易挥发性化合物通过蒸汽蒸馏从聚合物颗粒中的移除

摘要

本发明涉及在处理容器中处理聚烯烃颗粒的方法，所述方法包含步骤：‑在所述处理容器中提供液体中的颗粒床‑从所述处理容器中抽出第一液体流，其中所述第一液体流包含烃类化合物‑将第一蒸汽流引入所述处理容器‑从所述处理容器中抽出第二蒸汽流，其中所述第二蒸汽流包含易挥发烃类化合物‑从所述处理容器中回收所述颗粒，其中，所述第一蒸汽流的温度为从Tb到Tb+10℃，其中，Tb是所述液体在所施加压强下的沸点，并且，所述第一蒸汽流在所述处理容器中产生向上上升的蒸汽流，其表面蒸汽速度不超过0.2m/s，还涉及一套适合进行所述方法的设备。

权利要求

1.一种在处理容器中处理聚烯烃颗粒的方法，其包含如下步骤：-在所述处理容器中提供液体中的颗粒床

-从所述处理容器中抽出第一液体流，其中所述第一液体流包含烃类化合物-将第一蒸汽流引入所述处理容器-从所述处理容器中抽出第二蒸汽流，其中所述第二蒸汽流包含易挥发烃类化合物-从所述处理容器中回收所述颗粒其中，所述第一蒸汽流的温度为从Tb到Tb+10℃，其中，Tb是所述液体在所施加压强下的沸点，并且所述第一蒸汽流在所述处理容器中产生向上上升的蒸汽流，其表面蒸汽速度不超过0.2m/s。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述聚烯烃颗粒包含作为杂质的C1到C30烃，并且其中在所述处理容器中至少一部分的所述烃从所述颗粒中被移除。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一蒸汽流选自水蒸汽、甲醇蒸汽、乙醇蒸汽、丙醇蒸汽、异丙醇蒸汽、丁醇蒸汽及它们的混合物。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述聚烯烃颗粒选自基于C2-C8单体或其混合物的聚烯烃材料。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，一部分所述第一蒸汽流与所述颗粒床接触时冷凝。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述颗粒床与所述第一蒸汽流接触15分钟到12小时。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，将从处理罐中抽出的聚烯烃颗粒在存储和包装前干燥。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，从处理容器抽出的第二蒸汽流被冷凝成第三液体流并被从包含易挥发的烃类化合物的排出气中分离出来。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第三液体流被再引入所述处理容器。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述聚烯烃颗粒在被引入所述处理容器之前造粒并与液体混合。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，在引入所述处理容器之前从所述颗粒中移除一部分液体并存储在液体罐中。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，从所述处理容器中将所述颗粒与所述第一液体流一起抽出，分离，并将所述颗粒再引入到所述处理容器之中。

13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法进一步包含如下步骤：-蒸发部分所述第一液体流以生成第一蒸汽流和第二液体流以及步骤

-将第一蒸汽流引入所述处理容器

即步骤

-将所述第一蒸汽流再引入所述处理容器。

14.一种蒸汽用于从液体中的聚烯烃颗粒中移除易挥发性组分的用途，其中，所述蒸汽的温度为从Tb到Tb+10℃，其中，Tb是所述液体在所施加压强下的沸点，并且，与所述聚烯烃颗粒以不超过0.2m/s的表面蒸汽速度接触。

15.一套用于从聚烯烃颗粒中移除易挥发组分的设备，其包含(a)处理罐或处理罐组(1)，用于所述聚烯烃颗粒的排气；

(b)锅炉或锅炉组(6)，用于生成蒸汽；

(c)管道或管道组(12)，用于将粒浆引入到所述处理罐的上部或引入到所述处理罐组(1)；

(d)管道或管道组(20)，用于将所述蒸汽从所述锅炉或所述锅炉组(6)输送到所述处理罐的下部或输送到所述处理罐组(1)；

(e)管道或管道组(14)，用于将所述颗粒从所述处理罐或所述处理罐组(1)中每个罐的下部抽出；

(f)管道或管道组(21)，用于将蒸汽从所述处理罐或所述处理罐组(1)中每个罐的上部抽出；及(g)管道或管道组(16)，用于将液体从所述处理罐或所述处理罐组(1)中每个罐的下部抽出。

16.根据权利要求15所述的设备，进一步包含(h)管道或管道组(18)，用于将从所述处理罐或所述处理罐组(1)中每个罐中抽出的一部分所述液体输送到所述锅炉(6)。

17.根据权利要求15所述的设备，其中，所述处理罐或处理罐组包含在处理罐或处理罐组(1)的下部和任选地上部的一个或多个蒸馏级(2)。

说明书

易挥发性化合物通过蒸汽蒸馏从聚合物颗粒中的移除

技术领域

[0001] 本发明涉及塑料材料的处理方法，涉及蒸汽用于从塑料材料中移除易挥发性化合物的用途，还涉及用于从塑料材料中移除易挥发性化合物的设备。

背景技术

[0002] 从WO98/40417已知在升高了的温度下通过吹扫蒸汽、惰性气体或空气而去除聚合物气味。从DE19729302中进一步得知可以从水中分离聚丙烯颗粒并在100-130℃下干燥。

[0003] 然而，在升高了的温度下用蒸汽和惰性气体或空气处理聚合物颗粒（例如聚丙烯和聚乙烯）带来一些问题。首先，对于很多应用尤其是在饮用水应用和汽车部件领域，排放、味道和气味没有得到足够的改善。另外，标准吹扫只从塑料材料中将单体含量移到低程度，而太大量的易挥发性组分仍保留在所述材料中。当聚合物会减粘裂化时，这个问题尤其重要。在储存这样的聚合物时，从颗粒中损失的易挥发性组分甚至可以与储存仓中的空气形成爆炸性的混合物。

[0004] 另外，空气吹扫可能引起易挥发性烃与处理仓或共混机中的空气形成爆炸性的混合物的风险。为避免这些爆炸性的混合物，需要降低易挥发物在空气中的浓度，这导致使用大量的空气。需要在催化氧化剂中或可比的方式后处理废气，这显著地增加了投资与运行成本。

