wirksame Weise von Polymeransätzen oder -krusten zu befreien.development or processing of thermoplastics in a relatively simple, safe and effective way of polymer approaches or to free crusts.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs'bezeichneten-Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die zu entfernende Abfallpolymermasse zumindest stellenweise auf-eine Temperatur abkühlt, die unter derjenigen liegt, bei der die Abfallpolymermasse kristallin wird, und sie dann einer physischen Behandlung bzw. mechanischen Kräfteinwirkung unterwirft, die ausreicht, um sie zu zerstückeln.According to the invention, this object is achieved by a method of the type identified at the outset, characterized in that is that the waste polymer mass to be removed is cooled at least in places to a temperature, which is below that at which the waste polymer mass becomes crystalline, and then a physical one Subject to treatment or mechanical force, enough to cut them up.

Der Ausdruck "Abfallpolymer" soll in dem Sinne, wie er in der vorliegenden Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, jegliches Polymermaterial umfassen, das keinen Teil des normalen Aussbosses einer in Betrieb befindlichen Anlage bildet, sondern nach Betriebsschluß in oder an der Anlage zurückbleibt. Dieser Ausdruck umfaßt somit beispielsweise Krusten im Inneren von Reaktoren und Ansätze um Ventile bzw. Regelorgane, Extruderdüsen und Warmebehandlungswalzen.The term "waste polymer" is intended as used in the sense of the term as used in the present description and claims include any polymeric material that does not form part of the normal outgrowth of a plant in operation, but after the end of operations remains in or on the system. This term thus includes, for example, crusts inside reactors and approaches to valves or regulating devices, extruder nozzles and heat treatment rollers.

Wenn Thermoplaste sehr tiefen Temperaturen ausgesetzt werden, so wird dadurch die Molekularstruktur des Polymers verändert, die dabei einen Kristallinitätsgrad annimmt, der den Thermoplast härter bzw. steifer und sprödeWhen thermoplastics are exposed to very low temperatures the molecular structure of the polymer is thereby changed, which assumes a degree of crystallinity which makes the thermoplastic harder or more rigid and brittle

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macht. Wenn dieser Kristallinitatsgrad hoch genug ist, kann eine Masse aus einem Thermoplasten, die vorher dem Versuch, sie durch wiederholte Hammerschläge zu zerbrechen, widerstanden hätte, durch einen verhältnismässig leichten Schlag zerschmettert werden.power. If this degree of crystallinity is high enough, a mass of thermoplastic that has previously been attempted to break with repeated hammer blows, would have withstood, be shattered by a comparatively light blow.

Die zur Zerstückelung der Abfallpolymermasse angewandte mechanische Krafteinwirkung bzw. Bearbeitung kann, wie vorstehend angegeben, aus einer Serie von Schlagen,
z.B. mit einem Hammer oder einem anderen geeigneten Werkzeug, bestehen, was häufig bevorzugt ist. In manchen Fällen führt jedoch auch Kratzen bzw. Schaben, Meißeln oder eine Abhebbehandlung zu befriedigenden Ergebnissen. So kann die mechanische Krafteinwirkung bzw. Bearbeitung, wenn das Abfallpolymer beispielsweise in Form eines
Films auf der Innenseite eines ßeaktionsgefäßes vorliegt, darin bestehen, daß man eine Messerklinge zwischen den I¹XIm und die Reaktionsgefäßwand schiebt und den FilmThe mechanical force or processing used to break up the waste polymer mass can, as indicated above, consist of a series of blows,
for example with a hammer or other suitable tool, which is often preferred. In some cases, however, scratching or scraping, chiselling or a lifting treatment also lead to satisfactory results. Thus, the mechanical force or processing, if the waste polymer, for example in the form of a
Film is present on the inside of a reaction vessel, consist in that one ^{pushes a knife blade between the I 1} XIm and the reaction vessel wall and the film

von der Wand abhebelt. Allgemein gesagt, kann jede beliebige physische Behandlung bzw. mechanische Krafteinwirkung angewandt werden, durch die sich die Form mindestens eines Teils der Abfallpolymermasse durch Anwendung von Druck-, Dehnungs- oder Biegekräften verändern läßt.pried off the wall. Generally speaking, any can physical treatment or mechanical force applied through which the shape is at least change part of the waste polymer mass by applying compressive, stretching or bending forces leaves.

