CN104837551B - 连续乳液聚合反应器和清管系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及连续聚合设备，其包括：管状反应器，其具有连续的回路段(32)、副管段(33)和清管系统(39)，该清管系统允许在单个连续经过中清洁反应器的两个段而不用手动去除清管器。

Description

连续乳液聚合反应器和清管系统

技术领域

本发明涉及用于连续聚合反应器的清管系统，更具体地涉及用于连续乳液聚合反应器的清管系统。

背景技术

一种连续管状连续乳液聚合反应器包括：具有封闭循环回路的第一段；，驱动装置，例如循环泵，用于在循环回路内循环反应器装料；和连接至副管段的排出部。水相、或其他适当的载体、单体以及可选的稳定剂被连续地供给至回路并且循环。聚合物乳液连续排出的速度与水相、单体和引发剂(如果使用的话)供给到反应器中的速度相同。

这种类型的反应器在WO 2007/031478中讨论，其通过参考包含于此。该公开描述了装置反应器尤其适用于例如用于颜料或粘合剂的源自乙烯基和/或丙烯酸单体的聚合物的生产。

然而，在采用包括上述管状反应器的管状反应器的聚合过程中遇到的问题是在反应器的内壁上形成沉积物或来自反应产物的“污垢”。这些沉积物导致需要增大来自循环泵的输送压力并且削弱从反应介质到例如围绕反应器管的外套中的冷却剂的热传递，因而导致较高的(并且经常有害的)反应器温度或者必须要么增大冷却剂循环速度，要么降低冷却剂温度，或者降低生产速度以匹配热量排除。

被污染的反应器的另一个一般缺点是体积减小，增大乳液上的剪力。这种体积减小改变了可能已经对清洁的反应器进行优化的处理条件。无论如何，产品特性将漂移，使得所期望的连续反应器的产品一致性的优点丧失。

清洁管或管路的内侧的一种方法是使用被迫穿过管的清管器或清洁部件。例如德国专利申请3233557描述了使用清管器清洁管状反应器的内壁的各种方法。在一个实施例中(该申请的图1所示)，在反应器管中设置两个球阀以接收和启动一个或多个清管器。反应产物用于驱动清管器并且在清管器已经穿过出口后离开反应器。因而，反应产物没有也无法再循环，使得该构造不适于连续聚合。在另一实施例中(图2)，刮擦清管器可以穿过泵。该方法要求对清管器形状和所使用的泵的类型的严格限制。例如，不能使用变容泵。

应注意，美国专利No.3425083公开了一种环管，其具有弯曲形式，允许清洁部件不断循环通过管并且穿过其用于流体介质的入口和出口。出口的容积小于入口，以便使液体介质的一部分通过管的返回部分从出口返回到入口并且经过入口再循环。没有提供用于去除清洁部件或用于中断其循环的装置。而且，所述管是用于加热如牛奶的液体，而不是用于冷却反应乳液。实际上，根本没有提及反应器。

美国专利No.3682186公开了用于在管线增压器或压缩站周围绕过刮擦器或产品排出器的装置。主管线设有两个止回阀，用于接收和启动清管器。没有提及回路反应器。

因而有利的是连续管状连续乳液聚合反应器利用清管器系统自动清洁反应器，而不停止聚合过程。另外，对于具有循环回路级和副管线级的两级反应器，有利的是通过单个清管器清洁两级而没有中断或手动干预以恢复清管器用于副级清洁。这种自动系统将更高效，并且消除了由手动干预以恢复清管器而引入的安全问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种连续两级聚合反应器，其具有循环回路段和副管段，所述连续聚合反应器采用清管器来清洁反应器。所述系统允许从两级反应器简单地去除清管器，而不必停止聚合过程，这为旋转循环泵的类型和清管器的材料和形状提供了很大自由度，并且能基本独立于反应介质流而总体控制清管器的启动。这是通过使用上述类型的反应器而实现的，该反应器可以还包括：孔口，以允许清管器绕过循环泵并且进入副管段；清管器接收站或清管器箱，其在清洁操作之间容纳清管器；和阀，用于将清管器引导到清管器接收站中。阀和管的布置和孔口允许清管器无缝地进入副管段而没有来自循环回路的中断，并且返回到起始点，而不穿过泵并且不中断聚合。

