氯乙烯树脂悬浮聚合用分批式搅拌器及利用其的分批式悬浮聚合反应器制造技术

本发明专利技术涉及氯乙烯树脂制造用分批式悬浮聚合用搅拌器及利用其的分批式悬浮聚合反应器。更具体而言，涉及一边控制放热反应室内部的温度一边实施氯乙烯系聚合反应的分批式放热反应器。再具体而言，涉及通过设计负责反应器的除热的水套(jacket)、挡板(baffle)、回流冷凝器(refluxcondenser)装置中的回流冷凝器(reflux condenser)的结构，从而可以提高生产率，并且提高聚合效率的发明专利技术。并且提高聚合效率的发明专利技术。并且提高聚合效率的发明专利技术。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】氯乙烯树脂悬浮聚合用分批式搅拌器及利用其的分批式悬浮聚合反应器


[0001]本专利技术涉及氯乙烯树脂制造用分批式悬浮聚合用搅拌器及利用其的分批式悬浮聚合反应器。
[0002]具体而言，涉及一边控制反应器内部的发热温度一边实施氯乙烯系聚合反应的分批式反应器。
[0003]更具体而言，涉及通过设计负责反应器的除热的水套(jacket)、挡板(baffle)、回流冷凝器(reflux condenser)装置中的回流冷凝器(reflux condenser)的结构，从而可以提高生产率，提高聚合效率的专利技术。

