NO754076L

NO754076L -

Info

Publication number: NO754076L
Application number: NO754076A
Authority: NO
Inventors: M Azemar; L Vigliecca
Original assignee: Rhone Poulenc Ind
Priority date: 1974-12-04
Filing date: 1975-12-03
Publication date: 1976-06-08
Also published as: AT344988B; DE2554189B2; DE2554189A1; NL7514082A; IL48579A0; AR207068A1; LU73918A1; DE7538414U; DK540975A; JPS5232990B2; ES443199A1; BR7507994A; GB1518710A; ZA757596B; AU8677875A; BE836195A; SE7513583L; JPS5182386A; ATA919075A; EG11899A

Description

Horisontal autoklav for massepolymerisasjon avHorizontal autoclave for mass polymerization of

polymere og copolymere på grunnlag av vinylklorid.polymers and copolymers based on vinyl chloride.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en horisontal autoklav for massepolymerisering av polymere og copolymere med grunnlag i vinylklorid. The present invention relates to a horizontal autoclave for mass polymerization of polymers and copolymers based on vinyl chloride.

Oppfinnelsen vedrører likeledes en fremgangsmåte for å massepolymerisere polymere og copolymere med grunnlag i vinylklorid ved hjelp av den nevnte autoklav. The invention also relates to a method for mass polymerizing polymers and copolymers based on vinyl chloride using the aforementioned autoclave.

Man har allerede foreslått å massepolymerisere polymere og copolymere med grunnlag i vinylklorid i to trinn utført i forskjellige apparater ved hjelp av en fremgangsmåte som først består i å utføre et første trinn som kalles prepolymerisering og hvor det foregår en begrenset polymerisering ved omrøring omed høy turbulens inntil man har oppnådd en omdanning av monomeren i størrelsesorden 7 til 15 fo for deretter å gjennomføre et annet trinn som består av den endelige polymerisering ved en langsom omrøring slik at omrøringen bare er tilstrekkelig til å få en god temperaturutjevning i reaksjonsmiljøet inntil polymerisasjonen eller copolymerisasjonen er avsluttet. It has already been proposed to mass polymerize polymers and copolymers with a basis in vinyl chloride in two stages carried out in different devices using a method which first consists of carrying out a first stage called prepolymerization and where a limited polymerization takes place by stirring with high turbulence until a conversion of the monomer in the order of 7 to 15 fo has been achieved and then another step is carried out which consists of the final polymerization with slow stirring so that the stirring is only sufficient to obtain a good temperature equalization in the reaction environment until the polymerization or copolymerization is finished .

Denne fremgangsmåte og varianter av denne er beskrevet i franske patenter for selskapet "Produits Chimiques Pechiney-Saint-Gobain" nr. I.382.O72, 84.958, 84.965, 85.672, 89.025, i.43f.744, 87.620, 87.623, 87.625, 87.626. This method and its variants are described in French patents for the company "Produits Chimiques Pechiney-Saint-Gobain" No. I.382.072, 84.958, 84.965, 85.672, 89.025, i.43f.744, 87.620, 87.623, 87.625, 87,626.

Ved en spesiell fremgangsmåte gjennomfører man den endelige polymerisasjonsreaksjon i en hovedsakelig horisontal autoklav som er utstyrt med et røresystem av rammetypen som består av en eller flere rammer som er festet koaksialt til den samme omdreiningsakse som går gjennom autoklaven hvor konturen til den aktive del av rammene som utgjør rørerne i hovedsaken følger den indre kontur i autoklaven. En slik autoklav er beskrevet i fransk patent nr. I.36O.25I i selskapsnavnet "Produits Chimiques Pechiney-Saint-Gobain". In a special method, the final polymerization reaction is carried out in a mainly horizontal autoclave equipped with a frame-type stirring system consisting of one or more frames fixed coaxially to the same axis of rotation passing through the autoclave where the contour of the active part of the frames which make up the stirrers mainly follow the inner contour of the autoclave. Such an autoclave is described in French patent No. I.360.25I under the company name "Produits Chimiques Pechiney-Saint-Gobain".

