PL56044B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: 14.X.1964 Niemiecka Republika Demokratyczna 56044 ZM\ 4/00 KI. 30 c, 25/01 Cosf.i/oo MKP C 08 f l|0O ' c- * itliMA Opublikowano: 20.IX.1968 uBSP- Patentowego Wspóltwórcy wynalazku: Volker Grobe, Joachim Ulbricht, Hans Reichert, Heinz Fark, Edeltraut Buchmann, Ulrich Her¬ tel, Dieter Kópcke, Walter Michaelis, Eberhard Peter, Joachim Aurich, Eberhard Roth, Alfred Bender, Karl Bernhardt Wlasciciel patentu: VEB Chemiefaserwerk „Friedrich Engels", Premnitz (Niemiecka Republika Demokratyczna) Urzadzenie do ciaglej polimeryzacji w roztworze Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do ciaglej polimeryzacji roztworowej w rozpuszczal¬ nikach, które rozpuszczaja zarówno monomery, jak i polimery, zwlaszcza w Ukladzie o niestalym przeplywie, jak na przyklad w ukladzie akrylo- nitryl-dwumetyloformamid lub akrylonitryl-dwu- metylosulfotlenek.Niestalosc przeplywu ukladu polimerów okresla sie za pomoca gradientu gestosci S, który oblicza sie wedlug nastepujacego wzoru: W. p S = \Pm pp/ Po w którym: W oznacza cieplo reakcji c oznacza cieplo wlasciwe P oznacza wskaznik rozsze¬ rzalnosci objetosciowej pm oznacza gestosc mono¬ meru pp oznacza gestosc polimeru po oznacza gestosc badanej mieszaniny (przy czym czesto jest ona prawie równa ge¬ stosci uzytego rozpuszczalnika). [kcal/kg] [kcal/kg gradient] [l/gradient] [kg/m3] [kg/m3] [kg/m3] 10 15 20 25 30 Jezeli S<1, wówczas uklad jest ukladem o sta¬ lym przeplywie, a jezeli S1, wówczas jest on ukladem o przeplywie niestalym. Dla ukladu akrylonitryl-dwumetyloformamid gradient gestosci wynosi okolo 4, co znaczy, ze uklad ten jest za¬ sadniczo ukladem o niestalym przeplywie.Znane jest urzadzenie do (przeprowadzania ciag¬ lej polimeryzacji w rozpuszczalniku, skladajace sie z rury przeplywowej, do której mieszanina reakcyjna wplywa przez zanurzony w rurze roz¬ dzielacz, przy czym mieszanina ta plynie laminar- nie po scianie rury. W ten sposób zapobiega sie powstawaniu w rurze warstw i zaburzeniom prze¬ plywu.Znane sa tez urzadzenia do prowadzenia ciaglej polimeryzacji w rozpuszczalniku, wyposazone w elementy chlodzace, a takze urzadzenia zbudowa¬ ne kaskadowo z mieszalników, przy czym w toku ciaglego procesu polimeryzacji katalizator dozuje sie do poszczególnych naczyn w kaskadzie.Ze wzgledu na ograniczone mozliwosci odpro¬ wadzania ciepla reakcji proces polimeryzacji me¬ toda ciagla w rozpuszczalniku prowadzony w urzadzeniu rurowym nie nadaje sie do duzych przerobów, gdyz w takich przypadkach trzeba stosowac duza liczbe takich urzadzen polaczonych równolegle. Poza tym dobór srednicy rur jest ograniczony mozliwoscia wstecznego mieszania sie w przypadku duzych srednic, powodowanego glównie ruchem cieczy pod wplywem uwalnianego 560443 ciepla reakcji. Na skutek tego wstecznego mie¬ szania sie ciecz rozwarstwia sie, co prowadzi do niejednorodnosci produktu opuszczajacego urza¬ dzenie i zaklóca ciaglosc procesu.Wprawdzie przy uzyciu mieszalników unika sie powstawania ostro odgraniczonych warstw cieczy, ale zwieksza sie mieszanie wsteczne talk, ze ko¬ nieczne sa wieksze pojemnosci naczyn reakcyj¬ nych niz przy polimeryzacji w rurze przeplywo- wejt Dalsza wada mieszalników jest spadek pred- fcoldiy procesu polimeryzacji. Ciagla polimeryzacja w Kaskadowo umieszczonych mieszalnikach, przy stopniowym dodawaniu katalizatora, ulatwia wprawdzie odprowadzanie ciepla reakcji, ale-ko¬ nieczne sa urzadzenia do dozowania katalizatora.Wada wszystkich mieszalników jest poza