CN102177181B - 聚合物树脂制备装置、聚合容器和聚合物树脂制备方法 - Google Patents

聚合物树脂制备装置、聚合容器和聚合物树脂制备方法 Download PDF

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Abstract

一种用于制备聚合物树脂的装置，该装置包括聚合容器、轴承部、保护部、循环冷却装置、原料注入喷嘴和流路构成部。保护部形成在保护部和搅拌轴的侧面之间的第一流路。循环冷却装置包括循环进口喷嘴，其设置在突出部的侧面上，与保护部相对。流路构成部设置在轴承部和保护部之间，以覆盖搅拌轴的侧面，固定轴承部和保护部。这种流路构成部形成在搅拌轴的侧面和流路构成部之间的第二流路，以及用于连接第二流路与原料注入喷嘴的第三流路。第一至第三流路构成连续的流路，并且第一流路的最上端向突出部的内部敞开。所述的间隙、第一流路除最上端以外的部分、第二流路和第三流路与突出部的内部隔离。

Description

聚合物树脂制备装置、聚合容器和聚合物树脂制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于制备聚合物树脂的装置和方法。优选地，本发明涉及一种用于制备高度透明树脂比如作为共聚物树脂的苯乙烯-丙烯腈共聚物树脂(SAN)和甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物树脂(MS)的制备装置和制备方法。
背景技术
通常地，苯乙烯-丙烯腈共聚物树脂(下面有时候被描述为″SAN″)已经以工业规模制备。出于改善生产率等的原因，这种SAN以连续方式制备。
另一方面，SAN通过作为原料的苯乙烯和丙烯腈的共聚反应而制备，并且这种共聚反应是放热反应。因此，为了以稳定方式连续地制备SAN，必须移除聚合热。因此，作为用于制备这种SAN的装置，提出了一种在聚合容器内部包括空间区域(spatial area)的装置，由此通过将聚合溶液的一部分蒸发到该空间区域中来移除聚合热。
顺带地，这种SAN具有优异透明性的特性。然而，如果SAN的组成，即，在SAN中的苯乙烯和丙烯腈组分的重量比不同，则这种透明性由于SAN变浊而降低。因此，为了获得优异透明性的SAN，有必要使在聚合容器内部的聚合溶液的组成和温度均一化。
然而，在如上所述在聚合容器内部包括空间区域由此将热以潜热形式移除的制备装置中，蒸发出的单体、溶剂等的组成以及它们在聚合溶液中的组成彼此不同。如果这种蒸气被冷凝并且进料回到聚合容器内，产生了这些组分在聚合溶液中的组成不同的部分。此外，操作因素，比如压力、温度和液面在这个装置中彼此干扰，因此不断地变化。因此，停留时间和聚合比率变化，由此使得难于保持停留时间和聚合比率恒定。结果，通过共聚反应制备的SAN的组成变得不均匀，由此损害了SAN的透明性。
因此，常规地提出了一种制备装置，其包括冷却器，由此聚合热通过冷却器移除。
日本专利公布47-610公开了一种制备装置，其在聚合容器内部包括冷却装置，由此聚合热通过该冷却装置移除。这种制备装置的特征在于无需在聚合容器内部提供空间区域。因此，能够通过保持恒定的原料进料比而使聚合容器内的聚合溶液的停留时间恒定。此外，该制备装置的优点在于：不需要考虑由蒸气组分的冷凝引起的组成变化。
日本专利公布55-35912公开了一种在外部附着的热移除装置(冷却器)，其能够刮擦管的内壁。温度比聚合温度低5℃以上但不超过40℃的冷却介质流过这种热移除装置(冷却器)的外壳。通过使用泵将聚合溶液从聚合容器中取出并且将该溶液引入到在这种热移除装置内部的管内，使得在聚合溶液和冷却介质之间发生热交换，由此冷却聚合溶液。之后，将聚合溶液再次进料回到聚合容器中以移除在聚合容器内部的聚合热。
日本专利公布48-29628公开了一种包括聚合容器的制备装置，所述聚合容器在其下部具有由涡轮式搅拌叶片和螺杆式搅拌叶片构成的辅助搅拌叶片并且在其内部具有冷却器。
发明内容
然而，在日本专利公布47-610、55-35912和48-29628中公开的制备装置在有些情况下不能充分并且均匀地进行原料和聚合溶液的混合和共聚反应，从而导致由此制备出的SAN的非均匀的组成。
这意味着，即使使用冷却装置进行冷却，也必需确保一定的聚合反应速率，以有效率地制备SAN。由于这种原因，在聚合容器内部的聚合溶液被保持在比供给到聚合容器中的原料的温度高的温度。在此，如图1和2所述，在日本专利公布47-610中公开的制备装置的情况下，通过注入进口4和10将原料注入到聚合容器内。因此，聚合溶液的温度和组成在一些情况下在这些注入进口4和10的附近变得不均匀，由此引起所制备的SAN的组成也变得不均匀。此外，这种制备装置仅包括置于聚合容器内的冷却装置，以及覆盖该聚合容器的外壁的冷却夹套作为其冷却器。结果，制备装置遭遇到热移除的不足，因为聚合容器的单位体积的传热面积由于在该装置内的尺寸增加而降低。因此，日本专利公布47-610的装置已经被认为完全不适合尺寸增加。
日本专利公布55-35912没有具体公开任何用于将原料注入到聚合容器中并且将原料混合并搅拌的方法。日本专利公布55-35912也没有考虑使在聚合容器内部的原料注入进口附近的聚合溶液的温度和组成均一化的方法。而且，在如这种制备装置中在聚合容器内部的聚合溶液循环通过外冷却器的情况下，该制备装置在一些情况下以如下方式受到了不利的影响：在聚合容器内部的搅拌装置的搅拌轴横向振动，原因在于当循环的聚合溶液进料回到聚合容器时这种循环的聚合溶液的液压。
日本专利公布48-29628的制备装置包括辅助搅拌叶片7和螺杆式搅拌叶片3，如图1所示。因此，能够改善原料的可混合性。然而，如同日本专利公布47-610的制备装置，这种制备装置仅包括置于聚合容器内的冷却装置以及覆盖该聚合容器的外壁的冷却夹套作为其冷却器。因此，如果如上所述该装置的尺寸直接增加，则不能够充分移除聚合热，由此需要外部设置的冷却器。
而且，在日本专利公布48-29628的装置中，如果该装置的尺寸增加，则搅拌轴本身伸长，并且由于搅拌叶片的旋转所致的横向振动变得更大。因此，为了防止这种问题，必须通过在聚合容器的下部设置轴承部而使搅拌轴处于控制之下。然而，如果如日本专利公布48-29628的图1中所示在聚合容器的下部设置轴承部，则难于在搅拌叶片的正下方安装用于原料的注入进口和用于外部循环的聚合溶液的注入进口。因此，在这种情况下，用于原料和外部循环溶液的注入进口不得不安装在偏离聚合容器内部的搅拌叶片正下方的位置10，这如日本专利公布47-610的图2中所示。结果，不能够在进口10的附近均匀地搅拌和混合聚合溶液，由此引起其温度和组成变得不均匀。此外，不能够迅速和均匀地混合循环通过外冷却器并由此冷却的聚合溶液以及在聚合容器内部的原料。
如上所述，在常规制备装置中，用于原料和外部循环溶液的注入进口不得不远离搅拌轴设置。因此，该装置的问题在于，在用于将原料注入到聚合容器中的注入进口附近的聚合溶液的温度和组成出现不均匀性，因此制备出的SAN的透明性差。而且，如果聚合溶液的冷却效率不够，因此设置外部循环型冷却器，以改善冷却效率，则在一些情况下制备装置以如下方式受到不利的影响：由于通过这种冷却器的聚合溶液的液压而使得在聚合容器内部的搅拌轴横向振动。
在背景技术部分中，采用将作为共聚物树脂的SAN来进行说明。然而，当连续制备其它聚合物和共聚物树脂并且其中的聚合反应是放热反应时，也出现了诸如在这种SAN的制备方法中看到的在聚合容器内部的聚合溶液的温度和组成不均匀性的这种问题。
为了解决上述问题，一个实施方案涉及一种用于制备聚合物树脂的装置，所述装置包括：
聚合容器，所述聚合容器包括主体以及突出部，所述突出部从所述主体的底面向下突出并且所述突出部的下部由底盖构成；
搅拌装置，所述搅拌装置包括：驱动部，所述驱动部安装在所述主体上；可旋转搅拌轴，所述可旋转搅拌轴与所述驱动部连接并且从所述驱动部延伸到所述突出部中；以及叶片，所述叶片设置在所述搅拌轴的侧面上；
轴承部，所述轴承部设置在所述突出部的所述底盖上，以在设计上覆盖所述搅拌轴的侧面，而不与所述搅拌轴的侧面接触，并且在所述轴承部与所述搅拌轴的侧面之间以及在所述轴承部与所述搅拌轴的底面之间形成间隙；
溶液取出口，所述溶液取出口设置在所述主体中；
