CS246370B1 - Method of vinyl polymers one-stage production and reactor for application of this method - Google Patents

Description

Řešeni se týká způsobu a reaktoru k jednostupnové polymeraci vinylických monomerů blokovou heterogenní polynmeaci pomocí organokovových katalyzátorů.

Způsob je založen'na tom, že do vertikálního reaktoru, opatřeného planetovými michadly, situovanými mimo osu reaktoru, se nadávkuje vinylický monomer a následně se za michánirVnáši v·,dílčích dávkách o velikosti 16) 5 až 10 J molu organokovového katalyzátoru až do^výsledného množžtvi 5 . lQ-4 až 5 · 10 molu katalyzátoru na mol monomeru a vsadkou se míchá, vznňkající kompaktní hmota vsádky se rozřezává a rozrušuje ttl^t^í^cmi lopatkami, až vsadka dosáhne práškovité formy a výsledný produkt se vypudí.

Reaktor podle vynálezu je vytvořen tak, že reaktor (1) je opatřen kombinací pianetovéhomíchaciho zařízení a stíracho zařízeni, přičemž planetové míchací zařízení sestává alespoň ze dvou planetových dchadel (2.) tituooaných mimo osu reaktoru a každé z planetových míchadel (2) je vytvořeno z rovinných, středově souměrných dvojlistých lopatek (3), je»ichž podélné osy procházejí osou otáčení planetového míchudla (2 ) a svvrají s rovinou kolmou k této ose 3hel ♦ /) o velikosti 15 až 20° a jsou natočeny kolem svých podélných. os vůči rovině kolmé k ose omáčení planetového michadla (2) o úhel -A o velikosti 25 až 35° a c^vjl-iste lopatky (3.) planetových míchadelz (2) se překrývají v rozsahu 15 až 20° průměru fiatVvních válcových ploch, opsaných trajektorií koncových bodů dvooiistých lopatek (3), a—hřídeleU) planetových míchadel (27 jsou uloženy v unaáeči (5) společně nesoucím stírací zařízení tvořené alespoň .dvátmh stěracími lopatkami (6) ·

246 370

-U	U	TTTF
1»— — —-

246 370

Vynález se týká způsobu jednostupnové přípravy vinylových polymerů blokovou heterogenní polymerizací monomerů účinkem organokovových katalyzátorů a řeší problém polymerizace - do vysokého stupně konverze. Vynález se současně týká uspořádání reaktoru k provádění polymerace.

V čs. autorském osvědčení č. 150 858 se popisuje způsob výroby tepelně stálého polyvinylchloridu blokovou heterogenní polymeMzací monomeru účinkem organokovového katalyzátoru za použití reaktoru, opatřeného poměrně jednoduchým míchadlem, jako je lopatkové, kotvové apod. Nevýhodou způsobu podle uvedeného v^ynál.ezu je, ' že se ^dosáhne ^- bud v^yšší tconverze a relativně nízké mooekulové bi^onno^ a nebo opačně vyšší PoUekuluvé h^oonc^SÍti a poměrně nízkého stupně konverze. Projevuje se to tím, že dosáhne v meeních případe-ch -jak uvedeno v osvědčení v přikladu 1Λ 17,3 X konverze a m^oekulové hmoUnouti 62.400 nebo v příkaadu 6/ 8,3 X konverze a mooekulové haoUnouSi 134.000.

Uvedené nedostatky zaenšuje způsob po<^l.e vynálezu,- jehož podstata spočívá v to·, že do vertikální ho reaktoru, opa třeného planetovými situovanými mimo osu reaktoru, se nadávkuje vinylový monomer a následně se za míchání vnáší v Hlč^íc^h dávkách o velítasH 1⁰”^ a^ž 1O~³ taolu organcřvového fota_-4 lyzátoru v roztoku až do výsledného mnoožtví 5 . 10 až _2 . 10 molu katalyzátoru na 1 mol monomem a vsádkou se míchá, vznikkaicí komppakní hmota vsádky se rozřezává a rozrušuje planetovými míchadly a současně se polymer stírá z vnitřní2

246 370 ho povrchu reaktoru stěracími Lopatkami. Vsádka postupně dosáhne práškovité formy hrubé mouky a výsledný produkt se vypustí z reaktoru k dalšímu zpracování.

