DE2554189C3

DE2554189C3 - Horizontally arranged autoclave

Info

Publication number: DE2554189C3
Application number: DE2554189A
Authority: DE
Inventors: Michel Irigny Azemar; Lucien Caluire Vigliecca
Original assignee: Rhone Poulenc Industries SA
Current assignee: Rhone Poulenc Industries SA
Priority date: 1974-12-04
Filing date: 1975-12-02
Publication date: 1978-05-18
Also published as: AT344988B; AR207068A1; PL99330B1; DE2554189B2; ATA919075A; JPS5232990B2; SE7513583L; RO72696A; NL7514082A; LU73918A1; ES443199A1; GB1518710A; AU8677875A; BE836195A; IL48579A0; NO754076L; JPS5182386A; FI753408A; DE2554189A1; DD124737A5

Description

Die Erfindung betrifft einen waagerecht angeordneten Autoklav zur Herstellung in Masse von Polymeren und Copolymeren auf der Basis von Vinylchlorid, der mit einem Gitterrührwerk mit einem oder mehreren koaxialen Gittern ausgerüstet ist. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Herstellung in Masse von Polymeren und Copolymeren auf der Basis von Vinylchlorid, das mit Hilfe des Autoklavs durchgeführt wird.The invention relates to a horizontally arranged autoclave for the production of polymers in bulk and copolymers based on vinyl chloride, which with a mesh stirrer with one or more is equipped with coaxial grids. The invention further relates to a method of manufacturing in bulk Polymers and copolymers based on vinyl chloride, which is carried out with the help of the autoclave will.

Es wurde bereits vorgeschlagen, die Herstellung in Masse von Polymeren und Copolymeren auf der Basis ⁽ⁱ5 von Vinylchlorid in zwei in verschiedenen Vorrichtungen durchgeführten Stufen mit Hilfe eines Verfahrens auszuführen, bei dem in einer ersten Stufe, der sogenannten Vorpolyinerisation, eine begrenzte Polymerisation unter erhöhter Turbulenz bzw. Rührwirkung stattfindet, bis eine Umsetzung des oder der Monomeren in der Größenordnung von 7 bis 15% erreicht ist, und dann in einer zweiten Stufe eine Enapolymerisation unter langsamer Rührgeschwindigkeit stattfindet, wobei diese Rührgeschwindigkeit aber ausreicht, um bis zum Ende der Polymerisations- oder Copolymerisationsreaktion eine gute Thermostatisierung des Reaktionsmilieus sicherzustellen (siehe z. B. FR-PS 13 82 072 mit Zusatzpatentschriften 84 958, 84 965, 85 672 und 89 025 und FR-PS 14 36 744 mit Zusatzpatentschriften 87 620,87 623,87 625 und 87 626).It has been proposed to carry out the production in mass of polymers and copolymers based on ⁽ⁱ 5 of vinyl chloride in two carried out in different apparatus stages with the aid of a method, increased in which, in a first stage, the so-called Vorpolyinerisation a limited polymerization Turbulence or stirring action takes place until a conversion of the monomer (s) in the order of magnitude of 7 to 15% is achieved, and then in a second stage enapolymerization takes place at a slow stirring speed, but this stirring speed is sufficient to continue until the end of the polymerization or copolymerization reaction to ensure good thermostatting of the reaction medium (see e.g. FR-PS 13 82 072 with additional patents 84 958, 84 965, 85 672 and 89 025 and FR-PS 14 36 744 with additional patents 87 620.87 623.87 625 and 87 626).

In einer speziellen Durchführungsform des Verfahrens wird die Endpolymerisation in einem Autoklav mit im wesentlichen waagerechter Achse und einem Gitterrührwerk durchgeführt, das ein oder mehrere koaxial auf einer gemeinsamen, den Autoklav in seiner Achse durchquerenden drehbaren Welle befestigte Gitter aufweist, wobei der Umfang des als Schaufel ausgebildeten wirksamen Teils der Gitter sich im minimalen Abstand vom Innenumfang des Autoklavs befindet (FR-PS 13 60 251).In a special implementation of the procedure the final polymerization is carried out in an autoclave with an essentially horizontal axis and a Lattice agitator carried out one or more coaxially on a common, the autoclave in its Axis traversing rotatable shaft has fixed grids, the circumference of which is used as a shovel formed effective part of the grid is at the minimum distance from the inner circumference of the autoclave is located (FR-PS 13 60 251).

