FR2484420A1 - IMPROVED PROCESS FOR THE SUSPENSION POLYMERIZATION OF VINYL CHLORIDE - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION EST RELATIVE A UN PROCEDE AMELIORE POUR LA POLYMERISATION EN SUSPENSION DE CHLORURE DE VINYLE OU D'UN MELANGE DE MONOMERES DONT LA MAJEURE PARTIE EST DU CHLORURE DE VINYLE, DANS UN MILIEU AQUEUX CONTENANT UN AGENT DE MISE EN SUSPENSION, DANS UN REACTEUR DE POLYMERISATION, EN PRESNECE D'UN INITIATEUR DE POLYMERISATION A LA TEMPERATURE DE POLYMERISATION ELEVEE PRESCRITE, CARACTERISE EN CE QUE LE MONOMERE OU LE MELANGE DE MONOMERES ET L'INITIATEUR DE POLYMERISATION SONT INTRODUITS DANS LE REACTEUR DE POLYMERISATION SOUS LA FORME D'UN MELANGE HOMOGENE EN MEME TEMPS QUE DE L'EAU PRECHAUFFEE, POUR OBTENIR UN MELANGE POLYMERISABLE, DANS LEQUEL LA REACTION DE POLYMERISATION PEUT COMMENCER, LA TEMPERATURE DU MELANGE POLYMERISABLE PENDANT ET A LA FIN DE L'INTRODUCTION DU MELANGE HOMOGENE DU MONOMERE ET DE L'INITIATEUR DE POLYMERISATION, ET DE L'EAU PRECHAUFFEE ETANT PRATIQUEMENT EGALE A LA TEMPERATURE DE POLYMERISATION PRESCRITE.THE INVENTION RELATES TO AN IMPROVED PROCESS FOR THE SUSPENSION POLYMERIZATION OF VINYL CHLORIDE OR OF A MIXTURE OF MONOMERS OF WHICH THE MAJOR PART IS VINYL CHLORIDE, IN AN AQUEOUS MEDIUM CONTAINING A SUSPENSION AGENT, IN A REUSPENSIONER, OF POLYMERIZATION, IN THE PRESNECE OF A POLYMERIZATION INITIATOR AT THE PRESCRIBED HIGH POLYMERIZATION TEMPERATURE, CHARACTERIZED IN THAT THE MONOMER OR THE MIXTURE OF MONOMERS AND THE POLYMERIZATION INITIATOR ARE INTRODUCED UNDER THE POLYMERIZATION REACTOR ARE INTRODUCED UNDER THE POLYMERIZATION REACTER HOMOGENEOUS AT THE SAME TIME AS PREHEATED WATER, TO OBTAIN A POLYMERISABLE MIXTURE, IN WHICH THE POLYMERIZATION REACTION CAN BEGIN, THE TEMPERATURE OF THE POLYMERISABLE MIXTURE DURING AND AT THE END OF THE INTRODUCTION OF THE HOMOGENOUS MIXTURE OF THE MONOMER AND OF THE HOMOGENOUS MIXTURE OF POLYMERIZATION, AND PREHEATED WATER BEING ABOUT THE PRESCRIBED POLYMERIZATION TEMPERATURE.
Description
La présente invention est relative à un procédé perfectionné pourThe present invention relates to an improved process for
la polymérisation en milieu aqueux de chlorure de vinyle. polymerization in an aqueous medium of vinyl chloride.
Ainsi qu'il est bien connu, la polymérisation du monomère chlo- As is well known, the polymerization of the chlorinated monomer
rure de vinyle est habituellement effectuée selon un procédé discontinu. Se- vinyl chloride is usually done in a batch process. se-
lon ce procédé conventionnel de polymérisation en suspension du chlorure de In this conventional method of suspension polymerization of
vinyle, on introduit de l'eau en tant que milieu réactionnel, un agent disper- vinyl, water is introduced as a reaction medium, a dispersing agent
sant ou de mise en suspension, un initiateur de polymérisation et le chlorure de vinyle dans le réacteur de polymérisation en ajoutant encore des additifs éventuels, pour former le mélange polymérisable que l'on chauffe ensuite à suspending or suspending a polymerization initiator and vinyl chloride in the polymerization reactor by adding further optional additives to form the polymerizable mixture which is then heated to
la température prescrite pour assurer le démarrage de. la réaction de poly- the temperature prescribed to ensure the start of. the reaction of poly-
mérisation. La température de polymérisation est habituellement maintenue constante pendant la durée de la réaction nécessaire pour achever un cycle merization. The polymerization temperature is usually kept constant for the duration of the reaction required to complete a cycle
de polymérisation.of polymerization.
