CN1042341C - 连续生产聚缩醛的设备及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及装有一些静态混合元件的流体管形式的、用来连续生产聚缩醛的一种设备，液体管中的这些静态混合元件a)是串联安装的，b)其长度和直径随各工艺步骤而改变，c)它们不是用内装的堵塞元件或狭小通道分隔的。

Description

连续生产聚缩醛的设备及其应用
本发明涉及在均相中连续生产聚缩醛和尽可能对聚缩醛进行端基稳定化的一种设备及其应用。
在阳离子活性引发剂存在下，从甲醛或甲醛的环状低聚物、尤其从三噁烷生产甲醛均聚物和甲醛共聚物的很多方法都是已知的。例如在专利说明书US3027352、US3803094、DE1161421、DE495228、DE1720358和DE3018898中说明了单体在工业规模中的连续聚合。其中叙述的聚合反应器为捏和机、挤压机、轧制机和铸带机。这些方法的共同特征是聚合过程中发生气态的或液态的单体变为部份结晶的固体聚合物的相变。这在导出释放出的聚合热和结晶热时产生一些问题，因此造成反应损失。
在专利说明书EP-B-0080656中说明了三噁烷在均匀液相中于135℃以上进行连续本体聚合的一种方法。使用这种方法避免了聚合过程中的相变。除上面提到的设备之外，作为聚合反应器也指出了带有和不带有静态混合器的流体管。此外还规定减活反应器：与聚合反应器在空间上被分隔，以确保不让减活剂进入聚合反应器。这可通过内装构件如狭小通道和/或堵塞元件来实现。由此势必得出的结论是，在分离设备之后才计量加入减活剂。
本发明的任务在于设计一种反应器，在这种反应器中可简化聚缩醛均聚物和聚缩醛共聚物的生产。用某种反应器类型解决了此任务。这种反应器类型把各工段连续地联结在一起，就是说把单体和引发剂的混合、聚合反应、减活作用和不稳定链端的尽可能水解降解或端基封闭这些工段连续地联结在一起。
因此本发明涉及一种在均相中连续生产聚缩醛的、装有静态混合元件的流体管形式的装置。在此流体管中静态混合元件a)是串联安装的，b)其长度和直径随各工艺步骤而改变，c)它们不是用内装的堵塞元件或狭小通道分隔的。
本发明的反应器最好由各管段组成，因此可实现反应器结构的灵活性。另一优点在于它不包括机械运动部份，所以不易受干扰。这种由管段装配成的反应器全长都装有静态混合元件。作为静态混合器可使用的例如有瑞士Winterthur地方的SULZER公司的SMX-或SNR-混合器、英国West Meadows地方的ChemineerClevepad公司的Kenics-混合器或其它一些静态混合元件。各个反应器管段的内径和长度取决于所希望的生产能力、取决于那里要进行的工艺步骤和取决于这部份管段中产生的产品粘度。通过对反应器的这种安排，能使反应物料的停留时间分布窄，这种停留时间分布对产品的高质量来说是必不可少的。
本发明的这种反应器由四段组成，这四段是混合段、聚合段、减活剂混合段和减活作用及稳定化作用段，在混合段中将单体和引发剂这两种低粘度成分混合，在聚合段进行聚合，在减活剂混合段，使高粘度的聚合物熔体和低粘度的减活剂混合，在减活作用及稳定化作用段进行和完成减活作用及稳定化作用。通过聚缩醛共聚物的不稳定链端的水解降解或端基封闭，能达到稳定化作用。各工段连续地联结在一起。聚合段的终端是由加入减活剂的位置确定的。如果要在这段中短时间增加剪切，最好要能使减活剂迅速混合。这可通过缩小反应器直径，而且在开始缩小处定量加入减活剂或者通过其它形式的静态混合元件来实现。
为了调节各工段中要保持的停留时间，需要使各个混合元件适应有关的工艺步骤。
在引发段应将静态混合元件和反应器直径这样设计，使之最大限度地保持停留时间为0.1～10秒，优选为0.5～5秒，特别优选为0.5～2秒而不发生聚合反应。此时间应只足以保证原料的均匀混合。
在聚合段应把静态混合元件和反应器直径设计成使聚合停留时间为0.1～10分钟，优选为0.3～5分钟，特别优选为0.5～2分钟。在这些条件下可达到转化率为60～80％。
在紧接着的减活作用段和稳定化作用段中的停留时间为0.2～15分钟，优选为1～10分钟，特别优选为2～5分钟。
稳定化作用是指聚缩醛共聚物的不稳定链端的水解降解或指聚缩醛均聚物的端基封闭。
反应器中的压力一般≥15巴，这是通过在反应器出口处的一个节流阀来调节的，也通过此节流阀把产品减压到大气压，产品在此情况下自然凝固。
必须从离开反应器的聚合物中除去剩余单体、降解产品如甲醛，以及胺和水。正如已知那样，这例如在一个闪蒸室中进行并紧接着进行脱气挤压。对聚缩醛共聚物来说，必要时可在脱气挤压机中再进行一次稳定化步骤。
以下示意图表示本发明反应器的工艺流程简图。

Claims (6)

1．一种装有一些静态混合元件的流体管形式的、生产聚缩醛的设备，其特征在于：这些静态混合元件a)是串联安装的，b)其长度和直径随各工艺步骤而改变，c)它们不是用内装的堵塞元件或狭小通道分隔的，此设备具有一个混合段、一个聚合段、一个减活剂混合段和一个减活作用段或稳定化作用段。
2．按权利要求1所述的设备，其特征在于：把静态混合元件和引发段直径设计成这样的尺寸，以使停留时间保持在0.1-10秒。
3．按权利要求1或2所述的设备，其特征在于，把静态混合元件和聚合段的直径设计成这样的尺寸，以使聚合时间为0.1～10分钟。
4．按权利要求1或2所述的设备，其特征在于，在减活作用段和稳定化作用段中的停留时间为0.2～15分钟。
5．按权利要求1或2所述的设备，其特征在于：此设备与一台脱气设备连接。
6．按权利要求1至5中的一项或多项所述的设备的应用，用来在均相中连续生产聚缩醛。
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