Gemäß einer anderen Durchführungsform des Verfahrens Findet die Endpolymerisation in einem Autoklav mit etwa waagerechter Achse statt, der mit einem Gitterrührwerk mit einem oder mehreren Gittern versehen ΙΛ, wobei die Gitter koaxial an zwei zur Achse des Autoklavs ausgerichteten Drehzapfen befestigt sind, der Umfang des als Schaufel ausgebildeten wirksamen Teils der Gitter sich im minimalen Abstand vom Innenumfang des Autoklavs befindet und die Schaufeln unter sich durch eine Verstrebung verbunden sind (FR-PS 21 45 070).According to another embodiment of the process, the final polymerization takes place in an autoclave with an approximately horizontal axis, which is provided with a grid stirrer with one or more grids ΙΛ, the grids being fastened coaxially to two pivot pins aligned with the axis of the autoclave, the circumference of which acts as a paddle formed effective part of the grid is located at the minimum distance from the inner circumference of the autoclave and the blades are connected by a strut (FR-PS 21 45 070).

Die Erfindung verfolgt den Zweck, die Herstellung in Masse von Polymeren und Copolymeren auf der Basis von Vinylchlorid wirtschaftlicher zu gestalten.The invention pursues the purpose of the manufacture in bulk of polymers and copolymers on the basis to make vinyl chloride more economical.

Dazu liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Autoklav der eingangs beschriebenen Gattung so auszubilden, daß er in der Herstellung einfach und im Betrieb effektiv ist.To this end, the invention is based on the object of providing an autoclave of the type described at the beginning to be simple to manufacture and effective in operation.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Achse der Gitter exzentrisch zur Achse des Autoklavs angeordnet ist und daß der Umfang des als Schaufel ausgebildeten wirksamen Teils der Gitter nahe der Wand des Autoklavs etwa längs dessen unterer Mantellinie verläuft.This object is achieved in that the axis of the grid is eccentric to the axis of the Autoclave is arranged and that the circumference of the effective part formed as a shovel of the grid is close the wall of the autoclave runs roughly along its lower surface line.

Die Anmelderin hat überraschenderweise festgestellt, daß die Schaufeln sich nicht auf der ganzen Seitenfläche nahe der Wand des Autoklavs bewegen müssen, damit die Ausbildung von Krusten an den Wänden des Autoklavs bei der Polymerisation in Masse von monomeren Bestandteilen auf der Basis von Vinylchlorid vermieden wird. Die Schaufeln müssen dagegen nahe der Wand des Autoklavs etwa längs dessen unterer Mantellinie verlaufen, um eine vollständige Abgabe des erhaltenen Polymerisats bei dem Entleeren des Autoklavs sicherzustellen.The applicant has surprisingly found that the blades are not on the entire side surface need to move close to the wall of the autoclave to prevent crusts from forming on the walls of the Autoclave in bulk polymerization of monomeric components based on vinyl chloride is avoided. The blades, on the other hand, have to be close to the wall of the autoclave, roughly along its lower wall Surface line run in order to ensure that the polymer obtained is completely released when the Ensure the autoclave.

Für eine gute Wirksamkeit beträgt das Verhältnis zwischen dem Durchmesser des Querschnitts des von den Rahmen im Laufe einer Umdrehung beschriebenen Zylinders und dem Durchmesser des Autoklavs zwischen 0,5 und 0,95.For good effectiveness, the ratio between the diameter of the cross section of the the frame described in the course of one revolution and the diameter of the autoclave between 0.5 and 0.95.

Der erfindungsgemäße Autoklav weist vorteilhafterweise mehrere Gitter oder Halbgitter auf, deren Anzahl nicht begrenzt ist und die auf einer drehbaren Welle oder auf zwei Drehzapfen zur Erzielung von unter mechanischen Gesichtspunkten besseren Arbeitsbedin-The autoclave according to the invention advantageously has several grids or half grids, the number of which is not limited and which is on a rotatable shaft or on two pivot pins to achieve under mechanical aspects of better working conditions

gungen befestigt sind. Wenn zwei Rahmen vorhanden sind, stehen diese aufeinander senkrecht; wenn drei Halbrahmen vorgesehen sind, bilden diese zwischen sich jeweils einen Winkel von 120°.are attached. If there are two frames, they are perpendicular to each other; if three Half frames are provided, they each form an angle of 120 ° between them.

