用于连续聚合反应的反应器和方法技术

本发明专利技术涉及用于连续的聚合反应的一种反应器(10)以及一种方法，其中该反应器(10)包括一个基本上管状的反应器外壳(16)。该反应器外壳(16)包括一个驱动装置(38)，该驱动装置在流动方向(22)上沿着几何中央轴线(12)延伸，并且该驱动装置被实施为一个中央轴。该反应器外壳(16)内装备有一个可转动地安排的刮削器或刮擦器(36)；其中该刮削器或刮擦器(36)包括至少一个刮削器叶片或刮擦器叶片(42)以便沿着该反应器外壳(16)的一个内部侧面(44)延伸。通过该刮削器或刮擦器(36)的旋转运动实现了该反应器外壳(16)内的液流的径向混合，这对于重力作用而言占据了主导，并且由于该刮削器或刮擦器形状选择性地允许该反应器(10)内的活塞流环流或回流。所述选择性允许对反应器外壳(16)的轴向方向上的反应条件进行预测并且沿着该反应器外壳对单独地适当的反应条件进行调节和控制，这样使得特别地可以设置一种所希望的分子量分布。

【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反应器，尤其是一种管式反应器，其在用于连续地制备聚合物 (特别是合成橡胶)的方法中的用途，并且还有上述方法本身。US 4，282, 925披露了一种热交换器，该热交换器具有一种基本上管状外壳，该管状外壳具有一个竖直的中央轴。该热交换器具有一个刮削器，该刮削器在刮削器叶片的帮助下在该外壳的内侧延伸。这样一种热交换器的一个缺点是难以用作管式反应器进行连续聚合反应，因为仅在很大的难度下才可以监测并且影响反应条件。具体地说，不可能容易地设置希望的分子量分布。本专利技术的一个目的是提供一种反应器并且还有用于连续地聚合反应的一种方法， 通过这种方法可以更容易地影响该聚合反应的反应条件并且具体地是可以更容易地设置所希望的分子量分布。根据本专利技术通过具有权利要求1特征的一种反应器以及还有具有权利要求17特征的一种方法来实现这个目的。在从属权利要求中指示了本专利技术的优选的实施方案。本专利技术的用于连续聚合反应的反应器(具体地该反应器可以用于通过聚合反应来制备合成橡胶)包括至少一个具有一个驱动装置的基本上管状的反应器外壳，该驱动装置被连接到至少一个刮削器或刮擦器上，该刮削器或刮擦器被安排为在该反应器外壳内是可转动的，其中该刮削器或刮擦器使至少一个刮削器叶片或刮擦器叶片沿着该反应器外壳的内侧延伸。另外应当注意的是，在本专利技术的背景下，术语“刮削器”或“刮擦器”还包括在操作中假定与该反应器外壳的内侧精确地成90°角的那些元件。该刮削器叶片或刮擦器叶片与该反应器外壳的内侧的距离是(例如)0或大于0 至1 %，优选0或大于0至0. 5%，这是基于该反应器外壳的径向直径。在一个实施方案中， 其中该刮削器叶片或刮擦器叶片到该反应器外壳内侧的距离是0，即存在于刮削器叶片或刮擦器叶片与该反应器外壳的内侧之间的接触中，该反应器外壳的内侧被完全刮擦，并且因此确保了从该反应介质通过该反应器外壳至冷却介质的良好的热传递，因为可以有效地避免聚合物沉积物(也称为凝胶)的形成。并且在从该刮削器叶片或刮擦器叶片至该反应器外壳的内侧的上述距离的情况下，在一个替代实施方案中，保留了良好的热传递。这个实施方案的优点是以下事实，即由于循环运动，更低的机械力作用在这些刮削器或刮擦器上，这延长了它们的寿命。该驱动可以(例如)被配置为一个轴，该轴可以(例如)被配置为基本上沿着几何中央轴线延伸的一个中央轴或配置为一个偏心轴。为了本专利技术的目的，一个偏心轴是(例如)一个轴，该轴具有被安装为围绕该反应器的几何中央轴线可转动的一个罩或具有一个适当的杆组件，其中该罩或该杆组件具有至少一个刮削器，该刮削器被安排为在该反应器外壳内是可转动的，并且这里至少部分地，优选地至少大部分地不存在沿着该几何中央轴线延伸的中央轴。如果适当的话，这些轴自身是可冷却的或具有允许起始材料通过该轴引入该反应5器外壳的内部空间的装置。为了促进热传递以及径向和轴向的混合，该反应器外壳的内侧可以具有至少一个，优选2至16个，特别优选的定子，这些定子作为挡板起作用并且防止了转动。在一个另外的实施方案中，该反应器具有 一个中央轴线，该中央轴线至少大部分地沿着该几何中央轴线延伸并且优选地是可冷却的，以及 多个定子，这些定子被配置为它们具有到该中央轴的距离为(例如)0或大于0 至1 %，优选0或大于0至0. 