專利名稱：利用氣相分散反應器生產(chǎn)氧化烯加聚物的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通過氧化烯在至少有一個活潑氫的鏈引發(fā)劑上的加成反應而生產(chǎn)氧化烯加聚物的一種新穎的半連續(xù)方法和裝置。這些產(chǎn)物、特別是環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的加聚物，主要用作非離子表面活性劑和聚醚-多元醇。
非離子表面活性劑有很廣泛的用途，如用作潤濕劑，分散劑，穩(wěn)定劑，乳化劑和抗乳化劑，消泡劑和發(fā)泡劑，并且通常用作紡織材料，紙，纖維素，藥物，食品，化妝品，涂料，樹脂，礦物提取和加工，石油工業(yè)的高級回收和提取中的輔助化學劑和官能液。特別是，應提及基于天然或合成脂肪醇的非離子表面活性劑用作家用和工業(yè)用洗滌劑配方中的主要成份，另外還應提及的是，聚醚-多元醇用作生產(chǎn)聚氨酯(剛性、半剛性、柔性泡沫、彈性體、粘合劑、密封劑等)生產(chǎn)過程中的主要中間體。
意大利專利1,226,405描述了一種在合適催化劑存在下，氧化烯和帶有活性或流動氫原子的化合物的聚合產(chǎn)物的生產(chǎn)方法；其中由氧化烯著手，最常使用的是環(huán)氧乙烷和/或環(huán)氧丙烷。該專利方法使用兩部分反應器，其中上面部分稱為氣液反應器，下面部分為基本水平設置的積累儲蓄器。在上面部分發(fā)生氣一液反應，鏈引發(fā)劑由中央分布器上的許多噴頭提供，而下面部分起接收器的作用，并用于通過泵和外部熱交換器的循環(huán)，來自上面部分的反應產(chǎn)物再次供至上面部分，以便繼續(xù)進行聚合反應。
意大利專利1,226,406描述了一種獲得氧化烯聚合產(chǎn)物的方法，該方法使用兩部分反應器，其中上面部分稱為氣液反應器，下面部分為積累儲蓄器，每部分均有許多噴頭。反應的第一相在垂直排列的下面部分中產(chǎn)生，并且直至形成給定量的聚合產(chǎn)物為止；然后，將聚合反應轉(zhuǎn)移至水平排列的上面部分，在該部分繼續(xù)進行反應，直至得到所希望的產(chǎn)物為止。
然而，前述專利中描述的方法有若干個缺點。首先，這些方法使用兩部分反應器，這將使設備的整體結(jié)構(gòu)變得復雜并增加成本；兩部分反應器還有一個大直徑的連接孔，對于意大利專利1 226 406而言，需要更大直徑的孔，因此將增加氧化烯損失并形成暴露在氧化烯中的死區(qū)和內(nèi)表面的可能性。當提供兩部分內(nèi)表面分布器時，這些反應器的表面—體積比將更高，這將增加副反應的可能性。雙-體構(gòu)形以及存在有內(nèi)分布器也將在反應器中產(chǎn)生死區(qū)空間，這將使得反應器難于排空和清洗，因此，在改變生產(chǎn)時將產(chǎn)生一系列的問題。
另外還應提及的是，在反應產(chǎn)物重力作用下的流動將引起逆擴散并因此過度暴露于氧化烯氣氛中；其中所述的反應產(chǎn)物收集在上面的水平部分中并且隨后通入下面部分中。
因此，本發(fā)明的主要目的是提供一種生產(chǎn)氧化烯加聚物的方法，該方法易于克服現(xiàn)有技術中的問題。
