專利名稱：制備和供給阻聚劑的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備和供給阻聚劑的新型裝置和方法。更具體地說，本發(fā)明涉及制備和供給阻聚劑的新型裝置和方法，它包括在處置容易聚合的化合物如(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯酸酯的化工裝置中，用濃度調(diào)節(jié)液體將阻聚劑調(diào)節(jié)到合適濃度來制備阻聚劑溶液，然后繼續(xù)穩(wěn)定地將該溶液供給該化工裝置的適當(dāng)步驟(設(shè)備或通路)。本發(fā)明進(jìn)一步涉及制備和供給阻聚劑的裝置和方法，旨在確保穩(wěn)定和安全地制備和供給阻聚劑，防止化工裝置中發(fā)生誘導(dǎo)聚合，排除化工裝置被聚合物所堵塞的可能性。本發(fā)明尤其涉及制備和供給阻聚劑的裝置和方法，目的在于將濃度既不容易掌握又不容易調(diào)節(jié)的粉末狀阻聚劑轉(zhuǎn)變成含有所調(diào)節(jié)濃度的阻聚劑溶液并預(yù)先調(diào)節(jié)該溶液，從而確保了有效地體現(xiàn)防止聚合的這一效果。
通常用于制備和供給阻聚劑的裝置(如

圖1中所示)具有阻聚劑制備和供給罐151，后者裝備有由馬達(dá)(在圖中由M表示)驅(qū)動(dòng)的螺旋槳式攪拌器102。在罐151上方設(shè)置阻聚劑輸入口155和濃度調(diào)節(jié)液體輸入口159，和在罐151的下方設(shè)置阻聚劑溶液進(jìn)料口163。該阻聚劑輸入口155用管道153連接于儲(chǔ)存阻聚劑的進(jìn)料斗101。濃度調(diào)節(jié)液體輸入口159用管道157連接于要求使用制備和供給該阻聚劑(例如要求處理容易聚合的化合物)的裝置的化工裝置(下面偶爾簡稱“化工裝置”)的內(nèi)部或連接于作為制備和供給阻聚劑的裝置的一部分來設(shè)置的濃度調(diào)節(jié)液體罐(在本說明書中偶爾簡稱“濃度調(diào)節(jié)液體罐”)。阻聚劑溶液進(jìn)料口(出口)163用管道161連接于在要求使用聚合引發(fā)劑的制備和供給裝置的化工裝置中的適當(dāng)步驟(在本說明書中，偶爾簡稱“下一步驟”；在圖中沒有示出)的設(shè)備或通路。在以上提及的罐151中，安裝了液位檢測器117。閥門107被設(shè)置在管道153的通路上，流速檢測器109和開關(guān)閥108被設(shè)置在157的通路上，以及泵103，流速檢測器165，和閥門166被設(shè)置在管道161的通路上。
此外，控制裝置150作為控制部件來安裝，用于根據(jù)檢測部件如液位檢測器和流速檢測器的輸出信號(hào)來控制操作部件如開關(guān)閥。在該圖中，該控制電路用虛線表示和管道用實(shí)線表示。
圖6是顯示了在使用圖1中圖示的制備和供給阻聚劑的裝置來制備和供給方法的操作中發(fā)生的在罐中液位、阻聚劑溶液的進(jìn)給量和阻聚劑的濃度的隨時(shí)間進(jìn)程的變化，并概括地描述了閥門107和108的開關(guān)操作的曲線圖。使用在圖1中圖示的制備和供給阻聚劑的裝置來制備和供給的方法將如下參考圖6來描述。在進(jìn)料斗101根據(jù)需要而貯存阻聚劑之后，啟動(dòng)了阻聚劑SEQ(利用控制裝置150的程序控制)的目標(biāo)產(chǎn)品濃度。在由液位檢測器的輸出信號(hào)指示的罐151中液位達(dá)到了低于啟動(dòng)調(diào)節(jié)的那一液位(不低于防止泵產(chǎn)生氣穴的那一液位＝整個(gè)體積的5-20％；在圖6中①的液位)的區(qū)域之后，打開了濃度調(diào)節(jié)液體閥108。該濃度調(diào)節(jié)液體由濃度調(diào)節(jié)液體罐中經(jīng)過管道157和濃度調(diào)節(jié)液體輸入口159而供給到罐151中，一直到為該制備所需要的量(目標(biāo)值；在圖6中②的液位)。這一供給完全達(dá)到了阻聚劑SEQ的目標(biāo)產(chǎn)品濃度(導(dǎo)致濃度調(diào)節(jié)液體閥108的關(guān)閉)。然后，閥門107被打開以啟動(dòng)該阻聚劑從進(jìn)料斗101中經(jīng)由管道153和該阻聚劑輸入口155供給到罐151中(在圖6中從③到④的操作部分)。然后，由控制裝置150的指令所啟動(dòng)的攪拌器102的操作將繼續(xù)進(jìn)行約10分鐘，完成了阻聚劑的制備(在圖6中從④到⑤的操作部分)。在所調(diào)節(jié)的液體的流速下，同時(shí)在利用管道161上的液體輸送泵103所保持的基本恒定的液位下(參見顯示了阻聚劑溶液的進(jìn)料速度的圖6的曲線圖)，在罐151中生產(chǎn)的含有阻聚劑的液體(在本說明書中，偶爾簡稱“阻聚劑溶液”)經(jīng)由阻聚劑溶液進(jìn)料口(出口)163和進(jìn)一步經(jīng)過管道161連續(xù)供給到下一步驟。
然而通過這一制備和供給方法，在濃度調(diào)節(jié)液體的供應(yīng)過程中(在圖6中①和②之間的時(shí)間)從來沒有可能固定該罐中的阻聚劑濃度(參見圖6顯示了該罐中阻聚劑濃度的曲線圖)。因此，在通過添加阻聚劑和阻聚劑調(diào)節(jié)液體再次提高所降低的液位來進(jìn)行調(diào)節(jié)的過程中，與液位或其它因素的變化相伴發(fā)生的壓力變化將引起輸送到下一步驟的進(jìn)料速度的變化或液體溫度的變化。結(jié)果，這一方法所帶來的缺點(diǎn)在于，在以下方面僅僅獲得了不充分效果防止下一步驟中發(fā)生聚合，副產(chǎn)聚合物，誘導(dǎo)該設(shè)備和管道持續(xù)阻塞，和降低產(chǎn)品的質(zhì)量(參見圖6中顯示了濃度調(diào)節(jié)液體的進(jìn)料速度的曲線圖)。而且在通過添加阻聚劑和阻聚劑調(diào)節(jié)液體來進(jìn)行的上述調(diào)節(jié)中，濃度調(diào)節(jié)液體在罐中的短通路使阻聚劑濃度失去穩(wěn)定。這里使用的術(shù)語“短通路”是指在罐中產(chǎn)生的通路，濃度調(diào)節(jié)液體經(jīng)由該通路到達(dá)阻聚劑溶液進(jìn)料口，而沒有在罐中與阻聚劑一起被攪拌。所討論的方法的缺點(diǎn)還在于，在以下方面沒有表現(xiàn)出足夠的效果防止下一步驟中的聚合反應(yīng)，使設(shè)備和管道(包括從罐延伸到下一步驟的管道)副產(chǎn)了聚合物，誘導(dǎo)該聚合物粘附于和甚至堵塞該設(shè)備等，以及降低產(chǎn)品的質(zhì)量。所以，常常為了清除聚合物弄臟的設(shè)備等而必須使設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)暫停。這一經(jīng)常性暫停的缺點(diǎn)是需要花費(fèi)大量的時(shí)間和勞動(dòng)，從而降低了目標(biāo)制備的操作效率，違背了重量制備的目的。
本發(fā)明另一目的在于提供用于制備和供給阻聚劑的裝置和方法，它通過使持續(xù)不變地調(diào)節(jié)至規(guī)定濃度的阻聚劑溶液的流速(進(jìn)料速度)保持穩(wěn)定而能夠有利于防止化合物在下一步驟中發(fā)生聚合。
我們以實(shí)現(xiàn)上述目的為目標(biāo)，已經(jīng)反復(fù)進(jìn)行了辛勤的研究以尋找制備和供給阻聚劑的裝置和方法。我們因此已經(jīng)查明，如果用于制備和供給阻聚劑的裝置具有不少于兩個(gè)罐，而且這些罐中的至少一個(gè)提供了攪拌裝置、液位檢測器、阻聚劑輸入口、濃度調(diào)節(jié)液體輸入口和阻聚劑溶液進(jìn)料口，該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)強(qiáng)加于它的這一目標(biāo)。正是基于這一知曉而完成了本發(fā)明。
本發(fā)明制備和供給阻聚劑的裝置具有不少于兩個(gè)罐。常規(guī)方法(參見圖1和6)在經(jīng)濟(jì)上有長處。但考慮到在一個(gè)罐中隨時(shí)制備阻聚劑溶液，并將所制備的溶液隨時(shí)提供給下一步驟，所以這一方法引起了諸多問題，如在罐內(nèi)部造成了阻聚劑濃度調(diào)節(jié)液體的短通路(歸因于阻聚劑溶液的濃度的分散)，和因此使所要供給的阻聚劑溶液沒有固定的濃度。該方法沒能固定進(jìn)料速度，因?yàn)殡S著罐中壓力變化，罐中的液位也有變化，因此所要供給的阻聚劑溶液的流速發(fā)生變化。該方法還無法固定所要供給的阻聚劑溶液的溫度，因?yàn)樽杈蹌舛日{(diào)節(jié)液體間歇注入到罐中，罐中溶液溫度發(fā)生變化。因此，這一方法在以下幾方面沒有帶來足夠的效果阻止在化工裝置上的設(shè)備和管道中發(fā)生聚合，使設(shè)備和管道誘使聚合物存在于其中，因此誘導(dǎo)聚合物堵塞設(shè)備和管道，以及為了清除聚合物弄臟的設(shè)備和管道而要求化工裝置完全暫停運(yùn)轉(zhuǎn)而造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。因?yàn)閾诫s了弄臟的聚合物，它還在化工裝置上引起了產(chǎn)品質(zhì)量降低的問題。基于這一知曉，我們已經(jīng)查明，通過將不少于兩個(gè)罐進(jìn)行功能上組合(參見下面要具體解釋的圖2-5)，其能夠抑制所要供給的阻聚劑溶液的濃度、溶液的進(jìn)料速度和溶液的溫度的變化，因此，允許被調(diào)節(jié)至規(guī)定濃度的阻聚劑溶液在所指定流速下和在所指定的溫度下持續(xù)穩(wěn)定地供給，并有利于防止在下一步驟中發(fā)生聚合。
在本發(fā)明中，通過將不少于兩個(gè)罐在功能上組合(參見下面將具體解釋的圖2-5)，它能夠抑制所供給的阻聚劑溶液的濃度，溶液的進(jìn)料速度，和溶液的溫度的變化。本發(fā)明因此能夠做到讓已調(diào)節(jié)至規(guī)定濃度的阻聚劑溶液在指定流速和指定溫度下持續(xù)穩(wěn)定地供給，并有利于在化工裝置的設(shè)備等中防止發(fā)生聚合。
圖4是圖示在旨在以分批方式制備和供給阻聚劑的本發(fā)明方法中使用的裝置的另一個(gè)實(shí)例的示意性圖。
圖5是圖示在旨在以分批方式制備和供給阻聚劑的本發(fā)明方法中使用的裝置的又一實(shí)例的示意性圖。
圖6是顯示在圖1的裝置中罐中液位的變化的曲線圖，6A表示罐中液位(稱作“LLT”)的隨時(shí)間進(jìn)程的變化，6B表示含有阻聚劑的溶液的流速(稱作“FRSPI”)隨時(shí)間進(jìn)程的變化，和6C表示罐中阻聚劑的濃度(稱作“CPI”)隨時(shí)間進(jìn)程的變化；圖7是顯示在圖2的裝置中罐中液位的變化的曲線圖，7A表示LLT隨時(shí)間進(jìn)程的變化，7B表示FRSPI隨時(shí)間進(jìn)程的變化，和7C表示CPI隨時(shí)間進(jìn)程的變化；圖8是顯示在圖3的裝置中罐中液位變化的曲線圖，8A表示LLT隨時(shí)間進(jìn)程的變化，8B表示FRSPI隨時(shí)間進(jìn)程的變化，8C表示CPI隨時(shí)間進(jìn)程的變化，8D表示操作步驟，8E表示某個(gè)閥門的開關(guān)狀態(tài)，和8F表示另一閥門的開關(guān)狀態(tài)；圖9是顯示在圖4的裝置中罐中液位變化的曲線圖，9A表示LLT隨時(shí)間進(jìn)程的變化，9B表示FRSPI隨時(shí)間進(jìn)程的變化，9C表示CPI隨時(shí)間進(jìn)程的變化，9D表示操作步驟，以及9E-9H各自表示不同閥門的開關(guān)狀態(tài)；圖10是顯示在圖5的裝置中罐中液位變化的曲線圖，10A表示LLT隨時(shí)間進(jìn)程的變化，10B表示FRSPI隨時(shí)間進(jìn)程的變化，10C表示CPI隨時(shí)間進(jìn)程的變化，10D表示操作步驟，以及10E-10I各自表示不同閥門的開關(guān)狀態(tài)；和圖11A是顯示垂直于兩個(gè)罐軸向的剖面的外觀截面示意圖，這兩個(gè)罐是通過采用放置在軸向的平整隔板，將具有上底和下底的圓筒形罐分開而形成的；圖11B是顯示垂直于兩個(gè)罐軸向的剖面的外觀截面示意圖，這兩個(gè)罐是通過采用平行于軸向作為隔板所設(shè)置的內(nèi)管，將具有上底和下底的圓筒形罐分開，從而構(gòu)成同心套管式罐時(shí)而形成的；圖11C是顯示垂直于兩個(gè)罐軸向的剖面的外觀截面示意圖，這兩個(gè)罐是通過采用非同心并平行于軸向作為隔板設(shè)置的內(nèi)管，將具有上底和下底的圓筒形罐分開所形成的。
用于制備和供給阻聚劑的本發(fā)明裝置目的在于在要求處置容易聚合的化合物如(甲基)丙烯酸或(甲基)丙烯酸酯的化工裝置中制備和供給阻聚劑，旨在防止可聚合的化合物發(fā)生聚合。它特別旨在從既不容易處置又不容易調(diào)節(jié)濃度的粉末狀阻聚劑制備用足夠CAL調(diào)節(jié)至適當(dāng)濃度的PIS。通過將如此制備的溶液連續(xù)穩(wěn)定地供給到化工設(shè)備中的合適步驟(設(shè)備或通路)，有可能使用該溶液用于有效地防止在制備過程中可聚合的化合物發(fā)生不受歡迎的聚合反應(yīng)。本發(fā)明仍然不局限于這一具體的應(yīng)用，而且能夠有效地用于要求防止在制備過程中被處置的化合物發(fā)生聚合反應(yīng)的所有設(shè)備(裝置)中。