因而，在一个实施例中，连续聚合设备包括管状反应器，其包括：(1)循环回路段和(2)副管段，该副管段一端连接至回路段的排出口并且在其另一端具有聚合物出口；一个或多个入口，可聚合单体装料可通过所述入口被供给至管状反应器；泵，其用于使单体装料在实现其聚合的条件下在循环回路段内连续地循环；清管器，其用于间歇地清洁管状反应器；清管器接收站，其在清洁操作之间容纳清管器；和流动控制装置，其能操作以将清管器接收站连接至管状反应器，以便在清洁操作期间清管器离开清管器接收站，并且穿过和清洁反应器的循环回路段和副管段。在另一个实施例中，所述泵的排出侧通过第一流动控制装置与循环回路段流体连通并且通过第二流动控制装置与清管器接收站流体连通，以便当第一流动控制装置打开时，可聚合单体装料能循环通过回路段，并且当第二流动控制装置打开时，清管器从清管器接收站启动。清管器可以按例如在10到20分钟范围内的间隔启动。在另一个实施例中，管状反应器的部分，即，第一回路段和/或副管段中的一者或二者，形成至少一个螺旋圈。

在某些实施例中，循环回路可以包括用于原料的一个或多个入口。在其他实施例中，副管段的体积小于封闭的回路段的两倍，优选地是循环回路段的体积的50％-100％。如果需要，循环回路段中的排出速度和循环速度可以被平衡以获得预定的单体含量，例如，回路段中小于12％重量百分比。

本发明的另一方面可以涉及一种连续乳液聚合设备，其包括：管状反应器，其包括(1)循环回路段和(2)副管段，该副管段一端连接至回路段的排出口并且在其另一端处具有聚合物出口；一个或多个入口，可聚合单体装料可通过所述入口被供给至管状反应器；泵，其用于使单体装料在实现其聚合的条件下在循环回路段内连续地循环；清管器，其用于间歇地清洁管状反应器；孔口，其允许管状反应器与循环泵的吸入侧流体连接；通风管线，其将管状反应器在孔口下游连接在孔口与循环泵之间；清管器接收站，其在清洁操作之间容纳清管器；和流动控制装置，其能操作以将清管器接收站连接至管状反应器，以便在清洁操作期间清管器离开清管器接收站，并且穿过和清洁反应器的循环回路段和副管段。当清管器经过孔口时，在清管器之前的反应器装料的至少一些会进入通风管线。在一个实施例中，通风管线包括阀，当清管器靠近时，所述阀打开。

本发明的又一方面涉及一种连续乳液聚合设备，其包括：管状反应器，其包括(1)循环回路段和(2)副管段，该副管段一端连接至回路段的赔偿开口并且在其另一端处具有聚合物出口；一个或多个入口，可聚合单体装料可通过所述入口被供给至管状反应器；泵，其用于使单体装料在循环回路段内在实现其聚合的条件下连续循环；清管器，其用于间歇地清洁管状反应器；孔口，其允许管状反应器与循环泵的吸入侧流体连接并且定位在管状反应器的弯曲部分的内侧上，以便使清管器不会由于将清管器保持在管状反应器的所述弯曲部分的外侧的离心力而接触孔口；清管器接收站，其在清洁操作之间容纳清管器；和流动控制装置，其能操作以将清管器接收站连接至管状反应器以便在清洁操作期间清管器离开清管器接收站，并且穿过和清洁反应器的循环回路段和副管段。所述孔口可以还定位在循环回路段与副管段之间。

本发明的另一实施例可以涉及用于借助上述聚合设备制备乳液聚合物的方法。

附图说明

下文参照附图详细说明本发明，其中相同的附图标记指示相同部件。

图1是根据本发明的一个实施例的聚合设备的示意图。

图2根据本发明的一个实施例的包括清管系统的聚合设备的简图。

图3是根据本发明的一个实施例包括具有使用水相入口启动的清管器的清管系统的聚合设备的简图。

具体实施方式

本发明涉及一种用于实现连续乳液聚合的管状反应器，在该反应器中设有清管系统，该清管系统可以在单个连续经过中间歇地清洁整个反应器，而不手动去除清管器。

管状反应器包括循环回路段和副管段，该副管段一端连接至循环回路段的排出口并且在其另一端处具有聚合物出口。在操作中，包括新鲜单体和水相的反应器装料连续供给至回路段并且借助泵在回路段内循环。在回路段内循环的反应器装料保持在聚合条件下，并且聚合了的装料从回路段连续排出到副管段中的速度基本小于反应器装料在回路段内循环的速度，但与反应器装料供给至回路段的速度基本相同。排出速度和循环速度可以被平衡以获得低残留单体含量。优选地，副管段的体积小于封闭的回路段的体积的两倍。可选地，第一回路段和/或副管段是盘绕的。

