[其他]聚合反应器控制温度的方法

说明书

一种回流冷凝器由于在增加生产能力，冷却能力以及节约能源方面的改进引起注意，并且最近以来常在特别是大型聚合反应器中使用这种回流冷凝器。

但是已知的冷却方法有一个问题，随之聚合反应进行，回流冷凝器总的热传导系数降低结果散热能力下降，以及聚合温度控制稳定性下降。

为了解决这些问题迄今已提出了下述方法。

一种方法是把蒸汽环流压进回流冷凝器来提高热传导的能量（在日本专利公布的说明书№29196/1976）。

一种方法是在回流冷凝器装有一个或几个温度插测计读数负荷的平均数，控制容量（美国专利说明书№4061，848）等。

但是前面方法需要价格昂贵的环流送风机，后者由于小的热传导系数需要一个大型的冷凝器，因而这二种方法，一般来说都不能令人满意。

回流冷凝器冷却的方法，设想是冷凝器的总热交换系数，一般不低于500千卡/米²小时·度。

然而，实际聚合过程中，其热传导系数是低于100-150千卡/米²时·度，这样就要求非常不经济的大型设备。

降低热交换系数可以认为是由于在反应器内非冷凝的气体，例如聚合前的空气和在聚合引发剂分解时产生的CO、CO₂和N₂与冷凝蒸汽或这些气体象单聚物等一起进入冷凝器热交换管表面，并在此浓缩。

本发明目的是为了能缩小冷凝器的尺寸，并除此之外能更稳定的控制聚合温度，为了能达到上述目的，该温度由冷凝器散热量来控制，同时控制可变的、伴随着在使用回流冷凝器，在液相聚合中，由回流冷凝器流出的一部分未反应单体进行周期性排放。

按照本发明，冷凝器的热传导系数与一般方法比较能提高到2倍或者更多一些，这样冷凝器的尺寸能缩小到一半或更小一些，控制也更加稳定，因此能达到提高聚合的生产能力，及成本降低目的。

图1表示在聚合反应器上安装的回流冷凝器控制系统图的一个实例。

图2图解说明例3的方法进行时，反应器（TR）温度的变化。

图3图解说明，相当于例3方法实施时，反应器温度的变化。

本发明有关于装有回流冷凝器（以下简称冷凝器）液相聚合反应器控制温度的方法。

为了解决降低热传导系数的问题，由反应器出来冷凝的蒸汽和气体在反应器对面的冷凝器位置，以这样一种方式间隙式排放，以致于新的冷凝蒸汽和气体不会出现短时流通。

这意思就是由于冷凝蒸汽或气体含有热交换管表面出现的高浓缩非冷凝气体被新鲜冷凝蒸汽或气体所取代，所以提高了冷凝器的热交换系数和减小冷凝器的尺寸。

然而，通常从冷凝器排放的单体蒸汽时，反应器的温度，由于热交换系数突然的变化，在反应器温度和外壳的温度，突然降低引起大的变化，结果是危险的，控制变得不稳定，并且反应失去控制。

散热量突然增加，成为泡沫，使反应液体变成泡沫并且涨满，在冷凝器内溢出，冷凝器这样“涨满”出现所不希望的操作问题，如冷凝器内部表面的积垢，在反应器和冷凝器之间的导管堵塞了聚合物的污垢，产品的质量恶化象鱼眼一样。

例如使用冷凝器聚合聚氯乙烯，其冷凝器总热传导系数是150kcal/m²hr℃约操作3小时之后进行10分钟单体蒸汽排出其热传导系数升高为700kcal/m²hr℃在反应器内温度传导系数这种突然变化，使反应器中温度突然降低而出现如上所述危险。因此，在这个系统内其中热传导系数突然变化，这是不可能在一般的控制方法条件下使用冷凝器冷却水温度作为控制可变数来进行准确控制的。

在这种情况所用的控制方法是测量冷却水（F）的流速以及冷却水的入口温度（T₂）和出口温度（T₃），按照等式计算冷凝器散热量。

QRC＝CP·P·F（T₃-T₂）

（CP是比热，P是密度）

使用所获值作为控制可变数。

本发明提供了下述的方法。

在使用回流冷凝器聚合反应时反应器中控制温度方法特征，在于上述温度控制用冷凝器散热量作为控制可变值，伴随着由回流冷凝器出来的部分未反应单体间断排放出来。

图1，本发明的一个实例，图解说明安放在聚合反应器中冷凝器控制，在图中：

1是聚合反应器

2是回流冷凝器

3和4是冷却水控制阀

5是未反应气体的排放阀

6是未反应气体的回收装置

7是冷却水塔

8是供应冷却水的输水泵