中和方法技术

本发明专利技术涉及连续中和方法，其中用碱至少部分中和至少一种烯属不饱和羧酸并且中和溶液的温度低于７０℃。本发明专利技术还涉及进行该方法的装置。

【技术实现步骤摘要】
本申请是2006年8月31日提交的、专利技术名称为“”的中国专利技术专利申请 200680032806. 2的分案申请。本专利技术涉及用于烯属不饱和羧酸的连续以及涉及进行该方法的装置。本专利技术另外的实施方案可以来自权利要求、说明书和实施例。显然，上文已提及并 且将在下文中解释的本专利技术主题的特征不仅可在每种情况中以指定的组合使用，而且也可 在不脱离本专利技术范围的情况下以其它组合使用。吸水性聚合物尤其是(共)聚合的亲水性单体的聚合物、一种或多种亲水性单体 在适合的接枝基质上的接枝(共)聚合物、交联的纤维素醚或淀粉醚、交联的羧甲基纤维 素、部分交联的聚氧化烯或可在水性液体中溶胀的天然产物如瓜耳胶衍生物，优选基于部 分中和的丙烯酸的吸水性聚合物。这类聚合物作为吸收水溶液的产品用于生产尿布、棉塞、 卫生棉和其它卫生用品，但也在商品蔬菜种植业中用作保水剂。吸水性聚合物的制备在例如专论“Modern Superabsorbent Polymer Technology，，，F. L. Buchholz 禾口 A.T.Graham，ffiley-VCH, 1998,或在 Ullmann' s Encyclopedia of Industrial Chemistry，第 6 版，第；35 卷，第 73 页至第 103 页中描述。优 选的制备方法是溶液聚合或凝胶聚合。在该技术中，首先制备单体混合物并且将其分批中 和，然后转移至聚合反应器中，或实际上最初将其加入至聚合反应器中。在随后的分批或连 续方法中，进行反应以得到聚合物凝胶，该聚合物凝胶在搅拌聚合的情况中已经是粉碎形 式。随后将聚合物凝胶干燥、研磨并且筛分，然后转移以进行进一步的表面处理。连续聚合方法构成了例如WO 01/38402的基础，其中将单体水溶液连续供入具有 至少两个轴向平行旋转轴的混合捏和机中。连续凝胶聚合也从WO 03/004237、WO 03/02沘96和WO 01/016197中已知。在连续和分批聚合中，在预中和的情况中将丙烯酸分批中和。通常地，在溶液聚合 的情况中，将反应物(丙烯酸、水、任选共聚单体和氢氧化钠溶液)在聚合反应器中分批计 量加入并且混合。在该步骤中，以非常显著的程度设定聚合的剩余过程以及预期的聚合物 性质。通常在该步骤中确定原料聚合物的交联度和中和度。单体的中和度为0至SOmol %。 在酸性聚合的情况中，通过将氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液加入至酸性聚合物凝胶中并且并 入其中而使产生的聚合物凝胶通常中和至50至80mol %的程度、优选至60至75mol %的程 度。在例如 EP-A 0 372 706,EP-A 0 574 260,WO 03/051415 和 EP-A 1 470 905中描述。EP-A 0 372 706描述了三阶段，其中在第一阶段以将中和度维持在75 至IOOmol %的方式同时计量加入丙烯酸和氢氧化钠溶液，在第二阶段，将中和度升高至 100. 1至IlOmol^以水解作为杂质存在于所用丙烯酸中的二丙烯酸，并且在第三阶段，通 过进一步加入丙烯酸而建立20至IOOmol %的中和度。EP-A 0 574 260第7页，第38行至41行中公开了在中和反应中有利地最初装入 氢氧化钠溶液，随后在冷却下加入丙烯酸。WO 03/051415教导了制备吸水性聚合物的方法，其中单体溶液的最低温度为40 "C。EP-A 1 470 905在实施例中描述了直接在聚合反应器的上游连续中和丙烯酸。由 于中和热，温度上升至95°C。已知丙烯酸的反应性非常不同于其盐的反应性，这是聚合过程也极其取决于 聚合发生时的 PH 值的原因。在专论“Modern Superabsorbent Polymer Technology", F. L. Buchholz 禾口 A.T.Graham，ffiley-VCH, 1998 的图解说明中或在 Ullmann ‘ s Encyclopedia of Industrial Chemistry，第 6 版，第；35 卷，第；35 页，将聚合速率作为 pH 值的函数作图。根据所述图，聚合速率在PH 6至7时通过最小值。但是，其相应于通常在 适合销售的产品中希望的PH值。该特性通过在所装入的盐形式的单体与生长的自由基链 之间发生的导致反应减缓的静电推斥反应来解释，在非常显著的未离解的丙烯酸的情况中 不存在)。也已知未中和的丙烯酸可以比预中和体系更容易聚合。但是，在单体浓度升高的 情况中该差异减小，特别是因为较高单体浓度抑制了丙烯酸盐的离解。为了考虑反应机制的所有这些细节，在进行反应时通常要综合考虑。通常，丙烯酸的中和度实际上在其进行连续聚合之前确定。分批进行中和。分批 中和的优点在于丙烯酸和/或氢氧化钠溶液可以在温度控制下计量加入。这防止了在混合 容器中过热和不希望的聚合。中和度根据聚合条件和希望的吸收分布选择，并且如果需要 的话，在随后的通常在聚合物凝胶上进行的中和中进行校正。作为先前的分批处理步骤的中和的特定缺点是后勤需求。储存部分中和的丙烯酸 的储存罐、器皿或容器的提供以及完整装置需求对该方法的经济可行性具有不利作用。因此，需要连续地进行中和。那么，连续中和可以有利地与连续聚合组合，在该情 况中，后勤需求和储存容器的提供是最小化的。但是，由于发生放热，发现连续中和存在问 题，因为放热引起不希望的过早聚合。在所有情况中，连续聚合的其它过程受到已经形成的 聚合物凝胶的不利作用，尤其是由于在仅设计用于液体输送的管线中的堵塞。本专利技术的目的是提供连续，其中可避免出现不希望的高温度峰值。该目的通过其中用碱至少部分中和至少一种烯属不饱和羧酸的实现，该 方法包括连续地进行中和并且中和溶液的温度低于70°C。优选使用烯属不饱和羧酸，例如丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸和衣康酸。特 别优选丙烯酸。在确保与熔点的足够距离的同时，烯属不饱和羧酸的温度通常为0至40°C、优选5 至35°C、更优选10至30°C、最优选15至25°C。在使用丙烯酸的情况中，温度在任何情况中 不应低于15°C。优选的碱是碱水溶液。碱水溶液是具有碱性反应的所有水溶液，即PH为至少8、优 选至少10、更优选至少12、最优选至少14的水溶液。可在含水中和剂中使用的碱性盐优选为碱金属氢氧化物、碱金属氧化物、碱金属 碳酸盐和碱金属碳酸氢盐以及它们的混合物。也可以使用铵盐代替碱金属盐。作为碱金 属，钠和钾是特别优选的，但是非常特别优选氢氧化钠、碳酸钠或碳酸氢钠以及它们的混合 物。通常地，碱水溶液中的碱含量为至少10重量％、优选至少20重量％、更优选至少30重量％、最优选至少40重量％。碱水溶液的温度通常为0至45°C、优选5至40°C、更优选10至35°C、最优选15至 30°C，同时避免过饱和以及由此产生沉淀。当碱水溶液的碱含量为至少25重量％时，较高温度是有利的，通常为10至60°C、 优选20至55°C、更优选30至50°C、最优选40至45°C。通常选择烯属不饱和羧酸与碱的比例以便在中和之后烯属不饱和羧酸的中和度 优选25至85mol%、优先27至80mol %、更优选27至30mol%或40至75mol%。中和度是中和之后中和的烯属不饱和羧酸与中和之前所用本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于连续中和的装置，该装置包括：ｉ）环形管线Ｒ，ｉｉ）至少一个进入环形管线Ｒ的第一入口Ｚ↓［１］，ｉｉｉ）至少一个进入环形管线Ｒ的第二入口Ｚ↓［２］，ｉｖ）至少一个在环形管线Ｒ中的热交换器Ｗ，该热交换器Ｗ在流动方向上位于入口Ｚ↓［１］和Ｚ↓［２］之后，ｖ）至少一个离开环形管线Ｒ的出口Ａ，该出口Ａ在流动方向上位于热交换器Ｗ之后，ｖｉ）泵Ｐ和ｖｉｉ）如果需要的话，在热交换器Ｗ和出口Ａ之间的容器Ｂ。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：M魏斯曼特尔，M德马尔科，D范埃斯布洛克，KJ珀瑟米尔斯，R德凯伊，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]