根據(jù)本發(fā)明，通過在至少有一個活潑氫的鏈引發(fā)劑上氧化烯的加成反應而生產(chǎn)氧化烯加聚物的半連續(xù)方法，解決了所述的問題；其特征在于，所述方法包括如下步驟—提供包括具有兩個直徑的圓柱體的反應器，所述圓柱體的排列方式其縱向軸基本上垂直，圓柱體上面部分的直徑大于下面部分，并且該反應器有進口孔和出口孔、用于使反應混合物霧化的設備和用于使氧化烯霧化的設備，霧化設備排列在反應器上面部分的整個內(nèi)表面上；—用包含鏈引發(fā)劑在內(nèi)的預定體積的液體填充該反應器；—通過出口孔排出液體，并通過熱交換裝置使之達到預定的反應溫度；
—通過霧化設備使所述液體霧化，并通過霧化設備引入氧化烯，以便得到與液體鏈引發(fā)劑形成混合物的中間液體反應產(chǎn)物；—通過霧化設備在反應器的上面部分使混合物進行霧化，并使之與另外一定數(shù)量的氧化烯反應，在將混合物的溫度返回至預定反應溫度之后，使得到的混合物進行連續(xù)循環(huán)，以便得到具有希望鏈長的最終產(chǎn)物。
鏈引發(fā)劑的通常用量等于產(chǎn)物最終量和生長比之間的比值，其中生長比定義為產(chǎn)物分子量與鏈引發(fā)劑分子量之間的比值。
根據(jù)最終希望得到的產(chǎn)物，可以使用的鏈引發(fā)劑為至少帶有一個活潑氫的化合物；所述鏈引發(fā)劑的例子為烷基苯酚，如辛基苯酚，壬基苯酚，十二烷基苯酚，二壬基苯酚，三硬脂?；椒?，天然和合成的脂肪醇及其混合物，如癸醇，十三烷醇，油醇，油基乙酰醇，鯨蠟基硬脂醇，羊毛脂膽固醇，炔屬二醇；脂肪胺和氫化胺，如月桂胺，油胺，由椰子油衍生得到的胺，牛脂胺和大豆胺，大豆亞胺基亞丙基胺，樅胺；脂肪酰胺，如月桂酰胺，硬脂酰胺，由椰子油，大豆和牛脂衍生得到的脂肪酰胺；脂肪酸如椰子酸，月桂酸，牛脂酸，硬脂酸，棕櫚酸，油酸，肉豆蔻酸，亞油酸，松香酸和萘酸；脫水山梨醇酯如單月桂酸脫水山梨醇酯，單棕櫚酸脫水山梨醇酯，單硬脂酸脫水山梨醇酯，單油酸脫水山梨醇酯，單松香酸脫水山梨醇酯，二月桂酸脫水山梨醇酯，三硬脂酸脫水山梨醇酯，三油酸脫水山梨醇酯，五月桂酸脫水山梨醇酯，六油酸脫水山梨醇酯，六硬脂酸脫水山梨醇酯；例如椰子和甘油的單甘油酯和單硬脂酸酯；季戊四醇酯，如單月桂酸酯，單油酸酯以及羊毛脂的季戊四醇酯；乙二醇，如一乙二醇，二甘醇，三甘醇和聚乙二醇；丙二醇，如一丙二醇，二丙二醇，三丙二醇和聚丙二醇；環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷嵌段共聚物及其基于不同鏈引發(fā)劑的無規(guī)序列，所述鏈引發(fā)劑如脂肪胺，脂肪醇，甘油，二丙二醇等；油類，如蓖麻油，氫化蓖麻油，貂油，牛脂油和妥爾油；硫醇如十二烷基硫醇。
為激活烷氧基化反應，或使之加速反應，會需要將催化劑引入反應器中，所述催化劑必須完全分散于鏈引發(fā)劑中，以便就地進行醇化物的反應。
本發(fā)明特別優(yōu)選的實施方案是使用堿性催化劑，所述催化劑選自如下物質(zhì)所述物質(zhì)包含堿金屬的氫氧化物和醇化物，堿土金屬的氫氧化物。由于酸性催化劑有增加產(chǎn)物中二噁烷濃度的缺點，因此它們并不是優(yōu)選的，但也可以使用酸性催化劑?？梢怨滔嗷蛩芤旱男问教砑哟呋瘎⒅苯右胪獠垦h(huán)導管中，在導管中與已在反應器上游的鏈引發(fā)劑混合。
然而，當需要時，可以將催化劑直接引入反應器內(nèi)并與其中的鏈引發(fā)劑混合。
在引發(fā)反應之前，需要使催化反應引發(fā)劑霧化，以便在反應器氣氛中形成細分散的微滴。為形成該液相，使混合物從反應器的下面部分至上面部分循環(huán)通過外部循環(huán)管路，在反應器中安裝有許多霧化器，這些霧化器分布在上面部分的內(nèi)表面上。將鏈引發(fā)劑分散在可以從15至150度變化且通過霧化裝置起作用的圓錐體上，所述霧化裝置將產(chǎn)生沙得(Sauter)直徑小于500微米的微滴。