[0005] 对于蒸汽处理，需要大的蒸汽消耗与高的蒸汽温度以避免冷凝带来的运行问题，而大的蒸汽消耗与高的蒸汽温度都显著地增加了运行成本。

[0006] 另外，高蒸汽温度对一些类型的塑料材料有害，会导致运行问题例如颗粒结块。

[0007] EP2072203公开了通过用在接近液体沸点温度下的液体处理材料以从塑料材料中移除易挥发性组分的方法。

[0008] 这样的处理有缺点，即易挥发性组分在液体中的累积降低了该方法的效力，使得需要外延的清洁单元，这增加了投资与运行成本。

[0009] 因此，考虑到上述缺点和不利之处，对用于处理塑料材料的、有效地从塑料材料中移除易挥发物并且更加节省成本的改善的方法有需求。

发明内容

[0010] 除非另外具体说明，否则下文中所有百分数都是基于重量的。

[0011] 本发明的一个目的是提供一种方法，其能够用低能量消耗，简化并有效地移除易挥发性组分。本发明进一步的目的是提供一个用于实现这种方法的设备。

[0012] 本发明基于以下发现：可以通过使液体中的聚烯烃颗粒与蒸汽状态的溶剂接触实现这些目的。已惊讶地发现：通过降低与聚烯烃材料接触的蒸汽速率，将易挥发物积聚在蒸汽和液体中，能够实现以低能量消耗（由于降低的蒸汽量）有效地移除易挥发性组分。

[0013] 因此，本发明提供了用于在处理容器中处理聚烯烃颗粒的方法，其包含如下步骤：

[0014] -在所述处理容器（treatment vessel）中，提供液体中的颗粒床

[0015] -从所述处理容器中抽出第一液体流，其中所述第一液体流包含烃类化合物[0016] -将第一蒸汽流引入所述处理容器

[0017] -从所述处理容器中抽出第二蒸汽流，其中所述第二蒸汽流包含易挥发烃类化合物

[0018] -从所述处理容器中回收所述颗粒

[0019] 其中，所述第一蒸汽流的温度为从Tb到Tb+10℃，其中Tb是所述液体在所施加压强下的沸点，并且所述第一蒸汽流在所述处理容器中产生向上上升的蒸汽流，其表面蒸汽速度不超过0.2m/s。

[0020] 所述方法可以进一步包含步骤

[0021] -蒸发部分所述第一液体流生成第一蒸汽流和第二液体流；

[0022] 以及步骤

[0023] -将第一蒸汽流引入（introduce）所述处理容器

[0024] 即步骤

[0025] -将所述第一蒸汽流再引入（reintroduce）所述处理容器。

[0026] 因此，在所述方法进一步包含蒸发部分所述第一液体流生成第一蒸汽流和第二液体流的步骤的情况下，引入所述处理容器的第一蒸汽流是蒸发部分所述第一液体流生成第一蒸汽流和第二液体流的步骤中所得到的第一蒸汽流。

[0027] 因此，用于在处理容器中处理聚烯烃颗粒的方法优选地包含如下步骤：

[0028] -在所述处理容器中提供液体中的颗粒床

[0029] -从所述处理容器中抽出第一液体流，其中所述第一液体流包含烃类化合物[0030] -蒸发部分所述第一液体流生成第一蒸汽流和第二液体流

[0031] -将所述第一蒸汽流再次引入所述处理容器

[0032] -从所述处理容器中抽出第二蒸汽流，其中所述第二蒸汽流包含易挥发烃类化合物

[0033] -从所述处理容器中回收所述颗粒

[0034] 其中，所述第一蒸汽流的温度为从Tb到Tb+10℃，其中Tb是所述液体在所应用压强下的沸点，并且所述第一蒸汽流在所述处理容器中产生向上上升的蒸汽流，其表面蒸汽速度不超过0.2m/s。

[0035] 本发明还提供一套用于从聚烯烃颗粒中移除易挥发化合物的设备，其包含[0036] （a）处理罐（treatment tank）或处理罐组，用于所述聚烯烃颗粒的排气；

[0037] （b）锅炉或锅炉组，用于生成蒸汽；

[0038] （c）管道或管道组，用于将粒浆（pellet slurry）引入到所述处理罐的上部或引入到所述处理罐组；

[0039] （d）管道或管道组，用于将蒸汽从所述锅炉或锅炉组输送到所述处理罐的下部或输送到所述处理罐组；

[0040] （e）管道或管道组，用于将颗粒从所述处理罐或所述处理罐组中每个罐的下部抽出；

[0041] （f）管道或管道组，用于将蒸汽从所述处理罐或所述处理罐组中每个罐的上部抽出；及

[0042] （g）管道或管道组，用于将液体从所述处理罐或所述处理罐组中每个罐的下部抽出。

[0043] 用于从聚烯烃颗粒中移除易挥发组分的设备优选进一步包含

[0044] （h）管道或管道组，用于将从所述处理罐或所述处理罐组中每个罐中抽出的一部分液体输送到所述锅炉。

[0045] 因此，优选地，用于从聚烯烃颗粒中移除易挥发组分的设备包含

[0046] （a）处理罐或处理罐组，用于所述聚烯烃颗粒的排气；

[0047] （b）锅炉或锅炉组，用于生成蒸汽；

[0048] （c）管道或管道组，用于将粒浆引入到所述处理罐的上部或引入到所述处理罐组；

[0049] （d）管道或管道组，用于将蒸汽从所述锅炉或锅炉组输送到所述处理罐的下部或输送到所述处理罐组；

[0050] （e）管道或管道组，用于将颗粒从所述处理罐或所述处理罐组中每个罐的下部抽出；

[0051] （f）管道或管道组，用于将蒸汽从所述处理罐或所述处理罐组中每个罐的上部抽出；

[0052] （g）管道或管道组，用于将液体从所述处理罐或所述处理罐组中每个罐的下部抽出；及

[0053] （h）管道或管道组，用于将从所述处理罐或所述处理罐组中每个罐中抽出的一部分液体输送到所述锅炉。

[0054] 下面的描述适合于根据本发明的方法和设备的所有具体实施方案。

[0055] 根据本发明的、具有稍微高于在所应用的压强下其沸点的相当低的温度下且表面蒸汽速度不超过0.2m/s的蒸汽的用途不只是更有效地从聚烯烃颗粒中移除易挥发性组分，另外还有助于所述方法。