Lorsqu'on cherche à augmenter la productivité de la polymérisa- When trying to increase the productivity of the polymerization
tion en réduisant la durée d'un cycle de polymérisation, il est nécessaire de réduire le temps nécessaire pour l'introduction des ingrédients du mélange polymérisable dans le réacteur, la durée de la réaction et aussi le temps By reducing the duration of a polymerization cycle, it is necessary to reduce the time required for the introduction of the ingredients of the polymerizable mixture into the reactor, the duration of the reaction and also the time.
nécessaire pour élever la température du mélange polymérisable froid jus- necessary to raise the temperature of the cold polymerisable mixture
qu'à la température de polymérisation prescrite. Etant donné que l'augmen- than at the prescribed polymerization temperature. Since the increase
tation de la température du mélange polymérisable contenu dans le réacteur est habituellement effectuée uniquement à l'aide d'une enveloppe chauffante the temperature of the polymerizable mixture contained in the reactor is usually carried out only by means of a heating jacket
qui entoure le réacteur, un tel réacteur de grandes dimensions présente quel- surrounding the reactor, such a large reactor has some
quefois une capacité de chauffage insuffisante car la surface enveloppante, c'est-à-dire la surface pour le transfert de la chaleur, d'un tel réacteur est faible par rapport à son volume, ce qui a fait naître le désir de développer sometimes insufficient heating capacity because the surrounding surface, ie the surface for the transfer of heat, of such a reactor is small in relation to its volume, which gave rise to the desire to develop
des moyens plus efficaces pour élever la température du mélange polyméri- more efficient means of raising the temperature of the polymer blend.
sable dans un grand réacteur.sand in a big reactor.
Une autre solution du problème ci-dessus évoqué est l'introduction Another solution to the problem mentioned above is the introduction
d'eau ou de chlorure de vinyle préchauffé. Dans le cas toutefois oh l'initia- preheated water or vinyl chloride. However, in the case where the initiator
teur de polymérisation est introduit avec l'eau à une température élevée, The polymerization reactor is introduced with water at a high temperature,
l'initiateur est rapidement décomposé avant l'introduction du chlorure de vi- the initiator is rapidly decomposed before the introduction of the chloride of
nyle, ce qui rend le contrôle de la réaction de polymérisation difficile.. D'au- which makes the control of the polymerization reaction difficult.
tre part, si l'onintroduit le chlorure de vinyle et l'initiateur de polymérisation on the other hand, if the vinyl chloride and the polymerization initiator are introduced
dans le réacteur contenant déjà l'eau préchauffée, la polymérisation du raa- in the reactor already containing the preheated water, the polymerization of the
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nomère commence pendant son introduction, ce qui conduit à d'importants dépôts de polymère sur les parois du réacteur de polymérisation, diminuant The name begins during its introduction, which leads to significant polymer deposits on the walls of the polymerization reactor, decreasing
ainsi la qualité du produit polymérisé obtenu qui présente un très grand nom- the quality of the polymerized product obtained, which has a very large
bre d'Tyeux depoisson".Tyeux depoisson ".
En outre, la quantité d'yeux de poisson est augmentée pendant la polymérisation en ajoutant l'initiateur de polymérisation après l'introduction In addition, the amount of fish eyes is increased during the polymerization by adding the polymerization initiator after the introduction.
de l'eau préchauffée et le chlorure de vinyle dans le réacteur. Des inconvé- preheated water and vinyl chloride in the reactor. Problems
nients similaires sontinévitables en cas d'introduction du monomère pré- similar circumstances are inevitable in the event of the introduction of the pre-
chauffé. La présente invention a par conséquent pour objet de pourvoir à un heated. It is therefore an object of the present invention to provide a
nouveau procédé pour augmenter la productivité de la polymérisation en sus- new process for increasing the productivity of the polymerization by
pension de chlorure de vinyle, en réduisant la durée globale nécessaire pour vinyl chloride pension, by reducing the overall time required to
l'achèvement d'un cycle de polymérisation. the completion of a polymerization cycle.
Le présent procédé, mis au point après d'importantes recherches, est basé sur le principe que la façon la plus efficace pour réduire le délai de démarrage de la réaction de polymérisation est l'introduction simultanée d'eau préchauffée et d'un mélange homogène composé de chlorure de vinyle The present process, developed after extensive research, is based on the premise that the most effective way to reduce the onset time of the polymerization reaction is the simultaneous introduction of preheated water and a homogeneous mixture. vinyl chloride compound
monomère et d'initiateurs de polymérisation dans le réacteur de polyméri- monomer and polymerization initiators in the polymer reactor.
sation pour obtenir un mélange polymérisable chaud dans lequel la réaction de polymérisation peut commencer immédiatement. Il est souhaitable que le to obtain a hot polymerizable mixture in which the polymerization reaction can begin immediately. It is desirable that the
mélange polymérisable formé dans le réacteur pendant et à la fin de l'intro- polymerizable mixture formed in the reactor during and at the end of the
duction de l'eau préchauffée et du mélange homogène de monomère etd'ini- of preheated water and the homogeneous mixture of monomer and
tiateur, soient à une température sensiblement égale à la température de polymérisation prescrite. Plus spécialement, la température du mélange polymérisable ne devrait pas excéder la température de polymérisation temperature, at a temperature substantially equal to the prescribed polymerization temperature. More specifically, the temperature of the polymerizable mixture should not exceed the polymerization temperature
prescrite de ZOC ou davantage.prescribed ZOC or more.
Dans la pratique, l'application de la présente invention consiste à mélanger d'abord le chlorure de vinyle et l'initiateur de polymérisation pour In practice, the application of the present invention is to first mix the vinyl chloride and the polymerization initiator for
obtenir un mélange uniforme, avant de les introduire dans le réacteur de po- to obtain a uniform mixture, before introducing them into the reactor of
lymérisation. Il existe plusieurs façons pour obtenir à l'avance un mélange homogène de monomère et d'initiateur. Par exemple on les mélange ensemble dans un récipient séparé pour former un mélange uniforme et ce mélange est ensuite introduit dans le réacteur de polymérisation. Selon une autre lymérisation. There are several ways to obtain in advance a homogeneous mixture of monomer and initiator. For example, they are mixed together in a separate container to form a uniform mixture and this mixture is then introduced into the polymerization reactor. According to another
variante on les mélange ensemble sur le chemin vers le réacteur de poly- variant they are mixed together on the way to the poly-
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mérisation dans un mélangeur en ligne travaillant en continu, de sorte qu'ils merging in an online mixer working continuously, so that they
arrivent dans le réacteur sous la forme d'un mélange uniforme. arrive in the reactor in the form of a uniform mixture.
La nécessité d'introduire le monomère et l'initiateur de polymé- The need to introduce the monomer and the polymer initiator
risation dans le réacteur sous la forme d'un mélange homogène, exige bien entendu que l'initiateur soit choisi parmi ceux qui sont solubles dans le mo- in the reactor in the form of a homogeneous mixture, of course requires that the initiator be selected from those which are soluble in the
nombre. A cet égard on peut utiliser un quelconque des initiateurs convention- number. In this respect, any of the conventional initiators can be used.
nels pour la polymérisation en suspension appartenant soit aux peroxydes for suspension polymerization belonging either to peroxides
organiques, tels que le peroxydicarbonate de diisopropyle, le peroxydicarbo- such as diisopropyl peroxydicarbonate, peroxydicarboxylic acid,
nate de diéthoxyéthyle, le peroxynéodécanoate de tert-butyle, le peroxynéodé- diethoxyethyl nate, tert-butyl peroxyneodecanoate, peroxynodeodene
Q canoate de o(-cumnyle, le peroxynéodécanoate de tert-butyle, le peroxyde O -cyloyl canoate, tert-butyl peroxyneodecanoate, peroxide
d'acétylcyclohexylsulfonyle, le 2-peroxyphénoxy-acétate de 2,4,4triméthyl- acetylcyclohexylsulfonyl, 2,4,4-trimethyl-2-peroxyphenoxyacetate
pentyle et similaires, soit aux composés azoirques tels que l'azobis-2, 4di- pentyl and the like, or azure compounds such as azobis-2, 4di-
méthylvaléronitrile, l'azobis (4-méthoxy-2, 4-diméthylvaléronitrile) et si- methylvaleronitrile, azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile) and
milaires. Ces initiateurs peuvent être utilisés seuls ou encombinaisons de deux ou plus, selon les besoins. La quantité d'initiateur de polymérisation milaires. These initiators may be used singly or in combinations of two or more, as needed. The amount of polymerization initiator
par rapport au monomère est déterminée de la façon habituelle. relative to the monomer is determined in the usual way.
Dans le cas oh le monomère et l'initiateur sont mélangés ensemble pour former un mélange homogène et sont introduits simultanément dans l'eau préchauffée, la température du mélange doit être suffisamment basse pour ne pas entraîner une décomposition prématurée de l'initiateur, avant In the case where the monomer and the initiator are mixed together to form a homogeneous mixture and are introduced simultaneously into the preheated water, the temperature of the mixture must be sufficiently low not to cause premature decomposition of the initiator before
que le mélange de polymérisation se soit formé dans le réacteur. On a cons- that the polymerization mixture is formed in the reactor. We have
taté à cet égard que la température du mélange de monomère et d'initiateur doit être telle que le taux de conversion du monomère dans le mélange soit égal ou inférieur à 5 % ou, de préférence, égal ou inférieur à 3 %, après avoir été maintenu pendant Z heures à cette température. Si cette condition stated in this regard that the temperature of the monomer and initiator mixture should be such that the monomer conversion rate in the mixture is equal to or less than 5% or, preferably, equal to or less than 3%, after having been maintained for Z hours at this temperature. If this condition
n'est pas remplie, la quantité de dépôts de polymère sur les parois du réac- the quantity of polymer deposits on the walls of the reactor is not
teur augmente sérieusement et le polymère obtenu contient un grand nombre increases significantly and the resulting polymer contains a large number of
d'yeux de poisson.of fish eyes.