有利的是，每個霧化器包含由較大直徑端反應器壁向里突出的一基本為截頭圓錐的中空體，在該處，霧化器與外部循環(huán)管路液體連通。在霧化體內(nèi)提供了均勻分布于其表面上的許多噴嘴，霧化的液相通過所述的噴嘴引入到反應器中。應當強調(diào)的是，霧化器的形狀使得噴嘴能在反應器內(nèi)進行取向，從而以很大的角度將霧化的液體提供至圓錐體上。
特別有益的是，在添加氧化烯之前，將鏈引發(fā)劑的溫度升至發(fā)生加聚反應的溫度，以便使誘發(fā)其本身反應的時間最小化。
為此，本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方案，在外部管路中提供一熱交換器，以便在催化的鏈引發(fā)劑循環(huán)期間對其進行加熱。
另外，本發(fā)明特別優(yōu)選的實施方案還包括將反應器的下面部分和外部循環(huán)管路保持在預定溫度，以便在加料和隨后對鏈引發(fā)劑進行加熱期間，防止高熔點鏈引發(fā)劑發(fā)生固化。
本發(fā)明優(yōu)選的實施方案提供了這樣的步驟，其中，在引發(fā)反應之前，對催化的鏈引發(fā)劑進行干燥。通過抽真空和加熱相結(jié)合，在反應器內(nèi)進行干燥。利用本發(fā)明的方法，借助反應器的氣相中高度分散的催化的鏈引發(fā)劑和每單位時間大量的循環(huán)管路，能將存在于反應器中的水份降至低于50ppm。這將急劇地減少與所希望的產(chǎn)物同時形成的聚乙二醇或聚丙二醇的量。
根據(jù)生產(chǎn)的類型，以及由所存在的惰性氣體(通常為氮氣)和氧化烯本身確定的相對壓力，烷氧基化反應通常在如下溫度范圍內(nèi)進行70-195℃，優(yōu)選90-180℃。通常在所有情況下，反應的相對壓力均不超過6×102kPa。
然后將液體氧化烯引入反應器中，在其中與惰性氣體和催化的鏈引發(fā)劑的細分散微滴接觸。該氧化烯將立即與鏈引發(fā)劑接觸。氧化烯將汽化并溶解于微滴中。如上所述，在氣體中高度分散的液體，使得兩相之間能在等于微滴飛行時間這樣的反應劑接觸時間內(nèi)很迅速地發(fā)生質(zhì)量和能量的交換。
當使用選自包含環(huán)氧乙烷，環(huán)氧丙烷，環(huán)氧丁烷及其混合物的氧化烯時，本發(fā)明的方法將是特別有效的。
隨著反應的進行以及分子量的增加，反應器的下面部分將充滿反應產(chǎn)物，同時通過熱交換裝置除去反應熱。在特別有益的實施方案中，將熱交換器安裝在外部循環(huán)管路中，并且與加熱包含催化的鏈引發(fā)劑的液體的預反應步驟中使用的熱交換器相同。熱交換器安裝在外部循環(huán)管路中的該實施方案能很好地將放熱反應所釋放出的熱量進行傳導。
在反應期間，通過對直接由反應器得到的和由反應循環(huán)管路得到的物量、壓力和反應溫度的自動控制，以及對加壓冷卻水溫度的自動控制，而自動添加氧化烯。
在反應器的上面部分定量地吸收氧化烯，在反應器中，催化的引發(fā)劑微滴精細分散于由惰性氣體和氧化烯構(gòu)成的氣相氣氛中。
當在液相發(fā)生烷氧基化反應時，在反應器液相中的氧化烯的濃度將漸漸降低，氧化烯將從反應器的自由面移動至底部。
相應于氧化烯濃度的減少，從反應器自由面至底部的溫度將增加，烷氧基化反應為放熱反應。
沒有逆擴散的反應機理，綜合了漸漸降低的溶解氧化烯的濃度和漸漸增加的反應物的溫度。