[0056] 在一个优选实施方案中，在这些条件下，一部分所述蒸汽与颗粒床接触时冷凝。从而，冷凝物加入到从所述处理容器中抽出的第一液体流之中。

[0057] 优选地，从所述处理容器中抽出的第一液体流能够用作具有高分子量的易挥发物（典型地，具有9至30个碳原子的烃）的稀释剂。从所述处理容器中抽出第二蒸汽流能够用作具有低分子量的易挥发物（典型地，具有1至8个碳原子的烃）的稀释剂。

[0058] 优选地将所述聚烯烃颗粒与液体一起在所述处理罐上部引入到所述处理罐，并在所述处理罐中形成聚烯烃颗粒床。从而，所述颗粒与所述液体可以以合并流体经由相同的进料口进入所述处理罐或以分开的流体经由不同的进料口进入所述处理罐。优选将第一蒸汽流在所述处理罐下部引入所述处理容器，并且优选围绕所述聚烯烃颗粒床向所述处理罐上方流动。因此，所述床在所述处理罐中以沉降、下移床（其中聚烯烃颗粒作为填充物）运行。

[0059] 在一个具体的实施方案中，将蒸汽额外地引入所述处理容器的至少一个其它注入口，优选多个注入口，所述注入口处于所述处理容器下部的上方。

[0060] 粒表面的液体的存在保证了所述处理容器中所有聚烯烃颗粒处于均匀的温度。这降低或消除了在床中形成热点的风险。因此，可以使用更高的温度而无运行问题的风险。如果可以在更高温度运行而无结块或颗粒熔融，那么优选在更高温度运行，因为可以通过提高温度改善所述方法的表现。

[0061] 在处理完成后，将从在第一液体流之中的塑料材料移除液体。第一液体流中存在的易挥发物可通过蒸馏或萃取容易地移除。

[0062] 优选从所述处理罐的下部抽出第一液体流。可以通过将第一液体流导入汽提塔（stripper）来蒸发一部分第一液体流，这样浓缩了在剩余的第二液体流中溶解的易挥发物。第二液体流中存在的易挥发物可通过蒸馏或萃取容易地移除。可选地，在蒸发至少部分所述第一液体流以生成第一蒸汽流和第二液体流之前，可以通过例如蒸馏或萃取从第一液体流中移除易挥发物。其结果是被再引入处理罐的第一蒸汽流基本上不含易挥发物。在发明的设备中，聚烯烃颗粒的处理和优选的蒸汽的冷凝都在处理罐中进行，这样，原则上，不需要额外的清洗单元对第二蒸汽流在其被从处理罐抽出后进行冷凝。但是，在一个优选实施方案中，对第二蒸汽流在其被从处理罐抽出后进行冷凝以形成第三液体流，并因此通过冷凝成第三液体流而被从包含易挥发的烃类化合物的排出气中分离出来。可以将这第三液体流优选在处理罐的上部再引入处理罐。通过这种处理方式，可以降低所述方法中液体的总量。

[0063] 在引入处理罐之前，优选通过在造粒机中造粒生产聚烯烃颗粒。在造粒机中，优选将颗粒与液体混合以制备粒浆（pellet slurry）。在被引入处理罐之前可以从聚烯烃颗粒移除一部分这种液体并存储在液体罐中。优选地，存储在液体罐中的所述液体可以重复用于在造粒机中制备粒浆。

[0064] 在另一个优选实施方案中，将聚烯烃颗粒在造粒机中造粒后直接加入到处理罐之中。在这个实施方案中，将用于在处理容器中制备粒浆的液体以分开的流体加入到处理容器之中。

[0065] 在将颗粒加入到处理容器之前，可以使它们穿过筛子以从颗粒中去除结块或其他大尺寸物体。

[0066] 优选从处理罐的下部抽出处理过的聚烯烃颗粒，之后优选干燥，而后存储或包装。

[0067] 在一个特别的实施方案中，从处理容器中将颗粒与第一液体流一起抽出，之后分离。可以将颗粒再引入到处理容器之中。在完成处理之后，优选将颗粒干燥，而后存储或包装。

[0068] 由于低蒸汽速度和蒸汽温度，能量消耗与蒸汽量得以显著降低。

[0069] 本发明尤其涉及从在聚烯烃材料生产中生成的颗粒中易挥发组分的移除。这些易挥发组分包含单体、烃及烃的衍生物，包括取代的烃、醇、酮、醛、羧酸、胺、亚胺、环氧化物、醚、及它们的衍生物。尤其地，所述方法移除含1到30个碳原子、优选1到20个碳原子、更优选1到15个碳原子、最优选2到12个碳原子的易挥发组分。优选地，所述移除的易挥发组分基本上由具有1到30个碳原子、优选1到20个碳原子、更优选1到15个碳原子、最优选2到12个碳原子的烃组成。在这点上，“基本上由……组成”表示占总的移除的易挥发组分的50到100%、优选80到100%。

[0070] 优选地，移除的组分的沸点为最高360℃，更优选从-104℃到280℃，最优选从65℃到230℃。

[0071] 在此申请中，将术语“排气”、“排挥发物（devolatilization）”与“处理”作同义词使用。

[0072] 易挥发组分当然可以包含源于常用于塑料生产的组分的其他物质，例如添加剂、填料或改性剂。但是，优选的是根据本发明的方法中的添加剂、填料或改性剂不会被从聚烯烃颗粒萃取出至大量的程度（即约10wt%的损失）。

[0073] 考虑到所述萃取出的易挥发组分的量及性质，根据本发明的方法具有更高的效率。向聚烯烃材料的传热被进一步提高，由此提高了能量效率。已惊讶地发现不需使用如用于移除残留烃类的标准方法那样大量的蒸汽、空气或惰性气体。

[0074] 根据本发明的方法中所要处理的聚烯烃材料可以是任何具有不希望的排放物、味道和气味的聚烯烃材料。优选地，所述聚烯烃材料基于C2、C3和C4到C8单体，更优选是聚乙烯和/或聚丙烯树脂也包括额外量的功能单体和/或其他的C2到C10共聚单体。