Vorteilhaft ist die Steifigkeit des Rührwer ks entweder ί mittels die Schaufeln mit der drehbaren Welle verbindenden Stützarmen hergestellt, wenn der oder die Rahmen auf einer drehbaren Welle befestigt sind, oder mittels einer Verstrebung der beiden wirksamen Teile der Rahmen hergestellt, wenn die Rahmen an zwei ι υ Drehzapfen befestigt sind.The stiffness of the agitator is advantageous either ί produced by means of supporting arms connecting the blades to the rotatable shaft, if the Frame are mounted on a rotatable shaft, or by means of a strut of the two effective parts the frame made when the frame at two ι υ Trunnions are attached.

Der als Schaufel ausgebildete wirksame Teil der Rahmen kann geradlinig oder leicht gekrümmt sein; die letztere Ausbildung wird erhalten, indem die beiden Enden der Schaufein auf zwei Mantellinien der is drehbaren Welle oder der Drehzapfen angeordnet sind, die nicht in gegenseitiger Verlängerung liegen und um maximal eine Umdrehung gegeneinander versetzt sind. 3ei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind die drehbare Welle oder die Drehzapfen, die die Gitter antreiben, die Schaufeln der Gitter und gegebenenfalls die Verstrebungen hohl und können von Wärmetauscherfluid durchströmt werden.The effective part of the frame designed as a shovel can be straight or slightly curved; the the latter design is obtained by placing the two ends of the blade on two surface lines of the is rotatable shaft or the pivot are arranged, which are not in mutual extension and around are offset against each other by a maximum of one revolution. 3ei a particularly advantageous embodiment are the rotating shaft or pivots that drive the grids, the blades of the grids and if necessary, the struts are hollow and heat exchanger fluid can flow through them.

Der erfindungsgemäße Autoklav weist gegenüber den weiter oben beschriebenen beiden Autoklaven folgende Vorteile auf:The autoclave according to the invention differs from the two autoclaves described above the following advantages:

Bei einem Autoklav mit gegebenem Volumen ist das Volumen des Rührwerks kleiner und 'olglich das Nutzvolumen des Autoklavs größer. Die Herstellung des Autoklavs ist einfacher. Die Abmessungstoleranzen sind nämlich größer, weil es genügt, lediglich an der unteren Mantellinie des Autoklavs ein minimales Spiel vorzusehen. Die Schaufeln des Rührwerks bewegen sich am oberen Scheitel des Autoklavs in relativ großer i-s Entfernung von der Wand des Autoklavs, so daß es möglich ist, zwischen der Wand und dem Rührwerk Zusatzgeräte einzuführen. Diese Zusatzgeräte können oberhalb des Niveaus des Reaktionsmilieus angeordnet sein (Pulverisatoren, Rohrleitungen, Düsen zum Waschen mit unter Druck stehendem Wasser) oder sie können zwischen dem Niveau des Reaktionsmilieus und dem Rührwerk angeordnet sein (Temperaturfühler, Probenfühler). Die Anordnung des Rührwerks erleichtert und ermöglicht eine vollständigere hydraulische Reinigung des Autoklavs mittels Druckwasserstrahlen, weil es möglich ist, die Waschwasserdüsen im Scheitel des Autoklavs zwischen dem Rührwerk und der Wand anzuordnen und die Waschung durchzuführen, wenn das Rührwerk sich dreht. Entsprechend ist es unnötig, die Düsen im Autoklav zu verschieben und ist es möglich, die Außenfläche der Schaufeln des Rührwerks automatisch zu reinigen.In an autoclave with a given volume, the volume of the agitator is smaller and possible the usable volume of the autoclave is greater. The manufacture of the autoclave is easier. the Dimensional tolerances are larger because it is sufficient only to the lower surface line of the Autoclave to provide minimal clearance. The agitator blades move on the upper vertex of the autoclave in relatively large i-s Distance from the wall of the autoclave so that it is possible to get between the wall and the agitator Introduce additional devices. These additional devices can be above the level of the reaction environment be arranged (pulverizers, pipelines, nozzles for washing with pressurized Water) or they can be arranged between the level of the reaction medium and the stirrer his (temperature sensor, sample sensor). The arrangement of the agitator facilitates and enables a more complete hydraulic cleaning of the autoclave by means of pressurized water jets, because it is possible to use the washing water nozzles in the top of the autoclave between the agitator and to place the wall and perform washing when the agitator rotates. Accordingly, it is unnecessary to move the nozzles in the autoclave and it is possible to use the outer surface automatically clean the blades of the agitator.

