聚合反应器和吸水性树脂的制造方法技术

聚合反应器具备容器主体1和夹套部2，夹套部2以覆盖容器主体1的外表面的方式设置且形成用于在其与容器主体1的外表面之间流通冷热介质的通路。容器主体1使用包层金属板构成，该包层金属板具有：具有位于上述容器主体的内侧的内表面和位于上述容器主体的外侧的外表面的金属支撑层，和与该金属支撑层的内表面接合、厚度小于上述金属支撑层的厚度、由耐腐蚀性金属构成的内侧表皮层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】聚合反应器具备容器主体1和夹套部2，夹套部2以覆盖容器主体1的外表面的方式设置且形成用于在其与容器主体1的外表面之间流通冷热介质的通路。容器主体1使用包层金属板构成，该包层金属板具有：具有位于上述容器主体的内侧的内表面和位于上述容器主体的外侧的外表面的金属支撑层，和与该金属支撑层的内表面接合、厚度小于上述金属支撑层的厚度、由耐腐蚀性金属构成的内侧表皮层。【专利说明】
本专利技术涉及一种用于进行聚合反应的聚合反应器，特别是构成为利用冷热介质的 流通流经容器主体的壁而进行热交换的聚合反应器，以及使用该聚合反应器进行的吸水性 树脂的制造方法。
技术介绍
作为吸水性树脂等的聚合物的制造时所使用的聚合反应器，一般而言，如图4所 示，采用具备收纳反应液等的容器主体91和以覆盖该容器主体91的外表面的方式设置的 夹套（夹套部92)的聚合反应器。在夹套部92内，根据需要，流通冷热介质（冷却介质或 者加热介质），流经容器主体91的壁面，进行热交换，对内容物（例如反应液或者反应混合 物）进行冷却或加热，进行控制，使得容器主体91的内容物达到规定的温度。关于容器主 体91，根据对内容物的耐负重、聚合反应时的耐压性能的观点，需要形成为规定的强度，因 此使用强度优异的材料（例如碳素钢钢板）构成。另外，通常，在容器主体91中设有搅拌 翼93,通过该搅拌翼93的运动，实现内容物的均质化和均温化。具备容器主体和夹套的聚 合反应器，例如下述的专利文献1中有记载。 近年来，例如吸水性树脂等的聚合物的需求不断增大，为了对应该增大的需求，研 究了通过大型化聚合反应器来实现生产效率的提高。 使用聚合反应器进行的聚合物的合成中，为了使内容物达到所期望温度，通过与 冷热介质的热交换所应该传递的热量比较大。因此，在用于合成聚合物的工序（以下称为 聚合工序）中，用于将内容物加热或冷却的时间（以下称为传热时间）所占的比例较大。因 此，如果能够缩短传热时间，则能够期待聚合物的生产效率的改善。而且，为了缩短传热时 间，需要使通过上述的热交换进行的热传导高效进行。 在夹套部内流通冷热介质时，作为对在流经容器主体的壁的冷热介质与内容物之 间的热传导效率（热传导量Q)赋予影响的代表性的因素，能够列举下面的三个因素。第一 因素是冷热介质和容器主体的壁的热阻（例如夹套部内的冷热介质的流量），第二因素是 容器主体的壁和内容物的热阻（例如由搅拌翼得到的内容物的均质化?均温化的程度），第 三因素是容器主体的壁本身的金属热阻。作为关于这些因素实现热传导率的改善的方法， 能够列举：对于第一因素，增加夹套部内的冷热介质的流量，对于第二因素，改善通过搅拌 翼得到的内容物的均质化或均温化的效率，对于第三因素，将容器主体的壁的板厚薄型化。 另外，这三个因素之中，对整体的热传导率赋予最大影响的是第三因素（金属热阻）。因此， 为了缩短传热时间，可以认为将容器主体的壁的厚度变薄最具效果。 另一方面，如上所述，为了实现通过大型化聚合反应器来提高生产效率，对于容器 主体的板厚，从强度上的观点有加厚的必要。这会导致流经容器主体的壁的热传导效率降 低，使传热时间变长，反而可能成为改善生产效率的抑制因素。 鉴于该种情况，在专利文献1中，公开了在容器主体的内侧形成冷热介质的通路 的结构。具体而言，如该文献的图1、图2所示，在容器主体的内表面，通过熔接将带板状的 支撑体以规定间隔以直立状态设置，将与相邻的支撑体的配置间隔相等的覆板对支撑体的 前端通过熔接设置。由此，以容器主体的壁、支撑体和覆板划分的密闭空间形成冷热介质的 通路。通过这样在容器主体的内侧形成冷热介质的通路的结构，能够将覆板（内容物和冷 热介质之间的隔壁）的厚度变薄，能够期待传热时间的缩短而提高生产效率。 