[发明专利]连续乳液聚合反应器和清管系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于连续聚合反应器的清管系统，更具体地涉及用于连续乳液聚合反应器的清管系统。

背景技术

一种连续管状连续乳液聚合反应器包括：具有封闭循环回路的第一段；，驱动装置，例如循环泵，用于在循环回路内循环反应器装料；和连接至副管段的排出部。水相、或其他适当的载体、单体以及可选的稳定剂被连续地供给至回路并且循环。聚合物乳液连续排出的速度与水相、单体和引发剂(如果使用的话)供给到反应器中的速度相同。

这种类型的反应器在WO 2007/031478中讨论，其通过参考包含于此。该公开描述了装置反应器尤其适用于例如用于颜料或粘合剂的源自乙烯基和/或丙烯酸单体的聚合物的生产。

然而，在采用包括上述管状反应器的管状反应器的聚合过程中遇到的问题是在反应器的内壁上形成沉积物或来自反应产物的“污垢”。这些沉积物导致需要增大来自循环泵的输送压力并且削弱从反应介质到例如围绕反应器管的外套中的冷却剂的热传递，因而导致较高的(并且经常有害的)反应器温度或者必须要么增大冷却剂循环速度，要么降低冷却剂温度，或者降低生产速度以匹配热量排除。

被污染的反应器的另一个一般缺点是体积减小，增大乳液上的剪力。这种体积减小改变了可能已经对清洁的反应器进行优化的处理条件。无论如何，产品特性将漂移，使得所期望的连续反应器的产品一致性的优点丧失。

清洁管或管路的内侧的一种方法是使用被迫穿过管的清管器或清洁部件。例如德国专利申请3233557描述了使用清管器清洁管状反应器的内壁的各种方法。在一个实施例中(该申请的图1所示)，在反应器管中设置两个球阀以接收和启动一个或多个清管器。反应产物用于驱动清管器并且在清管器已经穿过出口后离开反应器。因而，反应产物没有也无法再循环，使得该构造不适于连续聚合。在另一实施例中(图2)，刮擦清管器可以穿过泵。该方法要求对清管器形状和所使用的泵的类型的严格限制。例如，不能使用变容泵。

应注意，美国专利No.3425083公开了一种环管，其具有弯曲形式，允许清洁部件不断循环通过管并且穿过其用于流体介质的入口和出口。出口的容积小于入口，以便使液体介质的一部分通过管的返回部分从出口返回到入口并且经过入口再循环。没有提供用于去除清洁部件或用于中断其循环的装置。而且，所述管是用于加热如牛奶的液体，而不是用于冷却反应乳液。实际上，根本没有提及反应器。

美国专利No.3682186公开了用于在管线增压器或压缩站周围绕过刮擦器或产品排出器的装置。主管线设有两个止回阀，用于接收和启动清管器。没有提及回路反应器。

因而有利的是连续管状连续乳液聚合反应器利用清管器系统自动清洁反应器，而不停止聚合过程。另外，对于具有循环回路级和副管线级的两级反应器，有利的是通过单个清管器清洁两级而没有中断或手动干预以恢复清管器用于副级清洁。这种自动系统将更高效，并且消除了由手动干预以恢复清管器而引入的安全问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种连续两级聚合反应器，其具有循环回路段和副管段，所述连续聚合反应器采用清管器来清洁反应器。所述系统允许从两级反应器简单地去除清管器，而不必停止聚合过程，这为旋转循环泵的类型和清管器的材料和形状提供了很大自由度，并且能基本独立于反应介质流而总体控制清管器的启动。这是通过使用上述类型的反应器而实现的，该反应器可以还包括：孔口，以允许清管器绕过循环泵并且进入副管段；清管器接收站或清管器箱，其在清洁操作之间容纳清管器；和阀，用于将清管器引导到清管器接收站中。阀和管的布置和孔口允许清管器无缝地进入副管段而没有来自循环回路的中断，并且返回到起始点，而不穿过泵并且不中断聚合。