Lorsque le mélange homogène de monomère et d!initiateur de po- When the homogeneous mixture of monomer and star initiator
lymérisation est introduit dans le réacteur de polymérisation, on amène polymerization is introduced into the polymerization reactor,
simultanément de l'eau préchauffée dans.le réacteur afin de former un mé- water preheated in the reactor to form a mixture of
lange polymérisable de température élevée, de sorte que la réaction de po- polymerizable high temperature, so that the reaction of
lymérisation débute immédiatement. En pareil cas il est essentiel que la lymerization begins immediately. In such a case it is essential that the
température du mélange polymérisable ainsi formé est, au moment o l'in- the temperature of the polymerizable mixture thus formed is at the moment when the
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dtroductsn tant du mélange monomere-initiateur que de l'eau préchauffée est both the monomer-initiator mixture and the preheated water are
terminée, essentiellement égale., ou aussi proche que possible de la tempé- finished, substantially equal, or as close as possible to the temperature
rature de polymérisation prescrite. Plus précisément, la température du prescribed polymerization level. More specifically, the temperature of the
mélange polymérisable ne doit pas être supérieure à la température de poly- polymerisable mixture must not be greater than the temperature of
mérisation de 2VC ou plus, car une température excessivement élevée du mélange polymérisable peut provoquer le dangereux déclenchement d'une réaction violente de polymérisation, difficilement contrôlable. D'autre part, une température du mélange polymérisable inférieure à la température de polymérisation ne pose pas de problèmes en matière de sécurité, mais les 2VC or more merger, because an excessively high temperature of the polymerizable mixture can cause the dangerous triggering of a violent polymerization reaction, difficult to control. On the other hand, a temperature of the polymerizable mixture lower than the polymerization temperature does not pose any problems in terms of safety, but the
avantages de la présente invention en ce qui concerne une productivité amé- advantages of the present invention with regard to improved productivity.
liorée diminuent directement avec l'écart de température, car la tempéra- lessen directly with the temperature difference, because the temperature
ture du mélange polymérisable doit alors être augmentée par des moyens of the polymerizable mixture must then be increased by
extérieurs, ce qui diffère le démarrage de la réaction de polymérisation. outside, which differs the start of the polymerization reaction.
Un écart de température de 50C ou moins est acceptable dans lapratique. A temperature difference of 50C or less is acceptable in the practice.
Bien que cela ne soit pas une condition limitative, il est avantageuse dans la pratique de maintenir la température du mélange monomèreinitiateur et celle de l'eau préchauffée toutes deux constantes pendant leur introduction dans le réacteur. Cette introduction commence simultanément pour les deux ingrédients, et est poursuivie selon les débits de l'un et de l'autre ingrédient qui sont proportionnels au rapport de leurs quantités totales à ajouter, de sorte que leur introduction se termine approximativement a.u même Although this is not a limiting condition, it is advantageous in practice to maintain the temperature of the monomer initiator mixture and that of the preheated water both constant during their introduction into the reactor. This introduction begins simultaneously for the two ingredients, and is continued according to the flow rates of the one and the other ingredient which are proportional to the ratio of their total quantities to be added, so that their introduction ends approximately at the same time.
instant. De cette façon la température de polymérisation est maintenue pra- moment. In this way the polymerization temperature is maintained practically
tiquement constante pendant et à la fin de l'introduction du mélange mono- constant during and at the end of the introduction of the mono-
mère-initiateur, et de l'eau préchauffée. mother-initiator, and preheated water.
L'introduction simultanée du mélange monomère-initiateur et de l'eau préchauffée doit être effectuée en agitant et terminée dans un intervalle The simultaneous introduction of the monomer-initiator mixture and the preheated water must be carried out with stirring and terminated in an interval
aussi court que possible, c'est-à-dire habituellement en 30 mn ou moins. as short as possible, usually 30 minutes or less.
Un prolongement de cet intervalle provoque une augmentation des dépôts de polymère sur les parois du réacteur ce qui abaisse la qualité de la résine An extension of this gap causes an increase in polymer deposits on the walls of the reactor which lowers the quality of the resin
PVC obtenue dont le taux d'yeux de poisson est sensiblementplus élevé. PVC obtained with a significantly higher fish eye ratio.
Il va de soi que la polymérisation en suspension du chlorure de vinyle est effectuée en dispersant le monomère dans un milieu aqueux à 2t484420 l'aide d'un agent dispersant ou d'un agent de mise en suspension. Si l'agent It is understood that suspension polymerization of vinyl chloride is carried out by dispersing the monomer in an aqueous medium using a dispersing agent or a suspending agent. If the agent
dispersant est soluble dans le monomère, il peut être introduit dans le réac- dispersant is soluble in the monomer, it can be introduced into the reaction
teur de polymérisation en même temps que le monomère sous forme d'une solution. Par contre si l'agent dispersant est soluble dans l'eau, il peut être introduit dans le réacteur ensemble avec l'eau préchauffée, sous forme de solution, ou bien être introduit dans le réacteur séparément sous la forme d'une solution aqueuse à concentration relativement élevée, de préférence tout au début, ou avant l'introduction de l'eau préchauffée. Si l'introduction de l'agent dispersant est effectuée trop tardivement la quantité des dépôts de polymère augmente et conduit à un abaissement de la qualité du polymère at the same time as the monomer in the form of a solution. On the other hand, if the dispersing agent is soluble in water, it may be introduced into the reactor together with the preheated water, in the form of a solution, or it may be introduced into the reactor separately in the form of an aqueous solution. relatively high concentration, preferably at the very beginning, or before the introduction of the preheated water. If the introduction of the dispersing agent is carried out too late the amount of the polymer deposits increases and leads to a lowering of the quality of the polymer
obtenu, qui présente un taux plus élevé d'yeux de poisson. obtained, which has a higher rate of fish eyes.
