生产苯乙烯-烯烃睛共聚物的方法技术

一种苯乙烯和烯烃腈单体的连续大量聚合的方法和装置．方法包括下列步骤：把含有预定单体比的苯乙烯和烯烃腈的单体连续地导入反应器，以产生反应混合物；并置于某温度和压力条件下，单体发生聚合作用产生苯乙烯－烯烃腈共聚物；使反应混合物受到充分搅拌；从反应容器连续地取出苯乙烯－烯烃腈共聚物；以及通过两级法使取出的苯乙烯－烯烃腈脱去挥发成分，这种两级法是包括首先调节其中苯乙烯与烯烃腈单体比，随后加热到使挥发成分挥发，然后分离挥发成分．（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
这个申请是1982年9月24日提出申请的原申请案顺序号422767的连续部份，因此本专利技术是全面地参考原申请案而合编成的。本专利技术涉及共聚物的连续大量聚合作用的改进装置，特别是本专利技术涉及苯乙烯-烯烃腈共聚物(苯乙烯-丙烯腈共聚物)连续聚合的方法。乙烯型单体的聚合作用，尤其苯乙烯和丙烯腈的聚合作用是众所周知的，如同它们的生产方法一样为人们所周知。但是还有许多内在的问题，不是未被解决，就是在许多情况下解决得不满意。在共聚合作用反应中，进行精密的控制，如果不是必不可少的话，也是保持产品的质量所希望的。例如，假如单体X是同单体Y进行共聚合作用，那么可能得到各种各样的共聚物。X单体可能占共聚物的1%～99%。鉴于这一因原这使得各种共聚物产品的物理和化学性能差异很大。因为，对聚合反应进行精密控制是必需的，这就使得最终的产品基本上由具有均匀的X与Y比的共聚物组成。均匀性越严密，变化的范围就越窄，产品也就越好。即使在允许的较大变化范围的场合下，也已知道变化范围越窄会产生比较好的产品。在有代表性的连续大量共聚合方法中，单体的进料导入反应容器。共聚合作用是在加温和加压条件下完成的。反应容器是必须加以控制的第一较大区。均匀的温度必需加以保持以产生均匀的产品。获得的流体含有所生产的共聚物和部分单体。从反应容器排放出的流体存在着第二个问题区。由于反应容器中的共聚合反应是不完全的，一些单体还存在于排放的流体中。假如不加以控制，由于不同的温度和压力条件，某些共聚合作用会连续进行以生产具有不同单体比的共聚物。因而，对这种连续的共聚合作用的控制是使单体保持最小程度所必须的。此外，如果任何连续聚合作用发生的话，对条件方面进行控制应该加以运用，使所产生的第二阶段的共聚物实际上具有相同的单体比。在取的流体冷却以后，共聚物与单体和其它的稀释剂发生分离。这通常是采用加热使不需要成分蒸发加以达到的。从而，第三个问题区是存在的。加热的应用会引起共聚合作用或者成分的进一步反应，从而导致最后产品的污染。所以，这第三共聚合作用应该保持在最小程度。例如，在苯乙烯-丙烯腈聚合作用情况下，众所周知精密的控制是生产具有合适性能的产品所必不可少的。假如，在单一产品中，共聚物的丙烯腈含量以大于4%来变化，不同的共聚物变成彼此不相一致的，结果生产不能接受的，模糊的产品。因为苯乙烯和丙烯腈单体是以不同速率进行聚合作用的，所以不仅在聚合作用期间需要小心加以控制，而且在随后的提纯期间也得小心控制。尤其是在提纯阶段，小心控制，对维持产品的均匀性是必不可少的，因为甚至少量共聚物产品具有高丙烯腈的含量可能引起整个产品的黄色脱色，这是由于相邻侧的丙烯腈基的环化作用，取决于共聚物的加热。例如，即使在随后的热成形步骤。在苯乙烯-丙烯腈聚合方法中，例如，从聚合物中除去残余的单体，称做使聚合物脱挥发分作用，这是产品的后聚合处理中的一个重要因素。一旦聚合物-单体混合物离开反应器，就有产生高含量丙烯腈聚合物的极大危险，这是由于两种不同的单体种类的聚合作速率不均匀和用于脱挥发分作用的温度较高之故，在常规的方法中，脱挥发分作用实际上是用薄膜脱挥装备进行的，例如，所谓 “Film Truder”装备而很快地使液体单体蒸发以进一步把聚合作用减到最小程度。