用于聚合物熔体的脱挥发和缩聚的反应器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于聚合物熔体的脱挥发和缩聚的反应器，其包括水平对齐的反应器壳体。反应器壳体包括两个端面和用于经脱挥发的聚合物熔体的至少一个出口以及至少一个蒸汽端口。本发明专利技术的反应器的特征在于，在反应器壳体的内部存在包含转子的、水平布置的分隔元件。转子包括由围堰装置沿反应器壳体的端面的方向来界定的至少一个开口。转子还具有对于聚合物熔体不可渗透的转子壁，并且将反应器壳体的内部划分成内反应器隔室和外反应器隔室。此外，本发明专利技术的反应器包括延伸穿过入口侧端面以引入聚合物熔体的管道。该管道终止于转子的内部，使得将聚合物熔体引入到内反应器隔室。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于聚合物熔体的脱挥发和缩聚的反应器
本专利技术涉及一种用于聚合物熔体的脱挥发和缩聚的反应器，其包括水平对齐的反应器壳体。反应器壳体包括两个端面和用于经脱挥发的聚合物熔体的至少一个出口以及至少一个蒸汽端口。本专利技术的反应器的特征在于，在反应器壳体的内部存在包含转子的、水平布置的分隔元件。转子包括由围堰装置沿反应器壳体的端面的方向来界定的至少一个开口。转子还具有对于聚合物熔体不可渗透的转子壁，并且将反应器壳体的内部划分成内反应器隔室和外反应器隔室。此外，本专利技术的反应器包括延伸穿过入口侧端面以引入聚合物熔体的管道。该管道终止于转子的内部，使得将聚合物熔体引入到内反应器隔室。
技术介绍
由于对聚合物的市场需求仍然很高，因此近年来已经构造了许多适合于相对大容量的缩聚反应器的预反应器系统。使用这些，原则上可以更有成本效益地生产所青睐的聚合物。然而，缩聚反应器本身的基本的进一步发展还没有发生。特别地，其中预聚物熔体或聚合物熔体没有气态反应产物和副产物并且同时进行后缩合的反应器迄今尚未最佳地适合于高产量。用于聚合物熔体的后缩合和脱挥发的常规反应器的结构例如由EP0719582A1已知。这种常规反应器在下部区域中包括用于在一端引入聚合物熔体的入口和用于在另一端排出熔体的出口。在聚合物熔体已经进入反应器之后，其可以借助于紧固在可转动地安装的转子上的环形元件来混合，并且沿出口的方向输送。在此释放的气体可以沿向上的方向穿过尤其是构造为空心圆柱体的转子的壁中的开口或孔逸出。然而，这种反应器结构在高产量下是特别不利的，因为反应器内部的主要部分仍未被利用：为了确保产物的均质性，聚合物熔体仅能占据反应器总体积的18-22％。因此，与其他设备部件相比，反应器的尺寸必须过大。这不仅对在构造新的聚合设备期间所产生的资本成本有不利影响，而且对反应器的运输、安装和修理工作也有不利影响，这使得反应器的运输、安装和修理工作显著地更加困难。作为EP2026903B1的主题的反应器也具有EP0719582A1中所描述的这种基础结构。如果要生产均质化产物，这种反应器的内部空间的主要部分也需要保持空置。
技术实现思路
从现有技术中已知的这些设备的缺点出发，本专利技术的目的在于改进用于聚合物熔体的后缩合和脱挥发的反应器的构造，并且使其与改变的市场要求相匹配。另一个目的在于提供一种用于聚合物熔体的脱挥发和缩聚的工艺，该工艺可以与缩聚反应器的现代化预反应器系统结合并且在高产量下使用。最后，指出了本专利技术的工艺的用途。这些目的在反应器方面通过权利要求1的特征实现，在工艺方面通过权利要求15的特征实现，并且在工艺的用途方面通过权利要求21的特征实现。从属权利要求阐述了有利的实施例。本专利技术提供了一种用于聚合物熔体的脱挥发和缩聚直至达到期望的聚合物链长度的反应器，其包括：水平对齐的反应器壳体，其具有两个端面和用于经脱挥发的聚合物熔体的至少一个出口以及至少一个蒸汽端口；分隔元件，其水平布置并且具有转子，该转子具有对于聚合物熔体不可渗透的转子壁，其中，转子具有由围堰装置沿反应器壳体的端面的方向来界定的至少一个开口，并且将反应器壳体的内部划分成内反应器隔室和外反应器隔室；和管道，其延伸穿过入口侧端面并且终止于转子的内部，并且聚合物熔体能够通过管道引入到内反应器隔室。由于反应器的内部空间划分成围绕反应器的纵向轴线转动地、对称地布置的至少两个反应器隔室，因此分隔元件使得能够更有效地利用反应器体积。在相同的外部尺寸下可以实现聚合物熔体的更长的停留时间。此外，分隔元件导致在反应器的内部中更大的表面积可用，使得如果需要的话，在反应器的内部中布置各种反应器内部构件存在更多的可能性。同时，像在常规反应器中一样，本专利技术的反应器中能够可靠地避免聚合物熔体的沉积。在内反应器隔室中形成聚合物沉积物的可能性低，因为聚合物熔体首先具有低粘度并且在进入反应器时是流体，并且其次经受连续转动。