保护部，所述保护部在所述突出部内覆盖所述搅拌轴的侧面，而不与所述搅拌轴的侧面接触，并且在所述保护部与所述搅拌轴的侧面之间形成第一流路；
第一冷却装置，所述第一冷却装置设置在所述主体内；
循环冷却装置，所述循环冷却装置包括：循环进口喷嘴，所述循环进口喷嘴在所述突出部的侧面上设置成与所述保护部相对；循环管道，所述循环管道从所述主体通向所述循环进口喷嘴；以及第二冷却装置和循环泵，所述第二冷却装置和循环泵在所述循环管道的途中的位置与所述循环管道连接；
第三冷却装置，所述第三冷却装置设置成覆盖所述聚合容器的外壁；
原料注入喷嘴，所述原料注入喷嘴与所述突出部连接；以及
流路构成部，所述流路构成部设置在所述轴承部和所述保护部之间，以覆盖所述搅拌轴的侧面并且固定所述轴承部和所述保护部，所述流路构成部形成第二流路以及第三流路，所述第二流路在所述搅拌轴的侧面与所述流路构成部之间，所述第三流路用于连接所述第二流路与所述原料注入喷嘴，
其中所述第一至第三流路构成连续的流路，
所述第一流路的最上端向所述突出部的内部敞开，并且
所述间隙、所述第一流路的除所述最上端以外的部分、所述第二流路和所述第三流路与所述突出部的内部隔离。
另一个实施方案涉及一种用于聚合物树脂的聚合容器，所述聚合容器包括：
主体；
突出部，所述突出部从所述主体的底面向下突出，并且包括由底盖构成的下部；
搅拌装置，所述搅拌装置包括：可旋转搅拌轴，所述可旋转搅拌轴与安装在所述主体上的驱动部连接，并且从所述驱动部延伸到所述突出部中；以及叶片，所述叶片设置在所述搅拌轴的侧面上；
轴承部，所述轴承部设置在所述突出部的所述底盖上，以覆盖所述搅拌轴的侧面，而不与所述搅拌轴的侧面接触，并且在所述轴承部与所述搅拌轴的侧面之间以及在所述轴承部与所述搅拌轴的底面之间形成间隙；
溶液取出口，所述溶液取出口设置在所述主体中；
保护部，所述保护部在所述突出部内覆盖所述搅拌轴的侧面，而不与所述搅拌轴的侧面接触，并且在所述保护部与所述搅拌轴的侧面之间形成第一流路；
第一冷却装置，所述第一冷却装置设置在所述主体内；
循环进口喷嘴，所述循环进口喷嘴在所述突出部的侧面上设置成与所述保护部相对，并且使冷却的聚合溶液流入其中；
原料注入喷嘴，所述原料注入喷嘴与所述突出部连接；以及
流路构成部，所述流路构成部设置在所述轴承部和所述保护部之间，以覆盖所述搅拌轴的侧面并且固定所述轴承部和所述保护部，所述流路构成部形成第二流路和第三流路，所述第二流路在所述搅拌轴的侧面与所述流路构成部之间，所述第三流路用于连接所述第二流路与所述原料注入喷嘴，
其中所述第一至第三流路构成连续的流路，
所述第一流路的最上端向所述突出部的内部敞开，并且
所述间隙、所述第一流路的除所述最上端以外的部分、所述第二流路和所述第三流路与所述突出部的内部隔离。
上述的制备装置被构造使得原料和通过循环冷却装置循环的聚合溶液被注入到突出部内。第一至第三流路构成连续的流路。此外，第一流路的最上端向突出部的内部敞开，所述的间隙、第一流路除最上端以外的部分、第二流路和第三流路与突出部的内部隔离，由此构成突出部中的独立空间。因此，新注入到突出部中的原料通过原料注入喷嘴、第三流路、第二流路和第一流路，并且最终从第一流路的最上端注入到聚合容器内。
通常地，作为聚合物树脂的原料和其它原料的单体被保持在低温，以使得不在单体储罐内、注入原料调节罐内以及在管道至聚合容器的任何位置处的管道内进行聚合。这种低温原料通过保护部和所述流路构成部而被防止与突出部中存在的聚合溶液在从第一流路流动至第三流路的同时接触，并且处于与搅拌轴直接接触的状态。在此，如果没有上述实施方案中提及的这种保护部和流路构成部，则原料和已经经由第二冷却装置循环的聚合溶液在被注入到突出部中之后彼此立即直接混合。因此，在突出部内，产生了一部分组成和温度明显不同于在主体内部的聚合溶液的组成和温度的聚合溶液。相反，在上述实施方案的制备方法中，能够瞬间并且均匀地混合新注入到突出部中的低温原料、在聚合容器内的聚合溶液以及在聚合容器的底部的小区域内通过循环冷却装置循环的聚合溶液。结果，能够使聚合物树脂的组成和温度分布变窄。
此外，注入到突出部内的原料通过在轴承部由搅拌轴的旋转所产生的摩擦热、从在第二冷却装置内循环的聚合溶液通过保护部传递的热以及从聚合容器内通过搅拌装置传递的热进行加热。因此，在第一流路的最上端流出进入聚合容器时，原料处于一定程度的高温。因此，在第一流路的最上端流出的原料和聚合溶液之间的温度差变小。这样，能够使得更均匀地混合和搅拌原料和聚合溶液。而且，轴承部的热可以通过这种低温原料移除。因此，能够防止轴承部变得过热以致于缩短其使用寿命，并且防止在这种部件的附近发生聚合反应。
保护部形成为与循环进口喷嘴相对，在此通过第二冷却装置的聚合溶液被注入到突出部。因此，能够防止搅拌轴由于溶液注入到突出部时所引起的循环聚合溶液的液压而横向振动。
如前面所述，能够引起在聚合容器内部均匀地发生聚合反应。这样，能够以长时间稳定的方式制备具有均匀组成的聚合物树脂。
在本说明书中，措辞″原料″是指这样的液体材料，其包含作为聚合物树脂的原料的单体、溶剂、分子量调节剂、必要时的聚合引发剂等，并且通过原料注入喷嘴新注入到聚合容器中。
措辞″聚合溶液″是指在存在于聚合容器中的那些液体组分中形成为聚合物树脂的液体组分、作为聚合物树脂的原料的单体、溶剂、分子量调节剂、必要时的聚合引发剂等的混合物。
措辞“突出部的内部”是指在突出部内部的那些空间中被如下各项包围的空间：保护部的外表面，没有被轴承部、保护部和流路构成部覆盖的暴露的搅拌轴侧面，突出部的内部侧壁(不包括流路构成部的侧壁)以及流路构成部。即，措辞“突出部的内部“是指在突出部内部的那些空间中，除所述间隙和第一至第三流路以外的空间。所述空间是例如图7中被虚线所包围的部分30。
措辞″第一流路的最上端″是指在第一流路的那些部分中最接近于驱动部的部分。
措辞″聚合容器的内容积″是指在聚合容器内部的空间区域的容积。即，聚合容器的内容积被表述为“(当聚合容器内部排空并且没有设置任何装置和单元时的容积)-(被聚合容器内部设置的装置和单元所占据的体积)”。所述“(聚合容器内部设置的装置和单元)”包括搅拌装置、轴承部、保护部、第一冷却装置和流路构成部。此外，如果将聚合溶液装入到聚合容器中，则“聚合容器的内容积”对应于聚合溶液的体积。
而且，符号″TL(切线(tangent line))″是指在聚合容器的主体的圆柱形部分和构成主体的上部的头部的拐角的圆形部分之间的边界。这种切线例如是由图6中的符号″TL″表示的部分。
附图简述
图1是用于说明第一实施方案的制备装置的示意图；
图2是用于说明第一实施方案的制备装置的另一个示意图；
图3是用于说明用于构成第一实施方案的第二冷却装置的冷却器的示意图；
图4是用于说明突出部的一个实例的示意图；
图5是用于说明突出部的一个实例的另一个示意图；
图6是用于说明第二实施方案的制备装置的示意图；以及
图7是用于说明在制备装置中的突出部内部的示意图。
在附图中，数字具有下列含义。
1：冷却夹套，2：搅拌装置的叶片，3：引流管，4a：管状冷却旋管，4b：环形集管，5：***片，6：循环出口喷嘴，7：循环泵，9：保护部，10，10a，10b：原料注入喷嘴，11：轴承部，12：溶液取出口，13：搅拌轴，15：冷却介质，18：循环进口喷嘴，19：循环管道，20：主体，21：突出部，22：第一流路，23：第二流路，24：突出部的底盖，25：流路构成部，26：支撑轴承(steady bearing)，27：圆柱结构体，28：间隙，29：第一流路的最上端，30：突出部的内部，31：第三流路。
实施本发明的最佳方式
下面，将参考其实施方案描述本发明。这些实施方案是为了帮助理解本发明而提出的，因此本发明并不限于下面描述的实施方案。因此，本发明包括下面描述的实施方案的很多备选方案。
而且，在下面可以通过采用SAN作为聚合物树脂的一个实例来进行说明。然而，使用根据本发明的制备装置和制备方法制备出的聚合物树脂不限于SAN。根据本发明的制备装置和制备方法还可应用于其中聚合反应是放热反应的其它聚合物树脂和共聚物树脂。
(第一实施方案)