首先，能夠由用于制備和供給阻聚劑的本發(fā)明裝置來處置的可聚合化合物沒有特別限制，但優(yōu)選的是容易聚合的化合物。此類容易聚合的化合物是具有不飽和雙鍵的羧酸類如丙烯酸，甲基丙烯酸，富馬酸，和馬來酸以及它們的酯。丙烯酸酯可以包括丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸丁酯，丙烯酸2-乙基己基酯，丙烯酸羥乙基酯，和丙烯酸羥丙基酯。那么，甲基丙烯酸酯可以包括甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸2-乙基己基酯，甲基丙烯酸2-羥乙酯，和甲基丙烯酸羥丙基酯。
那么，能夠由用于制備和供給阻聚劑的本發(fā)明裝置進(jìn)行處置的阻聚劑沒有特別限制，但可以選自已知的阻聚劑，尤其粉末狀阻聚劑。希望在生產(chǎn)(甲基)丙烯酸或(甲基)丙烯酸酯的化工裝置中使用的阻聚劑可以包括選自吩噻嗪，苯醌，對(duì)苯二酚，甲氧基對(duì)苯二酚，對(duì)苯二酚單乙醚，甲酚，叔丁基鄰苯二酚，二苯基胺，亞甲基藍(lán)，苯酚，三對(duì)-硝基苯基甲基，2，4-二甲基-6-叔丁醇，銅鐵靈，和苦味酸中的至少一種；選自銅鹽化合物如二甲基二硫代氨基甲酸銅，二乙基二硫代氨基甲酸銅，二丁基二硫代氨基甲酸銅，和水楊酸銅，和錳鹽化合物如乙酸錳中的至少一種；對(duì)苯二胺類如對(duì)苯二胺；N-氧基化合物如4-羥基-2，2，6，6-四甲基哌啶氧基；脲類如脲；和硫脲類如硫脲。這些阻聚劑可以單獨(dú)使用或以兩種或多種的混合物使用。在以上例舉的阻聚劑當(dāng)中，吩噻嗪，氫醌，和對(duì)苯二酚單乙醚被證明特別理想，因?yàn)樗鼈冊(cè)贑AL中的優(yōu)異溶解度，非常高效地表現(xiàn)出了在防止裝置的設(shè)備和管道中氣態(tài)易聚合的化合物發(fā)生聚合反應(yīng)上的效果，抑制了高分子量物質(zhì)(聚合物)的形成。
對(duì)于使用粉末狀阻聚劑的情況，球粒形是優(yōu)選使用的。通常，粉末狀阻聚劑是以薄片形使用，但顯示出幾種形狀或尺寸，難以溶解在溶劑中和易于形成掛懸。球粒形式的形狀一般呈現(xiàn)球形，它的粒度取決于所使用的裝置和條件，但可以在300～5000μm之間，和優(yōu)選在500～2000μm之間。如果尺寸低于300μm，球粒形式易于形成掛懸(bridge)或沖掉(flush)。另一方面，如果尺寸超過5000μm，則球粒形式易于在輸入部分中形成掛懸和不會(huì)溶解。此外，不易使用電力供應(yīng)裝置。
這里使用的表達(dá)短語“能夠由制備和供給阻聚劑的本發(fā)明裝置來處置的CAL”是指用于將阻聚劑調(diào)節(jié)到如上所述的規(guī)定濃度的液體(溶液)。特別當(dāng)阻聚劑呈現(xiàn)粉末形式時(shí)，該液體(溶液)優(yōu)選能夠高速溶解阻聚劑和快速地調(diào)節(jié)到規(guī)定濃度。該CAL沒有特別限制，但是可以根據(jù)阻聚劑的類型來選擇，從而最佳地適合它。
作為CAL的具體實(shí)例，可以例舉水；具有不飽和雙鍵的羧酸類和酯類，如(甲基)丙烯酸，(甲基)丙烯酸甲基酯，(甲基)丙烯酸乙基酯，(甲基)丙烯酸丁基酯，(甲基)丙烯酸2-乙基己基酯，(甲基)丙烯酸羥乙基酯，和(甲基)丙烯酸羥丙基酯；各種醇類，如甲醇，乙醇，正丁醇，異丁醇，叔丁醇，1-戊醇，2-戊醇，3-戊醇，環(huán)戊醇，正乙醇，2-乙醇，3-己醇，環(huán)己醇，1-庚醇，2-庚醇，3-庚醇，1-辛醇，異辛醇，2-乙基已醇，異壬醇，和月桂醇；和苯，甲苯，二苯醚，二甲苯，環(huán)己烷，二噁烷，戊烷，己烷，庚烷，氯苯，異丙醚，二甲基氯己烷，乙基環(huán)乙烷，乙基苯，苯甲醚，乙醚，異丁基醚，二丁醚，二甲基酮，二異丁基酮，二異丙基酮，甲基異丁基酮，甲基-正丙基酮，和甲基-叔丁基酮。這些CAL可以單獨(dú)使用或以兩種或多種的混合物使用。特別優(yōu)選的是使用含有選自丙烯酸，甲基丙烯酸，和它們的酯類中的至少一種化合物的CAL。
然后，由制備和供給阻聚劑的本發(fā)明裝置所制備的PIS的濃度僅僅需要調(diào)節(jié)到這樣一個(gè)范圍，使得PIS能夠高效地發(fā)揮出了防止該系統(tǒng)中的化合物在下一步驟發(fā)生聚合并且不會(huì)對(duì)化工裝置生產(chǎn)的產(chǎn)品施加不利影響的一種效果。仍然應(yīng)該適當(dāng)?shù)貨Q定來與裝置中制造的產(chǎn)物類型、所使用的阻聚劑和CAL的類型，和它們的溶解度相適應(yīng)，并且不能獨(dú)特地規(guī)定。阻聚劑的用量一般是在0.01-100重量份范圍內(nèi)和優(yōu)選在0.1-10重量份范圍內(nèi)，基于100重量份的CAL。如果以100重量份CAL為基礎(chǔ)計(jì)它的用量低于0.01重量份，則CAL的用量將增加并化工裝置將需擴(kuò)大。在CAL的量上的這一增加例如將需要調(diào)節(jié)在制造過程中(尤其在相關(guān)反應(yīng)的步驟中)被加到產(chǎn)物中的熱量，而且當(dāng)需要分離和回收CAL時(shí)，將為回收增加成本并導(dǎo)致制備成本的提高。此外，因?yàn)樽杈蹌┚哂械蜐舛?，它不能表現(xiàn)出防止聚合的效果。相反地，如果阻聚劑的量超過100重量份(以100重量份的濃度調(diào)節(jié)溶液為基礎(chǔ))，則CAL的量相反會(huì)減少。CAL的量的這一減少會(huì)帶來一個(gè)缺點(diǎn)，當(dāng)通過噴射被施加于化工裝置中的氣化易聚合化合物中以便對(duì)化合物起作用時(shí)，將不易使PIS均勻地和完全令人滿意地產(chǎn)生作用，僅僅十分困難地獲得有效抑制聚合物形成的效果，和阻聚劑的量可能導(dǎo)致所含阻聚劑的濃度超過在化工裝置的產(chǎn)物中的溶解度的上限。
現(xiàn)在描述用于制備和供給阻聚劑的本發(fā)明裝置的構(gòu)造要素。
首先，用于制備和供給阻聚劑的本發(fā)明的裝置具有不少于兩個(gè)罐。這一必然性已經(jīng)通過將兩個(gè)或多個(gè)罐在功能上組合的這一發(fā)現(xiàn)來證實(shí)(參見下面具體描述的圖2-5)。有可能平抑所供給的PIS的濃度，其溶液的進(jìn)給速度，和溶液的溫度的變化，使調(diào)節(jié)到規(guī)定濃度的PIS能夠持續(xù)穩(wěn)定地供給，和有利于防止在下一步驟中的聚合發(fā)生。
所以，在本發(fā)明中，它具有在功能上和有機(jī)性地組合的不少于兩個(gè)罐，從而表現(xiàn)出如上所述的技術(shù)上可行的作用和效果。至于組合的方式，多個(gè)罐可按圖2-4中說明來逐次連接。具體地說，它們中的至少一個(gè)用作制備目的的罐(A)和它們中的至少另一個(gè)用作供給目的的罐(B)，它們?nèi)绱税才胖?，甚至?dāng)罐(A)導(dǎo)致溶液的濃度和溶液的溫度發(fā)生變化時(shí)，罐(B)可以恒定在最佳條件下但不受該變化的影響(結(jié)果表現(xiàn)出了優(yōu)異的作用和效果，如圖7-9中所述)。另外，多個(gè)罐平行(獨(dú)立地)設(shè)置，如圖5中所說明。具體地說，各個(gè)罐經(jīng)過調(diào)整可以同時(shí)進(jìn)行制備和供給，而供給到下一步驟中的主罐順序地轉(zhuǎn)換到這些罐中被優(yōu)化的一個(gè)罐(結(jié)果表現(xiàn)出優(yōu)異的作用和效果，如圖10中所述)。這些罐可以進(jìn)一步進(jìn)行適宜地組合。罐的組合不特別限于這些實(shí)例中的任何一種。
該罐是保留包括阻聚劑(在規(guī)定濃度)的溶液的容器。對(duì)形狀或材料沒有特別限制，但僅僅要求能夠保留溶液。至于形狀，帶有攪拌裝置的罐優(yōu)選例如呈現(xiàn)具有上底和下底的圓筒形，從而使其中所含有的溶液進(jìn)行順利的攪拌。然后，至于材料，當(dāng)阻聚劑或CAL具有金屬腐蝕性質(zhì)時(shí)，罐的內(nèi)壁部分可以由耐金屬腐蝕性質(zhì)的材料形成或罐可以襯有能夠耐金屬腐蝕性質(zhì)的材料。罐的內(nèi)體積沒有特別地規(guī)定，因?yàn)樗S著所安裝的罐的數(shù)目，利用含有所生產(chǎn)的阻聚劑的溶液的下一步驟的制備的規(guī)模，需要處置的易聚合化合物的類型等等來變化。
至于表達(dá)短語“不少于兩個(gè)罐”，可以設(shè)置不少于兩個(gè)罐或可以設(shè)置被隔板分成至少兩個(gè)室的一個(gè)罐。選擇性地，這些至少兩個(gè)罐和備有分開室的一個(gè)罐可以適當(dāng)?shù)亟M合。此外，甚至對(duì)于使用隔板的情況，通過在具有上下底的圓筒形儲(chǔ)罐601中與軸向平行地設(shè)置作為隔板的平板603從而在與軸向垂直的部分將罐分成兩個(gè)部分，如圖11A中所述，允許形成了配有罐605和攪拌裝置的罐607。作為具有攪拌裝置的罐，通過用作為隔板的內(nèi)管613將一個(gè)罐611分成兩個(gè)部分使得形成同心雙管(如圖11B和C中所示)，以確保平滑的攪拌和混合，從而允許形成裝備有攪拌裝置的兩個(gè)罐即罐615和罐617。通過用在其中偏離中心作為隔板設(shè)置的管形構(gòu)件623將一個(gè)罐612分成兩個(gè)部分，另外可以形成兩個(gè)罐即罐625和具有攪拌裝置的罐627。這些措施是值得推薦的，因?yàn)槔酶舭迨沟迷趽碛猩系缀拖碌椎膱A筒形罐中形成了具有上底和下底的微型化圓筒形罐并能夠促進(jìn)攪拌和混合。另外通過在擁有上底和下底的圓筒形罐內(nèi)與軸向垂直地設(shè)置圓盤形隔板，使得可以形成各自具備上底和下底的兩個(gè)垂直分開的圓筒形儲(chǔ)罐。
上述隔板并不要求遵守這一指示。對(duì)于形狀和材料沒有特別限制，但僅僅要求實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。至于該材料，該隔板可由與所屬的罐相同的材料制成或可以由不同的材料制成。至于形狀，該隔板不一定是平板形，如圖11B或C中所示，而且可以是波紋板形。
兩個(gè)或更多個(gè)罐(若必要時(shí))可用插入的管道(包括溢流管線)串聯(lián)使用，如在下面具體描述的實(shí)施方案中所示(參見在圖2-4中圖示的實(shí)施方案1-3)。由于這一排列，一系列的罐能夠進(jìn)行功能性地連接并能夠各自通過從PIS的制備到供給這一范圍的操作有效地完成分派給它的功能(作用)。即使當(dāng)在制備一側(cè)的這些罐引起諸如調(diào)節(jié)液體的短通路的形成，液位的變化和壓力的變化之類的問題，一直在操作到達(dá)了供給一側(cè)的最后罐時(shí)，這些問題因而得以減輕。因此，從供給一側(cè)的最終罐，調(diào)節(jié)至規(guī)定濃度的PIS能夠在指定進(jìn)給速度和指定溫度下穩(wěn)定地供給。順便說一下，溢流管線(如果有的話)的使用將帶來一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，如節(jié)約了為罐和管道的安裝所需要的空間。選擇性地，該P(yáng)IS的一部分可以在調(diào)節(jié)溫度之后循環(huán)到罐的內(nèi)部。這一循環(huán)帶來了使該效果更突出地得到表現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。多個(gè)罐能夠以所謂的并聯(lián)方式布置，而不是串聯(lián)(參見在圖5中圖示的實(shí)施方案4)。也通過這一排列，在各罐中制備的PIS被穩(wěn)定并各自調(diào)節(jié)至均勻的濃度和溫度時(shí)，這些罐順序地轉(zhuǎn)換成可以允許該溶液穩(wěn)定地供給到下一步驟。因此，能夠類似地表現(xiàn)突出的操作與功能。此外允許具有適宜組合的串聯(lián)和并聯(lián)。
用于制備和供給阻聚劑的本發(fā)明的裝置應(yīng)該要求上述罐裝有攪拌裝置。這里使用的術(shù)語“攪拌裝置”是指能夠溶解、攪拌和混合阻聚劑的器具?？梢岳e各種已知的攪拌機(jī)如用馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的那一類型的螺旋槳型攪拌機(jī)，和管道混合器。在本發(fā)明中，在根據(jù)相關(guān)實(shí)施方案是否需要這一攪拌裝置而在適宜的罐中安裝這一攪拌裝置。具體地說，當(dāng)多個(gè)罐按圖2-4中所示串聯(lián)時(shí)，適宜在用于制備PIS的罐中安裝攪拌裝置。當(dāng)兩個(gè)或更多個(gè)罐按照?qǐng)D5中所示并聯(lián)設(shè)置時(shí)，有必要在每一個(gè)罐中安裝攪拌裝置，這樣可以在所有罐中制備PIS。在罐中安裝攪拌裝置的位置和該攪拌裝置的數(shù)目可以根據(jù)罐的內(nèi)體積和形狀來適當(dāng)決定，使得讓必需的攪拌和混合快速地進(jìn)行和優(yōu)選使得CAL的短通路不易發(fā)生。順便說一下，攪拌裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)優(yōu)選加以控制，使得與其它操作部件(如閥門)的運(yùn)轉(zhuǎn)保持同步。
