RU2458936C1 - Apparatus for producing polymer resins, polymerisation vessel and method of producing polymer resins - Google Patents
Apparatus for producing polymer resins, polymerisation vessel and method of producing polymer resins Download PDFInfo
- Publication number
- RU2458936C1 RU2458936C1 RU2011115068/04A RU2011115068A RU2458936C1 RU 2458936 C1 RU2458936 C1 RU 2458936C1 RU 2011115068/04 A RU2011115068/04 A RU 2011115068/04A RU 2011115068 A RU2011115068 A RU 2011115068A RU 2458936 C1 RU2458936 C1 RU 2458936C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flow channel
- polymerization
- main body
- channel
- protruding part
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Polymerisation Methods In General (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Настоящее изобретение относится к устройству и способу получения полимерных смол. Преимущественно, настоящее изобретение относится к производственному аппарату и способу производства, используемому для получения смол высокой прозрачности, таких как смолы на основе сополимера стирол-акрилонирил (SAN) и смолы на основе сополимеров метакрилат-стирол (MS), которые являются сополимерными смолами.The present invention relates to a device and method for producing polymer resins. Advantageously, the present invention relates to a manufacturing apparatus and a manufacturing method used to produce high transparency resins, such as resins based on a styrene-acryloniryl copolymer (SAN) and resins based on a methacrylate-styrene copolymer (MS), which are copolymer resins.
Уровень техникиState of the art
Традиционно смолы на основе сополимеров стирол-акрилонитрил (далее по тексту иногда сокращенно называемые как «SAN») являются продуктами промышленного производства. Данные SAN получают непрерывным способом для повышения производительности процесса их получения или т.п.Traditionally, resins based on styrene-acrylonitrile copolymers (hereinafter sometimes abbreviated as "SAN") are industrial products. SAN data is obtained in a continuous manner to improve the performance of the process of obtaining it, or the like.
С другой стороны, SAN получают по реакции сополимеризации стирола и акрилонитрила, являющихся исходными материалами, и данная реакция сополимеризации является экзотермической реакцией. Соответственно, возникает необходимость удаления теплоты полимеризации, чтобы обеспечивать непрерывное получение SAN стабильным образом. Поэтому в качестве аппарата для производства данного SAN был предложен аппарат, включающий пространственную область внутри полимеризационной емкости, посредством которой теплота полимеризации отводится за счет испарения части полимеризационного раствора в данной пространственной области.On the other hand, SANs are prepared by the copolymerization reaction of styrene and acrylonitrile, which are the starting materials, and this copolymerization reaction is an exothermic reaction. Accordingly, it becomes necessary to remove the heat of polymerization in order to ensure continuous production of SAN in a stable manner. Therefore, as an apparatus for the production of this SAN, an apparatus was proposed that includes a spatial region inside the polymerization tank, by means of which the heat of polymerization is removed due to the evaporation of part of the polymerization solution in this spatial region.
Неожиданно оказалось, что данный SAN имеет превосходные показатели свойств по прозрачности. Однако данная прозрачность ухудшается по мере того, как SAN становится мутным, если состав SAN, т.е. компоненты стирола и акрилонитрила в SAN, меняется в массовом отношении. Соответственно, для того чтобы получить SAN с превосходной прозрачностью, необходимо обеспечить однородность состава и температуры полимеризационного раствора внутри полимеризационной емкости.Surprisingly, this SAN has excellent transparency performance. However, this transparency worsens as the SAN becomes cloudy if the composition of the SAN, i.e. the components of styrene and acrylonitrile in the SAN vary massively. Accordingly, in order to obtain an SAN with excellent transparency, it is necessary to ensure uniformity of composition and temperature of the polymerization solution within the polymerization tank.
Однако в производственном аппарате, включающем пространственную область внутри полимеризационной емкости, как рассмотрено выше, посредством которой обеспечивается отвод тепла в виде скрытой теплоты, состав испарившихся мономера, растворителя и т.п. и их состав в полимеризационном растворе отличаются друг от друга. Если данные пары сконденсировать и подать обратно в полимеризационную емкость, возникает область, в которой концентрация данных компонентов в полимеризационном растворе иная. Кроме того, рабочие факторы, такие как давление, температура и уровень жидкости, влияют друг на друга в данном аппарате и поэтому постоянно меняются. Следовательно, время пребывания и отношение полимеризации меняются, затрудняя тем самым возможность поддерживания постоянными времени пребывания и отношения полимеризации. Как результат этого, состав SAN, полученного по реакции сополимеризации, становится неоднородным, что ухудшает прозрачность SAN.However, in the production apparatus, including the spatial region inside the polymerization tank, as described above, by which heat is removed in the form of latent heat, the composition of the evaporated monomer, solvent, etc. and their composition in the polymerization solution is different from each other. If these vapors are condensed and fed back into the polymerization tank, a region arises in which the concentration of these components in the polymerization solution is different. In addition, operating factors, such as pressure, temperature, and fluid level, influence each other in this unit and therefore are constantly changing. Therefore, the residence time and the polymerization ratio change, thereby making it difficult to keep the residence time and the polymerization ratio constant. As a result of this, the composition of the SAN obtained by the copolymerization reaction becomes heterogeneous, which affects the transparency of the SAN.
Поэтому был предложен удобный производственный аппарат, включающий кулер, с помощью которого обеспечивается отвод теплоты реакции полимеризации.Therefore, a convenient manufacturing apparatus was proposed, including a cooler, with the help of which the heat of the polymerization reaction is removed.
Публикация патента Японии № 47-610 раскрывает производственный аппарат, включающий охлаждающее устройство внутри полимеризационной емкости, с помощью которого отводится теплота полимеризации. Данный производственный аппарат обладает таким свойством, которое исключает необходимость пространственной области внутри полимеризационной емкости. Поэтому оказывается возможно поддерживать постоянными время пребывания полимеризационного раствора внутри полимеризационной емкости за счет поддерживания постоянным расхода исходного материала. Кроме того, производственный аппарат обладает тем преимуществом, что нет необходимости учитывать изменение состава вследствие конденсации парового компонента.Japanese Patent Publication No. 47-610 discloses a manufacturing apparatus including a cooling device inside a polymerization vessel, by which heat of polymerization is removed. This production apparatus has such a property that eliminates the need for a spatial region inside the polymerization tank. Therefore, it is possible to maintain a constant residence time of the polymerization solution inside the polymerization tank by keeping the flow rate of the starting material constant. In addition, the production apparatus has the advantage that it is not necessary to take into account a change in composition due to condensation of the vapor component.
Публикация патента Японии № 55-35912 раскрывает присоединенный снаружи аппарат для отвода тепла (кулер), способный к очистке внутренней стенки трубы. Охлаждающая среда, имеющая температуру, которая на 5°С или более ниже, чем температура полимеризации, но не больше чем 40°С, протекает через рубашку данного аппарата для отвода тепла (кулера). Извлекая полимеризационный раствор из полимеризационной емкости с помощью насоса и вводя раствор в трубу внутри данного аппарата для отвода тепла, осуществляют теплообмен между полимеризационным раствором и охлаждающей средой, в результате чего полимеризационный раствор охлаждается. После этого полимеризационный раствор вновь подают в полимеризационную емкость для удаления теплоты полимеризации внутри полимеризационной емкости.Japanese Patent Publication No. 55-35912 discloses an external heat removal apparatus (cooler) capable of cleaning the inside wall of a pipe. A cooling medium having a temperature that is 5 ° C or more lower than the polymerization temperature, but not more than 40 ° C, flows through the jacket of this unit to remove heat (cooler). Removing the polymerization solution from the polymerization tank using a pump and introducing the solution into the pipe inside this apparatus for heat removal, heat exchange is carried out between the polymerization solution and the cooling medium, as a result of which the polymerization solution is cooled. After that, the polymerization solution is again fed into the polymerization tank to remove the heat of polymerization inside the polymerization tank.
Публикация патента Японии № 48-29628 раскрывает производственный аппарат, включающий полимеризационную емкость, имеющую в нижней своей части осевую перемешивающую лопасть, состоящую из перемешивающей лопасти турбинного типа и перемешивающей лопасти винтового типа и имеющую в своей внутренней части кулер.Japanese Patent Publication No. 48-29628 discloses a manufacturing apparatus comprising a polymerization vessel having an axial mixing blade in its lower part, consisting of a turbine-type mixing blade and a screw-type mixing blade and having a cooler in its interior.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Однако производственные аппараты, раскрытые в публикациях патентов Японии №№ 47-610, 55-35812 и 48-29628, в некоторых случаях не могут обеспечить полного и равномерного смешения и протекания реакции сополимеризации исходного материала и полимеризационного раствора, что приводит к неравномерному составу полученного таким образом SAN.However, the production apparatuses disclosed in Japanese Patent Publications Nos. 47-610, 55-35812 and 48-29628, in some cases, cannot ensure complete and uniform mixing and the reaction of the copolymerization of the starting material and the polymerization solution, which leads to an uneven composition of such SAN image.
Это означает, что, даже если охлаждение осуществляется при использовании охлаждающего устройства, необходимо обеспечить определенную скорость реакции полимеризации, чтобы добиться эффективного получения SAN. По этой причине полимеризационный раствор внутри полимеризационной емкости поддерживают при температуре, превышающей температуру исходного материала, вводимого в полимеризационную емкость. Отсюда, как показано на фигурах 1 и 2, исходный материал вводят в полимеризационную емкость через инжекционные вводы 4 и 10 в случае производственного аппарата, раскрытого в публикации патента Японии № 47-610. Соответственно, температура и состав полимеризационного раствора в некоторых случаях становятся неравномерными вблизи данных инжекционных вводов 4 и 10, также вызывая тем самым неравномерность состава образующегося SAN. Кроме того, данный производственный аппарат только включает, в качестве его кулеров, охлаждающее устройство, вмонтированное в полимеризационную емкость, и охлаждающую рубашку, покрывающую наружную стенку полимеризационной емкости. Результатом этого является то, что отвод тепла от производственного аппарата оказывался недостаточным, поскольку площадь теплопереноса на единицу объема полимеризационной емкости снижается из-за увеличения размера аппарата. Соответственно, аппарат согласно публикации патента Японии № 47-610 считается не полностью адаптированным к увеличению размера.This means that even if cooling is carried out using a cooling device, it is necessary to ensure a certain polymerization reaction rate in order to achieve efficient SAN production. For this reason, the polymerization solution inside the polymerization vessel is maintained at a temperature higher than the temperature of the starting material introduced into the polymerization vessel. Hence, as shown in figures 1 and 2, the starting material is introduced into the polymerization tank through the
Публикация патента Японии № 55-35912 не раскрывает конкретно никакого способа введения исходного материала в полимеризационную емкость, смешения и перемешивания исходного материала. Как и не рассматривается в публикации патента Японии № 55-35912 способ повышения однородности распределения температуры и состава полимеризационного раствора вблизи места введения исходного материала внутри полимеризационной емкости. Кроме того, в том случае, когда полимеризационный раствор внутри полимеризационной емкости циркулирует по наружному охлаждающему устройству, как в данном производственном аппарате, производственный аппарат в некоторых случаях претерпевает отрицательное воздействие, связанное с тем, что осевая мешалка перемешивающего устройства внутри полимеризационной емкости смещается вбок под давлением жидкости данного циркулирующего полимеризационного раствора, когда циркулирующий полимеризационный раствор подается обратно в полимеризационную емкость.Japanese Patent Publication No. 55-35912 does not specifically disclose any method of introducing the starting material into the polymerization vessel, mixing and mixing the starting material. As not discussed in Japanese Patent Publication No. 55-35912, a method for increasing the uniformity of the temperature distribution and the composition of the polymerization solution near the injection site of the starting material inside the polymerization vessel. In addition, in the case when the polymerization solution inside the polymerization tank is circulated through an external cooling device, as in this production apparatus, the production apparatus in some cases undergoes a negative effect due to the fact that the axial stirrer of the mixing device inside the polymerization tank moves sideways under pressure liquids of a given circulating polymerization solution when the circulating polymerization solution is fed back to the polymerization th container.
Производственный аппарат согласно публикации патента Японии № 48-29628 включает осевую перемешивающую лопасть 7 и перемешивающую лопасть 3 винтового типа, как показано на фигуре 1. Соответственно, оказывается возможным улучшить смешиваемость исходных материалов. Однако, как и производственный аппарат согласно публикации патента Японии № 47-610, данный производственный аппарат только включает в качестве охлаждающих его устройств охлаждающее устройство, вмонтированное в полимеризационной емкости, и охлаждающую рубашку, покрывающую наружную стенку полимеризационной емкости. Поэтому если просто увеличить размер аппарата, как рассмотрено выше, то невозможно полностью отвести теплоту полимеризации, и поэтому требуется наружное охлаждение.The manufacturing apparatus according to Japanese Patent Publication No. 48-29628 includes an
Кроме того, в аппарате согласно публикации патента Японии № 48-29628 сама осевая мешалка удлиняется, если увеличивается размер аппарата, и боковое смещение вследствие вращения перемешивающей лопасти становится больше. Следовательно, чтобы предотвратить возникновение данной ситуации, необходимо обеспечить контроль осевой мешалки за счет установки опорного элемента в нижней части полимеризационной емкости. Однако если опорный элемент помещается в нижней части полимеризационной емкости, как показано на фигуре 1 публикации патента Японии № 48-29628, то трудно установить ввод для введения исходного материала и ввод для циркулирующего снаружи полимеризационного раствора сразу же под перемешивающей лопастью. Поэтому в данном случае вводы для введения исходного материала и циркулирующего снаружи раствора должны быть расположены в положении 10, отстоящем от положения сразу же под перемешивающей лопастью внутри полимеризационной емкости, как показано на фигуре 2 публикации патента Японии № 47-610. В результате оказывается невозможно равномерно перемешать и смешать полимеризационный раствор вблизи ввода 10, что вызывает неравномерность температуры и состава его. Кроме того, оказывается невозможно быстро и равномерно смешать полимеризационный раствор, циркулирующий по наружному кулеру и охлаждающийся в результате этого, и исходный материал внутри полимеризационной емкости.In addition, in the apparatus according to Japanese Patent Publication No. 48-29628, the axial mixer itself is lengthened if the apparatus size is increased, and the lateral displacement due to rotation of the mixing blade becomes larger. Therefore, in order to prevent this situation from arising, it is necessary to control the axial mixer by installing a support element in the lower part of the polymerization tank. However, if the support element is placed at the bottom of the polymerization tank, as shown in Figure 1 of Japanese Patent Publication No. 48-29628, it is difficult to establish an input for introducing the starting material and an input for the polymerization solution circulating from the outside immediately under the mixing paddle. Therefore, in this case, the inputs for introducing the starting material and the solution circulating from the outside should be located in
Как рассмотрено выше, в традиционных производственных аппаратах вводы для введения исходного материала и циркулирующего снаружи раствора должны быть расположены на расстоянии от осевой мешалки. Поэтому работа такого аппарата должна быть сопряжена с проблемой возникновения неравномерности по температуре и составу полимеризационного раствора вблизи точки ввода исходного материала в полимеризационную емкость, и поэтому образующийся SAN уступает по показателям прозрачности. Кроме того, если эффективность охлаждения полимеризационного раствора недостаточна и поэтому устанавливается наружный кулер циркуляционного типа для того, чтобы повысить эффективность охлаждения, в производственных аппаратах в некоторых случаях возникает отрицательный эффект, связанный с боковым смещением осевой мешалки внутри полимеризационной емкости вследствие давления жидкости полимеризационного раствора, прошедшего через данный кулер.As discussed above, in traditional production apparatuses, the inlets for introducing the starting material and the solution circulating externally should be located at a distance from the axial mixer. Therefore, the operation of such an apparatus should be associated with the problem of unevenness in temperature and composition of the polymerization solution near the point of entry of the starting material into the polymerization tank, and therefore, the resulting SAN is inferior in terms of transparency. In addition, if the cooling efficiency of the polymerization solution is insufficient and therefore an external cooler of a circulation type is installed in order to increase the cooling efficiency, in production devices in some cases there is a negative effect associated with lateral displacement of the axial stirrer inside the polymerization tank due to the pressure of the liquid of the polymerization solution passed through this cooler.
В главе предыстории создания изобретения дано объяснение на примере SAN, который представляет смолу на основе сополимера. Однако такая проблема, как неравномерность температуры и состава полимеризационного раствора внутри полимеризационной емкости, какая видна в процессе получения данного SAN, также возникает, когда непрерывное получение других полимерных и сополимерных смол протекает по реакции полимеризации, которая является экзотермической реакцией.An explanation is given in the chapter on the history of the invention by the example of SAN, which is a copolymer-based resin. However, such a problem as the uneven temperature and composition of the polymerization solution inside the polymerization tank, which is visible in the process of obtaining this SAN, also arises when the continuous production of other polymer and copolymer resins proceeds through the polymerization reaction, which is an exothermic reaction.
Чтобы решить вышеназванную проблему, предложен один вариант осуществления изобретения, который относится к аппарату для производства полимерной смолы, включающемуIn order to solve the above problem, one embodiment of the invention has been proposed which relates to an apparatus for producing a polymer resin, including
полимеризационную емкость, включающую основной корпус и выступающую часть, которая выступает вниз от плоскости днища основного корпуса, и нижняя часть которой представляет крышку для днища;a polymerization tank including a main body and a protruding part that protrudes downward from the plane of the bottom of the main body, and the lower part of which represents a cover for the bottom;
перемешивающее устройство, включающее привод, установленный выше основного корпуса, вращающуюся осевую мешалку, соединенную с приводом и проходящую от привода в выступающую часть, и лопасть, расположенную на боковой поверхности осевой мешалки;a mixing device comprising a drive mounted above the main body, a rotating axial mixer connected to the drive and extending from the drive to the protruding part, and a blade located on the side surface of the axial mixer;
опорный элемент, расположенный на нижней крышке выступающей части так, чтобы закрыть боковую поверхность осевой мешалки без контакта с ней, и так, чтобы образовался зазор между опорным элементом и боковой поверхностью осевой мешалки;a support element located on the lower cover of the protruding part so as to close the side surface of the axial mixer without contact with it, and so that a gap is formed between the support element and the side surface of the axial mixer;
отверстие для отвода раствора из основного корпуса;a hole for draining the solution from the main body;
защитный элемент, покрывающий боковую поверхность осевой мешалки без контакта с ней и образующий первый канал течения между защитным элементом и боковой поверхностью осевой мешалки внутри выступающей части;a protective element covering the side surface of the axial mixer without contact with it and forming a first flow channel between the protective element and the side surface of the axial mixer inside the protruding part;
первое средство охлаждения, расположенное внутри основного корпуса;first cooling means located inside the main body;
средство циркуляционного охлаждения, включающее канал циркуляционного ввода, расположенный на боковой поверхности выступающей части так, чтобы находиться на противоположной выступающей части стороне, циркуляционную линию, проходящую от основного корпуса к каналу циркуляционного ввода, второе средство охлаждения и циркуляционный насос, соединенный с циркуляционной линией в средней точке;circulation cooling means including a circulation inlet channel located on a side surface of the protruding part so as to be on the opposite side of the protruding part, a circulation line extending from the main body to the circulation inlet channel, a second cooling means and a circulation pump connected to the circulation line in the middle point;
третье средство охлаждения, расположенное так, чтобы закрывать наружную стенку полимеризационной емкости;third cooling means arranged so as to close the outer wall of the polymerization vessel;
канал ввода исходного материала, соединенный с выступающей частью, иa feed input channel connected to the protruding portion, and
элемент, определяющий канал течения и расположенный между опорным элементом и защитным элементом так, чтобы закрывать боковую поверхность осевой мешалки, и так, чтобы фиксировать опорный элемент и защитный элемент, определяющий канал течения элемент, образующий второй канал течения между боковой поверхностью осевой мешалки и определяющим канал течения элементом, и третий канал течения для соединения второго канала течения с каналом ввода исходного материала;an element defining a flow channel and located between the support element and the protective element so as to close the side surface of the axial mixer, and so as to fix the support element and the protective element defining the flow channel; an element forming a second flow channel between the side surface of the axial mixer and the defining channel element flow, and a third flow channel for connecting the second flow channel to the input channel of the source material;
причем с первого по третий каналы течения составляют непрерывный канал течения,moreover, from the first to the third flow channels constitute a continuous flow channel,
самый высокий конец первого канала течения открыт внутрь выступающей части; иthe highest end of the first flow channel is open inside the protruding part; and
зазор, часть первого канала течения, за исключением самого высокого конца, второй канал течения и третий канал течения изолированы от внутренней зоны выступающей части.the gap, part of the first flow channel, with the exception of the highest end, the second flow channel and the third flow channel are isolated from the inner zone of the protruding part.
Другой вариант осуществления изобретения относится к полимеризационной емкости для полимерной смолы, включающейAnother embodiment of the invention relates to a polymerization tank for a polymer resin, including
основной корпус;main building;
выступающую часть, которая выступает вниз от плоскости днища основного корпуса и которая включает нижняя часть, которая представляет крышку днища;a protruding portion that protrudes downward from the plane of the bottom of the main body and which includes a lower portion that represents the bottom cover;
перемешивающее устройство, включающее вращающуюся осевую мешалку, соединенную с приводным элементом, установленным над основным корпусом, и проходящую от приводного элемента в выступающую часть, и лопасти, расположенной на боковой поверхности осевой мешалки;a mixing device comprising a rotary axial mixer connected to a drive element mounted above the main body and extending from the drive element to the protruding part, and a blade located on the side surface of the axial mixer;
опорный элемент, расположенный на нижней крышке выступающей части так, чтобы закрыть боковую поверхность осевой мешалки без контакта с ней, и так, чтобы образовался зазор между опорным элементом и боковой поверхностью осевой мешалки и между опорным элементом и нижней поверхностью осевой мешалки;a support element located on the lower cover of the protruding part so as to close the side surface of the axial mixer without contact with it, and so that a gap is formed between the support element and the side surface of the axial mixer and between the support element and the lower surface of the axial mixer;
выпускное отверстие для отвода раствора в основном корпусе;an outlet for draining the solution in the main body;
защитный элемент, покрывающий боковую поверхность осевой мешалки без контакта с ней и образующий первый канал течения между защитным элементом и боковой поверхностью осевой мешалки внутри выступающей части;a protective element covering the side surface of the axial mixer without contact with it and forming a first flow channel between the protective element and the side surface of the axial mixer inside the protruding part;
первое средство охлаждения, расположенное внутри основного корпуса;first cooling means located inside the main body;
канал циркуляционного ввода, расположенный на боковой поверхности выступающей части так, чтобы находиться на противоположной выступающей части стороне и чтобы обеспечить протекание охлажденного полимеризационного раствора в ней;a circulation inlet channel located on the side surface of the protruding part so as to be on the side opposite the protruding part and to allow the flow of the cooled polymerization solution in it;
канал ввода исходного материала, соединенный с выступающей частью, иa feed input channel connected to the protruding portion, and
определяющий канал течения элемент, расположенный между опорным элементом и защитным элементом так, чтобы закрывать боковую поверхность осевой мешалки, и так, чтобы фиксировать опорный элемент и защитный элемент, определяющий канал течения элемент, образующий второй канал течения между боковой поверхностью осевой мешалки и определяющим канал течения элементом, и третий канал течения для соединения второго канала течения с каналом ввода исходного материала;a flow channel determining element located between the supporting element and the protective element so as to cover the lateral surface of the axial mixer, and so as to fix the supporting element and the protective element determining the flow channel, the element forming the second flow channel between the lateral surface of the axial mixer and the determining flow channel element, and a third flow channel for connecting the second flow channel to the input channel of the source material;
причем с первого по третий каналы течения составляют непрерывный канал течения,moreover, from the first to the third flow channels constitute a continuous flow channel,
самый высокий конец первого канала течения открыт внутрь выступающей части; иthe highest end of the first flow channel is open inside the protruding part; and
зазор, часть первого канала течения, за исключением самого высокого конца, второй канал течения и третий канал течения изолированы от внутренней зоны выступающей части.the gap, part of the first flow channel, with the exception of the highest end, the second flow channel and the third flow channel are isolated from the inner zone of the protruding part.
Рассмотренный выше производственный аппарат скомпанован таким образом, что исходный материал и полимеризационный раствор, циркулирующий под действием средства циркуляционного охлаждения, подают в выступающую часть. С первого по третий каналы течения составляют непрерывный канал течения. Кроме того, самый высокий конец первого канала течения открыт внутрь выступающей части, зазор, часть первого канала течения, за исключением самого верхнего его конца, второй канал течения и третий канал течения изолированы от внутренней зоны выступающей части, составляя, таким образом, независимое пространство в выступающей части. Соответственно, исходный материал, вновь введенный в выступающую часть, проходит через канал ввода исходного материала, третий канал течения, второй канал течения и первый канал течения и окончательно поступает из самой верхней точки первого канала течения в полимеризационную емкость.The production apparatus discussed above is arranged in such a way that the starting material and the polymerization solution circulating under the action of the circulating cooling means are supplied to the protruding part. From first to third, the flow channels constitute a continuous flow channel. In addition, the highest end of the first flow channel is open inside the protruding part, the gap, part of the first flow channel, with the exception of its highest end, the second flow channel and the third flow channel are isolated from the inner zone of the protruding part, thus constituting an independent space in protruding part. Accordingly, the source material, newly introduced into the protruding part, passes through the input channel of the source material, the third flow channel, the second flow channel and the first flow channel and finally comes from the highest point of the first flow channel into the polymerization tank.
В целом, мономер, в качестве исходного материала полимерной смолы, и другие исходные материалы поддерживают при низкой температуре, так чтобы они не заполимеризовались внутри емкости для хранения мономера, внутри регулировочной емкости для введенного исходного материала и внутри линии в любой ее точке вплоть до полимеризационной емкости. Защитный элемент и элемент, определяющий канал течения, предотвращают возможность контакта данного низкотемпературного исходного материала с полимеризационным раствором, находящимся в выступающей части, при протекании из первого канала течения в третий канал течения, а сам исходный материал находится в состоянии прямого контакта с осевой мешалкой. Следовательно, если такого защитного элемента нет и нет элемента, определяющего канал течения, как упомянуто в вышерассмотренном варианте осуществления изобретения, исходный материал и полимеризационный раствор, который циркулирует под действием второго средства охлаждения, непосредственно смешиваются друг с другом сразу же после введения в выступающую часть. Следовательно, внутри выступающей части возникает порция полимеризационного раствора, по составу и температуре существенно отличающаяся от полимеризационного раствора внутри главного корпуса. В отличие от этого, в производственном аппарате вышерассмотренного варианта осуществления возможно одновременно и равномерно смешивать низкотемпературный исходный материал, вновь введенный в выступающую часть, полимеризационный раствор внутри полимеризационной емкости и полимеризационный раствор, циркулирующий под действием средства циркуляционного охлаждения в небольшой области днища полимеризационной емкости. В результате оказывается возможным сузить распределения полимерной смолы по составу и температуре.In general, the monomer, as the starting material of the polymer resin, and other starting materials are maintained at a low temperature so that they do not polymerize inside the container for storing the monomer, inside the adjusting tank for the introduced starting material and inside the line at any point up to the polymerization tank . The protective element and the element defining the flow channel prevent this low-temperature starting material from contacting the polymerization solution located in the protruding part when it flows from the first flow channel into the third flow channel, and the starting material itself is in direct contact with the axial mixer. Therefore, if there is no such protective element and there is no element determining the flow channel, as mentioned in the above embodiment, the starting material and the polymerization solution that circulates under the action of the second cooling means are directly mixed with each other immediately after being introduced into the protruding part. Consequently, a portion of the polymerization solution arises inside the protruding part, which in composition and temperature differs significantly from the polymerization solution inside the main body. In contrast, in the production apparatus of the above embodiment, it is possible to simultaneously and evenly mix the low-temperature starting material newly introduced into the protruding part, the polymerization solution inside the polymerization tank and the polymerization solution circulating under the action of the circulation cooling means in a small region of the bottom of the polymerization tank. As a result, it is possible to narrow the distribution of the polymer resin in composition and temperature.
Кроме того, исходный материал, поступивший в выступающую часть, нагревается под действием теплоты трения, генерируемой при вращении осевой мешалки на опорном элементе, тепла, поступающего от полимеризационного раствора, циркулирующего внутри второго средства охлаждения через защитный элемент, и теплоты, поступающей из внутренней части полимеризационной емкости через перемешивающее устройство. Поэтому исходный материал находится на определенном уровне высокой температуры в момент стекания с самого высокого конца первого канала течения в полимеризационную емкость. Соответственно, разница температур между исходным материалом, стекающим с самого верхнего конца первого канала течения, и полимеризационным раствором становится небольшой. Таким образом, возможно даже более равномерно смешивать и перемешивать исходный материал и полимеризационный раствор. Кроме того, теплота от опорного элемента может быть отведена данным низкотемпературным исходным материалом. Поэтому можно предотвратить перегрев опорного элемента, укорачивающий срок его службы, и начало реакции полимеризации вблизи данного элемента.In addition, the source material entering the protruding part is heated by the heat of friction generated by the rotation of the axial mixer on the support element, the heat from the polymerization solution circulating inside the second cooling means through the protective element, and the heat coming from the inside of the polymerization containers through a mixing device. Therefore, the starting material is at a certain level of high temperature at the time it drains from the highest end of the first flow channel into the polymerization tank. Accordingly, the temperature difference between the starting material flowing down from the uppermost end of the first flow channel and the polymerization solution becomes small. Thus, it is possible to even more evenly mix and mix the starting material and the polymerization solution. In addition, heat from the support member can be removed by this low temperature starting material. Therefore, it is possible to prevent overheating of the support element, shortening its service life, and the beginning of the polymerization reaction near this element.
Защитный элемент сконструирован так, чтобы находиться в противоположной стороне от канала циркуляционного ввода, когда полимеризационный раствор, пройдя через второе средство охлаждения, поступает в выступающую часть. Соответственно, можно предотвратить боковое смещение осевой мешалки вследствие давления жидкости циркулирующего полимеризационного раствора, возникающего при введении раствора с выступающую часть.The protective element is designed to be on the opposite side from the circulation inlet channel when the polymerization solution, passing through the second cooling means, enters the protruding part. Accordingly, it is possible to prevent lateral displacement of the axial mixer due to the liquid pressure of the circulating polymerization solution that occurs when the solution is introduced from the protruding part.
Как рассмотрено выше, можно вызвать равномерное протекание реакции полимеризации внутри полимеризационной емкости. Таким образом, можно получать полимерную смолу, имеющую равномерный состав, стабильным образом в течение длительного периода времени.As discussed above, it is possible to cause a uniform polymerization reaction within the polymerization tank. Thus, it is possible to obtain a polymer resin having a uniform composition in a stable manner over a long period of time.
В настоящем описании фраза «исходный материал» относится к жидкому материалу, содержащему мономер в качестве исходного материала полимерной смолы, растворитель, регулятор молекулярной массы, инициатор полимеризации, если это необходимо, и т.п., и вновь введенному в полимеризационную емкость через канал ввода исходного материала.In the present description, the phrase "starting material" refers to a liquid material containing a monomer as a starting material of a polymer resin, a solvent, a molecular weight regulator, a polymerization initiator, if necessary, and the like, and re-introduced into the polymerization vessel through the input channel source material.
Фраза «полимеризационный раствор» относится к смеси жидких компонентов из числа тех, что находятся в полимеризационной емкости, которые образовали полимерную смолу, мономер в качестве исходного материала полимерной смолы, растворитель, регулятор молекулярной массы, инициатор полимеризации, если это необходимо, и т.п.The phrase "polymerization solution" refers to a mixture of liquid components from those that are in the polymerization vessel, which formed a polymer resin, a monomer as a starting material of a polymer resin, a solvent, a molecular weight regulator, a polymerization initiator, if necessary, etc. .
Фраза «внутри выступающей части» относится к пространству, из числа тех, что находятся в выступающей части, окруженному наружной поверхностью выступающей части, боковой поверхностью незакрытой осевой мешалки, находящейся на опорном элементе, защитным элементом и элементом, определяющим канал течения, внутренней боковой стенкой выступающей части (исключая боковую стенку элемента, определяющего канал течения) и элементом, определяющим канал течения. То есть фраза «внутри выступающей части» относится к пространству из числа тех, что находятся внутри выступающей части, отличающихся от зазора и с первого по третий каналов течения. Пространство представляет, например, часть 30, обозначенную пунктирной линией на фигуре 7.The phrase "inside the protruding part" refers to the space, among those that are in the protruding part, surrounded by the outer surface of the protruding part, the side surface of the unclosed axial stirrer located on the support element, the protective element and the element defining the flow channel, the inner side wall protruding parts (excluding the side wall of the element defining the flow channel) and the element defining the flow channel. That is, the phrase "inside the protruding part" refers to the space from among those that are inside the protruding part, differing from the gap and from the first to third flow channels. The space represents, for example,
Фраза «самый верхний конец первого канала течения» относится к части из числа тех, которые принадлежат первому каналу течения и находятся на самом близком расстоянии от приводного элемента.The phrase “the uppermost end of the first flow channel” refers to a portion of those that belong to the first flow channel and are at the closest distance from the drive element.
Фраза «внутренний объем полимеризационной емкости» относится к объему части пространства внутри полимеризационной емкости. То есть внутренний объем полимеризационной емкости выражается как «(объем, когда внутренняя часть полимеризационной емкости является пустой и не снабжена никакими средствами и деталями)-(объем, занимаемый средствами и деталями, расположенными внутри полимеризационной емкости)». Примеры данных «(средств и деталей, расположенных внутри полимеризационной емкости») включают перемешивающее устройство, опорный элемент, выступающую часть, первое средство охлаждения и элемент, определяющий канал течения. Кроме того, если полимеризационный раствор загружают в полимеризационную емкость, то «внутренний объем полимеризационной емкости» соответствует объему полимеризационного раствора.The phrase "internal volume of the polymerization tank" refers to the volume of a portion of the space inside the polymerization tank. That is, the internal volume of the polymerization tank is expressed as “(the volume when the inner part of the polymerization tank is empty and not equipped with any means and parts) - (the volume occupied by the means and parts located inside the polymerization tank)”. Examples of the data "(means and parts located inside the polymerization tank") include a mixing device, a support element, a protruding part, a first cooling means and an element defining a flow channel. In addition, if the polymerization solution is loaded into the polymerization vessel, then the “internal volume of the polymerization vessel” corresponds to the volume of the polymerization solution.
Кроме этого, символ «TL (касательная линия)» обозначает границу между цилиндрической частью основного корпуса полимеризационной емкости и скругленными частями углов головной части, составляющими верхнюю часть основного корпуса. Данная касательная линия является, например, частью, обозначенной символом «TL» на фигуре 6.In addition, the symbol "TL (tangent line)" denotes the boundary between the cylindrical part of the main body of the polymerization tank and the rounded parts of the corners of the head part that make up the upper part of the main body. This tangent line is, for example, the part indicated by the symbol "TL" in figure 6.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фигуре 1 представлена схема, использованная для объяснения производственного аппарата первого варианта осуществления изобретения;The figure 1 presents a diagram used to explain the production apparatus of the first embodiment of the invention;
на фигуре 2 представлена другая схема, использованная для объяснения производственного аппарата первого варианта осуществления изобретения;figure 2 presents another diagram used to explain the production apparatus of the first embodiment of the invention;
на фигуре 3 представлена схема, использованная для объяснения системы охлаждения, составляющей средства вторичного охлаждения первого варианта осуществления изобретения;3 is a diagram used to explain a cooling system constituting secondary cooling means of a first embodiment of the invention;
на фигуре 4 представлена схема, использованная для объяснения одного примера выступающей части;4 is a diagram used to explain one example of a protruding portion;
на фигуре 5 представлена другая схема, использованная для объяснения одного примера выступающей части;figure 5 presents another diagram used to explain one example of a protruding part;
на фигуре 6 представлена схема, использованная для объяснения производственного аппарата второго варианта осуществления изобретения;6 is a diagram used to explain a production apparatus of a second embodiment of the invention;
на фигуре 7 представлена схема, использованная для объяснения внутренней конструкции выступающей части внутри производственного аппарата.figure 7 presents a diagram used to explain the internal structure of the protruding part inside the production apparatus.
На чертежах цифры имеют следующие значения: 1: охлаждающая рубашка; 2: лопасть перемешивающего устройства; 3: всасывающая труба; 4а: трубчатый охлаждающий змеевик; 4b: кольцевой магистральный трубопровод; 5: предохранительная шайба; 6: канал циркуляционного вывода; 7: циркуляционный насос; 9: защитный элемент; 10, 10а, 10b: канал ввода исходного материала; 11: опорный элемент; 12: отверстие для отвода раствора; 13: осевая мешалка; 15: охлаждающая среда; 18: канал циркуляционного ввода; 19: циркуляционная линия; 20: основной корпус; 21: выступающая часть; 22: первый канал течения; 23: второй канал течения; 24: нижняя крышка выступающей части; 25: элемент, определяющий канал течения; 26: статический подшипник; 27: цилиндрическая конструкция; 28: зазор; 29: самый верхний конец первого канала течения; 30: внутренняя зона выступающей части; 31: третий канал течения.In the drawings, the numbers have the following meanings: 1: cooling jacket; 2: mixing paddle; 3: suction pipe; 4a: tubular cooling coil; 4b: annular trunk pipeline; 5: safety washer; 6: circulation output channel; 7: circulation pump; 9: security element; 10, 10a, 10b: feed input channel 11: support element; 12: hole for draining the solution; 13: axial stirrer; 15: cooling medium; 18: channel circulating input; 19: circulation line 20: main body; 21: protruding part; 22: first flow channel; 23: second flow channel; 24: lower cover of the protruding part; 25: an element defining a flow channel; 26: static bearing; 27: cylindrical construction; 28: clearance; 29: the uppermost end of the first flow channel; 30: inner area of the protruding part; 31: third channel of the flow.
Наилучший путь осуществления изобретенияBEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Далее настоящее изобретение будет рассмотрено применительно к вариантам его осуществления. Данные варианты осуществления изобретения представлены, чтобы облегчить понимание сути настоящего изобретения, и поэтому настоящее изобретение не ограничивается рассмотренными вариантами его осуществления. Соответственно, настоящее изобретение включает множество альтернативных вариантов рассмотренным ниже вариантам его осуществления.Further, the present invention will be considered in relation to options for its implementation. These embodiments of the invention are presented to facilitate understanding of the essence of the present invention, and therefore, the present invention is not limited to the considered variants of its implementation. Accordingly, the present invention includes many alternatives to the embodiments described below.
Кроме того, в представленном ниже материале объяснение может быть дано с использование SAN как одного примера полимерной смолы. Однако полимерная смола, полученная с использованием производственного аппарата и способа получения согласно настоящему изобретению, не ограничивается SAN. Производственный аппарат и способ получения согласно настоящему изобретению также применимы к другим полимерным смолам и смолам на основе сополимеров, в которых реакция полимеризации является экзотермической реакцией.In addition, in the material below, an explanation may be given using SAN as one example of a polymer resin. However, the polymer resin obtained using the production apparatus and the production method according to the present invention is not limited to SAN. The manufacturing apparatus and preparation method according to the present invention are also applicable to other polymer resins and copolymer resins in which the polymerization reaction is an exothermic reaction.
(Первый вариант осуществления изобретения)(First Embodiment)
На фигурах 1 и 2 проиллюстрирован один пример производственного аппарата согласно настоящему изобретению. Фигура 1 представляет боковой разрез данного производственного аппарата, и фигура 2 представляет поперечный разрез по линии А-А' производственного аппарата, показанного на фигуре 1 (фигура 2 представляет только основную конфигурацию производственного аппарата, показанного на фигуре 1, и часть его конструкции исключена из фигуры. Кроме того, белая область на черном фоне представляет часть, заполненную полимеризационным раствором). Данный производственный аппарат образован полимеризационной емкостью, включающей основной корпус 20 и выступающую часть 21, проходящую вниз от плоскости днища основного корпуса. Нижняя часть данной выступающей части 21 составляет нижнюю крышку 24.Figures 1 and 2 illustrate one example of a manufacturing apparatus according to the present invention. Figure 1 is a side section of this production apparatus, and Figure 2 is a cross section along line A-A 'of the production apparatus shown in Figure 1 (Figure 2 represents only the main configuration of the production apparatus shown in Figure 1, and part of its construction is excluded from the figure In addition, the white area on a black background represents the part filled with the polymerization solution). This production apparatus is formed by a polymerization tank including a
Над основным корпусом данной полимеризационной емкости установлен не показанный приводной элемент. Кроме того, осевая мешалка 13 соединена с данным приводным элементом. Данная осевая мешалка 13 проходит через основной корпус 20, будучи подвешенной в воздухе в верхней его части, и проходит от приводного элемента в нижнюю область выступающей части 21. Лопасть 2 приварена к боковой поверхности данной осевой мешалки 13. Данная осевая мешалка 13 и лопасть 2 составляют вращающееся перемешивающее устройство, так что исходные материалы внутри полимеризационной емкости могут быть перемешаны и смешаны при вращении перемешивающего устройства. Как показано на фигуре 1, дополнительная лопасть перемешивания 17, включающая вспомогательную лопасть, может быть установлена в нижней части данной лопасти 2. За счет установки дополнительной перемешивающей лопасти таким путем можно улучшить эффективность смешения.A drive element, not shown, is installed above the main body of this polymerization tank. In addition, the
В нижней крышке 24 выступающей части установлен опорный элемент 11, который по окружности покрывает боковую поверхность осевой мешалки 13 без контакта с ней. Данный опорный элемент 11 приспособлен для установки осевой мешалки 13 под контролем, чтобы предотвратить ее чрезмерные колебания вследствие вращения. Кроме того, зазор 28 (показанный на фигуре 4) образуется между опорным элементом 11 и боковой поверхностью осевой мешалки 13 и между опорным элементом 11 и нижней поверхностью осевой мешалки 13.In the
В верхней части данного основного корпуса 20 расположено отверстие 12 для отвода раствора, так чтобы полимеризационный раствор мог быть выведен.In the upper part of this
Внутри выступающей части 21 расположен защитный элемент 9, который по окружности закрывает боковую поверхность осевой мешалки 13 без контакта с ней. Кроме того, часть пространства, находящаяся между защитным элементом 9 и боковой поверхностью осевой мешалки 13, образует первый канал течения.Inside the protruding
Внутри основного корпуса полимеризационной емкости расположена всасывающая труба 3, трубчатый охлаждающий змеевик 4а и кольцевой магистральный трубопровод 4b, с которым соединен трубчатый охлаждающий змеевик 4а, так что теплота полимеризации может быть отведена. Всасывающая труба 3, трубчатый охлаждающий змеевик 4а и кольцевой магистральный трубопровод 4b составляют первое средство охлаждения.Inside the main body of the polymerization tank there is a
Данная всасывающая труба 3 представляет собой, как показано на фигурах 1 и 2, полую цилиндрическую трубу. Охлаждающая среда 15 вводится в нижнюю часть всасывающей трубы 3, протекает внутри нее, а затем выходит через другую нижнюю зону. Таким образом, охлаждающая среда 15 циркулирует по всасывающей трубе. Кроме того, лопасть перемешивающего устройства находится внутри данной всасывающей трубы, так что оказывается окруженной всасывающей трубой. Восходящий поток полимеризационного раствора возникает в области внутри трубы, а нисходящий поток полимеризационного раствора возникает в области вне трубы вследствие вращения перемешивающего устройства, эффективно поднимая вращающийся поток внутри полимеризационной емкости.This
На фигуре 1 трубчатый охлаждающий змеевик 4а расположен таким образом, что четырежды окружает наружную сторону всасывающей трубы 3. Охлаждающая среда 15 подается из нижних частей кольцевых магистральных трубопроводов 4b, расположенных в верхней и нижней частях основного корпуса, и проходит через каждое колено трубчатого охлаждающего змеевика 4а, а затем выводится с противоположных нижних зон кольцевых магистральных трубопроводов 4b. Таким образом, охлаждающая среда 15 циркулирует по трубчатому охлаждающему змеевику.In figure 1, the
В качестве охлаждающей среды 15, используемой во всасывающей трубе 3 и трубчатом охлаждающем змеевике 4, можно использовать хорошо известную среду, включающую Therminol 55 и Therminol 59, изготавливаемых Soluta Inc., Dowtherm Q и Dowtherm MX производства The Dow Chemical Company, и NeoSK-Oi1 330 и NeoSK-Oi1 1400 производства Soken Tecnikx Co., Ltd.As the cooling
В качестве первого средства охлаждения может быть целиком использована всасывающая труба 3. Кроме того, когда используют трубчатый охлаждающий змеевик 4а, одну или несколько круговых групп трубчатых охлаждающих витков устанавливают для пары кольцевых магистральных труб, и нет предела для конкретного числа кольцевых магистральных труб. Кроме того, в настоящем варианте осуществления изобретения установлено две пары кольцевых магистральных труб и сдвоенная круговая группа трубчатых охлаждающих змеевиков на каждую пару кольцевых магистральных труб.As the first cooling means, the
Кроме того, первое средство охлаждения не ограничивается всасывающей трубой 3 и трубчатым охлаждающим змеевиком 4а. В альтернативном случае, можно использовать хорошо известный охладитель такой длины, какая может обеспечить стабильное охлаждение полимеризационного раствора в течение продолжительного промежутка времени.In addition, the first cooling means is not limited to the
На боковой поверхности выступающей части 21 расположен канал 18 циркуляционного ввода с противоположной стороны от защитного элемента 9. Кроме того, циркуляционная линия 19 соединена от канала 6 циркуляционного отвода основного корпуса 20 до канала 18 циркуляционного ввода. Второе средство 8 охлаждения и циркуляционный насос 7 соединены с данным циркуляционной линией 19 в средних точках. Канал 18 циркуляционного ввода, второе средство 8 охлаждения, циркуляционный насос 7, канал 6 циркуляционного отвода, расположенные на основном корпусе 20, и циркуляционная линия 19 для соединения данных компонентов составляют средство циркуляционного охлаждения. При работе циркуляционного насоса 7 полимеризационный раствор, отводимый по каналу 6 циркуляционного отвода основного корпуса 20, возвращается в выступающую часть 21 по каналу 18 циркуляционного ввода после охлаждения его вторым средством 8 охлаждения.On the side surface of the protruding
Нет конкретного ограничения данного второго средства охлаждения, пока полимеризационный раствор может непрерывно охлаждаться протекающим раствором. В качестве второго средства охлаждения предпочтительно использовать такой теплообменник, какой показан на фигуре 3, из числа других теплообменников, способных очищаться по внутренней стенке трубки за счет возвратно-поступательного движения спиральной пружины.There is no particular restriction on this second cooling means as long as the polymerization solution can be continuously cooled by the flowing solution. As a second cooling means, it is preferable to use a heat exchanger such as that shown in FIG. 3 from among other heat exchangers capable of being cleaned along the inner wall of the tube due to the reciprocating movement of the coil spring.
Теплообменник, показанный на фигуре 3, включает рубашку 33 и трубку 38, расположенную в ней. Данная трубка 38 соединена с циркуляционной линией 19 вводом 34 и выводом 35, так что полимеризационный раствор протекает по данной трубке, когда включен циркуляционный насос 7. То есть полимеризационный раствор поступает по каналу 34 ввода, проходит по трубке 38 и затем выходит по отводному каналу 35. Кроме того, теплообменник сконструирован так, что охлаждающая среда вводится по каналу 36 для ввода и отводится по отводному каналу 37. Охлаждающая среда, протекающая внутри данной рубашки 33, и полимеризационный раствор, протекающий внутри трубки 38, разделены друг от друга трубчатым листом, обеспечивая отвод тепла полимеризационного раствора за счет теплопереноса через трубку.The heat exchanger shown in figure 3 includes a
Кроме того, спиральная пружина 39, которая совершает возвратно-поступательное движение вдоль внутренней стенки трубки 38, вставлена в нее и прикреплена к панели 40. Данная панель 40 соединена со стержнем 41, чтобы обеспечить снаружи возвратно-поступательное движение непрерывно или прерывисто с помощью приводного элемента 42 возвратно-поступательного движения.In addition, a
Когда полимеризационный раствор циркулирует под действием циркуляционного охлаждающего средства в течение продолжительного времени, твердое вещество может прилипнуть к внутренней стенке трубок, внутри которых протекает полимеризационный раствор. Даже если твердое вещество прилипло к внутренней стенке трубки, как указано выше, использование данного теплообменника позволяет периодически соскабливать твердое вещество с помощью спиральной пружины. Как результат этого, оказывается возможным охлаждать полимеризационный раствор стабильно и постоянно.When the polymerization solution is circulated under the influence of the circulation coolant for an extended period of time, the solid may adhere to the inner wall of the tubes within which the polymerization solution flows. Even if a solid adhered to the inner wall of the tube, as described above, the use of this heat exchanger allows the solid to be periodically scraped off with a coil spring. As a result of this, it is possible to cool the polymerization solution stably and continuously.
На фигуре 3 показан случай, когда спиральная пружина осуществляет возвратно-поступательное движение. Однако движение спиральной пружины не ограничивается этим движением. В альтернативном случае, теплообменник может быть сконструирован таким образом, что стержень 31 и приводной элемент 32 возвратно-поступательного движения устанавливаются для каждой спиральной пружины, и каждая спиральная пружина может вращаться независимо. Кроме того, по мере течения охлаждающей среды внутри рубашки 33 можно использовать одну из вышеназванных сред теплопереноса, упомянутых выше.The figure 3 shows the case when the coil spring performs a reciprocating motion. However, the movement of the coil spring is not limited to this movement. Alternatively, the heat exchanger may be designed such that the
Третье охлаждающее средство 1 установлено так, чтобы закрыть наружную стенку полимеризационной емкости. В качестве данного третьего охлаждающего средства 1 возможно использовать, например, охлаждающую рубашку.The third cooling means 1 is installed so as to close the outer wall of the polymerization tank. As this third cooling means 1, it is possible to use, for example, a cooling jacket.
Канал 10 для подачи исходного материала соединен с выступающей частью 21, так что исходный материал первоначально подается в полимеризационную емкость. Кроме того, данный мономер как исходный материал полимерной смолы и другие исходные материалы обычно поддерживают при низкой температуре, чтобы предупредить полимеризацию внутри емкости для хранения или внутри трубопровода в любой его точке вплоть до полимеризационной емкости. Использование данного низкотемпературного исходного материала повышает отношение, при котором можно отвести теплоту полимеризации с использованием целесообразной теплоты исходных материалов. Таким образом, можно снизить нагрузку на первое охлаждающее средство, второе охлаждающее средство и третье охлаждающее средство.The
Между опорным элементом 11 и защитным элементом 9 образуется второй канал течения, так чтобы по окружности закрыть боковую поверхность осевой мешалки 13 элементом 25, определяющим канал течения. Кроме того, данный элемент 25, определяющий канал течения, соединяет опорный элемент 11, защитный элемент 9 и канал 10 для ввода исходного материала. Определяющий канал течения элемент 25 образует третий канал течения 31 для соединения второго канала течения с каналом для ввода исходного материала.Between the
Данный определяющий канал течения элемент 25 необходимо устанавливать, по меньшей мере, между опорным элементом 11 и защитным элементом 9, так чтобы закрывать осевую мешалку 13. Однако определяющий канал течения элемент 25 может существовать не только в области между опорным элементом 11 и защитным элементом 9, но также в области, расположенной несколько выше данной области (в направлении приводного элемента). В данном случае часть определяющего канал течения элемента 25 (часть, расположенная над областью между опорным элементом 11 и защитным элементом 9) закрывает низ защитного элемента 9, как показано, например, на фигурах 4 и 5.This flow
Данные с первого по третий каналы течения образуют непрерывный канал течения. Кроме того, самый верхний конец 29 первого канала течения открыт внутрь выступающей части, и зазор, часть первого канала течения, отличающаяся от самого верхнего его конца, второй канал течения и третий канал течения изолированы от внутренней зоны выступающей части. Соответственно, зазор, часть первого канала течения, отличающаяся от самого верхнего его конца, второй канал течения и третий канал течения ограничивают отдельное пространство, образованное полностью данными элементами в выступающей части реактора. Поэтому секция, расположенная от канала 10 ввода исходного материала до первого канала течения (канал 10 ввода исходного материала - третий канал течения 31 - второй канал течения 23 - первый канал течения 21), предназначена для предупреждения утечки вводимого низкотемпературного материала из любой точки вдоль секции и контакта с полимеризационным раствором внутри полимеризационной емкости. Кроме того, данный канал 10 для ввода исходного материала соединен с первым каналом течения через третий и второй каналы течения. Следовательно, низкотемпературный исходный материал, входящий из канала 10 для ввода исходного материала, проходит по третьему каналу течения 31, второму каналу течения 23 и первому каналу течения 21, не контактируя полимеризационным раствором. Окончательно, исходный материал стекает с самого высокого конца (пространства между самым высоким концом защитного элемента и боковой поверхностью осевой мешалки) 29 первого канала течения 21 в место, находящееся внутри выступающей части вблизи верхней ее зоны.Data from the first to third flow channels form a continuous flow channel. In addition, the
Таким путем исходный материал, впервые вводимый в полимеризационную емкость, направляется к перемешивающему устройству, расположенному в основном корпусе, и быстро и равномерно перемешивается с полимеризационным раствором внутри полимеризационной емкости. После этого, как показано стрелками на фигуре 1, полимеризационный раствор под действием вращательного движения перемешивающего устройства начинает подниматься в область основного корпуса, ближе к его центру, чем всасывающая труба, спускается в область, расположенную дальше от центра, чем всасывающая труба, и возвращается на дно основного корпуса. Таким путем исходный материал циркулирует и перемешивается внутри основного корпуса. Реакция полимеризации протекает, пока полимеризационный раствор циркулирует и смешивается, как рассмотрено выше, и таким образом образуется полимерная смола.In this way, the starting material, first introduced into the polymerization tank, is sent to the mixing device located in the main body, and is quickly and uniformly mixed with the polymerization solution inside the polymerization tank. After that, as shown by the arrows in Figure 1, the polymerization solution, under the action of the rotational movement of the mixing device, begins to rise into the region of the main body, closer to its center than the suction pipe, descends to the area located further from the center than the suction pipe, and returns to bottom of the main body. In this way, the starting material is circulated and mixed inside the main body. The polymerization reaction proceeds while the polymerization solution is circulated and mixed, as discussed above, and thus a polymer resin is formed.
Кроме того, часть полимеризационного раствора, содержащего образованную таким образом полимерную смолу, выводится из канала 12 для отвода раствора, расположенного в верхней части основного корпуса. Затем непрореагировавший мономер, растворитель и полимерную смолу отделяют от выведенного полимеризационного раствора с использованием пленочного испарителя, экструдера, такого как теплообменник трубчатого типа с рубашкой, как описано в публикации патента Японии № 48-297997, газо-жидкостного сепаратора (ни один из которых не показан на фигуре 1) и т.п. И затем полимерную смолу гранулируют в продукт. После того, как непрореагировавший мономер и растворитель отделены, дополнительно вводят исходный материал, так что полученная таким образом смесь имеет заранее заданный состав, таким образом, непрореагировавший мономер и растворитель вновь используются в качестве исходных материалов.In addition, part of the polymerization solution containing the polymer resin thus formed is discharged from the
Фигура 4 иллюстрирует один пример выступающей части, защитного элемента и каналов течения с первого по третий производственного аппарата. Как показано на фигуре 4, опорный элемент 11 расположен на нижней крышке 24 выступающей части. Кроме того, осевая мешалка 13 регулируется опорным элементом 11, так чтобы не сдвигаться по горизонтали. Верхняя и нижняя части данного опорного элемента 11 соответственно состоят из статического подшипника 26 и цилиндрической конструкции 27 для поддерживания статического подшипника. И статический подшипник, и цилиндрическая конструкция оба расположены таким образом, чтобы по окружности закрывать боковую поверхность осевой мешалки 13, предпочтительно без контакта с ней. Конструкция опорного элемента 11 не ограничивается конструкций, проиллюстрированной на фигуре 4. В альтернативном варианте, статический подшипник 26 и цилиндрическая конструкция 27 могут иметь конструкцию, при которой статический подшипник и цилиндрическая конструкция являются фиксированными на элементе, определяющем канал течения, шпонкой и канавкой шпонки, чтобы не вращаться.Figure 4 illustrates one example of a protruding part, a protective element and flow channels from the first to third production apparatus. As shown in figure 4, the
Хотя и находясь под контролем статического подшипника 26, чтобы не отклоняться в горизонтальном положении, как рассмотрено выше, осевая мешалка 13 соединена с приводным элементом, будучи подвешенной в воздухе. Соответственно, существует пространство между осевой мешалкой 13 и нижней крышкой 24 выступающей части. Таким образом, производственный аппарат сконструирован так, чтобы образовались соответствующие пространства между боковой поверхностью осевой мешалки 13 и статическим подшипником 26 и между боковой поверхностью осевой мешалки 13 и цилиндрической конструкцией 27. То есть зазор 28 образуется между боковой поверхностью осевой мешалки 13 и опорным элементом 11 и между нижней поверхностью осевой мешалки 13 и опорным элементом 11. Предпочтительно, производственный аппарат сконструирован так, чтобы обычно зазор составлял 0,1 мм или больше, но не более 1 мм, между боковой поверхностью осевой мешалки 13 и опорным элементом 11, так чтобы осевая мешалка могла свободно вращаться. Кроме того, получая зазор таким путем, можно предотвратить контакт осевой мешалки 13 с опорным элементом 11 и нижней крышкой 24 выступающей части, даже если осевая мешалка расширяется вследствие нагревания внутри полимеризационной емкости.Although under the control of the
Данный статический подшипник 26 изготовлен из материала мягче, чем материал осевой мешалки 13, и поэтому может быть поцарапан при вращении осевой мешалки 13. Предвидя такой вариант, производственный аппарат может быть сконструирован так, чтобы сегмент выступающей части был съемным, чтобы в случае необходимости обеспечить возможность замены статического подшипника 26.This
Кроме того, в зоне осевой мешалки 13 может быть установлен защитный колпачок, хотя и не показанный на фигуре 4, противоположной статическому подшипнику 26, чтобы защитить осевую мешалку 13. При установке такого защитного колпачка можно предотвратить повреждение осевой мешалки 13, если между статическим подшипником 26 и осевой мешалкой 13 попадет посторонний материал.In addition, in the area of the
Внутри выступающей части 21 установлен защитный элемент 9, чтобы по окружности закрыть боковую поверхность осевой мешалки 13. Поскольку данный защитный элемент 9 и боковая поверхность осевой мешалки 13 расположены на расстоянии друг от друга, без контакта между собой, то образуется пространственная зона между защитным элементом 9 и боковой поверхностью осевой мешалки 13. Данная пространственная зона служит первым каналом течения 22.A
В качестве материала для защитного элемента можно использовать, например, нержавеющую сталь. Величина толщины стенок защитного элемента определяется прочностью, необходимой для предотвращения изгиба защитного элемента под давлением жидкости циркулирующего полимеризационного раствора. Соответственно, толщина стенок может быть определена соответствующим образом, по скорости потока через канал циркуляционного ввода. Данный защитный элемент может быть сконструирован так, чтобы, по меньшей мере, часть нижней зоны защитного элемента имела резьбу в таком направлении, чтобы предупредить раскручивание защитного элемента под действием силы вращении раствора, возникающей при вращении осевой мешалки, а затем была закреплена на элементе, определяющем канал течения.As the material for the protective element, for example, stainless steel can be used. The wall thickness of the protective element is determined by the strength necessary to prevent the bending of the protective element under the pressure of the liquid of the circulating polymerization solution. Accordingly, the wall thickness can be determined accordingly, by the flow rate through the channel of the circulation input. This protective element can be designed so that at least part of the lower zone of the protective element is threaded in such a direction as to prevent the protective element from being unscrewed by the rotation force of the solution arising from the rotation of the axial mixer, and then fixed to the element defining flow channel.
В настоящем варианте осуществления изобретения показан пример, в котором один циркуляционный насос, один кулер, один из каналов циркуляционного вывода и один канал циркуляционного ввода, соответственно, сгруппированы в одну группу. Однако каждая из групп циркуляционных насосов, кулеров, каналов циркуляционного вывода и каналов циркуляционного ввода не ограничивается одной группой, но может быть установлена в две или более групп. Каналы для ввода исходного материала также могут быть установлены двумя или более парами. В данном случае, элемент, определяющий канал течения, и третий канал течения сгруппированы так, чтобы согласовываться с числом каналов для ввода исходного материала и их расположением.In the present embodiment, an example is shown in which one circulation pump, one cooler, one of the circulation output channels and one circulation input channel are respectively grouped into one group. However, each of the groups of circulation pumps, coolers, channels of the circulation output and channels of the circulation input is not limited to one group, but can be installed in two or more groups. Channels for introducing source material can also be installed in two or more pairs. In this case, the element defining the flow channel and the third flow channel are grouped so as to be consistent with the number of channels for inputting the source material and their location.
Кроме того, как измененный пример варианта осуществления изобретения, показанного на фигуре 4, другой канал 10b для ввода исходного материала может быть дополнительно установлен ниже крышки днища выступающей части, как показано на фигуре 5, так что исходный материал может быть введен через данный канал 10b ввода исходного материала. Исходный материал, введенный через данный канал 10b для ввода исходного материала в нижнюю зону выступающей части, проходит по зазору 28 между нижней поверхностью осевой мешалки 13 и крышкой днища 24 - по зазору 28 между боковой поверхностью осевой мешалки 13 и опорным элементом 11 - по второму каналу течения 23 - по первому каналу течения 22, в данном порядке. Затем исходный материал проходит через первый канал течения 22 после соединения с исходным материалом, введенным по линии 10а в данный второй канал течения 23, и сливается с самого высокого его конца 29 в нижнюю зону выступающей части. При такой конфигурации, какая рассмотрена выше, возможно дополнительно усилить эффект охлаждения опорного элемента.In addition, as a modified example of the embodiment of the invention shown in FIG. 4, another
Здесь, исходные материалы, введенные через каналы 10а и 10b ввода исходного материала, содержат мономер в качестве исходного материала полимерной смолы, растворитель, регулятор молекулярной массы, инициатор полимеризации, если необходимо, и т.п. Кроме того, исходные материалы поддерживают при низкой температуре, чтобы реакция полимеризации не протекала внутри регулировочной емкости для введенного исходного материла и внутри трубопровода в любой его точке вплоть до полимеризационной емкости.Here, the raw materials introduced through the
В данном производственном аппарате настоящего варианта осуществления изобретения, какой показан на фигурах 4 и 5, исходный материал, введенный по каналам 10, 10а, 10b ввода исходного материала, проходит по третьему каналу течения 31, второму каналу течения 23 и первому каналу течения 22 согласно вышерассмотренной конфигурации. Помимо этого, зазор, части первого канала течения, отличающиеся от самого высокого его конца, второй канал течения и третий канал течения изолированы от внутренней зоны выступающей части и данные элементы составляют независимое, характерное пространство в выступающей части. Кроме того, только самый высокий конец 29 первого канала течения открыт во внутреннюю зону выступающей части. Соответственно, низкотемпературный исходный материал, введенный в полимеризационную емкость, защищен определяющим канал течения элементом 25 выступающей части и защитным элементом 9 от контакта с полимеризационным раствором, находящимся в выступающей части 21, при течении по третьему каналу течения 31, второму каналу течения 23 и первому каналу течения 22 и находится в состоянии прямого контакта с осевой мешалкой 13. Это означает, что низкотемпературный исходный материал находится в области вблизи опорного элемента 11, обеспечивая тем самым отвод тепла от опорного элемента 11. Поэтому оказывается возможным предотвратить полимеризацию мономера вблизи данной области. Помимо этого, с низкотемпературным исходным материалом можно удалить теплоту трения, генерируемую при вращении осевой мешалки 13 между исходным материалом и статическим подшипником 26. Таким образом, возможно снизить трение в статическом подшипнике 26 и продлить срок его службы.In this manufacturing apparatus of the present embodiment, as shown in Figures 4 and 5, the feed introduced through the
Исходный материал, проходя через каналы течения с первого по третий, нагревается под действием теплоты трения, генерируемой при вращении осевой мешалки 13 между исходным материалом и опорным элементом 11, тепла, поступающего от полимеризационного раствора, циркулирующего внутри второго средства охлаждения через защитный элемент, и тепла, переносимого из внутренней зоны полимеризационной емкости при перемешивании. Поэтому исходный материал имеет высокую температуру определенного уровня в момент стекания с самого высокого конца 29 первого канала течения 22 в полимеризационную емкость. Соответственно, разница температур между исходным материалом, стекающим с самой высокой точки 29 первого канала течения 22, и полимеризационным раствором становится небольшой. Таким образом, можно даже более равномерно смешать и перемешать исходный материал и полимеризационный раствор.The source material, passing through the flow channels from the first to the third, is heated by the heat of friction generated by the rotation of the
Кроме того, защитный элемент установлен таким образом, чтобы находиться противоположно каналу циркуляционного ввода, который является элементом, где полимеризационный раствор, пройдя через второе охлаждающее средство, поступает в выступающую часть. Следовательно, можно предотвратить горизонтальное отклонение осевой мешалки вследствие давления жидкости циркулирующего полимеризационного раствора, возникающее при введении раствора в выступающую часть. Поэтому можно увеличить скорость циркуляции за счет установки защитного элемента.In addition, the protective element is installed so as to be opposite to the channel of the circulation inlet, which is the element where the polymerization solution, passing through the second cooling means, enters the protruding part. Therefore, it is possible to prevent horizontal deviation of the axial mixer due to the liquid pressure of the circulating polymerization solution, which occurs when the solution is introduced into the protruding part. Therefore, you can increase the speed of circulation by installing a protective element.
Как рассмотрено выше по тексту, в настоящем варианте осуществления изобретения можно одновременно и равномерно смешивать низкотемпературный исходный материал, вновь введенный в выступающую часть, полимеризационный раствор внутри полимеризационной емкости и полимеризационный раствор, циркулирующий под действием циркуляционного средства охлаждения, в небольшой области на дне полимеризационной емкости. Как результат этого, можно сузить распределения полимерной смолы по составу и температуре.As discussed above, in the present embodiment, it is possible to simultaneously and evenly mix the low-temperature starting material newly introduced into the protruding portion, the polymerization solution inside the polymerization vessel and the polymerization solution circulating under the influence of the circulation cooling means, in a small area at the bottom of the polymerization vessel. As a result of this, the distribution of the polymer resin in composition and temperature can be narrowed.
В отличие от этого, если такой защитный элемент, какой рассмотрен в настоящем варианте осуществления изобретения, отсутствует, полимеризационный раствор, пройдя через второе охлаждающее средство, и исходный материал смешиваются сразу же после поступления в выступающую часть. Следовательно, внутри выступающей части возникает доля полимеризационного раствора, состав и температура которой значительно отличается от состава и температуры полимеризационного раствора внутри основного корпуса. Кроме того, полимеризационный раствор высокой температуры попадает на опорный элемент, и данный элемент становится, поэтому, даже горячее вследствие теплоты терния, и в результате образуется полимерная смола, по составу значительно отличающаяся от полимерной смолы внутри основного корпуса. Более того, укорачивается срок службы статического подшипника. Если скорость циркуляции полимеризационного раствора под действием циркулирующего охлаждающего средства увеличить, для того чтобы улучшить эффективность охлаждения полимеризационного раствора, то полимеризационный раствор будет выталкиваться из канала 18 циркуляционного ввода в выступающую часть 21 под высоким давлением жидкости. Соответственно, осевая мешалка 13 будет стремиться отклониться в горизонтальной плоскости под действием данного высокого давления жидкости.In contrast, if there is no such protective element as described in the present embodiment, the polymerization solution, passing through the second cooling medium, and the starting material are mixed immediately after entering the protruding part. Consequently, a portion of the polymerization solution arises inside the protruding part, the composition and temperature of which differs significantly from the composition and temperature of the polymerization solution inside the main body. In addition, a high temperature polymerization solution falls on the support element, and this element becomes, therefore, even hotter due to the heat of thorns, and as a result a polymer resin is formed, which in composition is significantly different from the polymer resin inside the main body. Moreover, the service life of a static bearing is shortened. If the circulation speed of the polymerization solution under the action of the circulating coolant is increased in order to improve the cooling efficiency of the polymerization solution, the polymerization solution will be pushed out of the
Температура полимеризационного раствора внутри полимеризационной емкости может быть установлена согласно типу производимой смолы. Например, в качестве примера рассмотрен случай, когда в качестве полимерной смолы получают смолу на основе сополимера стирол-акрилонитрил (SAN), которая представляет собой сополимерную смолу. В данном случае температура составляет предпочтительно 120°С или выше, но не более 190°С, и более предпочтительно 125°С или выше, но не более 170°С, если не используют инициатор. Если температуру полимеризационного раствора внутри полимеризационной емкости поддерживают в данных интервалах величин, то можно эффективно провести реакцию полимеризации с получением SAN.The temperature of the polymerization solution inside the polymerization vessel can be set according to the type of resin being produced. For example, as an example, a case is considered when a resin based on a styrene-acrylonitrile copolymer (SAN), which is a copolymer resin, is obtained as a polymer resin. In this case, the temperature is preferably 120 ° C or higher, but not more than 190 ° C, and more preferably 125 ° C or higher, but not more than 170 ° C, if the initiator is not used. If the temperature of the polymerization solution inside the polymerization tank is maintained in these ranges, then it is possible to effectively carry out the polymerization reaction to obtain SAN.
Температура полимеризационного раствора, возвращаемого с помощью циркуляционного охлаждающего средства в выступающую часть, составляет предпочтительно ниже, чем температура полимеризационного раствора внутри полимеризационной емкости на 2°С или выше, но не более чем на 10°С, более предпочтительно, на 2°С или выше, но не более чем на 5°С, непосредственно перед возвращением полимеризационного раствора обратно в выступающую часть. Если температура полимеризационного раствора, возвращаемого в выступающую часть, находится в указанных пределах, то можно эффективно отвести теплоту полимеризации, снижая разницу температур между возвращенным полимеризационным раствором и полимеризационным раствором внутри полимеризационной емкости. Кроме того, предпочтительно, чтобы охлаждающая среда, имеющая температуру на 5°С или больше ниже, но не больше 40°С, чем температура полимеризации, протекала через данное второе охлаждающее средство.The temperature of the polymerization solution returned by the circulating coolant to the protruding part is preferably lower than the temperature of the polymerization solution inside the polymerization tank by 2 ° C or higher, but not more than 10 ° C, more preferably 2 ° C or higher , but not more than 5 ° C, immediately before returning the polymerization solution back to the protruding part. If the temperature of the polymerization solution returned to the protruding portion is within the indicated limits, then the heat of polymerization can be effectively removed by reducing the temperature difference between the returned polymerization solution and the polymerization solution inside the polymerization tank. In addition, it is preferable that a cooling medium having a temperature of 5 ° C or more lower, but not more than 40 ° C than the polymerization temperature, flow through this second cooling medium.
При введении исходных материалов из двух каналов 10а и 10b ввода исходного материала данные исходные материалы, введенные через каналы, могут быть одинаковыми или могут отличаться друг от друга. Например, при получении смолы на основе сополимера стирол-акрилонитрил (SAN) в качестве полимерной смолы стирол может вводиться из одного канала ввода исходного материала, а акрилонитрил может вводиться из другого канала ввода исходного материала.When introducing raw materials from two
Первое охлаждающее средство предпочтительно включает всасывающую трубу, которая установлена таким образом, чтобы окружает лопасть перемешивающего устройства, и внутри которой протекает охлаждающая среда, трубчатый охлаждающий змеевик, установленный между всасывающей трубой и внутренней стенкой основного корпуса, и кольцевые магистральные трубы, установленные в верхней и нижней зонах полимеризационной емкости и предназначенные для обеспечения течения охлаждающей среды через трубчатый охлаждающий змеевик. В качестве третьего охлаждающего средства предпочтительно использовать охлаждающую рубашку. Кроме того, А/В составляет предпочтительно 6м2/м3 или больше, но не выше 25 м2/м3, где А (м2) представляет «сумму площадей наружных поверхностей всасывающей трубы, трубчатого охлаждающего змеевика и кольцевых магистральных трубопроводов внутри основного корпуса и площадь наружной стенки основного корпуса, покрытой охлаждающей рубашкой», и В (м3) представляет «внутренний объем полимеризационной емкости». Кроме того, фраза «площади наружных поверхностей всасывающей трубы, трубчатого охлаждающего змеевика и кольцевых магистральных трубопроводов» относится к площадям поверхностей элементов наружных поверхностей всасывающей трубы, трубчатого охлаждающего змеевика и кольцевых магистральных трубопроводов, которые существуют внутри полимеризационной емкости.The first cooling means preferably includes a suction pipe, which is installed so as to surround the blade of the mixing device, and inside which a cooling medium flows, a tubular cooling coil installed between the suction pipe and the inner wall of the main body, and annular main pipes installed in the upper and lower areas of the polymerization tank and designed to ensure the flow of the cooling medium through the tubular cooling coil. As the third cooling medium, it is preferable to use a cooling jacket. In addition, A / B is preferably 6 m 2 / m 3 or more, but not higher than 25 m 2 / m 3 , where A (m 2 ) represents "the sum of the areas of the outer surfaces of the suction pipe, tubular cooling coil and ring main pipelines inside the main the casing and the outer wall area of the main casing coated with a cooling jacket ", and B (m 3 ) represents the" internal volume of the polymerization tank ". In addition, the phrase "the area of the outer surfaces of the suction pipe, tubular cooling coil and annular main pipelines" refers to the surface areas of the elements of the outer surfaces of the suction pipe, tubular cooling coil and annular main pipelines that exist inside the polymerization tank.
Если А/В составляет 6 м2/м3 или больше, эффективность охлаждения возрастает, и, поэтому, оказывается возможным обеспечить равномерное распределение температуры полимеризационного раствора, а следовательно, и состава полимерной смолы. Помимо этого, установка А/В на величине 25 м2/м3 или меньше позволяет предотвратить снижение промежутка между охлаждающими трубками, вызывающего неравномерность потока полимеризационного раствора, или предотвратить увеличение мощности перемешивания, вызывающего увеличение теплоты перемешивания. В результате оказывается возможным достичь отличной эффективности охлаждения и обеспечить снижение расходов.If A / B is 6 m 2 / m 3 or more, the cooling efficiency increases, and therefore, it is possible to ensure uniform distribution of the temperature of the polymerization solution, and therefore the composition of the polymer resin. In addition, setting the A / B to a value of 25 m 2 / m 3 or less can prevent a decrease in the gap between the cooling tubes, causing an uneven flow of the polymerization solution, or prevent an increase in the mixing power, causing an increase in the heat of mixing. As a result, it is possible to achieve excellent cooling performance and reduce costs.
Полимеризационный аппарат предпочтительно включает вышерассмотренную всасывающую трубу, трубчатый охлаждающий змеевик и кольцевые магистральные трубопроводы в качестве первого средства охлаждения и предпочтительно предусматривает использование охлаждающей рубашки в качестве третьего средства охлаждения. Кроме того, в качестве второго средства охлаждения предпочтительно использовать кулер, включающий рубашку, в которой протекает охлаждающая среда, трубу, соединенную с циркуляционной линией и установленную внутри оболочки, и спиральную пружину, установленную внутри трубы кулера и способную, по меньшей мере, к одному возвратно-поступательному движению и вращательному движению. В данном случае А/С составляет предпочтительно 0,2 или больше, но не более 1,0, где А (м2) представляет «сумму площадей наружных поверхностей всасывающей трубы, трубчатого охлаждающего змеевика и кольцевого магистрального трубопровода внутри основного корпуса, и площадь наружной стенки основного корпуса, покрытой охлаждающей рубашкой» и С (м2) представляет «площадь внутренней поверхности трубки кулера». Помимо этого, фраза «наружная поверхность всасывающей трубы, трубчатого охлаждающего змеевика и кольцевого магистрального трубопровода» относится к площади поверхности элементов наружных поверхностей всасывающей трубы, трубчатого охлаждающего змеевика и кольцевого магистрального трубопровода, которая существует внутри полимеризационной емкости.The polymerization apparatus preferably includes the suction pipe described above, a tubular cooling coil and annular pipelines as the first cooling means, and preferably comprises the use of a cooling jacket as the third cooling means. In addition, as a second means of cooling, it is preferable to use a cooler including a jacket in which the cooling medium flows, a pipe connected to the circulation line and installed inside the shell, and a coil spring installed inside the cooler pipe and capable of at least one return - translational motion and rotational motion. In this case, A / C is preferably 0.2 or more, but not more than 1.0, where A (m 2 ) represents “the sum of the areas of the outer surfaces of the suction pipe, the tubular cooling coil and the annular main pipe inside the main body, and the area of the outer the walls of the main body, covered with a cooling jacket "and C (m 2 ) represents" the area of the inner surface of the cooler tube ". In addition, the phrase “the outer surface of the suction pipe, the tubular cooling coil and the annular main pipe” refers to the surface area of the elements of the outer surfaces of the suction pipe, the tubular cooling coil and the annular main pipe that exists inside the polymerization tank.
Если А/С меньше 0,2, доля тепла, отведенного вторым средством охлаждения, возрастает. Следовательно, если объем циркуляции не возрастает, температура полимеризационного раствора, циркулирующего через второе средство охлаждения, становится значительно ниже, чем внутренняя температура полимеризационной емкости, разрушая тем самым равномерность состава смолы внутри полимеризационной емкости. Помимо этого, если объем циркуляции повышается, возникает необходимость повысить прочность защитного элемента и основного корпуса аппарата, чтобы сбалансировать увеличение мощности перемешивания или увеличение давления жидкости во втором средстве охлаждения. Это может ухудшить технико-экономические показатели аппарата в целом.If A / C is less than 0.2, the proportion of heat removed by the second cooling means increases. Therefore, if the circulation volume does not increase, the temperature of the polymerization solution circulating through the second cooling means becomes much lower than the internal temperature of the polymerization tank, thereby destroying the uniformity of the resin composition inside the polymerization tank. In addition, if the circulation volume increases, there is a need to increase the strength of the protective element and the main body of the apparatus in order to balance the increase in mixing power or the increase in liquid pressure in the second cooling means. This may worsen the technical and economic performance of the apparatus as a whole.
С другой стороны, если А/С превышает 1,0, доля тепла, отводимого первым средством охлаждения и третьим средством охлаждения, становится чрезвычайно высокой, по сравнению с долей тепла, отводимой вторым средством охлаждения. В результате эффективность охлаждения первым и третьим средствами охлаждения может ухудшиться вследствие образования твердого вещества, которое прилипает к поверхностям данных средств и сокращает продолжительность непрерывной работы. Следовательно, может оказаться невозможным продолжить длительную работу.On the other hand, if A / C exceeds 1.0, the proportion of heat removed by the first cooling means and the third cooling means becomes extremely high, compared with the fraction of heat removed by the second cooling means. As a result, the cooling efficiency of the first and third cooling means may deteriorate due to the formation of a solid substance that adheres to the surfaces of these means and shortens the duration of continuous operation. Therefore, it may not be possible to continue the long work.
Кроме того, если расстояние от фиксированного положения защитного элемента до канала циркуляционного ввода слишком велико, защитный элемент стремится изогнуться под действие давления жидкости циркулирующего раствора. Поэтому предпочтительно сократить расстояние от фиксированного конца защитного элемента до точки пересечения центральной линии канала циркуляционного ввода и защитного элемента (расстояние от фиксированного конца защитного элемента до части защитного элемента, которая принимает давление жидкости). Кроме того, самый высокий конец защитного элемента предпочтительно расположен выше самого высокого конца внутренней стенки канала циркуляционного ввода и ниже самого низкого конца нижней поверхности основного корпуса. Когда самый высокий конец защитного элемента расположен выше самого высокого конца внутренней стенки канала циркуляционного ввода, защитный элемент располагают так, чтобы он был противоположным каналу циркуляционного ввода. Соответственно, можно предотвратить горизонтальное отклонение осевой мешалки под действием давления жидкости полимеризационного раствора, поступающего через канал циркуляционного ввода. Помимо этого, если самый высокий конец защитного элемента расположен ниже поверхности днища основного корпуса, исходный материал проходит через самый высокий конец первого канала течения и попадает в область вблизи верхней зоны выступающей части внутри полимеризационной емкости, чтобы сначала смешаться с полимеризационным раствором в данной области. Лопасть и вспомогательная перемешивающая лопасть установлены внутри узкого пространства в данной области, так что в данный момент времени исходный материал и полимеризационный раствор смешиваются и перемешиваются при высокой скорости сдвига. Следовательно, можно более эффективно смешивать исходный материал и полимеризационный раствор друг с другом и проводить реакцию полимеризации.In addition, if the distance from the fixed position of the protective element to the channel of the circulation input is too large, the protective element tends to bend under the action of the fluid pressure of the circulating solution. Therefore, it is preferable to reduce the distance from the fixed end of the protective element to the point of intersection of the center line of the circulation inlet channel and the protective element (distance from the fixed end of the protective element to the part of the protective element that receives the fluid pressure). In addition, the highest end of the protective element is preferably located above the highest end of the inner wall of the circulation inlet channel and below the lowest end of the lower surface of the main body. When the highest end of the protective element is located above the highest end of the inner wall of the circulation inlet channel, the protective element is positioned so that it is opposite to the circulation inlet channel. Accordingly, it is possible to prevent horizontal deviation of the axial mixer under the action of the liquid pressure of the polymerization solution entering through the circulation inlet channel. In addition, if the highest end of the protective element is located below the surface of the bottom of the main body, the source material passes through the highest end of the first flow channel and enters the area near the upper zone of the protruding part inside the polymerization tank, to first mix with the polymerization solution in this area. The blade and the auxiliary mixing blade are installed inside a narrow space in this area, so that at a given time, the starting material and the polymerization solution are mixed and mixed at a high shear rate. Therefore, it is possible to more efficiently mix the starting material and the polymerization solution with each other and carry out the polymerization reaction.
Если принять внутренний диаметр канала циркуляционного ввода равным DN, тогда самый высокий конец защитного элемента будет предпочтительно расположен на расстоянии 0,5DN или выше, чем самый высокий конец внутренней стенки канала циркуляционного ввода. Если самый высокий конец защитного элемента расположен на данной высоте, давление жидкости на осевую мешалку надежно снижено. Помимо этого, можно обеспечить эффективное смешение, перемешивание исходного материала и полимеризационного раствора и протекание реакции полимеризации.If the inner diameter of the circulation inlet channel is taken to be D N , then the highest end of the security element will preferably be located at a distance of 0.5 D N or higher than the highest end of the inner wall of the circulation inlet channel. If the highest end of the protective element is located at a given height, the fluid pressure on the axial mixer is reliably reduced. In addition, it is possible to provide effective mixing, mixing of the starting material and the polymerization solution and the course of the polymerization reaction.
(Второй вариант осуществления изобретения)(Second Embodiment)
Настоящий вариант осуществления изобретения относится к декомпрессионному элементу для обрыва реакции полимеризации внутри полимеризационной емкости. На фигуре 6 представлен один пример данного производственного аппарата. В настоящем варианте осуществления изобретения, в отличие от первого варианта осуществления изобретения, производственный аппарат включает предохранительную шайбу 5 в верхней зоне основного корпуса 20 в качестве декомпрессионного элемента, открывающегося для снижения давления внутри полимеризационной емкости, когда внутреннее давление в полимеризационной емкости равно или превышает заранее заданное давление. Канал ввода и декомпрессионное устройство, такое как клапан дистанционного управления, могут быть установлены в качестве декомпрессионного элемента вместо предохранительной шайбы 5. Кроме того, циркуляционная линия 19 соединена с боковой поверхностью основного корпуса 20, и высота между касательной линией (TL) основного корпуса 20 и самым высоким концом внутренней стенки циркуляционной линии 19 составляет 0,2D или больше, но не более 0,5 D, при условии, что внутренний диаметр цилиндрической части основного корпуса 20 составляет «D».The present embodiment relates to a decompression element for terminating a polymerization reaction within a polymerization vessel. The figure 6 presents one example of this production apparatus. In the present embodiment, unlike the first embodiment, the production apparatus includes a
Предохранительная шайба 5 установлена таким образом и соединена дополнительно с емкостью (не показано на фигуре 6), в которой поддерживается давление ниже, чем давление в полимеризационной емкости. Соответственно, если реакция полимеризации внутри полимеризационной емкости выходит из под контроля, и внутреннее давление в полимеризационной емкости становится избыточно высоким, предохранительная шайба 5 разрушается и освобождает внутреннюю часть полимеризационной емкости. Таким образом, можно снизить давление внутри полимеризационной емкости. В результате, можно предотвратить чрезмерное увеличение внутреннего давления и температуры внутри полимеризационной емкости и разрушение полимеризационной емкости.The
Кроме того, если предохранительная шайба 5 разрушается, как описано выше, чтобы давление внутри полимеризационной емкости снизилось, часть полимеризационного раствора испаряется и выходит из системы, увеличивая таким образом пространство внутри основного корпуса 20. Если в этот момент времени канал циркуляционного вывода 6 соединен с внутренней поверхностью основного корпуса 20 в самом верхнем положении его, то циркуляционный насос всасывает газ из верхней части основного корпуса 20 и переходит в режим холостого хода, вероятно, таким образом не может работать должным образом.In addition, if the
С другой стороны, если канал циркуляционного вывода 6 соединен с боковой поверхностью основного корпуса 20 в нижнем его положении, то циркуляционный насос вызывает перемещение полимеризационного раствора вблизи днища основного корпуса 20, хотя циркуляционный насос и не переходит в режим холостого хода. Данный полимеризационный раствор вблизи днища основного корпуса 20 уже охлажден трубчатым охлаждающим змеевиком и находится, поэтому, при низкой температуре. Соответственно, относительно низкотемпературный полимеризационный раствор дополнительно охлаждается вторым средством охлаждения, вызывая тем самым возврат в полимеризационную емкость полимеризационного раствора даже с еще более низкой температурой. Следовательно, распределение температуры полимеризационного раствора внутри полимеризационной емкости расширяется. В результате этого, состав полимерной смолы, образующейся внутри полимеризационной емкости, становится неоднородным.On the other hand, if the channel of the
В отличие от этого, в настоящем варианте осуществления изобретения высота между TL основного корпуса 20 и самым верхним концом внутренней стенки канала 6 циркуляционного вывода составляет 0,2 D или больше, но не более 0,5 D. Кроме того, канал 6 циркуляционного вывода соединен с боковой поверхностью основного корпуса 20 на соответствующей высоте.In contrast, in the present embodiment, the height between the TL of the
Следовательно, даже если реакция полимеризации выходит из под контроля, и предохранительная шайба 5 разрушается, циркуляционный насос 7 не переходит в режим холостого хода. Помимо этого, можно приблизить температуру полимеризационного раствора на выходе из кулера, циркулирующего под действием средства циркуляционного охлаждения, как можно ближе к внутренней температуре в полимеризационной емкости. Следовательно, можно сузить распределение температуры полимеризационного раствора внутри полимеризационной емкости и повысить равномерность состава полимерной смолы.Therefore, even if the polymerization reaction goes out of control and the
На внутреннюю стенку полимеризационной емкости можно установить реле уровня, так чтобы можно было определить, на каком уровне находится полимеризационный раствор в момент разрушения предохранительной шайбы 5.A level switch can be installed on the inner wall of the polymerization tank so that it can be determined at what level the polymerization solution is at the time of the destruction of the
(Третий вариант осуществления изобретения)(Third Embodiment)
Третий вариант осуществления изобретения показан на примере, в котором в качестве полимерной смолы используется смола на основе сополимера. Отличительной особенностью многих смол на основе сополимеров является высокая скорость реакции сополимеризации и высокая теплота реакции. Таким образом, смолы на основе сополимеров отличаются тем, что внутренняя температура в полимеризационной емкости стремится к увеличению, а распределение температуры внутри полимеризационной емкости становится неоднородным. Соответственно, при использовании производственного аппарата согласно настоящему изобретению оказывается возможным отвести тепло полимеризации, выделяющееся при реакции сополимеризации внутри полимеризационной емкости, и равномерно регулировать внутреннюю температуру в полимеризационной емкости в пределах желательного температурного интервала. Кроме того, при введении низкотемпературного исходного материала для смолы на основе сополимера в выступающую часть оказывается возможным поддерживать низкую температуру у опорного элемента и осевой мешалки. В результате этого, можно непрерывно и равномерно получать смолу на основе сополимера, имеющую равномерный состав. Помимо этого, можно снизить трение статического подшипника, а также можно предотвратить полимеризацию мономера на опорном элементе и вблизи него.A third embodiment of the invention is illustrated by an example in which a copolymer resin is used as the polymer resin. A distinctive feature of many copolymer resins is the high copolymerization reaction rate and high heat of reaction. Thus, copolymer-based resins differ in that the internal temperature in the polymerization tank tends to increase, and the temperature distribution inside the polymerization tank becomes inhomogeneous. Accordingly, when using the production apparatus according to the present invention, it is possible to remove the polymerization heat generated during the copolymerization reaction inside the polymerization vessel and to uniformly control the internal temperature in the polymerization vessel within the desired temperature range. In addition, by introducing a low temperature copolymer-based resin starting material into the protruding portion, it is possible to maintain a low temperature at the support member and the axial mixer. As a result of this, it is possible to continuously and uniformly obtain a copolymer-based resin having a uniform composition. In addition, it is possible to reduce the friction of the static bearing, and it is also possible to prevent the polymerization of the monomer on and near the support member.
В качестве данной смолы на основе сополимера предпочтительно получать смолу на основе сополимера стирол-акрилонитрил (SAN). Смола на основе сополимера стирол-акрилонитрил (SAN), среди других смол на основе сополимеров, отличается тем, что скорость реакции является высокой, высока теплота полимеризации и ухудшается прозрачность, если смола является неравномерной по составу. Следовательно, использование производственного аппарата согласно настоящему изобретению позволяет обеспечить эффективный отвод реакционного тепла, генерируемого при реакции сополимеризации. Таким образом, можно эффективно и стабильно регулировать внутреннюю температуру в полимеризационной емкости в пределах желательного температурного интервала. В результате можно получать SAN, имеющую равномерный состав и отличную прозрачность, а также предотвратить трение и т.п. явления опорного элемента.As this copolymer resin, it is preferable to obtain a styrene-acrylonitrile (SAN) copolymer resin. The styrene-acrylonitrile (SAN) copolymer resin, among other copolymer resins, is characterized in that the reaction rate is high, the heat of polymerization is high and transparency is impaired if the resin is uneven in composition. Therefore, the use of the production apparatus according to the present invention allows for efficient removal of the reaction heat generated by the copolymerization reaction. Thus, it is possible to effectively and stably control the internal temperature in the polymerization vessel within the desired temperature range. As a result, it is possible to obtain a SAN having a uniform composition and excellent transparency, as well as preventing friction and the like. phenomena of the supporting element.
В пунктах (1)-(4), перечисленных ниже, упомянуты условия, предпочтительные при получении в качестве полимерной смолы смолу на основе сополимера стирол-акрилонитрил (SAN).Paragraphs (1) to (4) below list the conditions that are preferred when a styrene-acrylonitrile (SAN) copolymer resin is obtained as the polymer resin.
(1) Доля компонента акрилонитрила получаемой смолы SAN возрастает по мере увеличения содержания акрилонитрила в исходном материале, вводимом через канал 10 ввода исходного материала. Поэтому доля компонента акрилонитрила в получаемой смоле SAN составляет предпочтительно 15% по массе или выше, но не более 35% по массе, а содержание стирола составляет предпочтительно 65% по массе или выше, но не более 85% по массе. Соответственно, предпочтительно, чтобы массовое отношение «акрилонитрил/(акрилонитрил+стирол)» в исходном материале составляло 0,15 или выше, но не более 0,5, так чтобы SAN имела такой состав, какой рассмотрен выше.(1) The proportion of the acrylonitrile component of the resulting SAN resin increases as the content of acrylonitrile in the feed increases through the
(2) Кроме того, содержание растворителя в исходном материале, вводимом через канал 10 ввода исходного материала, составляет предпочтительно 5% по массе или выше, но не более 30% по массе. Растворитель используют для снижения мощности перемешивания и регулирования скорости реакции полимеризации. При содержании растворителя в исходном материале, лежащем в данных пределах, можно получать SAN стабильно и с высокой производительностью. Типом данного растворителя может быть ароматическое углеводородное соединение, такое как бензол, толуол и этилбензол и т.д.(2) In addition, the solvent content in the feed introduced through the
(3) Кроме того, в качестве регулятора молекулярной массы в состав исходного материала, вводимого через канал 10 ввода исходного материала, можно включить серосодержащее соединение, такое как третичный додецилмеркаптан и т.п. в концентрации 100 млн.ч. или выше, но не более 8000 млн.ч. Органический пероксид, например, бензоилпероксид, лаурилпероксид, ацетилпероксид или т.п., может содержаться в исходном материале в качестве инициатора в каждом случае по отдельности.(3) In addition, as a molecular weight regulator, a sulfur-containing compound such as tertiary dodecyl mercaptan and the like can be included in the composition of the starting material introduced through the
(4) В случае отсутствия инициатора условия полимеризации предусматривают температуру предпочтительно 120°С или выше, но не более 170°С, и время пребывания составляет предпочтительно 1 час или больше, но не более 3 часов. В случае использования инициатора, условия полимеризации включают температуру предпочтительно 70°С или выше, но не более 125°С и время пребывания предпочтительно 1 час или более, но не более 3 часов.(4) In the absence of an initiator, the polymerization conditions include a temperature of preferably 120 ° C. or higher, but not more than 170 ° C., and a residence time is preferably 1 hour or more, but not more than 3 hours. In the case of using an initiator, the polymerization conditions include a temperature of preferably 70 ° C or higher, but not more than 125 ° C and a residence time of preferably 1 hour or more, but not more than 3 hours.
(Четвертый вариант осуществления изобретения)(Fourth Embodiment)
Данный вариант осуществления изобретения относится к способу получения с использованием аппарата для получения SAN. Настоящий вариант осуществления изобретения включает следующие стадии:This embodiment of the invention relates to a production method using an apparatus for producing a SAN. The present embodiment includes the following steps:
(1) Стадию подготовки полимеризационной емкости, загруженной полимеризационным раствором;(1) a step for preparing the polymerization vessel loaded with the polymerization solution;
(2) стадию ввода исходного материала по каналу ввода исходного материала в третий канал течения, второй канал течения и первый канал течения в выступающей части;(2) the step of introducing the source material through the input channel of the source material into the third flow channel, the second flow channel and the first flow channel in the protruding part;
(3) стадию проведения реакции полимеризации, в которой образуется полимерная смола при смешении исходного материала с полимеризационным раствором под действием вращения перемешивающего устройства;(3) a polymerization reaction step in which a polymer resin is formed by mixing the starting material with the polymerization solution under the action of rotation of the mixing device;
(4) стадию охлаждения полимеризационного раствора внутри полимеризационной емкости первым и третьим средством охлаждения;(4) a step for cooling the polymerization solution inside the polymerization vessel by the first and third cooling means;
(5) стадию отвода полимеризационного раствора из основного корпуса с использованием циркуляционного насоса, охлаждения полимеризационного раствора вторым средством охлаждения и затем возвращения полимеризационного раствора в выступающую часть по каналу циркуляционного ввода; и(5) the step of withdrawing the polymerization solution from the main body using a circulation pump, cooling the polymerization solution with a second cooling means, and then returning the polymerization solution to the protruding part through the circulation inlet channel; and
(6) стадию отвода полимеризационного раствора по каналу отвода раствора и затем отделения полимерной смолы от полимеризационного раствора.(6) a step for discharging the polymerization solution along the channel for discharging the solution and then separating the polymer resin from the polymerization solution.
В вышерассмотренном способе производства стадии (1)-(6) необязательно могут быть осуществлены последовательно. В альтернативном варианте, некоторые или все стадии могут осуществляться одновременно.In the above production method, steps (1) to (6) may optionally be carried out sequentially. Alternatively, some or all of the steps may be carried out simultaneously.
Здесь объемный расход полимеризационного раствора, циркулирующего внутри основного корпуса, составляет предпочтительно 50 кратный или более, но не более 300 кратного, и более предпочтительно 80 кратный или более, но не более, чем 200 кратный, объемный расход исходного материала, вводимого по каналу ввода исходного материала.Here, the volumetric flow rate of the polymerization solution circulating inside the main body is preferably 50 times or more, but not more than 300 times, and more preferably 80 times or more, but not more than 200 times, the volumetric flow rate of the source material introduced through the input channel of the source material.
Здесь, «объемный расход полимеризационного раствора, циркулирующего внутри основного корпуса», может быть измерен при использовании метода индикаторных частиц. То есть сиропообразный раствор или силиконовое масло, имеющее такую же вязкость, что и вязкость полимеризационного раствора, помещают в емкость из акрилового термопласта, имеющую такую же конструкцию и размер, что и полимеризационная емкость, и перемешивают с использованием перемешивающего устройства после окончания ввода нового исходного материала и слива полимеризационного раствора. Затем в полимеризационную емкость помещают индикаторные частицы, такие как сферические частицы диаметром приблизительно от 2 мм до 3 мм, из окрашенной винилхлоридной смолы, полистирольной смолы или ABS смолы, разность плотностей которых и полимеризационного раствора не больше приблизительно 5%. Затем определяют, сколько раз в единицу времени (в час) индикаторные частицы циркулируют внутри полимеризационной емкости. Затем рассчитывают «объемную скорость полимеризационного раствора, циркулирующего внутри основного корпуса» на основе числа циркуляций индикаторных частиц внутри полимеризационной емкости.Here, "the volumetric flow rate of the polymerization solution circulating inside the main body" can be measured using the indicator particle method. That is, a syrup-like solution or silicone oil having the same viscosity as the viscosity of the polymerization solution is placed in an acrylic thermoplastic container having the same design and size as the polymerization container, and mixed using a mixing device after the introduction of a new starting material is completed and draining the polymerization solution. Then indicator particles, such as spherical particles with a diameter of about 2 mm to 3 mm, from colored vinyl chloride resin, polystyrene resin or ABS resin, the density difference of which and the polymerization solution is not more than about 5%, are placed in the polymerization tank. Then determine how many times per unit time (per hour) indicator particles circulate inside the polymerization tank. Then calculate the "bulk velocity of the polymerization solution circulating inside the main body" based on the number of circulations of indicator particles inside the polymerization tank.
Например, если индикаторные частицы циркулируют внутри полимеризационной емкости «А» раз в час и объем полимеризационного раствора внутри полимеризационной емкости составляет «V» (м3), то «объемный расход полимеризационного раствора, циркулирующего внутри основного корпуса» составляет А×М (м3/ч). Соответственно, используя формулу А×V/Q, можно рассчитать, во сколько раз объем полимеризационного раствора, циркулирующего внутри полимеризационной емкости, больше объемного расхода исходного материала, введенного по каналу ввода исходного материала, принимая, что расход вновь введенного исходного материала составляет Q (м3/ч). Сферические индикаторные частицы могут быть получены загрузкой исходной смолы, пигмента и т.п. в экструдер и гранулированием ее методом подводной нарезки.For example, if indicator particles circulate inside the polymerization tank “A” once an hour and the volume of the polymerization solution inside the polymerization tank is “V” (m 3 ), then the “volumetric flow rate of the polymerization solution circulating inside the main body” is A × M (m 3 / h). Accordingly, using the formula A × V / Q, it is possible to calculate how many times the volume of the polymerization solution circulating inside the polymerization tank is greater than the volumetric flow rate of the starting material introduced through the input channel of the starting material, assuming that the flow rate of the newly introduced starting material is Q (m 3 / h). Spherical indicator particles can be obtained by loading the starting resin, pigment, etc. into the extruder and granulating it by underwater cutting.
Вязкость полимеризационного раствора можно определить, например, (а) оценивая потерю давления на линии выгрузки из циркуляционного насоса или на выводной линии полимеризационного раствора и рассчитывая вязкость по уравнению Hagen-Poiseuille, или (b) устанавливая вискозиметр вибрационного типа или т.п. внутри полимеризационной емкости или на выводной линии из нее.The viscosity of the polymerization solution can be determined, for example, by (a) evaluating the pressure loss on the discharge line from the circulation pump or on the outlet line of the polymerizing solution and calculating the viscosity using the Hagen-Poiseuille equation, or (b) installing a vibration type viscometer or the like. inside the polymerization tank or on the output line from it.
Теплоперенос возрастает с увеличением расхода полимеризационного раствора, проходящего через второе средство охлаждения, и поэтому температура на выходе полимеризационного раствора также повышается. Поэтому можно получить превосходный по прозрачности полимер. С другой стороны, мощность циркуляционного насоса увеличивается и, поэтому, при необходимости увеличивается мощность или прочность соскабливающего устройства, что приводит к ухудшению технико-экономических показателей способа производства. Соответственно, если второе средство охлаждения состоит из кулера, включающего вышеуказанную рубашку, трубу и спиральную пружину, то отношение («объемный расход полимеризационного раствора, протекающего внутри трубки второго средства охлаждения») составляет предпочтительно 0,2 м3/ч/м2 или выше, но не более 0,5 м3/ч/м2. При отношении «(объемный расход полимеризационного раствора, протекающего внутри трубки второго средства охлаждения)/(площадь внутренней поверхности трубки второго средства охлаждения)», лежащем внутри вышеуказанного интервала, можно приблизить температуру на выходе из кулера полимеризационного раствора, циркулирующего под действием средства циркуляционного охлаждения, по возможности ближе к внутренней температуре полимеризационной емкости. В результате оказывается возможным сузить распределение по температуре полимеризационного раствора внутри полимеризационной емкости и сделать полимерную смолу равномерной по составу.Heat transfer increases with increasing consumption of the polymerization solution passing through the second cooling means, and therefore, the temperature at the outlet of the polymerization solution also increases. Therefore, an excellent transparency polymer can be obtained. On the other hand, the power of the circulation pump increases and, therefore, if necessary, the power or strength of the scraping device increases, which leads to a deterioration in the technical and economic indicators of the production method. Accordingly, if the second cooling means consists of a cooler including the above jacket, pipe and coil spring, then the ratio (“volumetric flow rate of the polymerization solution flowing inside the tube of the second cooling means”) is preferably 0.2 m 3 / h / m 2 or higher but not more than 0.5 m 3 / h / m 2 . With the ratio "(volumetric flow rate of the polymerization solution flowing inside the tube of the second cooling means) / (area of the inner surface of the tube of the second cooling means)" lying inside the above interval, we can approximate the temperature at the outlet of the cooler of the polymerization solution circulating under the action of the circulation cooling means, as close as possible to the internal temperature of the polymerization tank. As a result, it is possible to narrow the temperature distribution of the polymerization solution inside the polymerization tank and make the polymer resin uniform in composition.
Если производимой смолой является смола на основе сополимера стирол-акрилонитрил (SAN), температура исходного материала, вводимого по каналу ввода исходного материала в выступающую часть, составляет предпочтительно -5°С или выше, но не более 20°С, более предпочтительно 0°С или выше, но не выше 10°С. Данный исходный материал может быть охлажден предварительно с использованием, например, такой охлаждающей среды, как охлажденная вода или солевой раствор. Поскольку вода часто растворяется в акрилонитриле, который является исходным материалом, данная вода замерзает на внутренней стенке охлаждающего устройства, если температура исходного материала является чрезмерно низкой, ухудшая тем самым охлаждающую способность охлаждающего устройства. С другой стороны, если температура исходного материала является чрезмерно высокой, исходный материал под действием тепла трения между опорным элементом и осевой мешалкой, тепла, поступающего от полимеризационного раствора, циркулирующего внутри второго средства охлаждения по выступающей части, и тепла, поступающего из внутренней части полимеризационной емкости через мешалку, может начать сополимеризоваться в любом из каналов течения с первого по третий или в зазоре или т.п.If the resin to be produced is a styrene-acrylonitrile (SAN) copolymer resin, the temperature of the starting material introduced through the input channel of the starting material into the protruding portion is preferably -5 ° C or higher, but not more than 20 ° C, more preferably 0 ° C or higher, but not higher than 10 ° C. This starting material may be pre-cooled using, for example, a cooling medium such as chilled water or saline. Since water often dissolves in acrylonitrile, which is the starting material, this water freezes on the inner wall of the cooling device if the temperature of the starting material is excessively low, thereby impairing the cooling ability of the cooling device. On the other hand, if the temperature of the starting material is excessively high, the starting material under the action of heat of friction between the support element and the axial mixer, heat coming from the polymerization solution circulating inside the second cooling means along the protruding part, and heat coming from the inside of the polymerization tank through a mixer, it can begin to copolymerize in any of the flow channels from the first to the third or in the gap or the like.
Примеры воплощения изобретенияExamples of embodiment of the invention
(Пример 1 воплощения изобретения)(Example 1 embodiment of the invention)
SAN получали при использовании производственного аппарата, показанного на фигуре 1. Данный производственный аппарат включал полимеризационную емкость, включающую основной корпус 20 и выступающую часть 21. Внутри основного корпуса 20 производственный аппарат включал перемешивающее устройство винтового типа, осевую перемешивающую лопасть 17, всасывающую трубку 3, трубчатый охлаждающий змеевик 4а и кольцевой магистральный трубопровод 4b, к которому прикреплен трубчатый охлаждающий змеевик. На наружной стенке полимеризационной емкости производственный аппарат включал охлаждающую рубашку 1. Часть полимеризационного раствора выводили из основного корпуса 20 циркуляционным насосом 7 и после охлаждения в кулере 8 возвращали в выступающую часть 21 с противоположной стороны от защитного элемпента 9. Данный кулер 8 включал рубашку, внутри которой протекала охлаждающая среда, трубку, которая располагалась внутри рубашки и внутри которой протекал полимеризационный раствор, и спиральную пружину, установленную внутри трубки, так чтобы обеспечивать соскабливание материала, прилипшего к внутренней стенке трубки, под действием ее возвратно-поступательного движения.SAN was obtained using the production apparatus shown in Figure 1. This production apparatus included a polymerization vessel including a
Кроме того, производственный аппарат сконструирован таким образом, что исходный материал вводили в выступающую часть 21 со стороны ее боковой поверхности через канал 10 ввода исходного материала. Исходный материал охлаждали в теплообменнике до 20°С и непрерывно подавали со скоростью (F) 2,06 м3/ч. Состав исходного материала был подобран таким образом, чтобы массовое отношение стирола, акрилонитрила, этилбензола и третичного додецилмеркаптана составляло 0,5421/0,3539/0,0995/0,0045. Расход (D) циркулирующего полимеризационного раствора регулировали на 16 м3/ч путем выбора зубчатого насоса для циркуляционного насоса 7 и регулирования числа его оборотов.In addition, the production apparatus is designed in such a way that the source material is introduced into the protruding
Помимо этого, внутренний объем (В) данной полимеризационной емкости составлял 2,67 м3, общая сумма (А) площадей наружной поверхности всасывающей трубы 3, трубчатого охлаждающего змеевика 4а и кольцевого магистрального трубопровода 4b и площадь наружной стенки основного корпуса 20, покрытая охлаждающей рубашкой 1, составляла 40 м2, а площадь внутренней поверхности (С) трубчатого кулера 8 составляла 49,67 м2. С другой стороны, объемный расход (Е) полимеризационного раствора, циркулирующего внутри основного корпуса, устанавливали равным 200 м3/ч путем регулирования числа оборотов перемешивающего устройства до 80 об/мин.In addition, the internal volume (B) of this polymerization tank was 2.67 m 3 , the total amount (A) of the areas of the outer surface of the
Температуру полимеризации поддерживали при 144°С путем регулирования температуры охлаждающей среды, протекающей по всасывающей трубе, трубчатому охлаждающему змеевику, охлаждающей рубашке и рубашке кулера 8. Расход данной охлаждающей среды составлял 90 м3/ч. Температуру полимеризации измеряли термометром, вставленным на 200 мм внутрь от наружной стенки основного корпуса в середине верхней и нижней касательных линий основного корпуса полимеризационной емкости.The polymerization temperature was maintained at 144 ° C. by controlling the temperature of the cooling medium flowing through the suction pipe, the tubular cooling coil, the cooling jacket and the
Полимеризационный раствор, непрерывно отводимый через патрубок 12 для отвода раствора, установленный в верхней части основного корпуса, вводили в трубчатый теплообменник с рубашкой и газо-жидкостной сепаратор, описанный в публикации патента Японии № 48-29797. Затем непрореагировавший мономер, растворитель и SAN отделяли от данного полимеризационного раствора. В этот момент давление в газо-жидкостном сепараторе постоянно поддерживали при 40 Торр, а температуру нагретой среды, протекающей через теплообменник, регулировали таким образом, чтобы температура отделенного SAN составляла 220°С. После этого SAN гранулировали и получали готовый продукт.The polymerization solution, continuously discharged through the
SAN, полученный как описано выше, использовали для приготовления образцов для испытаний размером 50 мм по длине х 50 мм по ширине × 3 мм по толщине методом литья под давлением, и измеряли показатели мутности образцов для испытаний. В качестве литьевой машины использовали SJ-35C Dynamelt производства Meiki Co., Ltd. Условия литья устанавливали такие, что температура цилиндра составляла 220°С для всех передних, средних и задних его частей, коэффициент инжекции составлял 60% и температура литья составляла 60°С.The SAN obtained as described above was used to prepare test samples measuring 50 mm in length x 50 mm in width × 3 mm in thickness by injection molding, and turbidity of the test samples was measured. The injection machine used was SJ-35C Dynamelt manufactured by Meiki Co., Ltd. The casting conditions were set such that the cylinder temperature was 220 ° C for all its front, middle and rear parts, the injection coefficient was 60% and the casting temperature was 60 ° C.
Помимо этого, три образца для испытаний исследовали на измерителе мутности NDH-2000 производства Nippon Denshoku Industries Co., Ltd., используя метод фотометрического шара и источник С света, согласно стандарту JIS K-7105-1981, для оценки величины мутности как среднего значения, измеренного таким образом. Кроме того, определяли содержание акрилонитрильного компонента (PAN) в продукте, используя элементарный анализатор Perkin-Elmer 240011 CHNS/O Analyzer. Дополнительно оценивали индекс течения расплава (MFI), который является важным показателем физических свойств SAN, при температуре измерений 200°С и массе измерений 5 кг, согласно стандарту ASTM D-1238. В таблице 1 сведены результаты измерений величины мутности, содержания акрилонитрильного компонента и индекса течения расплава (MFI).In addition, three test specimens were investigated on an NDH-2000 turbidity meter manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. using a photometric ball method and a C light source according to JIS K-7105-1981 to estimate the turbidity as an average value. measured in this way. In addition, the content of the acrylonitrile component (PAN) in the product was determined using a Perkin-Elmer 240011 CHNS / O Analyzer. Additionally, the melt flow index (MFI) was evaluated, which is an important indicator of the physical properties of the SAN at a measurement temperature of 200 ° C and a measurement mass of 5 kg, according to ASTM D-1238. Table 1 summarizes the results of measurements of the turbidity, the content of the acrylonitrile component and the melt flow index (MFI).
(Пример воплощения изобретения 2)(An example embodiment of the invention 2)
В производственном аппарате, использованном в примере 1 воплощения изобретения, устанавливали другой набор из канала 6 циркуляционного отвода, циркуляционного насоса 7, кулера 8 и канала 18 циркуляционного ввода, расход исходного материала (F) устанавливали 2,43 м3/ч. SAN получали в тех же условиях, что и условия в примере 1 воплощения изобретения, за исключением данного параметра. В таблице 1 представлены результаты измерения величины мутности, содержания акрилонитрильного компонента и индекса течения расплава (MFI) SAN.In the production apparatus used in example 1 of the embodiment of the invention, another set of a
Claims (14)
полимеризационную емкость, включающую основной корпус и выступающую часть, которая выступает вниз от плоскости днища основного корпуса и нижняя часть которой представляет крышку нижней части;
перемешивающее устройство, включающее привод, установленный выше основного корпуса, вращающуюся осевую мешалку, соединенную с приводом и проходящую от привода в выступающую часть, и лопасть, расположенную на боковой поверхности осевой мешалки;
опорный элемент, расположенный на нижней крышке выступающей части, так чтобы закрыть боковую поверхность осевой мешалки без контакта с ней, и так, чтобы образовался зазор между опорным элементом и боковой поверхностью осевой мешалки и между опорным элементом и нижней поверхностью осевой мешалки;
выпускное отверстие для отвода раствора в основном корпусе;
защитный элемент, покрывающий боковую поверхность осевой мешалки без контакта с ней и образующий первый канал течения между защитным элементом и боковой поверхностью осевой мешалки внутри выступающей части;
первое средство охлаждения, расположенное внутри основного корпуса;
средство циркуляционного охлаждения, включающее канал циркуляционного ввода, расположенный на боковой поверхности выступающей части, так чтобы находиться напротив защитного элемента, циркуляционную линию, проходящую от основного корпуса к каналу циркуляционного ввода, и второе средство охлаждения и циркуляционный насос, соединенный с циркуляционной линией в средней точке;
третье средство охлаждения, расположенное так, чтобы закрывать наружную стенку полимеризационной емкости;
канал ввода исходного материала, соединенный с выступающей частью, и элемент, определяющий канал течения, расположен между опорным элементом и защитным элементом, так чтобы закрывать боковую поверхность осевой мешалки и так, чтобы фиксировать опорный элемент и защитный элемент, и где элемент, и где определяющий канал течения образуют второй канал течения между боковой поверхностью осевой мешалки и элементом, определяющим канал течения, и третий канал течения для соединения второго канала течения с каналом ввода исходного материала;
где каналы течения с первого по третий составляют непрерывный канал течения,
самый высокий конец первого канала течения открыт внутрь выступающей части; и
зазор, часть первого канала течения, за исключением самого высокого конца, второй канал течения и третий канал течения изолированы от внутренней зоны выступающей части.1. A device for producing a polymer resin, including:
a polymerization tank including a main body and a protruding part that protrudes downward from the plane of the bottom of the main body and the lower part of which represents the cover of the lower part;
a mixing device comprising a drive mounted above the main body, a rotating axial mixer connected to the drive and extending from the drive to the protruding part, and a blade located on the side surface of the axial mixer;
a support element located on the lower cover of the protruding part, so as to close the side surface of the axial mixer without contact with it, and so that a gap is formed between the support element and the side surface of the axial mixer and between the support element and the lower surface of the axial mixer;
an outlet for draining the solution in the main body;
a protective element covering the lateral surface of the axial mixer without contact with it and forming a first flow channel between the protective element and the lateral surface of the axial mixer inside the protruding part;
first cooling means located inside the main body;
circulation cooling means including a circulation inlet channel located on a side surface of the protruding part so as to be opposite the protective element, a circulation line passing from the main body to the circulation inlet channel, and a second cooling means and a circulation pump connected to the circulation line at a midpoint ;
third cooling means arranged so as to close the outer wall of the polymerization vessel;
a feed material input channel connected to the protruding part and an element defining a flow channel are located between the support element and the protective element so as to close the side surface of the axial mixer and so as to fix the support element and the protective element, and where the element and where the defining the flow channel form a second flow channel between the lateral surface of the axial mixer and the element defining the flow channel, and a third flow channel for connecting the second flow channel to the input channel of the source material;
where the first to third flow channels constitute a continuous flow channel,
the highest end of the first flow channel is open inside the protruding part; and
the gap, part of the first flow channel, with the exception of the highest end, the second flow channel and the third flow channel are isolated from the inner zone of the protruding part.