Das Entweichen von Polymerisatteilchen ist vermindert; das Rührwerk kann nämlich vollständig im Reaktionsmilieu eingetaucht sein, so daß die Polymerisatteilchen von den Schaufeln nicht aus dem Reaktionsmilieu in die Gasphase weggeschleudert werden. Dies ermöglicht es, den Füllgrad des Autoklavs zu vergrößern. Die Beladung des Autoklavs ist nämlich durch die Mitnahme dieser Polymerisatteilchen aus dem Autoklav während der Entgasung des monomeren (15 Bestandteils am Ende der Polymerisation begrenzt. Die Mitnahmegeschwindigkeit der Teilchen ist um so größer, je kleiner der Bruchteil der außerhalb des Reaktionsmilieus befindlichen Querschnittsfläche des Autoklavs ist, d. h. je größer das Volumen des Reaktionsmilieus ist Wenn ein Wegfliegen bzw. Ausschleudern nicht stattfindet, ist daher ein größeres Reaktionsmilieuvoiumen möglich, ohne bei der Entgasung des monomeren Bestandteils am Ende der Polymerisation eine Mitnahme hervorzurufen. The escape of polymer particles is reduced; the agitator can namely completely in Be immersed in the reaction medium, so that the polymer particles do not come off the blades be thrown away from the reaction medium into the gas phase. This enables the To increase the filling level of the autoclave. The loading of the autoclave is namely by the These polymer particles are taken away from the autoclave during the degassing of the monomer (15 Constituent limited at the end of the polymerization. The entrainment speed of the particles is the larger the smaller the fraction of the outside the cross-sectional area of the autoclave located in the reaction medium, d. H. the larger the volume of the reaction environment is If a flight or ejection does not take place, is therefore Larger reaction medium volumes possible without the degassing of the monomeric constituent To induce entrainment at the end of the polymerization.

Die mechanischen Schwingungen sind vermindert, weil das Rührwerk vollständig in das Reaktionsmilieu eingetaucht sein kann und die Schaufeln ständig einem Widerstandsmoment ausgesetzt sind und sich nicht bei jeder Umdrehung in der Gasphase bewegen, wo der Widerstand Null ist.
Der erfindungsgemäße Autoklav eignet sich besonders gut zur Durchführung der Endpolymerisation bei dem Verfahren zur Herstellung in Masse von Polymeren und Copolymeren auf der Basis von Vinylchlorid in zwei in verschiedenen Vorrichtungen durchgeführten Stufen.The mechanical vibrations are reduced because the agitator can be completely immersed in the reaction medium and the blades are constantly exposed to a moment of resistance and do not move with every revolution in the gas phase, where the resistance is zero.
The autoclave according to the invention is particularly suitable for carrying out the final polymerization in the process for the preparation in bulk of polymers and copolymers based on vinyl chloride in two stages carried out in different devices.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß mit einem Rührwerk ausgerüsteten Polymerisationsautoklavs wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigtAn embodiment of a polymerization autoclave equipped according to the invention with a stirrer is in the following with reference to schematic drawings, for example and with further details explained. It shows

Fig. 1 einen vertikalen Axialschnitt eines Autoklavs undFig. 1 is a vertical axial section of an autoclave and

Fi g. 2 einen vertikalen, auf der Achse des Autoklavs senkrecht stehenden Schnitt entlang der Linie H-II in F i g. 1 zur Darstellung einer Ausführungsform mit drei Halbgittern.Fi g. 2 a vertical one, on the axis of the autoclave perpendicular section along the line H-II in F i g. 1 to illustrate an embodiment with three Half-lattice.

Der Autoklav 1 weist eine waagerechte Achse auf und ist von einem Mantel 2 umgeben, in dem Wärmeaustauschflüssigkeit zirkuliert, die über ein Rohr 3, das über eine nicht dargestellte Leitung an eine Flüssigkeitsquelle angeschlossen ist, zugeführt wird und durch ein Rohr 4 austritt. Der Autoklav 1 weist in seinem höchsten Bereich ein Rohr 5 zur Beladung mit Monomeren und den notwendigen Reaktionsmitteln und ein Rohr 6 zur Abfuhr des Monomeren auf, das zu Betriebsende nicht reagiert hat. In seinem untersten Bereich weist der Autoklav 1 ein Rohr 7 zur Entladung des Polymeren auf, das von einem Absperrorgan 8 absperrbar ist. Die Rohre 5 und 7 zur Zuleitung des Monomeren und zur Abgabe des Polymeren sind vorzugsweise an sich gegenüberliegenden Enden angeordnet.The autoclave 1 has a horizontal axis and is surrounded by a jacket 2 in which the heat exchange liquid that circulates via a pipe 3 which is connected to a liquid source via a line (not shown) is connected, is supplied and exits through a pipe 4. The autoclave 1 has at its highest Area a pipe 5 for loading with monomers and the necessary reactants and a pipe 6 for Removal of the monomer that did not react at the end of operation. In its lowest area, the Autoclave 1 has a pipe 7 for discharging the polymer, which can be shut off by a shut-off device 8. the Pipes 5 and 7 for supplying the monomer and for discharging the polymer are preferably per se arranged opposite ends.