用于制備和供給阻聚劑的本發(fā)明的裝置需要裝有液位檢測器的上述罐。這里使用的術(shù)語“液位檢測器”是指檢測在罐中含有的流體的液位的測量儀表。作為液位指示器的具體實(shí)例，可例舉壓差式液位計(jì)如隔膜式液面計(jì)，浮子式液位計(jì)，排水量型液位計(jì)，容量型液位計(jì)，和水位玻璃型液位計(jì)。對(duì)于本發(fā)明，還能夠根據(jù)實(shí)施方案對(duì)檢測器的需要在罐中安裝相關(guān)的液位檢測器。優(yōu)選地，在每一個(gè)罐中安裝液位檢測器，如圖2-5中所示，以便使所有罐中的液位不斷地被監(jiān)測。然而，如果多個(gè)罐通過使用圖2中所示的溢流管線來連接，則僅僅在溢流管線的出口側(cè)上在罐中安裝液位檢測器。
上述罐可以進(jìn)一步裝有阻聚劑輸入口，CAL輸入口和PIS進(jìn)料口。
阻聚劑輸入口和該CAL輸入口可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)置在罐中，這根據(jù)該實(shí)施方案對(duì)罐的要求來定。當(dāng)兩個(gè)或更多個(gè)罐串聯(lián)時(shí)，它適宜在用于制備PIS的罐中設(shè)置這些輸入口(參見圖2-4)。當(dāng)兩個(gè)或更多個(gè)罐并聯(lián)時(shí)，有必要在每一個(gè)罐上設(shè)置這些輸入口(參見圖5)。
出于同樣原因，根據(jù)該實(shí)施方案對(duì)罐的需要，適宜在罐中設(shè)置PIS進(jìn)料口。當(dāng)兩個(gè)或更多個(gè)罐串聯(lián)時(shí)，它適宜在用于將PIS供給到下一步驟的罐的一側(cè)上設(shè)置PIS進(jìn)料口(參見圖2-4)。當(dāng)兩個(gè)或更多個(gè)罐并聯(lián)時(shí)，適宜在每一個(gè)罐中設(shè)置PIS進(jìn)料口(參見圖5)。順便說一下，在本說明書中，當(dāng)多個(gè)罐串聯(lián)和用于將PIS轉(zhuǎn)移到單獨(dú)的所連接的罐中時(shí)，在制備用的罐上設(shè)置的PIS輸出口另外可用作PIS出口并與PIS進(jìn)料口加以區(qū)分(參見圖3)。
然后，如上所述，上述的阻聚劑輸入口經(jīng)由管道連接于進(jìn)料斗。當(dāng)阻聚劑是固態(tài)物質(zhì)時(shí)，安裝阻聚劑輸入口的位置因此優(yōu)選高于在罐中的最高液位，一般在罐的上表面部分，如圖2-5中所示。順便說一下，當(dāng)阻聚劑是液體物質(zhì)時(shí)，因?yàn)樗ㄟ^使用例如泵來引入，安裝的位置沒有特別規(guī)定。當(dāng)輸入口和進(jìn)料口(出口)的位置的關(guān)系滿足固定條件時(shí)，這些輸入口和進(jìn)料口能夠作為防止在罐中CAL的短通路發(fā)生的有效方式。具體地說，當(dāng)都在一個(gè)罐中提供的阻聚劑輸入口和CAL輸入口被設(shè)置與同一罐中的PIS進(jìn)料口(出口)分開時(shí)，這一排列可能作為防止上述CAL的短通路發(fā)生的有效方式。
阻聚劑輸入口的尺寸和形狀(沒有)特別限制，但僅僅要求能夠在規(guī)定時(shí)間內(nèi)在所需進(jìn)料速率下讓所進(jìn)來的阻聚劑通過。當(dāng)所使用的阻聚劑是固態(tài)物質(zhì)時(shí)，輸入口的尺寸(直徑)和形狀優(yōu)選通過適當(dāng)考慮以下可能性來決定在管道和進(jìn)料斗中的阻聚劑將用來自罐側(cè)的蒸汽濕潤和因此形成了例如粉末的掛懸。
此外，CAL輸入口的安裝位置，尺寸和形狀不需要特別限制。在與同一罐中設(shè)置的PIS進(jìn)料口(出口)分開的位置上設(shè)置CAL輸入口的事實(shí)可能讓其本身構(gòu)成了防止在罐中形成該濃度調(diào)節(jié)溶液的短通路的有效方式。那么，CAL輸入口的尺寸和形狀沒有特別限制，因?yàn)樗鼈儾淮嬖诜勰?掛懸問題。
CAL罐例如經(jīng)由管道連接于CAL輸入口。該CAL罐可作為本發(fā)明的裝置的構(gòu)造的一個(gè)要求來安裝。另外，在采用本發(fā)明的該裝置的化工裝置的一側(cè)上提供的溶劑罐能夠轉(zhuǎn)用為CAL罐。具體地說，在本發(fā)明中使用的CAL優(yōu)選應(yīng)使得它避免影響該化工裝置中的設(shè)備內(nèi)的化合物，而是立即對(duì)PIS和對(duì)在化工裝置上的含有易聚合化合物的溶液和蒸汽起作用。所使用的CAL優(yōu)選與在化工裝置上使用的含有易聚合化合物的溶液中或在蒸汽組分中的溶劑組分相同。這是因?yàn)镃AL的使用對(duì)于最終分離、提純和再循環(huán)該溶劑來有利的。本發(fā)明因此沒有選擇CAL罐作為其構(gòu)造的主要要求。
本發(fā)明的裝置用于將已制備到規(guī)定濃度的PIS持續(xù)穩(wěn)定地供給到下一步驟中。制備PIS的方法沒有特別限制。該制備可通過連續(xù)方式或間歇方式來進(jìn)行，無論那一個(gè)應(yīng)該以符合時(shí)機(jī)為佳。這里使用的術(shù)語“連續(xù)方法”是指一種方法，它連續(xù)地進(jìn)行著以下程序阻聚劑和CAL供應(yīng)給罐，在攪拌裝置中攪拌和混合它們，和制備(形成)已調(diào)節(jié)至規(guī)定濃度的PIS和因此持續(xù)穩(wěn)定地將這一PIS供給下一步驟。這里使用的術(shù)語“間歇式”是指一種方法，通過將CAL連續(xù)或間歇地供給到罐中，將阻聚劑引入其中，利用攪拌裝置攪拌和混合它們，和間歇地制備(形成)已調(diào)節(jié)至規(guī)定濃度的PIS，該方法可以穩(wěn)定地將該P(yáng)IS供給下一步驟。
本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選裝有進(jìn)料斗的裝置。這里使用的術(shù)語“進(jìn)料斗”是指貯存阻聚劑的容器。在該裝置上采用的進(jìn)料斗旨在以足夠的量在足夠的時(shí)間將阻聚劑穩(wěn)定地供應(yīng)給該罐。順便說一下，進(jìn)料斗的形狀和材料沒有特別限制。
上述的進(jìn)料斗用于將阻聚劑供給到罐中。當(dāng)上述兩個(gè)或更多個(gè)罐串聯(lián)時(shí)，例如，上述進(jìn)料斗僅僅經(jīng)由例如管道連接于在這些罐當(dāng)中用于PIS的制備的那一罐中設(shè)置的阻聚劑輸入口(參見圖2-4)。當(dāng)這些罐以平行模式設(shè)置時(shí)，上述進(jìn)料斗經(jīng)由管道連接到在每一罐中設(shè)置的阻聚劑輸入口(參見圖5)。該進(jìn)料斗必需連接于根據(jù)該實(shí)施方案所需要的那些罐。因此，進(jìn)料斗的數(shù)目將隨實(shí)施方案來變化。當(dāng)兩個(gè)或更多個(gè)罐并聯(lián)排列時(shí)，允許安裝與罐的數(shù)量相同的那一數(shù)量的進(jìn)料斗。另外，各罐可經(jīng)由許多管道連接到一個(gè)進(jìn)料斗。當(dāng)兩個(gè)或更多個(gè)罐串聯(lián)使用時(shí)，該進(jìn)料斗不得不僅僅連接到用于PIS制備的罐。
當(dāng)本發(fā)明選擇使用粉末狀阻聚劑和連續(xù)制備PIS時(shí)，優(yōu)選使用以固定量連續(xù)將阻聚劑供應(yīng)到罐中的器具(參見圖2)。連續(xù)的固定量供給的這一器具例如設(shè)置在阻聚劑引入管線上，后者插在進(jìn)料斗的出口和罐的阻聚劑輸入口之間。作為連續(xù)的固定量供給的器具的具體實(shí)例，可以例舉能夠以固定量將阻聚劑連續(xù)供應(yīng)到罐中的粉末供給設(shè)備，雖然不是排他地。粉末供給設(shè)備一般由攪拌葉輪，供應(yīng)盤，刮刀(耙片)，減速齒輪，馬達(dá)，箱，斜槽等等組成。進(jìn)料速率可通過刮刀的孔和供應(yīng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率來調(diào)節(jié)和控制。此外，該粉末供給設(shè)備優(yōu)選保持供給的準(zhǔn)確度不受該上部分中進(jìn)料斗的內(nèi)部壓力的變化的影響。作為粉末供給設(shè)備，可以使用從日本的Taisei Kogyo K.K.獲得的“Smooth Auto Feeder”。
當(dāng)使用上述連續(xù)的固定量供給的器具時(shí)，在插在進(jìn)料斗的出口和罐的阻聚劑輸入口之間的阻聚劑引入管線上不能設(shè)施開關(guān)閥。所以，這一不幸將造成以下可能性來自罐的蒸汽會(huì)滲入管道和進(jìn)料斗，蒸汽的冷凝物將濕潤該阻聚劑，而濕潤的阻聚劑會(huì)粘附于管道和進(jìn)料斗的內(nèi)壁并在其中引起粉末掛懸。因此，連續(xù)的固定量供給的器具優(yōu)選裝有一個(gè)阻止阻聚劑的潤濕，粉末的粘附，粉末掛懸的形成，和從罐中蒸汽的產(chǎn)生的器具。作為阻止器具，可提供(1)能夠?qū)M(jìn)料斗和阻聚劑引入管線施加振動(dòng)(尤其橫向振動(dòng))的一種振動(dòng)產(chǎn)生器具，(2)將惰性氣體引入到進(jìn)料斗和阻聚劑引入管線中的器具，(3)將熱源供應(yīng)到阻聚劑管線中的器具，和(4)為罐的內(nèi)部或外部交換熱量的器具，然而不是排他地。
作為在(1)中提及的振動(dòng)產(chǎn)生器具的具體實(shí)例，可例舉氣力抖動(dòng)器，錘擊和振動(dòng)器。由于利用振動(dòng)產(chǎn)生器具施加振動(dòng)，尤其橫向振動(dòng)，在進(jìn)料斗內(nèi)的粉末掛懸的形成能夠有效地通過振動(dòng)應(yīng)力來妨礙。這一器具還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于引發(fā)早已形成的粉末掛懸的快速瓦解。這一振動(dòng)產(chǎn)生器具能夠完全令人滿意地發(fā)揮它的作用，當(dāng)它間歇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如果不連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的話。為了振動(dòng)的產(chǎn)生，所采用的粉末供給設(shè)備可以在它的進(jìn)料速率調(diào)節(jié)和控制機(jī)構(gòu)的部件中提供壓縮振動(dòng)設(shè)備或錘打設(shè)備。除該粉末供給設(shè)備外，還可以在進(jìn)料斗或阻聚劑引入管線中設(shè)置該壓縮振動(dòng)設(shè)備或該錘打設(shè)備。當(dāng)在阻聚劑引入管線上設(shè)置該設(shè)備時(shí)，所牽涉到的工作要求給予應(yīng)有的關(guān)注，以免它影響通過粉末供給設(shè)備來實(shí)現(xiàn)的進(jìn)料速率的調(diào)節(jié)和控制。
作為在以上(2)中提及的引入惰性氣體的器具的具體實(shí)例，可例舉一種通過利用引入惰性氣體的管道將進(jìn)料斗的下端部和惰性氣體罐連接并在管道上設(shè)置閥門或泵(當(dāng)需要時(shí))所形成的系統(tǒng)，然而不是排他地。類似地，作為將惰性氣體引入到供引入阻聚劑用的管道中的器具的具體實(shí)例，可例舉一種利用引入惰性氣體的管道將惰性氣體罐連接到供引入阻聚劑用的管道中并在引入惰性氣體的管道上設(shè)置閥門或泵所形成的系統(tǒng)，然而不是排他地。因?yàn)橐攵栊詺怏w的這一器具能夠抑制蒸汽從罐中的滲透，能夠防止諸如在進(jìn)料斗和引入阻聚劑的管道中阻聚劑的潤濕，粉末的粘附，和粉末掛懸的形成之類的不利現(xiàn)象。此外，因?yàn)榉勰┠軌驔]有任何損失地以固定速率引入到罐中和如此引入的粉末不夾含固體物質(zhì)如可能由落入罐中的粉末拼湊而成的掛懸體，則后續(xù)的攪拌和混合可在指定時(shí)間內(nèi)完成。當(dāng)在進(jìn)料斗中的阻聚劑從例如外部貯備源中補(bǔ)充，該粉末以干燥狀態(tài)被處理(handled)時(shí)，它有可能觸發(fā)粉塵爆炸的事故。然而，當(dāng)進(jìn)料斗的內(nèi)部充滿惰性氣體時(shí)，這一措施的優(yōu)點(diǎn)是有效地防止粉塵爆炸。惰性氣體的引入不需要持續(xù)不斷地進(jìn)行，也可以在其中蒸汽從罐中可能的滲出受阻塞的范圍內(nèi)間歇地進(jìn)行。特別考慮到經(jīng)濟(jì)上的原因，惰性氣體的用量優(yōu)選控制使用。上述惰性氣體沒有特別限制，但可以選自含有分子氧的氣體，氮?dú)?，氬氣，或氦氣?br> 本發(fā)明允許進(jìn)料斗裝有負(fù)載傳感器，作為檢測被引入到進(jìn)料斗中的阻聚劑的量的器具(參見圖2)。這里使用的術(shù)語“負(fù)載傳感器”是指檢測阻聚劑的負(fù)載量的儀器。該儀器已知為各種類型，如氣動(dòng)，液壓，和電子型。因?yàn)榉勰┦沟盟牧魉俨灰诇y量，當(dāng)阻聚劑的輸入速率的自動(dòng)控制系統(tǒng)通過使用粉末供給設(shè)備來構(gòu)造時(shí)，在阻聚劑的連續(xù)制備和供給的裝置中使用負(fù)載傳感器。