图1和2示例了根据本发明的制备装置的一个实例。图1表示这种制备装置的侧面横截面视图，而图2表示沿图1所示制备装置的线A-A′截取的横截面视图(图2仅表示图1所示的制备装置的基本构造，并且该图不包括其部分结构。此外，在黑色背景上的白色区域表示填充有聚合溶液的部分)。这种制备装置形成有聚合容器，所述聚合容器包括主体20和从主体的底面向下突出的突出部21。这种突出部21的下部由底盖24构成。
在这种聚合容器的主体上方，安装了一个未示出的驱动部。此外，搅拌轴13与这种驱动部连接。该搅拌轴13穿透主体20，同时在其上部悬吊在空气中，并且从驱动部延伸到突出部21的下部之内。叶片2被焊接到该搅拌轴13的侧面。该搅拌轴13和叶片2构成可旋转的搅拌装置，因而在聚合容器内部的原料可以通过搅拌装置的旋转而搅拌和混合。如图1所示，包括辅助叶片的辅助搅拌叶片17可以形成在这种叶片2的下部。通过以这种方式形成辅助搅拌叶片，能够改善混合效率。
在突出部的底盖24上，形成沿圆周覆盖搅拌轴13的侧面但不与其接触的轴承部11。该轴承部11适合将搅拌轴13置于控制之下，从而防止了搅拌轴由于其旋转而过度振动。此外，在轴承部11和搅拌轴13的侧面之间以及轴承部11和搅拌轴13的底面之间形成间隙28(图4中示出)。
在该主体20的上部，形成溶液取出口12，因而可以取出聚合溶液。
在突出部21内，形成沿圆周覆盖搅拌轴13的侧面但不与其接触的保护部9。此外，在保护部9和搅拌轴13的侧面之间形成的空间部构成第一流路。
在聚合容器的主体内，形成引流管3，管状冷却旋管4a以及连接管状冷却旋管4a的环形集管4b，因而可以移除聚合的热。引流管3，管状冷却旋管4a和环形集管4b对应于第一冷却装置。
如图1和2所示，这种引流管3是中空的圆柱管。冷却介质15从引流管3的下部注入，流过其内部，然后从另一个下部排出。因此，冷却介质15循环通过引流管。此外，搅拌装置的叶片从这种引流管向内而形成，因而被引流管包围。由于搅拌装置的旋转，在从该管向内的区域中发生聚合溶液的向上流动，并且在从该管向外的区域中发生聚合溶液的向下流动，由此有效率地产生在聚合容器内部的循环流动。
在图1中，管状冷却旋管4a以四重包围引流管3的外部的方式形成。从形成在主体的上部和下部中的环形集管4b的下部注入的冷却介质15通过每一个管状冷却旋管4a，然后从环形集管4b的相反的下部排出。因此，冷却介质15循环通过管状冷却旋管。
作为用于引流管3和管状冷却旋管4的冷却介质15，可以使用公知的介质，包括由Solutia Inc.生产的Therminol 55和Therminol 59、由陶氏化学公司(The Dow Chemical Company)生产的Dowtherm Q和DowthermMX，以及由Soken Tecnix Co.，Ltd生产的NeoSK-Oil 330和NeoSK-Oil1400。
作为第一冷却装置，可以单独使用引流管3。此外，当使用管状冷却旋管4a时，对于一对环形集管，安装一个或多个管状冷却旋管的环形阵列，并且对于环形集管的数量没有特别限制。此外，在本实施方案中，形成两对环形集管，以及对于每一对环形集管形成管状冷却旋管的双环形阵列。
此外，第一冷却装置并不限于引流管3和管状冷却旋管4a。备选地，可以使用公知的冷却器，只要该冷却器能够稳定地长时间冷却聚合溶液即可。
在突出部21的侧面上，循环进口喷嘴18被形成为与保护部9相对。此外，循环管道19从主体20的循环出口喷嘴6连接至循环进口喷嘴18。第二冷却装置8和循环泵7在该循环管道19的途中的位置与这种循环管道19连接。循环进口喷嘴18，第二冷却装置8，循环泵7、设置在主体20中的循环出口喷嘴6以及用于连接这些部件的循环管道19构成循环冷却装置。通过操作循环泵7，从主体20的循环出口喷嘴6取出的聚合溶液在被第二冷却装置8冷却之后经由循环进口喷嘴18返回到突出部21。
对于这种第二冷却装置没有特别限制，只要聚合溶液可以连续地用保持流动的溶液冷却即可。作为第二冷却装置，优选使用如图3中所示的这种热交换器，以及能够通过螺旋弹簧的往复运动而刮擦管的内壁的其它热交换器。
图3所示的热交换器包括外壳33和在其内形成的管38。这种管38经由进口34和出口35连接至循环管道19，使得当驱动循环泵7时，聚合溶液流过这种管。即，聚合溶液从进口34进入，经过管38，然后从出口35排出。此外，热交换器被构造使得冷却介质从进口36注入并且从出口37排出。在这种外壳33内流动的冷却介质以及在管38内流动的聚合溶液通过管板彼此分离，由此借助通过管的热交换而移除聚合溶液的热。
而且，沿着管38的内壁进行往复运动的螺旋弹簧39被***其中并且固定至面板40。这种面板40与棒41连接，从而通过往复驱动单元42，从外部能够连续或间歇进行往复运动。
当聚合溶液通过循环冷却装置长时间循环时，固体物质可能粘附到聚合溶液在其内流动的管的内壁上。即使如上所述，固体物质被粘附到管的内壁上，这种热交换器的使用也使得能够通过螺旋弹簧将固体物质周期性刮掉。结果，能够稳定并且恒定地冷却聚合溶液。
在图3中，显示了螺旋弹簧进行往复运动的情况。然而，螺旋弹簧的运动并不限于这种运动。备选地，热交换器可以被构造使得对于每一个螺旋弹簧均形成棒31和往复驱动装置32，并且每一个螺旋弹簧均可以独立地旋转。此外，作为在外壳33中流动的冷却介质，可以使用上面提及的公知的加热介质中的一种。
第三冷却装置1形成为覆盖聚合容器的外壁。作为这种第三冷却装置1，可以使用例如冷却夹套。
原料注入喷嘴10与突出部21连接，使得原料被新注入到聚合容器中。此外，这种作为聚合物树脂的原料的单体以及其它原料通常被保持在低温，以使其在储罐内或在管道至聚合容器的任何位置处的管道内不发生聚合。这种低温原料的使用提高了可以利用原料的显热移除聚合热的比率。因此，能够降低第一冷却装置，第二冷却装置和第三冷却装置的负荷。
在轴承部11和保护部9之间，通过流路构成部25形成第二流路，以沿圆周覆盖搅拌轴13的侧面。此外，这种流路构成部25连接轴承部11，保护部9和原料注入喷嘴10。流路构成部25形成第三流路31，该第三流路31用于连接第二流路与原料注入喷嘴。
这种流路构成部25必须至少在轴承部11和保护部9之间形成，以覆盖搅拌轴13。然而，流路构成部25可以不仅存在于轴承部11和保护部9之间的区域中，而可以存在于从这个区域进一步向上的区域(朝向驱动部侧)。在这个情况下，流路构成部25的部分(在轴承部11和保护部9之间的区域上方的部分)覆盖了保护部9的下部，例如如图4和5所示。
这些第一至第三流路构成连续的流路。此外，第一流路的最上端29向突出部的内部敞开，并且所述间隙、第一流路除最上端以外的部分、第二流路和第三流路与突出部的内部隔离。因此，所述间隙、第一流路除最上端以外的部分、第二流路和第三流路构成仅由突出部中的这些部分形成的独立空间。因此，从原料注入喷嘴10至第一流路范围内的部分(原料注入喷嘴10-第三流路31-第二流路23-第一流路21)适合于防止注入的低温原料从沿该部分的任何点泄漏，并且防止与聚合容器内的聚合溶液接触。此外，该原料注入喷嘴10经由第三和第二流路连接至第一流路。因此，从原料注入喷嘴10注入的低温原料通过第三流路31，第二流路23和第一流路21，而不与聚合溶液接触。最后，原料从第一流路21的最上端(在保护部的最上端和搅拌轴的侧面之间的空间)29排出到在其上部附近的突出部内的位置。
这样，新注入到聚合容器内的原料被引导至形成在主体中的搅拌装置，并且与聚合容器中的聚合溶液迅速并且均匀地混合。在这之后，如图1的箭头所示，由于搅拌装置的旋转，引起聚合溶液在主体的比引流管更靠近其中心的区域中上升，在比引流管远离中心的区域中下降，并且返回到主体的底部。以这样的方式，原料在主体内循环并且混合。在聚合溶液如上所述循环和混合的同时发生聚合反应，由此制备出聚合物树脂。
此外，由此制备的包含聚合物树脂的聚合溶液的部分从形成在主体的上部中的溶液取出口12中取出。然后，使用薄膜蒸发器、挤出机、在日本专利公布48-29797中描述的这种壳管型热交换器、气液分离器(它们均没有在图1示出)等，将未反应的单体、溶剂和聚合物树脂从取出的聚合溶液中分离。然后，将聚合物树脂造粒成产品。在移除未反应的单体和溶剂之后，进一步向其中添加原料，以使得由此获得的混合物具有预定的组成，由此未反应的单体和溶剂被再次用作原料。