因此，就給定的反應動力學而言，留在循環(huán)反應器底部的反應產(chǎn)物中的氧化烯濃度，將低于其它方法所得到的反應產(chǎn)物中的氧化烯濃度；所述其它方法特別是利用常規(guī)的攪拌反應器和帶有內(nèi)部文丘里系統(tǒng)的反應器的方法，其中對于氧化烯利用氣泡擴散機理。
另一結(jié)果是，改善了產(chǎn)物的質(zhì)量，所述質(zhì)量與氧化烯的副反應有關。
在反應相，環(huán)氧殘留物耗盡之后，所得到的產(chǎn)物中游離氧化烯的含量低于1ppm。
在某些情況下，以及只是在嚴格要求的情況下，在冷卻和中和之前，對最終產(chǎn)物進行洗滌。在任何場合，所有后反應步驟都可以在用于本發(fā)明方法相同的反應器中進行。
本發(fā)明特定的形式提供了，至少一種常規(guī)反應器和/或用于本發(fā)明方法中的反應器串連或并聯(lián)的組合。
所述的串連排列使得能在很短的生產(chǎn)時間內(nèi)生產(chǎn)出高增長量的加聚物，而并聯(lián)排列能明顯地增加工廠生產(chǎn)的機動性。另外，本實施方案還使得該方法能從固體鏈引發(fā)劑(進行熔化)、固體的懸浮液、水溶液、或于溶劑中著手，或能生產(chǎn)高粘度值(大于700cp)的加聚物。
另外，本發(fā)明的方法還能使用如下形式的鏈引發(fā)劑液體、固體(熔化之前)，形成懸浮液、水溶液或溶于溶劑中等；因此，能使用粘度、密度、蒸汽壓、分子量、酸度、不飽和度等范圍很寬的鏈引發(fā)劑。
由于借助很高程度的分散作用，對于給定量的鏈引發(fā)劑、給定的催化劑的種類和濃度、氧化烯的分壓和反應溫度，能實現(xiàn)更佳的氧化烯的吸收作用；另外能在更短的干燥時間達到給定的殘余水份含量，因此，氣—液材料的傳導得以明顯改善，因此，根據(jù)本發(fā)明的氧化烯加聚物的生產(chǎn)方法能實現(xiàn)高的生產(chǎn)率。
另外，本發(fā)明的方法還能提供更大的生產(chǎn)機動性和更短的停機時間；根據(jù)上述的方案，事實上本發(fā)明的方法能從至多最終反應產(chǎn)物的1/90體積量的鏈引發(fā)劑著手，能在單一的生產(chǎn)批次中獲得很高的分子量，或如果需要生產(chǎn)相同增長量的更少量的加聚物。
材料的高傳導性能形成更為有利的反應條件，并且還能使鏈引發(fā)劑更為完全的脫氣和脫水，結(jié)果是，很少形成不希望的副產(chǎn)物和雜質(zhì)。因此，所得到的產(chǎn)物質(zhì)量更好且更為穩(wěn)定。
反應器的形狀以及在其中沒有分布器，將在反應器的上面部分提供更小的表面—體積比和很長的氣—液接觸時間。這將使暴露至氣相氧化烯中的金屬的表面積(S)對汽化的氧化烯本身的自由體積(V)之比變得最小，該比值不超過例如對于每批次10噸容量的反應器為1.55m-1，和對于每批次50噸容量的反應器為1.30m-1，并且從反應器的頂部至底部將產(chǎn)生很高的氧化烯濃度梯度，從反應器的頂部至底部將產(chǎn)生很高的溫度梯度。與氧化烯用的氣泡—擴散型的常規(guī)反應器相比，在本發(fā)明的反應器中幾乎沒有殘余的氧化烯，特別是在最高溫度的區(qū)域中，這將提供更好的安全性，特別是考慮到爆炸的危險。
另外，沒有死區(qū)還意味著當最終產(chǎn)物排出之后，反應器和相應的管路中殘余產(chǎn)物量為每平方米反應器內(nèi)表面少于0.05公斤。因此，利用本發(fā)明的方法，能進行許多生產(chǎn)循環(huán)，或真正地改變生產(chǎn)的類型，而不會由于前次批料存在的大量殘余材料而影響該批次最終產(chǎn)物的質(zhì)量。
