用于生产粉状聚合物的设备和方法技术

本发明专利技术涉及一种生产粉状聚合物的设备，包括一个用于液滴聚合的反应器(1)，反应器具有：一个用于使生产聚合物的单体溶液液滴化的装置(5)，其具有引入单体溶液所穿过的孔；一个在用于液滴化的装置(5)上方的气体添加点(13)；在反应器(1)的圆周处的至少一个气体移除点(19)；及一个流化床(11)，其中具有以下特征中的至少一个：在用于使单体溶液液滴化的装置(5)的区域中布置一个用于增加气体流动中的湍流的装置(31)，在气体添加点(13)的区域中布置一个用于增加气体流动中的湍流的装置，气体添加点(13)被配置成使得产生增加的湍流。本发明专利技术还涉及一种用于生产粉状聚合物的方法，其中在用于液滴化的装置(5)的区域中的气体流动中发生流动湍流的增加。

Equipment and methods for the production of powdered polymers

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生产粉状聚合物的设备和方法本专利技术涉及一种用于生产粉状聚合物的设备，其包括一个用于液滴聚合的反应器，所述反应器具有：一个用于使生产所述聚合物的单体溶液液滴化的装置，所述用于液滴化的装置具有引入所述单体溶液所穿过的孔；一个在用于液滴化的装置上方的气体添加点；在所述反应器的圆周处的至少一个气体移除点；以及一个流化床。本专利技术还提供了一种用于在这样的装置中生产粉状聚合物的方法。所使用的设备和方法例如适合于生产在生产尿布、卫生棉条、卫生巾和其它卫生用品时使用的或在市场园艺中作为保水剂使用的吸水性聚合物，尤其是聚(甲基)丙烯酸酯。吸水性聚合物的属性可以通过交联度来调整。当交联度增加时，凝胶强度增加并且吸收能力降低。这意味着当在压力下的吸收增加时，离心保留能力降低，而在非常高的交联度下，在压力下的吸收也再次降低。为了改善性能属性，例如尿布中的液体传导性和在压力下的吸收，吸水性聚合物颗粒通常被后交联。这仅增加颗粒表面处的交联度，这使在压力下的吸收和离心保留能力可以至少在一定程度上解耦。可以在含水凝胶相中执行此后交联。然而，通常，研磨并且筛分的聚合物颗粒被表面涂敷有后交联剂、被热后交联和被干燥。适合于此目的的交联剂是包括可以与亲水性聚合物的羧酸酯基团形成共价键的至少两个基团的化合物。不同的用于生产吸水性聚合物颗粒的方法是已知的。例如，可以将用于生产聚(甲基)丙烯酸酯的单体和任何添加剂添加到混合捏合机，在该混合捏合机中，所述单体反应以形成聚合物。通过使具有捏合棒的轴在该混合捏合机中旋转来使形成的聚合物破碎成大块。将从该捏合机移除的聚合物干燥并且研磨并且发送到进一步加工。在一个替代型式中，将所述单体作为单体溶液引入到用于液滴聚合的反应器中，所述单体溶液也可以包括其他添加剂。所述单体溶液在引入到所述反应器内时破碎成液滴。液滴形成的机制可以是湍流或层流射流破碎，或液滴化。液滴形成的机制取决于单体溶液的属性和进入条件。液滴在所述反应器中向下落下，在此过程中所述单体反应以形成聚合物。在所述反应器的下部区域中存在流化床，通过反应由液滴形成的聚合物颗粒落入所述硫化床内。然后在所述流化床中发生后反应。例如，在WO-A2006/079631、WO-A2008/086976、WO-A2007/031441、WO-A2008/040715、WO-A2010/003855和WO-A2011/026876中描述了这样的方法。例如，在WO-A2015/197571或WO-A2015/197359中描述了具有不同的用于引入单体溶液的装置的用于液体聚合的反应器。在已知的反应器中，由于流动条件，液滴浓度和气体温度可能在反应器横截面上遭受变化。这些变化导致用于干燥的气体的不完全利用。结果，个体液滴中的单体溶液以不同的速率反应以产生聚合物。