[0075] 术语“聚烯烃颗粒”在这里指如上优选地限定的、具有粗颗粒尺寸（即颗粒直径为0.5mm或更大）的聚烯烃材料的粒或粉末。

[0076] 根据本发明的方法在曾经受减粘裂化的聚丙烯树脂的情况中尤其有益。减粘裂化表示在挤出机中用过氧化物或其他合适的自由基生成器处理聚合物（典型地，聚丙烯）的工艺。过氧化物处理导致链断裂。因而聚合物的分子量降低，而且分子量分布变窄。在减粘裂化工艺中形成的典型的副产物为轻烃、醇和酮。这些副产物优选是可通过根据本发明的方法的方式萃取的。

[0077] 蒸汽的温度必须选自一定的温度范围之内。这个范围开始于液体的沸点，截止于蒸汽（溶剂）在所施加压强下的沸点之上10℃、优选7℃、更优选5℃、最优选3℃的温度。

[0078] 在水的情况中，在标准压强下，温度范围的上限是130℃，优选120℃，最优选115℃，并且下限是100℃。充分理解的是在越高的压强下，可用温度范围将移向越高的温度。在更高的熔融聚丙烯树脂的情况中，例如在曾被减粘裂化的聚丙烯的情况中，优选施加这样的更高的温度。

[0079] 蒸汽在低于0.2m/s、优选低于0.15m/s、更优选低于0.1m/s的低表面蒸汽速度下与塑料材料接触。所述表面蒸汽速度优选至少0.005m/s，更优选至少0.01m/s，最优选至少0.015m/s。

[0080] 如对本领域技术人员已知的，表面蒸汽速度是当处理容器的容积为空时，处理容器中气体的速度。其可以从v=Q/A中算出，其中v是表面速度，Q是处理容器中的第一蒸汽流的体积流动速率，而A是处理容器内的横截面内表面面积。

[0081] 已惊讶地发现更高的蒸汽速度没有改善塑料材料中易挥发组分的移除。通过施加如此低蒸汽速度的方式，可以显著地降低工艺中的蒸汽的量。

[0082] 根据本发明的蒸汽优选选自水、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇及它们的混合物。更优选地，所述蒸汽选自水或以下混合物：水/甲醇、水/乙醇、水/丙醇、水/异丙醇、水/丁醇，优选比例从4/1到19/1。

[0083] 最优选地，所述蒸汽为水。水适合这个目的，这一发现尤其让人惊讶，因为单体和C2-C30烃在水中的溶解度非常低，因而所述方法不是标准的蒸汽萃取。

[0084] 优选地，塑料材料与蒸汽接触时间从15分钟到12小时。更优选地，塑料材料与蒸汽接触时间从30分钟到8小时，最优选地，塑料材料与蒸汽接触时间从45分钟到6小时，例如从50分钟到6小时或从1小时到6小时。

[0085] 根据本发明的方法优选应用于塑料材料是颗粒状时。通常在水下切割机中获得颗粒。在水下切割机中所用的水通常具有约40到60℃的温度。这可以有益地用于本发明中作为用于本发明方法中的粒浆的预热。

[0086] 优选地，所述粒浆在引入处理罐时温度为从40到130℃，优选为从60到125℃，最优选为从80到120℃。可以在从造粒机抽出之后直接将所述粒浆引入处理罐，或可以在引入处理罐之前进一步加热所述粒浆。但是，优选在将颗粒引入到处理容器中之前从颗粒中移除一部分水。

[0087] 在处理颗粒的情况中，另外的一个大优势是颗粒不必须经过干燥步骤，但可用于液体浆液（=粒浆）中，优选粒浆为水浆液。

[0088] 在本发明的方法中，塑料材料与蒸汽的温度优选保持在所需温度范围一段时间。这可以通过本领域技术人员所知的手段实现；优选地，通过注入额外的冷凝物到处理罐内或通过加热线圈来实现。

[0089] 更优选地，这可以通过向液体之中加入选自水、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇及它们的混合物的额外的冷凝物而实现。甚至更优选地，所述额外的冷凝物选自水或以下混合物：比例从4/1到19/1的水/甲醇、水/乙醇、水/丙醇、水/异丙醇、水/丁醇。

[0090] 最优选地，通过将水注入到处理罐的上部进行加热。水沿塑料材料周围流动，以此加热颗粒至所需温度，并额外地加强了烃的移除。

[0091] 优选地，根据本发明的方法可以结合将空气流或惰性气体流注入到处理罐顶部的隔间或直接注入浆液之中。

[0092] 更优选地，将惰性气体流注入到处理罐顶部的隔间或直接注入浆液之中。

[0093] 取决于要处理的塑料材料，施加过压是有益的，例如在75℃到160℃、优选90℃到150℃、更优选105℃到145℃、最优选110℃到140℃下，水作为冷凝物以液体的状态存在。

[0094] 根据本发明的方法可以以间歇或连续的方式进行。当以连续的方式进行时，优选使用反流连续流容器或填充的蒸馏柱，其中停留时间分布由进入及离开的物流引起的流动模式确定。

[0095] 在处理罐（优选为填充的蒸馏柱）中，塑料材料优选作为填充柱的填料。

[0096] 在连续方法中，塑料材料优选形成沉降的移动床，在这里颗粒缓慢地从处理容器的上部移动到处理容器的下部。优选地，所述床以平推流方式移动。塑料材料在处理容器中的停留时间优选在15分钟到8小时的范围之中。

[0097] 在间歇方法中，塑料材料优选作为固定床，将其在与蒸汽接触前引入处理罐之中，并在工艺结束后从处理罐中移除。

[0098] 根据本发明的方法可以结合本领域已知的水力的粒输送系统。这样的组合可以得到一套完整方法，其具有避免额外干燥步骤和避免否则将采取的昂贵的安全预防例如在料仓中惰性气体下的存储的进一步的优势。

[0099] 优选地，在从处理罐抽出之后，通过高于室温温度的气体干燥和/或处理塑料材料。可以通过本领域已知的任何方式进行这种移除。因此，可以通过使用筛子、离心干燥机、流化床干燥机、沉降床中料仓中的吹扫、脱气仓或通过其他合适的方法实现，其中，尤其优选脱气仓。更优选地，逐步地实现水的移除，任选地，结合两种或更多种方法。在根据本发明的处理之后，分离优选40到98%、更优选70到95%的剩余的水。