Es ist natürlich nicht wesentlich, daß die ganze Polymermasse der mechanischen Krafteinwirkung bzw. physi-It is of course not essential that the entire polymer mass should be exposed to mechanical force or physical

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sehen Behandlung unterworfen wird, da der Rest häufig verhältnismäßig einfach zerteilt werden kann, sobald einmal der GesamtZusammenhang der Abfallpolymermasse zerstört ist. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird die Polymermasse einer lokalen Abkühlung an ausgewählten Stellen unterworfen, wozu man beispielsweise ein Loch in die Abfallpolymermasse bohren und in dieses Loch dann eine Flüssigkeit, z.B. flüssigen Stickstoff, einleiten kann. Wenn sich die Abkühlwirkung durch die dem Loch benachbarte Polymermasse verbreitet hat, wird die Polymermasse mit einem Hammer bearbeitet, bis sie vollständig zerteilt ist. Erforderlichenfalls können natürlich mehrere Löcher gebohrt und in der angegebenen Weise behandelt werden.see treatment is subjected as the rest is common can be broken up relatively easily once the overall context of the waste polymer mass is destroyed. According to one embodiment of the invention, the polymer mass is subject to local cooling subject to selected sites, including drilling a hole in the waste polymer mass and in this Hole can then introduce a liquid, e.g. liquid nitrogen. When the cooling effect is through the polymer mass adjacent to the hole has spread, the polymer mass is worked with a hammer until it is completely divided. If necessary, of course, several holes can be drilled and in the specified area Way to be treated.

Diese Arbeitsweise ist dann besonders zweckmäßig, wenn der Abfallpolymeransatz eine beträchtliche Dicke aufweist. Wenn das Problem dagegen darin besteht, eine Haut von den Wänden eines Polymerisationskessels zu entfernen, genügt es häufig, flüssigen Stickstoff auf die beschichteten Wände zu gießen und dann mit einem Hammer leicht dagegen zu klopfen.This procedure is particularly useful when the waste polymer batch is of considerable thickness. On the other hand, if the problem is removing a skin from the walls of a polymerization kettle, It is often enough to pour liquid nitrogen on the coated walls, and then use a hammer easy to knock against.

Die für diese Verfahren verwendete Flüssigkeit muß eine ausreichend tiefe Temperatur besitzen, um in dem Polymer einen gewissen Grad an Kristallinität zu erzeugen. In der Praxis ist hierzu für die meisten amorphen PoIy-The liquid used for this process must have a sufficiently low temperature to be present in the polymer to produce some degree of crystallinity. In practice, most amorphous poly-

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meren eine Temperatur unter -50°C und vorzugsweise unter -70 oder sogar -80⁰C erforderlich. Die zweckmäßigsten Flüssigkeiten sind daher, wie festgestellt wurde, verflüssigte Gase, wie Luft, Sauerstoff und Stickstoff. Bei einigen Polymeren genügen höhere oder besser gesagt weniger tiefe Temperaturen, so daß beispielsweise flüssiges Ammoniak verwendet werden kann.meren a temperature below -50 ° C and preferably below -70 or even -80 ⁰ C required. The most useful liquids have therefore been found to be liquefied gases such as air, oxygen and nitrogen. For some polymers, higher or better said less low temperatures are sufficient, so that, for example, liquid ammonia can be used.