Der Autoklav 1 ist mit einem Gitterrührwerk ausgerüstet, das drei um 120° versetzte Halbgitter aufweist, die aus einem die Schaufel 9 bildenden Band gebildet sind, das an seinen Enden 10 und Il an zwei Drehzapfen 12 und 13 befestigt ist. Die beiden Drehzapfen 12 und 13 sind in einer gegenüber der Achse des Autoklavs exzentrisch angeordneten Achse ausgerichtet. Die Schaufeln 9 laufen nahe der Wand des Autoklavs längs seiner unteren Mantellinie.The autoclave 1 is equipped with a lattice stirrer, the three half lattices offset by 120 ° has, which are formed from a blade 9 forming band, which at its ends 10 and Il to two Trunnions 12 and 13 is attached. The two pivot pins 12 and 13 are in one opposite the axis of the autoclave aligned eccentrically arranged axis. The blades 9 run close to the wall of the Autoclave along its lower surface line.

Die Drehzapfen 12 und 13 werden von Lagern 14 und 15 getragen. Zur Abdichtung sind Stopfbuchsen 16 und 17 vorgesehen.The pivot pins 12 and 13 are supported by bearings 14 and 15. Stuffing boxes 16 and 16 are used for sealing 17 provided.

Die Schaufeln, wie die Schaufel 9, sind unter sich mittels einer Verstrebung verbunden, zu der einerseits Reihen von drei Streben, wie 18, und andererseits Reihen von drei Streben, wie 19 und 20, gehören.The blades, like the blade 9, are connected to one another by means of a strut to which on the one hand Rows of three struts, such as 18, and on the other hand, rows of three struts, such as 19 and 20, belong.

Die Drehzapfen 12 und 13, die Schaufeln, wie 9, und die streben, wie 18, 19 und 20, können hohl und von Wärmetauschflüssigkeit durchströmt sein.The trunnions 12 and 13, the blades, such as 9, and the struts, such as 18, 19 and 20, can be hollow and of Be flowed through heat exchange fluid.

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Claims

Patent claims:

1. Horizontally arranged autoclave for mass production of polymers and copolymers> on the basis of vinyl chloride, which is equipped with a grid agitator with one or more coaxial Is equipped with grids, characterized that the axis of the grids (9,10,11, 18, 19, 20) is arranged eccentrically to the axis of the autoclave ι »and that the circumference of the shovel (9) formed effective part of the grids near the wall of the autoclave approximately along its lower Generating line runs.

2. Autoclave according to claim 1, characterized in that the ratio between the diameter of the cross section of the described by the grids (9, 10, 11, 18, 19, 20) during one revolution Cylinder and the diameter of the cross section of the autoclave is between 0.5 and 035.

3. Autoclave according to claim 1 or 2, characterized in that the grid on a rotatable Shaft are attached by means of support arms that connect the blades to the rotatable shaft.

4. Autoclave according to one of claims 1 to 3, characterized in that the grids on two Trunnions (12, 13) are attached and designed as blades (9) effective parts of the Lattice are connected by a strut (18,19,20).

5. Process for the preparation in bulk of polymers and copolymers based on Vinyl chloride in two stages carried out in separate devices, in which in a first stage, the prepolymerization, a limited polymerization takes place with increased swirling agitation, until a conversion of the monomer or monomers in the order of 7 to 15% is achieved, and then in a second stage, an enupolymerization takes place with slower stirring, the Stirring speed for good thermostating of the reaction medium until the end of the Polymerization or copolymerization reaction remains sufficient, characterized in that the Final polymerization takes place in an autoclave according to any one of claims 1 to 4.

6. The method according to claim 5, characterized in that the final polymerization in one Reaction medium takes place in which the agitator of the autoclave is completely immersed.