TWI552798B - 用於連續聚合作用的反應器及方法 - Google Patents

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Description

用於連續聚合作用的反應器及方法
本發明係有關於一種反應器，尤其是管式反應器，該反應器在用於連續製備聚合物(特別是，合成橡膠)之方法的用途，以及上述方法本身。
美國專利第US 4,282,925號揭示一種熱交換器，其係具有垂直中心軸的實質管狀殼體。該熱交換器有刮刀，藉助於刮刀葉片，該刮刀可沿著殼體的內側運行。
該熱交換器的缺點在於難以用作用於連續聚合之管式反應器，因為難以監視及影響反應條件。特別是，設定想要的分子量分佈可能不容易。
美國專利第US 3,820,960揭示一種聚合作用反應器，其係具有攪拌滾筒在反應器殼內旋轉的實質管狀殼體，以及該攪拌滾筒的表面設有漿體以促進反應物的混合，以及設有內部伽瑪射線源。
前述反應器的缺點在於產物的回收不完全或不均勻，特別是在黏彈性材料(viscoelastic materials)的情形下，例如特別是合成橡膠。
本發明的目標是要提供用於連續聚合作用的反應器及方法，藉此可更容易地影響聚合作用的反應條件，尤其是使得想要分子量分佈的設定更容易，尤其是藉由控制滯留時間。
本發明目標的達成係藉由一種用以連續製備聚合物的反應器，特別是合成橡膠，其係包含至少一實質管狀反應器殼，其係至少具有：
‧ 一驅動裝置，其係連接至經配置成可在該反應器殼內旋轉的至少一刮刀或刮刷，在此該刮刀或刮刷具有至少一刮刀或刮刷葉片以沿著該反應器殼之內側運行
‧ 至少一入口
‧ 至少一出口。
本發明更有關於一種用於製備聚合物的方法，特別是合成橡膠，其係使用前述反應器，其組態描述如下。
用於連續聚合作用的本發明反應器可特別用來以聚合作用製備合成橡膠，其係包含有一驅動裝置的至少一實質管狀反應器殼，該驅動裝置係連接至經配置成可在該反應器殼內旋轉的至少一刮刀或刮刷，在此該刮刀或刮刷有至少一刮刀或刮刷葉片以沿著該反應器殼的內側運行。
另外應注意，在本發明的背景下，術語“刮刀”或“刮刷”也包含操作時對於反應器殼正好有90度角的元件，因此在技術上可刮及刷。
該刮刀或刮刷葉片與該反應器殼之內部的距離，例如，等於0或大於0至5%，0或大於0至2%為較佳，0或大於0至1%為更佳以及0.01至1%特別較佳，以該反應器殼的徑向直徑為基準。在一具體實施例中，其中該刮刀或刮刷葉片與該反應器殼之內部的距離等於0%，亦即，刮刀或刮刷葉 片與該反應器殼之內部的接觸存在，該反應器殼之內部完全被刮拭，因而確保反應介質可通過該反應器殼良好地熱傳至冷卻介質，因為可有效地避免形成也被稱為凝膠的聚合物沉積物。此外，以刮刀或刮刷葉片與該反應器殼之內部的上述距離而言，在一替代具體實施例中，可保留良好的熱傳。此具體實施例的優點是由於循環運動(circulating motion)而以較小的機械力作用於刮刀或刮刷，這可延長它們的使用壽命。
例如，可將該驅動裝置組態成為軸，例如，可組態成為實質沿著幾何中心軸運行的中心軸或成為偏心軸。就本發明的目的而言，例如，偏心軸為一種具有安裝成致使可繞反應器之幾何中心軸旋轉的罩(cage)或具有適當棒組件(rod assembly)之軸，其中該罩或棒組件具有配置成可在反應器殼內旋轉的至少一個刮刀，以及其中至少部份(至少主要地較佳)不存在沿著幾何中心軸運行的中心軸。
若適當，該等軸本身為可冷卻的或具有允許起始材料經由該軸引進反應器殼之內部空間的構件。
為了促進熱傳及徑向和軸向混合，反應器殼的內側可具有至少一個(2至16個為較佳，2至8個特別較佳)定子，該等定子用作隔板及防止反應器內容物旋轉。
該反應器有至少一出口。
在一較佳具體實施例中，該出口經組態成該出口孔配置成與該驅動裝置(尤其是中心軸)之圓周方向實質相切。操作時，在此情形下，應選定該圓周方向使得該出口孔的方向與 該圓周方向相反，使得軸及刮刀/刮刷的循環運動可運送含有產物(特別是，合成橡膠)的反應介質至該出口孔。
較佳地，“實質相切”意指出口孔在反應器殼內的橫截面平面與反應器殼的幾何中心軸形成不大於45°的角度γ，不大於30°為較佳，在0至20°之間更佳，以及與半徑(亦即，幾何中心軸與實質管狀反應器殼的最短連接線)形成不大於45°的角度δ，不大於30°為較佳，在0至20°之間更佳。
根據所用的反應物，聚合時形成之凝膠的黏度及形態，在此情形下，出口經安裝成在徑向相對靠近幾何中心軸或靠近反應器殼之內部。最佳徑向安裝點可輕易地由一些測試或計算決定。特別是，在使用中心軸的情形下以及在生產合成橡膠的情形下，最好將出口安裝成相較於反應器殼之內部，出口孔的幾何中心在徑向比較靠近中心軸的外極限(outcr limit)。
以上述方式組態之出口的特別效益在於也有可能運送容易形成凝膠的高黏度介質離開反應器內部而不會累積由慣性效應所致的凝膠顆粒或做粒度分類，在最壞的情形下，這可能導致連續聚合製程在過了一段時間後中止。
最好將該至少一出口安裝成在流向靠近該反應器之尾端板，以反應器之兩個端板的距離為基準，在流向的最後5%為較佳。
該反應器也可具有多個出口，例如2或3個，在這種情形下，上述具體實施例完全以類似方式應用多個出口為較佳。
在另一具體實施例中，該反應器具有：
‧ 一中心軸，其係至少主要地沿著幾何中心軸運行以及可冷卻為較佳
或，有為較佳，
‧ 數個定子，彼等係經組態成它們與該中心軸有，例如，0或大於0至5%的距離，0或大於0至2%為較佳，0或大於0至1%為更佳以及0.01至1%特別較佳，以該反應器殼的徑向直徑為基準。
在本發明的背景下，定子被理解成其係意指與反應器殼內側連接的固定不動內在物，例如金屬片或板，例如與幾何中心軸有0至90°的角度，0至60°為較佳，0至50°更佳。
當在本發明的背景下提出有特定數值的角度時，都是要包括兩方的角度，除非給出不同的定義；因此，前述相對於幾何中心軸有90°的角度涵蓋180°的角度範圍(-90°至+90°)。
類似於刮刀及刮刷，或刮刀及刮刷葉片，可將該等定子組態成它們可刮或刷中心軸。定子與軸的距離則有例如0或大於0至2%，0或大於0至1%為較佳，以該反應器殼的徑向直徑為基準。
在另一具體實施例中，該反應器，特別是管式反應器，不是直立地而是實質水平地配置，亦即與反應器殼的幾何中心軸呈實質水平。以此方式，可避免由流向同向及反向之重力誘發的流動。然而，原則上可想到任何的傾斜及對齊方式。實質水平幾何中心軸被理解成其係意指偏離水平方向最多10°(小於5°為較佳)的軸。這可以類似方式應用於術語“實質垂直”。
根據本發明，有可能避免或至少顯著地減少流向中的不同流速。特別是，在一些具體實施例中，可避免迴流(loop flow)。這使得有可能以考慮到串流在反應器殼內的滯留時間及反應動力學的方式來預測沿著反應器殼之流向的局部反應條件。因此，有可能例如事先計算沿著反應器殼的可能局部起始材料濃度、產物濃度及衍生反應熱。由於更精確地知道沿著流動路徑的各種反應情況，因此有可能進行局部不同的措施以便影響聚合反應。例如，有可能區別反應器殼的子區域，在此係預期特別高的反應率會導致對應高放熱(放熱反應)或對應高熱需求(吸熱反應)。特別是，在此區域中，用熱交換器可建立反應器殼內之串流、傳熱介質之間的適當高熱傳，以便能夠維持最佳反應溫度。同時，有可能避免預期串流在其中只有小幅溫度變化(若有的話)的區域有過高熱傳。以此方式，可在特定相關點以能量效率的方式影響反應條件以便實現(特別是)想要的溫度分布因而實現有適當分子量分佈的聚合產物。可更容易地控制及影響聚合作用之反應條件，以及更容易建立與位置、寬度及形狀有關的所欲分子量分佈。
替換地，另外用藉助於軸向刮刀或刮刷及/或定子的逆向混合(backmixing)也有可能產生塞流(plug flow)或循環流(circulation flow)。由於刮刀或刮刷及/或定子之傾斜或組態，有可能在反應器之內側及/或軸表面上產生受控軸向速度。為此目的，用熟諳此藝者所習知的方式形塑及對齊該等刮刀或刮刷及/或定子。例如，稍微調整定子相對於反應器 殼之幾何中心軸可導致軸向速度的賦予。在此具體實例中，例如，該等刮刀或刮刷或定子相對於幾何中心軸的調整角度為5至60°，10至50°為較佳。
在一具體實施例中，其中反應器包含刮刀或刮刷及定子，該等刮刀或刮刷對於定子有0至180°角，30至150°或70至110°為較佳，以及相對於該等刮刷或刮刀及定子的幾何中心軸，各自有調整角度。在一視需要替代或另一具體實施例中，該反應器經設計成有外部泵送循環系統以增加軸向速度，該泵送循環系統(pumped circulation system)係經由循環出口及循環入口連接至該反應器殼，以及有一運送單元。
用來運送反應介質的運送單元，例如，為泵浦。特定的功率輸入，例如，為P/V=1至1000 W/L。該泵送循環系統可冷卻為較佳。
在另一具體實施例中，該運送單元同時有數個分散元件能夠粉碎被循環泵送之反應介質中的凝膠顆粒。在此具體實施例中，該運送單元，例如離心泵，有至少一排(至少兩排較佳)的轉子齒部，以及至少一排(至少兩排較佳)有不同間隙尺寸(遞減為較佳)的定子齒部。此外，該運送單元，例如，有就在循環出口處的軸向吸入截止器(axial suction stop)。
以此方式，在本發明製備聚合物時有可能粉碎由可聚合單體之聚合作用得到的固體或凝膠成有小於1毫米的粒徑，小於0.1毫米更佳。
在另一具體實施例中，同樣將該至少一出口組態成有數個分散元件，在這種情形下，前述具體實施例也可以相同方 式應用該等分散元件。
此外，根據本發明，用刮刀或刮刷，可避免形成沉積物，例如結殼，塊狀材料，聚合物凝膠或其類似物於反應器殼的內側，這些都會以不受控的方式影響通過反應器殼的熱傳。此外，刮刀的旋轉運動與刮刀葉片在圓周方向的運動導致在徑向有額外的混合。固定於反應器殼內部上的任何定子有助於避免沉積物通過再分散作用與刮刀或刮刷相互作用。因此，反應器殼中心軸上的每個個別部份可得到實質均勻的反應條件。同時，防止在反應器殼內側上形成流動邊界層(flow boundary layer)，以及因流動沿著徑向而大幅改善熱傳。刮刀的旋轉運動導致反應器殼內的流動徑向混合而壓制重力效應，以及視需要允許塞流或迴流，直至及包括在管式反應器內的完全逆向混合式流動。這允許預測反應器殼軸向的反應條件以及沿著反應器殼個別設定及控制適當的反應條件，特別是，藉此可設定想要的分子量分佈。以建立迴流的情形而言，另一優點在於在反應物(特別是，觸媒)的進入部位可避免聚合作用時的熱點，因為迴流會造成稀釋。
該反應器殼連接至傳送裝置用以傳送起始材料進入反應器殼及/或用以傳送產物離開反應器殼特別較佳，在此可設定傳送裝置的吞吐量使得在反應器殼內可建立實質塞流。該塞流避免在流向之反向的逆向混合。藉由傳送裝置吸及/或推串流沿著反應器殼之幾何中心軸通過反應器殼，可建立該塞流。由於刮刀可防止邊界層形成於反應器殼內側上，較低的流動速度足以實現塞流。結果，可實現串流在管 式反應器有較長的滯留時間而不損及塞流的分布。
為了本發明之目的，起始材料為進入管式反應器的材料，而產物為離開管式反應器的材料。起始材料的實施例為用於製備合成橡膠的單體或單體混合物、聚合作用所需的觸媒，以及溶劑與視需要的添加劑。
該反應器有至少一入口。
經由共用入口或經由多個不同入口(特別是，在不同軸向或切向位置的)，可引進起始材料至管式反應器的反應器殼內。
在一較佳具體實施例中，本發明反應器有至少兩個入口，在流向的第一入口經配置成與在軸向之另一入口有至少5%的距離，10至45%為較佳，以及10至40%更佳，以反應器殼內從在流向之第一入口到在流向之第一出口的軸向路徑長度為基準。
在另一具體實施例中，另外該第一入口與該另一入口在圓周方向偏離至少60°，至少90°為較佳，以及180°最佳。這在第一入口配置於端板的非中心位置時也成立。
在進行該方法時，則最好例如經由第一入口來供給觸媒或觸媒與溶劑的混合物給反應器，以及經由第二入口來供給單體(或數種)或單體(或數種)與溶劑的混合物。順序反過來也有可能，然而不是較佳。
經由在軸向相互分開(視需要在徑向也分開)的入口來添加有以下效果：在供給單體時，反應介質中之觸媒在流向上游混合可避免觸媒有高局部濃度，從而可形成大量的凝膠。
本發明也涵蓋反應器有兩個以上之入口的具體實施例。也以此例而言，關於第一入口與至少另一入口的軸向對齊，前述要求完全以類似方式應用為較佳。
在存在兩個以上的入口時，它們又在圓周方向儘可能偏離為較佳，在3個入口的情形下，100°較佳，120°更佳。
刮刀或刮刷的旋轉速度及形狀最好設定成，視需要在反應器殼之軸向子區域，只有在徑向及/或在圓周方向之速度分量可用刮刀葉片來賦予反應器殼中的流動。例如，在刮刀或刮刷葉片行進的整個區域中只有在徑向及/或在圓周方向之速度分量可用刮刀或刮刷葉片來賦予反應器殼中的流動。為此目的，刮刀或刮刷葉片與在圓周方向的運動實質垂直對齊使得刮刀或刮刷的功率輸入不會賦予任何與管式反應器的流向同向或反向的額外速度分量。該刮刀或刮刷葉片可與反應器殼之幾何中心軸實質平行對齊。同時，該刮刀或刮刷之轉速經設定成可避免會引起沿著流向之顯著速度分量的過度渦流。這導致反應條件在流向有可計算的分布，及此分布在連續流經反應器期間對於反應器殼保持不變。當反應器有數個定子時，此具體實施例的定子同樣與反應器殼之幾何中心軸實質平行對齊，以便避免軸向速度分量。
在另一具體實施例中，在刮刀或刮刷葉片行進的整個區域中，藉由刮刀或刮刷葉片，反應器殼中的流動可賦予在徑向及/或在圓周方向或者是在軸向的速度分量。在此情況下，刮刀或刮刷葉片對於反應器殼的幾何中心軸可呈傾斜，在這種情況下，會形成相對於幾何中心軸有大於0至60°的 角度，5至60°為較佳，10至50°特別較佳。
在反應器有數個定子時，在此具體實施例中，該等定子與反應器殼的幾何中心軸實質平行對齊或者是有同樣的傾斜度，這允許放大軸向速度分量。
在一較佳具體實施例中，在反應器殼的軸向中配置至少二個(較佳至少三個或至少四個)熱交換器用於設定提供於反應器殼內之流動的溫度，在此該等熱交換器彼此分離使得每個熱交換器可設定不同的溫度。在反應器殼外用各個熱交換器可影響及設定反應器殼內之串流的溫度。取決於反應器殼內之反應條件的預期分布，可選擇每個熱交換器的適當溫度以便例如提供納入考慮所預期之反應熱的反應器殼內之恆溫。
在壁溫不同的區域邊緣，有可能優先使用刮刀或刮刷，其係特別賦予徑向或切向速度分量，藉此額外地混合受熱不同的反應區。也可能連接串聯的熱交換器以便由一個熱交換器饋送整個串流或部份串流至另一熱交換器。特別是，該另一熱交換器可具有另一入口用於引進溫度與引進第一熱交換器之串流不同的傳熱介質。儘管反應條件在反應器殼內的流動路徑上動態地改變，以此方式溫度在反應器殼內仍可保持實質不變。這使得有可能實現有比較低之散度的想要分子量分佈。例如，在通常以-100至-30℃進行合成橡膠之製備時，藉由蒸發乙烯或在為選定壓力之函數的前述溫度下可蒸發的其他液體，可設定在前述範圍內的各個想要溫度。替換地，可使用不同溫度的液體冷卻劑。
在另一具體實施例中，以單相形式使用該冷卻劑，亦即沒有蒸發的情形下，這導致冷卻劑入口及出口之間的溫度增加。此變體的優點在於藉由用市售泵浦來提供對應運送量的不沸騰流體，冷卻劑側的熱交換更加恆定以及更加可定義。在此所用的冷凍劑也為乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、丁烷、異丁烷及前述冷卻劑的混合物，以及熟諳此藝者所習知的其他熱傳流體。
在另一具體實施例中，該管式反應器可具有在各種情形下用中間板隔開但經由開口相通的二個或更多反應空間，在此情況下每個反應空間在反應器殼之軸向提供至少一個熱交換器(至少二個熱交換器為較佳)以設定每個反應空間內之溫度。
如果反應器(尤其是管式反應器)水平地對準，由於發生靜水壓力(hydrostatic pressure)而於蒸發液體(例如乙烯)另外形成較窄的沸騰層(ebullition layer)，因此熱交換器甚至可實現更高的熱傳效率。
該反應器殼可由熟諳此藝者習知在反應條件下具有及保持足夠強度及耐腐蝕性的所有材料(例如，型鋼)製成。在低溫度(例如，-100°至-30℃)應用之情況下，例如，沃斯田鋼是適當的。
該反應器殼由不銹鋼1.4571或化學工業常見的類似耐熱鋼(resistant steel)製成為較佳。
與反應介質接觸的反應器殼內側由不銹鋼1.4404組成為較佳，其係有減少之鈦(Ti)比例而有較佳的內表面拋光性 質。
熱交換器最好有包圍部份反應器殼的外壁以及特別在外壁、反應器殼之間配置螺旋隔牆(spiral dividing wall)以形成螺旋式熱交換器通道。結構簡單可實作的措施使得傳熱介質有可能沿著反應器殼的螺旋路徑流入從而在反應器殼內與串流熱交換有對應長的時間。這允許特別大量的熱流可在反應器殼內的串流與傳熱介質之間交換。該類具有螺旋式熱交換器通道之熱交換器的組態對於在吸收及/或放出熱時不經歷相變化(例如，蒸發及/或冷凝)的單相熱傳介質是特別地有利的。在熱傳介質於吸收及/或放出熱時經歷相變化(例如，蒸發及/或冷凝)的情況下，特別省略隔牆，以便由於相變化而可在熱交換器內發生非常高的渦流。同時，反應器殼本身形成熱交換器之內邊界。以此方式，可避免在反應器殼內的串流與熱交換器之間的熱流有額外的阻力。例如，傳熱介質可與反應器殼內之串流逆向地或者與流向同向地運送，例如當在聚合作用之開端(亦即，上游)需要高冷卻功率時。
管狀反應器殼之內部面積A與管狀反應器殼之體積V的比率滿足以下條件特別較佳：0.1 m2/m3≦A/V≦100 m2/m3，1 m2/m3≦A/V≦50 m2/m3為較佳，5 m2/m3≦A/V≦30 m2/m3特別較佳，10 m2/m3≦A/V≦30 m2/m3特別極佳。由於有防止反應器殼內側上形成邊界層的刮刀，因此有可能提供比較苗條的管式反應器，基於所圍封的體積，該反應器殼有比較大的內面積，尤其是在同樣地把軸設計成可冷卻以及用 定子刮或刷它時。由於管狀反應器殼有比較大的內部面積A，因此可在反應器殼的外側上設置對應高的熱傳功率。同時，在徑向可更容易實現實質均勻的溫度分佈。同時，管式反應器可承受較大內部壓力，而沒有任何需要選擇過高的壁厚。這使得也有可能設定及控制在更大壓力範圍的反應參數。
在一較佳具體實施例中，該刮刀或刮刷具有至少二個(2至8個為較佳)子刮刀(subscraper)或子刮刷(subwiper)，彼等在軸向以鉸接方式相互連接，例如經由熟諳此藝者所習知的軸承裝置，例如經由支撐反應器殼的多腳架，例如三腳架。刮刀或刮刷以此方式可分為複數個小部份，由於它們以鉸接方式連接，因此更容易遵循管狀反應器殼的形狀輪廓。特別是，有可能遵循反應器殼的變形，特別是由熱膨脹效應引起的彎曲，而刮刀葉片對於反應器殼內側不會傾斜。例如，三腳架中可支撐於反應器殼內側之三個點的三支腳使得有可能確保：個別子刮刀配置於二個三腳架的中點。三腳架可做成靜止的或可至少部分與刮刀或刮刷一起旋轉。反應器殼應該彎曲，因為熱膨脹效應，個別子刮刀或子刮刷自動地適應新的形狀輪廓。即使當反應器殼由於熱膨脹效應而些微地彎曲時，塞流不會被刮刀顯著中斷。
該(等)刮刀或刮刷可經由驅動裝置驅動，且力之傳遞係能夠以用機械或磁耦合引起。
在軸用來傳遞機械力時，最好用配置於軸、反應器殼之間的雙作用滑環式密封件(double-acting sliding ring seal)來 密封，在此該滑環式密封件特別包含在聚合條件下為呈惰性的阻隔介質(barrier medium)。滑環式密封件可封閉在其二個滑動面之間裝滿阻隔液體的環形室空間。在超大氣壓力下特別較佳的阻隔液體可潤滑滑環配對的兩個部份。此避免起始材料及/或產物在滑動面上形成可能引起滲漏的沈積。在製備合成橡膠時，可避免來自周圍空氣之水(例如，大氣水分)侵入反應器殼之內部。以此方式，能避面因水侵入而減慢反應器殼內之聚合反應以及任何與其有關之觸媒去活化。有可能使用，例如也用於聚合反應的溶劑作為阻隔介質。
該刮刀或刮刷葉片有磨擦係數低於鋼的表面為較佳；該刮刀或刮刷葉片由(例如)含氟聚合物及/或類似材料(例如，聚醚醚酮(PEEK))組成，包含或塗上它們，由含氟聚合物組成或塗上它們為較佳。較佳的氟聚合物為聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)及乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)。
在另一具體實施例中，反應器空間內的其他表面，在另一具體實施例中，至少不被刮或刷的表面，被製作或處理成相較於鋼(特別是，1.4571不鏽鋼)，可減少固體(例如，特別是合成橡膠)的黏性。在一具體實施例中，該等表面加上例如由聚合(視需要，氟化)有機矽烷製成的抗黏著塗層。
這同樣適用於定子被設計成用於刮或刷中心軸的情況。
由於刮刀或刮刷葉片與反應器殼內側之間的磨擦減少，因此可減少刮刀或刮刷在操作期間的磨擦損失。同時，特別是在刮刀或刮刷有相對較高的轉速下，可減少反應器殼 內側上的磨擦熱。特別是，通過機械或化學修改，刮刀或刮刷葉片的表面可具有這種刮去之凝膠不會優先留在刮刀葉片上反而變成可很快地由刮刀葉片脫離的性質。最好也將該刮刀/刮刷設計成可給出最少的轉角、間隙或死角等會出現結塊的地方。結果，刮下或抹下的凝膠可輕易地回到串流而懸浮在串流中。
刮刀或刮刷葉片對於穿過幾何中心軸的徑向線呈傾斜及/或彎曲為較佳，在此該刮刀或刮刷葉片有徑向向內的固定頭，以及一徑向向外力可施加至刮刀或刮刷葉片，特別是施加至固定頭。刮刀或刮刷葉片相對於徑向之傾斜度在任何方向可(例如)為在大於0至90°的範圍內，20至60°為較佳，以及30至50°特別較佳。力之施加可(例如)藉彈簧力、液壓力、彈力或離心力或複數個上述力。在與反應器殼的內側接觸之區域中刮刀或刮刷葉片之傾斜或彎曲設計防止聚合產物阻塞或黏合刮刀葉片及反應器殼之間的間隙。藉此避免刮刀或刮刷之不必要的高轉矩。徑向向外力能夠使刮刀或刮刷葉片向反應器殼施加足夠高的加壓力(press-on force)以便從反應器殼的內側刮去或抹去沈積物，特別是凝膠。同時，刮刀或刮刷葉片可具有徑向向內的偏轉，以便在反應器殼不平整及/或過量固體沈積的情況下不阻礙刮刀或刮刷之旋轉。特別是，刮刀或刮刷葉片之彎曲或傾斜設計致能刮刀或刮刷葉片的避開動作，這只出現在部分的徑向以及在徑向的橫向有應提供的運動分量。此外或作為替代方案，可斜切刮刀或刮刷葉片。這可避免刮刀或刮刷葉片碰撞固體結殼，它會導 致刮刀或刮刷阻塞，由於為斜邊的刮刀或刮刷葉片，所以頂著徑向向外施力會上升越過結殼。
特別是，在軸向配置至少二個刮刀或刮刷葉片，在此該等刮刀或刮刷葉片係在圓周方向偏斜角度α及特別是角度α滿足以下條件：30°≦α≦150°，45°≦α≦135°為較佳，60°≦α≦120°更佳，以及α=90°±2°特別較佳。刮刀或刮刷葉片之偏斜配置在反應器殼的內側上產生複數個刮刀或刮刷之支撐點，這可防止刮刀或刮刷的驅動軸的屈曲(flexing)及/或刮刀或刮刷之驅動軸的震動。
較佳的是以在圓周方向隔開相同距離一前一後地配置至少二個(至少三個或至少四個為較佳)刮刀或刮刷葉片。在二個刮刀或刮刷葉片的情況下，在圓周方向有角度β=180°±5°，在三個刮刀或刮刷葉片的情況下，在圓周方向有角度β=120°±5°，在四個刮刀或刮刷葉片的情況下，在圓周方向有角度β=90°±5°，等等。這導致刮刀或刮刷的驅動軸額外的定心(centring)。
在另一具體實施例中，該等刮刀或刮刷係沿著軸向及切向分布使得該軸同樣地軸向定心。這在當在在圓周方向只配置1個刮刀或刮刷時也是有可能的。以與切向有β度角(大於90°為較佳)配置軸向下一個刮刀，然後跟前二個一樣地配置軸向下一個刮刀，等等。因此可能達成軸段在二個耦合件之間的定心。
在另一具體實施例中，該管式反應器在上游方向連接至至少一混合室，其係具有包圍該混合室的殼體與配置於該混 合室內的至少一混合元件。
適當混合元件為熟諳此藝者所習知以及涵蓋靜止或可移動(較佳可移動)的混合元件。該混合室有一葉輪特別較佳。上游混合室之特殊優點為：起始材料可在進入本發明管式反應器之前用高混合能量混合，其結果可大程度地避免通常在黏稠反應混合物低溫下可觀察到的條紋形成物。條紋形成物時常以不合意的方式導致局部熱點、出現不均勻的反應或副反應增加。混合室與混合元件的尺寸最好彼此匹配以使在混合室中之平均滯留時間有1至120秒，有2至60秒為較佳，有2至20秒特別較佳，以及在反應條件下可達成極高程度的均勻化。為此所需的典型混合功率，例如，可在0.001至100 kW/l或0.001至1 kW/l的範圍內，混合功率係指每公升混合室體積的混合元件耗電量。
