用于将液滴引入反应器的装置的制作方法

文档序号:13628365阅读:205来源:国知局
本发明涉及一种用于将液滴引入反应器、尤其是用于制备聚(甲基)丙烯酸酯的反应器的装置,其包括用于至少一个液滴化器单元的保持器(holder),其中液滴化器单元具有用于待液滴化液体的加料装置(feed)和液滴化器板,并且液滴化器板具有孔,待液滴化液体通过所述孔引入至反应器中,其中所述用于至少一个液滴化器单元的保持器可通过反应器壳体上的开口推入反应器或拉出反应器。聚(甲基)丙烯酸酯尤其作为吸水性聚合物用于例如尿布、棉塞、卫生巾和其他卫生制品的生产中以及还作为保水剂用于市场园艺中。吸水性聚合物的特性可通过交联程度来调节。随着交联水平的提高,胶凝强度增加且吸收能力下降。这意味着,随着压力下的吸收量的增加,离心保留容量(centrifugeretentioncapacity)下降,而在非常高的交联水平下,压力下的吸收量又会下降。为改进性能特性,例如,尿布中的液体传导性(liquidconductivity)和压力下的吸收量,通常将吸水性聚合物颗粒进行后交联。这仅提高了颗粒表面的交联水平,其使得能够将压力下的吸收量和离心保留容量之间的相互影响消除至少至一定程度。这种后交联可在水凝胶相中进行。然而,通常经研磨且筛分的聚合物颗粒用后交联剂进行表面涂布、热后交联并干燥。适合用于此目的的交联剂为包含至少两个可与亲水聚合物的羧酸酯基团形成共价键的基团的化合物。已知多种不同的制备吸水性聚合物颗粒的方法。例如,可将用于制备聚(甲基)丙烯酸酯的单体和任意添加剂加入至混合捏合机(mixingkneader)中,在该捏合机中单体反应得到聚合物。在混合捏合机中带有捏合棒的旋转轴将所形成的聚合物破碎成块。将从捏合机中取出的聚合物干燥并研磨,然后送去进一步处理。在一个替代方案中,将单体以还包含其他添加剂的单体溶液的形式引入至用于液滴聚合的反应器中。单体溶液在引入至反应器中时破碎成液滴。液滴形成的机理可为湍流破碎或层流射流破碎(turbulentorlaminarjetbreakup),或者液滴化。液滴形成的机理取决于进入条件和单体溶液的性质。液滴在反应器中向下落下,在该过程中单体反应得到聚合物。在反应器的下部区域,存在有流化床,由液滴通过反应形成的聚合物颗粒落入该流化床中。然后在流化床中进行后反应。这类方法记载于例如wo-a2006/079631、wo-a2008/086976、wo-a2007/031441、wo-a2008/040715、wo-a2010/003855和wo-a2011/026876中。将单体溶液引入至用于液滴聚合的反应器中,例如,使用包括被安装为可在外管内移动的内管的液滴化器探头(dropletizerprobes)来实施,如wo-a2014/118025中所记载。放置在内管底部的是液滴化器板,单体溶液通过该液滴化器板液滴化至反应器中。由于内管的可移动性,可将液滴化器探头移出以进行维护。然而,将液滴化器板安装在管的底部的缺点是安装的复杂度增加,因为所述管在拉出之后必须旋转,以使液滴化器板可接触。另外,由于液滴化器探头的必要长度和相关的弯曲效应,单侧可旋转轴承(single-sidedrotatablebearing)是不利的。另外,内管可能在拉出或推入时嵌入外管。因此,本发明的一个目的是提供用于将液滴引入反应器的装置,其中液滴化器板具有良好的可接触性并能够容易地安装或拆卸。此目的通过用于将液滴引入反应器的装置来实现,所述装置包括用于至少一个液滴化器单元的保持器,其中液滴化器单元具有用于待液滴化液体的加料装置以及液滴化器板,并且液滴化器板具有孔,待液滴化液体通过所述孔引入至反应器中,其中所述用于至少一个液滴化器单元的保持器可通过反应器壳体上的开口推入反应器或拉出反应器,其中反应器内容纳有至少一个轨道,并且所述至少一个轨道用于沿着其来引导所述用于至少一个液滴化器单元的保持器。使用轨道而非现有技术已知的外管具有以下优点:可通过简单的插入或从上面移出来安装和拆卸液滴化器单元,并且可避免在外管内移动的内管的嵌入。在本发明的一个实施方案中,被引导的所述用于至少一个液滴化器单元的保持器悬挂于轨道上。所述至少一个液滴化器单元的悬挂引导使得可以仅设置一个轨道。尤其是在反应器直径大的情况下,这具有以下优点:可以进行简单安装,因为不需要将至少两个轨道在很长的距离上精确平行地对齐以能够实现所述用于至少一个液滴化器单元的保持器的持续移动。在一个替代的实施方案中,被引导的保持器安置在反应器内的两个轨道上。虽然此处必须将轨道相对于彼此对齐以使得所述用于至少一个液滴化器单元的保持器能持续移动,但是该实施方案具有以下优点:不需要设置用于在轨道上引导保持器的任何复杂悬挂系统。相反,可以将保持器直接放置在轨道上并使其在轨道上移动。在一个优选的实施方案中,轨道为在底部开口的管上的两个接触面或合适地配置的边缘型材,在其上安置所述用于至少一个液滴化器单元的保持器。在底部开口的管使得在所述用于至少一个液滴化器单元的保持器之上产生额外的屏蔽,因为,例如,在用于将液滴引入反应器的装置之上引入的气体会碰撞该管并由此在用于引入液滴的装置周围偏转,使得其不会直接流向所述用于至少一个液滴化器单元的保持器和液滴化器单元之上。这是有利的,尤其是当供应热气体时且热气体与液滴化器单元的直接接触应被避免时。如果轨道是在管上形成,则管可以具有任意所需横截面。仅需要选择横截面来使得所述用于至少一个液滴化器单元的保持器可在管内移动。例如,管可具有圆形横截面,或者具有扁平化形状,以使得所述管具有卵形或椭圆形横截面。另一种可能性是具有任意数目的角的多边形形状的横截面,例如三个、四个、五个、六个、七个或八个角,或者任意其他数目的角。此处各角之间的边的长度可相等或长度不同。所述边还可为弯曲的或直的。为了使得所述用于至少一个液滴化器单元的保持器能够持续移动,还有利的是接触面与管底部的开口平行。这确保了管的开口以这样的方式运行:即在所述用于至少一个液滴化器单元的保持器推入的情况下,液滴化器单元位于开口区域,使得液滴可通过管的开口落入至反应器中。此处特别优选的是接触面在轴向方向上与管底部的开口结合。为此目的,可以例如使与开口结合的边以这样的方式弯曲:即使得每个边都形成一个接触面,在其上可引导所述用于至少一个液滴化器单元的保持器。或者,当然也可以将轨道作为独立的组件引入至管中并将它们固定在管上。适用于此目的的是可解除的连接例如螺纹连接,或者不可解除的连接例如铆接、粘接、钎焊或焊接。然而,优选使与开口结合的边弯曲,以使得它们形成接触面的形式的轨道。为了能够确保所述用于至少一个液滴化器单元的保持器连续拉出,还优选的是,将至少一个轨道设置在反应器外部的开口区域,并且用于在将所述用于至少一个液滴化器单元的保持器拉出反应器或推入反应器时沿着其来引导所述用于至少一个液滴化器单元的保持器。此处特别优选的是,反应器外部的所述至少一个轨道形成反应器内的所述至少一个轨道的延伸。这具有以下优点:不需要在保持器上设置不同的引导装置,即用于在所述至少一个轨道上首先在反应器内部然后在反应器外部来引导所述用于至少一个液滴化器单元的保持器的引导装置。为了使得所述用于至少一个液滴化器单元的保持器可在不中断的情况下推入反应器并拉出反应器,还需要反应器内的所述至少一个轨道和反应器外的所述至少一个轨道仅具有最小的高度偏差,即高度偏差小于5mm,优选地小于2mm,且尤其是完全没有高度偏差。通过在反应器内部和外部的轨道的末端使用降低的过渡件,可以增加可允许的间距。还可以以此方式至少部分地补偿可导致反应器内部和外部的轨道之间的高度偏差增加的反应器的热膨胀效应。此外,可以将反应器外部的轨道安装在高度可调的基座上,以补偿在热反应器的情况下发生的高度偏差。此外,代替轨道,在反应器外的开口区域也可以在用于液滴化器单元的保持器的末端使用可移动的悬挂系统或可移动的支撑系统。通过能够将所述用于至少一个液滴化器单元的保持器从反应器中拉出以及推入反应器中,可以直接接触液滴化器单元,例如,为了维护目的。优选所述至少一个液滴化器单元可拆卸。除了在拉出状态下更新或清洁液滴化器单元,这还使得能够快速更换液滴化器单元。这允许保持器与液滴化器单元一起在更换后被再次推回,并允许反应器以全部容量操作。以此方式,使各液滴化器单元的停工时间进一步减少。在一个实施方案中,所述至少一个轨道可在反应器外部拆卸。当使用多个器件将液滴引入反应器时,这首先避免了在反应器外部安装至少一个轨道以及每个装置的需要,而是只有当相应的装置要从反应器中拉出时,例如,为了维护目的,才允许轨道设置在反应器外部。另一个优点是长轨道不会突出反应器壳体之外,突出反应器壳体之外在长时间内在反应器壳体上构成了额外的应力。所述至少一个轨道仅在要将用于引入液滴的装置从反应器中拉出时才安装在反应器上。因为反应器会由于其为获得足够的液滴停留时间所需要的必须高度而经受通常几厘米的显著热膨胀,因此还有利的是,安装在反应器外部的轨道或可移动悬挂系统或支撑系统具有高度补偿。为此目的,可以例如借助缆索或连接系统例如将悬挂系统安装在轨道、可移动悬挂系统或可移动支撑系统上方的反应器壳体上,以保持轨道、可移动支撑系统或悬挂系统的位置相对于反应器壳体上的开口(所述至少一个液滴化器板的保持器可通过该开口拉出或推入)保持恒定。特别优选在这种情况下以这样的方式配置悬挂系统:即使得可根据反应器壳体的热膨胀来调整轨道、可移动悬挂系统或可移动支撑系统的位置。为了避免在将用于引入液滴的装置拉出时气体从反应器流出或者环境空气流入至反应器中,优选在所述用于至少一个液滴化器单元的保持器已被拉出时可使用安装在所述开口上的闸门(flap)来封闭所述开口。一旦用于引入液滴的装置已从反应器中拉出,就关闭闸门,使得气体不能与环境交换。特别优选将闸门安装在反应器壳体外部并在所述用于至少一个液滴化器单元的保持器已从反应器拉出时以电力、机械、液压或气动方式关闭。或者,还可用弹簧固定闸门,使得在所述用于至少一个液滴化器单元的保持器已从反应器拉出时闸门自动关闭。然而,优选电力、机械、液压或气动的驱动器来关闭闸门,以防止由闸门的自动关闭而导致的对操作员的任何伤害。在电力、机械、液压或气动驱动闸门的情况下,还优选在所述用于至少一个液滴化器单元的保持器已被拉出且闸门开启时给出信号,以确保每当所述用于将液滴引入反应器的装置没有插在适当位置时闸门仍保持关闭。这还具有以下优点:例如出于维护目的而负责将用于引入液滴的装置拉出的操作员不会忘记关闭闸门。信号可以可视方式给出,例如通过报警灯,或以声学方式给出,例如通过警告音。也可能是光学信号和声学信号组合。此外,例如,外部轨道上的电接触器(electricalcontactmaker)可发出液滴化器单元已经完全拉出的信号并发送信号来关闭闸门。优选将信号发送至一个控制单元,通过该控制单元来控制闸门的完全自动关闭。在液压驱动或气动驱动闸门的情况下,为此目的来驱动阀,或在电驱动的情况下,为此目的来驱动电动机。借助合适的流出控制系统和任选的其他的检测液滴化器单元已完全跑出或完全推入的信号状态器件(status-signalingdevices),例如接触信号器件(contactsignalingdevices)或接近传感器,液滴化器单元的完全插入和移出操作可部分地或完全地自动化。如果反应器中容纳有若干个用于引入液滴的装置,则可以在仅移出一个装置(例如进行清洁)的情况下继续运行带有其他用于引入液滴的装置的反应器。由于更少数量的用于引入液滴的装置和由此导致的更低的处理量,这确实降低了反应器中的转化率,但其仍比反应器必须完全关闭且完全不存在转化时要大。作为反应器中的闸门的替代方案,还可以在所述用于至少一个液滴化器单元的保持器的端部形成止挡件(stop),以在所述用于至少一个液滴化器单元的保持器被拉出时将其阻挡在反应器壳体内,以及在所述用于至少一个液滴化器单元的保持器已被拉出时封闭开口。在此情况下,尽管接触液滴化器单元得到保证且在用于引入液滴的装置已被拉出时借助止挡件将开口封闭,但是至少在运行过程中用于液滴化器单元的保持器不能够从反应器移出,因此保持器上的工作必须在原地直接进行。为了可以在反应器运行期间将各个用于引入液滴的装置拉出,必须以这样的方式将加料装置配置至液滴化器单元:即针对每个用于引入液滴的装置的每个加料装置均可独立地关闭。以此方式,可将待拉出的用于引入液滴的装置的加料装置关闭,同时其他装置的加料装置保持开启,以使得能够进一步操作。用于液滴化器单元的保持器可为在其底部安装了液滴化器板的管。或者,液滴化器单元还可为直接在管中的孔。然而,优选保持器为带有用于至少一个液滴化器单元的空间(space)的框架。在此情况下,将液滴化器单元插入框架内并与框架一起在轨道上推入反应器或拉出反应器。框架以及用于液滴化器单元的空间的优点是,例如,可将液滴化器单元移出来进行维护。为了将用于引入液滴的装置的停工时间减到最小,还可以将正在使用的液滴化器单元更换为其他的新的液滴化器单元或已经过维护的液滴化器单元。为此目的,仅需要将用于引入液滴的装置从反应器中拉出的时间为移出旧液滴化器单元并插入新液滴化器单元所需的时间。然后可在该装置与新液滴化器单元一起被再次推入且单体溶液也经由此液滴化器单元添加时对它们进行维护。尤其是在反应器具有大直径的情况下,例如在1.5m至25m范围内,所述框架具有用于若干个液滴化器单元的空间。例如,可以设置具有用于两个或三个液滴化器单元的空间的框架。当然还可以在一个框架内放置多于三个的液滴化器单元。液滴化器单元的数量总是取决于产生液滴的区域的长度和液滴化器单元的长度。液滴化器单元越短且用于产生液滴的装置中的产生液滴的区域越长,则所需的液滴化器单元的数量越大。如果框架内放置多个液滴化器单元,则可以设置一个用于多个液滴化器单元的空间,或者替代地设置多个空间,每个空间用于一个或多个液滴化器单元。如果在一个空间中放置多于一个液滴化器单元,则优选这样配置空间和液滴化器单元:即使得液滴化器单元安置在框架的两个相反侧上且两个邻近的液滴化器单元彼此邻接。在此情况下,还可以以这样的方式配置液滴化器单元:即使得各液滴化器单元的一个侧面上具有用于邻近的液滴化器单元的接触面,且另一个侧面安置在邻近的液滴化器单元的接触面上。在框架中的最前面的液滴化器单元同样安置在框架上的远离邻近液滴化器单元的侧面,以使得其三个侧面与框架接触且第四个侧面与邻近的液滴化器单元接触。或者,当然也可能的是,对每个液滴化器单元设置空间,以使得每个液滴化器单元的整个周边都连接至框架。尤其当在用于引入液滴的装置中设置多个液滴化器单元时,优选各液滴化器单元皆具有立方体形状。以此方式,可以界定清晰的边缘,各液滴化器单元通过所述边缘固定在框架上,且如果需要的话,邻接邻近的液滴化器单元。在一个特别优选的实施方案中,每个液滴化器单元在其底部皆具有以液滴化器板终止的罩壳。为形成液滴,在液滴化器板上形成孔,液体通过所述孔流动。此处优选的是,孔的数目相对于由连接最外侧孔的线所形成的面积为100至1000孔/m2,优选150至800孔/m2且更特别是200至500孔/m2。这确保了在孔处所形成的液滴之间具有足够的距离且所述液滴还可与流过反应器的气体充分接触。为了获得用于吸水性聚合物的合适大小的液滴,还优选液滴化器板中的孔的直径在25至500μm范围内。待液滴化的液体,例如单体溶液,流动通过液滴化器板进入反应器中,并在此过程中形成液滴。在此过程中,液体通常以液体射流的形式从液滴化器板的孔离开,然后在反应器中破碎成液滴。液体射流的分解首先取决于每单位时间通过孔离开的液体的量,其次取决于流过反应器的气体的速度和体积。单体溶液的性质和孔的几何形状也影响射流破碎的类型。在本发明的上下文中,液滴破碎也称为液滴化。罩壳设置有加料装置,液体通过该加料装置流入罩壳中。在罩壳中,液体借助液滴化器板进行分配并流动通过液滴化器板的孔,从而导致液滴形成。此处有利的是将液体在压力下引入至罩壳中,从而罩壳中的液滴化器板之上的全部空间均被液体填充且液体在压力下通过孔被压入反应器中。用于待液滴化液体的加料装置包括,例如,柔性管道或软管,在该情况下,所述柔性管道或软管在液滴化器板之上的罩壳内开口。柔性管道或软管的使用使得用于引入液滴的装置能够在不必预先拆卸加料装置的情况下移动。此处优选为每个液滴化器单元设置专用的加料装置。然而,或者也可以为多个液滴化器单元设置一个加料装置。在这种情况下,例如,也可以设置一个加料装置,其在多个液滴化器单元的情况下分出多个出口,每个出口皆连接一个液滴化器单元。然而,或者加料装置还可以在第一液滴化器单元中开口且可以在各液滴化器单元之间设置连接件,液体可通过所述连接件从一个液滴化器单元流向下一个液滴化器单元,以便为所有的液滴化器单元提供液体。然而,优选为每个液滴化器单元设置一个加料装置,在该情况下,该加料装置还可为常规加料装置管线的出口。为了使得所述用于至少一个液滴化器单元的保持器能够在所述至少一个轨道上持续移动,优选在具有滚轮或滑动触点(slidecontact)的所述至少一个轨道上引导所述用于至少一个液滴化器单元的保持器。用于滚轮或滑动触点的合适的材料为通常用于该目的的任意材料。然而,应确保不会将对反应器中所产生的产品产生损害的材料或被反应器中所用的物质或反应器中的压力和温度条件损害的材料用于滚轮或滑动触点。由于更简单的安装和处理以及为了避免例如由于反应器中的沉积而可能被阻塞的其他移动部件,尤其是轴/毂接合点,优选使用滑动触点。合适的滑动触点为,例如,由聚合物制成的片材,其中聚合物可包含添加剂,例如润滑剂或填料,以及常规用于聚合物的其他添加剂,例如增塑剂。用于滑动触点的材料优选为基于聚醚醚酮、聚甲醛、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚四氟乙烯的聚合物。特别优选用于滑动触点的材料是基于聚醚醚酮的聚合物。本发明的用于将液滴引入反应器的装置优选用在用于液滴聚合的反应器中,尤其是用于制备吸水性聚合物颗粒,例如基于聚(甲基)丙烯酸酯的吸水性聚合物颗粒。用于液滴聚合的此类反应器通常包括:头部,其具有用于引入单体溶液的液滴的装置;中部区域,液滴化的单体溶液通过其下落且转化为聚合物;以及流化床,聚合物液滴落入其中。流化床终止了在下端水力内径减小的反应器区域。为了使离开所述用于引入液滴的装置的单体溶液不喷洒在反应器的器壁上,以及同时为了在结构分析方面和材料费用方面均有利地配置反应器,优选以截头圆锥形状形成反应器的头部以及将用于引入液滴的装置放置于反应器的截头圆锥形的头部。与圆柱形构型相比,反应器头部的截头圆锥的构型使得能够节省材料。此外,以截头圆锥形式配置的头部改进了反应器的静态稳定性。另一个优点是气体和单体溶液的液滴可能更好地彼此接触。污垢的问题具有以下影响:即使对于反应器的圆柱形构型来说,也不能够使得用于液滴化的装置更大,尽管在此情况下用于气体进料的横截面积明显更大且因此大部分气体在与液滴的接触发生且所述部分被混入至含有液滴的蒸汽中之前需要明显更长的一段时间。此外,在大于7°的锥孔角度下,气流与表面分离并形成漩涡,这继而又有助于更快的混合。为了保持反应器的高度尽可能地低,还有利的是将用于单体溶液液滴化的装置在以截头圆锥形式配置的头部中尽可能远地向上布置。这意味着将用于单体溶液液滴化的装置在以截头圆锥形式配置的头部中布置在所述以截头圆锥形式配置的头部的直径大致与用于液滴化的装置的直径相同的高度处。为了防止离开所述用于液滴化的装置的最外侧孔的区域的单体溶液喷洒至以截头圆锥形式配置的头部的器壁上,优选所述以截头圆锥形式配置的头部在放置所述用于液滴化的装置的高度上的水力直径比由连接最外侧孔的线所包围的区域的水力直径大2%至30%,更优选4%至25%,且特别是5%至20%。头部的稍微更大的水力直径还确保了液滴即使在反应器头部之下也不会过早地碰撞反应器器壁并粘附在其上。在用于引入单体溶液的液滴的装置上方,存在气体加入点,因此气体和液滴从顶部向下并行流动通过反应器。由于流化床位于反应器的下部区域,这样的效果是在反应器的下部区域中气体从底部向上以相反方向流动。由于气体既从顶部也从底部引入至反应器中,因此需要在用于单体溶液液滴化的装置和流化床之间将气体取出。优选气体取出点位于从反应器的圆柱形器壁向水力内径逐渐减小的区域的过渡处。横截面在气体取出点的高度处相应扩宽至最大反应器直径防止了颗粒夹带到反应器尾气中。气体取出环的横截面积的大小为,使得环中的平均气体速度为0.25至3m/s,优选0.5至2.5m/s,且更特别为1.0至1.8m/s。更小的值减少了颗粒夹带但导致了不经济地大的尺寸,而更大的值则导致了不想要的高水平的颗粒夹带。反应器的设置气体取出点的区域优选地具有这样的构型:即其使得水力内径逐渐减小的区域的直径在其上端大于反应器上部分的直径。从顶部流动通过反应器的气体围着反应器上部分器壁的下端流动,并通过至少一个气体取出点从在水力内径逐渐减小的区域的上端和伸入至水力内径逐渐减小的区域中的反应器器壁的下端之间所形成的环形空间取出。连接至气体取出点的是用于移出固体的装置,其中可以移出从反应器中与气流一起取出的聚合物颗粒。合适的用于移出固体的装置为,例如过滤器或离心分离器,例如旋风分离器。特别优选旋风分离器。根据本发明,流化床的水力直径选择为,使得流化床的面积至少足够大,以使从用于引入液滴的装置的最外侧孔向下垂直落下的液滴落入流化床中。为此目的,流化床的面积至少恰好与由连接用于引入液滴的装置的最外侧孔的线所形成的面积一样大,并且恰好具有同样的形状。另外,流化床的表面区域还可以大于由连接用于引入液滴的装置的最外侧孔的线所形成的面积。流化床的表面区域特别优选为比由连接用于引入液滴的装置的最外侧孔的线所形成的面积大5%至50%,更优选10%至40%,且更特别为15%至35%。在此情况下,在每种情况下流化床表面区域的形状与由连接最外侧孔的线所包围的区域的形状相同。如果,例如,流化床的表面区域是圆形的,则由连接最外侧孔的线所包围的区域也是圆形的,尽管流化床表面区域的直径可能大于由连接用于引入液滴的装置的最外侧孔的线所形成的区域的直径。为了使足够的气体可流过用于引入单体溶液的液滴的装置,以便可获得反应器中的均匀气体速度且当气体围绕所述装置流动时不存在气体的过度加速和漩涡,进一步优选反应器中被用于引入液滴的装置所覆盖的面积与由连接最外侧孔的线所包围的面积之比小于50%且优选地范围在3%和30%之间。进一步优选地,基于由连接最外侧孔的线所包围的面积的孔的数目为100至1000孔/m2,优选地为150至800孔/m2且更特别是200至500孔/m2。这确保了在孔处形成的液滴之间存在足够的距离,并且所述液滴还可与流动通过反应器的气体充分接触。在一个实施方案中,用于引入单体溶液的液滴的装置包括在底部形成孔的通道,且通道以星形排列。通道的星形排列使得能够——尤其是在具有圆形横截面的反应器中——实现液滴在反应器中的均匀分配。添加经由引入了单体溶液的通道来进行。液体通过通道的底部的孔离开并形成液滴。为了使离开通道的液滴与围绕通道流动的气体非常快地接触,进一步优选通道具有非常窄的宽度。通道的宽度优选在25至500mm范围内,更优选在100至400mm范围内,且更特别地是在150至350mm范围内。为了避免液滴输送到反应器器壁上,有利的是将液滴化器板配置为,使得不在液滴化器板中心线上的孔对齐以使单体溶液通过与垂直方向成一角度的孔被引入至反应器中,对于孔的对齐,在轴对称的液滴化器板径向对齐的情况下,孔以这样的方式对齐:即使得将单体溶液引入至反应器中的角度在反应器轴线的方向上减小;以及对于孔的对齐,在液滴化器板彼此平行排列的情况下,孔在每种情况下在与中心线平行的线上对齐,以使得将单体溶液引入至反应器中的角度是恒定的。液滴化器板中孔的相应排列提供了反应器中各液滴之间的足够距离,因此它们不会结合,另外,所有的液滴都被足够的气体包围以使得单体溶液能够反应生成聚(甲基)丙烯酸酯。另外,可利用反应器的整个横截面。本发明的用于引入液滴的装置的另一个优点在于被该装置所覆盖的横截面积非常小,因此足够的气体可围绕所述装置流动。另外,所述装置的各部分可以尽可能最小的宽度配置,以便将用于引入单体溶液的装置对气体流动的影响最小化。在一个实施方案中,用于单体溶液液滴化的装置和流化床的表面之间的距离在流化床的整个表面区域上是恒定的。在此情况下,液滴平行于反应器的轴线离开装置。然而,由于反应器中的气体流动,不可排除液滴碰撞反应器器壁、粘附其上且形成结壳的可能性。为了避免这种风险,可替代地以这样的方式配置用于单体溶液液滴化的装置:即,假定流化床的高度恒定,使得用于单体溶液液滴化的装置和流化床表面之间的距离从反应器外部至中部增加。在这种情况下,单体溶液与反应器中心轴线的方向成一角度离开用于液滴化的装置,使得液滴从器壁方向的竖直飞行路径上的移出不一定导致液滴碰撞器壁。在另一个实施方案中,设置若干个用于引入单体溶液液滴的装置,其彼此平行。在此情况下,液滴化器板优选为矩形,且使沿与矩形长边平行延伸的中心线上的孔优选对齐以使得单体溶液平行于反应器的轴线竖直向下滴落,且使不在中心线上的孔对齐以使得液体相对于反应器的轴线成一定角度离开。此处还可以保持相同的角度或将孔制成使得所述角度朝向液滴化器板的边缘增加。在一个优选实施方案中,包括若干个用于引入液滴的装置,每个用于引入液滴的装置皆径向对齐。这导致了用于将液滴引入反应器的装置的星形排列,尽管用于将液滴引入反应器的装置可能具有不同高度。在用于将液滴引入反应器的装置的径向排列的情况下(其中用于将液滴引入反应器的装置具有不同长度),优选所述用于将液滴引入反应器的装置从外部沿反应器中部方向延伸至不同程度。所述排列优选是这样的:即将一个或多个比较短的用于将液滴引入至反应器的装置安置在两个突出至到达中部的用于将液滴引入至反应器的装置之间,其中用于将液滴引入反应器的装置的长度从一个突出至到达反应器中部的用于将液滴引入至反应器的装置一直到所述两个突出至到达反应器中部的用于将液滴引入反应器的装置之间的中心线而减小,且从所述两个突出至反应器中部的用于将液滴引入反应器的装置之间的中心线到第二个突出至反应器中部的用于将液滴引入反应器的装置而增加。在所述用于将液滴引入反应器的装置径向排列的情况下,使沿液滴化器板的中心线延伸的孔对齐以使得单体溶液穿过这些孔竖直向下滴落,且单体溶液相对于反应器轴线成一角度而从不在中心线上的孔离开,且此处也可以保持所有不在中心线上的孔的角度相同或将孔制成使所述角度朝向液滴化器板的边缘增加。优选地,在所述用于将液滴引入反应器的装置径向排列的情况下,添加单体溶液的角度朝向反应器的轴线减小。以此方式,单体溶液以更大的角度通过进一步偏离轴线的孔引入,使得形成的液滴进一步远离用于将液滴引入反应器的装置而飞入,由此在反应器的横截面上获得均匀的液滴分配。在液滴化器板径向排列的实施方案中,例如由于用于将液滴引入至反应器的装置被至少两个液滴化器板密封,且对于液滴化器板上的每排孔,将单体溶液液滴化至反应器中的角度是恒定的,更靠近反应器中部布置的液滴化器板的角度比进一步向外布置的液滴化器板的角度更小,因此实现了将单体溶液引入至反应器中的减小的角度。当设置多个用于引入液滴的装置并平行运行时,优选至少两个分配器——每个分配器均具有至少两个彼此平行排列的液滴化器板——以相对于彼此成一定角度排列,以便产生多角的间隔(pitch)。分配器排列应理解为意指在每种情况下用于引入液滴的装置彼此平行对齐。在分配器排列中当用于引入液滴的装置以相对于彼此成90°的角度排列时,结果是矩形的间隔,而在60°的角度的情况下,结果是三角形的间隔。除了各分配器排列的通道之间的角度为90°或60°之外,任何其他角度,例如45°,也是可以的。然而,其他角度的效果通常是,由交叉的用于引入液滴的装置形成不同的多边形。优选用于引入液滴的装置的排列为使得交叉的用于引入液滴的装置产生三角形的间隔或矩形的间隔,其中平行的用于引入液滴的装置之间的距离大致相同,因此在分配器排列中在三角形间隔的情况下由交叉的用于引入液滴的装置形成等边三角形,而在矩形的间隔的情况下形成正方形。当设置通道来产生多角的间隔时,有利的是将具有不同分配器排列的彼此平行的用于引入液滴的装置在不同水平上引入至反应器中,使得它们交叉但不在相同的高度上相交,以使得各用于引入液滴的装置能够推入和拉出。将单体溶液优选以0°至30°、更优选以0.1°至20°且尤其是以0.2°至15°的角度引入至反应器中。所述角度取决于单体溶液引入至反应器中的速度和两个用于引入液滴的装置之间的距离的大小,以使得离开两个邻近的用于引入液滴的装置的液滴的轨迹不会相交。除了其中液滴化器板具有恒定角度且用于引入液滴的装置的各液滴化器板的角度不同的实施方案之外,还可以且优选的是,在液滴化器板径向排列的情况下,液滴化器板中将单体溶液引入至反应器中的角度从反应器的中心向外增加。液滴化器板的这种构型提供了液滴在反应器横截面上的进一步的均匀分配。本发明的实施方案示于附图中且更特别地描述于下面的说明书中。附图示出了:图1是穿过用于液滴聚合的反应器的纵向截面。图2是第一实施方案中的用于引入液滴的装置的引导装置在所述用于至少一个液滴化器单元的保持器部分拉出的情况下的俯视图,图3是第二实施方案中的用于引入液滴的装置的引导装置的俯视图,图4是图3中所示的引导装置在所述用于至少一个液滴化器单元的保持器被部分拉出的情况下的俯视图,图5是用于将液滴引入至反应器的装置的截面示意图,图6是穿过用于液滴化器单元的保持器的纵向截面。图1示出了穿过用于液滴聚合的反应器的纵向截面。用于液滴聚合的反应器1包括:反应器头部3,其中容纳有至少一个用于引入液滴的装置5;中部区域7,聚合反应在其中进行;以及包括流化床11的下部区域9,在该流化床中反应终止。用于制备聚(甲基)丙烯酸酯的聚合反应通过经由单体加料装置12向用于引入液滴的装置5供应单体溶液来进行。如果——如此处所示——设置若干个用于引入液滴的装置5,则优选经由专用的单体加料装置12向每个用于引入液滴的装置5进料单体溶液。在用于引入液滴的装置5中,单体溶液通过孔离开(图1中未示出),并破碎成单个液滴,其在反应器中向下降落。将气体例如氮气或空气经由在用于引入液滴的装置5上方的第一气体加入点13引入至反应器1中。该气流有助于从用于引入液滴的装置5的孔离开的单体溶液分解成液滴。此外,所述气流还有助于防止单个液滴接触并合并形成更大的液滴。为了使反应器的圆柱形中部区域7尽可能短以及为了避免液滴碰撞反应器1的器壁,反应器头部3优选具有如此处所示的圆锥形构型,其中将用于引入液滴的装置5置于圆柱形区域上方的圆锥形反应器头部3内。然而,作为一个替代方案,还可以使反应器在反应器头部3具有圆柱形构型,其中直径与中部区域7的直径相同。然而,优选反应器头部3为圆锥形构型。选择用于引入液滴的装置5的位置,使得供应单体溶液的最外侧孔与反应器器壁之间仍存在足够大的距离,以防止液滴碰撞器壁。为此,所述距离应至少在50至1500mm的范围内,优选在100至1250mm的范围内且更特别地在200至750mm的范围内。应理解,离反应器器壁距离更大也是也可能的。然而,更大距离的一个结果是反应器横截面利用率较差。下部区域9被流化床11覆盖,且由单体液滴在下落过程中形成的聚合物颗粒下落进入所述流化床中。在流化床中进行后反应得到所需产品。根据本发明,将单体溶液液滴化的最外侧孔置于这样的位置:使得液滴竖直向下落入流化床11中。这可例如凭借使流化床的水力直径至少与由连接用于引入液滴的装置5的最外侧孔的线所包围的区域的水力直径一样大来实现,其中流化床的横截面区域和由连接最外侧孔的线所包围的区域具有相同形状,且两个区域的中心在彼此的竖直投影中的位置相同。图1使用虚线15示出了外侧孔相对于流化床11的位置的最外侧位置。此外,还为了防止液滴碰撞反应器的中部区域7的器壁,用于引入液滴的装置5和气体取出点之间的中点高度处的水力直径比流化床的水力直径至少大10%。反应器1可具有任意所需的横截面形状。然而,优选反应器1的横截面是圆形的。在这种情况下,水力直径与反应器1的直径相同。在此处示出的实施方案中,在流化床11之上,反应器1的直径增加,因此,在下部区域9中反应器1由底部向上呈圆锥形地扩宽。这样具有以下优点:即在反应器1中形成且碰撞器壁的聚合物颗粒可沿器壁向下滑入流化床11中。为避免结壳,还可以在反应器的圆锥形区域外面设置轻敲器(tappers)(此处未示出),使用所述轻敲器使反应器的器壁振动,使得粘附的聚合物颗粒脱离并滑入流化床11中。对于流化床11操作的气体进料,在流化床11下方的气体分配器17将气体吹入流化床11中。由于气体既从顶部引入也从底部引入至反应器1中,因此必须在合适的位点将气体从反应器1中取出。为此目的,将至少一个气体取出点19布置在从具有恒定横截面的中部区域7向从底部向上呈圆锥形扩宽的下部区域9的过渡处。此处,圆柱形中部区域7的器壁突出至向上方呈圆锥形扩宽的下部区域9中,此位点处圆锥形下部区域9的直径大于中部区域7的直径。以此方式,形成环绕中部区域7的器壁的环形室21,气体流入该环形室中并可通过至少一个连接至环形室21的所述气体取出点19取出。流化床11中的后反应聚合物颗粒经由流化床区域中的产品取出点23取出。图2示出了部分拉出反应器的用于引入液滴的装置的三维视图。根据本发明,用于引入液滴的装置5包括用于至少一个液滴化器单元的保持器31。在此处所示的实施方案中,将用于至少一个液滴化器单元的保持器31以框架来配置,在所述框架中形成用于液滴化器单元的空间33。为了能够将用于至少一个液滴化器单元的保持器31从反应器1中拉出或能够插入反应器1中,在轨道35上引导保持器31。在此处所示的实施方案中,设置两个平行轨道35,在轨道35上安置用于至少一个液滴化器单元的保持器31。在图2的图示中,轨道35是反应器1外部的轨道。用于至少一个液滴化器单元的保持器31可通过开口37拉出反应器。为了能够在设置若干个用于引入液滴的装置5且装置5中仅有一个已被拉出时能够进一步操作反应器,可以设置闸门39,当保持器31已被拉出时,使用闸门39将开口37封闭。附图3和4示出了用于引入液滴的装置的替代实施方案,图3示出了用于引入液滴的装置的引导装置,图4示出了在用于至少一个液滴化器单元的保持器31被部分拉出的情况下的图3的引导装置。与图2中的实施方案相比,在图3和图4所示出的实施方案中,存在有形成于反应器上的法兰36,其中在法兰36上安装有封闭单元38。封闭单元38可例如为闸门、封闭阀或滑阀。间隔件40邻接封闭单元38。间隔件40之后是轨道35,在轨道35上引导用于至少一个液滴化器单元的保持器31。轨道35可例如使用合适的框架结构42来安装。轨道的排列方式为,使得用于至少一个液滴化器单元的保持器31可从反应器1中拉出而不嵌入。为了使得液滴化器单元能够持续移动,优选地法兰36和间隔件40皆设置有内部接触轨道。为了能够将用于至少一个液滴化器单元的保持器31拉出,可以例如设置具有拉手44的保持器31。拉手44通过合适的配对件(counterpart)接合,以确保能够将保持器31自动拉出和推入。为此目的,可以例如借助驱动器,例如电动机,来将配对件与轨道35平行地移动并由此在可移动的配对件连接至拉手44时将保持器31推入或拉出。在反应器1中,优选地在管41内引导用于至少一个液滴化器单元的保持器31。图5示出了穿过在管内引导的用于引入液滴的装置的截面图。在此处所示出的实施方案中,管41具有带有5个顶角的多边形横截面。然而,替代地,保持器31可在其中移动的管41可以具有任意其他横截面。管41在其底部具有开口43,由液滴化器单元产生的液滴可通过开口43引入至反应器中。在此处所示出的实施方案中,开口43的边缘是弯曲的,使得每个边缘均形成用作轨道的接触面45。在这些接触面上引导用于液滴化器单元的保持器31。为了使保持器31在用作轨道的接触面45上持续移动,在保持器31上设置滑动触点47,其可在接触面45上移动。用于滑动触点47的合适的材料为,例如,基于聚醚醚酮、聚甲醛、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二酯或聚四氟乙烯尤其是基于聚醚醚酮的聚合物。作为滑动触点的一个替代方案,还可以在保持器31上设置滚轮,其在形成反应器1中的轨道的接触面45上和反应器1外面的轨道35上运行。作为一个替代方案,还可以在反应器1外面的轨道上以及反应器1内的接触面45上安装滚轮而非滑动触点。然而,优选在保持器31上安装滚轮。在图5所示出的实施方案中,液滴化器单元61安装在保持器31上。液滴化器单元61包括具有液体加料装置65的上部罩壳部分63。上部罩壳部分63的底部连接至形成下部罩壳部分的液滴化器板67。在液滴化器板67中形成孔69,液体通过孔69从液滴化器单元61流出并破碎成液滴。为了实现上部罩壳部分63和液滴化器板67的不透液连接,如此处所示,优选在上部罩壳部分63和液滴化器板67之间引入密封件。密封件可由本领域技术人员已知的任意所需密封材料制造,其是惰性的并相对于待液滴化的溶液稳定且尤其还相对于反应器中的温度稳定。用于密封件的合适的材料为例如热稳定的弹性体、聚酰胺、ptfe、硅酮、硅橡胶mvq、氟橡胶fpm、全氟橡胶ffpm或epdm。图6示出了穿过用于至少一个液滴化器板的保持器31在具有在其端部形成的止挡件的情况下的纵向截面。如图2和图4所示,保持器31具有多个用于液滴化器单元的空间33。为了在保持器31拉出的情况下封闭反应器1上的开口37,与图2至图4中所示出的具有封闭单元38或闸门39的实施方案不同,在此处所示出的实施方案中在保持器31的端部形成止挡件51。止挡件51可由任意所需材料制造并优选地成形为使得其在保持器31拉出的情况下在内部邻接反应器器壁。以此方式,封闭反应器器壁上的开口37。优选由弹性的密封材料例如弹性体或ptfe形成止挡件51。还可以例如使用金属,例如钢来实施止挡,优选地使用与保持器31相同的材料来实施止挡,并且还可以向其提供弹性体或ptfe的涂层,在该情况下提供涂层的方式为,使得其在保持器31拉出的情况下邻接反应器器壁。附图标记列表:1反应器3反应器头部5用于液滴化的装置7中部区域9下部区域11流化床12单体进料13气体加入点15最外侧孔相对于流化床11的位置17气体分配器19气体取出点21环形室23产品取出点31保持器33用于液滴化器单元的空间35轨道36法兰37开口38封闭单元39闸门40间隔件41管42框架结构43开口44拉手45接触面47滑动触点51止挡件61液滴化器单元63上部罩壳部分65加料装置67液滴化器板69孔当前第1页12当前第1页12
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