[发明专利]通过调节聚合系统中的引发剂而最优化过程的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过调节聚合系统中的引发剂的最优化方法，并且，更具体而言，涉及一种聚合系统中的最优化方法，在该聚合系统中在用引发剂的聚合过程中产生热，其中，所述最优化方法包括如下步骤：根据所述聚合系统中的引发剂的组分测定热产生量，以预先设定所述引发剂组分和所述热产生量之间的关系；根据所述聚合系统的冷却系统中的冷却剂的温度测定热除去量，以预先设定所述冷却剂温度和所述热除去量之间的关系；计算可用于预定的冷却剂温度下的引发剂组分，以预先设定所述冷却剂温度和所述引发剂组分之间的关系；以及在聚合过程前和/或期间测定所述冷却剂的温度，以将在测定温度下加入的引发剂的组分调节为最佳条件，因此减少了反应时间，从而提高了生产率。

背景技术

大多数聚合物树脂是通过使用引发剂聚合单体而制备的。聚合过程通常可以分为吸热反应和放热反应。例如，需要除去在例如聚氯乙烯(PVC)聚合过程的放热反应中产生的反应热，从而提高反应效率。

在通过聚合过程制备聚合物树脂的实践过程中，影响生产率的因素是多种多样的。在伴随有热产生的聚合过程中，控制反应温度是最重要的因素之一。因此，在放热聚合系统中，用于除去反应热的冷却系统是必须的。所述冷却系统的典型例子如图1所示。

参考图1，放热聚合系统10包括：在其中进行单体聚合的反应器20以及包括安装在所述反应器20的壁上的夹套30和安装在所述反应器20的顶端的回流冷凝器40的冷却系统。通过所述夹套30和回流冷凝器40循环冷却剂，以除去在所述反应器20中产生的聚合反应热。所述回流冷凝器40能够使存在于所述反应器20上端的蒸汽与冷却剂接触，从而将所述反应器20的温度降到预定的温度范围。

因此，在如图1所示的放热聚合系统10中，在所述夹套30和回流冷凝器40中的冷却剂的温度被控制到预定的温度范围，因此达到了最佳操作条件。

同时，在所述放热聚合系统中，热产生量可以由多种因素决定。所述因素中的典型例子可以是聚合度和聚合速率。这些因素与反应温度和引发剂的添加量有密切关系。特别是，在其间存在复杂的相互关系。因此，可以通过调节相关的因素提高生产率。

与此相关，US专利号6,440,674公开了一种设定最佳反应条件的技术，其通过围绕操作反应系统中的反应器的冷却器，以使通过安装在反应器和冷却器之间的温度传感器测定的温度等于预定温度水平。这一技术通常被认为是最值得考虑的增加生产率的方法。但是，该技术的问题在于，必须根据反应热控制冷却水的温度。特别地，在标准工业用水用作冷却水的聚合系统中，需要使用额外的设备控制冷却水的温度和用于操作额外设备的能量。结果，尽管生产率得到提高，但是也增加了成本。

另一方面，韩国未审查专利公开号1993-019701公开了在聚合条件下使用单体供应装置和引发剂供应装置向反应器中加入引发剂和单体的聚合方法。具体而言，所述供应装置根据聚合动力学、反应温度、引发剂浓度、单体浓度和选定的聚合物的聚合度确定单体浓度与引发剂浓度的比。另外，通过聚合效率因子改变根据动力学关系确定的单体浓度与引发剂浓度的比，从而获得聚合期间接近均匀浓度的聚合度，因此获得具有均匀聚合度的聚合物。该方法是为获得具有均匀聚合度的聚合物的方法，即，在特定条件下调节引发剂浓度和单体浓度的技术。但是，在上述公开中没有教导或建议在除去反应热较重要的放热聚合系统中提高生产率的信息。

因此，非常需要一种通过降低能源消耗量同时使用常规的聚合系统而提高生产率的技术。与此相关，优选用于通过使用标准工业用水作为冷却剂而不需要额外地控制冷却剂温度而控制聚合系统的温度的技术。

例如，聚氯乙烯(PVC)树脂通过伴随有热产生的聚合反应而制备。根据其聚合度，所述PVC树脂的优选聚合温度为40～80℃。因此，通过直接使用不额外冷却的工业用水作为冷却剂来控制反应温度。冷却水(工业用水)的温度不额外地控制。结果，所述冷却水的温度可以由季节因素决定。例如，所述冷却水的温度在冬季较低，因此通过1-次循环可从反应器中除去的热量(热除去量)较大。另一方面，在夏季，热除去量相对较小。在相同的季节条件下，上午的热除去量相对较大。

因此，现有的放热聚合系统以这样的结构构造，其中，尽管根据冷却水的温度改变所述热除去量的差异，但是不能得到根据冷却水的温差的生产率的提高。具体而言，可以增加聚合速率(可以减少反应时间)以提高在热除去量较大的冷却水温度条件下的生产率。但是，常规技术没有给出与上述事项相关的技术建议。

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