основной корпус дополнительно включает элемент сброса давления, открывающийся, когда внутреннее давление в полимеризационной емкости достигает заранее заданной величины или превышает ее, чтобы снизить давление внутри полимеризационной емкости;
циркуляционная линия соединена с боковой поверхностью основного корпуса и
высота от касательной линии основного корпуса к самой высокой точке внутренней стенки циркуляционной линии составляет 0,2 D или больше, но не более 0,5 D, при условии, что внутренний диаметр цилиндрической части основного корпуса равен D.2. A device for producing a polymer resin according to claim 1, where
the main body further includes a pressure relief element that opens when the internal pressure in the polymerization tank reaches a predetermined value or exceeds it to reduce the pressure inside the polymerization tank;
the circulation line is connected to the side surface of the main body and
the height from the tangent line of the main body to the highest point of the inner wall of the circulation line is 0.2 D or more, but not more than 0.5 D, provided that the inner diameter of the cylindrical part of the main body is D.
первое средство охлаждения включает
всасывающую трубку, окружающую лопасть перемешивающего устройства и включающую охлаждающую среду, протекающую внутри всасывающей трубки;
трубчатый охлаждающий змеевик, расположенный между всасывающей трубкой и внутренней стенкой основного корпуса, и
кольцевые магистральные трубопроводы, расположенные в верхней и нижней зонах полимеризационной емкости, так чтобы обеспечивать протекание охлаждающей среды по трубчатому охлаждающему змеевику;
третье средство охлаждения, включающее охлаждающую рубашку, и
А/В равно 6 м2/м3 или больше, но не более 25 м2/м3, где А (м2) представляет «сумму площадей наружных поверхностей всасывающей трубы, трубчатого охлаждающего змеевика и кольцевых магистральных трубопроводов внутри основного корпуса и площадь наружной стенки основного корпуса, покрытой охлаждающей рубашкой», и В (м3) представляет «внутренний объем полимеризационной емкости».3. A device for producing a polymer resin according to claim 1, where
the first cooling means includes
a suction tube surrounding the paddle of the mixing device and including a cooling medium flowing inside the suction tube;
a tubular cooling coil located between the suction tube and the inner wall of the main body, and
ring main pipelines located in the upper and lower zones of the polymerization tank, so as to ensure the flow of the cooling medium through the tubular cooling coil;
a third cooling means including a cooling jacket, and
A / B is 6 m 2 / m 3 or more, but not more than 25 m 2 / m 3 , where A (m 2 ) represents the "sum of the areas of the outer surfaces of the suction pipe, tubular cooling coil and ring main pipelines inside the main body and the area the outer wall of the main body, covered with a cooling jacket ", and B (m 3 ) represents the" internal volume of the polymerization tank ".
всасывающую трубку, окружающую лопасть перемешивающего устройства и включающую охлаждающую среду, протекающую внутри всасывающей трубки;
трубчатый охлаждающий змеевик, расположенный между всасывающей трубкой и внутренней стенкой основного корпуса, и
кольцевые магистральные трубопроводы, расположенные в верхней и нижней зонах полимеризационной емкости, так чтобы обеспечивать протекание охлаждающей среды по трубчатому охлаждающему змеевику;
второе средство охлаждения включает кулер, кулер включает рубашку с охлаждающей средой, протекающей в ней, трубку, соединенную с циркуляционной линией и расположенную внутри рубашки, и спиральную пружину, расположенную внутри трубки и способную, по меньшей мере, к одному возвратно-поступательному движению и вращательному движению;
третье средство охлаждения, включает охлаждающую рубашку, и А/С равно 0,2 или больше, но не более 1,0, где А (м2) представляет «сумму площадей наружных поверхностей всасывающей трубы, трубчатого охлаждающего змеевика и кольцевых магистральных трубопроводов внутри основного корпуса и площадь наружной стенки основного корпуса, покрытой охлаждающей рубашкой», и С (м2) представляет «площадь внутренней поверхности трубки кулера».4. A device for producing a polymer resin according to claim 1, where the first cooling means includes
a suction tube surrounding the paddle of the mixing device and including a cooling medium flowing inside the suction tube;
a tubular cooling coil located between the suction tube and the inner wall of the main body, and
ring main pipelines located in the upper and lower zones of the polymerization tank, so as to ensure the flow of the cooling medium through the tubular cooling coil;
the second cooling means includes a cooler, the cooler includes a jacket with a cooling medium flowing in it, a tube connected to the circulation line and located inside the jacket, and a coil spring located inside the tube and capable of at least one reciprocating movement and rotational movement;
the third cooling means includes a cooling jacket, and A / C is 0.2 or more, but not more than 1.0, where A (m 2 ) represents "the sum of the areas of the outer surfaces of the suction pipe, tubular cooling coil and annular main pipelines inside the main case and the area of the outer wall of the main body covered with a cooling jacket ", and C (m 2 ) represents" the area of the inner surface of the cooler tube ".
подготовку полимеризационной емкости, загруженную полимеризационным раствором;
ввод исходного материала по каналу ввода исходного материала через третий канал течения, второй канал течения и первый канал течения в выступающую часть;
проведение реакции полимеризации, в которой образуется полимерная смола, при смешении исходного материала с полимеризационным раствором под действием вращения осевой мешалки;
охлаждение полимеризационного раствора внутри полимеризационной емкости первым и третьим средством охлаждения;
отвод полимеризационного раствора из основного корпуса с использованием циркуляционного насоса, охлаждение полимеризационного раствора вторым средством охлаждения и затем возврат полимеризационного раствора в выступающую часть по каналу циркуляционного ввода; и
отвод полимеризационного раствора по каналу отвода раствора и затем отделение полимерной смолы от полимеризационного раствора.9. A method of producing a polymer resin using a device for producing according to any one of claims 1 to 8, the method includes
preparing a polymerization vessel loaded with a polymerization solution;
the input of the source material through the input channel of the source material through the third flow channel, the second flow channel and the first flow channel into the protruding part;
carrying out a polymerization reaction in which a polymer resin is formed by mixing the starting material with the polymerization solution under the action of rotation of the axial mixer;
cooling the polymerization solution inside the polymerization tank with the first and third cooling means;
withdrawing the polymerization solution from the main body using a circulation pump, cooling the polymerization solution with a second cooling means, and then returning the polymerization solution to the protruding part through the circulation inlet channel; and
drainage of the polymerization solution through the channel of the drainage solution and then the separation of the polymer resin from the polymerization solution.
выступающую часть, которая выступает вниз от плоскости днища основного корпуса и включает нижнюю часть, которая представляет крышку нижней части;
перемешивающее устройство, включающее вращающуюся осевую мешалку, соединенную с приводом, установленным выше основного корпуса, и проходящую от привода в выступающую часть, и лопасть, расположенную на боковой поверхности осевой мешалки;
опорный элемент, расположенный на нижней крышке выступающей части, так чтобы закрывать боковую поверхность осевой мешалки без контакта с ней, и так, чтобы образовался зазор между опорным элементом и боковой поверхностью осевой мешалки и между опорным элементом и нижней поверхностью осевой мешалки;
выпускное отверстие для отвода раствора в основном корпусе;
защитный элемент, закрывающий боковую поверхность осевой мешалки без контакта с ней и образующий первый канал течения между защитным элементом и боковой поверхностью осевой мешалки внутри выступающей части;
первое средство охлаждения, расположенное внутри основного корпуса;
канал циркуляционного ввода, расположенный на боковой поверхности выступающей части, так чтобы находиться напротив защитного элемента и обеспечивать течение охлажденного полимеризационного раствора в ней;
канал ввода исходного материала, соединенный с выступающей частью, и элемент, определяющий канал течения и расположенный между опорным элементом и защитным элементом, так чтобы закрывать боковую поверхность осевой мешалки и фиксировать опорный элемент и защитный элемент, элемент, определяющий канал течения и образующий второй канал течения между боковой поверхностью осевой мешалки и элементом, определяющим канал течения, и третий канал течения для соединения второго канала течения с каналом ввода исходного материала;
где каналы течения с первого по третий составляют непрерывный канал течения,
самый высокий конец первого канала течения открыт внутрь выступающей части; и
зазор, часть первого канала течения, за исключением самого высокого конца, второй канал течения и третий канал течения изолированы от внутренней зоны выступающей части.13. The polymerization tank for polymer resin, including the main body;
a protruding part that protrudes downward from the plane of the bottom of the main body and includes a lower part that represents the cover of the lower part;
a mixing device comprising a rotary axial mixer connected to a drive mounted above the main body and extending from the drive to the protruding part, and a blade located on the side surface of the axial mixer;
a support element located on the lower cover of the protruding part, so as to close the side surface of the axial mixer without contact with it, and so that a gap is formed between the support element and the side surface of the axial mixer and between the support element and the lower surface of the axial mixer;
an outlet for draining the solution in the main body;
a protective element covering the side surface of the axial mixer without contact with it and forming a first flow channel between the protective element and the side surface of the axial mixer inside the protruding part;
first cooling means located inside the main body;
a circulation inlet channel located on the side surface of the protruding part, so as to be opposite the protective element and to ensure the flow of the cooled polymerization solution in it;
a feed material input channel connected to the protruding part, and an element defining a flow channel and located between the support element and the protective element, so as to close the side surface of the axial mixer and fix the support element and the protective element, the element defining the flow channel and forming the second flow channel between the lateral surface of the axial mixer and the element defining the flow channel, and the third flow channel for connecting the second flow channel to the input channel of the source material;
where the first to third flow channels constitute a continuous flow channel,
the highest end of the first flow channel is open inside the protruding part; and
the gap, part of the first flow channel, with the exception of the highest end, the second flow channel and the third flow channel are isolated from the inner zone of the protruding part.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011115068/04A RU2458936C1 (en) | 2008-09-18 | 2008-09-18 | Apparatus for producing polymer resins, polymerisation vessel and method of producing polymer resins |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011115068/04A RU2458936C1 (en) | 2008-09-18 | 2008-09-18 | Apparatus for producing polymer resins, polymerisation vessel and method of producing polymer resins |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2458936C1 true RU2458936C1 (en) | 2012-08-20 |
Family
ID=46936649
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011115068/04A RU2458936C1 (en) | 2008-09-18 | 2008-09-18 | Apparatus for producing polymer resins, polymerisation vessel and method of producing polymer resins |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2458936C1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111715136A (en) * | 2020-07-03 | 2020-09-29 | 诸暨市众创机械设备厂 | Resin inner circulation stirring device for spinning |
CN112246200A (en) * | 2020-10-29 | 2021-01-22 | 昌和化学新材料(江苏)有限公司 | Production device and production process of high-purity triphenyl phosphite |
CN112774613A (en) * | 2021-03-11 | 2021-05-11 | 武汉炼化工程设计有限责任公司 | Isomerization reaction kettle |
CN114225841A (en) * | 2021-11-29 | 2022-03-25 | 无锡市汇流化纤科技有限公司 | Anti-condensation device and anti-condensation method for feeding port of spandex continuous reactor |
CN117717995A (en) * | 2024-01-29 | 2024-03-19 | 郯城博化化工科技有限公司 | Epoxy raw material production device |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4198383A (en) * | 1978-08-21 | 1980-04-15 | Deryagina Galina M | Apparatus for continuous preparation of acrylonitrilebutadienstyrene copolymer |
SU1627241A1 (en) * | 1988-06-29 | 1991-02-15 | Предприятие П/Я Р-6956 | Reaction vessel |
SU1627243A1 (en) * | 1989-02-10 | 1991-02-15 | Советско-итальянское научно-исследовательское общество "Синион" | Apparatus for polymerization |
JP2004018560A (en) * | 2002-06-12 | 2004-01-22 | Nippon Shokubai Co Ltd | Method for producing (meth)acrylic acid-based polymer and apparatus therefor |
-
2008
- 2008-09-18 RU RU2011115068/04A patent/RU2458936C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4198383A (en) * | 1978-08-21 | 1980-04-15 | Deryagina Galina M | Apparatus for continuous preparation of acrylonitrilebutadienstyrene copolymer |
SU1627241A1 (en) * | 1988-06-29 | 1991-02-15 | Предприятие П/Я Р-6956 | Reaction vessel |
SU1627243A1 (en) * | 1989-02-10 | 1991-02-15 | Советско-итальянское научно-исследовательское общество "Синион" | Apparatus for polymerization |
JP2004018560A (en) * | 2002-06-12 | 2004-01-22 | Nippon Shokubai Co Ltd | Method for producing (meth)acrylic acid-based polymer and apparatus therefor |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111715136A (en) * | 2020-07-03 | 2020-09-29 | 诸暨市众创机械设备厂 | Resin inner circulation stirring device for spinning |
CN112246200A (en) * | 2020-10-29 | 2021-01-22 | 昌和化学新材料(江苏)有限公司 | Production device and production process of high-purity triphenyl phosphite |
CN112774613A (en) * | 2021-03-11 | 2021-05-11 | 武汉炼化工程设计有限责任公司 | Isomerization reaction kettle |
CN114225841A (en) * | 2021-11-29 | 2022-03-25 | 无锡市汇流化纤科技有限公司 | Anti-condensation device and anti-condensation method for feeding port of spandex continuous reactor |
CN117717995A (en) * | 2024-01-29 | 2024-03-19 | 郯城博化化工科技有限公司 | Epoxy raw material production device |
CN117717995B (en) * | 2024-01-29 | 2024-05-14 | 郯城博化化工科技有限公司 | Epoxy raw material production device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2733536C (en) | Apparatus for manufacturing polymer resin, polymerization vessel, and method for manufacturing polymer resin | |
AU656624B2 (en) | Polymerization reactor | |
RU2458936C1 (en) | Apparatus for producing polymer resins, polymerisation vessel and method of producing polymer resins | |
US6319996B1 (en) | Polymerization process using a dual shear mixing element | |
EP0758265B1 (en) | Reactor trays for a vertical staged polycondensation reactor | |
JP7177134B2 (en) | Reactor and continuous polymerization process | |
EP2465604A1 (en) | Batch reactor and method for carrying out a polymerization reaction | |
AU2014365713A1 (en) | Static internal, use of one or more static internal, agitated liquid-liquid contactor and use of an agitated liquid-liquid contactor | |
CN100413571C (en) | Reaction unit | |
US4016348A (en) | Reactor process and apparatus for continuous polymerization | |
SU852341A1 (en) | Reactor | |
CN112654424B (en) | Batch reactor with baffles | |
TWI425007B (en) | Apparatus for manufacturing polymer resin, polymerization vessel, and method for manufacturing polymer resin | |
NO119049B (en) | ||
CN105555398A (en) | Melt condensation polymerization reactor | |
RU2532814C1 (en) | Polymerisation reactor | |
WO2022202130A1 (en) | Method for assembling polycarbonate production apparatus, and polycarbonate production apparatus | |
EP4414408A1 (en) | Aromatic polycarbonate, aromatic polycarbonate production method, and container | |
JP2004020096A (en) | Multi-tube type heat transfer agitating device | |
Bandelier | Improvement of multifunctional heat exchangers applied in industrial processes | |
JPS63295602A (en) | Stirring column type polymerizer |