I en annen fremgangsmåte gjennomfører man den endelige polymerisasjon i en autoklav som hovedsakelig er horisontal og som er utstyrt med et røresystem av råmmetypen som er utstyrt med en eller flere rammer hvor de nevnte rammer er festet koaksialt til to aksler som er plassert langs autoklavens hovedakse og hvor omkretsen av den aktive del av rammene som utgjør rørebladene hovedsakelig følger den indre kontur i autoklaven og hvor de nevnte røreblader er knyttet til hverandre med en skråstang. En slik autoklav er beskrevet i fransk patent nr. 2.145*070 likeledes under selskapsnavnet "Produits Chimiques Peciney-Saint-Gobain". ;Den horisontale autoklav som denne oppfinnelsen ved-rører er utstyrt med et røresystem av råmmetypen som består av en eller flere koaksiale rammer. Denne erkarakterisert vedat de nevnte rammer er eksentriske med hensyn til autoklavens akse og at omkretsen av den aktive del av rammene som danner et røre-blad passerer i nærheten av autoklavens vegg hovedsakelig langs autoklavens nedre generatrise. ;Man har konstatert at på den nevnte måte er det ikke nødvendig at rørebladene passerer i nærheten av autoklavens vegger langs autoklavens hele indre overflate for å unngå at det dannes skorper på autoklavens vegg under massepolymerisasjon av monomeré fremstilt av vinylklorid. Det er tilstrekkelig at de passerer i nærheten av autoklavveggen hovedsakelig langs den nedre generatrise ofor å få en fullstendig tømming av den tilveiebragte polymer under tømming av autoklaven. ;For å få et godt resultat ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er forholdet mellom diameteren av den høyere del av den sylinder som dannes av rammene når de roterer rundt sin akse og diameteren av den høyere del av autoklaven mellom 0,5 og 0,95* In another method, the final polymerization is carried out in an autoclave which is mainly horizontal and which is equipped with a frame-type stirring system which is equipped with one or more frames where said frames are fixed coaxially to two shafts which are placed along the main axis of the autoclave and where the circumference of the active part of the frames that make up the stirrer blades mainly follows the inner contour of the autoclave and where the said stirrer blades are connected to each other with an inclined rod. Such an autoclave is described in French patent no. 2,145*070 likewise under the company name "Produits Chimiques Peciney-Saint-Gobain". The horizontal autoclave to which this invention relates is equipped with a frame-type stirring system consisting of one or more coaxial frames. This is characterized in that the said frames are eccentric with respect to the axis of the autoclave and that the circumference of the active part of the frames which form a stirring blade passes near the wall of the autoclave mainly along the lower generatrix of the autoclave. It has been established that in the aforementioned manner it is not necessary for the stirring blades to pass near the walls of the autoclave along the entire inner surface of the autoclave in order to avoid crusts forming on the wall of the autoclave during mass polymerization of monomers produced from vinyl chloride. It is sufficient that they pass in the vicinity of the autoclave wall mainly along the lower generatrix in order to obtain a complete emptying of the polymer provided during emptying of the autoclave. To obtain a good result with the method according to the invention, the ratio between the diameter of the higher part of the cylinder formed by the frames when they rotate around their axis and the diameter of the higher part of the autoclave is between 0.5 and 0.95*

Autoklaven ifølge oppfinnelsen er formålstjenelig utstyrt med flere rammer eller halvrammer hvor antallet ikke er begrenset og de er festet enten til en roterende aksel eller til to aksler for å få de beste arbeidsbetingelser fra et mekanisk synspunkt. Når det er to rammer står disse loddrett på hverandre når apparatet er utstyrt med tre halvrammer danner disse mellom seg to og to en vinkel på 120°. The autoclave according to the invention is expediently equipped with several frames or half-frames where the number is not limited and they are attached either to a rotating shaft or to two shafts in order to obtain the best working conditions from a mechanical point of view. When there are two frames, these are perpendicular to each other, when the device is equipped with three half-frames, these form an angle of 120° between them.

