180652. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés vinil-klorid szuszpenziós polimerizációjára
5 180652 6 Molekulasúly-szabályozók, így alfa-olefinek, klórozott alkil- vagy alkén-származékok, merkaptánok és egyéb anyagok. Találmányunk poralakú vinil-klorid homopolimerek vagy olyan vinil-klorid kopolimerizátumok előállítására alkalmas, amelyek kiindulási összetételében 20 s/Z-ig terjedő mennyiségű, bármely, a vinil-kloriddal polimerizálható komonomer van jelen, mint vinilidén-klorid, vinilacetát és butirát, metil-, butil- és izooktil-akrilát, metil- és hexil-metakrilát, dietil-maleát, dipropil-fumarát, diallil-ftalát, diallil-maleát, sztirol, etilén, propilén, butén, akril-nitril, metakril-nitril, vinil-etil-éter és hasonlók. Az 1. és 2. táblázatban feltüntetett példák a külső hőcserélő használati lehetőségeit mutatják be, az alkalmazási terület korlátozása nélkül. Az 1. táblázatban a külső hőcserélő alkalmazásának körülményeit, a polimerizációhoz szükséges feltételeket és a berendezés 1 köbméterére számított évi kihozatali tüntettük fel. A 2. táblázatban az összetételre vonatkozó adatok, a por morfológiai sajátságai és a gélek és szennyezések analitikai adatai szerepelnek. A kísérleteket olyan 25—30 m3 tényleges térfogatú reaktorokban hajtottuk végre, amelyek belső falfelülete rozsdamentes acél bevonatú és zománcozott volt. Mindegyik reaktortípussal összehasonlító vizsgálatokat végeztünk a polimerizációhoz szükséges feltételek között hőcserélő cső nélkül (1., 2. és 22. számú kísérlet) és hőcserélő csővel. A hő egy részét úgy távolítottuk el, hogy 5 °C-os vizet injektáltunk közvetlenül a reakcióelegybe, mihelyt a többi hőcserélő rendszerek elérték teljesítőképességük határát. A 2. számú kísérletet reflux kondenzátorral hajtottuk végre azért, hogy rövidebb reakcióidőt lehessen elérni. A hűtőfolyadék (víztoronyból származó víz) legalacsonyabb hőmérséklete 25 °C és a polimerizációs hőmérsékletet 54 °C-on tartottuk, hogy a K=70-es értéket érjünk el, amelyet 100 ml ciklohexánban oldott 1 g poli(vinil-klorid)-dal, 25 °C-on mértünk. Néhány kísérletben a keverést vagy mérsékeltük, vagy a hőcserélő működtetésének idején teljesen szüneteltet- 5 tűk (6., 7., 8., 9. és 10. kísérlet). Az 1. táblázat tájékoztatást nyújt az átalakulás mértékéről a visszaáramlás kezdetekor és a reaktorban tartózkodás idejéről a keverés változtatásának pillanatában. Az 1., 2. és 3. számú kísérleteket úgy hajtottuk végre, hogy kéregképző- 10 dést gátló adalék nem volt jelen, emiatt a reakció végén az autokláv és a cső a falhoz erősen tapadó PVC-filmmel volt bevonva, ezért a 4. számú kísérlettől kezdve kéregképződést gátló adalékkal dolgoztunk, így a cső tiszta maradt és desztillált vízzel végrehajtott rövid mosás 15 után újra használatba lehetett venni a következő polimerizációs eljáráshoz. Kísérleteinknél azt tapasztaltuk, hogy kéreg képződést gátló adalék jelenlétében a hőcserélőt igen nagy számú 20 (több, mint 100) kísérlethez fel lehet használni, minden tisztítás nélkül. Az ismertetett sorozatban csak az 5. számú kísérletnél észleltünk helyi PVC-lerakódást a szuszpenzió túl kis visszaáramlási sebessége miatt. 25 50 m3 hasznos térrel rendelkező reaktorokkal végzett kísérleteinkben zománcozott csövekkel hasonló eredményeket kaptunk, mint a rozsdamentes acél bevonatú csövekkel, akkor is, ha kéregképződés-gátlót nem adagoltunk. 30 A 10 kísérlet esetében az a szög nagyobb, mint 3a', közelebbről értéke 6,66a'. Ekkor az anyagszerkezet egyenetlen, a termék nem tiszta és jól látható zárványokat tartalmaz. A 10 B kísérletnél a reaktor túl magas (h=D/3). 35 A túlzott mértékű keverés miatt az anyag szerkezete nem megfelelő. A 10 C kísérletnél a' >10°, pontosabban 30°. Ugyanazokat a hiányosságokat figyeltük meg, mint a 10 A kísérlet esetében. 1. táblázat A példa száma 1 2 3 4 5 6 7 Csőtípus I i i i i Csőátmérő, mm 200 200 200 100 100 Csőhosszúság, m 50 50 50 150 100 Átáramló mennyiség, m3/h 230 140 90 30 40 <L> co Áramlási sebesség, m/s 2 1,2 0,8 U 1,4 Reaktortípus Pl Pl Pl Pl Pl Pl Pl Reaktortérfogat, m3 23 23 23 23 23 23 23 Keverés, ford/min 120 120 120 120 120 120/0 120/60 Átalakulás a visszaáramlás kezdetekor, % 11,3 11,7 12,7 13 11,3 A keverés változtatása közben eltelt idő, min 36 32 :2iS Az injektált víz mennyisége, m3 3,8 6 2,8 6 7,4 7,5 4,6 y »n Betáplált víz, t 11,5 10,6 11,5 11,1 10,3 10,0 11,5 S Betáplált vinil-klorid, t 9,2 8,5 9,2 8,9 8,2 8,0 9,2 B :3 Végső átalakulás, % 90 91 89 88 91 90 92 o *S CL, Reakcióidő, h 10 6,8 5 4,8 5 4,9 5,2 A ciklus időtartama, h 12 9 7 6,9 7 7 7,3 Évi fajlagos kihozatal, t/mB 215 265 365 355 333 321 362 3