因此，本专利技术的一个目的是提供用于生产粉状聚合物的设备和方法，其中确保了干燥气体和以液滴形式引入的单体溶液的改善混合，并且另外，使液滴更均匀地分布在反应器横截面上。该目的通过一种用于生产粉状聚合物的设备来实现，包括一个用于液滴聚合的反应器，所述反应器具有：一个用于使用于生产所述聚合物的单体溶液液滴化的装置，所述用于液滴化的装置具有所述单体溶液被引入所穿过的孔；一个在所述用于液滴化的装置上方的气体添加点；在所述反应器的圆周处的至少一个气体移除点；以及一个流化床，其中具有以下特征中的至少一个：-在用于使所述单体溶液液滴化的装置的区域中布置一个用于增加气体流动中的湍流的装置，-在所述气体添加点的区域中布置一个用于增加气体流动中的湍流的装置，-所述气体添加点被配置成使得产生增加的湍流。另外，该目的通过一种用于在这样的设备中生产聚合物的方法，该方法包括以下步骤：(a)在用于液滴化的装置中使单体溶液液滴化，其中产生的单体液滴穿过所述反应器落下，并且所述单体至少部分地反应以产生所述聚合物，以便形成颗粒，(b)经由在所述用于液滴化的装置上方的气体添加点供应气体，以便在所述反应器中产生从上向下的气体流动，(c)在流化床中收集在步骤(a)中产生的颗粒，其中在所述流化床中完成呈个体颗粒的聚合物的反应并且可选地发生后交联，(d)从所述流化床移除所述颗粒，其中在所述用于液滴化的装置区域的气体流动中发生流动湍流的增加。在以下描述中，在所述反应器中从上向下产生的气体流动也被称为干燥气体流动，并且经由所述气体添加点供应的气体也被称为干燥气体。与已知的反应器相比，通过使用所述用于增加湍流的装置或借由所述气体添加点的配置在气体流动中导致的流动湍流的增加实现了经由所述气体添加点添加的干燥气体与所述单体溶液的液滴的混合中的改善。良好的混合实现干燥气体的更好利用，使得可以以较低的气体入口温度添加所述干燥气体。较低的气体入口温度减少了用于加热气体的能量要求，使得与在使用已知的反应器的情况下相比总体用于生产聚合物所要求的能量较少。取决于用于使所述单体溶液液滴化的装置的配置，所产生的液滴已经相对均匀地分布在反应器横截面上，并且因此也与干燥气体混合。然而，通常，在反应器横截面上局部地产生液滴浓度和气体温度的变化，并且这些变化导致干燥气体的不完全利用。干燥气体的利用在此被理解为意指水在气体中的吸收和热量从气体的释放，在每种情况下如果干燥气体被完全利用，则在反应器横截面上在气体中建立大体上均匀的温度和大体上均匀的水浓度。相反，如果干燥气体未被完全利用，则温度分布和水浓度在反应器横截面上不均匀。为了使此效果最小化，在气相中产生限定的流动湍流，这增加了液滴在反应器横截面上的分布的均匀性，并且因此确保干燥气体与单体溶液的液滴更好地混合。流动湍流必须不能太小，因为否则均匀化效果可忽略，也不能太大，因为否则液滴或颗粒会太快速到达反应器壁处并且导致在此形成沉积物。所使用的用于增加湍流的装置可以是任何可以增加气体流动的湍流的装置。用于增加湍流的装置的实施例可以是设置在用于液滴化的装置上方或下方的挡板。替代地，也可以使用用于增加湍流的气体喷嘴、气体/液体喷嘴或液体喷嘴。当使用挡板时，所述挡板周围的流动导致干燥气体的涡流并且以此方式增加湍流。为了防止离开所述用于液滴化的装置的单体溶液由于产生的涡流导致在所述挡板上形成沉积物，所述挡板优选地被定位成使得，当被布置在所述用于液滴化的装置下方时，它们总是在假想竖直投影中在用于液滴化的装置的个体液滴化器单元之间偏离并且不直接被在液滴化器单元中形成的液滴射流撞击。可以通过所述挡板的数目和大小来调整流动湍流的程度。合适的挡板是例如垂直或大体上垂直于竖直线布置的任何期望的形状的板(例如，圆形板、矩形板或多边形板)，或任何其它导致流动显著缩减并且因此产生流动湍流的主体。另外，所使用的挡板也可以是穿孔板，或可以在所述液滴化器单元的几何形状方面改进所述液滴化器单元使得从而实现湍流的附加增加。