仅在其中聚合物熔体具有更高粘度的外反应器隔室中，形成聚合物沉积物的风险增加。由转子中的围堰装置所界定的开口确保了内反应器隔室与外反应器隔室之间的受控连通：在被防止进入反应器之后，聚合物熔体流被引导到外反应器隔室中。只有当内反应器隔室中的填充水平达到由围堰装置的高度所规定的最小水平时，聚合物熔体才可以从内反应器隔室流动到外反应器隔室中。围堰装置的尺寸可以相应地对聚合物熔体的停留时间产生影响。转子有助于熔体的脱挥发和均质化。由于转子的转动，聚合物熔体不仅经受沿着反应器的纵向轴线的水平运送，而且还经受切向加速，使得聚合物熔体膜的较深层暴露并且表面发生更新。转子的转子壁有利地至少在内侧上、但优选地在两侧上配备有多个运送元件和/或混合元件。转子壁的内侧/两侧所配备的运送和/或混合元件优选地以倾斜的方式布置。其与转子壁具有例如范围为60°至90°或范围为80°至90°的角度。运送元件和/或混合元件优选地相对于彼此偏置并且以相同的倾斜角度布置，使得其形成螺旋形状。混合元件对聚合物熔体膜的表面的更新做出了主要贡献，并且由此有助于熔体的上述脱挥发和均质化。运送元件有助于熔体的无残留运送。布置运送元件的倾斜角度越大，运送元件的运送功能就越大。此外，优选地，运送元件和/或混合元件构造为具有圆形或多边形开口的盘或者具有或不具有捞取元件的结构化或非结构化穿孔盘。反应器壳体优选地在反应器壳体的面向内部的侧部上配备有静态刮片。特别地，这些静态刮片布置在转子下方的区域中，使得其接合在安装在转子壁的外侧上的混合元件之间。在刮片与混合元件之间产生剪切力，该剪切力在转子转动期间以梳状方式伸入到刮片之间的中间空间中，并且这导致聚合物熔体的流动性改进。此外，静态刮片防止盘上的聚合物熔体的层厚度变得太大，这否则可能由于外反应器隔室中的聚合物熔体的粘度沿混合元件的转动方向增加而发生。转子优选地包括至少一个另外的围堰装置，该围堰装置例如位于内反应器隔室内侧。特别优选的是，另外的围堰装置位于紧邻将聚合物熔体引入反应器的管道的端部附近。该另外的围堰装置有利地高于沿反应器壳体的端面的方向界定转子的开口的围堰装置。另外的围堰装置允许聚合物熔体的受控减压。其防止由于聚合物熔体在进入反应器时减压而不可避免地形成的聚合物熔体的细液滴夹带在释放的气态产物中并且飞溅。转子壁可以具有圆柱、截头圆锥或双圆锥的形状。在实践中，已经发现圆柱形状和双圆锥形状是特别有用的。构造成双圆锥形状的转子壁由于其成角度的表面而为聚合物熔体规定了受限定的流动方向。转子可以通过紧固装置并且可选地通过鞘连接到两个可转动地安装的轴端。紧固装置优选地选自由辐条、辐条轮、穿孔盘、实心盘及其组合组成的组。然而，实心盘优选地仅用于连接到轴的指向反应器壳体的入口侧端面的方向的端部。另一方面，辐条、辐条轮、穿孔盘及其组合优选地用于将内转子紧固到轴的另一端。这导致聚合物熔体在其进入外反应器隔室之前在内反应器隔室中停留一定时间。在本专利技术反应器的第一实施例中，用于引入聚合物熔体的管道伸入到反应器壳体中至反应器长度的30至70％、优选为40至本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于聚合物熔体的脱挥发和缩聚以获得期望的聚合物链长度的反应器，包括：/n-水平对齐的反应器壳体(1)，其具有两个端面(2、3)和用于经脱挥发的聚合物熔体的至少一个出口(11)以及至少一个蒸汽端口(12)；/n-分隔元件，其水平布置并且包括转子，所述转子具有对于所述聚合物熔体不可渗透的转子壁(7)，其中，所述转子具有由围堰装置(9)沿所述反应器壳体(1)的端面(2、3)的方向来界定的至少一个开口(8)，并且将所述反应器壳体(1)的内部划分成内反应器隔室(20)和外反应器隔室(30)；和/n-管道(4)，其延伸穿过入口侧端面(3)并且终止于所述转子的内部，并且所述聚合物熔体能够借助于所述管道引入到所述内反应器隔室(20)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180924 DE 102018216250.61.一种用于聚合物熔体的脱挥发和缩聚以获得期望的聚合物链长度的反应器，包括：
-水平对齐的反应器壳体(1)，其具有两个端面(2、3)和用于经脱挥发的聚合物熔体的至少一个出口(11)以及至少一个蒸汽端口(12)；
-分隔元件，其水平布置并且包括转子，所述转子具有对于所述聚合物熔体不可渗透的转子壁(7)，其中，所述转子具有由围堰装置(9)沿所述反应器壳体(1)的端面(2、3)的方向来界定的至少一个开口(8)，并且将所述反应器壳体(1)的内部划分成内反应器隔室(20)和外反应器隔室(30)；和
-管道(4)，其延伸穿过入口侧端面(3)并且终止于所述转子的内部，并且所述聚合物熔体能够借助于所述管道引入到所述内反应器隔室(20)。