在一較佳具體實施例中，在包圍混合室之殼體的軸向中配置用於設定提供至混合室內之流動之溫度的至少另一熱交換器；熱交換器的前述特定具體實施例同樣適用。
包圍混合室的殼體藉由有用於反應混合物之數個開口的一中間板連接至反應器殼為較佳。
本發明進一步提供可用上述方式組態及開發的上述管式反應器用以藉由可聚合單體在反應器殼內之聚合以製備合成橡膠的用途。
為了本發明，合成橡膠為非自然存在的彈性體。較佳合成橡膠為丁基橡膠、聚丁二烯(BR)及聚苯乙烯-丁二烯(SBR)、乙烯-丙烯-二烯橡膠(EPDM)、聚丙烯腈-丁二烯橡膠(NBR)、氫化聚丙烯腈-丁二烯橡膠(H-NBR)、氟橡膠(FR)、 聚氯丁二烯(CR)及聚乙烯-乙酸乙烯酯(EVA或EVM)，其中上述合成橡膠例如可具有5000至5 000 000克/莫耳的莫耳質量。
特別較佳的合成橡膠為丁基橡膠及聚丁二烯(BR)，極特佳的是有300 000至1 000 000克/莫耳之莫耳質量的丁基橡膠與有5000至1 000 000克/莫耳之莫耳質量的聚丁二烯(BR)，以及有300 000至1 000 000克/莫耳之莫耳質量的丁基橡膠為更佳。
丁基橡膠為一種異丁烯(2-甲基丙烯)與至少一共軛多烯烴(更特別的是，異戊二烯(2-甲基-1,3-丁二烯))的共聚物。在丁基橡膠中衍生自共軛多烯烴(例如更特別的是，丁基橡膠中的異戊二烯)之重複單元的比率(例如)係在0至10莫耳%，1.5至5莫耳%為較佳。特別較佳的丁基橡膠為異丁烯與異戊二烯以及有前述單體單元比率的共聚物。
聚合作用通常在觸媒存在的情形下藉由以下兩者的共聚合來實施：異丁烯與至少一共軛多烯烴(更特別的是，異戊二烯)以-100℃至-30℃的溫度，-100℃至-40℃為較佳以及-100℃至-60℃特別較佳。作為溶劑，對於“漿液法”可能使用(例如)氯甲烷，對於“溶液法”可能使用烴類諸如，特別地，開鏈或環狀、分支或未分支戊烷類、己烷類或庚烷類或其混合物，上述戊烷類及己烷類或其混合物為較佳。
作為觸媒，可能使用(以本身知已的方式)氯化鋁或鹵化烷基鋁諸如二乙基氯化鋁、乙基二氯化鋁、二甲基氯化鋁、甲基二氯化鋁或其混合物，視方法條件而定。該觸媒或該等觸媒係(例如)使用小量的質子性溶劑諸如水、鹽酸、氯化氫 或脂族醇類活化並作為溶劑中之懸浮液或溶液而加至將要聚合的單體，且該溶劑偏好為聚合作用在其中發生的溶劑。
由於管式反應器之結構組態，在管式反應器內沿著管式反應器的長度之反應條件可被容易地預見且可被容易地對應地影響及控制。尤其是在聚合反應之開端，當相較之下大量之起始材料及只有小量產物存在時，串流的黏度特別低，通常小於等於1 mPas。除非另有指示，黏度係根據ISO 1628或據此用毛細管黏度測定法於23℃之溫度測定。同時，由於大量的反應物會放出特別大量的反應熱而必須經由反應器殼移除。由於可避免經聚合之產物逆流(backflow)，因此需要移除特別地高熱的區域有可能保持特別低的黏度。由於此區域的黏度低，沿著徑向傳送熱可特別地簡單地實現，且結合刮刀能夠達成幾百W/m2K之熱傳係數k。特別是，這在冷卻反應器殼中有最大放熱之區域中的串流期間，有可能用低至30K(在另一具體實施例，低至20 K)的驅動溫度梯度達成。向管式反應器出口的串流之黏度大幅增加而且可達數百mPas，所以熱傳係數比在管式反應器入口區域的差。然而，如果真有的話，較差熱傳係數產生在僅發生小程度之聚合反應之區域中，使得聚合時放出的熱量大幅減少而且會被移除。由於較小量的熱被移除，所以較高黏度及較差熱傳係數對於串流之冷卻沒有顯著的不良影響。
在有迴流的具體實施例中，反應器內容物之平均黏度在數十至數千MPa的範圍內。反應器內壁上或轉子及/或定子上的熱傳表面用刮、刷來移除沉積物及重建介面層可大幅增 加產物側上的熱傳係數，儘管有相對高的黏度，致使在此變體也可移除相對大量的熱。
本發明進一步提供一種連續製備聚合物(較佳為合成橡膠)之方法，其使用如上述可組態及開發的反應器。本發明進一步提供該反應器於製備聚合物(較佳為合成橡膠)之用途。
在該方法之一具體實施例中，為了在反應器(尤其是管式反應器)中連續製備聚合物(較佳合成橡膠)，會建立基本上起始材料及產物沿著反應器殼之幾何中心軸之塞流，視需要在垂直或水平方向。聚合期間沈積在管式反應器的反應器殼的內側上的任何固體或凝膠係藉由刮刀及刮片之轉動刮去。從反應器殼的內側刮去凝膠避免在反應器殼內之串流的熱傳係數及反應器殼隨時間的劣化。同時，用於刮拭或抹拭可冷卻軸的任何定子可作為隔板且因此加強旋轉刮刀或刮刷之再分散作用。此導致有利於管式反應器之連續操作的固定邊界條件。同時，藉由刮拭或擦拭確定流和反應器殼之間的良好熱傳。塞流及如果適當的話定子之作用使得可能大量地除去地流中的重力效應，例如在迴流的情況下，因為刮刀所施予之徑向流動分量顯著大於重力效應。這使得沿著流向可預測及調整管式反應器長度上的反應剖面(reaction profile)，這在預定位置以標定的方式監測及影響。特別是，這使得有可能在相較小的散度下獲得想要分子量。除另有指示，文中分子量為用凝膠滲透層析(GPC)測得的重量平均莫耳質量Mw。特別是，藉在區域中個別地設定管式反應器的 冷卻方式可設定及修正與其位置、寬度及形狀有關的分子量分佈。
特別較佳的是在流向中建立不同的熱交換器溫度以設定納入考慮聚合時之熱平衡、滯留時間及濃度的預定義分子量。特別是，有可能納入考慮聚合反應的動力學，以計算沿著管式反應器發生的熱量以便特別設定串流的恆溫。由於在流向有不同的熱交換器溫度，對於在管式反應器之軸向的各區，衍生反應熱在放熱反應的情況下可移除或在吸熱反應的情況下供給。在吸熱反應的情況下，熱平衡的反應熱為負值，而在放熱反應的情況下，熱平衡的反應熱為正值。
刮去在反應器殼內側的凝膠用滿足以下條件的速度v實現特別較佳：0.05 m/s≦v≦10 m/s，0.5 m/s≦v≦6 m/s較佳，1 m/s≦v≦4 m/s特別較佳，以及2 m/s≦v≦3 m/s非常特別較佳。在刮刀或刮刷葉片可以該等速度v沿著反應器殼內側運行下，可避免由於固體或凝膠形成於反應器殼內側上以致於形成明顯厚的塗層。同時，該刮刀或刮刷葉片在圓周方向有該等速度在徑向可建立足夠高的質量傳遞，其導致串流在徑向良好均勻地混合及改善串流與反應器殼的熱傳。
當使用上游混合室時，在混合室中的平均滯留時間，例如，在1至120秒的範圍內，2至60秒為較佳，2至20秒特別較佳。
當使用上游混合室時，所採取之平均混合能量(例如)在0.001至120 J/l的範圍內。
典型引入之混合功率以混合器之能量吸收為基準(例如) 可為0.001至100 kW/l。
圖示於第1圖的反應器10有經對齊成與重力方向14垂直的幾何中心軸12，亦即，呈水平。反應器10有在端面用帶凸緣端板18封閉的管狀反應器殼16。起始材料經由至少一入口20可引進管狀反應器殼16，以及沿著流向22發生聚合反應。所形成之產物可經由出口24離開反應器10。對於反應器殼16內的流動，建立在徑向有速度向量(數量與流向22的實質相等)的塞流。反應器10因而以連續的方式進行連續聚合作用。
聚合作用所產生之反應熱可經由第一熱交換器26及經配置成在軸向與第一熱交換器26毗鄰的第二熱交換器28移除。因為發生在反應器殼16的開端(亦即，上游)的反應比發生在反應器殼16之終端(也就是下游)的反應強，所以在流向22之每單位長度熱流發生在反應器殼16的開端(亦即，上游)比在下游大。因此設計適於對應高熱傳功率的第一熱交換器26。除此之外或作為替代方案，第一熱交換器26在軸向冷卻的距離可短於第二熱交換器28。由於在反應器殼16內的流向22中可建立於塞流，熱傳功率、軸向延伸範圍、所使用之傳熱介質及傳熱介質之壓力及溫度可與在流向22中會改變的反應條件個別匹配，藉此對於流向22的每個部分可設定適當的冷卻功率。特別是，這使得有可能在管式反應器10內設定實質恆溫，導致聚合產物有想要的分子量分佈。
如圖2中所示，熱交換器26、28各自具有外壁30，其 與反應器殼16一起限制熱交換器26、28之體積。限制螺旋式熱交換器通道34形式為盤管的螺旋隔牆32係配置於外壁30、反應器殼16之間。當使用在操作期間經歷相變化之傳熱介質時(例如蒸發的乙烯)，隔牆32可被省略。反應器10也具有刮刀或刮刷36，其具有以馬達40驅動之驅動裝置38。複數個刮刀或刮刷葉片42係連接至在此被組態成中心軸的驅動裝置38；在所示實例中，這些係彼此成對對向排列。然而，也可能複數個刮刀或刮刷葉片42(特別是三個刮刀或刮刷葉片42)規則地接連排列於圓周方向。在所述實例中，軸向相鄰之刮刀或刮刷葉片42對在圓周方向偏斜90°。在圖示情形下，刮刀或刮刷葉片42接觸反應器殼16之內側44以便能夠(特別地)從內側44刮掉結殼或凝膠。反應器10更包含3個入口20與1個出口24，其係經組態成出口孔25經對齊成與驅動裝置38的圓周方向78實質相切。兩個第一入口20沿著流向22裝在前端板18；以在管狀反應器內由第一入口至第一出口24的軸向路徑長度為基準，第三入口20在軸向約在35%的距離。
如第3圖所示，刮刀或刮刷葉片42具有固定頭46，其係經由彈簧48靠著驅動裝置38。以此方式，刮刀或刮刷葉片42可施加軸向彈簧力於反應器殼16之內側44。固定頭46在此係插入用螺旋蓋52安全地固定在端面之孔50。
如第4圖所示，一較佳具體實施例有出口24，其係經組態成出口孔25經對齊成與驅動裝置38之圓周方向78實質相切。出口24經安裝成靠近在流向22反應器的後端板18， 以及出口孔25的幾何中心在徑向比反應器殼44之內部還要靠近驅動裝置38的外極限39。
如第5圖所示，刮刀或刮刷36可具有複數個子刮刀或子刮刷54，其特別地可經由三腳架56(部份顯示)特別是以鉸接方式彼此連接。鉸接連接使刮刀36能夠補償反應器殼16由(例如)熱膨脹所引起之彎曲且確定刮刀或刮刷葉片42與反應器殼16之內側44實質平行接觸。
如第6圖所示，刮刀或刮刷葉片42可在其徑向向外端處傾斜及/或彎曲。此產生線形刮刀或刮刷邊緣58，其可沿着(亦即，滑動)反應器殼16的內側44運行。特別是，刮刀或刮刷葉片42有塗上PTFE的彎曲刮刀或刮刷元件60，其夾在由不銹鋼製成的固定器62中且經由安全的固定鞘64連接至固定頭46。
圖示於第7圖的反應器10有幾何中心軸12與泵送循環系統23，藉此可增加在流向22的軸向速度。經由循環入口21與循環出口27可連通泵送循環系統與反應器10，該泵送循環系統也有在此設有數個分散元件33的運送單元29。在一較佳具體實施例中，循環出口27的組態使得循環出口孔31可配置成與驅動裝置(更特別的是，中心軸)的圓周方向78實質相切。另外，應用於該等具體實施例的範圍及較佳範圍與在上文描述出口(24)時提及的相同。循環出口27在流向22是在循環入口21後面；在各個情形下，循環入口21最好在流向22靠近第一端板18或在其中，以及循環出口靠近第二端板18或在其中，應瞭解，在各種情形下，靠近係使得 循環出口或入口在軸向(流向22)與各個端板有不大於10%的距離，5%或更小為較佳，以該等端板之間的總軸向距離為基準。
在未明確圖示的一具體實施例中，出口24也可配置於泵送循環系統23，因而泵送循環系統可抽出反應器內容物成為子串流(substream)。就此情形而言，出口24在泵送循環系統的流向22b配置於運送單元29後面為較佳，特別是在它設有分散單元時。第7圖重新繪出出口24的可能出口位置35之一實施例。
如第8圖所示，反應器10在上游(亦即，前面位置)有混合室72，該混合室72有包含混合室的殼體與配置於混合室內的混合元件70，該元件在此組態成為由馬達41驅動的葉輪。該混合室同樣有界定熱交換器之體積的外壁，其中能夠經由入口66來引進熱傳介質至熱交換器以及熱傳介質可經由出口68離開，藉此可獨立地冷卻或加熱混合室。在製備合成橡膠時，通常是冷卻到在-100°至-30℃的溫度。該混合室在流向用管式反應器的中間板19界定，但是經由一或更多個(本圖有兩個)開口74，可由混合室72傳遞質量進入管式反應器的內部空間。
如第9圖所示，管式反應器10可分成兩個或更多(本圖有兩個)個別反應室，在各種情形下該等個別反應室是用中間板19彼此隔開，但是藉由開口74使得在流向能夠傳遞質量。在配置於混合室、第一反應器空間之間的端板18和中間板19中有用於其他起始材料(例如，溶劑、觸媒或單體) 的數個入口20A。以流向視之，其他入口20位於各個反應器空間的開端。入口20A及20的優點是它們使得能夠用想要的方式來影響反應參數。因此，例如，添加溶劑可減少反應介質的黏度，添加其他數量的單體或其他單體或添加觸媒可改善聚合物的鏈長度及/或結構。
如第10圖的橫截面圖所示，刮刀元件60中經由固定頭46連結至驅動裝置38的刮刀邊緣58沿著圓周方向78刮拭反應器殼的內側44。起始材料係經由入口20加入。外壁30與反應器殼16界定熱交換器26的體積。在此裝設成盤管的螺旋隔牆32界定熱傳介質可經由入口66饋入的螺旋式熱交換器通道34。
第11圖的橫截面圖與第9圖實質相同，除了裝置設有刮刷36以外。刮刷元件60中經由固定頭46連接至驅動裝置38的刮刷邊緣58沿著圓周方向刷除該反應器殼之內部。
在第12圖中，管狀反應器殼16在該反應器殼44之內部上連接至3個定子75，接著該等定子75沿著圓周方向78設有在操作時刮或刷驅動裝置38(在此被組態成中心軸)的刮刀或刮刷元件76。此外，驅動裝置38沿著圓周方向有3個刮刀或刮刷36，在圖示實施例中，彼等係各自偏移120°。
在類似於第12圖的第13圖中，然而反應器室只設有各自偏移180°的2個定子75及2個刮刀或刮刷36。
可行實施例：
在下游分散器中聚合及分散凝膠
在第7圖的反應器中，以-80℃，在作為溶劑的烷烴混 合物(其係由在標準狀態下有35℃至78℃之沸點範圍以98%重量比的烷烴構成)中以及用已用習知方式活化作為引發劑的乙基氯化鋁、二乙基氯化鋁之1：1(莫耳)混合物來連續聚合98%重量比的異丁烯與2%重量比的異戊二烯的混合物。運送單元(29)在各種情形下設有兩排有遞減間隙尺寸的轉子-定子齒部作為分散元件(33)，但是不做比較。下游的袋式過濾器使得凝膠粉碎的有效性可檢測。在沒有分散元件(做比較)下，在48小時後，袋式過濾器中的過濾液有數百公克的凝膠；在有分散元件下，在120小時的聚合時間中，過濾液的質量減少至數公克。
10‧‧‧反應器
12‧‧‧幾何中心軸
14‧‧‧重力方向
16、44‧‧‧管狀反應器殼(16)、反應器殼之內側(44)
18‧‧‧端板
19‧‧‧中間板
20‧‧‧入口
21‧‧‧循環入口
22、22b‧‧‧流向(22)、泵送循環系統(22b)之流向
23‧‧‧泵送循環系統
24‧‧‧出口
25‧‧‧出口開口
26‧‧‧第一熱交換器
27‧‧‧循環出口
28‧‧‧第二熱交換器
29‧‧‧運送單元
30‧‧‧外壁
31‧‧‧循環出口開口
32‧‧‧螺旋隔牆
33‧‧‧分散元件
34‧‧‧螺旋式熱交換器通道
35‧‧‧出口24的可能出口位置
36‧‧‧刮刀或刮刷
37‧‧‧連接元件
38‧‧‧驅動裝置
39‧‧‧驅動裝置38的外極限
40、41‧‧‧馬達
42‧‧‧刮刀或刮刷葉片
46‧‧‧固定頭
48‧‧‧彈簧
50‧‧‧孔
52‧‧‧螺旋蓋
54‧‧‧子刮刀或子刮刷
56‧‧‧三腳架
58‧‧‧刮刀或刮刷邊緣
60‧‧‧刮刀或刮刷元件
62‧‧‧固定器
64‧‧‧固定銷
66‧‧‧熱傳介質的入口
68‧‧‧熱傳介質的出口
70‧‧‧混合元件(在此為葉輪)
72‧‧‧混合室
74‧‧‧開口
75‧‧‧定子
76‧‧‧定子的刮刀或刮刷元件
78‧‧‧圓周方向
20A‧‧‧入口
以下為在用較佳具體實施圖解說明本發明時所參考的附圖。
第1圖為管式反應器的示意側視圖， 第2圖為另一管式反應器的示意詳細圖， 第3圖為第1圖之管式反應器的示意剖面圖， 第4圖為第2圖之管式反應器的示意詳細圖， 第5圖圖示用於第2圖之管式反應器的刮刀，以及 第6圖為用於第5圖刮刀之刮刀葉片的示意剖面圖。
第7圖為有泵送循環系統之另一管式反應器的示意詳圖。
第8圖為有上游混合室之另一管式反應器的示意側視圖。
第9圖為有上游混合室之另一管式反應器與第二反應器 空間的示意側視圖。
第10圖為管式反應器(如刮刀)的示意橫截面圖。
第11圖為管式反應器(如刮刷)的示意橫截面圖。
第12圖為有3個定子及3支刮刀或刮刷之反應器室的示意側視及橫截面圖。
第13圖為有2個定子及2支刮刀或刮刷之反應器室的示意側視及橫截面圖。
10‧‧‧反應器
12‧‧‧幾何中心軸
16、44‧‧‧管狀反應器殼(16)、反應器殼之內側(44)
18‧‧‧端板
20‧‧‧入口
21‧‧‧循環入口
22、22b‧‧‧流向(22)、泵送循環系統(22b)之流向
23‧‧‧泵送循環系統
24‧‧‧出口
26‧‧‧第一熱交換器
27‧‧‧循環出口
28‧‧‧第二熱交換器
29‧‧‧運送單元
31‧‧‧循環出口開口
33‧‧‧分散元件
35‧‧‧出口24的可能出口位置
36‧‧‧刮刀或刮刷
40‧‧‧馬達
42‧‧‧刮刀或刮刷葉片
78‧‧‧圓周方向

Claims (34)

  1. 一種用以連續製備聚合物的反應器，該反應器(10)係包含至少一實質管狀反應器殼(16)，該反應器殼(16)界定一幾何中心軸及一軸向方向且至少有：一驅動裝置(38)，其係連接至經配置成可在該反應器殼(16)內旋轉的至少一刮刀或刮刷(36)，在此該刮刀或刮刷(36)具有可沿著該反應器殼(44)之內側運行的至少一刮刀或刮刷葉片(42)以從該反應器殼體的內側刮下或刷下材料；至少一入口(20)；以及至少一出口(24)，其包含一與該驅動裝置之該圓周方向實質相切地對齊的出口孔，其中該反應器殼(16)內的出口孔(25)的一橫截面與該反應器殼(16)之幾何中心軸(12)的角度γ不大於45°，以及與一在該幾何中心軸與該實質管狀反應器殼之間延伸的半徑(11)的角度δ不大於45°。
  2. 如申請專利範圍第1項之反應器，其中該反應器包含實質沿著幾何中心軸(12)運行的一中心軸。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項之反應器，其中該驅動裝置具有一界定一外極限的面向外的部分且該出口(24)經配置成該出口孔(25)之一幾何中心在徑向比對該反應器殼(44)之內側還要靠近該驅動裝置的外極限(39)。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項之反應器，其中該反應器(10)經設計成有一外部泵送循環系統(23)，該泵送循環系統係經由一循環出口(27)與一循環入口(21)來連接至 該反應器殼(16)，以及該泵送循環系統(23)有一運送單元(29)。
  5. 如申請專利範圍第4項之反應器，其中該泵送循環系統可冷卻。
  6. 如申請專利範圍第1項之反應器，其中該運送單元有數個分散元件(33)，有至少一排的轉子齒部，以及有不同間隙尺寸的至少一排定子齒部。
  7. 如申請專利範圍第1項之反應器，其中該反應器(10)有至少兩個入口(20)，在該流向(22)之第一入口經配置成與在軸向之另一入口有至少5%的距離，以在該反應器殼(16)內由在流向(22)之該第一入口至第一出口的一軸向路徑長度為基準。
  8. 如申請專利範圍第1項之反應器，其中該反應器更包含至少一定子(75)。
  9. 如申請專利範圍第8項之反應器，其中該等定子經組態成以該反應器殼的徑向直徑為基準，它們與該中心軸的距離等於0、或大於0、上至5%。
  10. 如申請專利範圍第1項之反應器，其中該反應器包含沿著該幾何中心軸運行以及溫度控制介質可流動通過它的一中心軸。
  11. 如申請專利範圍第1項之反應器，其中該等刮刀或刮刷(36)經組態成以該反應器殼的徑向直徑為基準，該等刮刀或刮刷與該反應器殼的距離等於0或大於0至5%。
  12. 如申請專利範圍第1項之反應器，其中該反應器殼(16)係連接至一傳送裝置用以傳送起始材料至該反應器殼 (16)內及/或用以由該反應器殼(16)傳出產物。
  13. 如申請專利範圍第1項之反應器，其中沿著該反應器殼(16)的軸向配置設於該反應器殼(16)內用以設定流動溫度的至少兩個熱交換器(26，28)，在此該等熱交換器(26，28)係彼此分開成每個熱交換器(26，28)可設定不同的溫度。
  14. 如申請專利範圍第1項之反應器，其中該熱交換器(26，28)有包圍該反應器殼(16)之一部份的一外壁(30)，在該外壁(30)與該反應器殼(16)之間配置一螺旋隔牆(32)以形成一螺旋式熱交換器通道(34)。
  15. 如申請專利範圍第1項之反應器，其中該管狀反應器殼(16)之內面積A與該管狀反應器殼(16)之體積V的比率滿足以下條件：0.1m2/m3≦A/V≦100m2/m3。
  16. 如申請專利範圍第1項之反應器，其中該刮刀或刮刷(36)有在該軸向以鉸接方式相互連接的至少兩支子刮刀或子刮刷(54)。
  17. 如申請專利範圍第1項之反應器，其中可經由一驅動裝置(38)來驅動該刮刀或刮刷(36)，以及用配置於該驅動裝置(38)與該反應器殼(16)之間的一雙作用滑環式密封件來密封該驅動裝置(38)，在此該滑環式密封件包含在聚合狀態下呈惰性的一阻隔介質。
  18. 如申請專利範圍第1項之反應器，其中該刮刀或刮刷葉片(42)有磨擦係數低於1.4571不鏽鋼的一表面。
  19. 如申請專利範圍第1項之反應器，其中該反應器殼內側包含至少一表面，且其中與1.4571不鏽鋼相比，該反應 器殼(16)內的表面經製作或處理成固體至該表面有減少的黏性。
  20. 如申請專利範圍第1項之反應器，其中該刮刀或刮刷葉片(42)對於穿過該幾何中心軸(12)的一徑向線呈傾斜及/或彎曲，在此該刮刀或刮刷葉片(42)有徑向向內的一固定頭(46)，以及一徑向向外力，可施加至該刮刀或刮刷葉片(42)。
  21. 如申請專利範圍第1項之反應器，其中在該軸向配置至少兩支刮刀或刮刷葉片(42)，在此該等刮刀或刮刷葉片(42)在該圓周方向偏移角度α，以及該角度α組態成：30°≦α≦150°。
  22. 如申請專利範圍第1項之反應器，其中該管式反應器在該上游方向連接至至少一混合室(72)，其有一殼體包圍該混合室，以及在該混合室內配置至少一混合元件(70)。
  23. 如申請專利範圍第22項之反應器，其中該混合元件(70)為一葉輪。
  24. 如申請專利範圍第1項之反應器，其中該等刮刀或刮刷(36)與視需要存在的數個定子(75)經組態成可促進刮下材料或刷下材料的再分散。
  25. 如申請專利範圍第1項之反應器，其中該至少一出口(24)設有數個分散元件(33)。
  26. 一種根據申請專利範圍第1項之反應器藉由可聚合單體之聚合作用製作聚合物的用途。
  27. 如申請專利範圍第26項之用途，其中該等聚合物為合成 橡膠。
  28. 一種藉由可聚合單體之聚合作用來連續製備聚合物的方法，其特徵在於該聚合作用在根據申請專利範圍第1項之一反應器中進行。
  29. 如申請專利範圍第28項之方法，其中在該反應器中，在該軸向賦予實質塞流至該等起始材料及該等產物，或賦予實質循環流或迴流(loop flow)至該等起始材料及該等產物，以及在該聚合作用期間，由該反應器殼(16)的內側(44)機械式移除任何該管式反應器(10)的反應器殼(16)的內側(44)的沉積固體或凝膠。
  30. 如申請專利範圍第28項之方法，其中在該流向中建立不同的熱交換器溫度以便設定考慮到在聚合作用期間出現之熱平衡、滯留時間及濃度的一預定分子量。
  31. 如申請專利範圍第29項之方法，其中任何沉積固體或凝膠的機械移除在該反應器殼(16)的內側(44)以滿足以下條件的速度v進行：0.05m/s≦v≦10m/s。
  32. 如申請專利範圍第28項之方法，其進一步包含在該等起始材料在進入該反應器(10)之前，在一混合室(72)中用一混合元件(70)以0.001至120J/l的混合能量混合該等起始材料。
  33. 如申請專利範圍第28項之方法，其進一步包含在該反應器(10)中在製備聚合物時藉由可聚合單體之聚合作用得到的固體或凝膠經粉碎成有小於1毫米的粒徑。
  34. 如申請專利範圍第28項之方法，其中係生產合成橡膠。
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