將熱源供應(yīng)給在以上(3)中提及的阻聚劑引入管線中的器具應(yīng)該沒有特別限制。作為這一器具的具體實(shí)例，可例舉設(shè)置在阻聚劑引入管線的外圍的傳熱盤管和加熱器以及能夠轉(zhuǎn)移熱介質(zhì)并設(shè)置在外圍上的外部包覆設(shè)備如跟蹤器材(trace)和夾套。通過保持阻聚劑引入管線的內(nèi)壁的溫度高于來自罐的蒸汽發(fā)生冷凝的溫度，以上提及的熱源供應(yīng)器具能夠防止蒸汽在管線中冷卻和引起在管線內(nèi)壁上冷凝的發(fā)生。結(jié)果解決了通過阻聚劑引入管線的內(nèi)部的阻聚劑粘附于蒸汽冷凝水的問題。
作為在以上(4)中提及的罐的內(nèi)部或外部用的交換熱量的器具的具體實(shí)例，可例舉安裝在罐的內(nèi)部或外部的殼管型，盤管型，和螺旋型的換熱器。通過利用熱交換方法將罐中流體(主要為CAL)的溫度降低到低于該流體發(fā)生汽化的溫度和提高流體的濃度到高于在其溶解度上限的阻聚劑濃度，上述熱交換的器具能夠抑制其本身從罐產(chǎn)生蒸汽并阻止阻聚劑的沉淀。
當(dāng)不使用上述連續(xù)的固定量供給的器具時(shí)，優(yōu)選在插在進(jìn)料斗出口和罐的阻聚劑輸入口之間的阻聚劑引入管線上設(shè)置供引入阻聚劑用的閥門。所設(shè)置的閥門能夠用作在需要時(shí)以所需量注入阻聚劑并關(guān)閉蒸汽從罐流向進(jìn)料斗的內(nèi)部的通路(除非引入時(shí)才打開)的器具。雖然這一敘述的閥門沒有特別限制，但是考慮到不僅防止聚合而且阻止粉末附著于閥門內(nèi)部而損壞閥門的開關(guān)作用或分散所引入的阻聚劑的量，優(yōu)選的是不引起氣體的過多收集。作為不引起氣體的過多收集的閥門的具體實(shí)例，可例舉球閥，盤式阻尼器型閥門，切換閘門閥，和鎖定阻尼型閥門。在其它可想到的閥門當(dāng)中，從不會(huì)引起氣體的過多收集，顯示出優(yōu)異的密封性能和允許由開關(guān)操作來容易調(diào)節(jié)粉末的進(jìn)料速率考慮，滑門閥門是特別理想使用的。
即使當(dāng)不使用連續(xù)的固定量供給的器具時(shí)，來自罐側(cè)的蒸汽將經(jīng)由閥門滲入到從罐延伸出的阻聚劑輸入管線中，和來自閥門的蒸汽進(jìn)一步滲入在進(jìn)料斗側(cè)上的阻聚劑輸入管線中和進(jìn)料斗的內(nèi)部(當(dāng)閥門打開時(shí))。結(jié)果，蒸汽的冷凝液可能濕潤阻聚劑，附著于阻聚劑引入管線和進(jìn)料斗的內(nèi)壁，并在其中產(chǎn)生粉末掛懸。因此，提供用于防止阻聚劑的濕潤，粉末的附著，粉末掛懸的產(chǎn)生，和從罐中產(chǎn)生蒸汽的器具經(jīng)證明是有利的。允許提供(1)產(chǎn)生振動(dòng)的器具，(2)引入惰性氣體的器具，(3)供應(yīng)熱源的器具，和(4)若必要時(shí)上述熱交換器具。
本發(fā)明優(yōu)選該CAL引入管線在其上游一側(cè)提供具有流速檢測器和閥門并用于均勻地控制阻聚劑濃度的器具(參見圖2-5和7-10)。因?yàn)檫@一器具的提供允許CAL根據(jù)相關(guān)實(shí)施方案的需要以所需量引入到要求供應(yīng)它的罐中，它能夠與實(shí)施方案無關(guān)，制備已被調(diào)節(jié)至規(guī)定濃度的PIS，并將這一溶液穩(wěn)定地供應(yīng)到下一步驟中。因此，能夠有效地防止在該化工裝置的設(shè)備和管道中產(chǎn)生聚合物，并且直到設(shè)備和管道需要清洗時(shí)為止的時(shí)間段能夠在很大程度上延長。因?yàn)檎麄€(gè)化工裝置能夠長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)從而為化工裝置的運(yùn)行帶來經(jīng)濟(jì)上的好處。還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)讓化工裝置上的產(chǎn)物因?yàn)閾诫s不受歡迎的聚合物而劣化并使得可以經(jīng)濟(jì)地獲得高質(zhì)量的產(chǎn)物。這里使用的術(shù)語“流速檢測器”是指檢測液體的流速的測量儀表。作為流速檢測器的具體實(shí)例，可例舉容積流量儀，如橢圓形流量計(jì)；壓差式流量計(jì)，如孔(板)流速計(jì)和文丘里流量計(jì)；音速流量儀，浮子式流量計(jì)，螺旋型流量計(jì)，質(zhì)量流量計(jì)，電磁流量計(jì)，和區(qū)域型流量計(jì)。其中使用的閥門沒有特別限制。作為閥門的具體實(shí)例，可例舉隔膜閥，球閥，閘門閥，球形閥，輝光(glow)閥門，磨沙(saunders)閥門，蝶形閥，和角閥。在以上例舉的閥門當(dāng)中，能夠隨意調(diào)節(jié)流速的隔膜閥，球形閥，磨沙閥門，和蝶形閥被證明是特別優(yōu)選的。均勻地控制阻聚劑濃度的器具沒有特別地限制。作為這一器具的具體實(shí)例，可列控制設(shè)備如流速調(diào)節(jié)儀和流速指示器和計(jì)量泵。以上提及的控制器具可以是用作在CAL管線的上游一側(cè)以流速檢測器(檢測部件)的輸出信號(hào)為基礎(chǔ)來操縱上述閥門(操作部件)的控制裝置的那些器具。還可以使用根據(jù)在整個(gè)裝置中使用的各種檢測部件的輸出信號(hào)來操縱設(shè)備的各種操作部件的控制裝置(它的部件)。
本發(fā)明允許該罐裝有通過將CAL引入到罐中控制罐的液位的器具并允許該罐裝有通過將阻聚劑引入罐中來控制阻聚劑濃度在固定水平的器具(參見圖2-5和7-10)。由于提供這些器具的緣故，因液位的突然變化所導(dǎo)致的壓力變化能夠得到抑制，通過平抑PIS流速的變化將進(jìn)料速率保持在固定水平，以及能夠獲得防止聚合的完全令人滿意的效果并防止在下一步驟中產(chǎn)生聚合物。結(jié)果，化工裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)帶來了經(jīng)濟(jì)方面的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)檎麄€(gè)化工裝置能夠長時(shí)間穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)，而且還帶來一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即不會(huì)導(dǎo)致化工裝置上的產(chǎn)物因?yàn)閾诫s了不受歡迎的聚合物而劣化并且使得可以經(jīng)濟(jì)地獲得高質(zhì)量的產(chǎn)物。順便說一下，這里使用的術(shù)語“罐液位”是指，例如對(duì)于在圖2中所示的實(shí)施方案，在圖7中所示的每一個(gè)罐中的液位，或是指，對(duì)于在圖3和圖5中所示的實(shí)施方案，液位的總和不低于在圖8和圖10中所示的兩個(gè)罐。因?yàn)樵撘何浑S實(shí)施方案而變化，它應(yīng)該根據(jù)相關(guān)的實(shí)施方案來適當(dāng)?shù)貨Q定。作為為了制備目的將CAL引入到罐(A)中來控制罐的液位的器具的具體實(shí)例，可例舉控制設(shè)備如液位調(diào)節(jié)儀和液位指示器以及確保固定體積的液體的器具如溢流器。作為為了制備目的將阻聚劑引入到罐(A)中來控制阻聚劑濃度在固定水平的器具的具體實(shí)例，可以例舉控制設(shè)備，如重量指示器，在線分析設(shè)備，和攪拌裝置如攪拌器。該裝置可裝有控制裝置，后者根據(jù)來自設(shè)備的各種檢測器的數(shù)據(jù)來進(jìn)行程序運(yùn)算并根據(jù)程序運(yùn)算的輸出信號(hào)來控制各種操作部件的操作。
本發(fā)明優(yōu)選該裝置裝有將PIS供應(yīng)到下一步驟的器具。由于這一器具的提供，它能夠?qū)⒐?yīng)到下一步驟中的PIS的進(jìn)料速率恒定地控制在固定水平，但不會(huì)誘導(dǎo)該溶液流速的任何變化。作為將PIS供應(yīng)到下一步驟的器具的具體實(shí)例，可例舉控制設(shè)備如流速調(diào)節(jié)儀和流量計(jì)指示器和計(jì)量泵?，F(xiàn)在，本發(fā)明的實(shí)施方案將參考附圖在下面來描述。
在圖2中示意性地說明了用于連續(xù)制備和供給阻聚劑的本發(fā)明裝置的一個(gè)典型實(shí)施方案(第一實(shí)施方案)。在本實(shí)施方案中，兩個(gè)罐串聯(lián)。這些罐中的一個(gè)僅僅用于制備PIS而另一個(gè)罐用于將來自前一個(gè)罐的PIS在所調(diào)節(jié)的濃度下持續(xù)穩(wěn)定地供應(yīng)到下一步驟中，而同時(shí)恒定地保持該溶液的液位在固定的水平。結(jié)果，該裝置總體上能夠穩(wěn)定地和安全地將已調(diào)節(jié)至規(guī)定濃度的PIS以連續(xù)固定量供給。
在用于制備和供給阻聚劑的本發(fā)明裝置的第一實(shí)施方案中，一個(gè)罐被隔板205分成兩個(gè)罐，如圖2中所示。它們當(dāng)中的一個(gè)是用于制備阻聚劑的罐(A)251而另一個(gè)是用于貯備在制備用的罐(A)中以固定濃度制備的PIS，并在固定流速下連續(xù)地將該溶液供應(yīng)到下一步驟的罐(B)252。盡管一個(gè)罐被隔板分成兩個(gè)罐，本實(shí)施方案可以通過使用兩個(gè)獨(dú)立式儲(chǔ)罐來構(gòu)造相同的裝置。此外，本實(shí)施方案允許在不脫離本實(shí)施方案的精神下增加罐的數(shù)目和允許這些罐串聯(lián)設(shè)置來使用。
作為將來自制備用的罐(A)251的溶液轉(zhuǎn)移到供應(yīng)用的罐(B)252中的器具，傾斜設(shè)置以使來自制備罐(A)251的溶液流入供應(yīng)罐(B)252的管道(溢流管線)206通過隔板205以實(shí)現(xiàn)內(nèi)部連接。由于上述的溶液轉(zhuǎn)移器具，已調(diào)節(jié)濃度的該P(yáng)IS的超過了制備罐(A)251中固定液位的那一部分將從制備罐(A)251上的管道2 06的上末端開口溢流并利用高度差向下流向供應(yīng)罐(B)252。盡管管道(溢流管線)206進(jìn)行內(nèi)部連接，但是本實(shí)施方案允許管道(溢流管線)206外部連接。內(nèi)部連接帶來的優(yōu)點(diǎn)是允許溶液轉(zhuǎn)移，但不受環(huán)境溫度的影響。然后必須小心地設(shè)置管道，以免在攪拌溶液時(shí)影響溶液的流動(dòng)。
上述的供應(yīng)罐(B)252裝有液位檢測器217以檢測該罐中的液位。該液位檢測器217連接到控制裝置250。
然后，該制備罐(A)251在其上部分上提供了阻聚劑輸入口255。為了將阻聚劑引入該制備罐(A)251中，進(jìn)料斗201經(jīng)由管道253連接到阻聚劑輸入口255。
作為檢測被引入到上述進(jìn)料斗201中的阻聚劑的量的器具，該進(jìn)料斗201裝有負(fù)載傳感器(負(fù)載檢測器)211。該負(fù)載傳感器211連接到控制裝置250。
此外，作為將阻聚劑以連續(xù)固定量供應(yīng)到罐中的器具，插在上述進(jìn)料斗201的出口和制備罐(A)251之間的管道253被提供在它的具有粉末供給設(shè)備212的管線上。上述粉末供給設(shè)備212連接到控制裝置250。提供為了阻聚劑的連續(xù)固定量供給目的所用的器具，將使得阻聚劑以固定量連續(xù)供應(yīng)到制備罐(A)251中，并非常有助于恒定地保持液位，PIS的進(jìn)料速率，和在罐中阻聚劑的濃度在各自固定的水平，如圖7中所示。在這里，對(duì)于被處置的阻聚劑碰巧是粉末狀物質(zhì)的情況可通過描述粉末供給設(shè)備212的使用來舉例說明。當(dāng)阻聚劑是液體物質(zhì)時(shí)，管道253可以在它的管線上提供流速檢測器和開關(guān)閥作為控制流速的器具，而且這些器具可以連接到控制裝置250上。作為能夠用于連續(xù)固定量供給的設(shè)備的具體實(shí)例，可例舉旋轉(zhuǎn)給料機(jī)和盤式送料機(jī)。
在本實(shí)施方案中，作為防止阻聚劑的潤濕，粉末的粘附，粉末掛懸的發(fā)生，和從罐中產(chǎn)生蒸汽的器具，該裝置裝有例如(1)能夠在進(jìn)料斗上施加振動(dòng)(尤其橫向振動(dòng))的振動(dòng)產(chǎn)生器具和(2)用于將惰性氣體引入到該進(jìn)料斗的器具。如此提供的器具不必限于以上例舉的實(shí)例。
作為在以上(1)中提及的振動(dòng)產(chǎn)生器具，該進(jìn)料斗201在其中提供了錘打設(shè)備(在圖中沒有示出)。
作為將惰性氣體引入到在以上(2)中提及的進(jìn)料斗中的器具，該進(jìn)料斗201在其較低部分上提供了用于將惰性氣體引入到進(jìn)料斗201中的管道267并且這一管道267連接到惰性氣體罐(未顯示)。管道267在其管線上提供了開關(guān)閥269和增壓泵(未顯示)。該開關(guān)閥269進(jìn)一步連接于控制器250。
該制備罐(A)251在其上部分上提供了CAL輸入口259。為了將CAL供應(yīng)給制備罐(A)251，CAL罐(未示出)經(jīng)管道257連接于CAL輸入口259。
作為控制CAL進(jìn)入制備罐(A)251中的流速的器具，上述管道257在其管線上提供了流速檢測器209和開關(guān)閥208，它們連接于控制裝置250。
該制備罐(A)251還裝有螺旋槳型攪拌裝置202，作為通過攪拌和混合被供應(yīng)到制備罐(A)251中的CAL和阻聚劑來連續(xù)制備已調(diào)節(jié)濃度的PIS的攪拌和混合器具。上述攪拌裝置202(例如馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)部分)連接于控制裝置250。本實(shí)施方案，當(dāng)必要時(shí)，允許供應(yīng)罐(B)252裝有攪拌和混合器具。
供應(yīng)罐(B)252在其較低部分提供PIS進(jìn)料口(出口)263，后者能夠從供應(yīng)罐(B)252中抽取PIS。該進(jìn)料口經(jīng)由管道261連接于下一步驟。
作為穩(wěn)定地轉(zhuǎn)移從供應(yīng)罐(B)252中抽取出的PIS的器具，管道261在其上提供液體輸送泵203。屬于液體轉(zhuǎn)移器具的該液體輸送泵203僅僅要求能夠以固定量連續(xù)抽取溶液。本實(shí)施方案允許該液體輸送泵203連接到控制裝置250，其方式應(yīng)使得被轉(zhuǎn)送到可由熱交換調(diào)節(jié)液體溫度的循環(huán)管路中的PIS的流速能夠根據(jù)在制備罐(A)251中液體溫度的變化，利用液體輸送泵203進(jìn)行調(diào)節(jié)。
作為不依賴所排出溶液的量的變化，而將從供應(yīng)罐(B)252中抽取的PIS以固定流速穩(wěn)定地供應(yīng)到下一步驟的控制器，在液體輸送泵203的后面的管道261可在其管線上提供流速檢測器219和開關(guān)閥218。該檢測器和該閥門可連接到控制裝置250。
此外，作為調(diào)節(jié)流入下一步驟的PIS的溫度的器具，從插在液體輸送泵203和上述流速檢測器219之間的管道261分出的管道265可連接到制備罐(A)251的上部。管道265可在其管線上提供換熱器204。這一液體溫度調(diào)節(jié)器具被安裝的目的是將由液體輸送泵203輸送的PIS的一部分循環(huán)到制備罐(A)252中和同時(shí)利用熱交換方法調(diào)節(jié)該循環(huán)PIS的溫度，并將罐中液體的溫度和因此流向下一步驟的PIS的溫度保持在固定水平。雖然已描述了提供用于液體溫度調(diào)節(jié)的換熱器，但是該調(diào)節(jié)所用的器具沒有特別限于換熱器。
在該圖中，控制系統(tǒng)的電路用虛線表示，和管道的管線用實(shí)線表示。在所示的裝置中，該控制裝置250根據(jù)來自裝置的各種組件的檢測器的數(shù)據(jù)來進(jìn)行程序運(yùn)算，并控制該裝置的組件的運(yùn)動(dòng)。在本實(shí)施方案中，各種組件的檢測器和閥門的操作部件各自連接到液位指示器，流速指示器，液位調(diào)節(jié)儀，和流速調(diào)節(jié)儀，從而控制各種組件各自的運(yùn)動(dòng)。
通過使用在圖2中圖示的用于制備和供給阻聚劑的裝置來進(jìn)行制備和供給的方法將在下面參考附圖來描述。
圖7是曲線圖，顯示了液位，PIS進(jìn)料速率，以及通過使用在圖2中所示的用于制備和供給阻聚劑的裝置進(jìn)行制備和供給的方法所生產(chǎn)的阻聚劑在罐中濃度三者的隨時(shí)間進(jìn)程的變化。
如圖2和圖7中所示，來自CAL罐的CAL通過管道257經(jīng)由CAL輸入口259連續(xù)引入到制備罐(A)251中，同時(shí)控制供應(yīng)罐(B)252以使其中的液體保持在固定水平。這里使用的術(shù)語“控制”是指一種程序，它包括根據(jù)主要來自液位檢測器217和流速檢測器209、219的數(shù)據(jù)來引起控制裝置250執(zhí)行程序運(yùn)算，根據(jù)程序運(yùn)算的結(jié)果來操縱閥門208，和控制被引入到制備罐(A)251中的CAL的量。
與前面的操作平行，阻聚劑連續(xù)地通過管道253經(jīng)由阻聚劑輸入口255被連續(xù)引入到制備罐(A)251中，同時(shí)控制制備罐(A)251以便保持其中的液體在固定水平。這里使用的術(shù)語“控制”是指一種程序，它包括根據(jù)來自負(fù)載傳感器211和流速檢測器209和219的數(shù)據(jù)來引起控制裝置250執(zhí)行程序運(yùn)算，根據(jù)程序運(yùn)算的結(jié)果來操縱粉末供給設(shè)備212，和控制從粉末供給設(shè)備212中引入的阻聚劑的量。
在制備罐(A)251中，通過連續(xù)地操作在罐中所設(shè)置的攪拌裝置202，從而攪拌和混合被連續(xù)加入其中的阻聚劑和CAL，來生產(chǎn)已調(diào)節(jié)至均勻濃度的PIS。
如此生產(chǎn)的PIS的一部分憑借高度差不斷地從制備罐(A)251經(jīng)由管道206轉(zhuǎn)移到供應(yīng)罐(B)252中。
轉(zhuǎn)移到供應(yīng)罐(B)252的PIS利用泵203通過PIS進(jìn)料口(出口)263抽出并通過管道261不斷地轉(zhuǎn)移到下一步驟的裝置中，同時(shí)控制轉(zhuǎn)移到下一步驟的PIS的進(jìn)料速率以保持在固定水平。這里使用的術(shù)語“控制”是指一種程序，它包括根據(jù)主要來自流速檢測器209和219的數(shù)據(jù)來引起控制裝置250執(zhí)行程序運(yùn)算，根據(jù)程序運(yùn)算的結(jié)果來操縱閥門218，和控制從供應(yīng)罐(B)252中排出并轉(zhuǎn)移到下一步驟中的PIS的量。
通過PIS進(jìn)料口(出口)263抽出的PIS的一部分經(jīng)過管道265循環(huán)到供應(yīng)罐(A)251中。與此同時(shí)，PIS的溫度通過設(shè)置在管道265的管線上的熱交換器204被調(diào)節(jié)至足以防止溶液在下一步驟中形成聚合物的水平。順便說一下，在本實(shí)施方案中，相關(guān)的流速和濃度的計(jì)算是自動(dòng)控制的。
結(jié)果是讓供應(yīng)罐(B)252的液位，PIS的進(jìn)料速率，和阻聚劑在供應(yīng)罐(B)252中的濃度不變地保持在各自固定水平的一種真實(shí)突出的操作和效果的體現(xiàn)，如圖7中所示。
代表了用于間歇制備和供給阻聚劑的本發(fā)明所涉及的裝置的典型實(shí)施方案(第二實(shí)施方案)的裝置的示意圖示于圖3中。在本實(shí)施方案中，兩個(gè)罐串聯(lián)設(shè)置來使用。通過使用這兩罐當(dāng)中僅僅用于制備PIS的一個(gè)罐和用于貯存從該一個(gè)罐中以一種調(diào)節(jié)的濃度引進(jìn)的PIS并將該溶液穩(wěn)定地供應(yīng)到下一步驟的另一個(gè)罐，有可能構(gòu)造一種裝置，它能夠間歇地制備PIS以及穩(wěn)定和安全地使具有所調(diào)節(jié)濃度的PIS在固定速率下連續(xù)供應(yīng)。
在用于制備和供給阻聚劑的本發(fā)明的裝置的第二實(shí)施方案中，該裝置具有垂直設(shè)置的兩個(gè)罐，如圖3中所示。它們當(dāng)中較高的一個(gè)罐是用于PIS的制備的制備罐(A)351，較低的一個(gè)罐是供應(yīng)罐(B)352，后者用于貯存在制備罐(A)351中以固定濃度生產(chǎn)的PIS并在固定流速下將該溶液連續(xù)穩(wěn)定地供應(yīng)到下一步驟。雖然描述了兩個(gè)獨(dú)立罐的使用，但是通過用隔板將一個(gè)罐分成兩個(gè)垂直分開的罐，本實(shí)施方案可以構(gòu)造相同的裝置。在不脫離本實(shí)施方案的精神的前提下，罐的數(shù)目可以增加。
作為將液體從制備罐(A)351轉(zhuǎn)移到供應(yīng)罐(B)352中的器具，設(shè)置管道306來與制備罐(A)351的下部分和供應(yīng)罐(B)352的上部分實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。此外，管道306在其管線上提供了開關(guān)閥328。此外，這一開關(guān)閥328連接到控制裝置350。采用沒有配備液體輸送泵的該液體輸送器具，在制備罐(A)351中生產(chǎn)的具有所調(diào)節(jié)濃度的PIS將通過設(shè)置在管道306的管線上的閥門的轉(zhuǎn)換來引起憑借高度差而間歇地向下經(jīng)由管道306流向供應(yīng)罐(B)352。雖然已經(jīng)描述了在垂直方向上兩個(gè)罐的設(shè)置，但是本實(shí)施方案允許這些罐并聯(lián)設(shè)置(側(cè)向排列)。因?yàn)闉榱嗽谶@種情況下液體轉(zhuǎn)移的目的不能利用高度差，液體的轉(zhuǎn)移可通過在管道306的管線上提供液體輸送泵并在開通閥門的同時(shí)操作該泵來實(shí)現(xiàn)。
以上提及的制備罐(A)351裝有液位檢測器317a以檢測該罐的液位。出于同樣原因，以上提及的供應(yīng)罐(B)352裝有液位檢測器317b以檢測該罐的液位。此外，這些檢測器連接到控制裝置350。
該制備罐(A)351在其上部分上提供了阻聚劑輸入口355。此外，為了將阻聚劑供應(yīng)到制備罐(A)351中，進(jìn)料斗301經(jīng)由管道353連接到阻聚劑輸入口355。
作為控制被引入到上述制備罐(A)351中的阻聚劑的量的器具，管道353在其管線上提供了閘門閥313。此外，這些閘門閥313連接到控制裝置350。
順便說一下，本實(shí)施方案可以考慮采用產(chǎn)生振動(dòng)的器具和將惰性氣體引入到進(jìn)料斗的器具作為在上述第一實(shí)施方案中使用的防止阻聚劑被蒸汽的冷凝物所潤濕，粉末的附著，粉末掛懸的形成，和從罐中產(chǎn)生蒸汽的同一器具。
此外，該制備罐(A)351在其上部分上提供了CAL輸入口359。為了將CAL供應(yīng)到制備罐(A)351中，CAL罐(未示出)經(jīng)由管道357連接到CAL輸入口359。
作為控制CAL流入制備罐(A)351中的流速的器具，上述管道357在其管線上提供了流速檢測器309和開關(guān)閥308。這些進(jìn)一步連接到控制裝置350。
該制備罐(A)351還裝有螺旋槳型攪拌裝置302，作為攪拌和混合被間歇供應(yīng)到制備罐(A)351中的CAL和阻聚劑并穩(wěn)定地制備具有所調(diào)節(jié)濃度的PIS的攪拌和混合器具。此外，該攪拌裝置302(例如馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)部分)連接到控制裝置350。順便說一下，本實(shí)施方案任選允許供應(yīng)罐(B)352還裝有混合器。
供應(yīng)罐(B)352在其較低部分上提供PIS進(jìn)料口(出口)363，目的是能夠從供應(yīng)罐(B)352中抽出PIS。該進(jìn)料口363經(jīng)由管道361連接于下一步驟。
作為穩(wěn)定地轉(zhuǎn)移從供應(yīng)罐(B)352中所抽取出的PIS的液體轉(zhuǎn)移器具，管道361在其管線上提供液體輸送泵303。屬于液體輸送器具的該液體輸送泵303沒有特別限制，但是僅僅要求能夠以固定量連續(xù)地排出液體。
作為不依靠所排出溶液的量的變化，將從供應(yīng)罐(B)352中排出的PIS以固定流速穩(wěn)定地供應(yīng)到下一步驟的控制器具，在液體輸送泵303的后面的管道361可在其管線上提供流速檢測器319和開關(guān)閥318。這些進(jìn)一步連接到控制裝置350。
此外，作為調(diào)節(jié)進(jìn)入到下一步驟的裝置中的PIS的溫度的器具，從插在液體輸送泵303和上述流速檢測器319之間的管道361分出的管道365連接到供應(yīng)罐(B)352的上部分。管道365可在其管線上提供熱交換器304。這一液體溫度調(diào)節(jié)器具被設(shè)置的目的是將由液體輸送泵303輸送的PIS的一部分循環(huán)到供應(yīng)罐(B)352中，同時(shí)利用熱交換方法調(diào)節(jié)該循環(huán)PIS的溫度，并將罐中液體的溫度和因此流向下一步驟的PIS的溫度保持在各自足夠的水平。雖然已描述了提供用于液體溫度調(diào)節(jié)的換熱器，但是液體溫度調(diào)節(jié)的器具應(yīng)該沒有特別限制。供應(yīng)罐(B)352可在外部或內(nèi)部提供液體溫度調(diào)節(jié)器具。