然而，在聚合反应器的使用时确认容器主体的内部状态，实际上是困难的。因此， 考虑到隔壁的经时老化导致的破损，将在容器主体的内侧所设置的冷热介质的通路的隔壁 变薄或者将该隔壁通过熔接设置的结构的长期使用时的可靠性差。 另外，在吸水性树脂的制造中，主流是将水溶性乙烯性不饱和单体聚合的方法，水 溶性乙烯性不饱和单体为酸性物质，通常以氢氧化钠中和来使用。另外，在使用反相悬浮聚 合法制造吸水性树脂时，作为反应溶剂使用有机溶剂。这样的吸水性树脂的制造中，在聚合 反应时，由于使用酸、碱或有机溶剂，对于聚合反应器（容器主体）的材质，研究了使用不锈 钢等的耐腐蚀性金属。然而，不锈钢比碳素钢的传热性能更差，因此，如图4所示的结构中， 若将容器主体91由不锈钢构成，通过在设置于容器主体的外侧的夹套部92中流通冷热介 质来对反应液（内容物）进行加热或冷却时，会导致流经容器主体的壁的热传导效率的降 低，从而有即使是相同的厚度，也比碳素钢的传热时间长这一缺点。 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :日本特开平10-244146号公报
技术实现思路
本专利技术是在该种情况下作出的，课题在于提供一种能够维持长期使用中的可靠性 并且适于缩短聚合工序中传热时间的聚合反应器。另外，本专利技术的其它课题在于提供一种 适于使用这样的聚合反应器高效地进行吸水性树脂的制造的方法。 通过本专利技术的第一方面所提供的聚合反应器具备容器主体和夹套部，该夹套部以 覆盖该容器主体的外表面的方式设置且形成用于在其与上述容器主体的外表面之间流通 冷热介质的通路，上述容器主体使用包层金属板构成，上述包层金属板具有：具有位于上述 容器主体的内侧的内表面和位于上述容器主体的外侧的外表面的金属支撑层，和与该金属 支撑层的内表面接合的、厚度小于上述金属支撑层的厚度、由耐腐蚀性金属构成的内侧表 皮层。 优选上述内侧表皮层的厚度为上述金属支撑层的厚度的1/10?1/2。 优选上述包层金属板还具有与上述金属支撑层的外表面接合、由耐腐蚀性金属构 成的外侧表皮层，上述外侧表皮层的厚度小于上述金属支撑层的厚度。 优选上述金属支撑层由碳素钢构成，上述外侧表皮层和上述内侧表皮层由不锈钢 构成。 优选上述内侧表皮层的厚度大于上述外侧表皮层的厚度。 优选上述金属支撑层的厚度为5?15mm。 优选还具备用于在上述通路中供给不活泼气体的不活泼气体供给单元。 优选上述夹套部通过螺旋状的分隔板将内部隔开，上述通路沿上述分隔板螺旋状 延伸。 优选上述容器主体具有由盖体关闭的上端开口。 优选上述盖体使用追加的包层金属板构成，上述追加的包层金属板具有：具有位 于上述容器主体的内侧的内表面和位于上述容器主体的外侧的外表面的追加的金属支撑 层，和与该追加的金属支撑层的内表面接合、厚度小于上述追加的金属支撑层的厚度、由耐 腐蚀性金属构成的追加的内侧表皮层。 优选上述追加的包层金属板还具有与上述追加的金属支撑层的外表面接合、由耐 腐蚀性金属构成的追加的外侧表皮层，上述追加的外侧表皮层的厚度小于上述追加的金属 支撑层的厚度。 根据本专利技术的第二方面所提供的吸水性树脂的制造方法为在石油烃分散介质中 将水溶性乙烯性不饱和单体反相悬浮聚合的吸水性树脂的制造方法，在本专利技术的第一方面 中涉及的聚合反应器的上述容器主体内进行聚合反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于进行聚合反应的聚合反应器，其特征在于：具备容器主体和夹套部，所述夹套部以覆盖该容器主体的外表面的方式设置且形成用于在其与所述容器主体的外表面之间流通冷热介质的通路，所述容器主体使用包层金属板构成，所述包层金属板具有：具有位于所述容器主体的内侧的内表面和位于所述容器主体的外侧的外表面的金属支撑层，和与该金属支撑层的内表面接合的、厚度小于所述金属支撑层的厚度、由耐腐蚀性金属构成的内侧表皮层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：前田畅浩，原直彰，鹰取润一，
申请(专利权)人：住友精化株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP