本发明专利技术涉及一种连续聚合的聚合反应器，所述反应器被构造成两个阶段，包括被配置作为搅拌容器或作为环形鼓泡柱的预聚合阶段和被配置作为管式反应器的主聚合阶段。本发明专利技术还涉及一种使用根据本发明专利技术的反应器生产可生物降解的聚酯的方法，尤其是聚丙交酯。本发明专利技术还涉及一种除了所述聚合反应器之外还包括其他部件的聚合装置。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种连续聚合的聚合反应器，所述反应器被构造成两个阶段，包括被 配置作为搅拌容器或作为环形鼓泡柱的预聚合阶段和被配置作为管式反应器的主聚合阶 段。此外，本专利技术涉及一种使用根据本专利技术的反应器生产可生物降解的聚酯的方法，尤其是 聚丙交酯。本专利技术还涉及一种除了所述聚合反应器之外还包括其他部件的聚合装置。
技术介绍
在US 5，484，882中已知用于从环状聚酯与内酯生产共聚酯的聚合反应器，其中 该聚合反应器包括搅拌容器和静态混合器。已知的是，与仅包括上述两种成分之一的均聚 物相比，在相同温度下，该专利说明书中描述的共聚物具有大大降低的熔融粘度。因此，如 果意图生产均聚物，尤其是聚丙交酯，US 5，484，882中描述的并具有静态混合器作为主聚 合阶段的聚合反应器具有缺点，这是由于例如聚丙交酯的大大提高的熔融粘度导致200bar 的高压损失，甚至阻塞和/或阻断这种静态混合器。这种类型的阻塞或阻断往往导致与聚 合装置的昂贵停工时间或清洁相关的工厂停产。最接近的现有技术是US 5，484，882。其中提到了搅拌容器与静态混合器的组合。 然而，粗材料是环酯与至少一种内酯的组合。因此，产生共聚物。已知的是，与仅包括两种共 聚成分之一的均聚物相比，在相同温度下，共聚物具有大大降低的熔融粘度。在共聚物的情 况下，熔融粘度可能为100 5，600Pa *s。相反，均聚物的熔融粘度可以达到25，OOOPa *s。
技术实现思路
基于现有技术中这些提到的缺点，因此，本专利技术的目的是提供一种聚合反应器和 相关的聚合装置，使用它们可以简便地、无问题地聚合尤其是均聚物，例如聚丙交酯。此外， 本专利技术的目的是提供一种生产可生物降解的聚酯和/或共聚酯的方法，尤其是聚丙交酯， 使用该方法可以生产高纯度的聚丙交酯，该方法能够以可靠的方式实施，即不会发生现有 技术中提到的问题。通过具有权利要求1的特征的聚合反应器、具有权利要求15的特征的聚合装置和 具有权利要求19的特征的方法实现了上述目的。各个从属权利要求代表了有利的发展。权 利要求30 32中提到了应用可能性。根据本专利技术，提供一种连续聚合的聚合反应器，其包括至少以下部件a)作为第一聚合阶段的至少一个搅拌容器和/或一个环形鼓泡柱，和其后的b)作为第二聚合阶段的至少一个管式反应器，所述管式反应器具有在所述管式反应器的横截面上标准化通流流体的速度分布 的导流板。根据本专利技术的标准化流动的导流板与静态混合器的不同之处在于，导流板没有混 合部分流动，即分离成部分流动，然后轴向和径向重排部分流动。根据本专利技术的导流板现在具体是在轴向上施加流动阻力，使得实现在管横截面上几乎均勻分布的流速。因此流线不会重排，而是保持几乎平行，仅仅相互加速或减速。标准化的优选标准是，流线的最小停留 时间与反应器内容物在所述管式反应器的出口处的平均停留时间之商不小于0. 5。环形鼓泡柱是指能够通过环形导引而反混反应混合物的反应器，其能够促进聚合 反应的开始。原则上，所有导流板因此均适合在所述管式反应器的横截面上建立一致流型。通 过管道的流体，在正常情况下，即管道中没有导流板的情况下，在管道的横截面上具有抛物 线速度分布(层流型)。聚合反应和与之相关的熔融粘度增加导致在靠近壁的区域中熔 体大大减速并且在靠近轴的区域中极端加速，因而在管轴的附近几乎没有聚合的材料“直 通”。因此，在管道中部流速最大，而在靠近壁的管道区域中由于摩擦力的原因，流体流动变 慢。因此，本专利技术的目的是标准化流型，即确保在管道的整个横截面上尽可能地标准化流 型，使得流体的流速在管道中尽可能地很大程度上相同。因此，防止非常彻底地混合高粘性 的聚合物熔体以及发生高剪切力，它们一方面会对聚合物质量具有负面影响，另一方面，会 在所述管式反应器中造成阻塞。相对于静态元件还具有进一步的优点，静态元件造成聚合 物熔体强的永久混合，因而流动阻力较低，尤其是在粘度增大时，对现有技术的装置产生负 面影响。使用根据本专利技术的装置，聚合易于实施，可以达到非常高的平均摩尔质量，同时产 品质量优异。有利的是，所述管道中的导流板选自穿孔圆盘、同心环形间隙、位移体和/或管状 件。同时，所述导流板防止流体的混合，因为随着混合过程的进行，结果仍然是产生现有技 术中已知的问题。所述穿孔圆盘具有准二维结构，即它们在管道横截面上延伸，不具有明显 的轴向延伸，并且优选具有在与管轴同心的圆线上设置的不同直径的孔。同样，还可以使用 同心环形间隙作为导流板。在环形间隙的情况下，可以设想两个实施方案，一方面，准二维 实施方案，与所述穿孔圆盘相似地设置，即设置在壁侧上的环形间隙相对于所述管式反应 器宽度增加，另一方面，所述环形间隙具有三维构型的实施方案，即在所述管式反应器的轴 向还有另一个维数。在二维导流板的情况下，通过所述导流板本身的形状也可以形成一致的流型。可 选择地或除了孔或间隙的尺寸变化之外，二维导流板可以冲压成例如同心锥形，锥尖指向 与流体的流动方向相反的方向。同心锥形指锥尖相对于二维导流板元件的表面位于中心。 因此，流体的最快流动部分撞击锥尖并通过圆锥的包络线转向侧面。由于产生部分地抵消 流体的轴向运动的横向力，其结果是位于所述管式反应器中心的流体部分减速，从而标准 化速度分布。作为对三维环形间隙的替代，还可以设想管状件，管子设置在所述管式反应器的 中心，具有比引入所述管式反应器边缘的管道具有更小的直径。所述管状件可以构造成穿 孔圆盘的三维实施方案或作为各个管道的管束。共同的标准是，随着距中心的径向距离增 大，管径增大。同样，利用相应配置的位移体，可以在整个管横截面上标准化流体的流型并 因而获得一致的流速。在三维构造的元件的情况下，尤其是同心环形间隙、位移体和/或管状件，优选的 是它们相对于所述管式反应器的横截面在径向上配置，在所述管式反应器的轴向上具有不 同的长度。因此，额外或可选的可能性是，在反应器的横截面上相应流体在反应器中的流速相等。基本原理同样是流体在相应的三维构造的导流板元件处的摩擦。由于导流板在反应 器的中心在轴向上具有更大长度，因此与配置在壁侧并被构造成在管式反应器的轴向上更 短的导流板相比，在流体和导流板元件之间产生更大的摩擦。因此，流体在管式反应器的中 心比边缘区域减速增加。还有利的是，所述导流板元件的轴向长度分布与未减速的层流流 速分布相关。 在一个管式反应器内可以连续配置多个相同或不同的导流板。此外，所述聚合反应器的有利特征是，通过所述导流板确保最快流过所述管式反 应器的流体部分的最小停留时间与整个流体在所述管式反应器中的平均停留时间之商为 至少0. 5。在根据本专利技术的聚合反应器的更有利实施方案中，确保当流经反应器时，将要聚 合的成型材料基本上没有径向混合或均质化。这可以表达为最大变异系数V为0.8，优选 0.5，V根据以下公式定义，<formula>formula see original document page 7</formula> S代表随机抽样方差，Ci代表在所述管式反应器的出口面的随机选择位置i处取出的随机样本的指示物质的浓度，所述指示物质能够从所述管式反应器的入口面的随机选择位置处引入，Cs代表根据以下公式的取出的随机样本本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种连续聚合的聚合反应器（１），其包括至少以下部件：ａ）作为第一聚合阶段（２）的至少一个搅拌容器和／或一个环形鼓泡柱，和其后的ｂ）作为第二聚合阶段的至少一个管式反应器（５），其特征在于，所述管式反应器具有在所述管式反应器（５）的横截面上标准化通流流体的速度分布的导流板（６）。
【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：赖纳哈根，尤多米尔鲍尔，
申请(专利权)人：乌德伊万塔费希尔有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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