在該圖中，控制系統(tǒng)的電路用虛線表示，管道的管線用實(shí)線表示。在這里，該裝置的各種組件的作用是通過控制裝置350根據(jù)來自該裝置的各種組件的檢測器的數(shù)據(jù)進(jìn)行程序運(yùn)算來控制。本實(shí)施方案任選讓各種組件的作用通過將這些組件的檢測器和閥門的操作部件連接于相關(guān)的液位指示器，流速指示器，液位調(diào)節(jié)儀和流速調(diào)節(jié)儀上來分別控制。
通過使用在圖3中圖示的用于制備和供給阻聚劑的裝置來進(jìn)行制備和供給的方法將在下面參考附圖來描述。
圖8是曲線圖，它概括性顯示了液位，PIS的進(jìn)料速率，和通過使用在圖3中所示的間歇制備和供給阻聚劑的裝置來進(jìn)行制備和供給的方法所制備的阻聚劑在罐中的濃度隨時(shí)間進(jìn)程的變化。
如在圖3和8中所示，來自CAL罐的CAL通過管道357經(jīng)由CAL輸入口359引入到制備罐(A)351中，一直到達(dá)到在圖8中示出的水平①為止，與此同時(shí)，在制備罐(A)351和供應(yīng)罐(B)352中液體的總量被保持控制在固定的水平。這里使用的術(shù)語“控制”是指一種程序，它包括根據(jù)主要來自流速檢測器309和319和液位檢測器317a和317b的數(shù)據(jù)來引起控制裝置350執(zhí)行程序運(yùn)算，根據(jù)程序運(yùn)算的結(jié)果來操縱開關(guān)閥308，并控制被引入到制備罐(A)351中的CAL的量。在達(dá)到了需要停止CAL供應(yīng)的水平①時(shí)，該開關(guān)閥308關(guān)閉來停止CAL的引入。
然后，為了固定該間歇制備的PIS在供應(yīng)罐(A)351中的濃度，在已經(jīng)達(dá)到了在圖8中示出的需要停止CAL供應(yīng)的水平①之后，閘門閥313開通將阻聚劑從進(jìn)料斗301中通過管道353經(jīng)由阻聚劑輸入口355引入到制備罐(A)351中。在達(dá)到了需要停止阻聚劑引入的水平②時(shí)，該閘門閥313關(guān)閉來停止阻聚劑的引入。
其后，在供應(yīng)罐(A)351中，通過運(yùn)轉(zhuǎn)在罐中設(shè)置的攪拌裝置302達(dá)規(guī)定的一段時(shí)間，從而攪拌和混合被順序地引入其中的阻聚劑和CAL來將PIS調(diào)節(jié)至均勻的濃度。在達(dá)到了圖8中示出的完成攪拌和混合的水平③時(shí)，停止攪拌裝置302的運(yùn)轉(zhuǎn)。
如此獲得的PIS從制備罐(A)351轉(zhuǎn)移到供應(yīng)罐(B)352。在達(dá)到了圖8所示的完成攪拌和混合的水平③時(shí)開通該開關(guān)閥328來起始該轉(zhuǎn)移操作，并繼續(xù)進(jìn)行到達(dá)到了圖8中示出的停止PIS的轉(zhuǎn)移的水平④為止。在更大部分的PIS(由制備罐(A)351中的規(guī)定液位來指示；罐的內(nèi)體積的大約50-95％)已經(jīng)轉(zhuǎn)移(圖8中所示的停止PIS轉(zhuǎn)移的水平④)時(shí)，該閥門328關(guān)閉來結(jié)束液體的轉(zhuǎn)移。
已經(jīng)轉(zhuǎn)移到供應(yīng)罐(B)352中的PIS通過液體輸送泵303經(jīng)由PIS進(jìn)料口(出口)363連續(xù)抽出并不斷地通過管道361轉(zhuǎn)移到下一步驟的設(shè)備中，同時(shí)轉(zhuǎn)移到下一步驟的PIS的量被控制在固定水平。這里使用的術(shù)語“控制”是指一種程序，它包括根據(jù)主要來自進(jìn)料速率檢測器309和319和液位檢測器317a和317b的數(shù)據(jù)來引起控制裝置350執(zhí)行程序運(yùn)算，根據(jù)程序運(yùn)算的結(jié)果來操縱開關(guān)閥318，并控制從供應(yīng)罐(B)352中排出和轉(zhuǎn)移到下一步驟的PIS的量。
然后，經(jīng)由PIS進(jìn)料口(出口)363抽出的PIS的一部分通過管道365循環(huán)到供應(yīng)罐(B)352中。與此同時(shí)，在管道365的管線上設(shè)置的熱交換器304用于調(diào)節(jié)PIS的溫度在足以防止該溶液在下一步驟中形成聚合物的水平。順便說一下，在本實(shí)施方案中，流速和濃度的計(jì)算不變地自動(dòng)控制。
順便說一下，在制備罐(A)351上，在達(dá)到了圖8中示出的停止PIS轉(zhuǎn)移的水平④時(shí)，該開關(guān)閥308被開通將CAL從CAL罐通過管道357經(jīng)由CAL輸入口359引入到制備罐(A)351中。
在本實(shí)施方案中，液體從制備罐(A)351到供應(yīng)罐(B)352的供應(yīng)能夠非常穩(wěn)定地進(jìn)行，所不同的是在供給過程中流速暫時(shí)失穩(wěn)(參見圖8)。出于同樣原因，本實(shí)施方案能夠表現(xiàn)出可使該制備罐(A)351和供應(yīng)罐(B)352中液體的總量和阻聚劑在供應(yīng)罐(B)352中的濃度不變地保持在各自固定水平的一種真實(shí)突出的操作和效果。
圖4是代表本發(fā)明用于間歇制備和供給阻聚劑的裝置的另一典型實(shí)施方案(第三實(shí)施方案)的裝置的示意圖。在本實(shí)施方案中，兩個(gè)罐互相補(bǔ)充地使用，兩罐中的一個(gè)罐用作制備PIS和將PIS供應(yīng)到下一步驟和另一罐中的主罐，而另一罐用作副罐，后者用于貯存來自該一個(gè)罐的處在所調(diào)節(jié)濃度下的PIS并僅僅在該一個(gè)罐中制備PIS的過程中將PIS補(bǔ)充性地供應(yīng)到下一步驟中。結(jié)果，盡管間歇地制備PIS，該裝置總體上能夠穩(wěn)定和安全地在固定速率下連續(xù)地供應(yīng)具有所調(diào)節(jié)濃度的PIS。
作為有關(guān)本發(fā)明的用于制備和供給阻聚劑的裝置的第四實(shí)施方案，一個(gè)罐用隔板405分成兩個(gè)罐，如圖4中所示。它們中的一個(gè)罐是用于制備PIS并稱作主罐451的罐，即在固定的一段時(shí)間中將具有所調(diào)節(jié)濃度的PIS供應(yīng)到另一罐和同時(shí)將它在固定的流速下穩(wěn)定地供應(yīng)到下一步驟的一個(gè)罐。另一個(gè)是所謂的副罐452，它用于貯存主要通過循環(huán)管道從主罐451中引進(jìn)的PIS并僅僅在主罐451中制備PIS的過程中將PIS補(bǔ)充性地供應(yīng)到下一步驟中。結(jié)果，該P(yáng)IS能夠在固定的流速下連續(xù)穩(wěn)定地供應(yīng)到下一步驟中。雖然已經(jīng)描述了一個(gè)罐被隔板分成兩個(gè)罐的情況，但是通過使用兩個(gè)獨(dú)立的罐，本實(shí)施方案可以構(gòu)造相同的裝置。在不脫離本實(shí)施方案的精神的前提下罐的數(shù)目可以增加。
作為將液體從副罐452轉(zhuǎn)移到主罐451(兩者都在上面提及)的器具，管道(溢流管線)406傾斜設(shè)置使得從副罐452流到主罐451實(shí)現(xiàn)內(nèi)部連接。在副罐452中在所調(diào)節(jié)溫度下利用上述液體輸送器具(將在下面具體地描述)來循環(huán)的該P(yáng)IS的超過固定液位的那一部分將通過一個(gè)開口從副罐452上的管道406溢出并憑借高度差向下流向主罐451。雖然已經(jīng)描述管道406的內(nèi)部連接，但是本實(shí)施方案允許管道406外部連接。
以上提及的主罐451裝有液位檢測器417以檢測罐中液位。此外，該液位檢測器連接到控制裝置450。
該主罐451在其上部分上提供阻聚劑輸入口455。此外，為了將阻聚劑供應(yīng)到主罐451中，進(jìn)料斗401經(jīng)由管道453連接到阻聚劑輸入口455。
作為控制被引入到上述主罐451中的阻聚劑的量的器具，管道453在其管線上提供了閘門閥413。此外，該閘門閥413連接到控制裝置450。
順便說一下，本實(shí)施方案還可以考慮采用產(chǎn)生振動(dòng)的器具和將惰性氣體引入到進(jìn)料斗的器具作為在上述第一實(shí)施方案中使用的防止阻聚劑被蒸汽的冷凝物所潤濕，粉末的附著，粉末掛懸的形成，和從罐中產(chǎn)生蒸汽的同一器具。
此外，該主罐451在其上部分上提供CAL輸入口459。為了將CAL供應(yīng)給主罐451，前一步驟的CAL罐(未示出)經(jīng)管道457連接于CAL輸入口459。
作進(jìn)入控制CAL流入主罐451中的流速的器具，上述管道457在其管線上提供了流速檢測器409和開關(guān)閥408。該檢測器和該閥門可連接到控制裝置450。
該主罐451裝有螺旋槳型攪拌裝置402，作為攪拌和混合以間歇方式周期性地供應(yīng)到主罐451中的CAL和阻聚劑并穩(wěn)定地制備具有所調(diào)節(jié)濃度的PIS的攪拌和混合器具。此外，該攪拌裝置402(例如馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)部分)連接到控制裝置450。當(dāng)必要時(shí)，本實(shí)施方案可以考慮讓副罐452也裝有混合器具。
該主罐451在其較低部分上提供PIS進(jìn)料口(出口)464，目的是為了從主罐451中抽出PIS。該進(jìn)料口464經(jīng)由管道461連接于下一步驟。出于同樣原因，副罐452在其較低部分上提供PIS進(jìn)料口463，目的是為了從副罐452中抽出PIS。該進(jìn)料口463借助于管道461經(jīng)由管道462(匯合點(diǎn)460)連接于下一步驟的裝置。
作為從主罐451或副罐452中抽出的PIS被穩(wěn)定轉(zhuǎn)移的液體輸送器具，管道461在上述匯合點(diǎn)460之后其管線上提供液體輸送泵403。雖然已經(jīng)描述了將用于供應(yīng)到下一步驟中的管線匯合成一個(gè)管線，本實(shí)施方案可以考慮允許各供應(yīng)管線彼此獨(dú)立地連接于下一步驟。該液體輸送泵403沒有特別限制，但僅僅要求能夠在固定流速下連續(xù)地抽出液體。
作為控制交替地從主罐451和副罐452中連續(xù)抽出的PIS的流速的器具，在液體輸送泵403的后面的管道461在其管線上提供流速檢測器419和開關(guān)閥418。結(jié)果，該P(yáng)IS能夠在固定流速下持續(xù)穩(wěn)定地供應(yīng)到下一步驟中，而與被排出的溶液量的變化無關(guān)。該檢測器和該閥門可進(jìn)一步連接到控制裝置450。
作為轉(zhuǎn)換該P(yáng)IS供應(yīng)到下一步驟的供應(yīng)起端(origins)的原料輸送管-轉(zhuǎn)換器具，在匯合點(diǎn)460之前的管道461在其管線上提供開關(guān)閥414，和在匯合點(diǎn)460之前的管道462在其管線上提供開關(guān)閥415。這些閥門進(jìn)一步連接到控制裝置450。雖然已經(jīng)描述了各開關(guān)閥在相關(guān)管道上的使用，但是，本實(shí)施方案可以考慮為匯合點(diǎn)460提供流線轉(zhuǎn)換閥，目的是讓PIS的供應(yīng)起端(origins)被切換。
此外，作為調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)移到下一步驟的PIS的溫度的器具，從插在液體輸送泵403和上述流速檢測器419之間的管道461分出的管道465可連接到副罐452的上部分。然后，管道465可在其管線上提供熱交換器404。通過這一液體溫度調(diào)節(jié)器具，由液體輸送泵403向前輸送的PIS的一部分能夠循環(huán)到副罐452中并同時(shí)進(jìn)行熱交換。結(jié)果，被循環(huán)的PIS的溫度能夠被調(diào)節(jié)，而且在罐中液體的溫度和因此被轉(zhuǎn)移到下一步驟的PIS的溫度能夠保持在各自足夠的水平。雖然已描述了提供用于液體溫度調(diào)節(jié)的熱交換器，但是液體溫度調(diào)節(jié)的器具不必特別限制。
在該圖中，控制系統(tǒng)的電路用虛線表示，和管道的管線用實(shí)線表示。這里，該控制裝置450根據(jù)來自裝置的各種組件的檢測器的數(shù)據(jù)來進(jìn)行程序運(yùn)算，并控制該裝置的各種組件的作用。本實(shí)施方案可以考慮將各種組件的檢測器和閥門的操作部件各自連接到液位指示器，流速指示器，液位調(diào)節(jié)儀，和流速調(diào)節(jié)儀，并控制各種組件各自的作用。
現(xiàn)在，通過使用在圖4中圖示的用于制備和供給阻聚劑的裝置來進(jìn)行制備和供給的方法將在下面參考附圖來描述。
圖9是曲線圖，它概括性顯示了液位，PIS的進(jìn)料速率，和通過使用在圖4中所示的間歇制備和供給阻聚劑的裝置來進(jìn)行制備和供給的方法所制備的阻聚劑在罐中的濃度隨時(shí)間進(jìn)程的變化。
如圖4和9中所示，繼續(xù)進(jìn)行下列過程，直至由主罐451中提供的液位檢測器417檢測出的在主罐451上的液位達(dá)到了在圖9中示出的開始調(diào)節(jié)PIS的水平①為止(該液位能夠防止相當(dāng)于總體積的約5-20％泵氣穴化的發(fā)生)。在副罐452上的閥門415被關(guān)閉和在主罐451上的開關(guān)閥414被打開，然后在主罐451中具有所調(diào)節(jié)濃度的PIS通過液體輸送泵403經(jīng)PIS進(jìn)料口(出口)464抽出并通過管道461供應(yīng)到下一步驟中，同時(shí)控制進(jìn)入下一步驟的進(jìn)料速率以恒定地保持固定。這里使用的術(shù)語“控制”是指一種程序，它包括根據(jù)主要來自流速檢測器419和液位檢測器417的數(shù)據(jù)來引起控制裝置450執(zhí)行程序運(yùn)算，根據(jù)程序運(yùn)算的結(jié)果來操縱開關(guān)閥418，和控制從主罐451中排出和轉(zhuǎn)移到下一步驟的PIS的量。同時(shí)，溶液通過管道465供應(yīng)到副罐452中，附帶用熱交換器404控制液體溫度。如此循環(huán)到副罐452中的PIS的超過固定液位的那一部分可以通過管道406向下流至主罐451并進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。
然后，開關(guān)閥414被關(guān)閉和開關(guān)閥415被打開，在主罐451上的液位達(dá)到了可以啟動(dòng)PIS調(diào)節(jié)的水平(在圖9中的水平①)之后，輸送到下一步驟中的原料輸送管從主罐451轉(zhuǎn)換到副罐452。結(jié)果，在副罐452中的PIS利用液體輸送泵403抽出并經(jīng)由管道462通過管道461轉(zhuǎn)移到下一步驟，控制該溶液加入到下一步驟中的進(jìn)料速率以持續(xù)保持固定。這里使用的術(shù)語“控制”是指一種程序，它包括根據(jù)主要來自流速檢測器419的數(shù)據(jù)來引起控制裝置450執(zhí)行程序運(yùn)算，根據(jù)程序運(yùn)算的結(jié)果來操縱開關(guān)閥418，和控制從副罐452中排出和轉(zhuǎn)移到下一步驟的PIS的量。同時(shí)，溶液通過管道465循環(huán)到副罐452中，附帶用熱交換器404控制液體溫度。
其后，在PIS供應(yīng)到下一步驟的起端上的閥門(管線)被轉(zhuǎn)換(這一轉(zhuǎn)換引起一定量的時(shí)間滯后并導(dǎo)致了一段時(shí)間，在這一段時(shí)間中PIS的進(jìn)料速率暫時(shí)地失穩(wěn)，參見圖9)(在圖9中示出的②的時(shí)刻)。在該主罐451上，開關(guān)閥408被打開，來自CAL罐的CAL通過管道457經(jīng)由CAL輸入口459引入到主罐451中，直至規(guī)定的液位為止(停止PIS調(diào)節(jié)的液位；在圖9中的位點(diǎn)③)。在圖9中示出的停止PIS調(diào)節(jié)的液位③上關(guān)閉開關(guān)閥408。
然后，在主罐451上，在達(dá)到了圖9中所示的在③處的停止調(diào)節(jié)的液位之后，閘門閥413被打開，來自進(jìn)料斗401的阻聚劑通過管道453經(jīng)由阻聚劑輸入口455引入，直至規(guī)定的液位為止(停止阻聚劑的引入的液位；圖9中所示的位點(diǎn)④)。在停止阻聚劑的引入的液位④上關(guān)閉該閘門閥413。
其后，進(jìn)一步在主罐451上，按順序依次供應(yīng)到主罐451中的CAL和阻聚劑可通過同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)所設(shè)置的攪拌裝置402達(dá)規(guī)定的一段時(shí)間(一直到圖9中所示的位點(diǎn)⑤)來進(jìn)行攪拌和混合，生產(chǎn)已調(diào)節(jié)至均勻濃度的PIS。
同時(shí)，在副罐452上，在同一罐452中補(bǔ)充性貯存的PIS可通過在位點(diǎn)①-⑤之間(即在主罐中制備PIS的過程中)的位點(diǎn)①上打開的開關(guān)閥415所形成的進(jìn)料管線(管道462→管道461)連續(xù)穩(wěn)定地供應(yīng)到下一步驟中。同時(shí)，PIS的一部分通過管道465循環(huán)到副罐452中，同時(shí)調(diào)節(jié)它的溫度。
然后，在結(jié)束攪拌時(shí)(圖9中所示的位點(diǎn)⑤)，在主罐451上的開關(guān)閥414被打開和在副罐452上的開關(guān)閥415被關(guān)閉，然后PIS供應(yīng)到下一步驟的該起端則從副罐452轉(zhuǎn)換到主罐451。
結(jié)果，在主罐451中的PIS利用液體輸送泵403經(jīng)由PIS進(jìn)料口(出口)464從主罐451中抽出，然后控制它的進(jìn)料速率以持續(xù)保持固定，并通過管道462和461轉(zhuǎn)移到下一步驟的裝置中。在本實(shí)施方案中，所述供給能夠非常穩(wěn)定地繼續(xù)，只是在閥門從副罐452轉(zhuǎn)換到主罐451和閥門從主罐451轉(zhuǎn)換到副罐452的過程中流速暫時(shí)地失穩(wěn)(參見圖9)。
順便說一下，PIS的超過副罐452中規(guī)定液位的那一部分通過溢流管線406不斷地從副罐452轉(zhuǎn)移到主罐451。
然后，通過主罐451或副罐452的PIS進(jìn)料口(出口)464或463連續(xù)抽出的一部分PIS不斷地通過管道465循環(huán)到副罐452中。在此時(shí)，PIS的溫度通過在管道465的管線上提供的熱交換器404被調(diào)節(jié)至足夠的水平。結(jié)果，供應(yīng)到下一步驟的PIS的溫度的變化被抑制，和在下一步驟的設(shè)備和管道中聚合物的可能形成和沉積都被有效地阻止。本實(shí)施方案優(yōu)選該流速和濃度的計(jì)算通過控制裝置450來自動(dòng)控制。
對(duì)于本實(shí)施方案，PIS的進(jìn)料速率和在用作供應(yīng)罐的罐中阻聚劑的濃度能夠不變地保持在各自固定的水平，如圖9中所示，盡管在主罐451和副罐452中液位有可能變化。
圖5是代表本發(fā)明用于間歇制備和供給阻聚劑的裝置的一個(gè)典型實(shí)施方案(第四實(shí)施方案)的裝置的示意圖。在本實(shí)施方案中，兩個(gè)罐并聯(lián)設(shè)置來使用。兩罐中的一個(gè)生產(chǎn)PIS和另一罐供給PIS。它們可交替重復(fù)這些操作。該裝置總體上能夠進(jìn)行該溶液的連續(xù)固定量的供給。
用于制備和供給阻聚劑的本發(fā)明的裝置第四實(shí)施方案具有兩個(gè)獨(dú)立罐。為了方便起見，在圖方位左側(cè)的罐稱作第一罐551和在右側(cè)的罐稱作第二罐552。如圖5中所示，它們兩個(gè)都能夠制備PIS和，同時(shí)，將所生產(chǎn)的PIS供應(yīng)到下一步驟。
以上提及的第一罐551裝有液位檢測器517a以檢測罐中液位。同樣地，第二罐552裝有液位檢測器517b以檢測罐中液位。這些液位檢測器進(jìn)一步連接到控制裝置550。
第一罐551在其上部分提供了阻聚劑輸入口555a和進(jìn)料斗501a通過管道553a連接于阻聚劑輸入口555a以便將阻聚劑供應(yīng)到第一罐551。同樣地，第二罐552在其上部分提供了阻聚劑輸入口555b和進(jìn)料斗501b通過管道553b連接于阻聚劑輸入口555b以便將阻聚劑供應(yīng)到第二罐552。任選地，本實(shí)施方案可以考慮在來自一個(gè)進(jìn)料斗的管道上使用轉(zhuǎn)換閥以便及時(shí)地將阻聚劑引入到第一和第二罐中。
作為控制被引入到第一罐551中的阻聚劑的進(jìn)料速率的器具，管道553a在其管線上提供了閘門閥513a。作為控制被引入到第二罐552中的阻聚劑的進(jìn)料速率的器具，管道553b在其管線上提供了閘門閥513b。這些閘門閥進(jìn)一步連接到控制裝置550。
順便說一下，本實(shí)施方案還可以考慮采用產(chǎn)生振動(dòng)的器具和將惰性氣體引入到進(jìn)料斗的器具作為在第一實(shí)施方案中使用的防止阻聚劑被蒸汽的冷凝物所潤濕，粉末的附著，粉末掛懸的形成，和從罐中產(chǎn)生蒸汽的相同器具。
此外，為了將CAL供應(yīng)到第一罐551中，第一罐551在其上部提供CAL入口559a和前面步驟的CAL罐(未示出)經(jīng)過管道557a和558連接于CAL輸入口559a。同樣地，第二罐552在其上部提供CAL輸入口559b和CAL罐通過管道557b和558連接于CAL輸入口559b。在這里，來自一個(gè)CAL罐的管道558在其長度的一半的分支點(diǎn)556處被分成兩個(gè)管線557a和557b并分別連接于第一罐和第二罐。本實(shí)施方案可以考慮為第一罐和第二罐分別提供兩個(gè)相應(yīng)的CAL罐，因此形成了CAL的互相獨(dú)立的進(jìn)料管線。
此外，作為控制流向第一罐551或第二罐552的CAL的進(jìn)料速率的器具，管道558在其管線上提供了流速檢測器509和開關(guān)閥508。該檢測器和該閥門可進(jìn)一步連接到控制裝置550。
作為將CAL的供給管線轉(zhuǎn)換到第一罐551或第二罐552的器具，上述的管道557a在其管線上提供了開關(guān)閥516a和管道557b在其管線上提供了開關(guān)閥516b。這些開關(guān)閥進(jìn)一步連接到控制裝置550。
作為攪拌和混合被間歇地供應(yīng)到第一罐551中的CAL和阻聚劑并穩(wěn)定地制備具有所調(diào)節(jié)濃度的PIS的攪拌和混合器具，第一罐551裝有螺旋槳型攪拌裝置502a。同樣地，作為攪拌和混合被間歇地供應(yīng)到第二罐552中的CAL和阻聚劑并穩(wěn)定地制備具有所調(diào)節(jié)濃度的PIS的攪拌和混合器具，第二罐裝有螺旋槳型攪拌裝置502b。這些攪拌裝置502a和502b進(jìn)一步連接到控制裝置550。
此外，第一罐551在其較低部分上提供了PIS進(jìn)料口563a，它經(jīng)由管道561連接到下一步驟的裝置(未示出)。結(jié)果，在罐中制備的PIS能夠被抽出。同樣地，第二罐552在其較低部分上提供PIS進(jìn)料口563b，它經(jīng)由管道562(匯合點(diǎn)560)和通過管道561連接于下一步驟的裝置。
作為穩(wěn)定地轉(zhuǎn)移從第一罐551或第二罐552中抽出的PIS的液體輸送器具，管道561在其管線上在匯合點(diǎn)560后面提供液體輸送泵503。在這里，供應(yīng)到下一步驟的管線結(jié)合成一個(gè)管線。本實(shí)施方案可以考慮形成各自供給管線，以便獨(dú)立地連接于下一步驟。此外，本實(shí)施方案可以考慮在其中引入循環(huán)管線以便通過熱交換來調(diào)節(jié)液體的溫度。
作為通過進(jìn)料口563a和563b抽出PIS和在固定流速下持續(xù)穩(wěn)定地將溶液供應(yīng)到下一步驟的流速控制器具，管道561在其管線上在液體輸送泵503的后面提供了流速檢測器519和開關(guān)閥518。該檢測器和該閥門可進(jìn)一步連接到控制裝置550。
作為轉(zhuǎn)換該P(yáng)IS供應(yīng)到下一步驟的供應(yīng)起端(origins)的原料輸送管-轉(zhuǎn)換器具，管道561在匯合點(diǎn)560之前的它的管線上提供開關(guān)閥514，管道562在匯合點(diǎn)560之前的它的管線上提供開關(guān)閥515。這些開關(guān)閥進(jìn)一步連接到控制裝置550。在這里，在相關(guān)管道上各自使用開關(guān)閥。本實(shí)施方案考慮在匯合點(diǎn)560提供管線-轉(zhuǎn)換閥，因此可以轉(zhuǎn)換PIS供給的起端。
順便說一下，在該圖中，控制系統(tǒng)的電路用虛線表示，管道的管線用實(shí)線表示。這里，該控制裝置550根據(jù)來自裝置的各種組件的檢測器的數(shù)據(jù)來進(jìn)行程序運(yùn)算，并控制該裝置的各種組件的作用。本實(shí)施方案可以考慮將各種組件的檢測器和閥門的操作部件各自連接到液位指示器，流速指示器，液位調(diào)節(jié)儀，和流速調(diào)節(jié)儀，并各自控制各種組件的作用。
現(xiàn)在，通過使用用于制備和供給阻聚劑的裝置來制備和供給的方法將在下面參考圖5來描述。
圖10是曲線圖，它概括性顯示了液位，PIS的進(jìn)料速率，和通過使用在圖5中所示的間歇制備和供給阻聚劑的裝置來進(jìn)行制備和供給的方法所制備的阻聚劑在罐中的濃度隨時(shí)間進(jìn)程的變化。