在反應器上面部分的內(nèi)表面上霧化器的分布，能使100％的反應器的內(nèi)部體積被覆蓋，不管反應液體的用量如何，因此，將使任何增長度的材料的傳導最大化并且在微滴到達液相自由表面之前，使之在反應器壁上的凝聚最小化。當反應器上面部分的內(nèi)表面完全被反應液體濕潤時，防止了反應器外部的定域熱造成的局部過熱，因此，大大地降低了反應器本身爆炸的可能性。
根據(jù)本發(fā)明的方法能使鏈引發(fā)劑的重量增長達90倍，特別是能以單一的反應階段來進行，而無需后續(xù)的反應步驟和/或中間的排氣步驟和/或如常規(guī)的烷氧基化方法那樣排入中間產(chǎn)物儲罐中。
特別是用于乙氧基化作用的本發(fā)明的另一個優(yōu)點在于在與氧化烯蒸汽接觸時完全不需要進行機械密封，這將明顯降低引發(fā)環(huán)氧乙烷蒸汽的最低能量極限過剩的可能性。
當與現(xiàn)有技術相比，根據(jù)本發(fā)明的方法還將令人驚奇地降低最終產(chǎn)物中二噁的濃度，因此，該結(jié)果對生態(tài)學更為有利并且對健康幾乎沒有危害。
此外，由于反應器更小的表面—體積比，沒有死空間(沒有內(nèi)部分布器和其它內(nèi)部部件)并且在反應結(jié)束時只有更少量的殘余材料，因此，如果需要的話，還可以對用于本發(fā)明的這種反應器更容易且更迅速地進行洗滌。在反應器上面部分的內(nèi)表面上分布霧化器，也將使得反應器的整個內(nèi)表面能利用更少量的水或溶劑進行更有效的洗滌。因此，所排出的洗滌液也很少包含有毒物質(zhì)，因此對其進行再生并不困難。
由于所使用的這種反應器的結(jié)構(gòu)特征和所有上述其它方面，例如在反應結(jié)束時更少量的毒性物排出，由于各反應循環(huán)更高的效率所致的更少的能量消耗，因此，本發(fā)明的方法與現(xiàn)有技術的方法相比，對環(huán)境的影響更小。
另一方面，通過氧化烯在鏈引發(fā)劑上的加成反應，本發(fā)明提供了一種用于生產(chǎn)氧化烯加聚物的反應器，所述引發(fā)劑至少有一個活潑氫，其特征在于，所述反應器包含具有兩個直徑的圓柱體，其排列方式為圓柱體的縱向軸基本垂直，其上面部分圓柱體的直徑大于下面部分的直徑，并且該反應器有進口孔和出口孔、用于使反應混合物和氧化烯霧化的設備，霧化設備排列在反應器上面部分的整個內(nèi)表面上。
根據(jù)上述方法的實施方案的說明，并參考附圖
概要示出的裝置(該圖只是舉例性的)，本發(fā)明的特征和優(yōu)點將變得更為清楚。
參考所述的附圖，用于本發(fā)明方法的裝置包含包括其縱向軸垂直排列的具有兩個直徑的圓柱體的反應器1、熱交換器2和通過排料管13、熱交換器2和循環(huán)管15，使產(chǎn)物從反應器1的下面部分4循環(huán)至直徑大于下面部分4的上面部分5的離心泵3。下面部分4有一帶有半管和/或異形板6的裝置，該裝置連續(xù)地提供蒸汽或加壓熱水。
在反應循環(huán)回路上提供入口管7以便將鏈引發(fā)劑供至反應器1中。反應器包括有四個入口孔8，在圖中只能看見三個，每個均與霧化器9相連，以便將循環(huán)產(chǎn)物霧化加入反應器1的上面部分5中，四個小孔10，在圖中只能看見兩個，每個與霧化器11相連，以便將氧化烯霧化加入反應器1的上面部分5中，和出口孔12，以便通過管13，15循環(huán)中間反應產(chǎn)物。
霧化器9和11分別包含有截頭圓錐中空體，在中空體上有許多小噴嘴，在本實施例中，有八個從中空突出且均勻分布在其上的噴嘴。