但是这种簿膜装备是比较昂贵，而且，需要精心保养，例如，至少每日一次，就是由于该装备有许多运动的部件和大范围的密封特性。因此，在进行维修时聚合作用的管道需要关闭或者在维修期间要采取一些措施使材料向上游动。其结果是产品质量不均匀的和装备和操作的额外损失。因此，本专利技术的目的是提供一种改进的连续大量聚合作用的方法，以及实现这种方法的设备。本专利技术的另一目的属于提供当共聚物从聚合阶段出来时，用于加工粗制的苯乙烯-丙烯烃共聚物的改进方法和设备，以提供高质量的产品，同时提供节省能源的方法。在完成上述的目的中，根据本专利技术一个方面提供了苯乙烯单体和烯烃腈单体连续聚合的方法以生产苯乙烯-烯烃腈的共聚物。含有预先确定的苯乙烯单体和烯烃腈的单体比的进料是连续地导入产生反应混合物的反应容器中。这种反应混合物置于一定温度和压力条件下，在该条件下，单体发生聚合作用从而产生出含有苯乙烯-烯烃腈共聚物、苯乙烯单体、以及烯烃腈单体的共聚物流体。至少所产生的流体中的一部分可连续地从反应容器中取出来。在第一阶段脱挥发分器中，在取出的流体中苯乙烯单体与烯烃腈单体比要调节到经过选定的比率，视聚合作用而定，提供出苯乙烯-烯烃腈共聚物具有的单体比与从反应容器中取出的共聚物的单体比相同。在第二阶段脱挥发分器中，所取出的流体被加热到足以挥发掉所有的挥发性组分的温度。随后挥发性组分从共聚物中分离出来。根据本专利技术的另一方面，第二阶段脱挥发分器的加热步骤包含将取出的液体通过热交换设备和降低热交换设备中的压力，即通过足以引起泡沫型二相流通过热交换设备的，取出液体中的挥发成分大量挥发来减少热交换装置内的压力。另外的目的，本专利技术进一步的目的，特点和优点从下列的最佳实施方案的详细描述中将变得很明显，当同所作的图表和附图一起考虑时更是如此。在附图中图1是用于实现根据本专利技术所述的方法的合适设备的示意图。图2是用于实现本专利技术的温度加以控制的作用的替换设备的更详细的示意图。图3是说明用于按照本专利技术浓缩和再循环回收单体的最佳设备的示意图。最佳实施方案的详细描述虽然下列的描述和例子是专门适用于苯乙烯单体和烯烃腈单体的共聚合作用的，应该清楚的是本专利技术通常特别适用于共聚物成分需加以控制的共聚合方法。本专利技术目标是制造共聚物的连续大量聚合方法，这些方法利用初单体组分，其中包括至少一个单烯烃芳族(苯乙烯)化合物和一个烯烃腈化合物。这里使用的“大量聚合作用”一术语并不排除在方法中存在有。烯烃腈化合物用下列通式来表示CH＝CCNR其中R是从由氢和各含有1～4碳原子的烷(烃)基组成的基团选取的。单烯烃芳族(苯乙烯)化合物是下列通式表示 其中Ar是从由苯基，6～9碳原子的链烯基，一氯苯基，二氯苯基，一溴苯基以及二溴苯基组成的基团中选取的。X是从由氢和含有少于3个碳原子的烷(烃)基组成的基团中选取的。最佳的烯烃腈是丙烯腈，而最好的苯乙烯是苯乙烯本身。本专利技术提供的方法和装置可在各种操作条件下有效地生产各种苯乙烯-丙烯腈共聚物产品，例如，按照本专利技术，苯乙烯-丙烯腈共聚物可以制备成具有一定比例的共聚的丙烯腈。按重量计，少到含大约10%，最多达到含大约60%。要制备成分子量范围很大的共聚物也是可能的，例如，所制成的聚合物所具有熔体流动指数(美国材料试验协会1238，条件1)，低的为1克/10分，高的达到 8克/10分不等。这种广范围的数值可以在聚合物组分中不使用内部润滑剂而获得。这些聚合物的特性表现为维卡特软化点(美国材料试验协会525，标准A)在220°F～250°F范围内。按照本专利技术可以制造出纯度极高、质量优良的苯乙烯-丙烯腈共聚物，所具有的残余的丙烯腈单体含量，少于100PPm，残余苯乙烯单体含量少于1000PPm，残余的稀释剂的含量少于1000PPm。然而，本专利技术的方法亦能获得很高的反应速率和转化深度。对于苯乙烯-丙烯腈共聚物来说，要获得反应速率高达40%/小时是可能的，转化深度在30～90%之间，一般达到大约60%。A本文档来自技高网...