副管段可以例如设有串联布置的至少两个独立的冷却套。这允许当反应器装料穿过副管段时不同聚合级的优化。这样，副管段的第一部分的冷却程度可以小于副管段的随后部分的冷却程度。所述第一部分可以例如被冷却到70℃或更高的较高温度以使聚合最大化，而所述随后部分可以被冷却到更大程度，例如被冷却到55℃或更低，以便使完成的聚合物乳液以合理的较低温度排出到存储罐。

可选地，副管段的直径可以大于形成封闭的回路段的管线的直径。借助较大的直径，反应器装料将以较低速度沿着副管段运动。在另一个可能的实施例中，副管段的直径可以小于形成循环回路段的管线的直径，这将增大前者的剪切速度。在优选实施例中，副管段的直径循环回路段的直径相同。即使是相同直径的管，两段中流体的流速也将由于泵在回路段中的强制循环而不同，而第二级中的流速仅由供给速度的总和确定。例如，在一个实施例中，回路段中的反应器装料的速度处于3.5m/s的量级，而副管段中的反应器装料的速度处于0.2m/s的量级。

单体的聚合可以在水悬浮液中进行，并且优选地，原料由独立的供给流提供。这些流引入单体以及可选的已知为水相的稳定剂的水溶液，或者例如，单体和水与稳定剂的预乳液和在单独小流中的水稳定剂溶液。反应开始时，反应器填充有在溶液罐中形成的水相。其他添加剂也是可能的，尤其是来自前次运行的完成的乳液聚合物(成分相同或不同)，可选地稀释到任何浓度。

反应器中的搅动可以利用在线循环泵提供。在一些实施例中，在供给流开始流动之后不久，单体开始反应并且产生热量。通常通过冷却流体(例如水)穿过冷却套的受控循环，可以通过冷却装置稳定温度。在一些实施例中，产品流到冷却罐，在此如果必要，残留的单体可以通过将更多引发剂添加至共聚物弥散而被进一步转化成聚合物。在冷却后，乳液聚合物可以被过滤以在滤器中去除任何尺寸过大的颗粒或含砂材料，并且被输送至产品存储罐。

可选地，聚合过程可以在压力下进行，例如在1至300bar之间的压力下进行，但优选地在5至100bar之间，更优选地在10至20bar之间。或者，聚合可以在环境压力下进行。

连续乳液聚合反应器的一个示例示于图1，其中反应器1包括循环回路2，该循环回路具有单体入口3、水相入口4和用于完成产品的排出口5。由马达7驱动的循环泵6用作驱动装置，用于使反应器装料在循环回路2内循环，经由管线8到循环回路2的盘绕部9的上段。在盘绕部9中，反应器装料继续流动并且经由管线段10返回到循环泵6，在此，除了经由出口5排出的部分之外，反应器装料的主要部分再次再循环。排出的反应器装料具有大约5％重量百分比的残留单体含量。为了获得连续聚合过程，循环回路2的出口使得流出速度等于原料的流入速度并且基本小于再循环材料的流速。

反应器1还包括产品输出管线11，其从循环回路2的出口5延伸到盘绕的第二管线段12。排出管线13从盘绕段12延伸到冷却罐14。盘绕段12的体积基本等于循环回路2的体积。

循环回路2的盘绕管由中空冷却套15覆盖，冷却水流过该中空冷却套。冷却套15连接至冷却水入口16和冷却水出口17。

盘绕段12类似地被冷却并且具有下部18和单独冷却的上部19。为此，下部18设有冷却套20，其连接至水入口21和水出口(未示出)。类似地，上部19设有单独的冷却套22，其连接至另外的水出口23和水入口24。盘绕段12的下部18连接至循环回路2的排出口5并且被冷却的程度小于盘绕段12的随后被冷却的上部19的冷却程度。盘绕段12悬挂在框架25中。