5%，这是基于该反应器外壳的径向直径。在本专利技术的背景下定子理解为是指连接到该反应器外壳的内侧上的固定的、不能动的内部件，例如金属薄片或板，这些金属薄片或板具有(例如)相对于该几何中央轴线0 至90°、优选0至60°、更优选0至50°的一个角度。类似于刮削器和刮擦器，或刮削器叶片和刮擦器叶片，这些定子可以被配置为它们刮或擦该中央轴。于是，该定子到该轴的距离是(例如)0%或大于0%至1%，优选0% 或大于0 %至0. 5 %，这是基于该反应器外壳的径向直径的。在一个另外的实施方案中，该反应器，尤其是一种管式反应器，被不直立地而是基本上水平地安排，即与该反应器外壳的几何中央轴线是基本上水平的。以此方式，可以避免与流动方向相同以及相反的重力诱导的流动。然而原则上可以设想任何倾斜以及对齐。基本上水平的几何中央轴线被理解为是指一个轴线，该轴线偏离该水平方向最大10°，优选小于5°。这同样类似地适用于术语“基本上竖直的”。根据本专利技术，有可能避免或至少显著地降低在流动方向上不同的流动速度。具体地说，在一些实施方案中，可以避免环流。这使得通过将该液流在反应器外壳内的停留时间以及反应动力学考虑在内有可能对沿着该反应器外壳流动方向上的局部反应条件进行预测。因此还有可能(例如)预先计算出沿着反应器外壳可能的局部起始材料浓度、产物浓度、以及还有释放出的反应热。由于这种沿着流动路径不同反应情况的更精确的知识，有可能采取局部不同措施来影响该聚合反应。例如，有可能鉴别出该反应器外壳的一个亚区，其中预期了一个特别高的反应速度，该反应速度可以导致相应的热量的高释放(放热反应) 或相应的高热量需求(吸热反应)。具体地说在这个区域中，可以通过热交换器在该反应器外壳内的流与传热介质之间建立起适当高的热传递，从而能够保持最佳反应温度。同时有可能避免区域中过高的热传递，其中在该流中仅小的温度改变(如果有的话)是期望的。 以此方式，能够在特定相关点处以能量有效的方式来影响这些反应条件，从而特别地实现一个所希望的温度轮廓(profile)以及因此该聚合反应产物的一个适当的分子量分布。可以更容易地控制并且影响该聚合反应的反应条件并且就位置、宽度以及形状而言更容易地建立所希望的分子量分布。可替代地，另外还有可能通过轴向刮削器或刮擦器和/或定子而产生拴塞式的流动。由于这些刮削器或刮擦器和/或定子的倾斜或构型，有可能在反应器的内侧和/或轴表面上产生受控的轴向速度。为了这个目的，这些刮削器或刮片和/或定子以本身对于本领域普通技术人员已知的适当方式成型或对齐。例如，相对于该反应器外壳的几何中央轴线少量调节这些定子导致了给予轴向速度。在这个实施方案中相对于该几何中央轴线的角度是(例如)15°至60°，优选20°至50°。此外，根据本专利技术通过刮削器或刮擦器避免了在反应器外壳的内部侧面上形成沉积物，例如结垢、结块的材料、聚合物凝胶或类似物，它们以不受控的方式影响通过该反应器外壳的热传递。此外，在圆周方向上该刮削器的旋转运动以及该刮削器叶片的运动导致了在径向方向上额外的混合。固定在该反应器外壳的内侧上的任何定子通过它们与这些刮削器或刮片相互作用的再分散作用而促进了沉积物的避免。因此，对于沿着该反应器外壳的中央轴线的每个单独的区段而言可以得到基本上均相反应条件。同时，防止了在该反应器外壳的内部侧面上形成流动边界层，并且由于在径向方向上的流动显著地改善了热传递。该刮削器的旋转运动造成在该反应器外壳内的一个液流的径向混合，这对于重力作用占据了主导并且任选地在该管式反应器中允许拴塞式的流动或环流，直至并且包括完全逆向混合的流动。这允许对在反应器外壳的轴向方向上的反应条件进行预测并且沿着该反应器外壳对单独地适当的反应条件进行设置并且控制，这样使得特别地可以设定一个所希望的分子量分布。在建立拴塞式的流动的情况下，产生的另一个优点是由于因拴塞式的流动而发生的稀释作用可以在聚合反应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：约尔格·基希霍夫，约阿希姆·里特尔，里卡达·雷贝里希，罗尔夫·费尔勒，保罗·瓦格纳，汉斯因戈尔夫·保罗，乌多·维斯纳，约翰·乔治·阿诺德·洛夫格罗夫，
申请(专利权)人：朗盛国际股份公司，
类型：发明
国别省市：