活塞流反应器以及由该反应器制备的聚合物制造技术

一种可用来制备包含聚合物的组合物的活塞流反应器，该反应器具有被外壳（２１）包围的内壳（２７），具有位于所述内壳和外壳之间的至少一条环形流动通道（３５）。所述活塞流反应器还包括进口（３６）、出口（３７）和多个交换管（２６），所述交换管与所述至少一条环形流动通道流体连通。可使用所述反应器制备聚苯乙烯和高耐冲击聚苯乙烯。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及活塞流反应器。本专利技术特别涉及用来制备聚苯乙烯和耐冲击聚 苯乙烯的活塞流反应器。
技术介绍
用来制备例如聚苯乙烯之类的组合物的放热过程是人们已知的。在这些过 程中，首先加热反应物以引发反应，但是之后在反应过程中要冷却反应物。冷 却反应物的能力通常是一限制工艺参数。这种高度放热的过程，如不小心控制，则可能会造成反应器的操作发生危 险情况，还会导致发生不希望出现的副反应。例如，在制备合成天然气的时候， 失控的反应器条件会造成焦炭沉积，最终会堵塞设备。由于商业反应器通常必 需处理在一段给定时间内处理组成在很宽范围内变化的反应物进料，因此使得 这些反应器的控制进一步复杂化。一种解决该问题的方式是使用回混反应器。在这样的反应器中，理想情况 下没有温度梯度，这是因为反应器中的材料具有均匀的组成和温度。有一些本 领域技术人员众所周知的实现回混反应器的方式。这些方式包括使用固体材料 流化床，以及通过纯流体动力学法进行回混。尽管所述回混反应器是一种解决 温度控制问题的令人满意的方式，但是与活塞流反应器相比，回混反应器具有 一些缺点。许多应用需要具有最小程度的回混的反应条件，就像活塞流反应器 中那样。另外，使用回混反应器会导致形成不希望有的副产物的问题。因此，本领域希望可使用具有良好温控能力且使用经济的活塞流反应器来 制备某些产物。专利技术概述在一个方面中，本专利技术涉及一种活塞流反应器IO，其包括被外壳21包围的内壳27，在所述内壳27和外壳21之间具有至少一条环形流动通道35。所述活塞 流反应器还包括进口36、出口37以及多个交换管(exchanger tube)26，所述交换 管与所述至少一条环形流动通道流体连通。在另一个方面中，本专利技术涉及一种制备聚合物的方法，该方法包括将反应 物送入活塞流反应器10中，所述活塞流反应器10具有被外壳21包围的内壳27， 而且在所述内壳27和外壳21之间具有至少一条环形流动通道35。所述活塞流反 应器还包括进口36、出口37以及多个交换管26，所述交换管与所述至少一条环 形流动通道流体连通。在另一个方面中，本专利技术涉及一种组合物，该组合物包含使用以下方法制备的组合物将反应物送入活塞流反应器10中，所述活塞流反应器10具有被外壳21包围的内壳27，而且在所述内壳27和外壳21之间具有至少一条环形流动通 道35。所述活塞流反应器还包括进口36、出口37以及多个交换管26，所述交换 管与所述至少一条环形流动通道流体连通。本专利技术另一个方面涉及一种活塞流反应器IO，所述活塞流反应器10具有被 外壳21包围的内壳27，而且在所述内壳27和外壳21之间具有至少一条环形流动 通道35，还包括进口36、出口37。所述反应器还包括多个交换管26，所述交换 管与至少一条环形流动通道流体连通，所述活塞流反应器还包括混合器，该混 合器具有至少一组构造成易于拆除的叶片。在另一个方面中，本专利技术涉及一种活塞流反应器IO，所述活塞流反应器IO 具有被外壳21包围的内壳27，而且在所述内壳27和外壳21之间具有至少一条环 形流动通道35。所述活塞流反应器还包括进口36、出口37以及多个交换管26， 所述交换管与所述至少一条环形流动通道流体连通，所述活塞流反应器还包括 至少3个区域。所述反应器还包括温度控制器和在各所述区域中的安置至少一 个热电偶传感器的至少一个传感器端口23，所述控制器独立地控制各区域内的 温度。附图简述附图说明图1A是本专利技术活塞流反应器的一个实施例的侧视示意图； 图1B是本专利技术活塞流反应器的一个实施例的截面示意图。专利技术详述在一个方面，本专利技术涉及一种活塞流反应器，该活塞流反应器具有被外壳 包围的内壳，以及位于所述内壳和外壳之间的至少一条环形流动通道。