清管系统

在操作中，随着沉积物形成在反应器的管壁上，上述反应器逐渐变得被污染。应此必须定期清洁反应器的壁，并且在该设备中，这是借助“清管器”实现的。如在此所使用的，术语"清管器"包括适于从管状反应器的内壁去除沉积物和类似物并且用流体流携带通过反应器的任何元件。用于这种元件的其他普通术语是例如"刮擦器"和"清洁部件”。清管器通常由软的或半硬的天然或合成材料制成，例如橡胶或聚亚安酯。而且，可以使用具有(柔性)金属部分或金属刷的清管器或刮擦器以及金属和软的或半硬的天然或合成材料的组合。在一个实施例中，清管器可以包括不锈钢本体，其在每端处容纳完全接触反应器管的内部轮廓的强磁体和橡胶环。在一个实施例中，清管器具有固定的直径。在另一个实施例中，清管器的直径可以根据需要变化以接触反应器的内壁。在许多可能的形状中，优选的是圆柱形、具有倒圆边缘的圆柱形以及在外周上具有厚唇和/或厚条的圆柱体。哑铃形圆柱清管器具有两个刮擦表面，而球形表面仅具有一个刮擦表面。而且，前刮擦表面是(或者可以是)前边缘刮擦器。球形清管器仅具有一个后边缘。清管器的设计和所使用的材料尤其取决于沉积物的类型和反应器管的公差和半径。顺便提及，应注意，清管器的磨损量可以由一个清洁循环所需要的时间来确定(磨损了的清管器将需要更多时间完成循环)。优选的循环泵尤其可以是变排量泵。

在反应器的正常操作期间，清管器被容纳在清管器接收站中，该清管器接收站安装在由回路段及其相关联的泵形成的回路外部，但通过一系列流动控制装置连接至回路段和副管段二者。流动控制装置布置成当希望清洁反应器时，对清管器施加液压以便从清管器接收站去除或“启动”清管器并且继而迫使其通过回路段和继而副管段，在返回到清管器接收站之前绕过泵。

在该设备中，上述反应器的清管可以是完全自动的，并且清管器可以在操作期间通过简单地打开清管器接收站被更换而不影响反应介质的流动，或者在正常(例如每周)维护期间被更换，无论哪个都是理想的。然而更重要的是，清管器的存在不再限制适当的循环泵的范围，可以使用例如在反应介质上施加低剪力的泵。这是因为清管的动作避免了反应管变窄并且因此横过泵的压降对于延长的生产运行保持恒定。低剪力泵包括具有有限压差能力的泵。另外，清管器的形状和材料可以完全针对所采用的反应器管和沉积物的特性而优化。

清管器接收站不是主反应器管的部分并且清管器实际上从反应介质流去除(与例如留在主流中的两个球阀之间相反)的事实使得根据本发明的反应器的操作员能在其认为适当的时候启动清管器。在清管器不穿过反应器时，其可以存储在清管器接收站或清管器箱中。

清管器接收站可以是在回路反应器中某处的侧面轨道的形式。例如，清管器接收站可以位于侧管中，该侧管通过侧管的开口和出口附装至主反应器管。优选地是，清管器接收站在副管段的出口与回路段的起始处之间连接至主反应器管。该实施例的优点在于，清管器接收站的启动开口位于循环泵的输送侧附近，因而在清管器的启动期间提供推力并且提高启动系统的可靠性。将清管器接收站定位在副管段的端部附近并且连接至回路段的起始处还允许在清管器的单个连续经过中清洁反应器的回路段和副管段二者，而不需要手动去除清管器。

例如在乙烯基单体在水悬浮液中聚合的情况下，清管器可以使用反应器中的乳液或所供给的水相启动。代替水相的转向以启动清管器，水或某些其他兼容流体的受控的“射流”可以用于启动清管器。在启动之后，清管器可以清洁反应器的回路段，然后在返回到清管器接收站之前清洁副管段。

在一个实施例中，循环泵的吸入侧通过管状反应器中的孔口和与通过反应器的主流垂直延伸的连接管在循环回路段的排出口附近与管状反应器流体连通。循环泵的排出侧可以继而经由第一流动控制装置连接至回路段起始处并且经由第二流动控制装置连接至清管器接收站。第三流动控制装置也可以控制从清管器接收站到回路段的流动。因而，在反应器的正常操作期间，在第一流动控制装置打开并且第二和第三流动控制装置关闭的情况下，泵使反应器装料循环通过包括循环回路段、连接管管和泵的第一流体回路。为了实现清管操作，第一流动控制装置关闭并且第二和第三流动控制装置打开，以便使来自泵的排出物转向至清管器接收站以启动清管器。