[0100] 易挥发组分的减少基于未处理聚合物的总排放。如果没有另外提到，则根据实验部分中所描述的方法（A）测定所有排放数据。易挥发物的化学性质与量当然决定于所使用的共聚单体与添加剂及采用的工艺。因此，易挥发物可能包含聚合反应中所使用的单体和共聚单体和稀释剂、由所述单体和共聚单体形成的低聚物、催化剂组分和工艺添加剂降解的产物、抗氧化剂和稳定剂等等的降解产物和在挤出（例如在减粘裂化）中形成的化合物。

[0101] 在颗粒的情况下，根据本发明的萃取方法优选与混合在整个生产时间期间内生成的颗粒的混合工艺结合，这样可以将小质量变动最小化。如果处理是以间歇工艺进行，则很适合这样做。

[0102] 本发明另外涉及蒸汽用于从聚烯烃颗粒中移除易挥发性组分的用途，其中，蒸汽的温度为从Tb到Tb+10℃，其中，Tb是所述液体在所施加压强下的沸点，并且，在低于0.2m/s的表面蒸汽速度与聚烯烃颗粒接触。优选的是部分蒸汽冷凝。优选地，蒸汽为水蒸汽，或水蒸汽与醇蒸汽的混合物。这些易挥发性组分包括单体、烃及烃的衍生物，包括取代的烃、醇、酮、醛、羧酸、胺、亚胺、环氧化物、醚、及它们的衍生物。本发明的用途使得可以移除含1到30个碳原子、优选1到20个碳原子、更优选1到15个碳原子、最优选2到12个碳原子的易挥发组分。本发明的用途使得可以移除基本上由具有1到30个碳原子、优选1到20个碳原子、更优选1到15个碳原子、最优选2到12个碳原子的烃组成的易挥发组分。在这点上，“基本上由……组成”表示总的移除的易挥发组分的50到100%、优选80到100%。本发明的用途尤其使得可以移除沸点最高为360℃，更优选从-104℃到280℃，最优选从65℃到230℃的易挥发组分。

[0103] 优选地，具有1至8个碳原子的易挥发组分在剩余的蒸汽中浓缩，具有9至30个碳原子的易挥发组分在冷凝物中浓缩。

[0104] 在本发明的用途中，蒸汽选自水、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇及它们的混合物。优选蒸汽为水蒸汽。

[0105] 本发明另外涉及用于从聚烯烃颗粒中移除易挥发性组分的设备，所述设备包含[0106] （a）处理罐或处理罐组，用于所述聚烯烃颗粒的排气；

[0107] （b）锅炉或锅炉组，用于生成蒸汽；

[0108] （c）管道或管道组，用于将粒浆引入到所述处理罐的上部或引入到所述处理罐组；

[0109] （d）管道或管道组，用于将蒸汽从所述锅炉或锅炉组输送到所述处理罐的下部或输送到所述处理罐组；

[0110] （e）管道或管道组，用于将颗粒从所述处理罐或所述处理罐组中每个罐的下部抽出；

[0111] （f）管道或管道组，用于将蒸汽从所述处理罐或所述处理罐组中每个罐的上部抽出；及

[0112] （g）管道或管道组，用于将液体从所述处理罐或所述处理罐组中每个罐的下部抽出。

[0113] 用于从聚烯烃颗粒中移除易挥发组分的设备优选进一步包含

[0114] （h）管道或管道组，用于将从所述处理罐或所述处理罐组中每个罐中抽出的一部分液体输送到所述锅炉。

[0115] 因此，优选地，用于从聚烯烃颗粒中移除易挥发组分的设备包含

[0116] （a）处理罐或处理罐组，用于所述聚烯烃颗粒的排气；

[0117] （b）锅炉或锅炉组，用于生成蒸汽；

[0118] （c）管道或管道组，用于将粒浆引入到所述处理罐的上部或引入到所述处理罐组；

[0119] （d）管道或管道组，用于将蒸汽从所述锅炉或锅炉组输送到所述处理罐的下部或输送到所述处理罐组；

[0120] （e）管道或管道组，用于将颗粒从所述处理罐或所述处理罐组中每个罐的下部抽出；

[0121] （f）管道或管道组，用于将蒸汽从所述处理罐或所述处理罐组中每个罐的上部抽出；

[0122] （g）管道或管道组，用于将液体从所述处理罐或所述处理罐组中每个罐的下部抽出；及

[0123] （h）管道或管道组，用于将从所述处理罐或所述处理罐组中每个罐中抽出的一部分液体输送到所述锅炉。

[0124] 优选的是根据本发明的设备适用于上面所描述的所有具体实施方案中的方法。

[0125] 所述设备优选包含干燥机或干燥机组，所述干燥机或干燥机组通过用于将粒浆从所述处理罐或所述处理罐组中每个罐的下部抽出的管道或管道组与所述处理罐或所述处理罐组相连，以干燥从所述处理罐或所述处理罐组抽出的粒浆，还包含用于将颗粒从所述干燥机或干燥机组中抽出的管道或管道组。合适的干燥机选自本领域已知的离心干燥机、旋干机和其他用于干燥聚烯烃材料的传统干燥机。优选将干燥的聚烯烃颗粒输送到并存储在存储箱或仓之中。

[0126] 根据本发明的设备优选包含冷凝器或冷凝器组，所述冷凝器或冷凝器组通过用于将蒸汽从所述处理罐或所述处理罐组中每个罐的上部抽出的管道或管道组与所述处理罐或所述处理罐组相连，以从富挥发物排出气中冷凝和分离蒸汽，还包含用于将富挥发物排出气从所述冷凝器或冷凝器组中抽出的管道或管道组。如上所述，优选将冷凝的蒸汽经管道或管道组引入所述处理罐或所述处理罐组的上部作为额外的液体以冷却所述聚烯烃颗粒或蒸汽。

[0127] 另外，所述设备优选包含泵件以沿与上面（d）中提到的锅炉或锅炉组相连的上面（h）中提到的管道或管道组形成液体流。所述锅炉或锅炉组优选不止作为用于生成蒸汽的工具，还用于从冷凝物（优选从所述锅炉或锅炉组中以浆料抽出）中移除易挥发物。