霧化器9分布在反應器1上面部分5的表面上。其中一個噴嘴在反應器1的頂部，而其它三個噴嘴包含在垂直于縱向軸的平面內(nèi)，并且在圓周上彼此成120°進行配置。而將四個霧化器11對稱配置在反應器頂部霧化器9的周圍。
循環(huán)泵3的下游和熱交換器2的上游為排出最終產(chǎn)物的管道16，而熱交換器2的下游為催化劑用的入口管17。通過入口管18和出口管19向熱交換器中通入熱或冷加壓水；也可以替代加壓水而使用其它常規(guī)的液體，如導熱油。
通過導管7對反應器1裝備液體鏈引發(fā)劑，直至達到預定重量為止。這時，通過泵3使提供的液體循環(huán)通過排氣孔12和熱交換器2并再次通過導管15和呈細分散小滴形式的霧化器9引入反應器1中。與此同時，通過導管17將用于聚合反應的催化劑引入循環(huán)導管15中，催化劑完全分散于液相鏈引發(fā)劑中于是在反應器的頂部得到了包含鏈引發(fā)劑，催化劑和水的細分散的小滴。通過熱和真空對催化的鏈引發(fā)劑進行干燥。
一旦達到了觸發(fā)反應的最佳條件(溫度，催化劑濃度，濕度壓力等)后，通過導管14，孔10和霧化器11開始添加氧化烯。在反應器1的上面部分，通過催化的鏈引發(fā)劑液滴吸收氧化烯，并因此在反應器1的下面部分進行化學反應。
事實上，被氧化烯飽和的小滴將匯合至其中發(fā)生烷氧基化反應的反應器1中的液相自由表面上。在適當?shù)耐Ａ魰r間之后，使液相循環(huán)通過導管15并通過霧化器9連續(xù)地噴入反應器1的頂部。
在循環(huán)期間，液相連續(xù)地將其熱量排放至同時提供加壓冷凝水的熱交換器中；所述的大量熱量是由強放熱的烷氧基化反應放出的。然后，隨著氧化烯的連續(xù)添加，反應繼續(xù)進行，直至達到所希望的分子增長為止。對反應產(chǎn)物進行冷卻，并且如果需要，進行洗滌和中和，并且在開始另一生產(chǎn)循環(huán)之前，通過導管16，從反應器和相應的循環(huán)管排出。實施例110000公斤C12-C14脂肪醇+2.8摩爾環(huán)氧乙烷的生產(chǎn)對S/V比為1.55m-1的上述工廠的反應器裝填6125公斤C12-C14脂肪醇(MW195)和2.5公斤作為催化劑的NaOH。利用降至5毫巴的真空，于135℃進行干燥，并在用氮氣替代真空之后，將混合物加熱至反應溫度(160℃)，在4.75×102kPa的最大相對壓力下，使3875公斤環(huán)氧乙烷進行反應。
反應結(jié)束后，對產(chǎn)物進行冷卻、中和并排放出。既不進行洗滌也不進行后處理。
從第一種物料添加開始至成品排出為止的總生產(chǎn)時間為170分鐘。
產(chǎn)品的質(zhì)量如下25℃時的外觀 透明的顏色，APHA 最大值5水(ppm)最大值100pH(3％水溶液，25℃)6-7羥基數(shù)(mg KOH/g) 176±1.5聚乙二醇(％重量) 最大值0.25灰分(AA)(ppm) 最大值200二噁烷(ppm)最大值1游離環(huán)氧乙烷(ppm) 最大值0.5實施例210000公斤壬基苯酚+9.0摩爾環(huán)氧乙烷的生產(chǎn)對S/V比為1.55m-1的上述工廠的反應器裝填3569公斤壬基苯酚(MW220)和2.5公斤作為催化劑的NaOH。利用降至5毫巴以下的真空，于140℃進行干燥，并在用氮氣替代真空之后，將混合物加熱至反應溫度(165℃)，在4.75×102kPa的最大相對壓力下，使6431公斤環(huán)氧乙烷進行反應。
反應結(jié)束后，對混合物進行冷卻、中和并排放出。既不進行洗滌也不進行后處理。