当第二和第三流动控制装置打开并且第一流动控制装置关闭时，建立起第二流体回路，其包括清管器接收站、回路段、连接管和泵。清管器继而被泵迫使通过回路段，但由于连接管的定向和小于清管器的尺寸的所述孔口的尺寸，清管器无法穿过孔口进入连接管，而是移动经过孔口到达副管段。在一个实施例中，清管器的离心力使其远离孔口。然而，当清管器穿过回路段时由其转移的大部分流体通过连接管流回到泵。本发明的实施例使用渐缩的孔口，因此开口的尺寸沿下游方向增大。

当清管器从回路段经过时，当清管器的前端进入副管段中的缓慢运动的流体时，清管器有部分停止的倾向。这继而会引起清管器在孔口前方停滞，造成连接管的部分阻塞和系统中不良压力波动。在一个实施例中，通过设置通风管线避免该问题，该通风管线紧接着在循环回路段的排出口的下游将副管段与连接管相连接的。这样，紧接着在清管器之前的流体在其经过孔时口可以释放到连接管中。另一流动控制装置设置在该通风管线中，其仅当清管器靠近时打开。一检测到清管器已经运动到副管段中，通风管线中的所述另一流动控制装置就关闭，允许清管器被驱动通过副管段。

根据本发明的闭环反应器优选地包括反应器管，其至少主要部分(例如副管段)形成螺旋圈。与连续管的普通长号状布置(例如公开于M.Wilkinson和K.Geddes的"An awardwinning process"，Chemistry in Britain，第1050-1053页，1993年12月)相比，所述形状更适合清管，这是因为清管器没有被迫急转弯，因而降低了清管器的磨损并且可以使用较长的清管器。而且，通过使用可选地螺旋盘绕的连续管可以避免作为壁污染的其中一个源头的未冷却的接头。

本发明还涉及一种借助上述封闭的循环回路和副管线反应器制备(乳液)聚合物的方法。优选地是，清管器按从1至120分钟范围内的间隔被启动，上述范围是例如5至60分钟，例如10至20分钟。除了更有效地清洁管壁，靠近管壁的乳液聚合物的缓慢运动或静态层的规则扰动将避免或至少延迟聚合物的不良导热静止外层的产生。

适于在该聚合过程中使用的一些典型的商业单体包括例如丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、乙酸乙烯酯、Veova 9、Veova 10、Veova 11、丙烯酸乙酯、丙烯酸辛酯、乙烯和氯乙烯。由自由基引起的加成反应引起悬浮在聚合物不可溶的通常是水的介质中的通常50到3000nm直径的高分子量聚合物颗粒的弥散。普通自由基发生物包括过硫酸的钠盐、钾盐和铵盐，例如过硫酸铵。或者，可以使用氧化还原对。这些由氧化剂和还原剂构成。一般使用的氧化剂是过硫酸盐以及叔丁基氢过氧化物和过氧化氢自身。还原剂通常是亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、甲醛合次硫酸氢钠和连二硫酸钠。

水悬浮液中单体的聚合是优选的，并且在这种情况下，原料优选地由独立的供给流提供。这些流引入新鲜单体和已知为水相的稳定剂或例如单体的预乳液和水的水溶液以及在单独小流中的水溶液。反应器在反应开始时由在溶液罐中制成的水相填充。其他填充物也是可能的，尤其是来自前次运行的完成的乳液聚合物(成分相同或不同)，“原样”或稀释到任何浓度；水；或可替代的特定水相，其用于填充并且可能用于运行的早期阶段。

包括上述清管系统的连续乳液聚合设备的一个示例在图2中示意性地示出，其中所述设备包括管状反应器31，其具有循环回路段32和副管段33，该副管段一端连接至回路段32的排出口34并且其另一端连接至聚合物出口35。如图2所示，所述设备还包括泵36，用于使反应器装料运动通过循环回路段32。在该吸入侧，泵36通过连接管37和反应器31的壁中与排出口34相邻的孔口38与回路段32流体连接。在其排出侧，泵36通过阀V₁连接至回路段32的输入部。