Det er hensiktsmessig å sørge for at røresystemet er stivt nok enten ved hjelp av støttearmer som fester rammene til It is appropriate to ensure that the stirring system is rigid enough either by means of support arms that attach the frames to

rotasjonsakselen i de tilfeller hvor rammene er festet til en roterende aksel eller ved hjelp av skråstenger mellom de aktive delene av rammene i de tilfelle hvor rammene er festet, til to aksler. the rotation axis in cases where the frames are attached to a rotating axis or by means of inclined rods between the active parts of the frames in cases where the frames are attached to two axes.

De aktive delene av rammen som danner et rørebladThe active parts of the frame that form a stirring blade

kan enten være plant eller lett krummet og denne andre utførelsen får man ved å plassere de to ytterendene av rørebladene under to generatriser for den roterende aksel eller for akslene som ikke er plassert i forlengelsen av hverandre og hvor forskyvningen mellom de to ytterendene er på maksimalt en omMreining. can either be flat or slightly curved and this second design is obtained by placing the two outer ends of the stirring blades under two generatrices for the rotating shaft or for the shafts which are not placed in the extension of each other and where the displacement between the two outer ends is a maximum of a omMreining.

Ved en særlig hensiktsmessig utførelse er rotasjonsakselen eller akslene som trekker rammene, rørebladene og even-tuelt skråstengene hule slik at de kan inneholde en væske for varmeveksling. In a particularly suitable embodiment, the rotation shaft or shafts which pull the frames, the stirrer blades and possibly the inclined rods are hollow so that they can contain a liquid for heat exchange.

Autoklaven ifølge oppfinnelsen representerer i forhold til de to nevnte autoklaver følgende fordeler: - For en autoklav med et gitt volum er volumet for røresystemet meget lite og følgelig det volum som kan anvendes i autoklaven meget stort. - Fremstillingen av autoklaven er meget enkel. Dimensjonstoleransene er meget store siden detter tilstrekkelig å gjennomføre en ar-beidsmåte som i hovedsaken er lite følsom overfor den nedre generatrise i autoklaven. - Rørebladene på røresystemet passerer relativt langt fra topp-veggen i autoklaven slik at det er mulig å innføre apparatet mellom veggen og røresystemet. Disse apparater kan plasseres, under nivået for reaksjonsblandingen (knusere, røropplegg, tilførsler for vann under trykk) eller mellom nivået for reaksjonsblandingen og røresystemet. (temperaturtagning, prøvetagning). - Plasseringen av røresystemet gjør det mulig å få en fullstendig hydraulisk utskylling av autoklaven ved hjelp av vannstråler under trykk, fordi det er mulig å innføre tilførsélsledningene til vaskevannet på toppen av autoklaven mellom røresystemet og veggen og å utføre skyllingen mens røresystemet virker. Det er derfor ikke nødvendig å forskyve tilførsélsledningene i autoklaven og det er mulig å få en automatisk skylling av den ytre overflate av rørebladene. - Svinnet av polymert materiale er redusert siden røresystemet kan skylles fullstendig i reaksjonsmiljøet slik at det nevnte materiale Compared to the two mentioned autoclaves, the autoclave according to the invention represents the following advantages: - For an autoclave with a given volume, the volume for the stirring system is very small and consequently the volume that can be used in the autoclave is very large. - The manufacture of the autoclave is very simple. The dimensional tolerances are very large since this is sufficient to carry out a method of working which is mainly not sensitive to the lower generatrix in the autoclave. - The stirring blades on the stirring system pass relatively far from the top wall of the autoclave so that it is possible to introduce the device between the wall and the stirring system. These devices can be placed below the level of the reaction mixture (crushers, piping, supplies for water under pressure) or between the level of the reaction mixture and the stirring system. (temperature taking, sampling). - The location of the agitator system makes it possible to obtain a complete hydraulic rinsing of the autoclave by means of water jets under pressure, because it is possible to introduce the supply lines for the washing water at the top of the autoclave between the agitator system and the wall and to carry out the rinsing while the agitator system is operating. It is therefore not necessary to move the supply lines in the autoclave and it is possible to have an automatic rinsing of the outer surface of the stirring blades. - The wastage of polymeric material is reduced since the stirring system can be rinsed completely in the reaction environment so that the said material