從第一種物料添加開始至成品排出為止的總生產(chǎn)時間為185分鐘。
產(chǎn)品的質(zhì)量如下25℃時的外觀 透明液體顏色，APHA 最大值10水(ppm)最大值100pH(3％水溶液，25℃)6.5±0.5羥基數(shù)(mg KOH/g) 91±1聚乙二醇(％重量) 最大值0.25灰分(AA)(ppm) 最大值200二噁烷(ppm)最大值2游離環(huán)氧乙烷(ppm) 最大值0.權(quán)利要求
1.一種通過在至少有一個活潑氫的鏈引發(fā)劑上氧化烯的加成反應而生產(chǎn)氧化烯加聚物的半連續(xù)方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟—提供包括一具有兩個直徑的圓柱體的反應器(1)，其排列方式為圓柱體的縱向軸基本垂直，圓柱體上面部分的直徑大于下面部分的直徑，并且該反應器(1)有進口孔(8、10)和出口孔(12)、用于使反應混合物霧化的設備(9)和用于使氧化烯霧化的設備(11)，霧化設備(9、11)排列在反應器(1)上面部分的整個內(nèi)表面上；—用包含鏈引發(fā)劑在內(nèi)的預定體積的液體填充該反應器(1)；—通過出口孔(12)排出所述液體，并通過熱交換裝置(2)使之達到預定的反應溫度；—通過霧化設備(9)使所述液體霧化，并通過霧化設備(11)引入氧化烯，以便得到與液體鏈引發(fā)劑形成混合物的中間液體反應產(chǎn)物；—通過霧化設備(9)在反應器的上面部分使混合物進行霧化，并使之與另外一定數(shù)量的氧化烯反應，在將混合物的溫度返回至預定反應溫度之后，使得到的混合物進行連續(xù)循環(huán)，以便得到具有希望鏈長的最終產(chǎn)物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，使包含鏈引發(fā)劑的液體達到預定反應溫度的步驟緊接在液體與催化劑混合步驟之后。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中，在將氧化烯引入反應器(1)之前，使鏈引發(fā)劑和催化劑經(jīng)受干燥步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3的方法，其中裝置(2)由熱交換器構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中，將催化劑引入到熱交換器(2)的下游。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5的方法，其中通過熱交換器(2)的冷卻，使循環(huán)的中間液體產(chǎn)物降至預定的溫度。
7.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求的方法，其中，霧化設備(9、11)包含由大直徑端反應器壁向里突出的一基本為截頭圓錐的中空體，在該處，霧化設備(9、11)分別與用于循環(huán)液流和提供氧化烯的導管(14、15)液體連通，在中空體中形成了許多均勻分布于其表面上的噴嘴。
8.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求的方法，其中，氧化烯選自環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丁烷及其混合物。