2.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述转子壁(7)至少在内侧上、但是优选地在两侧上配备有多个运送元件和/或混合元件(10)。


3.根据前一权利要求所述的反应器，其特征在于，所述转子壁(7)的内侧所配备的所述运送元件和/或混合元件(10)相对于所述转子壁(7)以倾斜方式布置，优选地成60°至90°、特别优选地成80°至90°的角度。


4.根据前两个权利要求中任一项所述的反应器，其特征在于，所述反应器壳体(1)在内表面上配备有静态刮片(13)，所述静态刮片(13)优选地以使得其接合在安装在所述转子壁(7)的外侧上的所述混合元件(10)之间的方式布置在所述转子下方的区域中。


5.根据前述权利要求中任一项所述的反应器，其特征在于，所述转子具有至少一个另外的围堰装置(9')，所述另外的围堰装置优选地位于所述内反应器隔室(20)内。


6.根据前述权利要求中任一项所述的反应器，其特征在于，所述转子壁(7)具有圆柱形状、截头圆锥形状或者为双圆锥的形式。


7.根据前述权利要求中任一项所述的反应器，其特征在于，所述转子连接到可转动地安装的两个轴端(6)，其中，所述连接优选地通过紧固装置(18)并且可选地经由外、鞘(5)建立，所述紧固装置特别是辐条、辐条轮，优选为盘和/或实心盘。


8.根据前述权利要求中任一项所述的反应器，其特征在于，所述转子或所述分隔元件是可加热的，优选地能够借助于夹套加热件来加热。


9.根据前述权利要求中任一项所述的反应器，其特征在于，所述管道(4)伸入到所述反应器壳体(1)中至所述反应器长度的30％至70％、优选地40％至60％的点处，并且所述转子具有各自由围堰装置(9)沿所述两个端面(2、3)的方向来界定的两个开口(8)。


10.根据前述权利要求中任一项所述的反应器，其特征在于，所述管道(4)伸入到所述反应器中至小于所述反应器长度的15％、优选地小于10％的点处，并且所述转子具有由围堰装置(9)沿与所述入口侧端面(3)相对的端面(2)的方向来界定的仅一个开口(8)。


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【专利技术属性】
技术研发人员：巴拉兹·沃尔夫，马丁·希托夫，海因里希·科赫，格温·韦根，
申请(专利权)人：伍德依文达菲瑟有限责任公司，蒂森克虏伯股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE