适合于ep(d)m溶液法合成的反应器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及用于EPM或EPDM聚合物的合成的新型反应器。
【背景技术】
[0002] 乙丙橡胶（EPR)是在上世纪中叶发现的弹性体，代表最普遍使用的合成橡胶之 一。EPR分为EPM (共聚物）和EPDM ( S元共聚物），两者统称为EP值)M。在运种首字母缩 略词中，各字母的含义为：
[000引 E和P分别代表乙締（eth}dene)和丙締（propylene)，
[0004] D 表示二締控（diene)，
[0005] M 表不单体（monomers)。
[0006] 历史从Giulio化tta教授（1964年与Ziegler教授共同获得诺贝尔化学奖）基 于有机金属化合物W及饥和铁盐对协同催化的直感和研究开始。
[0007] 弹性体乙締、丙締 W及后来的乙締、丙締和二締控EP做M的首个（市场规模）设 备在20世纪60年代早期利用来自美国的化iroyal公司和意大利的Montecatini公司的 两种类型的方法（在脂肪族溶剂的溶液中和液态丙締的悬浮液中）开始其生产。
[0008] 从那W后，欧洲、美国、后来在远东地区和少量地在其它大洲出现了至少20种 EP值)M生产设备。
[0009] Uniroyal、Exxon、Copolymer、DSM等公司在上世纪50年代对利用溶液法生产 顺下橡胶度时进行了实验测试，因此它们的实验最终归于该技术；而未进行运种生产的 Montedison公司W完全自主方式对其它技术进行实验，采用已经用于聚丙締的悬浮液法。
[0010] 此后，每个公司都发展了针对于改善其自身技术的研发活动；涵盖约15% 的EP值)M全球产量的浆液法目前由德克萨斯的Lanxess in化ange工厂和意大利的 Versalis工厂使用。
[0011] 最后运一种方法近来被引进，其中溶剂的完全消除特别是对于安装和生产成本W 及环境影响而言是一项重大突破。
[0012] 溶液法基本符合其它EP值)M生产商的意愿，其中各个阶段的一些技术和管理细 节明显不同并且具有独特的特性，运提高了工艺性能一一特别是在反应器的设计和组装方 面。
[0013] EP〇))M由于其使用聚合物共混物作为用于其它聚締控的冲击改性剂而成为非常 通用的橡胶。=元共聚物通常针对若干类型的成型和挤出的最终产品硫化。
[0014] 用于EP值)M合成的催化系统影响聚合物的化学、物理和机械特性。过去存在用于 EP〇))M的合成的不同催化系统，例如常见的齐格勒-钢塔狂iegler-Natta)狂脚、茂金属 (单活性中屯、催化剂）、限制几何构型催化剂（CGC:其与茂金属有关）W及Keltan ACE?技 术（由Lanxess开发）。
[0015] 该催化系统通常由W下化合物制成：
[001引.催化剂：通常为饥化合物，例如氯化物（例如四氯化饥￥化和立氯化饥VCI 3或 其混合物）、氯氧化物（优选S氯氧化饥VOC13)，W及乙酷丙酬饥和乙酷丙酬氧饥，例如S 乙酷丙酬饥[V(acac)3]、二乙酷丙酬氧饥[V0(acac)2]、二氯乙酷丙酬氧饥[VCl20(acac)] 或其混合物；
[0017] ?助催化剂：通常为有机侣化合物或化合物的混合物，例如烷基侣，比方说二乙 基氯化侣值EAC)，优选S氯化乙基侣（EASC)，W及S氯化乙基侣（EASC)和二氯化乙基侣 (EADC)的混合物；
[001引 ?活化剂：通常为氯化醋，例如S氯乙酸乙醋巧TA)、全氯己豆酸正下醋（nBPCC) W 及二氯苯基乙基乙酸醋值CPAE)。
[0019] 助催化剂使催化剂活化，从而保证締控单体间的配位并充当反应浴中的清除剂。
[0020] 催化剂包含聚合物链形成在其上的活性部位。
[0021] 活化剂例如通过饥从II到III的氧化来再生所述活性部位。
[0022] 通过分子量调节剂例如二烷基锋化合物（例如化化2)或优选地氨的存在来完成 该催化系统。
[0023] 聚合单体为乙締、丙締或二締控，例如1，4-己二締（1，4-皿）、二环戊二締值CPD) 或更好地5-亚乙基-2-降冰片締巧NB)。ENB由于其确保优良的聚合和硫化速率的特殊结 构而被采用。
[0024] 反应溶液的同质性和反应器内的溫度的均一性是关键的，W便控制聚合反应和产 品质量。另一个需要改进的问题在于反应器的结垢（fouling)，其迫使操作人员停止生产聚 合物W便进行高成本的清洁操作。
[0025] 反应介质的同质性部分地通过通常使用己烧作为溶剂在溶液中进行反应来实现。 运种溶剂还部分地解决了反应器结垢的问题，因为它提供了入口和出口喷嘴和管道的恒定 清洁。
[0026] 可W通过蒸发冷却来实现溫度控制：单体从反应混合物蒸发，冷凝，并在再混入反 应混合物中之前过冷却。蒸发和过冷却两者都有助于聚合热的吸收。
[0027] 适合于在溶液中生产EP值)M的反应器通常具有沿反应器的中屯、轴线的一系列揽 拌叶片，W便优化流体动态性和因此反应混合物的同质性。 【实用新型内容】
[0028] 我们已发现，通过在反应器的底部且容器下切线下方增加叶片层可W实现最佳流 体动态性，运种叶片基本接近底部但不与运种底部接触，并且运种叶片成形为与运种反应 器的U形底部成镜像，因为运避免了短路（Shod-Circuiting)，并且提供了容器下切线下 方的揽拌。
[0029] 短路可定义为单体倾向于沿反应器的中屯、轴线下行并在尚未反应的情况下从位 于反应器底部的排出喷嘴离开的现象。
[0030] 在第一方面，提供了一种适合于在溶液中生产EP值)M橡胶的反应器，该反应器包 括：
[0031] a)相对于容器的轴线对称地分布在容器壁上的单体分配喷嘴；
[0032] b)与容器下切线对应的和位于其上方的一系列揽拌叶片层；
[0033] C)位于容器下切线下方并且非常接近但不接触反应器的下部内表面的揽拌叶片 层，该层的揽拌叶片成形为与反应器的U形底部成镜像。
[0034] 在一个实施例中，与容器下切线对应的和位于其上方的一系列揽拌叶片层由沿中 屯、轴线分布在最高液位与容器下切线之间的=层揽拌叶片组成，第一层位于反应器的最低 液位和最高液位之间，而第=层定位成与容器下切线对应。
[0035] 在此实施例中，第一揽拌叶片位于反应器的最低液位和最高液位之间，因为它仅 在反应器被充填到其最低液位之上时使用。前两层引起容器中屯、轴线附近的流体的下行运 动，运又引起容器壁附近的流体的上行运动。
[0036] 定位成与容器下切线对应的层引起流体从容器的中屯、向容器壁的径向运动。
[0037] 所述=层的运种分布改善了流体动态性并且还减少了反应器的结垢。
[0038] 在一个更特定的实施例中，前两层各自由四个45°斜叶片组成，而第=层是由六 个平叶片组成的奖叶。
[0039] 在一个实施例中，单体分配喷嘴的数量为六。
[0040] 在一个特定实施例中，六个单体分配喷嘴沿容器壁的两个圆形区段等距地分布， 每个圆形区段各自包括=个单体分配喷嘴。喷嘴的该特定分布扩大了反应剂的表面分布。
[0041] 我们已确定，为了减少催化反应剂的浪费，且进一步优化反应混合物的同质性，还 应该通过相对于容器的轴线对称地位于容器壁上的一系列分配喷嘴而引入催化系统。
[0042] 在另一实施例中，该反应器还配备有：
[0043] d)相对于容器的轴线对称地分布在容器壁上的催化系统分配喷嘴。
[0044] 在一个实施例中，催化系统分配喷嘴的数量为四。
[0045] 在另一实施例中，四个催化系统分配喷嘴沿容器壁的一个圆形区段等距地分布。
[0046] 在另一实施例中，该反应器还配备有外部预混合单元。
[0047] 该外部预混合单元（也称为静态混合器）一一其将新的单体与被回收到反应器中 的