[发明专利]用于乳液聚合的环路反应器

说明书

本申请是申请日为2005年10月28日、申请号为200580038068.8、发明名称为“用于乳液聚合的环路反应器”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种聚合反应器，其包含具有一个或多个原料入口、一个或多个出口的一个或多个循环环路，用于使反应器装料在该循环环路内循环的驱动装置，以及用于贮藏、发射和接收清管器（cleaning pig）的清管器站点。

背景技术

WO00/07177公开了一种用于乳液聚合的环路反应器。该环路反应器包括循环泵以及连接该泵的出口和入口的管式循环环路。水、单体和稳定剂被连续供给到该环路并被循环，并且聚合物乳液被连续抽出。该反应器尤其适合于生产例如用于油漆或粘合剂的从乙烯基和/或丙烯酸单体获得的聚合物。

使用管式反应器的聚合过程中遇到的一个问题是在反应器的内壁上形成反应产品的沉积物。这些沉积物导致循环泵的输送压力需要增加，并且会损害从反应介质到例如围绕反应器管的护套内的冷却剂的热传递，从而会导致较高的且通常是有害的反应器温度，或者需要增加冷却剂循环速率、降低冷却剂温度或降低生产率。污垢也会减小反应器容积，增加乳液的再循环率以及对乳液的剪切。这会改变可能对清洁的反应器最优化的工艺条件。总之，产品特性将产生偏差，从而失去了连续反应器所预期的产品一致性的优点。在WO00/07177中，使用清管器来清洁反应管的内侧。清管器的直径大约为反应管的内径。清管器被从清管器站点发射并被聚合乳液推动通过环路。

这种现有技术的系统的一个缺陷是当清管器用坏时不能容易地更换清管器。清管器停在其中的整个管道区段必须被拆除，这会导致乳液损失以及设备被弄污。此外，难以制造这样的管区段，该管区段精确配合以便当使该区段脱离接合以取出清管器时仅很小的力就可使该管区段滑出，而相反地在对清管器进行维护之后可使该管区段滑回。如果管过长则难以拆卸和更换管，而如果过短则难以将该管密封在其它管上。此外，通常难以设计不会泄露聚合物乳液的可拆卸管。

发明内容

本发明的目标是提供这样一种清管器站点，该清管器站点可以快速和频繁地发射清管器并可以比较容易和快速地更换清管器，同时乳液不会溅出。

本发明的目标由具有清管器站点的管式反应器实现，该清管器站点包含盖以覆盖使清管器能够取出的开口。这样，可实现清管器的取出和更换而不需要中断生产过程。为了使取出更容易，所述开口可大于清管器的长度，并且宽度至少等于清管器的最大直径。

在一个任选的实施例中，清管器站点包括具有在两端连接到循环环路的圆柱形孔的箱，该孔具有直径大于循环环路的内径的中部。在该孔的外端部处的过渡部分，孔的直径变窄以便基本等于循环环路的内部管径。该过渡部分可以是所连接的管部的一部分，或者是一个单独的部分。优选地，该过渡部分是清管器站点的成一体的部分。

由于扩大的孔直径，在清管器前面的聚合物乳液可围绕清管器向后流动。

在非工作位置，清管器的前部紧靠过渡部分的斜面定位，该过渡部分使箱内的较大直径区段与形成循环环路的较小直径的管接合。从而，清管器在其前端形成密封。由于此密封，当水相被引导从而在清管器后面的位置进入清管器箱时，清管器被迫移动到循环环路内。在此序列的另一端，当清管器返回时，驱动力由已经暂时被引导经过该箱的聚合物乳液提供。在清管器前面的液体可经由清管器箱内的较大直径的空腔提供的间隙越过清管器向后移动。尽管推动清管器的乳液中的一部分会沿该间隙通过，但是乳液的量仍足以使清管器向前移动。清管器的长度可选择为使得当清管器停止时，清管器的前端在该斜面端被密封，并且清管器处于下一次发射的正确位置。

优选地，圆形横截面的一半在该可拆卸盖内形成。

清管器站点可结合在循环环路的分支内，例如结合在绕过驱动装置的旁通管路内。为了使清管器从乳液的主流转移到清管器站点，可使用转向器。转向器可以是可铰接在允许乳液全径（full bore）流动的正常操作位置和使清管器转移到清管器站点的转向位置之间的杆或销。GB-A2196716中说明了这种转向器的合适的示例。转向器优选地例如响应位于上游的清管器检测器被电子地致动。

反应器可包括在清管器站点后面的截止阀，以便在清管器已返回起始位置之后阻止乳液经由清管器旁通管路流动。反应器还可包含用于使反应器装料在该截止阀附近旁通的旁通管路。

任选地，该内孔与水相进料器开放连接。这样可以由水相容易和迅速地发射清管器。在此情况下，反应器可包括截止阀以便在清管器被发射之后阻止水相进入清管器箱。