ikke føres fra rørebladene ut av reaksjonsmiljøet og over i gassfasen. Dette gjør det mulig å øke fyllingsgraden av autoklaven. Det som i virkeligheten begrenser fyllingen av autoklaven er at det under avgassingen av monomeren ved slutten av polymerisasjonen medføres fra autoklaven polymert materiale. Hastigheten for medføringen av polymerpartikler øker etter hvert som den høyre delen av autoklaven som er utenfor reaksjonsmiljøet minker, dvs..etter som volumet av reaksjonsblandingen øker. Ved fravær av nedrivning er det derfor mulig å anvende et mye større reaksjonsvolum uten å få et tap under avgassingen are not carried from the stirring blades out of the reaction environment and into the gas phase. This makes it possible to increase the degree of filling of the autoclave. What actually limits the filling of the autoclave is that during the degassing of the monomer at the end of the polymerization, polymeric material is carried from the autoclave. The rate of entrainment of polymer particles increases as the right part of the autoclave which is outside the reaction environment decreases, i.e. as the volume of the reaction mixture increases. In the absence of demolition, it is therefore possible to use a much larger reaction volume without incurring a loss during degassing

av monomert materiale ved slutten av polymerisasjonen. - Mekaniske vibrasjoner reduseres siden røresystemet kan ligge fullstendig i reaksjonsmiljøet og rørebladene er alltid under-lagt en motstand siden de aldri passerer gjennom gassfasen hvor motstanden er null. of monomeric material at the end of polymerization. - Mechanical vibrations are reduced since the stirring system can lie completely in the reaction environment and the stirring blades are always subject to a resistance since they never pass through the gas phase where the resistance is zero.

Autoklaven ifølge oppfinnelsen er spesielt nyttig for å frembringe den endelige polymerisasjonen ved en massepolymerisasjon av polymere og copolymere på grunniag av vinylklorid i to trinn som utføres i to forskjellige apparater. The autoclave according to the invention is particularly useful for producing the final polymerization by a mass polymerization of polymers and copolymers based on vinyl chloride in two stages which are carried out in two different devices.

Nedenunder gir man ved hjelp av et eksempel under An example is provided below

•henvisning til den vedheftede tegning, en beskrivelse av en ut-førelse av en autoklav for polymerisering utstyrt med et røre-system ifølge oppfinnelsen. Figur 1 representerer et vertikalt snitt gjennom autoklavens akse. Figur 2 representerer et vertikalt snitt loddrett på aksen i autoklaven langs linjen II-II i figur 1, og som viser plasseringen av de tre halvrammene. • reference to the attached drawing, a description of an embodiment of an autoclave for polymerization equipped with a stirring system according to the invention. Figure 1 represents a vertical section through the axis of the autoclave. Figure 2 represents a vertical section perpendicular to the axis of the autoclave along the line II-II in Figure 1, and which shows the location of the three half-frames.

Autoklaven 1 er omgitt av en kappe 2 hvor det sir-kulerer et varmevekslingsmedium som kommer inn i røret 3 gjennom en ledning (ikke vist) og som strømmer ut gjennom' røret 4«Autoklaven 1 har på sin øvre del et rør 5 for innføring av monomer og de nødvendige reaktanter og et rør 6 for tømming av monomer som ikke er reagert ved slutten av operasjonen. I sitt nedre parti av autoklaven 1 et rør 7 som styres av en ventil 8 for tømming av polymer. Røseene 5°67 f°r tilførsel av monomer og tømming av polymer er fortrinnsvis plassert i motsatte ender. The autoclave 1 is surrounded by a jacket 2 in which a heat exchange medium circulates which enters the pipe 3 through a line (not shown) and which flows out through the pipe 4. The autoclave 1 has on its upper part a pipe 5 for the introduction of monomer and the necessary reactants and a tube 6 for emptying unreacted monomer at the end of the operation. In its lower part of the autoclave 1 a pipe 7 which is controlled by a valve 8 for emptying polymer. The nozzles 5°67 for supplying monomer and emptying polymer are preferably located at opposite ends.

Autoklaven 1 er utstyrt med en rammerører som består av tre halvrammer plassert i 120° avstand fra hverandre og som danner et røreblad 9 som i endene 10 og 11 er festet til to aksler 12 og 13 som er plassert eksentrisk i forhold til autoklavens akse slik at rørebladene passerer i nærheten av autoklavens vegg langs dens nedre generatrise. Akslene 12 og 13 går gjennom lågere 14 og 15 og som er vanntette ved hjelp av stopperne 16 og 17. The autoclave 1 is equipped with a frame stirrer which consists of three half-frames placed at a distance of 120° from each other and which form a stirrer blade 9 which at the ends 10 and 11 is attached to two shafts 12 and 13 which are placed eccentrically in relation to the axis of the autoclave so that the stirring blades pass near the wall of the autoclave along its lower generatrix. The shafts 12 and 13 go through lowers 14 and 15 and which are watertight with the help of stoppers 16 and 17.

Rørebladene 9 er festet til hverandre ved hjelp av en serie av tre stenger som 18 og også ved hjelp av en serie av tre skråstenger som 19 og 20. The stirring blades 9 are attached to each other by means of a series of three rods such as 18 and also by means of a series of three inclined rods such as 19 and 20.

Akslene 12 og 13»rørebladene 9°g stengene som 18, 19 og 20 kan være hule og inneholde et varmevekslingsmedium. The shafts 12 and 13, the stirring blades 9° and the rods 18, 19 and 20 may be hollow and contain a heat exchange medium.

Claims

1. Horizontal autoclave for the mass polymerization of polymers and copolymers based on vinyl chloride equipped with a frame-type stirring system consisting of one or more coaxial frames characterized in that the axis of these frames is placed eccentrically in relation to the axis of the autoclave and that the circumference of the active part of the frames that make up the stirring blades pass near the wall of the autoclave in the main features along its lower generatrix.

2. Autoclave according to claim 1, ka. straight, raised in that the ratio between the diameter of the right part of the cylinder formed by the frames during their rotation and the diameter of the right part of the autoclave is between 0.5 and 0.95*

3. Autoclave according to any one of claims 1 and 2, characterized by . that the half-frames which lie next to each other form an angle between them which leads to the half-frames being distributed evenly around their axis.

4. Autoclave according to any one of claims 1 to 3> characterized in that the stirring system consists of two frames which are. perpendicular to each other.

5. Autoclave according to any one of claims 1 to 3>characterized in that the stirring system consists of three half-frames which two and two form an angle of 120°.

6. Autoclave according to any one of claims 1 to 5> characterized in that the frames are attached to a rotation shaft by means of support arms which connect the stirring blades to the rotation shaft.

7" Autoclave according to any one of claims 1 to 5> characterized by . that the frames are attached to two axles so that the active part of the frames which make up the stirrup blades are connected to each other by means of inclined rods.

8. Process for the mass polymerization of polymers and copolymers with a basis in vinyl chloride in two stages which is carried out in two different devices where there is a first stage called prepolymerization and which is a limited polymerization under stirring at high turbulence until a degree of conversion has been obtained of the monomer in the order of 7 to 5%, after which a second step is carried out to obtain the final polymerization, with a slow stirring and where the stirring speed is, however, sufficient to obtain a good heat equalization in the reaction environment until the polymerization or copolymerization is finished, where the aforementioned method is characterized in that the final polymerization is carried out in an autoclave according to any one of claims 1 to 7"

9" Method according to claim 8, characterized in that the final polymerization reaction is carried out in a reaction environment where the stirring system in the autoclave is completely cleaned.