图4示出了制备装置的突出部，保护部以及第一至第三流路的一个实例。如图4所示，轴承部11形成在突出部的底盖24上。此外，搅拌轴13置于轴承部11的控制之下，因而没有水平振动。这种轴承部11的上部和下部分别由支撑轴承26和用于支持支撑轴承的圆柱结构体27构成。支撑轴承和圆柱结构体均形成为沿圆周覆盖搅拌轴13的侧面，优选地不与其接触。轴承部11的结构并不限于图4所示的结构。备选地，支撑轴承26和圆柱结构体27可以具有使得支撑轴承和圆柱结构体通过键和键槽(a key and a key groove)固定到流路构成部因而不旋转的结构。
尽管如上所述置于支撑轴承26的控制下而不横向振动，但是搅拌轴13在悬吊在空气中的同时连接至驱动部。因此，在搅拌轴13和突出部的底盖24之间存在空间。因此，制备装置被设计使得：在搅拌轴13的侧面和支撑轴承26之间以及在搅拌轴13的侧面和圆柱结构体27之间形成合适的空间。即，在搅拌轴13的侧面和轴承部11之间以及在搅拌轴13的底面和轴承部11之间形成间隙28。优选地，制备装置被设计使得在搅拌轴13的侧面和轴承部11之间的间隙通常为0.1mm以上，但不大于1mm，因而搅拌轴13可以自由旋转。此外，通过以这种方式形成间隙28，即使搅拌轴由于在聚合容器内的热而膨胀，也能够防止搅拌轴13与轴承部11和突出部的底盖24接触。
这种支撑轴承26由比搅拌轴13的材料更软的材料制成，因此可能由于搅拌轴13的旋转而磨损。在这种方案的预期中，制备装置可以被构造使得突出部的一部分可拆卸，因而能够使支撑轴承26在适当时被替换。
此外，尽管在图4中没有示出，可以在与支撑轴承26相对的搅拌轴13的部分中设置保护盖，以保护搅拌轴13。通过以这种方式形成保护盖，即使在支撑轴承26和搅拌轴13之间进入了异物，也能够防止搅拌轴13受损。
在突出部21中，保护部9形成为沿圆周包围搅拌轴13的侧面。由于这种保护部9和搅拌轴13的侧面彼此远离而彼此没有接触，因此在保护部9和搅拌轴13的侧面之间存在空间部。这种空间部被用作第一流路22。
作为用于保护部的材料，可以使用例如不锈钢。保护部的壁厚度仅可以大到具有防止保护部由于循环聚合溶液的液压而弯曲的这样的强度。因此，根据循环进口喷嘴的流动速率，可以适当地确定壁厚。这种保护部可以被构造使得：保护部的下部的至少一部分在防止保护部由于搅拌轴的旋转所引起的溶液的旋转力带来的松弛的这种方向上带有螺纹，并且然后固定至流路构成部。
在本实施方案中，已经显示了其中将一个循环泵、一个冷却器、一个循环出口喷嘴和一个循环进口喷嘴分别归为一组的实例。然而，所述循环泵、冷却器、循环出口喷嘴和循环进口喷嘴的组中的每一个均不限于一组，而是可以以两组以上安装。原料注入喷嘴也可以以两对或更多对安装。在这种情况下，流路构成部和第三流路形成为与原料-注入进口喷嘴的数量及其位置一致。
而且，作为在图4中所示实施方案的一个变化实例，可以进一步在突出部的底盖下面形成另一个原料注入喷嘴10b，如图5所示，因而原料可以从这个原料注入喷嘴10b注入。从这个原料注入喷嘴10b注入到突出部的下部的原料依次通过在搅拌轴13的底面和底盖24之间的间隙28-搅拌轴13的侧面和轴承部11之间的间隙28-第二流路23-第一流路22。然后，在与从管线10a注入的原料在这个第二流路23中混合之后，原料通过第一流路22，并且在其最上端29排出到突出部的上部。在如上所述的这种构造的情况下，能够进一步改善轴承部的冷却效果。
在此，从原料注入喷嘴10a和10b注入的原料包含作为聚合物树脂的原料的单体、溶剂、分子量调节剂、必要时的聚合引发剂等。此外，将原料保持在低温，以使得聚合反应不在注入的原料调节罐中以及在管线内的至聚合容器的任何位置处发生聚合反应。
在图4和5所示的本实施方案的这种制备装置中，由于上述构造，从原料注入喷嘴10，10a或10b注入的原料通过第三流路31，第二流路23和第一流路22。此外，所述间隙、第一流路除最上端以外的部分、第二流路和第三流路与突出部的内部隔离，并且这些部分构成突出部中的独立的固有空间。而且，仅第一流路的最上端29向突出部的内部敞开。因此，注入到聚合容器中的低温原料通过突出部的流路构成部25和保护部9而防止在流动通过第三流路31，第二流路23和第一流路22的同时与突出部21中存在的聚合溶液接触，并且处于与搅拌轴13直接接触的状态。这意味着低温原料存在于轴承部11附近的区域中，由此能够移除轴承部11的热。因此，能够防止单体在这个区域的附近聚合。此外，在低温原料的情况下，能够移除在原料和支撑轴承26之间由于搅拌轴13的旋转而产生的摩擦热。因此，能够减小支撑轴承26的摩擦并且延长其使用寿命。
原料在通过第一至第三流路的同时被下面各种热加热：在原料和轴承部11之间由搅拌轴13的旋转所产生的摩擦热、从在第二冷却装置内部循环的聚合溶液通过保护部传递的热，以及从聚合容器内部通过搅拌器传递的热。因此，原料在从第一流路22的最上端29流入到聚合容器内时处于一定程度的高温。因此，在从第一流路22的最上端29流出的原料和聚合溶液之间的温度差变小。因此，能够更均匀地混合和搅拌原料和聚合溶液。
此外，保护部形成为与循环进口喷嘴相对，所述循环进口喷嘴是其中已经经过第二冷却装置的聚合溶液注入到突出部中的部分。因此，能够防止搅拌轴由于当溶液被注入到突出部时所引起的循环的聚合溶液的液压而横向振动。因此，能够通过形成保护部来提高循环流量。
如前面所述，在本实施方案中，能够将新注入到突出部中的低温原料、聚合容器内的聚合溶液和通过循环冷却装置循环的聚合溶液在聚合容器的底部的小区域中瞬间并且均匀地混合。结果，能够使聚合物树脂的组成和温度分布变窄。
相反，如果没有如在本实施方案中描述的这样的保护部，则已通过第二冷却装置的聚合溶液和原料在被注入到突出部之后立即混合。因此，在突出部内，产生了其组成和温度明显不同于在主体内的聚合溶液的组成和温度的聚合溶液部分。此外，高温聚合溶液进入轴承部，因此这部分由于摩擦热变得更热，因此产生其组成明显不同于主体内的聚合物树脂的组成的聚合物树脂。而且，缩短了支撑轴承的使用寿命。如果通过循环冷却装置循环聚合溶液的流量增加以改善聚合溶液的冷却效率，则聚合溶液被高的液压从循环进口喷嘴18推出进入到突出部21。因此，搅拌轴13趋向于由于这种液压而横向振动。
聚合容器内的聚合溶液的温度可以根据所制备的树脂的类型而合适地设置。例如，采用这样的一种情况作为实例：将作为共聚物树脂的苯乙烯-丙烯腈共聚物树脂(SAN)制备作为聚合物树脂。在这种情况下，如果不使用引发剂，则温度优选为120℃以上但不高于190℃，并且更优选为125℃以上但不高于170℃。在聚合容器内的聚合溶液的温度在这些范围内的情况下，可以有效地使用于制备SAN的共聚反应发生。
通过循环冷却装置返回到突出部的聚合溶液的温度在聚合溶液即将返回到突出部之前比在聚合容器内的聚合溶液的温度优选低2℃以上但不超过10℃，更优选低2℃以上但不超过5℃。在返回到突出部的聚合溶液的温度在这些范围内的情况下，能够有效地移除聚合热，同时降低在返回的聚合溶液和聚合容器内的聚合溶液之间的温度差。此外，优选的是，温度比聚合温度低5℃以上但不超过40℃的冷却介质流过这种第二冷却装置。
当从两个原料注入喷嘴10a和10b注入原料时，通过喷嘴注入的这些原料可以彼此相同或可以彼此不同。例如，当制备苯乙烯-丙烯腈共聚物树脂(SAN)作为聚合物树脂时，可以从一个原料注入喷嘴注入苯乙烯，而可以从其它原料注入喷嘴注入丙烯腈。
第一冷却装置优选包括：引流管，该引流管形成为包围搅拌装置的叶片并且冷却介质在其内流动；在引流管和主体的内壁之间形成的管状冷却旋管；和在聚合容器的上部和下部中形成，以使冷却介质流动通过管状冷却旋管的环形集管。作为第三冷却装置，优选使用冷却夹套。此外，A/B优选为6m2/m3以上，但不大于25m2/m3，其中A(m2)为“主体内的引流管、管状冷却旋管和环形集管的外表面积和主体的被冷却夹套覆盖的外壁的面积之和”，而B(m3)是“聚合容器的内容积”。此外，措辞“引流管、管状冷却旋管和环形集管的外表面积”是指存在于聚合容器内部的引流管、管状冷却旋管和环形集管的外表面部分的表面积。
在A/B为6m2/m3以上的情况下，冷却效率增加，因此能够使聚合溶液的温度均匀化，因此使聚合物树脂的组成均匀化。此外，设置A/B为25m2/m3或更小，防止冷却管之间的间隔降低，由此使聚合溶液的流动变得不均匀，或防止搅拌功率增加，由此引起搅拌热增加。结果，能够达到优异的冷却效率并且实现成本降低。
