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Title:
METHOD AND SYSTEM FOR PRODUCING A POLYMER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/046467
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing a polymer from a first component and a second component by means of a reactor (50), wherein reaction heat in the reactor (50) is discharged via an evaporative cooler (40), wherein gaseous exhaust vapour in the reactor (50) is supplied to the evaporative cooler (40), and condensed exhaust vapour is guided from the evaporative cooler (40) back into the reactor (50). In this way, the first component and/or second component are supplied at least partially via the evaporative cooler (40) and moved from the evaporative cooler (40) into the reactor (50). The invention also relates to a system for producing a polymer, comprising a reactor (50) and an evaporative cooler (40) for discharging reaction heat in the reactor (50). In addition, the evaporative cooler (40) has at least one filling opening (46) for filling in the first and/or second component.

Inventors:
FISCHER WOLFGANG (DE)
ITTEMANN PETER (DE)
PATCAS FLORIAN (DE)
RUF MICHAEL (DE)
MOORS RAINER (DE)
SCHNABEL THORSTEN (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/072164
Publication Date:
March 15, 2018
Filing Date:
September 05, 2017
Export Citation:
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Assignee:
INEOS STYROLUTION GROUP GMBH (DE)
International Classes:
C08F212/10; B01J19/24; C08F2/01; C08F2/06; C08F212/08; C08F212/12
Foreign References:
US4555384A1985-11-26
US4657994A1987-04-14
US3891603A1975-06-24
US3825512A1974-07-23
EP1297038B12006-08-02
EP2802619B12016-03-09
EP0865820A11998-09-23
Attorney, Agent or Firm:
JACOBI, Markus (DE)
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Claims:
Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung eines Polymers aus mindestens einer ersten Komponente und einer zweiten Komponente mittels eines Reaktors (50), wobei in dem Reaktor (50) entstehende Reaktionswärme über einen Siedekühler (40) abgeführt wird, indem in dem Reaktor (50) entstehende gasförmige Brüden dem Siedekühler (40) zugeführt werden, und kondensierte Brüden von dem Siedekühler (40) in den Reaktor (50) zurück geführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente und/oder die zweite Komponente zumindest teilweise über den Siedekühler (40) zugeführt werden und

von dem Siedekühler (40) in den Reaktor (50) gelangen.

Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente Styrol enthält, und dass die zweite Komponente Acrylnitril enthält.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Komponente Acrylnitril enthält, und dass die erste Komponente alpha-Methylstyrol enthält.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente Styrol enthält, und dass die zweite Komponente Methylmethacrylat enthält.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente und/oder die zweite Komponente zumindest teilweise von oben durch eine Haube (42) des Siedekühlers (40) eingefüllt werden.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente und/oder die zweite Komponente zumindest teilweise von oben in mehrere vertikal verlaufende Rohre (44) des Siedekühlers (40) gefüllt werden.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente und/oder die zweite Komponente zumindest teilweise in flüssiger Form dem Siedekühler (40) zugeführt werden. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente und/oder die zweite Komponente zumindest teilweise mit einem Lösemittel gemischt werden, wobei das Lösemittel einer stromabwärts des Reaktors (50) angeordneten Kondensationseinheit (71 ), vorzugsweise über einen Sammelbehälter (80), entnommen wird.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente und/oder die zweite Komponente teilweise direkt in den Reaktor (50) eingefüllt werden.

System zur Herstellung eines Polymers aus mindestens einer ersten Komponente und einer zweiten Komponente, umfassend einen Reaktor (50) und einen Siedekühler (40) zur Abführung von in dem Reaktor (50) entstehender Reaktionswärme, dadurch gekennzeichnet, dass der Siedekühler (40) mindestens eine Einfüllöffnung (46) zum Einfüllen der ersten Komponente und/oder der zweiten Komponente aufweist.

System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Einfüllöffnung (46) in einer Haube (42) des Siedekühlers (40) angeordnet ist.

System nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in der Haube (42) Düsen (48) derart angeordnet sind, dass die durch die mindestens eine Einfüllöffnung (46) eingefüllte erste Komponente und/oder zweite Komponente von oben in vertikal verlaufende Rohre (44) des Siedekühlers (40) verteilt werden.

System nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückführleitung (35) zur Zuführung eines Lösemittels von einer stromabwärts des Reaktors (50) angeordneten Kondensationseinheit (71 ), vorzugsweise über einen Sammelbehälter (80), zu dem Siedekühler (40) vorgesehen ist.

System nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor (50) und der Siedekühler (40) derart angeordnet sind, dass in dem Reaktor (50) entstehende Brüden entgegen der Schwerkraft in den Siedekühler (40) aufsteigen, und dass in dem Siedekühler (40) kondensierte Brüden mit der ersten Komponente und/oder der zweiten Komponente mit der Schwerkraft in den Reaktor (50) fließen.

15. Polymer, insbesondere Styrol-Acrylnitril-Copolymer (SAN), Alpha-Methylstyrol- Acrylnitril-Copolymer (AMSAN) oder Styrol-Methylmethacrylat-Copolymer (SMMA), hergestellt nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und/oder in einem System nach einem der Ansprüche 10 bis 14.