L'agent dispersant ou l'agent de mise en suspension ci-dessus mentionné peut être du type habituellement employé pour la polymérisation The above-mentioned dispersing agent or suspending agent may be of the type usually employed for the polymerization
en suspension du chlorure de vinyle et est par exemple un polymère hydro- in suspension of vinyl chloride and is for example a hydro-
soluble tel que les éthers de cellulose hydrosolubles, par exemple la méthyl- soluble, such as water-soluble cellulose ethers, for example methyl-
cellulose, l'hydroxyéthylcellulose, l'hydroxypropylcellulose, l'hydroxypropyl- cellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, hydroxypropyl-
méthylcellulose et similaires, les alcools polyvinyliques partiellement sapo- methylcellulose and the like, the partially saponized polyvinyl alcohols
nifiés, les polymères de l'acide acrylique, la gélatine et similaires, les agents émulsifiants solubles dans le monomnère, tels que le monolaurate de sorbitanne, le tri-oléate de sorbitanne, les copolymères blocs d'oxyde acrylic acid polymers, gelatin and the like, monomer-soluble emulsifying agents, such as sorbitan monolaurate, sorbitan trioleate, oxide block copolymers
d'éthylène et d'oxyde de propylène, ainsi que des agents émulsifiants hydro- of ethylene and propylene oxide, as well as hydrous emulsifiers
solubles tels que le monolaurate de polyoxyéthylène sorbitanne, l'oléate de polyoxyéthylène glycérine, le laurate de sodium et similaires. Ces agents de mise en suspension peuvent être employés seuls ou en combinaisons- de deux soluble such as polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene glycerine oleate, sodium laurate and the like. These suspending agents can be used alone or in combinations of two
types ou plus.types or more.
En outre, la polymérisation en suspension selon la présente inven- In addition, suspension polymerization according to the present invention
tion peut être effectuée sous addition de divers types d'additifs habituellement may be carried out under the addition of various types of additives
employés dans les procédés connus pour la polymérisation du chlorure de vi- employed in the known processes for the polymerization of the chloride of
nyle, tels qu'agents de contrôle de la polymérisation, des agents de transfert de chaîne, des promoteurs de gélification, des agents antistatiques et de such as polymerization control agents, chain transfer agents, gel promoters, antistatic agents and
contrôle de pH ètc.pH control.
Le présent procédé s'applique non seulement à l'homopolymérisa- The present method applies not only to the homopolymerization
tion du chlorure de vinyle, mais aussi à la copolymérisation d'un mélange de vinyl chloride, but also to the copolymerization of a mixture of
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monomères dont le composant majoritaire, c'est-à-dire 50 % ou plus, est du chlorure de vinyle. Les comonomères copolymérisables avec le chlorure de vinyle sont par exemple des esters vinyliques tels que l'acétate de vinyle, monomers whose major component, ie 50% or more, is vinyl chloride. The comonomers copolymerizable with vinyl chloride are, for example, vinyl esters, such as vinyl acetate,
le propionate de vinyle et similaires, les esters des acides acrylique et mé- vinyl propionate and the like, esters of acrylic and
thacrylique tels que l'acrylate de méthyle et d'éthyle, le méthacrylate demé- such as methyl and ethyl acrylate, methacrylate
thyle et similaires, des oléfines telles que l'éthylène, le propylène et simi- and the like, olefins such as ethylene, propylene and the like.
laires, l'anhydride maléique, l'acrylonitrile, le styrène et le chlorure de vinylidène. Pour la mise en oeuvre du présent procédé les rapports en poids derivatives, maleic anhydride, acrylonitrile, styrene and vinylidene chloride. For the implementation of the present process the ratios by weight
des div&&s ingrédients, la température de polymérisation et d'autres condi- different ingredients, the polymerization temperature and other conditions
tions peuventêtre déterminées de façon analogue aux conditions habituelle- may be determined in a manner analogous to the usual conditions
ment respectées dans les procédés connus pour la polymérisation en suspen- in the known processes for the suspension polymerization
sion de chlorure de vinyle, sans qu'il y ait des restrictions spéciales à ob- vinyl chloride, without there being any special restrictions to ob-
server.server.
Selon le présent procédé on obtient l'avantage que le temps néces- According to the present method the advantage is obtained that the time required
saire pour accomplir un cycle de polymérisation peut être considérablement réduit, de sorte que le procédé de l'invention est particulièrement efficace to achieve a polymerization cycle can be considerably reduced, so that the method of the invention is particularly effective
en ce qui concerne une productivité élevée, surtout dans les cas oii la poly- high productivity, especially in cases where the poly-
mérisation est conduite dans un grand réacteur de polymérisation ayant une capacité de chauffage relativement faible par rapport à sa capacité volumique, ce qui, selon les méthodes conventionnelles, nécessiterait un délaiprolongé pour l'élévation de la température du mélange polymérisable froid jusqu'à The merization is carried out in a large polymerization reactor having a relatively low heating capacity relative to its volume capacity, which, according to conventional methods, would require a prolonged delay for raising the temperature of the cold polymerizable mixture to
la température de polymérisation prescrite. the prescribed polymerization temperature.
L'invention sera décrite plus en détail dans les exemples non li- The invention will be described in more detail in the non-limiting examples.
mitatifs ci-après.mitatives below.