替代地，所述挡板还可以包括一个穿孔板，该穿孔板具有水力直径为5cm至200cm、优选地10cm至100cm的孔。所述孔可以具有任何期望的形状，即例如圆形的、多边形的或椭圆形的。所述孔优选地为圆形的。该穿孔板中的孔的大小防止——与从如在标准穿孔板中形成的直径为几毫米的小孔离开的非常细小的自由射流的情况相反——由于摩擦引起的流动湍流的立即消散。如在所述挡板的情况下，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于生产粉状聚合物的设备，包括一个用于液滴聚合的反应器(1)，所述反应器具有：一个用于使生产所述聚合物的单体溶液液滴化的装置(5)，所述用于液滴化的装置(5)具有所述单体溶液被引入所穿过的孔；一个在所述用于液滴化的装置(5)上方的气体添加点(13)；在所述反应器(1)的圆周处的至少一个气体移除点(19)；以及一个流化床(11)，其中以下特征中的至少一个被满足：‑在用于使所述单体溶液液滴化的装置(5)的区域中布置一个用于增加气体流动中的湍流的装置(31)，‑在所述气体添加点(13)的区域中布置一个用于增加气体流动中的湍流的装置，‑所述气体添加点(13)被配置成使得产生增加的湍流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.01 EP 17158657.11.一种用于生产粉状聚合物的设备，包括一个用于液滴聚合的反应器(1)，所述反应器具有：一个用于使生产所述聚合物的单体溶液液滴化的装置(5)，所述用于液滴化的装置(5)具有所述单体溶液被引入所穿过的孔；一个在所述用于液滴化的装置(5)上方的气体添加点(13)；在所述反应器(1)的圆周处的至少一个气体移除点(19)；以及一个流化床(11)，其中以下特征中的至少一个被满足：-在用于使所述单体溶液液滴化的装置(5)的区域中布置一个用于增加气体流动中的湍流的装置(31)，-在所述气体添加点(13)的区域中布置一个用于增加气体流动中的湍流的装置，-所述气体添加点(13)被配置成使得产生增加的湍流。2.根据权利要求1所述的设备，其中用于增加湍流的装置(31)包括挡板。3.根据权利要求2所述的设备，其中所述挡板包括一个穿孔板，所述穿孔板具有直径为5cm至200cm的孔。4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其中用于增加湍流的装置(31)包括气体喷嘴(35)、气体/液体喷嘴或液体喷嘴。5.根据权利要求4所述的设备，其中用于增加湍流的气体/液体喷嘴或液体喷嘴是用于使所述单体溶液液滴化的装置(5)的一部分。6.根据权利要求4所述的设备，其中用于增加湍流的气体喷嘴(35)被定向在朝向所述气体添加点(13)的方向上，以使得离开所述气体喷嘴(35)的气体射流被定向在与来自所述气体添加点(13)的气体流动相反的方向上。7.根据权利要求4至6中任一项所述的设备，其中用于增加湍流的气体喷嘴(35)、气体/液体喷嘴或液体喷嘴的数目是每平方米横截面反应器面积0.02至2个。8.根据权利要求1至7中任一项所述的设备，其中用于增加湍流的装置(31)被布置在所述用于液滴化的装置(5)上方2m和下方2m之间的区域中和/或在所述气体添加点(13)下方多达2m的区域中。9.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其中用于增加湍流的装置(31)的挡板、气体喷嘴(35)、气体/液体喷...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·鲍尔，M·滕内森，C·鲍德温，K·鲍曼，M·克鲁格，A·戴斯，M·穆尔，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE