[发明专利]活塞流反应器以及由该反应器制备的聚合物

说明书

发明背景

技术领域

本发明涉及活塞流反应器。本发明特别涉及用来制备聚苯乙烯和耐冲击聚苯乙烯的活塞流反应器。

技术背景

用来制备例如聚苯乙烯之类的组合物的放热过程是人们已知的。在这些过程中，首先加热反应物以引发反应，但是之后在反应过程中要冷却反应物。冷却反应物的能力通常是一限制工艺参数。

这种高度放热的过程，如不小心控制，则可能会造成反应器的操作发生危险情况，还会导致发生不希望出现的副反应。例如，在制备合成天然气的时候，失控的反应器条件会造成焦炭沉积，最终会堵塞设备。由于商业反应器通常必需处理在一段给定时间内处理组成在很宽范围内变化的反应物进料，因此使得这些反应器的控制进一步复杂化。

一种解决该问题的方式是使用回混反应器。在这样的反应器中，理想情况下没有温度梯度，这是因为反应器中的材料具有均匀的组成和温度。有一些本领域技术人员众所周知的实现回混反应器的方式。这些方式包括使用固体材料流化床，以及通过纯流体动力学法进行回混。尽管所述回混反应器是一种解决温度控制问题的令人满意的方式，但是与活塞流反应器相比，回混反应器具有一些缺点。许多应用需要具有最小程度的回混的反应条件，就像活塞流反应器中那样。另外，使用回混反应器会导致形成不希望有的副产物的问题。

因此，本领域希望可使用具有良好温控能力且使用经济的活塞流反应器来制备某些产物。

发明概述

在一个方面中，本发明涉及一种活塞流反应器10，其包括被外壳21包围的内壳27，在所述内壳27和外壳21之间具有至少一条环形流动通道35。所述活塞流反应器还包括进口36、出口37以及多个交换管(exchanger tube)26，所述交换管与所述至少一条环形流动通道流体连通。

在另一个方面中，本发明涉及一种制备聚合物的方法，该方法包括将反应物送入活塞流反应器10中，所述活塞流反应器10具有被外壳21包围的内壳27，而且在所述内壳27和外壳21之间具有至少一条环形流动通道35。所述活塞流反应器还包括进口36、出口37以及多个交换管26，所述交换管与所述至少一条环形流动通道流体连通。

在另一个方面中，本发明涉及一种组合物，该组合物包含使用以下方法制备的组合物：将反应物送入活塞流反应器10中，所述活塞流反应器10具有被外壳21包围的内壳27，而且在所述内壳27和外壳21之间具有至少一条环形流动通道35。所述活塞流反应器还包括进口36、出口37以及多个交换管26，所述交换管与所述至少一条环形流动通道流体连通。

本发明另一个方面涉及一种活塞流反应器10，所述活塞流反应器10具有被外壳21包围的内壳27，而且在所述内壳27和外壳21之间具有至少一条环形流动通道35，还包括进口36、出口37。所述反应器还包括多个交换管26，所述交换管与至少一条环形流动通道流体连通，所述活塞流反应器还包括混合器，该混合器具有至少一组构造成易于拆除的叶片。

在另一个方面中，本发明涉及一种活塞流反应器10，所述活塞流反应器10具有被外壳21包围的内壳27，而且在所述内壳27和外壳21之间具有至少一条环形流动通道35。所述活塞流反应器还包括进口36、出口37以及多个交换管26，所述交换管与所述至少一条环形流动通道流体连通，所述活塞流反应器还包括至少3个区域。所述反应器还包括温度控制器和在各所述区域中的安置至少一个热电偶传感器的至少一个传感器端口23，所述控制器独立地控制各区域内的温度。

附图简述

图1A是本发明活塞流反应器的一个实施例的侧视示意图；

图1B是本发明活塞流反应器的一个实施例的截面示意图。

发明详述

在一个方面，本发明涉及一种活塞流反应器，该活塞流反应器具有被外壳包围的内壳，以及位于所述内壳和外壳之间的至少一条环形流动通道。该反应器可用于任意需要活塞流反应器的工艺，但是尤其适用于需要首先加热、然后冷却的反应，例如在苯乙烯和橡胶改性苯乙烯聚合反应过程中所发生的情况。本发明的反应器能够在反应物通过该反应器的时候有效地除热并保持活塞流。

所述反应器的另一个优点在于，该反应器能够相当便宜地制造。在本发明的一些实施例中，所述外壳实际上作为活塞流反应器的一部分内所有热交换管的公用集管。这是优于那些需要独立的凸缘来通向传热流体源的现有反应器的一个显著优点。

本发明的反应器可以很容易地控制。所述反应器的各个部分可具有一个或多个传感器。通过使用少达单个的流量控制器来控制流经进口的流体，或着通过控制传热流体的温度，可以控制各个区域的温度。