【技术保护点】
苯乙烯和烯烃腈单体的连续聚合作用产生苯乙烯－烯烃腈共聚物的制造方法，包括下例步骤：ａ．把含有苯乙烯和烯烃腈单体预定比的供料连续地导入反应器，以产生一种反应混合料。ｂ．把反应混合料置于某温度和压力的条件下，上述的单体发生聚合作用从而产生一种含有苯乙烯－烯烃腈共聚物，苯乙烯的单体以及烯烃腈的单体的液体。ｃ．至少连续地从反应容器取出一部分所生产的液体，同时把所取出的液体导入两级脱挥发份器。ｄ．在第一级中要将取出的液体中的苯乙烯与烯烃腈单体的比调整到经过选择的一定单体比，即根据聚合作用所产生的苯乙烯－烯烃腈单体比与从反应容器取出苯乙烯－烯烃腈共聚物的单体比大致相同。ｅ．在第二级中，将所取出的液体加热到足以基本上挥发掉所有挥发成份，并且把挥发的成份与不挥发的成份分离开来。

【技术特征摘要】
1.苯乙烯和烯烃腈单体的连续聚合作用产生苯乙烯-烯烃腈共聚物的制造方法，包括下例步骤a.把含有苯乙烯和烯烃腈单体预定比的供料连续地导入反应器，以产生一种反应混合料。b.把反应混合料置于某温度和压力的条件下，上述的单体发生聚合作用从而产生一种含有苯乙烯-烯烃腈共聚物，苯乙烯的单体以及烯烃腈的单体的液体。c.至少连续地从反应容器取出一部分所生产的液体，同时把所取出的液体导入两级脱挥发份器。d.在第一级中要将取出的液体中的苯乙烯与烯烃腈单体的比调整到经过选择的一定单体比，即根据聚合作用所产生的苯乙烯-烯烃腈单体比与从反应容器取出苯乙烯-烯烃腈共聚物的单体比大致相同。e.在第二级中，将所取出的液体加热到足以基本上挥发掉所有挥发成份，并且把挥发的成份与不挥发的成份分离开来。2.根据权利要求1所述的方法，其中所说的调整步骤包括将上述的单体比恢复到与预先确定的供料的单体比大致相同，其中第一级的恢复步骤包括取出一定量烯烃腈单体足以恢复上述的单体比。3.根据权利要求2所述的方法，其中所说的取出步骤包括把所产生的液体导入第一级和将第一级的压力维持在一定水平足以提供含有单体蒸气相和选择性排出富含烯烃腈单体的蒸气。4.根据权利要求1所述的方法，其中在上述的第二级加热步骤包含把含有苯乙烯-烯烃腈共聚物的取出液体经过热交换装置，以及在足够引起泡沫型二相流动的取出液体经过热交换装置的情况下，通过足以引起取出液体的挥发成分大量挥发量来减少热交换装置内的压力。5.根据权利要求4所述的方法，其中在上述的第二级的所说分离步骤包括使含有共聚物-挥发成分的二相液流，从热交换装置进入分离容器的同时将分离容器内的压力减小到一定水平，足以保持处在蒸气形成的挥发成分。6.根据权利要求5所述的方法，其中所说的脱挥发份步骤包括下例几个步骤从第二级的分离容器取出挥发性成分;冷凝所取出的挥发成分以产生回收的液态冷凝物，以及将回收的单体液体作为单体供料的一部分送到反应容器再循环。7.根据权利要求1所述的方法，其中供料包含按重量计丙烯腈为大约10～60%，苯乙烯为大约40～60%，以全部单体含量为基础。8.根据权利要求1所述的方法，其中供料包括按重量计单体惰性稀释剂为大约2～50%。9.根据权利要求8所述的方法，其中所说的惰性稀释剂包括乙苯、丁(基)苯、苯、甲苯、二甲苯和异丙基苯。