聚合装置优选包括上述引流管，管状冷却旋管和环形集管作为第一冷却装置，并且优选使用冷却夹套作为第三冷却装置。此外，作为第二冷却装置，优选使用这样的冷却器，其包括冷却介质在其中流动的外壳、连接至循环管道并且形成在外壳内的管，以及形成在冷却器的管内形成并且能够进行往复运动和旋转运动中至少一种运动的螺旋弹簧。在这种情况下，A/C优选为0.2以上，但不大于1.0，其中A(m2)为“在主体内的引流管，管状冷却旋管以及环形集管的外表面积和主体的被冷却夹套覆盖的外壁的面积之和”，而C(m2)是“冷却器的管的内表面积”。此外，措辞“引流管、管状冷却旋管和环形集管的外表面”是指存在于聚合容器内的引流管，管状冷却旋管和环形集管的外表面部分的表面积。
如果A/C小于0.2，则通过第二冷却装置移除的除热率增加。因此，如果循环量没有增加，则循环通过第二冷却装置的聚合溶液的温度变得过度低于聚合容器的内部温度，由此可能降低在聚合容器内树脂组成均匀性。此外，如果循环量增加，则必须增加装置的保护部和主体的强度，以平衡搅拌功率的增加或第二冷却装置的液压的增加。这可能降低装置的整体的经济性。
另一方面，如果A/C大于1.0，则通过第一冷却装置和第三冷却装置移除的除热率相比于通过第二冷却装置移除的除热率变得极高。结果，随着连续操作时间的流逝，第一和第三冷却装置的冷却效率可能由于粘附到这些装置的表面上的固体物质而劣化。因此，再也不能继续长时间操作。
此外，如果从保护部的固定位置到循环进口喷嘴的距离太长，则保护部趋向于由于循环溶液的液压而变得弯曲。因此，优选缩短从保护部的固定端至循环进口喷嘴的中心线和保护部的交点的距离(从保护部的固定端到接受液压的保护部的部分的距离)。而且，保护部的最上端优选安置在循环进口喷嘴的内壁的最上端之上以及主体的底面的最下端之下。在保护部的最上端安置在循环进口喷嘴的内壁的最上端之上的情况下，保护部与循环进口喷嘴相对布置。因此，能够防止搅拌轴由于循环通过循环进口喷嘴的聚合溶液的液压而横向振动。此外，在保护部的最上端安置在主体的底面之下的情况下，原料通过第一流路的最上端并且被排出到聚合容器内部的突出部的上部附近的区域，以首先与在这个区域中的聚合溶液混合。在这个区域中的狭窄空间内形成叶片和辅助搅拌叶片，因此在这时，原料和聚合溶液以高的剪切速率混合和搅拌。因此，能够使原料和聚合溶液彼此更有效地混合，并且经历聚合反应。
假定循环进口喷嘴的内径为DN，则保护部的最上端优选被安置成比循环进口喷嘴的内壁的最上端高0.5DN以上。在保护部的最上端被安置在这个高度的情况下，可靠地降低在搅拌轴上的液压。此外，能够有效地使原料和聚合溶液进行混合、搅拌和聚合反应。
(第二实施方案)
本实施方案涉及对于聚合容器内的失控聚合反应的压力释放部。图6示出了这种制备装置的一个实例。在本实施方案中，与第一实施方案不同的是，制备装置包括在主体20的上部中的***片5，作为当聚合容器的内部压力为或超过预定压力时被打开以使聚合容器内部减压的压力释放部。喷嘴和减压装置，比如远程操作阀可以形成为压力释放部代替***片5。此外，假定主体20的圆柱部分的内径为″D″，循环管道19连接至主体20的侧面并且主体20的切线(TL)和循环管道19的内壁的最上端之间的高度为0.2D以上，但不大于0.5D。
***片5以这种方式形成，并且还连接至保持在比聚合容器的压力更低的压力的容器(图6中未显示)。因此，如果在聚合容器内的聚合反应失去控制并且聚合容器的内部压力变得过高，则***片5破裂以释放聚合容器内部。因此，能够对聚合容器内部进行减压。结果，能够防止聚合容器内部的内压和温度变得过高而使聚合容器破裂。
而且，如果***片5如上所述破裂，以对聚合容器的内部减压，则聚合溶液的一部分蒸发并且从***中喷出，由此产生了主体20内的空间。如果此时，循环出口喷嘴6在其上部位置连接至主体20的侧面，则循环泵吸入在主体的上部中的气体并且进入空转操作，由此可能不能适当地运行。
另一方面，如果循环出口喷嘴6在其更低的位置连接至主体20的侧面，则循环泵使主体20的底部附近的聚合溶液循环，尽管循环泵没有进入空转操作。在主体20的底部附近的这种聚合溶液已经通过管状冷却旋管冷却，因此处于低温。因此，较低温聚合溶液进一步被第二冷却装置冷却，由此使更低温度的聚合溶液返回到聚合容器。因此，聚合容器内的聚合溶液的温度分布变宽。结果，在该聚合容器中制备出的聚合物树脂的组成变得不均匀。
相反，在本实施方案中，在主体20的TL和循环出口喷嘴6的内壁的最上端之间的高度为0.2D以上，但不大于0.5D。此外，循环出口喷嘴6在合适高度连接至主体20的侧面。
因此，即使聚合反应失去控制以及***片5破裂，循环泵7也不进入空转操作。此外，能够使通过循环冷却装置循环的聚合溶液的冷却器出口温度尽可能地接近聚合容器的内部温度。因此，能够使聚合容器内的聚合溶液的温度分布变窄，并且使聚合物树脂的组成均匀化。
可以在聚合容器的内壁上安装液面开关(level switch)，因而能够确定在***片5破裂时聚合溶液所处的液面。
(第三实施方案)
第三实施方案显示其中将共聚物树脂用作聚合物树脂的一个实例。很多共聚物树脂的特征在于快速共聚反应和高的反应热。因此，共聚物树脂的特征在于聚合容器的内部温度趋向于变高，并且在聚合容器内的温度分布倾向于变得不均匀。因此，通过使用根据本发明的制备装置，能够移除由聚合容器内的共聚反应的反应热所产生的聚合热，并且将聚合容器的内部温度均匀地控制在所需的温度范围内。此外，通过将用于共聚物树脂的低温原料注入到突出部中，能够将轴承部和搅拌轴保持在低温。结果，能够连续并且均匀地制备具有均匀组成的共聚物树脂。此外，能够降低支撑轴承的磨损，以及能够防止单体在轴承部以及在其附近聚合。
作为这种共聚物树脂，优选制备苯乙烯-丙烯腈共聚物树脂(SAN)。在其它共聚物树脂中，苯乙烯-丙烯腈共聚物树脂(SAN)的特征在于反应速率高，聚合热高并且如果树脂组成是不均匀的，则透明性下降。因此，通过使用根据本发明的制备装置，能够有效移除由于共聚反应所致的反应热。因此，能够有效并且稳定地将聚合容器的内部温度控制在所需温度范围内。结果，能够制备具有均匀组成和优异透明性的SAN，以及防止轴承部的磨损等。
在下面列出的(1)至(4)项中，当制备苯乙烯-丙烯腈共聚物树脂(SAN)作为聚合物树脂时，提及的优选条件是：
(1)当通过原料注入喷嘴10注入的原料的丙烯腈含量变得更高时，制备出的SAN的丙烯腈组分的比率变高。在此，制备出的SAN的丙烯腈组分的比率优选为15重量％以上但不超过35重量％，并且苯乙烯含量优选为65重量％以上但不超过85重量％。因此，优选地，在原料中″丙烯腈/(丙烯腈+苯乙烯)″的重量比为0.15以上但不超过0.5，因而SAN具有上述的这种组成。
(2)另外，通过原料注入喷嘴10注入的原料的溶剂含量优选为5重量％以上但不超过30重量％。溶剂被用于降低搅拌功率和调节聚合反应的速率。在原料的溶剂含量在这些范围内时，能够稳定并且高生产率地制备SAN。作为这种类型的溶剂，可以使用芳族烃化合物，比如苯、甲苯和乙苯，等等。
(3)而且，作为分子量调节剂，能够使通过原料注入喷嘴10注入的原料包含浓度为100ppm以上但不超过8000ppm的硫化合物，比如叔十二烷基硫醇等。根据具体情形，有机过氧化物，例如过氧化苯甲酰，过氧化月桂酰，过氧化乙酰等可以被包含在原料中作为引发剂。
(4)作为不使用引发剂时的聚合条件，温度优选为120℃以上但不超过170℃，并且停留时间优选为1小时或更长，但不长于3小时。作为使用引发剂时的聚合条件，温度优选为70℃以上但不超过125℃，并且停留时间优选为1小时或更长，但是不长于3小时。
(第四实施方案)
本实施方案涉及一种使用制备SAN的装置的制备方法。本实施方案包括下列步骤：
(1)准备装填有聚合溶液的聚合容器的步骤；
(2)将原料从原料注入喷嘴经由第三流路、第二流路和第一流路注入到突出部中的步骤；
(3)在通过旋转搅拌装置而混合原料与聚合溶液的同时进行其中形成聚合物树脂的聚合反应的步骤；
(4)通过第一和第三冷却装置冷却在聚合容器内的聚合溶液的步骤；