Exemple 1. (Essais n0s 1 à 8) Au cours de chaque essai, la polymérisation du chlorure de vinyle est réalisée dans un réacteur de polymérisation d'une capacité de 1, 2 m Example 1 (Tests Nos. 1 to 8) During each test, the polymerization of the vinyl chloride is carried out in a polymerization reactor with a capacity of 1.2 m
équipé d'un agitateur et pourvu d'une enveloppe chauffante. equipped with an agitator and provided with a heating envelope.
D'abord on prépare un mélange du monomère et de l'initiateur de First, a mixture of the monomer and the initiator of
polymérisation en dissolvant à froid 200 g de peroxydicarbonate de di-2éthyl- polymerization by cold dissolving 200 g of di-2-ethyl peroxydicarbonate
hexyle dans 350 kg de chlorure de vinyle. La température de ce mélange hexyl in 350 kg of vinyl chloride. The temperature of this mixture
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dans chaque cycle avant son introduction dans le réacteur est consignée au tableau I annexé, ensemble avec le taux de conversion en polymère évalué in each cycle before its introduction into the reactor is recorded in Table I appended, together with the conversion rate to polymer evaluated
en % après avoir maintenu le mélange pendant 2 heures à cette température. in% after maintaining the mixture for 2 hours at this temperature.
Séparément on prépare une solution aqueuse d'un agent de mise en suspension en dissolvant 150 g d'un alcool polyvinylique partiellement Separately an aqueous solution of a suspending agent is prepared by dissolving 150 g of a partially polyvinyl alcohol.
saponifié et 50 g d'une hydroxypropylméthylcellulose dans 480 kg d'eau pré- saponified and 50 g of a hydroxypropyl methylcellulose in 480 kg of water pre-
chauffée. La température de la solution aqueuse ainsi préparée est consignée heated. The temperature of the aqueous solution thus prepared is recorded
au tableau I.in table I.
Le mélange froid de monomère et d'initiateur de polymérisation préparé cidessus et la solution aqueuse préchauffée de l'agent de--slise en suspension sont introduits séparément mais simultanément à des débits constants dans le réacteur de polymérisation, à travers des entrées séparées pour former un mélange de polymérisation chaud avec agitation continue. Les températures du mélange polymérisable pendant et à la fin de l'introduction du mélange monomère-initiateur et de la solution aqueuse dans le réacteur, sont consignées au tableau I. The cold mixture of monomer and polymerization initiator prepared above and the preheated aqueous solution of the suspending agent are separately introduced but simultaneously at constant flow rates into the polymerization reactor, through separate inlets to form a hot polymerization mixture with continuous stirring. The temperatures of the polymerizable mixture during and at the end of the introduction of the monomer-initiator mixture and the aqueous solution into the reactor are shown in Table I.
Dans les cas oh à la fin de l'introduction du mélange monomère- In cases where at the end of the introduction of the monomer mixture
initiateur et de la solution aqueuse la température du mélange polymérisable initiator and aqueous solution the temperature of the polymerizable mixture
donnée ci-dessus est inférieure à la température de polymérisation pres- given above is below the polymerization temperature
crite, c'est-à-dire 570C, la température du mélange polymérisable estaug- 570 ° C, the temperature of the polymerizable mixture is increased
mentée davantage jusqu'à 570Cà l'aide de l'enveloppe chauffante, pendant la durée consignée au tableau I en minutes, et on commence la réaction de the heat envelope for the time recorded in Table I in minutes, and the reaction
polymérisation sans agitation continue. polymerization without continuous stirring.
Lorsque la réaction de polymérisation s'approche de sa finet la When the polymerization reaction approaches its end and the
pression à l'intérieur du réacteur est tombée à 7 bar, on évacue lemono- pressure inside the reactor has fallen to 7 bar, the lemon
mère qui n'a pas réagi et la bouillie aqueuse polymérisée est déshydratée mother who has not reacted and the polymerized aqueous slurry is dehydrated
et séchée après décharge et donne ainsi la résine de chlorure de polyvinyle. and dried after discharge and thus gives the polyvinyl chloride resin.
Dans l'essai n0 8, consigné au tableau r. on introduit le mélange monomère-initiateur dans le réacteur de polymérisation simultanément avec l'eau préchauffée ne contenant pas d'agent de mise en suspension, puis on ajoute cet agent sous la forme d'une solution aqueuse d'une concentration In test 8, recorded in table r. the monomer-initiator mixture is introduced into the polymerization reactor simultaneously with the preheated water containing no suspending agent, and then this agent is added in the form of an aqueous solution of a concentration
relativement élevée.relatively high.
Dans chaque essai, le taux de dépôt de polymère sur les parois du In each test, the rate of polymer deposition on the walls of the
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réete et le '"""" e ""des y-eux de poisson dans le polymère sont évalués reiterated and the "" "" "e" "of fish y-them in the polymer are evaluated
selon les m6thodes et critères cf-après indiqués. according to the methods and criteria given below.
