連續(xù)乳液聚合反應(yīng)器和清管系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于連續(xù)聚合反應(yīng)器的清管系統(tǒng)，更具體地涉及用于連續(xù)乳液聚合反應(yīng)器的清管系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]一種連續(xù)管狀連續(xù)乳液聚合反應(yīng)器包括:具有封閉循環(huán)回路的第一段；，驅(qū)動裝置，例如循環(huán)泵，用于在循環(huán)回路內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器裝料；和連接至副管段的排出部。水相、或其他適當(dāng)?shù)妮d體、單體以及可選的穩(wěn)定劑被連續(xù)地供給至回路并且循環(huán)。聚合物乳液連續(xù)排出的速度與水相、單體和引發(fā)劑(如果使用的話)供給到反應(yīng)器中的速度相同。
[0003]這種類型的反應(yīng)器在WO 2007/031478中討論，其通過參考包含于此。該公開描述了裝置反應(yīng)器尤其適用于例如用于顏料或粘合劑的源自乙烯基和/或丙烯酸單體的聚合物的生產(chǎn)。
[0004]然而，在采用包括上述管狀反應(yīng)器的管狀反應(yīng)器的聚合過程中遇到的問題是在反應(yīng)器的內(nèi)壁上形成沉積物或來自反應(yīng)產(chǎn)物的“污垢”。這些沉積物導(dǎo)致需要增大來自循環(huán)泵的輸送壓力并且削弱從反應(yīng)介質(zhì)到例如圍繞反應(yīng)器管的外套中的冷卻劑的熱傳遞，因而導(dǎo)致較高的(并且經(jīng)常有害的)反應(yīng)器溫度或者必須要么增大冷卻劑循環(huán)速度，要么降低冷卻劑溫度，或者降低生產(chǎn)速度以匹配熱量排除。
[0005]被污染的反應(yīng)器的另一個一般缺點是體積減小，增大乳液上的剪力。這種體積減小改變了可能已經(jīng)對清潔的反應(yīng)器進行優(yōu)化的處理條件。無論如何，產(chǎn)品特性將漂移，使得所期望的連續(xù)反應(yīng)器的產(chǎn)品一致性的優(yōu)點喪失。
[0006]清潔管或管路的內(nèi)側(cè)的一種方法是使用被迫穿過管的清管器或清潔部件。例如德國專利申請3233557描述了使用清管器清潔管狀反應(yīng)器的內(nèi)壁的各種方法。在一個實施例中(該申請的圖1所示)，在反應(yīng)器管中設(shè)置兩個球閥以接收和啟動一個或多個清管器。反應(yīng)產(chǎn)物用于驅(qū)動清管器并且在清管器已經(jīng)穿過出口后離開反應(yīng)器。因而，反應(yīng)產(chǎn)物沒有也無法再循環(huán)，使得該構(gòu)造不適于連續(xù)聚合。在另一實施例中(圖2)，刮擦清管器可以穿過泵。該方法要求對清管器形狀和所使用的泵的類型的嚴格限制。例如，不能使用變?nèi)荼谩?br>[0007]應(yīng)注意，美國專利N0.3425083公開了一種環(huán)管，其具有彎曲形式，允許清潔部件不斷循環(huán)通過管并且穿過其用于流體介質(zhì)的入口和出口。出口的容積小于入口，以便使液體介質(zhì)的一部分通過管的返回部分從出口返回到入口并且經(jīng)過入口再循環(huán)。沒有提供用于去除清潔部件或用于中斷其循環(huán)的裝置。而且，所述管是用于加熱如牛奶的液體，而不是用于冷卻反應(yīng)乳液。實際上，根本沒有提及反應(yīng)器。
[0008]美國專利N0.3682186公開了用于在管線增壓器或壓縮站周圍繞過刮擦器或產(chǎn)品排出器的裝置。主管線設(shè)有兩個止回閥，用于接收和啟動清管器。沒有提及回路反應(yīng)器。
[0009]因而有利的是連續(xù)管狀連續(xù)乳液聚合反應(yīng)器利用清管器系統(tǒng)自動清潔反應(yīng)器，而不停止聚合過程。另外，對于具有循環(huán)回路級和副管線級的兩級反應(yīng)器，有利的是通過單個清管器清潔兩級而沒有中斷或手動干預(yù)以恢復(fù)清管器用于副級清潔。這種自動系統(tǒng)將更高效，并且消除了由手動干預(yù)以恢復(fù)清管器而引入的安全問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是提供一種連續(xù)兩級聚合反應(yīng)器，其具有循環(huán)回路段和副管段，所述連續(xù)聚合反應(yīng)器采用清管器來清潔反應(yīng)器。所述系統(tǒng)允許從兩級反應(yīng)器簡單地去除清管器，而不必停止聚合過程，這為旋轉(zhuǎn)循環(huán)泵的類型和清管器的材料和形狀提供了很大自由度，并且能基本獨立于反應(yīng)介質(zhì)流而總體控制清管器的啟動。這是通過使用上述類型的反應(yīng)器而實現(xiàn)的，該反應(yīng)器可以還包括:孔口，以允許清管器繞過循環(huán)泵并且進入副管段；清管器接收站或清管器箱，其在清潔操作之間容納清管器；和閥，用于將清管器引導(dǎo)到清管器接收站中。閥和管的布置和孔口允許清管器無縫地進入副管段而沒有來自循環(huán)回路的中斷，并且返回到起始點，而不穿過泵并且不中斷聚合。