[0128] 根据本发明的设备优选进一步包含造粒机，用于将聚烯烃树脂造粒；粒-液分离器，所述粒-液分离器通过用于将从所述造粒机获得的粒浆输送到所述处理罐的上部或输送到所述处理罐组的管道或管道组而与所述造粒机；管道或管道组，用于将所述液体从所述粒-液分离器运输到液体罐；管道或管道组，用于将所述液体从所述液体罐运输到所述造粒机；以及泵件，用于沿该管道或管道组形成液体流。在一个优选实施方案中，将所述液体和所述颗粒经组合的管道或管道组从所述处理罐或所述处理罐组中的每个罐的下部抽出，并引入到粒-液分离器以分离所述颗粒与所述液体。所述设备的这一实施方案对间歇方法尤其适合。借此，可以将从所述粒-液分离器中分离的所述颗粒经管道或管道组再引入到所述处理罐或所述处理罐组中的每个罐的上部。如果所述聚烯烃颗粒中易挥发物的量太高，则可以使用这种手段。在处理结束的情况下，可以如上所述的干燥并存储所述颗粒。为将所述颗粒流导入所述处理容器或干燥机，所述设备优选地包含处于用于将颗粒从所述粒-液分离器运出的所述管道或管道组中的阀门。

[0129] 如上所述地处理从所述粒-液分离器中抽出的液体。

[0130] 在另一个优选实施方案中，所述设备包含从造粒机到所述处理容器的上部的、用于将聚烯烃颗粒从造粒机直接加入到所述处理容器中的管道。在该实施方案中，所述设备包含在处理容器的上部的进料口，以及到那个用于引入的进料口的、分别将液体引入处理罐的额外的管道。

[0131] 为提高冷凝物中具有更高分子量的易挥发物的浓度，处理罐或处理罐组在处理罐或处理罐组的下部和任选地上部优选包含一个或多个蒸馏级。更优选地，所述处理罐包含从1到8个蒸馏级、仍然更优选地，从2到4个蒸馏级。借此，冷凝物中具有更高分子量的易挥发物的移除效率得以改善。

[0132] 在所述处理罐或处理罐组中，所述粒浆优选作为如上所述填充柱的填充物。

附图说明

[0133] 图1至5示出了根据本发明的设备的无限制性实施例。

[0134] 图1示出了根据本发明的设备的实施例，此处称为设备P1。

[0135] 图2示出了根据本发明的设备的实施例，此处称为设备P2。

[0136] 图3示出了根据本发明的设备的实施例，此处称为设备P3。

[0137] 图4示出了根据本发明的设备的实施例，此处称为设备P4。

[0138] 图5示出了根据本发明的设备的实施例，此处称为设备P5。

[0139] 图1示出了本发明的一个连续处理聚合物的实施方案。

[0140] 处理容器1含有湿颗粒床1a。来自粒水系统25的聚合物和水沿来自造粒单元的管线11流动。将所述物流引到脱水筛9，浓缩的粒流12从这里出发进入处理容器1，而水流13与其他水流（19、24）混合，所述混合水流25返回到粒水系统。

[0141] 在处理容器1中，床1a中的颗粒向下移动。在床中，水和颗粒向下移动而蒸汽流向上移动。从处理容器1的底部经管线16收集冷凝物。而后，用泵5使水经管线17泵送。一部分水随后经管线18进入锅炉6，在此将水蒸发，所得蒸汽沿管线20返回进入处理容器1。其余的水经由管线19和25导入粒水系统。

[0142] 在处理容器1中，蒸汽穿过蒸馏托盘2，在此蒸汽与冷凝物接触。蒸汽向上流动并与床1a中的颗粒接触。蒸汽将颗粒加热，而同时，使颗粒中的易挥发化合物蒸发并与上移的蒸汽混合。在处理容器1的顶部，包含蒸汽和易挥发化合物的上移流穿过蒸馏托盘2，进入冷凝器3。一部分蒸汽被冷凝，冷凝物返回到床1a。剩余蒸汽经管线21离开容器1。

[0143] 经管线21抽取的一部分蒸汽被导入脱水筛9，在此蒸汽将水和颗粒的混合流加热。剩余的蒸汽继续经管线21通过鼓风机7进入顶部冷凝器8。未冷凝部分主要包含湿润的烃，并经管线23被导入火炬。冷凝部分主要包含水，并经管线24和25被送进粒水系统。

[0144] 将颗粒通过管线14从容器1中抽出，并穿过粒冷却机4，而后经管线15取出，并输送到存储与包装区域，在此干燥颗粒除残留的水。

[0145] 图2示出本发明的一个稍微不同的实施方案。在混合机110中生成颗粒。用粒水经管线121将它们水力地输送进入粒水分离器109。一部分水经123返回进入粒水罐112，而颗粒与剩下的水经管线122被导入处理容器101。

[0146] 处理容器101中，颗粒基本上以平推流向下移动。使用旋转进料器102将颗粒从容器101的底部经管线124抽出，并经管线125导到粒冷却机104。将颗粒从冷却机经管线126输送到旋转干燥机113。经管线129将湿润的气体去除，并使用风扇117经管线142释放到大气之中。将干燥的颗粒通过管线127导入料仓114，从这里颗粒被气动地输送通过旋转进料器115和管线128进入存储与包装区域143。可以使用输送风机116实现所述气动的输送。

[0147] 将冷凝物从容器101的底部经管线129移除。通过使用泵105，将冷凝物经管线130输送进入装备再沸器106的汽提塔118。将一部分进入汽提塔118的冷凝物导到再沸器106，在此，冷凝物流被蒸发。将包含一些重烃的水流从汽提塔底经管线132抽出，并导到废水处理单元。将蒸汽流从汽提塔顶抽出，并经管线131返回进入处理容器101的底部。

[0148] 蒸汽被从容器101顶经管线133收集并被导入冷凝器103。将冷凝物通过管线135返回进入罐101，而蒸汽通过管线134移除并穿过风扇107和管线137进入后冷却器108。从那里，可以将富-烃排出气经管线138导去分解例如火炬、催化氧化单元或热氧化单元。

