阅读说明：本技术 用来产生聚合物的反应设置和程序 (Reaction set-up and procedure for producing polymers ) 是由 詹尼·马尔凯蒂 乔瓦尼·雷加蒂 于 2019-06-11 设计创作，主要内容包括：本发明涉及用来产生聚合物的溶液聚合程序,其包含以下步骤：将一种或多种单体、相对于试剂混合物70重量％与90重量％之间的量的一种或多种溶剂、以及催化剂系统连续进料至第一搅拌反应容积,在其中形成单个混合单元,在其中开始聚合,直到获得相对于所获得的最终转化率而言20％至70％的转化率,在与第一反应容积串联连接的至少一个第二搅拌反应容积中继续进行聚合,在其中形成两个或更多个混合单元,在第二搅拌反应容积的出口处获得单体的最终转化率。所述程序的特征在于,试剂混合物在第一反应容积中的平均停留时间在相对于整个反应容积的平均停留时间而言10％至25％的间隔内变化。(The present invention relates to a solution polymerization procedure for producing a polymer comprising the steps of: one or more monomers, one or more solvents in an amount between 70 and 90% by weight with respect to the reagent mixture, and a catalyst system are continuously fed to a first stirred reaction volume, in which a single mixing unit is formed, in which the polymerization is started until a conversion of 20 to 70% with respect to the final conversion obtained is obtained, the polymerization being continued in at least one second stirred reaction volume connected in series with the first reaction volume, in which two or more mixing units are formed, the final conversion of the monomers being obtained at the outlet of the second stirred reaction volume. The procedure is characterized in that the mean residence time of the reagent mixture in the first reaction volume varies in an interval of 10% to 25% with respect to the mean residence time of the entire reaction volume.)

具体实施方式

申请人还参考图1和图2详述本专利申请主题的程序。

本发明主题的程序的目的是产生聚合物，优选从选自丁二烯、苯乙烯、异戊二烯、丙烯腈、诸如丙烯或乙烯等烯烃、二烯烃的单体及其混合物起始产生聚合物。本发明中使用的反应溶剂选自己烷、戊烷、庚烷及其混合物。己烷和戊烷是优选的。用来产生具有高含量的1.4顺式单元的聚丁二烯(HCBR)的程序是优选的。

将一种或多种单体、70重量％与90重量％之间、优选80重量％与90重量％之间的量的一种或多种溶剂、以及催化剂系统进料至第一搅拌反应容积，在其中形成单个混合单元，在其中开始溶液聚合从而产生聚合物。在所述第一反应容积中，试剂混合物一直保持到获得相对于所获得的最终转化率而言20％至70％的转化率。

部分反应的反应混合物在与第一搅拌反应容积接连的搅拌反应容积中继续进行聚合，在其中形成两个或更多个混合单元。

在至少一个第二搅拌反应容积中继续进行聚合，在其中形成两个或更多个混合单元。

在第一反应容积中，试剂混合物的平均停留时间在相对于整个反应容积的平均停留时间而言10％至25％的间隔内变化。

整个反应容积的平均停留时间通常在1小时与2小时之间。

优选地，所述混合物在第一反应容积中的平均停留时间在相对于整个反应容积的总停留时间而言15％至20％的间隔内变化，更优选它等于15％。

在第一反应容积中，搅拌比功率优选大于与第一容积接连的容积的搅拌比功率。

在第一反应容积中，搅拌比功率优选大于2kW/m³，在接连的反应容积中，搅拌比功率在1kW/m³与2kW/m³之间。

本专利申请的另一个主题是一种用来产生聚合物的反应设置，其包含串联连接的一个或多个搅拌反应器；所述设置的特征在于：

·第一搅拌反应器是单个混合单元，其反应容积相对于总反应容积而言等于从1/10至1/4的值，其中总反应容积是所存在的所有反应器的反应容积的总和；

·与第一反应器接连并且串联连接的反应器各自具有一个反应容积，在其中存在两个或更多个混合单元。

优选地，第一反应器的反应容积为总反应容积的1/8至1/5，更优选等于总反应容积的1/6，其中总反应容积是所存在的所有反应器的反应容积的总和。

反应器的数量优选为2至5，更优选为2至3。

与第一反应器接连的反应器优选彼此等同，具有相同的反应容积，并且配有相同的搅拌器装置。

所要求保护的所述反应设置优选用来进行本专利申请主题的程序。

如所述，第一反应容积是单个均一混合单元，而接连的反应容积则各自具有多个混合单元。

为了在反应器中产生混合单元，并因此在单个反应容积中产生混合单元，提供搅拌器装置。搅拌器装置的设置会影响单个均一混合单元或者彼此不同的多个均一混合单元的形成。

如本领域技术人员所知，为了产生单个混合单元的目的，第一反应器中使用的叶片的类型可以是(例如)单个Rushton径向流叶片，或者与同一个轴连接的两个或更多个Hydrofoil轴向流叶片，或者等同解决方案。从第一反应器中的搅拌器装置传递至流体的比功率必须大于接连的反应器中使用的比功率，优选大于2kW/m³。与第一反应器接连并且串联连接的反应器配有搅拌器装置，其将每个反应器的反应容积分成一个或多个混合单元。如本领域技术人员所已知，为了产生多个混合单元的目的，与第一反应器接连的反应器中使用的叶片的类型可包含(例如)两个或更多个Rushton径向流叶片，或者等同解决方案。从与第一反应器接连的反应器中存在的搅拌器装置传递至流体的比功率比第一反应器中使用的比功率更小，并且优选在1kW/m³与2kW/m³之间。另外，第一反应器和接连的反应器可任选地配有第二搅拌器装置，其功能是刮擦反应器壁(刮壁器)。另外，第一反应器和接连的反应器可任选地配有控制温度的热交换系统，其可选自工业中常规使用的外部夹套、外部卷绕管、焊接外部半管、内部盘管、外部热交换器或者本领域技术人员已知的其他装置。

第一反应器中的反应温度可等于60℃，最终反应器出口处的最终温度可等于110℃。

申请人在图2中对所述程序和反应段进行详述，其为该专利申请的主题。

但是，以下描述并不局限于图2中所示的反应容积之间的比例。

将单体(1)、溶剂(2)和催化剂系统(3)进料至第一反应容积(A)，在其中开始聚合。然后在第二反应容积(B)中继续进行聚合，在其出口处达到单体的最终转化率值。第一反应容积的混合物平均停留时间在相对于整个反应容积的平均停留时间而言10％至25％、优选15％至20％的间隔内变化，它更优选等于15％。

这意味着含有单体的试剂物质在第一反应器(A)的反应容积中保持的时间比试剂物质在第二反应器(B)的反应容积中的停留时间显著更少。

第一反应器(A)的反应容积等于总反应容积的1/6，其中总反应容积是所存在的所有反应器的反应容积的总和。

在第一反应容积中，单体获得20％至70％的转化率。在接连的反应容积中继续进行转化，在出口处获得高于90％的最终值。

所要求保护的所述反应程序和系统会解决与污染物形成相关的问题，所述污染物尤其会在第一反应容积中形成。

申请人已经观察到，以这种方式，延长了运转周期并提高了产品的质量，并且最多可以避免安装用于第一反应器的备用反应器，这是现有技术工厂的通常实践。

现在描述本发明的应用的一些实例；它们仅仅是说明性的，不对范围进行限制，代表根据本发明的优选实施例。

对比例1.

设备布置由两个50立方米的搅拌反应器(直径为2.8m，椭圆形底部，从底部TL切线至顶部TL切线的高度为7.3m)构成，各自串联连接。将由以下组成的流进料至第一反应器：80重量％的环己烷和20重量％的正己烷混合的37,000kg/h的溶剂；20℃下5,000kg/h的1,3-丁二烯，以及具有以下特征的催化剂复合物：

(a)叔羧酸钕(Neodymium versatate)(40重量％的正己烷溶液)，其摩尔比H₂O/Nd＝0.001/1，摩尔比总叔羧酸(versatic acid)/Nd＝0.4

(b)二异丁基氢化铝(DIBAH)

(c)二乙基氯化铝(DEAC)

(d)摩尔比Nd/Al/Cl＝[1/4/4mmol Nd/kg丁二烯＝[2.0]mmol/kg

每个反应器配有具有3个径流式涡轮的搅拌器，所述涡轮直径为1.6m，具有6个竖直叶片，搅拌器转速为50转每分钟，安装有80kW的马达。还提供刮擦反应器壁的第二搅拌器，转速为10转每分钟，安装有10kW的马达。

由丁二烯形成HCBR的聚合以绝热方式进行，丁二烯的最终转化率为98％。由于反应器内形成大量的污染物，并且第一反应器中的搅拌器发生相关的堵塞，因此如此构成的设备在运行3周后停止。

实例1：

设备布置提供2个反应器：15立方米的第一搅拌反应器(直径：2.8m，TL-TL高度：1.7m)，接着是串联的85立方米的第二搅拌反应器(直径：2.8m，TL-TL高度：13m)。第一反应器配有的搅拌器装置由1个直径为1.6m并具有6个竖直叶片的径流式涡轮组成，转速为60转每分钟，安装有45kW的马达。第二反应器配有的搅拌器具有5个直径为1.6m并具有6个竖直叶片的径流式涡轮，转速为50转每分钟，安装有140kW的马达。还提供刮擦反应器壁的第二搅拌器，转速为10转每分钟，安装有10kW的马达。将对比例1中所述的流进料至第一反应器。由丁二烯形成HCBR的聚合以绝热方式进行，丁二烯的最终转化率为98％。如此构成的设备运行6周，任一搅拌器中均未发现任何堵塞。