该反应 器可用于任意需要活塞流反应器的工艺，但是尤其适用于需要首先加热、然后 冷却的反应，例如在苯乙烯和橡胶改性苯乙烯聚合反应过程中所发生的情况。 本专利技术的反应器能够在反应物通过该反应器的时候有效地除热并保持活塞流。所述反应器的另一个优点在于，该反应器能够相当便宜地制造。在本专利技术 的一些实施例中，所述外壳实际上作为活塞流反应器的一部分内所有热交换管 的公用集管。这是优于那些需要独立的凸缘来通向传热流体源的现有反应器的 一个显著优点。本专利技术的反应器可以很容易地控制。所述反应器的各个部分可具有一个或 多个传感器。通过使用少达单个的流量控制器来控制流经进口的流体，或着通 过控制传热流体的温度，可以控制各个区域的温度。本专利技术的反应器可用于任何需要在活塞流条件下混合反应物的反应。该反 应器特别适合用来制备聚苯乙烯和橡胶改性聚苯乙烯之类的聚合物。可以制备 单乙烯基芳族单体的均聚物和橡胶改性聚合物。例如，所述反应器可用来制备 单乙烯基芳族化合物的橡胶补强聚合物，所述单乙烯基芳族化合物是例如苯乙烯、a-甲基苯乙烯和环取代的苯乙烯。更具体来说，可以用所述反应器制备其中包含交联橡胶(例如聚丁二烯)的离散颗粒的苯乙烯橡胶补强聚合物，所述离 散的橡胶颗粒分散在所述苯乙烯聚合物基质中。这些聚合物可用于许多种应用，包括冰箱绝热层、封装应用、家具、家用 电器和玩具。这些橡胶补强聚合物的常规术语是"高耐冲击聚苯乙烯"或"HIPS" 。 HIPS的物理特征和机械性质取决于许多因素，包括交联橡胶颗粒的 粒度。HIPS材料最希望的一种特征是使得该材料能够耐受因为与例如食物和食 用油接触而降解或被破坏的能力。另外，这些制品必须保持的其它性质包括挠 曲强度、拉伸强度和冲击性能。可用于本专利技术的合适的单乙烯基芳族化合物包括苯乙烯以及环上或侧链 上烷基化的苯乙烯，例如ct-甲基苯乙烯和乙烯基甲苯。所述单乙烯基芳族化合 物可以单独使用或者以混合物的形式使用。在一个实施例中，苯乙烯是优选的 单乙烯基芳族化合物。所述制备的高耐冲击聚苯乙烯(HIPS)可通过在橡胶和任 选的引发剂的组合的存在下，使单乙烯基芳族化合物聚合而形成，所述引发剂 的组合包括例如过縮酮(perketal)和过碳酸酯(peroxycarbonate)的组合。使用的橡 胶的含量可约占溶液的5-15重量％。所述聚合可以以常规的方式进行，橡胶首 先溶解在可聚合单体中，然后在引发剂的组合的存在下使所述溶液发生聚合反 应。任意合适的聚合引发剂均可用于本专利技术。还可以加入合适的链转移剂，例如硫醇或a-甲基苯乙烯二聚体，以控制聚合物分子量和橡胶粒度。附图显示了所述活塞流反应器的一个实施例。在图1A和1B中，在一个示例 性的实施例中，活塞流反应器10包括被外壳21包围的内壳27，还具有位于所述 内壳和外壳之间的环形流动通道35a、 b、 c。环形通道35a在轴向上由上部壳凸 缘20和隔板22a限定。隔板22a是与内壳27和外壳21两者相连接的圆环，能够防 止来自通道35a的流体混合。通道35b由隔板22a和22b轴向限定。通道35c由隔板 22b和下部壳凸缘28限定。进口36a、 b、 c和出口37a、 b、 c与外壳21相连接，分 别提供了交换流体EF,，2，3进入和流出通道35a、 b、 c的渠道。内壳27为生产流体 13提供了轴向流动路径38。根据具体的生产和工艺限制，生产流可以如图所示 从底部流向顶部，或者从顶部流向底部。该决定视具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种活塞流反应器（１０），其包括被外壳（２１）包围的内壳（２７），还具有位于所述内壳和外壳之间的至少一条环形流动通道（３５），另外还包括进口（３６）、出口（３７）和多个交换管（２６），所述交换管与所述至少一条环形流动通道流体连通。

【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：T恩古耶，J赖默斯，
申请(专利权)人：弗纳技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]