9.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求的方法，其中，鏈引發(fā)劑選自烷基苯酚，天然和合成的脂肪醇及其混合物，脂肪胺和氫化胺，脂肪酰胺，脂肪酸，脫水山梨醇酯，單甘油酯和單硬脂酸酯，季戊四醇酯，乙二醇，丙二醇，由環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷得到的嵌段共聚物，以及基于不同鏈引發(fā)劑由后者的無規(guī)序列所得到的聚合物，所述鏈引發(fā)劑如脂肪胺，脂肪醇，甘油，二丙二醇，蓖麻油，氫化蓖麻油，貂油，牛脂油，妥爾油和硫醇。
10.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求的方法，其中，催化劑選自堿金屬的氫氧化物和醇化物，以及堿土金屬的氫氧化物。
11.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求的方法，其中，反應溫度在70℃和195℃之間。
12.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求的方法，其中，在反應器中的相對壓力不超過6×102kPa。
13.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求的方法，其中至少一常規(guī)的反應器和/或在前述權(quán)利要求中所要求的反應器與反應器(1)串聯(lián)或并聯(lián)。
14.一種用于權(quán)利要求1-13方法的反應器，其特征在于，所述反應器包括一具有兩個直徑的圓柱體，其排列方式為圓柱體的縱向軸基本上垂直，圓柱體上面部分的直徑大于下面部分的直徑，并且該反應器有進口孔(8、10)和出口孔(12)、用于使反應混合物霧化的設備(9)和用于使氧化烯霧化的設備(11)，霧化設備(9、11)排列在圓柱體上面部分的整個內(nèi)表面上。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的反應器，其中，霧化設備(9、11)包含由較大直徑端反應器壁向里突出的一基本為截頭圓錐的中空體，在該處，霧化設備(9、11)分別與用于循環(huán)液流和提供氧化烯的導管(14、15)液體連通，在中空體中形成了許多均勻分布于其表面上的噴嘴。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通過在至少有一個活潑氫的鏈引發(fā)劑上氧化烯的加成反應而生產(chǎn)氧化烯加聚物的半連續(xù)方法。在本發(fā)明的方法中,提供了一反應器(1),該反應器包括具有兩個直徑的圓柱體,圓柱體上面部分的直徑大于下面部分的直徑;熱交換器(2)和將反應混合物從反應器的底部循環(huán)至頂部以便得到所希望產(chǎn)物的循環(huán)導管(13,15)。本發(fā)明的方法能以更大的靈活性進行生產(chǎn),并能降低生產(chǎn)時間;事實上利用所述的反應器,能利用體積至多為最終反應產(chǎn)物體積1/90的鏈引發(fā)劑來實施本發(fā)明的方法,能以單一生產(chǎn)步驟得到很高的分子量,或者如果需要的話,能生產(chǎn)更少量的相同增長的加聚物。
文檔編號C08F2/00GK1242018SQ97181062
公開日2000年1月19日 申請日期1997年12月23日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月27日
發(fā)明者帕斯夸萊·法內(nèi)利 申請人:林德股份公司