[发明专利]用于制备粉末形式的聚(甲基)丙烯酸酯的设备

说明书

本发明涉及一种用于制备粉末形式的聚(甲基)丙烯酸酯的设备，所述设备包括：用于液滴聚合的反应器(1)，所述反应器具有用于使制备聚(甲基)丙烯酸酯的单体溶液液滴化的装置(5)，所述装置具有通过其引入单体溶液的孔；在用于液滴化的装置(5)上方的气体进料点(13)；在反应器(1)的圆周上的至少一个气体排出点(19)；流化床(11)；和用于将产物从流化床(11)中排出的装置(33)。用于排出产物的装置(33)包括排出装置(49)，积聚段(39)位于排出装置(49)上方。

本发明从用于制备粉状聚(甲基)丙烯酸酯的设备开始，所述设备包括：用于液滴聚合的反应器，所述反应器具有用于使制备聚(甲基)丙烯酸酯的单体溶液液滴化的装置，所述装置具有通过其引入单体溶液的孔；在用于液滴化的装置上方的气体添加点；在反应器圆周上的至少一个气体排出点；流化床；和用于将产物从流化床中排出的装置。

聚(甲基)丙烯酸酯特别地用作例如用于生产尿布、卫生棉塞、卫生巾及其他卫生制品的吸水聚合物，或者在市场园艺中用作保水剂。

吸水聚合物的性质可以通过交联水平来调节。随着交联水平的增加，凝胶强度上升而吸收能力下降。这意味着离心保留容量伴随着在压力下的吸收的增加而降低，并且在非常高的交联水平下在压力下的吸收又再次降低。

为提高性能特性，例如尿布中的液体传导性和在压力下的吸收，吸水聚合物颗粒通常是后交联的。这仅增加了颗粒表面的交联水平，并且以此方式可以至少部分地消除在压力下的吸收与离心保留容量之间的相互影响。所述后交联可在水凝胶相中进行。然而，通常将经研磨和筛分的聚合物颗粒用后交联剂进行表面涂布、热后交联并干燥。适于此目的的交联剂是含有至少两个可与亲水聚合物的羧酸酯基团形成共价键的基团的化合物。

已知用于生产吸水聚合物颗粒的不同方法。例如，可将用于生产聚(甲基)丙烯酸酯的单体和任何添加剂加入到混合捏合机中，在混合捏合机中单体进行反应以产生聚合物。混合捏合机中带有捏合棒的旋转轴将形成的聚合物破碎成大块。将从捏合机中取出的聚合物干燥、研磨并送去进一步处理。在可替代的变型中，将单体以可能还含有其他添加剂的单体溶液的形式引入到用于液滴聚合的反应器中。一旦将单体溶液引入反应器中，单体溶液就分裂成液滴。液滴形成的机理可为湍流或层流喷射分裂，或者是液滴化。液滴形成的机理取决于入口条件及单体溶液的物理性质。液滴向下落入反应器中，在此期间单体反应产生聚合物。反应器的下部区域是流化床，由液滴通过反应形成的聚合物颗粒落入流化床中。然后在流化床中发生进一步反应。相应的方法例如记载于WO-A 2006/079631、WO-A2008/086976、WO-A 2007/031441、WO-A 2008/040715、WO-A 2010/003855和WO-A 2011/026876中。

在所述的用于液滴聚合的反应器中，在两个点处添加气体。将第一气流在用于液滴化的装置上方引入并且将第二气流从下方通过流化床引入。这些气流具有相反的流动方向。气体通过环形管道从反应器排出,所述环形管道由伸入到具有递减的水力直径的区域中的反应器夹套形成。在这种情况下，供应给反应器的全部气体量必须被导出。这造成环形管道区域中的高的气体速度，并且气体速度可以如此之高以至于聚合物材料通过环形管道由气体夹带。这首先导致产率降低；其次，存在以下风险：由于尚未完全反应的单体溶液，夹带的颗粒可能粘附到环形管道和下游气体导管的壁上，因此导致不希望的沉积物。

为了避免在反应器中形成爆炸性混合物，所使用的气体通常是氮气。在除去所产生的固体的标准产物排出装置的情况下，例如当使用星形加料器时，通常情况是一部分气体也从反应器中持续丢失，或者根据存在的压力梯度，气体、特别是空气从连接的设备部件渗入反应器中。然而，特别是在反应器中的气氛不同于空气的情况下，例如当使用对反应器中存在的部件呈惰性的氮气或其他气体时，这种丢失或空气和氧气渗入反应器中是不希望的，这是因为必须向系统提供相应增加的惰性气体消耗量，以便将反应器保持在期望的惰性范围内，惰性范围由给定的最大氧气浓度限定。

因此，本发明的目的是提供一种用于制备粉状聚(甲基)丙烯酸酯的设备，其包括用于液滴聚合的反应器，其中最大程度地减少反应器中惰性气体的消耗。