Souččzíí vynálezu je vertikální reaktor k provádění způsobu, jehož podstata spočívá v tom, že je opatřen kornbbnací planetového míchacího zařízení a stěracího zařízení. Planetové míchací zařízení ses^vá alespoň ze dvou planetových del a každé planetové míchadlo je .vytvořeno z rovinných středově souměrných dvojlistých lopatek. Podélné osy lopatek procházecí osou otáčení míchadla a svírají s rovinou kolmou k této ose úhel. -β o velkosti 15 a^ž 2(3°. Jsou natočen^y kolem svých os vůči rovině kolmé k ose otáčení míchadla o úhel * . o velikosti 25 až 35°. ^Lopat^ky míc^ha^de^l se překrývaj^í v rozsa^hu ¹⁵ až 20 % fiktivních válcových. ploch, opsaných trajektorií ' koncových bodů lopatek. Hřídele míchadel jsou uloženy v unášeči společně nesoucím stěrači zařízený tvořené alespoň dvěma stěrac^·! ^lopatkami.

Postupem podle vynálezu a kombinovaným planetovým a stěracím zařízením podle vynálezu se dosáhne intenzivního míchání a víření, ^které zalbraňuje siilukov^í polymeru, respekHve se jeho tvořící tvarohovité shluky již v počátečním stadiu rozruššjí, ta^kže vzniká hrudkooít^ý res^p<> pr^zšк(^^^ⁱ tý ^pro^dukt. Intenzívnⁱ turbulenci v celém objemu reakční směsi i při mmlých otáčkách se dosáhne dokonalého rozmícháni katalyzátoru, a tím vzniku velkého mno^sví iniciačních cenner. Požadovaná hommoeenta chemických a fyzikálních podmínek se udržuje v celém reakčním prostoru. Současně se poolačuje nalepování částic polymeru na v^třní stěn! reaktoru a snižuje se usazování na míchadlech a stěračích lo^patkách. ^Stěrači lopaty odstranov^áním n^ánosu na vrntM stěně reaktoru spolupůsobí též k rychlejší výměně tepla mezi temperačnim mediem a reakční směss_o

Účinek z^půso^bu podle v^ynálezu ^dokl.^zdaj^{í d}ále uvedené příklady proveden, které vynález nijak neo^mzuuj:

Příklad 1

Reaktor podle obr» 1 se nappnH 14,5 kg vinylchloridu, vyte^mper^ova^{l n}a teplou ^{0 £ 5}°0^{z n}a ni^ž se udával po celou dobu

246 370 poLymeeizace a pak se za «tcháni dávkovalo postupně v 6 dávkách katalyzátor terč. butyllithUun v roztoku čistého heptanu do celkové ^koncentrace 2 . 1⁰”^ Bolu na 1 mol viny^Horidu po do^bu 19 hodin. Výtěžek 3,4 kg polymeru znamenal 23,5 X konverze. Polymer vykazoval molekulovou hmoonost ^s 148 000.

Přiklad 2

Do reaktoru podle obr. 1 se naplnilo 10,,5 kg vinylchlori du a rea^kčni teplota se udržovala na teplotě ⁰ « ⁵°C. Za m1c^háni se dávkoval katalyzátor terč. buuyИШш v roztoku pentanu do celkové koncentrace ³ . 1⁰”^ molu na ¹ mol vtaylc^oriclu po dobu 20 hoddn. Výtěžek byl 3,2 kg vinyLchkoridu, což je 30,5 X konverze. Polymer měl mo ^kulovou hmoonost M_n = 155 000.

Na obr. 1 je znázorněn vnntřek reaktoru, kde jsou v řezu znázorněny dvoojisté ^c^o^nitky planetových michadel a stěradla dna reaktoru. ^Na obr. ² je přičný ^řez AA* vni^tklcem reaktoru. Na obr. 3 je pohled na dvoilistou lopatku ve směru rotace. ^Na obr. ⁴ je ^řez BB* ^dv<olistu lopatou. ^Na obr. ⁵ je ^bočnⁱ pohled na dvoilistou lopatku.

Sestava kombinovaného planetového míchacího zařízeni a stěraciho zařízeni je situována ve vertikálním reaktoru £, jehož vnntřni stěna je znázorněna přetfěovanou čarou a je zřejmá z obr.

