170276. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés vinilklorid polimerizációjáras
170276 7 8 tovább 1—10 szénatomos alkoholokkal alkotott észterei és imidjei. További komonomerek például az akril-nitril, az aromás vinilmonomerek, így például sztirol, ó-olefinek, így etilén, propilén vagy butilén, valamint vinilidén-halogenidek, így a vinilidén-klorid. Jelen lehetnek azonban a vinilkloriddal keverékben polimerizálható monomerek keverékei is. A találmány szerinti eljárással meglepő módon sikerült a szuszpenziós polimerizációnál a reaktor falain a lerakódást hosszú időn keresztül meggátolni, illetve a reaktorfalat számos polimerizációs folyamaton keresztül gyakorlatilag lerakódásmentesen megtartani. Ez jelentős előnyt jelent a szakaszos eljárásban is, ahol a reaktortisztítás időtrabló munkája és az ezzel járó jelentős és ellenőrizhetetlen anyagkopás messzemenő, módon kiküszöbölhető. Különösen előnyös azonban az eljárás alkalmazása folyamatos munkamódszernél, így a folyamatosság hosszú időn keresztül fenntartható. A csatolt ábrán a találmány szerint használt berendezést mutatjuk be. A nemesacélból készült 1 polimerizációs reaktor, 2 keverő, 3 áramlásterelő, 4 kettősköpeny, 5 bevezető, és 6 kivezető nyílást tartalmaz, amelyeken folyékony hőátadó közeg áramoltatható. A 2 keverőt és a 3 áramlásterelőket egyformán nemesacélból készítjük és az 1 polimerizációs reaktorral elektromosan vezető módon kapcsoljuk. A polimerizációs reaktor kb. középrészén van a 7 nemesacél elektróda elhelyezve, amely a keverőaknát meghatározott és azonos távolságban elhelyezett módon gyűrű alakúan veszi körül. Az elektródát a 8 tartó tartja. A tartót elektromosan szigetelő módon a polimerizációs reaktor falán keresztül a 9 szerkezet segítségével vezetjük, amellyel az elektródának a reaktorban való helyzete függőleges irányban változtatható. A 7 elektróda a 8 tartón keresztül a 10 áramforrás negatív pólusával elektromosan vezető módon van összekapcsolva. Ali áramforrás pozitív pólusa 12 helyen földelve van és elektromosan vezető módon van a polimerizációs reaktorral összekapcsolva. A találmány oltalmi köre kiterjed az eljárás kivitelezésére alkalmas berendezésre is, amelyre az jellemző, hogy a reaktor legalább egy, a reakcióközeggel érintkezésben álló és abban oldhatatlan katódot (7) tartalmaz, a katód a polimerizációs reaktor anódként kapcsolt belső felületeitől szigetelt módon van elhelyezve, mimellett a katód (7) és az anód külső áramforrás (10) segítségével egymással elektromosan vezető módon van összekapcsolva. Ha kisebb méretű poÜmerizációs reaktort alkalmazunk, akkor elegendő a reaktor belsejében, a reakcióközeggel való érintkezésben egyetlen katód elhelyezése. Nagyobb méretű reaktoroknál azonban kielégítő áramerősség elérésére a hidrogén és oxigén elektrolitos leválasztásához szükséges kielégítő áramsűrűség elérésére alkalmas geometriai alakú katódot, főként gyűrű alakú katódot választunk vagy több katódot helyezünk el a reaktor belsejében. Abból a célból, hogy a karódon való lerakódást teljes mértékben kiküszöböljük, ezt megfelelő tisztítóberendezésekkel, például automatikus módon működő kefékkel vagy rápermetező berendezéssel látjuk el. Különösen célszerűnek bizonyul, ha a katódot, illetve katódokat nem a tulajdonképpeni reakcióközegben helyezzük el, hanem egy adagolóvezetékben, amelyen keresztül a polimerizációhoz szükséges segédanyagokat, így az aktivátort, pufferanyagokat, szuszpendáló és segédszuszpendáló szereket beadagoljuk, így a katód a 5 képződött polimerrel egyáltalában nem kerül érintkezésbe. Ilyen katódelrendezés esetén mindenkor az oldat jó vezetőképességéről kell gondoskodni az adagolóvezetékben, ehhez pedig különösen előnyös, hogyha a fentiekben hivatkozott elektromosan vezető 10 sókból is kisebb mennyiséget adagolunk. A polimerizációs reaktor szerkezeti anyaga, ahogy az a szuszpenziós polimerizációs technikában a vinilkloridnál szokásos, nemesacél vagy nemesacél bevonattal van ellátva, így a megválasztott elektrolízis-15 körülményeké mellett a fém feloldódása a reaktorfal felületén egyáltalában nem következik be. Ha a reakciófeltételek megengedik, akkor a reaktorfal belső felületét más ellenálló fémből, így például nikkelből vagy krómból is készíthetjük. Célszerű továbbá az 20 a kiviteli mód is, ha nem csupán a reaktor belső fala van anódként kapcsolva, lianem más belső felületek is, amelyeken lerakódásképződés történhet, ilyen belső felületek a keverő, az áramlásterelő, a hűtőérzékelő, termoelem stb. Emellett természetesen gondos-25 kodni kell a reaktor belsejében elhelyezett katódhozzávezetés megfelelő szigeteléséről is. Katódként célszerűen nemesfém elektródokat (ezüst, arany vagy platinafémeket) alkalmazunk, megfelel azonban más fém is, így a nemesacél vagy a grafit. 30 A találmány szerinti eljárást a következő példákban közelebbről ismertetjük: 1. példa 40 literes, belül saválló acéllal bélelt és keverővel 35 ellátott autoklávba a következő komponenseket adagoljuk: 28 liter ionmentes víz 12 g polivinil-alkohol 45 g foszforsav 40 45 g nátrium-dihidrofoszfát 13,5 g diizopropilperkarbonát (40 súly%-os vizes oldat) A kiindulási elegy pH-értéke 2,7. A polimerizációs reaktorban a platinával bevont 45 elektród katódként és a reaktorfal anódként van kapcsolva. A polimerizáció közben 20 Volt feszültséget alkalmazunk, ebből 250 mA áramerősség adódik. Az áramsűrűség a reaktorfalán 500 mA/m2 . Az autoklávban levő levegő többszöri vákuumozással 50 történő eltávolítása után vinil-klorid-gázáram átvezetésével az autoklávot 9 kg vinil-klorid beadagolásával nyomás alá helyezzük. A reakciókeveréket 53 °C-on keveréssel reagáltatjuk és addig polimerizáljuk, amíg a nyomás 4 att-re csökken. 6 órás polimerizáció után a 55 reakcióelegyet lehűtjük, a polimerizációs reaktort nyomásmentesítjük és leürítjük. Fenti módon 10 adagot egymás után polimerizálunk, végül a reaktort kinyitjuk. Az autokláv falán valamint a katódon semmiféle lerakódás nem tapasztalható. 60 2. példa (összehasonlító kísérlet) A polimerizációt az 1. példa szerint végezzük, azonban a reaktorba katódot nem helyezünk be és a reaktort nem helyezzük feszültség alá. A reaktor falán 65 már az első adag leürítése után gyenge lerakódás 4