(5)使用循环泵从主体取出聚合溶液，通过第二冷却装置冷却聚合溶液，然后经由循环进口喷嘴使聚合溶液返回到突出部的步骤；以及
(6)从溶液取出口取出聚合溶液，然后从聚合溶液中分离聚合物树脂的步骤。
在上述制备方法中，步骤(1)至(6)可以不必依次进行。备选地，所述步骤中的一些或全部可以同时进行。
在此，在主体内循环的聚合溶液的体积流量优选为从原料注入喷嘴注入的原料的体积流量的50倍以上但不超过300倍，并且更优选地为80倍以上但不超过200倍。
在此，“在主体内循环的聚合溶液的体积流量”可以使用粒子跟踪法测量。即，粘度与聚合溶液的粘度相同的糖浆溶液或硅油被放入在结构和尺寸与聚合容器的结构和尺寸相同的丙烯酸类容器中，并且在停止新的原料的注入和聚合溶液的排出的情况下，使用搅拌装置搅拌。接着，将示踪粒子比如着色氯乙烯树脂、聚苯乙烯树脂或ABS树脂的直径为约2mm至3mm的球形粒子放入在聚合容器中，该示踪粒子的密度与聚合溶液的密度的差值不大于约5％。接着，计算示踪粒子在单位时间(每小时)在聚合容器内循环多少次。然后，基于示踪粒子在聚合容器内循环的次数计算“在主体内循环的聚合溶液的体积流量”。
例如，如果示踪粒子在聚合容器内每小时循环″A″次，并且在聚合容器内聚合溶液的体积为″V″(m3)，则“在主体内循环的聚合溶液的体积流量”为A×V(m3/h)。因此，假定新注入的原料的流量为Q(m3/h)，使用式A×V/Q，能够计算在聚合容器内循环的聚合溶液的体积为从原料注入喷嘴注入的原料的体积流量的多少倍。通过将原料树脂、颜料等放入在挤出机中并且使用水下切割器方法将它们粒化，可以获得球形示踪粒子。
聚合溶液的粘度可以通过例如(a)或(b)确定：(a)评价在循环泵的排出管线处或在聚合溶液的出口管线处的压力损失，并且由Hagen-Poiseuille式计算粘度，或(b)在聚合容器内或在其出口管线中安装振动式粘度计等。
热传递性能随着通过第二冷却装置的聚合溶液的流量的增加而上升，因此聚合溶液的出口温度也升高。因此，能够获得透明性优异的聚合物。另一方面，循环泵的容量增加，因此铲刮装置的功率或强度的增加的必要性增加，从而导致制备方法的经济性劣化。因此，如果第二冷却装置由包含上述壳、管和螺旋弹簧的冷却器构成，则“(在第二冷却装置的管内流动的聚合溶液的体积流量)/(第二冷却装置的管的内表面积)”的比率优选为0.2m3/h/m2以上但不超过0.5m3/h/m2。在(在第二冷却装置的管内流动的聚合溶液的体积流量)/(第二冷却装置的管的内表面积)”的比率处于上述范围内的情况下，能够使通过循环冷却装置循环的聚合溶液的冷却器出口温度尽可能地接近聚合容器的内部温度。结果，能够使聚合容器内的聚合溶液的温度分布变窄，由此使聚合物树脂的组成均一化。
如果要制备的聚合物树脂是苯乙烯-丙烯腈共聚物树脂(SAN)，则通过原料注入喷嘴注入到突出部的原料的温度优选为-5℃以上但不超过20℃，并且更优选为0℃以上但不超过10℃。这种原料可以预先使用例如冷却介质比如冷却的水或盐水冷却。由于水通常被溶解在作为原料的丙烯腈中，因此如果原料的温度过度降低，则这种水在冷却装置的内壁上冷冻，由此可能降低该冷却装置的冷却功能能力。另一方面，如果原料的温度过高，则轴承部和搅拌轴之间的摩擦热、从已经在第二冷却装置内循环的聚合溶液通过保护部传递的热以及从聚合容器内通过搅拌器传递的热可能引起原料在第一至第三流路中的任一个中、或在间隙等中进行共聚反应。实施方案
(实施方案1)
使用图1所示的制备装置制备SAN。这种制备装置包括包含主体20和突出部21的聚合容器。在主体20内，制备装置包括螺杆型搅拌装置，辅助搅拌叶片17，引流管3，管状冷却旋管4a和连接管状冷却旋管的环形集管4b。在聚合容器的外壁上，制备装置包括冷却夹套1。通过循环泵7从主体20中取出聚合溶液的一部分，被冷却器8冷却之后，其返回到突出部21，以与保护部9相对。这种冷却器8包括冷却介质在其内流动的外壳，在外壳内形成并且聚合溶液在其内流动的管以及在管内形成的螺旋弹簧，从而能够通过螺旋弹簧的往复运动将管的内壁上的粘附材料刮掉。
此外，制备装置被配置使得原料通过原料注入喷嘴10从其侧面喷射到突出部21。原料通过热交换器冷却到20℃，并且连续地以2.06m3/h的流量(F)供给。设定原料的组成，以使苯乙烯，丙烯腈、乙苯和叔十二烷基硫醇的重量比为0.5421/0.3539/0.0995/0.0045。通过对循环泵7采用齿轮泵并且控制其旋转数，将循环的聚合溶液的流量(D)调节至16m3/h。
此外，这种聚合容器的内容积(B)为2.67m3，引流管3，管状冷却旋管4a和环形集管4b的外表面积和主体20的被冷却夹套1覆盖的外壁的面积的总和(A)为40m2，并且冷却器8的管的内表面积(C)为49.67m2。另一方面，通过将搅拌装置的转数调节为80rpm，将在主体内循环的聚合溶液的体积流量(E)设置为200m3/h。
通过控制流过引流管、管状冷却旋管、冷却夹套和冷却器8的外壳的冷却介质的温度，将聚合温度保持在144℃。将这种冷却介质的流量设定为90m3/h。使用从主体的外壁向内***聚合容器的主体的上下切线的中部的温度计测量聚合温度。
连续地从安装在主体的上面头部上的溶液取出口12中取出的聚合溶液被引入到在日本专利公布48-29797中描述的壳-管式热交换器和气液分离器中。接着，从这种聚合溶液中分离出未反应的单体、溶剂和SAN。此时，气液分离器的压力恒定地保持在40托，并且调节流过热交换器的加热介质的温度，以使得分离的SAN的温度为220℃。在这之后，将SAN造粒形成产品。
使用如上所述制备的SAN，通过注射成型制备试样，以使得其尺寸为50mm深的长度×50mm宽×3mm厚，并且测量试样的雾度值。作为注射成型机，使用Meiki Co.，Ltd.制造的SJ-35C Dynamelt。设定成型条件，使得料筒的温度在其前部、中部和后部均为220℃，注射率为60％，并且成型温度为60℃。
此外，使用积分球法和C光源，采用由Nippon Denshoku Industries Co.，Ltd制造的NDH-2000雾度计，根据JIS K-7105-1981测量三个试样，以评价作为由此测量出的值的平均值的雾度值。而且，使用元素分析仪Perkin-Elmer 2400IICHNS/O分析仪确定产品中的丙烯腈组分(PAN)。还进一步地，在200℃的测量温度和以5kg的测量重量，根据ASTM D-1238，评价熔体流动指数(MFI)，所述熔体流动指数作为SAN的物理性质中的数据项是重要的。表1显示了测量雾度值、丙烯腈组分和熔体流动指数(MFI)的结果。
(实施方案2)
在实施方案1中使用的制备装置中，安装另一组的循环出口喷嘴6，循环泵7，冷却器8和循环进口喷嘴18，并且将原料进料流量(F)设定为2.43m3/h。除了这个参数以外，在与实施方案1相同的条件下制备SAN。表1显示了测量这种SAN的雾度值、丙烯腈组分和熔体流动指数(MFI)的结果。
[表1]
  实施方案1   实施方案2
  雾度(％)   1.1   1.1
  A/B   15.0   15.0
  A/C   0.81   0.40
  D/C   0.32   0.32
  E/F   97   82
  PAN(重量％)   31.1   31.1
  MFI(g/10min.)   3.3   3.2
  SAN生产速度(kg/h)   815   961

Claims (14)

1.一种用于制备聚合物树脂的装置，所述装置包括：
聚合容器，所述聚合容器包括主体以及突出部，所述主体包括圆柱形部分，所述突出部从所述主体的底面向下突出并且所述突出部的下部由底盖构成；
搅拌装置，所述搅拌装置包括：驱动部，所述驱动部安装在所述主体上；可旋转搅拌轴，所述可旋转搅拌轴与所述驱动部连接并且从所述驱动部延伸到所述突出部中；以及叶片，所述叶片设置在所述搅拌轴的侧面上；
轴承部，所述轴承部设置在所述突出部的所述底盖上，以覆盖所述搅拌轴的侧面，而不与所述搅拌轴的侧面接触，并且在所述轴承部与所述搅拌轴的侧面之间以及在所述轴承部与所述搅拌轴的底面之间形成间隙；
溶液取出口，所述溶液取出口设置在所述主体中；
保护部，所述保护部在所述突出部内覆盖所述搅拌轴的侧面，而不与所述搅拌轴的侧面接触，并且在所述保护部与所述搅拌轴的侧面之间形成第一流路；
第一冷却装置，所述第一冷却装置设置在所述主体内；
循环冷却装置，所述循环冷却装置包括：循环进口喷嘴，所述循环进口喷嘴在所述突出部的侧面上设置成与所述保护部相对；循环管道，所述循环管道从所述主体通向所述循环进口喷嘴；以及第二冷却装置和循环泵，所述第二冷却装置和循环泵在所述循环管道的途中的位置与所述循环管道连接；
第三冷却装置，所述第三冷却装置设置成覆盖所述聚合容器的外壁；
原料注入喷嘴，所述原料注入喷嘴与所述突出部连接；以及
流路构成部，所述流路构成部设置在所述轴承部和所述保护部之间，以覆盖所述搅拌轴的侧面并且固定所述轴承部和所述保护部，所述流路构成部形成第二流路以及第三流路，所述第二流路在所述搅拌轴的侧面与所述流路构成部之间，所述第三流路用于连接所述第二流路与所述原料注入喷嘴，
其中所述第一至第三流路构成连续的流路，
所述第一流路的最上端向所述突出部的内部敞开，并且
所述间隙、所述第一流路的除所述最上端以外的部分、所述第二流路和所述第三流路与所述突出部的内部隔离。
2.根据权利要求1所述的用于制备聚合物树脂的装置，
其中所述主体还包括压力释放部，所述压力释放部在所述聚合容器的内部压力为预定压力以上时被打开，以对所述聚合容器的内部进行减压，
所述循环管道与所述主体的侧面连接，并且
假定所述主体的圆柱形部分的内径为D，则从所述主体的切线至所述循环管道的内壁的最上端的高度为0.2D以上，但不大于0.5D。
3.根据权利要求1所述的用于制备聚合物树脂的装置，
其中所述第一冷却装置包括：
引流管，所述引流管包围所述搅拌装置的所述叶片并且包含在所述引流管的内部流动的冷却介质；
管状冷却旋管，所述管状冷却旋管设置在所述引流管与所述主体的内壁之间；以及
环形集管，所述环形集管设置在所述聚合容器的上部和下部中，以使冷却介质流过所述管状冷却旋管，
第三冷却装置包括冷却夹套，并且
A/B为6m2/m3以上，但不大于25m2/m3，其中A m2是“所述主体内的所述引流管、所述管状冷却旋管和所述环形集管的外表面积和所述主体的被所述冷却夹套覆盖的外壁的面积之和”，而B m3是“所述聚合容器的内容积”。
4.根据权利要求1所述的用于制备聚合物树脂的装置，
其中所述第一冷却装置包括：
引流管，所述引流管包围所述搅拌装置的所述叶片并且包含在所述引流管的内部流动的冷却介质；
管状冷却旋管，所述管状冷却旋管设置在所述引流管与所述主体的内壁之间；以及
环形集管，所述环形集管设置在所述聚合容器的上部和下部中，以使冷却介质流过所述管状冷却旋管，
第二冷却装置包括冷却器，所述冷却器包括：冷却介质在其中流动的外壳；连接至所述循环管道并且设置在所述外壳内的管；以及螺旋弹簧，所述螺旋弹簧设置在所述管内并且能够进行往复运动和旋转运动中的至少一种运动，
所述第三冷却装置包括冷却夹套，并且
A/C为0.2以上，但不大于1.0，其中A m2为“所述主体内的所述引流管、所述管状冷却旋管和所述环形集管的外表面积和所述主体的被所述冷却夹套覆盖的外壁的面积之和”，而C m2是“所述冷却器的所述管的内表面积”。
5.根据权利要求1所述的用于制备聚合物树脂的装置，
其中所述保护部的最上端被安置成高于所述循环进口喷嘴的内壁的最上端且低于所述主体的底面。
6.根据权利要求5所述的用于制备聚合物树脂的装置，
其中假定所述循环进口喷嘴的内径为DN，则所述保护部的最上端被安置成比所述循环进口喷嘴的内壁的最上端高0.5DN以上。
7.根据权利要求1所述的用于制备聚合物树脂的装置，
其中所述聚合物树脂是共聚物树脂。
8.根据权利要求7所述的用于制备聚合物树脂的装置，
其中所述共聚物树脂是苯乙烯-丙烯腈共聚物树脂。
9.一种使用根据权利要求1所述的制备装置制备聚合物树脂的方法，所述方法包括：
准备装填有聚合溶液的所述聚合容器；
将原料从所述原料注入喷嘴经由所述第三流路、所述第二流路和所述第一流路注入到所述突出部中；
在通过使所述搅拌轴旋转而将所述原料与所述聚合溶液混合的情况下，进行其中形成所述聚合物树脂的聚合反应；
通过所述第一冷却装置和第三冷却装置冷却在所述聚合容器内的所述聚合溶液；
使用所述循环泵从所述主体取出所述聚合溶液，通过所述第二冷却装置冷却所述聚合溶液，然后使所述聚合溶液经由所述循环进口喷嘴返回到所述突出部中；以及
从所述溶液取出口取出所述聚合溶液，然后从所述聚合溶液中分离所述聚合物树脂。
10.根据权利要求9所述的用于制备聚合物树脂的方法，
其中在所述主体内循环的所述聚合溶液的体积流量为从所述原料注入喷嘴注入的所述原料的体积流量的50倍以上，但不超过300倍。
11.根据权利要求9所述的用于制备聚合物树脂的方法，
其中所述第二冷却装置包括冷却器，所述冷却器包括：冷却介质在其中流动的外壳；连接至所述循环管道并且设置在所述外壳内的管；以及螺旋弹簧，所述螺旋弹簧设置在所述管内并且能够进行往复运动和旋转运动中的至少一种运动，并且
在所述第二冷却装置的所述管内流动的所述聚合溶液的体积流量与所述第二冷却装置的所述管的内表面积的比率为0.2m3/m2/h以上，但不高于0.5m3/m2/h。
12.根据权利要求9所述的用于制备聚合物树脂的方法，
其中所述聚合物树脂是苯乙烯-丙烯腈共聚物树脂，并且
通过所述原料注入喷嘴注入到所述突出部中的所述原料的温度为-5℃以上，但不高于20℃。
13.一种用于聚合物树脂的聚合容器，所述聚合容器包括：
主体；
突出部，所述突出部从所述主体的底面向下突出，并且包括由底盖构成的下部；
搅拌装置，所述搅拌装置包括：可旋转搅拌轴，所述可旋转搅拌轴与安装在所述主体上的驱动部连接，并且从所述驱动部延伸到所述突出部中；以及叶片，所述叶片设置在所述搅拌轴的侧面上；
轴承部，所述轴承部设置在所述突出部的所述底盖上，以覆盖所述搅拌轴的侧面，而不与所述搅拌轴的侧面接触，并且在所述轴承部与所述搅拌轴的侧面之间以及在所述轴承部与所述搅拌轴的底面之间形成间隙；
溶液取出口，所述溶液取出口设置在所述主体中；
保护部，所述保护部在所述突出部内覆盖所述搅拌轴的侧面，而不与所述搅拌轴的侧面接触，并且在所述保护部与所述搅拌轴的侧面之间形成第一流路；
第一冷却装置，所述第一冷却装置设置在所述主体内；
循环进口喷嘴，所述循环进口喷嘴在所述突出部的侧面上设置成与所述保护部相对，并且使冷却的聚合溶液流入其中；
原料注入喷嘴，所述原料注入喷嘴与所述突出部连接；以及
流路构成部，所述流路构成部设置在所述轴承部和所述保护部之间，以覆盖所述搅拌轴的侧面并且固定所述轴承部和所述保护部，所述流路构成部形成第二流路和第三流路，所述第二流路在所述搅拌轴的侧面与所述流路构成部之间，所述第三流路用于连接所述第二流路与所述原料注入喷嘴，
其中所述第一至第三流路构成连续的流路，
所述第一流路的最上端向所述突出部的内部敞开，并且
所述间隙、所述第一流路的除所述最上端以外的部分、所述第二流路和所述第三流路与所述突出部的内部隔离。
14.根据权利要求13所述的用于聚合物树脂的聚合容器，所述聚合容器还包括第三冷却装置，所述第三冷却装置设置成覆盖所述主体的外壁。
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Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102977246B (zh) * 2012-12-21 2014-06-25 北方华锦化学工业集团有限公司 用于制备连续本体san树脂的连续管式平推流反应器及制备方法
KR101424610B1 (ko) 2013-06-14 2014-08-04 (주) 라미나 코어-쉘 입자 제조장치 및 이를 이용한 코어-쉘 입자 제조방법
FR3012143B1 (fr) * 2013-10-18 2016-08-26 Arkema France Cuve d'hydrolyse dans un procede d'amidification de cyanohydrine d'acetone
WO2016169771A1 (de) * 2015-04-23 2016-10-27 Uhde Inventa-Fischer Gmbh Reaktor sowie verfahren zur polymerisation von lactid
ES2752471T3 (es) * 2015-06-03 2020-04-06 Danieli Off Mecc Proceso para uniformizar la temperatura de un líquido
CN105536653A (zh) * 2015-12-22 2016-05-04 江苏瑞安特重型机械有限公司 一种处理高粘物料的熔融混合器
CN109954473A (zh) * 2016-01-28 2019-07-02 乐清市拓展机械科技有限公司 具有喷气口的集温控与搅拌为一体的装置
KR101817772B1 (ko) 2016-07-08 2018-01-11 시엔시피이엘 주식회사 메탈로센 촉매 기반 폴리올레핀 계열의 용액중합 공정의 반응기
KR101967979B1 (ko) * 2017-05-29 2019-04-10 주식회사 포스코 반응 장치 및 방법
KR102068753B1 (ko) * 2017-09-01 2020-01-21 주식회사 엘지화학 중합 반응기
CN107469674B (zh) * 2017-09-22 2024-01-30 沈迪 带自动降温轴承的搅拌装置
CN208229775U (zh) * 2018-01-15 2018-12-14 阜阳富瑞雪化工科技有限公司 一种螺旋搅拌装置
CN108126645A (zh) * 2018-01-31 2018-06-08 丹阳同泰化工机械有限公司 一种防结垢、混合充分的连续反应的反应釜
CN108554216B (zh) * 2018-06-01 2024-03-19 北京弘暖纤科技有限公司 搅拌装置
CN108586252A (zh) * 2018-06-21 2018-09-28 江苏正丹化学工业股份有限公司 一种偏苯三酸三辛酯的高效酯化方法
CN109482120A (zh) * 2018-12-14 2019-03-19 南通三圣石墨设备科技股份有限公司 一种新型反应釜内置石墨换热器及方法
GB2587387A (en) * 2019-09-26 2021-03-31 Sinophos Projects Ltd Steady bearing assemblies
CN112742241A (zh) * 2019-10-30 2021-05-04 三河市中彩印刷包装有限公司 一种带有散热装置的胶水搅拌设备
CN113171730B (zh) * 2021-03-22 2022-10-11 重庆赛维药业有限公司 一种普瑞巴林胶囊制备用的原材料混合装置
TW202244065A (zh) * 2021-04-08 2022-11-16 日商電化股份有限公司 共聚物、射出成型用樹脂組成物、成型品、共聚物的製造方法
CN112999955A (zh) * 2021-04-12 2021-06-22 兰州城市学院 一种无机复合材料生产用混合装置
CN113083199B (zh) * 2021-04-25 2022-08-02 江西禾益化工股份有限公司 一种节能环保式生产异菌脲的装置
CN113070021A (zh) * 2021-05-11 2021-07-06 江西渠成氟化学有限公司 一种氟化工行业生产用搅拌效果好的搪瓷反应釜
CN114452920A (zh) * 2021-12-23 2022-05-10 山东维尤纳特生物科技有限公司 一种四聚乙醛生产用聚合设备
CN115282914A (zh) * 2022-08-12 2022-11-04 安徽匠星联创新材料科技有限公司 一种环氧树脂生产工艺
CN116212802B (zh) * 2023-04-28 2023-08-01 胜利油田方圆化工有限公司 一种环流式化工助剂反应釜
CN117282387B (zh) * 2023-09-13 2024-06-21 山东利兴新材料科技股份有限公司 一种节约能耗的碳酸乙烯酯生产装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4198383A (en) * 1978-08-21 1980-04-15 Deryagina Galina M Apparatus for continuous preparation of acrylonitrilebutadienstyrene copolymer
CN1067733A (zh) * 1991-06-18 1993-01-06 东洋工程株式会社 热交换器
EP0701863A2 (en) * 1994-09-14 1996-03-20 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Polymerization apparatus and a method for producing polymer using the same

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4829628B1 (zh) 1969-07-31 1973-09-12
US3681308A (en) * 1970-03-02 1972-08-01 Phillips Petroleum Co Stirred,scraped-surface apparatus and process for treating materials therein
JPS4829797B1 (zh) 1970-03-27 1973-09-13
BE787511A (fr) 1971-08-16 1973-02-12 Uss Eng & Consult Procede et appareil pour redresser des pieces coulees en continu
JPS4935640B2 (zh) 1971-08-19 1974-09-25
JPS5535912A (en) 1978-09-06 1980-03-13 Mitsui Toatsu Chemicals Pipe inside scratchinggoff device
SU1627243A1 (ru) 1989-02-10 1991-02-15 Советско-итальянское научно-исследовательское общество "Синион" Полимеризатор
EP0702033B1 (en) 1994-09-14 1997-12-03 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Process of producing vinyl chloride type polymer
ES2152590T3 (es) * 1996-04-30 2001-02-01 Shinetsu Chemical Co Polimero de cloruro de vinilo.
JP3934489B2 (ja) 2002-06-12 2007-06-20 株式会社日本触媒 （メタ）アクリル酸系重合体の製造方法および装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4198383A (en) * 1978-08-21 1980-04-15 Deryagina Galina M Apparatus for continuous preparation of acrylonitrilebutadienstyrene copolymer
CN1067733A (zh) * 1991-06-18 1993-01-06 东洋工程株式会社 热交换器
EP0701863A2 (en) * 1994-09-14 1996-03-20 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Polymerization apparatus and a method for producing polymer using the same

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