[发明专利]用于使可自由基聚合的单体再稳定的方法和供应装置

说明书

本发明涉及用于使可自由基聚合的单体再稳定的方法以及用于执行该方法的供应装置。

在化学工业中，可自由基聚合的单体，例如(甲基)丙烯酸及其衍生物，是在相对大的容器——例如在存储罐或柱中——进行处理的。存在的风险是温度的增加、冷却的失败、稳定剂失活或缺少稳定剂，可能会不期望地启动单体的聚合。如果初期的聚合不能被快速且有效地抑制和阻止的话，这会对生产设备带来非常大的危险。为此使用聚合抑制剂是已知的。在这种情况下，添加需要量的聚合抑制剂并使其与单体充分混合是必要的。常规的借助泵引入聚合抑制剂并混合是不利的，因为在紧急情况中不能确保操作泵所必需的能源供给。因此，WO99/59717描述了这样一种供应系统，在该供应系统中，借助加压气体将抑制剂溶液引入，例如，包含单体的存储罐中。通过进一步引入惰性气体(如氮气)实现单体和抑制剂溶液的混合。然而，已发现在WO99/59717中描述的供应系统仍能够改进。

因此，本发明的目的是提供一种用于使可自由基聚合的单体再稳定的方法和用于执行该方法的装置，该方法确保将抑制剂溶液基本上完全引入单体容器中并使单体容器内容物和抑制剂溶液充分混合。

该目的是通过用于使可自由基聚合的单体再稳定的方法来实现的，所述方法包括以下步骤

a)借助惰性加压气体将自由基聚合的抑制剂溶液经由至少一个管道(进料管)引入包含单体的容器中，所述管道包含上升区以及位于其末端、用于引入抑制剂溶液且用于将气体吹入容器的装置，以及

b)通过将气体吹过管道而使容器中的内容物和抑制剂溶液混合，

其中设定步骤(a)中的加压气体的流速，从而使得抑制剂溶液在管道上升区的流态为平推流或环状流，并将步骤(b)中容器中的表观气体速度设定为≥0.1mm/s。

抑制剂溶液以供应装置的形式提供，所述供应装置包含：

(a)盛装抑制剂溶液的容器，其具有伸长至抑制剂溶液的排出管；

(b)至少一个加压气体储蓄器，其经由气体进料管连接于盛装抑制剂溶液的容器；

(c)用于降低加压气体储蓄器的压力的装置；

(d)气体进料管中用于设定表观气体速度的装置；以及

(e)用于使排出管与通向单体容器的管道相连接的装置。

出于本发明的目的，“再稳定”是指抑制可自由基聚合的单体启动聚合，并稳定剩余的单体防止进一步的聚合。然而，用语“再稳定”还包括尚未开始聚合的单体的后稳定(after-stabilization)，以及在存在或担心被可触发或支持聚合的材料污染时或者在已发生火灾或有火灾风险时，单体的稳定。

出于本发明的目的，术语“容器”是指任何形状的容器，例如圆柱形、矩形、正方形或球形的罐。优选基本上为圆柱形的容器，特别是立式圆柱形容器。立式圆柱形容器的高径比通常≥0.1且优选在0.1至8、特别是0.1至5的范围内。特别地，罐的体积在20至10000m³的范围内，对应于罐高为3至20m。

盛装抑制剂溶液的容器有利地为近似圆柱形容器，优选由不锈钢制成。加压气体储蓄器通常具有用于减低压力的装置，该装置调节加压气体储蓄器中的气体的排出。一旦打开用于减低压力的装置，加压气体经由气体进料管流入盛装抑制剂溶液的容器，并将抑制剂溶液经由排出管(所述排出管伸长至抑制剂溶液中，有利地是几乎伸长至盛装抑制剂溶液的容器底部)推进至通向包含单体的容器的管道中。所述管道优选包含至少一个水平的和/或下降的部分和上升的——特别是基本上垂直的——部分。有利的是使所述管道的水平或下降部分的直径大于上升管道的直径。这将抑制剂溶液的压降和引入时间最小化，特别是当出于安全原因而将供应装置设置在距离单体罐相对大的距离(20-100m)处时。所述管道优选在其整个长度范围内具有基本上相同的直径。

所述用于引入抑制剂溶液和混合气体的装置优选为管，其终止于单体容器的底部区域。所述管通过爆破片(burstingdisk)——特别是无死空间的爆破片(dead-space-freeburstingdisk)——来封闭，所述爆破片在运行供应装置时被破坏。

在另一实施方案中，所述用于引入抑制剂溶液和混合气体的装置为伸缩喷枪(telescopiclance)。这种伸缩喷枪描述于WO99/24161中，通过引用的方式将该文献完全纳入本文中。