[0149] 一部分水从粒水罐112穿过管线139进入泵111。将水从那里通过管线140返回进入混合机110的切粒机。将粒水箱112剩余部分的水通过管线141移除进入废水处理单元。

[0150] 图3示出本发明的一个不同的实施方案。将颗粒气动地（例如用空气）经管线221运输到粒-气分离器209。将颗粒通过管线222带入处理容器201，而空气穿过管线223到排气孔。

[0151] 处理容器201中，颗粒基本上以平推流向下移动。使用旋转进料器202将颗粒从容器201的底部抽出，并经管线224导到粒冷却机204。将颗粒从冷却机经管线225输送到旋转干燥机213。经管线227将湿润的气体去除，并使用风扇217经管线230释放到大气之中。将干燥的颗粒通过管线226导入料仓214，从这里颗粒被气动地输送通过旋转进料器215和管线228进入存储与包装区域229。可以使用输送风机216实现所述气动输送。

[0152] 将冷凝物从处理容器201的底部经管线231移除。通过使用泵205，将冷凝物经管线232输送进入装备再沸器206的汽提塔218。将一部分进入汽提塔218的冷凝物导到再沸器
206，在此处，冷凝物流被蒸发。将包含一些重烃的水流从汽提塔底经管线239抽出，并导到废水处理单元。将蒸汽流从汽提塔顶抽出，并经管线233返回进入处理容器201的底部。

[0153] 蒸汽被从容器201顶经管线234收集并被导入冷凝器203。将冷凝物通过管线235返回进入容器201，而蒸汽通过管线236移除并穿过风扇207和管线237进入后冷却器208。可以将富-烃排出气从冷却器208处经管线238导去分解例如火炬、催化氧化单元或热氧化单元。

[0154] 图4示出本发明的另一个的实施方案。在混合机310中生成颗粒。将它们与粒水经管线321水力地输送进入粒水分离器309。一部分水经323返回进入粒水罐312，而颗粒与剩下的水经管线322被导入处理容器301。

[0155] 处理容器301中，颗粒基本上以平推流向下移动。使用旋转进料器302将颗粒从容器301的底部抽出，并经管线324导到粒干燥机313。在粒干燥机中，可以通过将颗粒与加热的气体接触而进行干燥。干燥机可以在平推流或在流化床条件下运行。将干燥颗粒通过旋转进料器315和管线338导入存储与包装区域。可以使用输送风机316实现所述气动的输送，输送风机316通过管线337将运输气体吹到旋转进料器315。

[0156] 将冷凝物从容器301的底部经管线325移除。其与来自冷凝器303通过管线333进入的冷凝物流混合。通过使用泵305，将混合的冷凝物流经管线326输送进入烃分离器306。将提纯过的水流通过管线327导入再沸器307，同时将含烃流经管线328导到烃废物处理单元。所述烃废物处理单元可以合适地为分解单元（例如火炬）、催化氧化单元或热氧化单元。将一部分提纯过的水通过管线329导到处理容器301的上部，而将剩下的导到再沸器307。将水在再沸器307中蒸发，将蒸汽抽出并经管线330返回进入处理容器301的底部。

[0157] 蒸汽被从容器301顶部通过管线331收集并被导入冷凝器303。将冷凝物通过管线333并与冷凝物流325混合。将蒸汽通过管线332移除并导去分解例如火炬、催化氧化单元或热氧化单元。

[0158] 一部分水从粒水罐312穿过管线334进入泵311。将水从那里通过管线335返回进入混合机310的切粒机。将剩余部分的水从粒水罐312通过管线336移除进入废水处理单元。

[0159] 图5示出本发明的对间歇运行特别适合的实施方案。

[0160] 粒浆经管线402进入处理容器401。将颗粒连续地从处理容器401中通过405抽出并进到分离器，在分离器中将冷凝物从颗粒中移除，所述颗粒随后被循环并通过管线409再引入到罐401的顶部。在处理完成后，将颗粒抽出通过转变三路阀407来将颗粒导到抽出管线408。

[0161] 用泵414将冷凝物加压，并穿过管线410进入脱气装置（de-aerator）421。将补充（make-up）冷凝物通过管线423加入脱气装置421。将轻化合物通过管线424从脱气装置排出。

[0162] 将一部分冷凝物从脱气装置421通过管线425和粒循环泵415并通过管线417导入粒循环管线409。这辅助了颗粒通过管线409到容器401顶的循环。

[0163] 将另一部分冷凝物在锅炉给水泵416的帮助下通过管线418导入再沸器420。再沸器420中，大部分的冷凝物被蒸发。一部分所得蒸汽通过管线422进入脱气装置421。剩下的蒸汽通过管线404进入处理容器401。将冷凝物流419也从再沸器420中抽出。冷凝物流419富含烃，并被导到烃回收处。

[0164] 蒸汽被从处理容器401通过管线403抽出并被导到顶部冷凝器411。将冷凝物从冷凝器411通过管线413导到泵414，从泵414处，如上所讨论的，其沿管线410进入脱气装置421。将富含烃的蒸汽流412从冷凝器411中抽出，并导到烃回收处。

具体实施方式

[0165] 通过下面实施例进一步表征本发明：

[0166] 1.测试方法

[0167] VDA277排放

[0168] （例如可来自“Dokumentation Kraftfahrwesen(DKF);Ulrichstraβe14,74321Bietigheim Bissingen）

[0169] 根据VDA277:1995使用具有Optima-530x0.32x5.0和火焰离子化检测器的气相色谱（GC）仪器测定易挥发物的含量。

[0170] 温度程序：恒温在50℃3分钟，以12K/min升温至200℃，恒温在200℃4分钟。

[0171] 注射器-温度：200℃，检测器-温度：250℃，载气氦5.0：2.0mL/min，注射-模式分流1:20。

[0172] 通过对所有峰使用丙酮的探测器反应参数进行定量，并以μg碳/g计算总量。

[0173] 在VDA277:1995，第5段的校准方法中详述了综合参数。

[0174] MFR

[0175] 根据ISO1133(230℃，2.16kg负载)对聚丙烯，相应的(190℃，2.16kg)对聚乙烯进行测量熔体流动速率作为MFR2并且用g/10min表示。MFR是聚合物的流动性的指示，并因此是加工性的指示。熔体流动速率越高，则聚合物的粘度越低。