10.根据权利要求1所述的方法，其中冷却反应混合物的步骤包括通过从反应容器取出含有蒸发了的苯乙烯和烯烃腈单体的蒸气相。11.根据权利要求10所述的方法，其中所说的冷却步骤进一步包括借助于同冷却的冷凝表面接触来冷凝从反应器取出的蒸发的苯乙烯和烯烃腈，以产生冷凝的含有单体的液体，同时把冷凝的含有单体的液体返回到反应容器。12.根据权利要求11所述的方法，其中所说的冷却步骤进一步包括收集一定容量冷凝的含有单体的液体和同时把同样的液体导入到反应容器以产生瞬时的冷却效应。13.根据权利要求11所述的方法，其中所说的冷却步骤进一步包括把一部分的被冷凝的含有单体的液体再循环到冷凝步骤，同时，使从反应器中取出的蒸发的单体经过再循环的冷凝的含有单体的液流来使它骤冷。14.根据权利要求13所述的方法，其中所说的再循环冷凝的含有单体的液流包括象幕帘状分布液流。15.根据权利要求13所述的方法，其中所说的冷却步骤进一步包括使所说的再循环冷凝的含有单体的液体冲击冷却表面区域以防止聚合了的单体的聚集在上述表面上。16.16.根据权利要求11所述的方法，其中所说的冷却步骤进一步包括使反应容器的壁同液体冷却介质接触。17.苯乙烯和烯烃腈单体的聚合作用以产生苯乙烯-烯烃腈聚合物的方法，包括下列步骤a.把含有预先确定的单体比的苯乙烯-烯烃腈单体的供料液流导入反应容器以产生反应混合物。b.使反应混合物置于一定温度和压力条件下，在那个条件下上述的单体发生聚合作用以产生含有苯乙烯-烯烃腈聚合物、苯乙烯单体，以及烯烃腈单体的液体。c.至少连续地从反应容器中取出一部分所产生的液体。d.在取出的液体中的苯乙烯与烯烃腈单体比恢复到象预先确定的提供给反应器的供料的苯乙烯烯烃腈的比大致相同;以及，e.将取出的液体加热到足以基本上挥发掉所有的挥发成分的温度，并把挥发成分与不挥发成分分开。18.根据权利要求17所述的方法，其中所说的加热步骤(e)包括使取出的液体经过热交换装置，同时在足够使得泡沫型二相流动的取出的液体经过热交换装置的情况下，通过足以引起其液体的挥发成分大量挥发来减小热交换装置的压力。19.根据权利要求17所述的方法，其中所说的恢复步骤(d)包括取出一定量的烯烃腈单体，使单体比恢复到上述的单体比。20.根据权利要求17所述的方法，其中所说的恢复步骤(d)是通过连续地将取出的液体导入处在比反应容器内的压力低，但超过一个大气压的压力下操作的第一脱挥发分器来获得，并且其中较低的压力会使足够量的烯烃腈单体闪蒸出，以使苯乙烯-烯烃腈的比恢复达到与供料液流的单体比例相同。21.根据权利要求17所述的方法，其中供料液流含有按重量计大约10～60%的丙烯腈和40～90%的苯乙烯，以全部单体含按重量计量为基础。22.根据权利要求17所述的方法，其中供料液流进一步包括按重量计单体的惰性稀释剂大约2%～大约50%。23.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰弗里特莫里斯，罗伯特埃富勒，
申请(专利权)人：科斯登技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]