tym, to ze powoduja one dodatkowe zuzycie energii elek¬ trycznej, która w postaci ciepla trzeba odprowa¬ dzac z komór reakeymyfh.Wynalazek ma m ^lu unikniecie opisanych wad urzadzen do ciaglego prowadzenia procesu polimeryzacji w rozpuszczalniku i umozliwienie uzyskania produktu o jednolitych wlasciwosciach.Urzadzenie wedlug wynalazku umozliwia odpro¬ wadzenie ciepla reakcji polimeryzacji bez stoso¬ wania mieszadel, a produkt otrzymywany w tym urzadzeniu ma stale jednakowe wlasciwosci.Wedlug wynalazku osiaga sie to w ten sposób, ze stosuje sie szybowy reaktor zlozony z 'kilku nalozonych na siebie czlonów, w którym do od¬ prowadzania ciepla reakcji stosuje sie elementy chlodnicze, w postaci rur, rur uzebrowanych lub wezownic wbudowanych plasko i poprzecznie wzgle¬ dem pionowego kierunku glównego przemyslu mieszaniny reakcyjnej. Odstep elementów chlo¬ dzacych wzdluz reaktora moze byc wiekszy lub mniejszy, zaleznie od ilosci ciepla wywiazywanego oraz od lepkosci mieszaniny reakcyjnej. Odstep rur lezacych w jednej plaszczyznie powinien byc korzystnie mniejszy niz ich dwukrotna srednica.W urzadzeniu tym zbedne jest stosowanie mie¬ szadel, totez unika sie tu wstecznego mieszania.Korzystne jest umieszczanie grup elementów chlo¬ dzacych na przemian z przestrzeniami wolnymi od elementów chlodzacych. Elementy chlodzace jed¬ nej grupy korzystnie jest umieszczac na przemian wzgledem siebie w odleglosci mniejszej od po¬ dwójnej ich srednicy. Dzieki takiemu ukladowi ipowstaja wzdluz reaktora strefy o róznej tempe¬ raturze, a wysokosc warstw powstajacych w cie¬ czy reakcyjnej jest ograniczona do odleglosci po¬ miedzy grupami elementów chlodzacych. W przy¬ padku wysokich reaktorów czas przebywania mie¬ szaniny reakcyjnej, odpowiadajacy wysokosci jed¬ nej grupy elementów chlodzacych moze byc utrzy¬ many tak krótki, ze uzyskuje sie produkt o pra¬ wie jednolitych wlasciwosciach. Ten sam cel osiaga sie, jezeli grupy elementów chlodzacych scislej upakowanych wbudowuje sie na przemian z grupami mniej scisle upakowanymi.W celu zwiekszenia skutecznosci dzialania urza¬ dzenia mozna poziomo pomiedzy warstwami ele¬ mentów chlodzacych lub ich grupami umieszczac stabilizatory przeplywu w postaci gestej karty wykonanej z pasów blach lub z plaskowników 4 ustawionyych równolegle do glównego kierunku przeplywu tak aby dzielily wolne przestrzenie w komorach przeplywowych. Poza tym pomiedzy elementami chlodzacymi lub pomiedzy grupami 5 tych elementów mozna umieszczac stabilizatory przeplywu w postaci blach ustawionych nie w kratownice lecz równolegle w stosunku do siebie, tak ze przechodza pionowo przez kilka warstw elementów chlodzacych lub ich grup. Stabilizatory 10 przeplywu wykonuje sie z metali.o dobrym prze¬ wodnictwie cieplnym.Urzadzenie wedlug wynalazku umozliwia ciagly proces polimeryzacji w ukladzie o niestalym przeplywie, na przyklad w ukladzie akrylonitryl- 15 -dwumetylofonmamid lub akrylonitryl-dwumety- losufotlenek, z wydajnoscia na jednostke czasu i pojemnosci aparatury wyzsza od uzyskanej przy uzyciu mieszalników, a równoczesnie z uni¬ knieciem nie dajacego sie kontrolowac powstawa- 20 nia warstw, wystepujacego przy uzyciu znanych rur *przeplywowych.Wynalazek wyjasniono ponizej w odniesieniu do przykladu urzadzenia wedlug wynalazku, uwidocz¬ nionego na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia 25 reaktor do polimeryzacji w przekroju pionowym, fig. 2 — odmiane reaktora z inaczej umieszczo¬ nymi elementami chlodzacymi, w przekroju pio- niowym, fig. 3 — reaktor jak na fig 1 ale ze stabilizatorami przeplywu, równiez w przekroju 30 pionowym, fig 4 — przekrój wzdluz linii A—A na fig 3, a fig. 5 — przekrój pionowy czesci reak¬ tora wyposazonego w odmienne umieszczone ele¬ menty chlodzace i stabilizatory z kratownicy i równolegle umieszczonych blach. 