Conversion du monomère en polymère dans le mélange monomère- Conversion of the monomer to polymer in the monomer mixture
initiateur après 2 heures (en): 20 ml du mélange homogène du monomère et de l'initiateur de polymérisation sont scellés dans une ampoule en verre initiator after 2 hours (in): 20 ml of the homogeneous mixture of the monomer and the polymerization initiator are sealed in a glass ampoule
et on évalue la conversion après un séjour de l'ampoule de Z heures à la tem- and we evaluate the conversion after a stay of the bulb of Z hours at the time of
pérature ambiante.room temperature.
Nombre d'yeux de poisson: on prépare une composition résineuse en mélangeant 100 parties en poids de la résine, 1 partie en poids de sulfate de plomb tribasique, 1, 5 partie en poids de stéarate de plomb, 0, Z partie en Number of fish eyes: a resinous composition is prepared by mixing 100 parts by weight of the resin, 1 part by weight of tribasic lead sulphate, 1.5 parts by weight of lead stearate, 0.2 parts by weight of
poids de dioxyde de titane, 0, 1 partie en poids de noir de carbone et 50 par- weight of titanium dioxide, 0.1 part by weight of carbon black and 50 parts by weight of
ties en poids de phtalate de dioctyle et on travaille 25 g de cette composition dans un broyeur à cylindres à 145 C pendant 5 mn et on en fait une feuille de 0, 2 mm d'épaisseur. Le nombre de points translucides sur 100 cm de cette By weight of dioctyl phthalate, 25 g of this composition are worked in a roll mill at 145 ° C. for 5 minutes and a sheet of 0.2 mm thick is made. The number of translucent points on 100 cm of this
feuille est compté et enregistré comme nombre d'yeux de poisson. leaf is counted and recorded as number of fish eyes.
Taux de dépôt de polymère A..... pratiquement pas de dépôt B..... dépôt de polymère dans la zone de l'interface vapeur -liquide Polymer deposit rate A ..... practically no deposit B ..... polymer deposit in the vapor-liquid interface area
C..... dépôt de polymère partout sur les parois du réac- C ..... polymer deposit all over the walls of the reaction
teur de polymérisation Exemple Z. (Essais n's 9 à 13) Dans un réacteur de polymérisation ayant une capacité de 40 m, équipé d'un condenseur dont la surface de transfert de chaleur atteint 40 m, on introduit simultanément 13 tonnes de chlorure de vinyle et 18 m3 d'eau préchauffée à des débits constants respectivement de 0, 65 tonne/mn et Example Z. (Tests 9 to 13) In a polymerization reactor having a capacity of 40 m, equipped with a condenser whose heat transfer surface reaches 40 m, 13 tonnes of vinyl chloride are simultaneously introduced and 18 m3 of preheated water at constant flow rates of 0.65 tonnes / min and
0,9 m3/mrn, sous agitation, durée de l'introduction 20 mn. 0.9 m3 / min, with stirring, duration of the introduction 20 min.
Sur le trajet du conduit pour le transfert du chlorure de vinyle au On the path of the conduit for the transfer of vinyl chloride to
réacteur, on injecte 14 kg d'une solution à 50 %o dans du toluène deperoxydi-- 14 kg of a 50% solution in toluene deperoxydi-
carbonate de di (éthoxyéthyle) dans le courant dumonomère àun débitde di (ethoxyethyl) carbonate in the monomer stream at a flow rate of
0, 7 kg/mn sous agitation au moyen d'un mixer statique, de sorte que l'ini- 0.7 kg / min with stirring by means of a static mixer, so that the initial
tiateur est mélangé uniformément avec le monomère à l'arrivée au réacteur. The reactor is uniformly mixed with the monomer upon arrival at the reactor.
9 24844209 2484420
De façon similaire on injecte 100 1 d'une solution aqueuse conte- Similarly, 100 liters of an aqueous solution containing
nant 3, 0 kg d'un alcool polyvinylique partiellement saponifié et 2, 5 kg d'une hydroxypropylméthylcellulose, dans l'eau préchauffée pendant son trajet dans 3 kg of a partially saponified polyvinyl alcohol and 2.5 kg of a hydroxypropyl methylcellulose in the preheated water during its
le conduit, à un débit de 5 1/mn.the conduit, at a rate of 5 1 / min.
Dans le cas o la température du mélange polyrnmérisable ainsi formé dans le réacteur de polymérisation est inférieure à 570C, on augmente celle-ci jusqu'à 57 C à l'aide d'une enveloppe de chauffage et la réactionde In the case where the temperature of the polymerizable mixture thus formed in the polymerization reactor is less than 570.degree. C., this is increased to 57.degree. C. by means of a heating jacket and the reaction of
polymérisation commence sous agitation continue. polymerization begins with continuous stirring.
La réaction de polymérisation est arrêtée quand la pression à 'in- The polymerization reaction is stopped when the pressure at
térieur du réacteur est tombée à 7 bar, en évacuant la bouillie aqueuse poly- The reactor interior dropped to 7 bar, evacuating the poly-
mérisée du réacteur. Après déshydratation et séchage cette bouillie fournit merited reactor. After dehydration and drying this slurry provides
la résine de PVC.PVC resin.
