[发明专利]微通道聚合反应器

说明书

本申请是申请日为2005年3月2日，申请号为200580006764.0(PCT/US2005/007043)、发明名称为“微通道聚合反应器”的中国专利申请的分案申请。

相关申请的交叉参考

本申请要求2004年3月2日提交的、名称为″微通道聚合反应器″的U.S.临时专利申请序列号60/549,423的权益，该文件公开的内容通过引用结合在本文中。

相关技术

发明领域

本发明涉及连续聚合方法，更具体而言，涉及利用一个或多个微通道的本体、溶液、悬浮和乳液聚合方法。

类似技术

工业连续聚合方法包括但不限于本体、溶液、悬浮和乳液聚合。本体聚合(bulk polymerization，也被称为mass polymerization或block polymerization)包括单体、聚合物和引发剂。在本体聚合中，反应体内容物都可用于反应，因此好的混合和撤热对于维持反应的控制和最优化是非常重要的。对于本体聚合体系来说，控制聚合物链增长的反应速率也是非常重要的，否则反应体内容物可能表现出很大的链增长，导致很大的反应热释放和因粘度变化导致的链终止反应步骤的急剧降低，这通常被称为Trommsdorff效应。Trommsdorff效应可以导致反应体内容物粘度的很大增加，由此使得所述内容物难以被泵送，并导致能够使分子量分布偏斜的大分子量的聚合物。

溶液聚合试图通过加入溶剂以稀释反应体内容物，来避免Trommsdorff效应。在本体和溶液聚合中，通过控制单体和引发剂流量以及除去任何未反应的单体和剩余的溶剂，Trommsdorff效应可以被推迟。

乳液和溶液聚合通常使用类似的温度控制手段，因为连续相包围在其中发生聚合的分散的有机相。通过利用具有相对高的热导率和热容的水，所述连续相有助于维持温度。

概述

本发明涉及连续聚合方法，更具体而言，涉及利用一个或多个微通道的本体、溶液、悬浮和乳液聚合方法。本发明在分布在整个一个聚合反应器内的多个微通道内进行聚合反应。可以将静态混合器定位成与所述微通道流体连通，由此提供在所述微通道本身内的反应物流组分的混合。本发明还利用了结合到微通道聚合反应器内的多孔材料。必须参考“详细描述”来获得对本发明的更全面的理解。

本发明的第一方面是提供一种微通道聚合反应器，其包括：(a)适合承载反应物物流的第一微通道；(b)适合承载与所述第一微通道热连通的流体的流体管道；和(c)与所述第一微通道流体连通的静态混合器，该静态混合器适合提供在沿所述第一微通道的预定点有效改变横截面流体流动轮廓(flow profile)而不改变通过所述第一微通道的反应物物流的主方向的混合区。

在所述第一方面的一个更详细的实施方案中，所述静态混合器在预定点有效改变可用于流体流动的横截面面积。在另一个更详细的实施方案中，所述静态混合器在预定点增加可用于流体流动的横截面面积，在所述预定点之前所述可用于流体流动的横截面区域是广义的矩形、广义的圆形、广义的半圆形和广义的椭圆形中的至少之一，并且在所述预定点之后所述可用于流体流动的横截面区域是广义的矩形、广义的圆形、广义的半圆形和广义的椭圆形中的至少之一。在另一个详细的实施方案中，所述静态混合器有效地将所述第一微通道分成多个微通道。在又一个详细的实施方案中。在一个更详细的实施方案中，所述静态混合器在沿所述第一微通道的预定点减小可用于流体流动的横截面面积，在所述预定点之前所述可用于流体流动的横截面区域是广义的矩形、广义的圆形、广义的半圆形和广义的椭圆形中的至少之一，并且在所述预定点之后所述可用于流体流动的横截面区域是广义的矩形、广义的圆形、广义的半圆形和广义的椭圆形中的至少之一。