Als Kühlmittel muß natürlich nicht unbedingt eine Flüssigkeit verwendet werden. So kann man beispielsweise für einige Polymere einen Feststoff, wie festes Kohlendioxyd, verwenden. Es ist jedoch häufig schwierig, wirksam ein Gas zu verwenden, weil der Wärmeaustausch zwischen dem Gas und der Abfallpolymermasse gewöhnlich nicht schnell genug erfolgt.Of course, a liquid does not necessarily have to be used as the coolant. So you can, for example use a solid such as solid carbon dioxide for some polymers. However, it is often difficult to be effective to use a gas because the heat exchange between the gas and the waste polymer mass is usually not done quickly enough.

Ein weiterer zu berücksichtigender Faktor sind die Verfahrenskosten. Da das Kühl- bzw.' Abschreckmittel gewöhnlich nicht wiedergewonnen werden kann, ist es wünschenswert, daß es aufwendbar, d.h. so preiswert ist, daß sein Verlust die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens nicht in Frage stellt. Außerdem sollte das Kühlmittel zweckmäßigerweise keine korrosiven oder toxischen Dämpfe oder aber Dämpfe entwickeln, die eine Explosion verursachenAnother factor to consider is procedural costs. Since the cooling or ' Quenchant usually cannot be recovered, it is desirable that it is expensive, i.e. so inexpensive, that its loss does not affect the economics of the process questions. In addition, the coolant should expediently not have any corrosive or toxic vapors or but evolve fumes that cause an explosion

könnten. So eignen sich flüssiger Sauerstoff oder flüssige Luft nicht zum Einsatz in der Nähe von Flammen oder elektrischen Leitungen bzw. Schaltungen. Unter anderem aus den vorstehend genannten Gründen wird daher zum Ab-could. For example, liquid oxygen or liquid air are not suitable for use in the vicinity of flames or electrical lines or circuits. Among other things, for the reasons mentioned above, it is therefore

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kühlen der Abfallpolymermasse vorzugsweise flüssiger Stickstoff verwendet.cool the waste polymer mass preferably more liquid Nitrogen used.

Das nachfolgende Beispiel erläutert die Erfindung.The following example explains the invention.

example

Eine kleine Leckstelle in einem Ventil in einer Anlage zur Herstellung von Hochdruckpolyäthylen hatte dazu geführt, .daß sich um das Ventil eine Polyäthylenmasse angesetzt hatte.A small leak in a valve in a plant for the production of high-pressure polyethylene had led to the fact that a polyethylene compound was formed around the valve would have.

In die Abfallpolymermasse wurden in untereinander gleichen Abständen mehrere ,etwa 5jO8 cm tief e. Löcher gebohrt, in die flüssiger Stickstoff eingespritzt wurde, bis das Polymer kristallin wurde. Dann wurden-leichte Schlage mit einem Hammer gegen die Abfallpolymermasse -geführt, wobei diese in Bruchstücke zersprang, die abfielen, so daß die Ventilsteuerung frei von Polymeransammlungen bzw. -ansätzen zurückblieb. ■' Several approximately 508 cm deep e. Holes were drilled into which liquid nitrogen was injected until the polymer became crystalline. Then — light blows with a hammer against the waste polymer mass — were made, which shattered into fragments, which fell off, so that the valve control remained free of polymer accumulations or deposits. ■ '

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Claims

ι Λ .J A method for removing waste polymer from or from plants for the production or processing of thermoplastic polymers (thermoplastics), characterized in that the waste polymer to be removed is cooled at least in places to a temperature below that at which the waste polymer becomes crystalline, and then subjecting it to physical treatment or mechanical force sufficient to disintegrate it.

2. The method according to claim 1, characterized in that the waste polymer mass is cooled in that they are brought into contact with a liquefied gas, the temperature of which is below -50 C.

3. The method according to claim 2, characterized in that that liquid nitrogen is used as the liquefied gas.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the waste polymer mass is cooled in places at selected points.

5. Method according to one of claims 1 to 4-, characterized characterized by applying a series of strokes as physical treatment.

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