所述泵的排出侧36还通过阀V₂连接至清管器接收站39，该清管器接收站用于在清洁操作之间存储清管器(未示出)。清管器接收站还通过阀V₃在阀V₁的下游连接至循环回路段32。另外的阀V₄和V₅将清管器接收站39分别连接至副管段33和聚合物出口35，同时由又一阀V₆控制的旁通管线41允许副管段33和聚合物出口35直接连接，绕过清管器接收站39。

在反应器31的正常操作以聚合单体装料期间，阀V₁和V₆打开，而阀V₂、V₃、V₄和V₅全都关闭，以便泵36使单体装料连续循环通过循环回路段32。借助回路段32循环的单体装料保持在聚合条件下，并且聚合物了的装料通过排出口34从回路段连续排出到副管段33中并且继而通过阀V₆到达聚合物出口35。

在清管之前，清管器位于清管器接收站39中。当垂直于希望对设备进行清管时，阀V₂和V₃打开。继而阀V₁关闭，这将来自泵36的流动重新引导到清管器接收站39。这将清管器从接收站推出并且经由阀V₃推入循环回路32。当检测到清管器进入回路段32时，阀V₁打开并且阀V₂和V₃关闭。清管器因而通过循环泵36的泵送作用而被推动通过循环回路段32。在其中管状反应器31盘绕(未示出)的实施例中，清管器在其穿过反应器31时获得离心力，在其经过排出口34和孔口38时将清管器保持在反应器31的外壁上。另外，孔口38的直径可以设置成小于清管器的长度。在另一个实施例中，孔口38的直径可以大于清管器的长度并且使用导杆避免清管器进入孔口38。清管器通过排出口34进入副管段33，绕过泵36，同时反应器装料的至少一些流过孔口38。清管器继而移动通过副管段33并且当检测到清管器靠近旁通管线41时，阀V₄和V₅打开并且阀V₆关闭。这经由清管器接收站39重新引导产品流并且当清管器已进入接收站39时，传感器检测其到达并且阀V₄、V₅和V₆以相反顺序返回到其初始位置。继而完成清管循环。

如图2所示，通风管线42在阀V₇的控制下紧接着在排出口34下游将副管段33连接至连接管37。如果没有该通风管线清管器，则当其前端进入副管段33中的缓慢运动流体时会引起部分停止。这继而将引起清管器停滞在孔口38前方，引起部分阻塞，并且将伴随有不良压力波动。该通风管线中的阀V₇仅当清管器靠近时才打开。一检测到清管器已经运动到副级33中，通风管线中的阀V₇就关闭，允许清管器被驱动通过副级33。

从上文将理解，在图2的实施例中，清管器通过流过循环回路段32的全部反应器装料的转移而启动。用于对所述管状反应器进行清管的另一种方法涉及这样的实施例，即，其中清管器通过使与单体相一起测定进入循环回路段32以生产反应器装料的水相的流动转移而启动。图3示出可替代启动实施例的示意图。阀和反应器的布置与图2相同(阀V₁和V₂现在不是必须的，而是可选的)。但图3额外示出用于将单体和氧化剂(如果需要)添加到反应器31中的管线43和用于将水相添加到反应器31中的管线44。管线43连接至所述泵的排出侧36，而管线44通过阀V₈连接至泵36的吸入侧。管线44还通过单向阀V_NR和另一个阀V₉连接至清管器接收站39。

为了从清管器接收站39启动清管器，将接收站39连接至循环回路段32的阀V₃打开。接下来，阀V₉打开并且阀V₈关闭，允许水相从管线44流过清管器接收站39，由此推动清管器进入循环回路段32。当检测到清管器在回路段32中时，阀顺序被颠倒。即，阀V₈打开，阀V₉关闭，并且继而阀V₃关闭。当清管器穿过回路段32和副管段33时，清管器可以通过上文所述方式返回到清管器箱。在该实施例中，使用水相来启动清管器，可以使用除了水相之外的流体，包括否则将不是反应器装料的部分的那些流体，例如压缩气体。清管器的成功启动取决于清管器后面流体的合理流动。

Claims (16)

1.一种连续乳液聚合设备，其包括:

