[发明专利]眉形螺旋式夹套、使用该眉形螺旋式夹套的反应器的热控制装置及该热控制装置的制造方法

说明书

本发明公开了一种眉形螺旋式夹套、使用该眉形螺旋式夹套的反应器的热控制装置以及制造该反应器的热控制装置的方法。根据本发明，可以提供一种眉形螺旋式夹套，即使在应用于大型反应器时该眉形螺旋式夹套仍能够增大反应器的热控制面积，使得热控制装置的热控制量比使用半管螺旋式夹套时提高20％以上，以及提供使用该眉形螺旋式夹套的反应器的热控制装置和制造该反应器的热控制装置的方法。

本申请是2014年3月25日提交、发明名称为“眉形螺旋式夹套、使用该眉形螺旋式夹套的反应器的热控制装置以及该热控制装置的制造方法”、申请号为201380003179.X的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及眉形螺旋式夹套(eyebrow coil jacket)、使用该眉形螺旋式夹套的反应器的热控制装置以及该热控制装置的制造方法，更具体而言，本发明涉及即使当应用于较大反应器时仍能增大热控制面积的眉形螺旋式夹套、使用该眉形螺旋式夹套的反应器的热控制装置以及该热控制装置的制造方法。

背景技术

当以聚合为特征的各种物质发生聚合反应时，放热的聚合反应会提高反应器内部的温度，因此使用如夹套和回流冷凝器以保持恒定的温度。

在连续或间歇式聚合反应器中使用的夹套的种类是最古老的单一外部型、以盘管形式围绕反应器的半管螺旋型以及近年来开发的恒流量冷却型等。

单一外部型夹套被制造成具有在反应器的器壁上形成另一空间以使冷水可以在该空间内流动的结构。当将单一外部型夹套应用于小型反应器时，单一外部型夹套通过整个反应器的器壁冷却反应器。因此，单一外部型夹套可以有效用于小型反应器。另一方面，当反应器的尺寸增加时，在夹套内流动的冷却剂难以循环，使得根据反应器的位置的均匀冷却难以进行。

半(1/2)管螺旋式夹套是配置成将半管以盘管形状缠绕在反应器器身的外壁上的螺旋式夹套。这种类型的夹套的优点在于冷却剂快速循环，因此可以均匀调节温度而与反应器的位置无关。由于这个原因，半管螺旋式夹套通常还用于大型反应器。

然而，在将管固定到反应器外壁的焊接过程中，各管之间具有间隔，使得它与单一外部型夹套不同，难以通过整个反应器的器壁冷却反应器。

恒流量冷却型夹套与单一外部型夹套类似，但具有在夹套内提供另一个用于控制温度的夹套以快速并精确地调节温度的优点。然而，这种类型夹套的最初制造成本高，因此不能轻易地应用恒流量冷却式夹套。

同时，为了解决为提高生产率增加反应器尺寸而使反应器的热控制面积减少的问题，已经提出将冷却剂提供给夹套和挡板以直接除去反应物产生的热量的方法。然而，在该方法中，运行成本过度增加。

此外，回流冷凝器可以用作一种易于解决热控制面积问题的方法。然而，在这种情况下，质量可能变差。也就是说，当大幅增加反应器的尺寸时，回流冷凝器的冷却速率增加。当回流冷凝器的冷却速率增加时，反应过程中聚合的物质或反应器中产生的泡沫可能会流到回流冷凝器从而在回流冷凝器中可能形成垢。在回流冷凝器中形成垢的情况下，很难将垢从回流冷凝器中除去，冷却效率下降，从而使得产率下降。此外，垢可能会落到反应器中从而严重影响反应器中的产物质量。

为了解决上述问题，已经提出在反应器的内壁上安装夹套。在这种情况下，可以直接冷却而无需通过反应器的器身进行冷却，从而与安装在反应器外壁上的夹套相比实现更有效的冷却。然而，在使用提高传热效率的材料的情况下，产物的成本由于这种材料非常昂贵而增加。在夹套中形成垢的情况下，难以从夹套中除去垢，严重影响反应器内产物的质量。为了防止这个问题，可以使用专门的除垢器，但是会增加产物的成本。

例如，与常规聚合不同，日本专利登记号1993-222102公开了一种使用安装在外部的冷却器通过反应物的循环有效进行冷却的方法。然而，在该方法中，必须另外安装用于冷却的冷却器和用于循环的泵，使得电费和最初的投资费用增加，因而增加了产物的成本。