3* Na fig. 1 przestawiony.jest szybowy reaktor 1 do polimeryzacji, skladajacy sie z dwóch nalozo¬ nych na siebie czlonów. W górnej czesci reaktora sa umieszczone rury chlodzace 2 równolegle do siebie i w jednej grupie co druga warstwa rur 40 jest przesunieta w plaszczyznie prostopadlej do osi reaktora. Pomiedzy dwiema grupami tych rur jest wolna przestrzen 3. W dolnej czesci reaktora sa umieszczone równiez dwie grupy równoleglych rur chlodzacych 4, obrócone w stosunku do rur 2 45 o kat 90° i oddzielone od siebie wolna przestrze¬ nia 5. Plaszcz 6 sluzy do chlodzenia reaktora wo¬ da. Mieszanine monomerów wprowadza sie przez wlot 7, a roztwór polimeru odprowadza z reak¬ tora przez wylot 8. 50 W urzadzeniu uwidocznionym na fig. 2 umiesz¬ czone sa grupy rur 9 i pojedyncze szeregi rur 10 w wolnych przestrzeniach 11. Reaktor ma wlot 12 i wylot 13.Urzadzenie przedstawione na fig. 3 jest podob- 55 ne do uwidocznionego na fig. 1, ale pomiedzy gru¬ pami rur chlodzacych 14 zawiera stabilizatory przeplywu 15 w postaci gestej kratownicy. Stabi¬ lizatory te sa uwidocznione w przekroju na fig. 4.Na fig. 5 przedstawiono czesciowy przekrój reak- 60 tora, w którym rury chlodzace 16 nie sa wzgle¬ dem siebie przestawione. Reaktor ten posiada sta¬ bilizator przeplywu 15 z gestej kratownicy, a po¬ miedzy rurami 16 sa wbudowane pionowo stabi¬ lizatory przeplywu 17, w postaci równoleglych, 65 plaskich blach.56044 PL

Claims (1)

1. Zastrzezenia patentowe Urzadzenie do ciaglej polimeryzacji w roztwo¬ rze, zwlaszcza do polimeryzacji ukladów o nie¬ ciaglym przeplywie, na przyklad akrylonitry- lu-dwumetyloformamidu lub akrylonitrylu- -dwumetylosulfotlenku, znamienne tym, ze sklada sie z szybowego reaktora do polimery¬ zacji, wykonanego z kilku nalozonych na sie¬ bie czlonów, wyposazonego w elementy chlo¬ dzace do odprowadzania powstajacego ciepla reakcji, majace postac rur, rur uzebrowanych lub wezownic i umieszczone plasko i poprzecz¬ nie wzgledem pionowego kierunku glównego przeplywu mieszaniny reakcyjnej. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze grupy elementów chlodzacych (2, 4, 9, 14) sa 10 15 umieszczone na przemian z przestrzeniami wol¬ nymi od elementów chlodzacych. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze scislej upakowane grupy elementów chlodza¬ cych (9) sa umieszczone na przemian z mniej scisle upakowanymi grupami elementów chlo¬ dzacych (10). Urzadzenie wedlug zastrz. 1 i 2, znamienne tym, ze pomiedzy grupami elementów chlodza¬ cych lub ich warstwami sa wbudowane stabi¬ lizatory przeplywu (15), w postaci pasów bla¬ chy lufo plaskowników tworzacych kratownice. Urzadzenie wedlug zastrz. 1—3, znamienne tym, ze pomiedzy szeregami lub grupami ele¬ mentów chlodzacych sa wbudowane stabiliza¬ tory przeplywu (17), w postaci równolegle umieszczonych blach, siegajacych pionowo przez kilka szeregów lub grup elementów chlodza¬ cych. Fig. i 11 11 i o o o o o o_o_ 'o o o o o o o o o o o o o o o- o o o o o o o o o o o o o o i O O O O O O O o~° o o o o o o o o o o o o^o ' O O ,0 O O O O o o o o o o o o o o o o o O O O O O O — °«0«0«0«0^0«0-° o o o o o o Fig.2 w -9 -10 13 ^Mflf lllllllll fN 11 I I I I I I 11 111 I 1 Xf\ 1 I I I I I I I I I I I I I I I ki 15 Fig.4- Fig.5 PL