[发明专利]利用复合的气包液和液包气分散反应器生产氧化烯加聚物的装置

说明书

本发明涉及通过液包气和气包液分散机理而进行气-液反应的装置。

本发明特别是涉及利用链引发剂使单体进行半连续聚合反应的装置。

在另一更为特定的实施方案中，本发明涉及通过在至少有一个活性氢的链引发剂上氧化烯的加成反应而生产氧化烯加聚物的半连续装置。这些产物，特别是环氧乙烷和1，2-环氧丙烷的加聚物，主要用作非离子表面活性剂和聚醚-多元醇。

非离子表面活性剂有很广泛的用途，如用作润湿剂，分散剂，稳定剂，乳化剂和抗乳化剂，消泡剂和发泡剂，并且通常用作纺织材料，纸，纤维素，药物，食品，化妆品，涂料，树脂，矿物提取和加工，石油工业的高级回收和提取中的辅助化学剂和官能液。特别是，应提及基于天然或合成脂肪醇的非离子表面活性剂用作家用和工业用洗涤剂配方中的主要成份，另外还应提及的是，聚醚-多元醇用作生产聚氨酯(刚性、半刚性、柔性泡沫、弹性体、粘合剂、密封剂等)生产过程中的主要中间体。

意大利专利1,226,405描述一种在合适催化剂存在下，氧化烯和带有活性或可移动氢原子的化合物的聚合产物的生产方法；其中由氧化烯着手，最常使用的是环氧乙烷和/或1，2-环氧丙烷。该专利方法使用两部分反应器，其中上面部分称为气液反应器，下面部分为基本水平设置的积累储蓄器。在上面部分发生气－液反应，链引发剂由中央分布器上的许多喷头提供，而下面部分起接收器的作用，用于通过泵和外部热交换器而循环，来自上面部分的反应产物再次供至上面部分，以便继续进行聚合反应。

意大利专利1,226,406描述了一种获得氧化烯聚合产物的方法，该方法使用两部分反应器，其中上面部分称为气液反应器，下面部分为积累储蓄器，每部分均有许多喷头。反应的第一相在垂直排列的下面部分中产生，并且直至形成给定量的聚合产物为止；然后，将聚合反应转移至水平排列的上面部分，在该部分继续进行反应，直至得到所希望的产物为止。

然而，前述专利中描述的方法有若干个缺点。首先，这些方法使用两部分反应器，这将使设备整体的结构变得复杂并增加成本；两部分反应器还有一个大直径的连接孔，对于意大利专利1 226 406而言，需要更大直径的孔，因此将增加环氧乙烷损失并存在形成暴露在氧化烯中的死区和内表面的可能性。当提供两部分内表面分布器时，这些反应器的表面－体积比将更高，这将增加副反应的可能性。双-体构形以及存在有内分布器也将在反应器中产生死区空间，这将使得反应器难于排空和清洗，因此，在改变生产时将产生一系列的问题。

由于刚才所述的方法均基于：通过管道内的泵送而使反应剂和反应混合物循环，甚至简单地在重力下的循环，因此，前述专利中所述的方法不允许使用不能进行泵送的固态链引发剂或悬浮液，因此，将使用的链引发剂仅仅局限于粘度相当低的液体或溶液。

另外还应提及的是，在反应产物重力下的流动将逆扩散并因此过度暴露于氧化烯气氛中；其中所述的反应产物收集在上面的水平部分中并且随后将通入下面部分中。

为利用固体链引发剂或者通常不能被泵送的链引发剂进行烷氧化反应，需要使用不同类型的装置。

为此，通常使用带有内部搅拌器和例如内部盘管的反应器。将链引发剂和催化剂加入反应器中，然后在搅拌的同时使之熔化，直至达到均匀液态为止。这时，通过引入氧化烯开始反应，使所述氧化烯从底部向项部流动通过液相链引发剂和催化剂。

本发明的根本目的在于：提供生产氧化烯加聚物的装置，所述装置可以使用任何的链引发剂、催化剂和氧化烯，并且还克服了上述提及的问题。

根据本发明，通过独立权利要求中所述的装置，解决了所述的这些问题。

所述装置具有从属权利要求中所述的特征。

借助所述装置的结构特征，根据本发明的装置具有许多优点。由于该装置在反应器内有搅拌器以及有反应混合物用的外部循环体系，因此，该反应器可用于任意种类链引发剂和催化剂的反应，不管它们是固体还是液体。另外，如果反应剂为悬浮液的话，根据本发明的装置还可以在下列场合使用：(1)如果进行泵送将损害催化剂的场合；(2)所得到的产物具有一定的粘度以致不能被泵送及进一步循环的场合。

在反应剂易于泵送的情况下，可以利用外部循环来使用本发明的装置，在这种情况下，反应混合物将在外面从反应器的下部返回至上部，并通过雾化作用再引入到反应器的上部。然后，通过十分有效的材料和热的交换而使反应最佳化，所述反应剂被汽化，并与细分散于反应器气氛中的催化引发剂颗粒接触。