管状反应器，其包括(1)循环回路段和(2)副管段，该副管段的一端连接至回路段的排出口并且具有在其另一端处的聚合物出口；

一个或多个入口，可聚合单体装料能通过所述入口供给至管状反应器；

泵，其用于使单体装料在实现其聚合的条件下在循环回路段内连续地循环；

清管器，其用于清洁管状反应器；

清管器接收站，其在清洁操作之间容纳清管器；和

流动控制装置，其能操作以将清管器接收站连接至管状反应器，以便在清洁操作期间清管器离开清管器接收站并且穿过和清洁反应器的循环回路段和副管段，

其中管状反应器通过管状反应器的壁中的孔口与泵的吸入侧流体连通。

2.根据权利要求1所述的聚合设备，其特征在于，在清洁操作期间，清管器不穿过泵。

3.根据权利要求1所述的聚合设备，其特征在于，所述孔口的尺寸小于清管器的尺寸。

4.根据权利要求3所述的聚合设备，其特征在于，所述孔口的尺寸沿着管状反应器的下游方向增大。

5.根据上述权利要求中的任意一项所述的聚合设备，其特征在于，所述泵的排出侧通过第一流动控制装置与循环回路段流体连通并且通过第二流动控制装置与清管器接收站流体连通，以便当第一流动控制装置打开时，可聚合单体装料能循环通过回路段，并且当第二流动控制装置打开时，可聚合单体装料的至少一部分能转移至清管器接收站以从清管器接收站启动清管器。

6.根据权利要求1-4中的任意一项所述的聚合设备，其特征在于，管状反应器的至少大部分形成至少一个螺旋圈。

7.根据权利要求1-4中的任意一项所述的聚合设备，其特征在于，副管段的体积小于循环回路段的体积的两倍。

8.根据权利要求7所述的聚合设备，其特征在于，副管段的体积是循环回路段的体积的50-100％。

9.根据权利要求1-4中的任意一项所述的聚合设备，其特征在于，清管器能穿过循环回路段和副管段，并且回到清管器接收站而不中断聚合。

10.根据权利要求1-4中的任意一项所述的聚合设备，其特征在于，通过从所述入口中的至少一个转移流动而从清管器接收站启动清管器。

11.一种连续乳液聚合设备，其包括:

管状反应器，其包括(1)循环回路段和(2)副管段，该副管段的一端连接至回路段的排出口并且具有在其另一端处的聚合物出口；

一个或多个入口，可聚合单体装料能通过所述入口供给至管状反应器；

泵，其用于使单体装料在实现其聚合的条件下在循环回路段内连续地循环；

清管器，其用于清洁管状反应器；

孔口，其位于管状反应器的壁中并且允许管状反应器与循环泵的吸入侧流体连接；

通风管线，其将所述孔口下游的管状反应器连接至所述孔口与循环泵之间；

清管器接收站，其在清洁操作之间容纳清管器；和

流动控制装置，其能操作以将清管器接收站连接至管状反应器，以便在清洁操作期间，清管器离开清管器接收站，并且穿过和清洁所述反应器的循环回路段和副管段。

12.根据权利要求11所述的聚合设备，其特征在于，通风管线还包括当清管器靠近时打开的阀。

13.根据权利要求11或12所述的聚合设备，其特征在于，当清管器经过孔口时，在清管器之前的反应器装料的至少一些进入所述通风管线。

14.一种连续乳液聚合设备，其包括:

管状反应器，其包括(1)循环回路段和(2)副管段，该副管段的一端连接至回路段的排出口并且具有在其另一端处的聚合物出口；

一个或多个入口，可聚合单体装料能通过所述入口供给至管状反应器；

泵，其用于使单体装料在实现其聚合的条件下在循环回路段内连续地循环；

清管器，其用于间歇地清洁管状反应器；

孔口，其允许管状反应器与循环泵的吸入侧流体连接并且定位在管状反应器的弯曲部分的内侧上，以便使清管器不会由于将清管器保持在管状反应器的所述弯曲部分的外侧上的离心力而接触孔口；

清管器接收站，其在清洁操作之间容纳清管器；和

流动控制装置，其能操作以将清管器接收站连接至管状反应器，以便在清洁操作期间，清管器离开清管器接收站，并且穿过和清洁反应器的循环回路段和副管段。

15.根据权利要求14所述的聚合设备，其特征在于，所述孔口还定位在循环回路段与副管段之间。

16.一种借助根据上述权利要求中的任意一项所述的聚合设备制备乳液聚合物的方法。