技术介绍

[0004]氯乙烯系聚合物通过利用悬浮聚合的间歇反应(batch reaction)制造，为了提高氯乙烯系聚合物的生产率，主要采用使聚合反应器大型化或者提高聚合温度来缩短聚合时间的方法。
[0005]但是，在使聚合反应器大型化时，发生内部浓度和温度的不均匀，若提高聚合温度来缩短时间，则不能良好地去除通过反应热而产生的热，因此存在发生不良等无论采取何种方法都难以顺利除热的问题。为了解决上述问题，试图通过在反应器中利用回流冷凝器(reflux condenser)进行除热来提高生产率，但还是需要通过增加反应器的尺寸来增加回流冷凝器的尺寸，并且在升高反应温度时也需要实施上述装置的大型化，因此不可避免存在限制，而且在使用回流冷凝器时，冷凝器或反应器内部的积垢(scale)问题也不可避免变得严重。
[0006]为了防止如上所述的积垢的发生，在日本专利公开公报第1991
‑/>212409号(1991.09.18)等中，为了抑制积垢的发生，通过在反应器上部喷洒消泡剂的方法等来抑制积垢，但这相当于添加异物，存在对所要制造的树脂的物性造成影响等问题，因此在同一反应器中具有均匀的物性的同时提高生产率方面同样存在限制。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供一种具有新型搅拌器的反应器，在通过现有的分批式悬浮聚合来生产氯乙烯系聚合物时，在同一反应器中增加生产量时，例如，最好增加30％以上的生产量时，针对通过反应器的反应热而增加的最大发热量，在保持回流冷凝器(reflux condenser，RC)的尺寸不改变的同时增加除热能力，而且最小化积垢的发生。
[0008]具体而言，提供一种在不改变回流冷凝器的尺寸的情况下，通过简单地改变部分搅拌器的形状，并特定搅拌器的位置，从而提高生产率、提高除热能力、以及不产生积垢的分批式反应器。
[0009]与现有技术不同，本专利技术提供新型搅拌器及包括其的反应系统，在利用同一反应器来增加生产量时，通过解决回流冷凝器的除热容量的劣势，从而可以消除因除热容量的
劣势而发生的反应器内部的浓度和温度的不均匀性。
[0010]另外，提供一种新型搅拌器及包括其的反应系统，防止发生在反应器液相的上部面的气泡即泡沫(foam)，使积垢不产生，同时还显著地改善因这种发泡而导致的鱼眼的发生。
[0011]另外，本专利技术提供可以在同一反应器中增加30％以上的生产量的具有新型搅拌器的反应系统，并且提供能够实现这种反应系统的搅拌器。
[0012]另外，本专利技术提供采用了即使在同一反应器中增加30％以上的生产量，也能够控制反应热，并且可以得到均匀的粒子的搅拌器的聚合反应器。
[0013]另外，本专利技术涉及氯乙烯树脂聚合用搅拌器的设计，在利用悬浮聚合的氯乙烯系聚合物的制造方法中，解决在提高同一反应中单体的浓度而增加生产率的情况下，由于回流冷凝器的除热量的急剧增加而反应器内部的温度和浓度的不均匀性升高而导致的品质不良、鱼眼增加等问题。
[0014]另外，涉及氯乙烯树脂(PVC)聚合搅拌器的设计，在利用悬浮聚合的氯乙烯系聚合物的制造方法中，解决在提高同一反应中单体的浓度而增加生产率的情况下，因气相VCM(氯乙烯单体)的线速度的增加而在反应器的上部产生泡沫(foam)而在回流冷凝器的上部形成积垢等问题。
[0015]即，本专利技术提供一种具有新型反应器搅拌器的悬浮聚合器，能够在同一聚合器中增大生产量，例如增大30％以上的生产量。
[0016]本专利技术提供通过基于搅拌器设计的反应器效率分析，能够根据商业工厂规模下的生产量增大而增加回流冷凝器(RC)除热效率的搅拌器及包括其的聚合反应器。
[0017]本专利技术涉及新型聚合反应器，在具有多个级的斜桨式(Pitched Paddle Type)的搅拌器中，通过调节构成各级的叶轮的倾斜角度，并且调节反应器内的流体的界面到最上端叶轮的上部的距离与反应器的直径之比，从而增大生产量，即使由此导致反应器的除热量增加，也可以减少反应器内部的温度和浓度的不均匀度，使所制造的聚合物的粒度均匀，此外，防止反应器内部或回流冷凝器上部的积垢。
[0018]为了解决上述课题的本专利技术的一个方式涉及氯乙烯树脂制造用分批式悬浮聚合反应器，其中，上述聚合反应器包括具有2级以上的叶轮的桨式搅拌器，在上述搅拌器中，最上端叶轮的叶片角度(pitched angle)相对于搅拌器轴形成为5～20
°
，除了最上端叶轮以外的下端叶轮的叶片角度相对于搅拌器轴以0
°
形成在垂直方向上，上述搅拌器的最上端叶轮配置在反应器内液相界面下部，其位置满足以下关系：最上端叶轮的叶片上部与反应器内的液相界面的距离t相对于反应器直径D的t/D为0.22～0.3，在此位置实现聚合。
[0019]即，在相对于搅拌器轴具有2级以上的斜桨式叶轮的搅拌器中，在将构成除了最上端叶轮以外的其余端部的叶轮的叶片(通常可以具有3个叶片)的角度设为0时，构成上述最上端叶轮的叶片角度倾斜形成为5～20
°
的角度。
[0020]这时，上述叶片角度如图3所示，是指相对于搅拌器的垂直方向倾斜形成的角度。
[0021]在本专利技术的一个方式中，上述聚合反应器具备回流冷凝器。
[0022]作为一个例子，上文中的上述叶片角度为20
°
是指，形成在搅拌器轴上的桨式叶片相对于垂直方向倾斜20
°
。
[0023]在本专利技术的一个方式中，在上述聚合反应器中，例如，形成最上端叶轮的3个叶片
相对于搅拌器轴倾斜5～20
°
，形成其余级的叶轮的叶片相对于搅拌器轴形成在垂直方向上，这样的本专利技术与上述叶片相对于搅拌器轴形成在垂直方向上的情况相比，回流冷凝器的相对除热率可以具有2倍以上的效率。
[0024]即，如图1所示，在现有的聚氯乙烯树脂的间歇(batch)式悬浮聚合的情况下，桨式搅拌器的所有叶片的角度均相对于搅拌器的轴沿着垂直方向形成为同一角度，与之相比，如图2所示，本专利技术通过将最上端叶轮的叶片角度形成为相对于搅拌器的垂直方向倾斜5～20
°
，同时将上述最上端叶轮的上部与反应器内液相界面的距离t相对于反应器直径D之比形成为特定的比例，从而可以使回流冷凝器的相对除热率具有2倍以上，具体而言可以具有2倍至10倍的效率，并且即使在增加30本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种氯乙烯树脂制造用分批式悬浮聚合反应器，其中，所述聚合反应器具备具有2级以上的叶轮的桨式搅拌器，在所述搅拌器中，最上端叶轮的叶片的角度相对于搅拌器轴形成为5～20
°
，除了最上端叶轮以外的下端叶轮的叶片的角度相对于搅拌器轴以0
°
形成在垂直方向上，所述搅拌器的最上端叶轮配置在反应器内液相界面下部，其位置满足以下关系：最上端叶轮的叶片上部与反应器内的液相界面的距离t相对于反应器直径D的t/D为0.22～0.3。2.根据权利要求1所述的氯乙烯制造用分批式悬浮聚合反应器，其中，所述聚合反应器还具备回流冷凝器。3.根据权利要求1所述的氯乙烯制造用分批式悬浮聚合反应器，其中，所述搅拌器的所述最上端叶轮的叶片的角度为15～20
°
。4.根据权利要求1所述的氯乙烯制造用分批式悬浮聚合反应器，其中，所述聚合反应器与最上端叶轮的叶片的角度为0
°
时相比，回流冷凝器的相对除热率具有2倍以上的效率。5.根据权利要求1所述的氯乙烯制造用分批式悬浮聚合反应器，其中，所述搅拌器的所述最上端叶轮的叶片的角度为5～15
°
。6.一种氯乙烯树脂制造用分批式悬浮聚合方法，其中，以如下方式投入单体进行反应：在氯乙烯树脂制造用分批式悬浮聚合反应器中，所述聚合反应器具备具有2级以上的叶轮的桨式搅拌器，在所述搅拌器中，最上端叶轮的叶片的角度相对于搅拌器轴形成为5～20
°
，除了最上端叶轮以外的下端...

【专利技术属性】
技术研发人员：李惠媛，李信范，朴成殷，安佑烈，陈善正，韩基道，
申请(专利权)人：韩华思路信株式会社，
类型：发明
国别省市：