Au tableau II annexé sont consignés pour chaque essai la tempéra- In annexed Table II are recorded for each test the temperature
ture du mélange monomère-initiateur à l'entrée du réacteur, le taux. de con- of the monomer-initiator mixture at the reactor inlet, the rate. of con-
version dans le mélange monomère-initiateur à cette température au bout de 2 heures, la température de l'eau préchauffée à l'entrée du réacteur après l'addition de la solution des agents de mise en suspension, la température du mélange polymérisable à la fin de l'introduction du monomère et de l'eau in the monomer-initiator mixture at this temperature after 2 hours, the temperature of the water preheated at the inlet of the reactor after the addition of the solution of the suspending agents, the temperature of the polymerizable mixture at the end of end of the introduction of monomer and water
préchauffée, le temps nécessaire pour l'élévation de la température dumé- preheated, the time required for raising the temperature of the
lange polymérisable jusqu'à 57 C et la durée de la polymérisation ainsi que le taux de dépôts de polymère sur les parois du réacteur et le nombre d'yeux de poisson dans le polymère. L'essai n IZ figurant au tableauII est un es:sai comparatif selon un procédé habituel dans lequel le milieu de polymérisatlion,,, polymerizable mixture up to 57 ° C. and the duration of the polymerization as well as the rate of polymer deposits on the reactor walls and the number of fish eyes in the polymer. The test shown in Table II is a comparative test according to a usual method in which the polymerization medium
c'est-à-dire de l'eau, contenant les agents demise en suspension, l'nitia- that is to say, water, containing the agents suspended in suspension, the nitrate-
teur de polymérisation et le chlorure de vinyle sont introduits dans le réac- polymerization and vinyl chloride are introduced into the reaction
teur séparément et successivement. separately and successively.
Pour une deuxième comparaison on procède pour l'essentiel. corn- For a second comparison we proceed for the most part. corn-
me dans l'essai n 9, sauf que le chlorure de vinyle et la solut5on talunique de l'initiateur de polymérisation ne sont pas introduits dans le réacteur sous in test 9, except that the vinyl chloride and the talunic solution of the polymerization initiator are not introduced into the reactor under
la forme d'une solution homogène, mais séparément par les entrées sépa- the form of a homogeneous solution, but separately by the separate entries
rées, le mélangeur statique dans le trajet du conduit ayant été supprimé. the static mixer in the conduit path has been removed.
Le nombre plus élevé d'yeux de poisson dans le produit résineux obtenu dans cet essai et consigné au tableau II, indique clairement la signification The higher number of fish eyes in the softwood product obtained in this test and recorded in Table II clearly indicates the significance
24844202484420
de l'introduction du monomère et de l'initiateur sous la forme d'un mélange of the introduction of the monomer and the initiator in the form of a mixture
homogène (essai n 13).homogeneous (test 13).
Tableau ITable I
Essai n 1 2 3 4 5 6 7 8Test No. 1 2 3 4 5 6 7 8
Mélange monomère.Monomer mixture.
initiateur Température, C Conversion du monomère après 2 heures, % Température de la solution aqueuse, C initiator Temperature, C Conversion of the monomer after 2 hours,% Temperature of the aqueous solution, C
Durée du charge-Charge duration-
ment, minute s Température duThe temperature of the
mélange polymé-polymeric mixture
risable, Criseable, C
Pendant le char-During the
gementment
A la fin du char-At the end of
gementment
Temps pour éle-Time for students
ver la tempéra-the temperature
ture à 57 C, mi-at 57 C, half
nute s 1, 5 , 5 6-57 (1 -57 -57 1,5 61,3 52-53 1,-5 , 3 48-49 62, 5 - -57 4, 5 -56 1, 5 -5/ Nombre d'yeux de poisson 9 12 >500 23 >500 >500 28 >500 n 1, 5, 6-57 (1 -57 -57 1.5 61.3 52-53 1, -5, 3 48-49 62, 5 - -57 4, 5 -56 1, 5 -5 / Number of fish eyes 9 12> 500 23> 500> 500 28> 500
Dépôt de poly-Deposit of poly-
mère A A C A C C B Cmother A A C A C C B C
Tableau IITable II
Essai n' 9 o10 il 12 13 Mélange monomère-initiateur Température; C 18 8 16 22 18 Conversion du monomère après 2 heures, % 1 I 1 - 1 Température de l'eau préchauffée, Test No. 9-101 12 Monomer-Initiator Mixture Temperature; C 18 8 16 22 18 Conversion of monomer after 2 hours,% 1 I 1 - 1 Preheated water temperature,
C 67 67,5 19 25 67 C 67 67.5 19 25 67
Température du mélange polyméri-Temperature of the polymer mixture
sable à la fin du chargement, C 57 55 18 24 57 Temps pour élever la température à 57 C, minutes -0 10 55 50 O Durée de la polymérisation, heures 4,8 5, O 5, 7 6,2 4, 8 Nombre d'yeux de poisson 8 9 5 8 >500 sand at the end of loading, C 57 55 18 24 57 Time to raise the temperature to 57 C, minutes -0 10 55 50 O Duration of polymerization, hours 4.8 5, O 5, 7 6.2 4, 8 Number of fish eyes 8 9 5 8> 500
Dépôt de polymère A A A A A-Polymer deposit A A A A A-
|: . ,.|:. ,.
13 248442013 2484420
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