[0011]因而，在一個實施例中，連續(xù)聚合設(shè)備包括管狀反應(yīng)器，其包括:(1)循環(huán)回路段和(2)副管段，該副管段一端連接至回路段的排出口并且在其另一端具有聚合物出口 ；一個或多個入口，可聚合單體裝料可通過所述入口被供給至管狀反應(yīng)器；泵，其用于使單體裝料在實現(xiàn)其聚合的條件下在循環(huán)回路段內(nèi)連續(xù)地循環(huán)；清管器，其用于間歇地清潔管狀反應(yīng)器；清管器接收站，其在清潔操作之間容納清管器；和流動控制裝置，其能操作以將清管器接收站連接至管狀反應(yīng)器，以便在清潔操作期間清管器離開清管器接收站，并且穿過和清潔反應(yīng)器的循環(huán)回路段和副管段。在另一個實施例中，所述泵的排出側(cè)通過第一流動控制裝置與循環(huán)回路段流體連通并且通過第二流動控制裝置與清管器接收站流體連通，以便當(dāng)?shù)谝涣鲃涌刂蒲b置打開時，可聚合單體裝料能循環(huán)通過回路段，并且當(dāng)?shù)诙鲃涌刂蒲b置打開時，清管器從清管器接收站啟動。清管器可以按例如在10到20分鐘范圍內(nèi)的間隔啟動。在另一個實施例中，管狀反應(yīng)器的部分，即，第一回路段和/或副管段中的一者或二者，形成至少一個螺旋圈。
[0012]在某些實施例中，循環(huán)回路可以包括用于原料的一個或多個入口。在其他實施例中，副管段的體積小于封閉的回路段的兩倍，優(yōu)選地是循環(huán)回路段的體積的50%-100%。如果需要，循環(huán)回路段中的排出速度和循環(huán)速度可以被平衡以獲得預(yù)定的單體含量，例如，回路段中小于12%重量百分比。
[0013]本發(fā)明的另一方面可以涉及一種連續(xù)乳液聚合設(shè)備，其包括:管狀反應(yīng)器，其包括(I)循環(huán)回路段和(2)副管段，該副管段一端連接至回路段的排出口并且在其另一端處具有聚合物出口 ；一個或多個入口，可聚合單體裝料可通過所述入口被供給至管狀反應(yīng)器；泵，其用于使單體裝料在實現(xiàn)其聚合的條件下在循環(huán)回路段內(nèi)連續(xù)地循環(huán)；清管器，其用于間歇地清潔管狀反應(yīng)器；孔口，其允許管狀反應(yīng)器與循環(huán)泵的吸入側(cè)流體連接；通風(fēng)管線，其將管狀反應(yīng)器在孔口下游連接在孔口與循環(huán)泵之間；清管器接收站，其在清潔操作之間容納清管器；和流動控制裝置，其能操作以將清管器接收站連接至管狀反應(yīng)器，以便在清潔操作期間清管器離開清管器接收站，并且穿過和清潔反應(yīng)器的循環(huán)回路段和副管段。當(dāng)清管器經(jīng)過孔口時，在清管器之前的反應(yīng)器裝料的至少一些會進入通風(fēng)管線。在一個實施例中，通風(fēng)管線包括閥，當(dāng)清管器靠近時，所述閥打開。
[0014]本發(fā)明的又一方面涉及一種連續(xù)乳液聚合設(shè)備，其包括:管狀反應(yīng)器，其包括(I)循環(huán)回路段和(2)副管段，該副管段一端連接至回路段的賠償開口并且在其另一端處具有聚合物出口 ；一個或多個入口，可聚合單體裝料可通過所述入口被供給至管狀反應(yīng)器；泵，其用于使單體裝料在循環(huán)回路段內(nèi)在實現(xiàn)其聚合的條件下連續(xù)循環(huán)；清管器，其用于間歇地清潔管狀反應(yīng)器；孔口，其允許管狀反應(yīng)器與循環(huán)泵的吸入側(cè)流體連接并且定位在管狀反應(yīng)器的彎曲部分的內(nèi)側(cè)上，以便使清管器不會由于將清管器保持在管狀反應(yīng)器的所述彎曲部分的外側(cè)的離心力而接觸孔口 ；清管器接收站，其在清潔操作之間容納清管器；和流動控制裝置，其能操作以將清管器接收站連接至管狀反應(yīng)器以便在清潔操作期間清管器離開清管器接收站，并且穿過和清潔反應(yīng)器的循環(huán)回路段和副管段。所述孔口可以還定位在循環(huán)回路段與副管段之間。
[0015]本發(fā)明的另一實施例可以涉及用于借助上述聚合設(shè)備制備乳液聚合物的方法。
【附圖說明】
[0016]下文參照附圖詳