[0176] 二甲苯可溶物

[0177] 二甲苯可溶物组分（XS）的测定

[0178] 在搅拌下，将2.0g的聚合物溶于135℃的250ml对二甲苯中。30分钟后，将溶液在环境温度下冷却15分钟，随后在25℃下沉降30分钟。将溶液用滤纸过滤到两个100ml烧瓶之中。

[0179] 将溶液在氮气流下从第一个100ml瓶中蒸发，并在90℃，真空下干燥残留物直到取得恒定的重量。

[0180] XS%=(100·m·Vo)/(mo·v)；mo=初始聚合物的量(g)；m=残留物的重量(g)；Vo=初始体积(ml)；v=被分析样品的体积(ml)。

[0181] 二甲苯可溶物的无定形橡胶组分（AM）的测定

[0182] 在二甲苯可溶物分析中的第二个100ml烧瓶的溶液在剧烈搅拌下用200ml丙酮处理。过滤沉淀物并在90℃的真空干燥箱中干燥。

[0183] AM%=(100×m2×v0)/(m0×V1)，其中

[0184] m0=初始聚合物的量(g)

[0185] m1=沉淀物的重量(g)

[0186] v0=初始体积(ml)

[0187] V1=被分析样品的体积(ml)

[0188] 表面蒸汽速度

[0189] 表面速度是当处理容器的容积为空时，处理容器中气体的速度。

[0190] 表面蒸汽速度可以从v=Q/A中算出，其中v是表面速度，Q是处理容器中蒸汽的体积流动速率，而A是处理容器内的横截面内表面面积。Q从蒸汽的密度与其kg/h的流动根据式Q=蒸汽流动/密度算出，其中，蒸汽的密度在1bar和105℃下为0.5812kg/m3。A为0.15m2。

[0191] 固有粘度

[0192] 根据DIN ISO1628/1，1999年10月(在萘烷中135℃下)测量固有粘度。

[0193] 2.实施例：

[0194] 参考实施例1（RE1）

[0195] MFR2为11g/10min、二甲苯可溶聚合物组分（室温下）为30%、乙烯含量为以重量计12.5%、二甲苯可溶组分的固有粘度为2.5dl/g、二甲苯可溶组分的乙烯含量为以重量计38%的乙烯和丙烯的多相共聚物用作基本树脂。

[0196] 实施例1

[0197] 向具有150dm3容积的处理容器中，加入60千克如参考实施例1所描述的聚丙烯颗粒。处理容器中的温度为100℃并且压力为1bar。随后向所述罐的底部注入温度为105℃、流速为10kg/h的蒸汽。从所述罐的底部抽出冷凝物。从顶部抽出蒸汽。一部分蒸汽在位于所述容器顶的冷凝器中冷凝，并且冷凝物返回到柱。所述方法允许运行6.25小时，之后将颗粒回收并干燥。从停留时间为4.25和6.25小时的颗粒中选取样品。分析易挥发化合物，结果见表1。

[0198] 实施例2

[0199] 除蒸汽流速为20kg/h并且停留时间为7.25小时外，重复实施例1的流程。在时间为4.25小时和7.25小时选取样品。

[0200] 实施例3

[0201] 除停留时间为8小时而且每2小时选取样品外，重复实施例2的流程。

[0202] 实施例4

[0203] 除蒸汽流速为15kg/h外，重复实施例3的流程。

[0204] 对比实施例1（CE1）

[0205] 除蒸汽流速为220kg/h并且5小时和7.5小时后选取样品外，重复实施例1的流程。

[0206] 参考实施例2（RE2）

[0207] 由57.7%的参考实施例1的聚合物、10%的MG9621B（Borealis出售的密度为936kg/m3、MFR2为12g/10min的HDPE树脂)、1.5%的MB95-black7-PE40炭黑母料、8%的Engage8200(Dow出售的密度为870kg/m3、MFR2为5g/10min的乙烯基弹性体)、9%的HF955MO(Borealis出售的MFR2为20g/10min的高流动丙烯均聚物)、20%的滑石(Jetfine3CA)、0.2%Irganox1010、0.1%Irgafos168、0.2%Crodamide ER珠、0.1%Cyasorb UV-3808PP5和0.1%Chimassorb119制备的化合物。另外，所述化合物包含少量的用于添加剂母料的载体聚合物。易挥发物含量见表1。

[0208] 实施例5

[0209] 除使用参考实施例2的化合物、停留时间为6小时并且不取中间物样品外，重复实施例1的流程。数据见表1。

[0210] 实施例6

[0211] 使用参考实施例2的化合物的另一个样品重复实施例5的流程。

[0212] 参考实施例3（RE3）

[0213] 由59%的参考实施例1的聚合物、10%的MG9621B（Borealis出售的密度为936kg/m3、MFR2为12g/10min的HDPE树脂)、1.5%的MB95-black7-PE40炭黑母料、8%的Engage8200(Dow出售的密度为870kg/m3、MFR2为5g/10min的乙烯基弹性体)、20%的滑石(Jetfine3CA)、0.2%Irganox1010、0.1%Irgafos168、0.2%Crodamide ER珠、0.1%Cyasorb UV-3808PP5和0.1%Chimassorb119制备的化合物。另外，所述化合物包含少量的用于添加剂母料的载体聚合物。易挥发物含量见表1。

[0214] 实施例7

[0215] 除使用参考实施例3的化合物外，重复实施例5的流程。数据见表1。

[0216] 表1

[0217]

[0218]

[0219] *在时间为4.25小时和7.25小时选取的样品。

[0220] **5小时和7.5小时后选取的样品。

[0221] 可以看出对比实施例1的增加了的蒸汽速率没有得到更高纯度的聚烯烃颗粒，却只是增加了蒸汽消耗。

[0222] 从所有实施例的、粒蒸汽蒸馏工艺之后收集的聚合物样品中分析添加剂的量，在所有实施例中均没有发现添加剂损失。

[0223] 对于实施例1来说，样品是在0.5、1和2小时的处理时间之后选自从所述容器的底部抽出的冷凝物。分析了所述易挥发化合物（烃HC和有机化合物的总量TOC），结果见表2。

[0224] 表2：

[0225]