如圖5和10中所示，控制第一罐551和第二罐552，從而控制其中所含的液體的總量在固定水平。這里使用的術(shù)語“控制”是指一種程序，它包括根據(jù)主要來自流速檢測器509和519和液位檢測器517a和517b的數(shù)據(jù)來引起控制裝置550執(zhí)行程序運(yùn)算，根據(jù)程序運(yùn)算的結(jié)果來操縱閥門508，和控制被引入到第一罐551的液體的量和從第二罐552供應(yīng)到下一步驟的液體的量。在持續(xù)控制下的第一罐551上，開關(guān)閥514和閘門閥513a關(guān)閉和開關(guān)閥508和516a被打開，然后將來自濃度(concentration)液體罐的CAL連續(xù)地通過管道558和557a經(jīng)由CAL輸入口559a引入到第一罐551中，一直到達(dá)到規(guī)定的液位(停止調(diào)節(jié)液體的液位；在圖10中示出的位點(diǎn)①)為止。在圖10中所示的停止調(diào)節(jié)液體的液位①下，開關(guān)閥516a和508關(guān)閉。
在第二罐552上，該開關(guān)閥516b和該閘門閥513b被關(guān)閉和開關(guān)閥515和518被打開，然后利用液體輸送泵503將CAL從PIS進(jìn)料口(出口)563b抽出并連續(xù)地通過管道562和561轉(zhuǎn)移到下一步驟的裝置中，一直到達(dá)到圖10中所示的位點(diǎn)③為止。
同時(shí)，在第一罐551上，在達(dá)到了圖10中所示的停止調(diào)節(jié)液體的液位①之后，閘門閥513a被打開，來自進(jìn)料斗501a的阻聚劑通過管道553a經(jīng)由阻聚劑輸入口555a引入到第一罐551中，直至達(dá)到規(guī)定的液位(停止阻聚劑引入的液位；在圖10中示出的位點(diǎn)②)為止。在停止阻聚劑引入的液位②下，關(guān)閉閘門閥513a。
其后，在第一罐551上，通過運(yùn)轉(zhuǎn)在罐上提供的攪拌裝置502a達(dá)規(guī)定的一段時(shí)間(在圖10中所示的位點(diǎn)②和③之間的一段時(shí)間)，從而攪拌和混合按順序依次引入到罐中的CAL和阻聚劑，來生產(chǎn)已調(diào)節(jié)至均勻濃度的PIS。
然后，在圖10中所示的位點(diǎn)③下，在第一罐上的閥門514被打開和在第二罐552上的閥門515被關(guān)閉，供應(yīng)到下一步驟的罐從第二罐552轉(zhuǎn)換到第一罐551。在第二罐552上，閥門516b和508被打開和在制備PIS的一側(cè)的罐從第一罐551轉(zhuǎn)換到第二罐552。
其后，交替地進(jìn)行迄今已描述過的在第一罐551和第二罐552上的一系列操作。通過重復(fù)一系列操作，有可能將PIS連續(xù)地供應(yīng)到下一步驟。流速和濃度的計(jì)算利用控制裝置550來不變地自動(dòng)控制。
在本實(shí)施方案中，能夠非常穩(wěn)定地持續(xù)進(jìn)行供給，只是在圖10中所示的位點(diǎn)③下轉(zhuǎn)換閥門的過程中流速暫時(shí)失穩(wěn)。(參見圖10)實(shí)施例現(xiàn)在，本發(fā)明將參考下面的實(shí)施例更具體地描述。
實(shí)施例1圖2中所示的裝置用于進(jìn)行阻聚劑的制備和供給。具有5m3的內(nèi)體積和由不銹鋼(SUS 304)制成的立式圓筒貯罐用隔板205分成兩個(gè)罐。分開的罐用管道206互聯(lián)。較大的罐具有4m3的內(nèi)體積，較小的罐具有1m3的內(nèi)體積。較大的罐251裝有螺旋槳型-攪拌裝置202從而用作制備罐，較小的罐252用作供應(yīng)罐。此外，使用裝有負(fù)載傳感器的進(jìn)料斗201，粉末供給設(shè)備212(可以從日本Taisei Kogyo K.K.獲得，“SmoothAuto Feeder”類型)，液體輸送泵203(密封外殼的泵)，和螺旋式熱交換器204。容積流量儀用作流速儀，壓差式液位計(jì)用作液位計(jì)。
由100wt％的丙烯酸和吩噻嗪組成的CAL用作阻聚劑。具有設(shè)定在1wt％的阻聚劑濃度的PIS在100kg/h的流速下連續(xù)地從供應(yīng)罐轉(zhuǎn)移到下一步驟中。
該CAL被連續(xù)引入以控制在供應(yīng)罐中固定的液位，通過使用負(fù)載傳感器211和粉末供給設(shè)備212，吩噻嗪被連續(xù)引入，從而控制阻聚劑濃度在固定水平。利用溢流器206，PIS不斷地從制備罐轉(zhuǎn)移到供應(yīng)罐。流速和濃度的計(jì)算不變地自動(dòng)控制。連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)該螺旋槳型-攪拌裝置202。
前述操作的結(jié)果示于圖7和表1中。阻聚劑濃度被穩(wěn)定在固定的濃度(1wt％)。該操作不會(huì)遇到諸如供應(yīng)到下一步驟中的量(100kg/h)的變化，聚合物的產(chǎn)生，和質(zhì)量惡化之類的問題。
實(shí)施例2與實(shí)施例1中形成對(duì)比，在圖3中所示的裝置用于進(jìn)行阻聚劑的制備和供給。具有5m3的內(nèi)體積和由不銹鋼(SUS304)制成的兩個(gè)立式圓筒罐在經(jīng)過安裝之后形成了備有螺旋槳型攪拌裝置的一個(gè)制備罐和一個(gè)供應(yīng)罐。還可以使用進(jìn)料斗301，液體輸送泵303(密封外殼的泵)，和螺旋式熱交換器304。容積流量儀用作流速儀，壓差式液位計(jì)用作液位計(jì)。
液體和阻聚劑的組成，流速，和設(shè)定的濃度與實(shí)施例1中相同。
該CAL被連續(xù)引入到制備罐和供應(yīng)罐，以使液體總量控制在固定水平。在達(dá)到了圖8所示的停止調(diào)節(jié)的液位①之后，通過打開閥門313來引入吩噻嗪。其后，該螺旋槳型-攪拌裝置302操作約10分鐘，在結(jié)束攪拌的時(shí)間③點(diǎn)打開閥門328將PIS從制備罐351轉(zhuǎn)移到供應(yīng)罐352中。流速和濃度的計(jì)算不變地自動(dòng)控制。
操作的結(jié)果示于圖8和表1中。阻聚劑濃度被穩(wěn)定在固定的濃度(1wt％)。該操作不會(huì)引起諸如聚合物的產(chǎn)生和產(chǎn)品質(zhì)量的惡化之類的問題，雖然在液體轉(zhuǎn)移過程中加入到下一步驟的進(jìn)料速率(100kg/h)稍微有變化。
實(shí)施例3與實(shí)施例1中形成對(duì)比，在圖4中所示的裝置用于進(jìn)行阻聚劑的制備和供給。具有5m3的內(nèi)體積和由不銹鋼(SUS 304)制成的立式圓筒貯罐用隔板405分成兩個(gè)罐，分開的罐用管道406進(jìn)行互聯(lián)。較大的罐具有4m3的內(nèi)體積，較小的罐具有1m3的內(nèi)體積。較大的罐裝有螺旋槳型-攪拌裝置402。還可以使用進(jìn)料斗401，液體輸送泵403(密封外殼的泵)，和螺旋式熱交換器404。容積流量儀用作流速儀，壓差式液位計(jì)用作液位計(jì)。
液體和阻聚劑的組成，流速，和設(shè)定的濃度與實(shí)施例1中相同。
在4m3側(cè)的液位已達(dá)到了在圖9中所示的開始調(diào)節(jié)的液位①之后，閥門414被關(guān)閉和閥門415被打開來將輸送到下一步驟的供應(yīng)從4m3的較大罐轉(zhuǎn)換到1m3的較小罐。然后，閥門408被打開來引入CAL。在達(dá)到了停止調(diào)節(jié)的液位③之后，通過開通閥門413來引入吩噻嗪。其后，該攪拌裝置402操作約10分鐘。在結(jié)束攪拌的時(shí)間⑤點(diǎn)，該閥門414被打開和該閥門415被關(guān)閉，以便將輸送到下一步驟的供應(yīng)從1m3的較小罐轉(zhuǎn)換到4m3的較大罐。利用溢流管406，該液體不斷地從1m3的較小罐轉(zhuǎn)移到4m3的較大罐。流速和濃度的計(jì)算不變地自動(dòng)控制。
結(jié)果示于圖9和表1中。阻聚劑濃度被穩(wěn)定在固定的濃度(1wt％)。該操作不會(huì)引起諸如聚合物的產(chǎn)生和產(chǎn)品質(zhì)量的惡化之類的問題，雖然在閥門轉(zhuǎn)換過程中加入到下一步驟的進(jìn)料速率(100kg/h)稍微有變化。
實(shí)施例4與實(shí)施例1中形成對(duì)比，在圖5中所示的裝置用于進(jìn)行阻聚劑的制備和供給。具有5m3的內(nèi)體積和由不銹鋼(SUS 304)制成的兩個(gè)立式圓筒罐各自裝有螺旋槳型攪拌裝置502a和502b和進(jìn)料斗501a和501b。在外部可以使用液體輸送泵503(密封外殼的泵)，和螺旋式熱交換器504。容積流量儀用作流速儀和壓差式液位計(jì)用作液位計(jì)。這些罐中的一個(gè)罐用作制備罐(A)和另一個(gè)用作供給罐(B)。
液體和阻聚劑的組成，流速，和設(shè)定的濃度與實(shí)施例1中相同。
該CAL被連續(xù)引入到第一罐551和第二罐552中，以使液體總量控制在固定水平。在達(dá)到了圖10中所示的停止調(diào)節(jié)的液位①之后，通過開通閥門513a來引入吩噻嗪。其后，該螺旋槳型-攪拌裝置502a操作約10分鐘，然后，在輸送到下一步驟的供給從第二罐552轉(zhuǎn)換到第一罐551的時(shí)間③點(diǎn)將閥門514開通和閥門515關(guān)閉。閥門516b被開通和閥門516a被關(guān)閉，來將進(jìn)行PIS的制備的罐從第一罐551轉(zhuǎn)換到第二罐552。流速和濃度的計(jì)算不變地自動(dòng)控制。
操作的結(jié)果示于圖10和表1中。阻聚劑濃度被穩(wěn)定在固定的濃度(1wt％)。該操作沒有引起諸如聚合物的產(chǎn)生和產(chǎn)品質(zhì)量的惡化之類的問題，雖然在閥門轉(zhuǎn)換過程中加入到下一步驟的進(jìn)料速率(100kg/h)稍微有變化。
對(duì)比實(shí)施例1與實(shí)施例1形成對(duì)比，使用在圖1中所示的裝置。在具有5m3的內(nèi)體積和由不銹鋼(SUS 304)制成的立式圓筒罐中，使用螺旋槳型-攪拌裝置102和進(jìn)料斗101。還使用液體輸送泵103(密封外殼的泵)。容積流量儀用作流速儀，壓差式液位計(jì)用作液位計(jì)。
液體和阻聚劑的濃度，流速，和設(shè)定的濃度與實(shí)施例1中相同。
在液位達(dá)到了如圖6中所示的開始調(diào)節(jié)的液位①之后，閥門108被打開來引入CAL。在達(dá)到了停止調(diào)節(jié)的液位③之后，通過開通閥門107來引入吩噻嗪。其后，螺旋槳型攪拌裝置102操作約10分鐘。
操作的結(jié)果示于圖6和表1中。阻聚劑濃度僅僅相當(dāng)困難地保持在固定的濃度(1wt％)，因?yàn)樵贑AL的引入過程中的液體短通路和不足夠的混合物。加入到下一步驟的進(jìn)料速率(100kg/h)因?yàn)樵贑AL引入過程中壓力變化和溫度變化而失穩(wěn)。在下一步驟中的管道和設(shè)備導(dǎo)致聚合物的沉積。阻聚劑濃度的變化導(dǎo)致質(zhì)量的惡化。
表1

表1(續(xù)I)

表1(續(xù)II)

權(quán)利要求
1.一種用于制備和供給阻聚劑的裝置，其包括至少兩個(gè)罐，以及攪拌裝置、液位檢測器、阻聚劑輸入口、濃度調(diào)節(jié)液體輸入口，和阻聚劑溶液進(jìn)料口，其各自安裝在所述這些罐中的至少一個(gè)之中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中所述的至少一種罐在進(jìn)料斗和所述罐之間的阻聚劑輸入管線上具有進(jìn)料斗和/或粉末供給設(shè)備。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的裝置，其進(jìn)一步包括用于將濃度調(diào)節(jié)液體引入到所述罐中的管線、流速檢測器和在用于引入濃度調(diào)節(jié)液體的管線的上游側(cè)的閥門，或用于均勻地控制阻聚劑濃度的器具。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任何一項(xiàng)的裝置，其進(jìn)一步包括通過將濃度調(diào)節(jié)液體引入到所述罐中來控制所述罐中液位的器具，或?qū)⒆杈蹌┮胨龉拗袕亩鴮⒆杈蹌舛瓤刂圃诠潭舛认碌钠骶摺?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任何一項(xiàng)的裝置，其中阻聚劑是球粒形式。
6.一種制備和供給阻聚劑的方法，其包括使用如權(quán)利要求1-5中任何一項(xiàng)所述的裝置。
全文摘要
提供了用于制備和供給阻聚劑的裝置，其持續(xù)不斷地穩(wěn)定供應(yīng)已調(diào)節(jié)至規(guī)定濃度的阻聚劑溶液，并能夠使得在下一步驟中處置的化合物被阻止發(fā)生聚合反應(yīng)。用于制備和供給阻聚劑的裝置具有至少兩個(gè)罐，以及攪拌裝置、液位檢測器、阻聚劑輸入口、濃度調(diào)節(jié)液體輸入口和阻聚劑溶液進(jìn)料口，各自都安裝在這些罐的至少一個(gè)上。
文檔編號(hào)B01F3/08GK1408467SQ0214376
公開日2003年4月9日 申請(qǐng)日期2002年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月28日
發(fā)明者濱本惠, 西村武, 坂元一彥, 鈴木邦彥 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日本觸媒