1. Planetové míchací zařízeni je v daném případě tvořeno dvěma planetovými michadly £, otočně uloženými v unašeči £, které se uvádějí do rotačního pohybu pomoci soustavy ozubených kol. K bočnicim unafieče £ jsou připevněny dvě stěrači lopatky £ a součást unašeče £ tvoři stěradlo £ dna reaktoru £, které společně s planetovými Bch^dly 2 obihají kolem svislé osy reaktoru £, jak je též zřetelné z obr. 2. Detaaly konstrukce planetového mi^adla jsou zřejmé z obr. č. 2 až 5, kde Bod £ na ose £ je středem. soum^nooH dvcoMsté' ^loⁱat^{ky 3}. ^Na vý^^^su úhel ^Λ čin^{í 25}° a uhel ^fo V5°^o DvoUsté ^lopatk^y £ p^netavých michadel 2 jsou uspořádány nad sebou a sousedící dvojce dvoíllistých lopatek 3· jsou souměrně uspořádány podle roviny,

I

246 370 proložené . uprostřed jejich středů souoěrnosti £ kolno na osu hřidele £ planetového níchadla 2, tj. jsou buď k tobě přikloněny nebo odkloněny. V bočnín pohledu na dvc^li stou lopatku 3 je zřejmé natočeni jejich jednotlivých listů vůči rovině kolně k ose ^hřide^le. Vidi^lný Ms^t je natačen o úhe^l = -25° a nevidi^Lný ^li$^t je na^^čen o úhel (Л = *²⁵° v^ůči jmenované rovině

Způsob a reaktor podle vynálezu je určen k polyneraci vinylických nononnéů, předevšin přípravě tepelně stálého polyvinylchlorádu.

PŘEDMĚT

Claims (5)

1. 246 370

   1· Způsob jednostupňové výooby vinylových polymerů blokovou heterogenní pvlyy^raci účinkem organoOooooVcC katalyzátorů do oysoOVho stopně konverze, zejména tepelně stálého pólyoiny Ichloridu, oyznačený tím, že do иег^Об^Иho reaktoru, opatřeného planetovými míchaly, situovanými mimo oso reaktoru, se nadávkuje oIí/IícOV monomer a následně se za mic^háni onáěi o ^lihh ^dáo^Oác^h o oeli^sti ^{10 5} až 10”^ molo organoOooooVho katalyzátoru o roztoko až do oýsleeného -4 -2 mnnřssoí 5 , 10 až 5 o 10 molo Oatalyzátoro na mol monomero a osádkoo se míchá, oznnOající OommukOní hmota se rozřezáoá a rozrošuje planetovými michadly a soočasně stírá z poorcho reaktoro stiracimi lopatkami, až osádka dosáhne práškovitV formy a oýsledný prodo^ se vyputSi
2. 2c Reaktor o prvoáeěn1 způsobo podle bodo ' 1, oyznačený tím, že reaktor /1/ je opatřen koi^mii^act planet^ého míchacího zařízení a stíracího zařízeni, přičemž planet^é míchací zařízeni ses^táo^á a^lespv^p ze ^plaretvoýc^h ^1c^h^<^<el ^/2/ sittovaných mimo oso reaktoro a každé z planetových michadel /2/ je vytvořenk z rooínrVch)Střeeooě sooměrných dvojlistých lopatek /3/, jejichž podélné osy procházeeí osoo otáčení planetooého mch^dla /2/ a svírají s гю^ю kolm^ o této ose úhel - ^b , o vel^|Oost^ iS a^{ž 20}° a jsoo natočeny ^kolem soýc^{h p}odélných os oůči r^iní kolmé o ose ' otáčeni planet^ého michadl^a /2/ o úhel ^- <X o 25 ^až 35° ^a dvO-oji^é l^a^ /3/ planetových michadel /2/ se překrývájjí o rozsaho 15 až 20° ^úměro fí k^vní c^h o^cooV^ ^och o^aný^ ' ^aje^orii OoncooVch bodů dvojlistých lopatek /3/, a hřídele /4/ planetooých mc^ad^l /2/ jsoo loženy o on^ašeči /5| špolečně nesotcí* ^stír^ac^í zaHzeM ^oř^e^ aLes^uv^p doěma stěraciy^í loutkami . /6/.

   246 370
3. 3o Reaktor podle bodu 2j vyznačený tín, že planetová nichadla /2/ jsou v reaktoru /1/ situována, po dvojicích.
4. 4o Reaktor podle bodu 2 a 3 vyznačený tin, že stěrači lopatky /6/ jsou zhotoveny z polytetrailuoretylenu.
5. 5. Reaktor podle bodů 2 až 4, vyznačený tím, že unašeč /5/ současně nese stěradlo /7/ dna reaktoru /1/.

   2 výkresy

   246 370

   Obr. 1

   Obr. 2

   246 370 θΗ |f — Ч I l

   I