Description:
Verfahren und System zur Herstellung eines Polymers

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Polymers aus mindestens einer ersten Komponente und einer zweiten Komponente mittels eines Reaktors, wobei in dem Reaktor entstehende Reaktionswärme über einen Siedekühler abgeführt wird, indem in dem Reaktor entstehende gasförmige Brüden dem Siedekühler zugeführt werden, und kondensierte Brüden von dem Siedekühler in den Reaktor zurück geführt werden. Die Erfindung betrifft auch ein System zur Herstellung eines Polymers aus mindestens einer ersten Komponente und einer zweiten Komponente, welches einen Reaktor und einen Siedekühler zur Abführung von in dem Reaktor entstehender Reaktionswärme umfasst.

Es ist bekannt, Polymere, insbesondere Copolymere wie Styrol-Acrylnitril-Copolymer (SAN) oder alpha-Methylstyrol-Acrylnitril-Copolymer (AMSAN) in einem Reaktor, welcher ein Rührwerk aufweist, herzustellen. Ein solcher Reaktor wird in der Literatur auch als "CSTR" (continuous stirred tank reactor) bezeichnet. Dabei werden mindestens zwei Komponenten, insbesondere Monomere, dem Reaktor zugeführt, und innerhalb des Reaktors findet dann eine Polymerisation statt. Aus EP-B 1297038 ist es bekannt, kautschukhaltige Styrolpolymeren wie Acrylnitril- Butadien-Styrol (ABS) oder Acrylnitril-Styrol-Acrylat (ASA) aus einer Kautschukphase und einer Hartphase herzustellen. Als Hartphase eignen sich dabei insbesondere Styrol-Acrylnitril-Copolymer (SAN) sowie alpha-Methylstyrol-Acrylnitril-Copolymer (AMSAN). Die Hartphase wird durch Polymerisation von Monomeren hergestellt.

Aus EP-B 2802619 ist eine thermoplastische Formmasse bekannt, welche unter anderem ein Terpolymer als Komponente beinhaltet. Das Terpolymer enthält dabei Acrylnitril (AN), alpha-Methylstyrol und Styrol (S). Das Terpolymer wird hergestellt, indem die Monomere in einer radikalischen Lösungsmittel-Polymerisation bei Temperaturen von 100°C bis 140°C umgesetzt werden, und anschließend in einem Rohrbündelreaktor bei einem Druck von kleiner als 50 mbar der Restmonomeren- Gehalt auf weniger als 3000 ppm reduziert wird.

Ein Reaktor für Polymerisationen wird beispielsweise in EP-A 0865820 offenbart. Der Reaktor umfasst einen Deckel, einen Boden sowie ein Rührwerk. Der Reaktor umfasst Zuleitungen, über welche die Komponenten dem Reaktor zugeführt werden. In dem Reaktor findet die Polymerisation statt, und das entstandene Polymer wird über Ableitungen aus dem Reaktor entnommen. Die Polymerisation ist in der Regel eine exotherme Reaktion, es entsteht Reaktionswärme. Die entstehende Reaktionswärme wird beispielsweise über einen Siedekühler abgeführt. Als Siedekühler kommt bevorzugt ein Rohrbündelwärmetauscher in Frage. In dem Siedekühler steigen die in dem Reaktor entstehenden gasförmigen Brüden in Rohren auf. Die Rohre werden dabei von einem Kühlmittel umspült. Dadurch kondensieren die Brüden, und die kondensierten Brüden werden in den Reaktor zurückgeführt.

Bei der Herstellung des Polymers bildet sich auch in dem Siedekühler Polymer. Durch das sich bildende Polymer kann es zu Verstopfungen von Rohren des Siedekühlers kommen. Dadurch wird der Durchfluss der Brüden aus dem Reaktor durch den Siedekühler behindert, auch die Abfuhr der Reaktionswärme aus dem Reaktor wird erschwert. Der Erfindung liegt als eine Aufgabe zugrunde, bei der Herstellung eines Polymers mittels eines Reaktors und eines Siedekühlers die Bildung von Polymer in dem Siedekühler zu verringern oder zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung eines Polymers aus mindestens einer ersten Komponente und einer zweiten Komponente mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß einem gattungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Polymers aus mindestens einer ersten Komponente und einer zweiten Komponente mittels eines Reaktors wird in dem Reaktor entstehende Reaktionswärme über einen Siedekühler abgeführt, indem in dem Reaktor entstehende gasförmige Brüden dem Siedekühler zugeführt werden, und kondensierte Brüden von dem Siedekühler in den Reaktor zurück geführt werden. Erfindungsgemäß werden dabei die erste Komponente und/oder die zweite Komponente zumindest teilweise über den Siedekühler zugeführt, und die in den Siedekühler eingefüllte erste Komponente und/oder zweite Komponente gelangen von dem Siedekühler in den Reaktor. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines (Co)Polymers aus mindestens einer ersten Komponente und einer zweiten Komponente mittels eines Reaktors (50), wobei in dem Reaktor (50) entstehende Reaktionswärme über einen Siedekühler (40) abgeführt wird, indem in dem Reaktor (50) entstehende gasförmige Brüden dem Siedekühler (40) zugeführt werden, und kondensierte Brüden von dem Siedekühler (40) in den Reaktor (50) zurück geführt werden, wobei die erste Komponente und/oder die zweite Komponente zumindest teilweise über den Siedekühler (40) zugeführt werden und von dem Siedekühler (40) in den Reaktor (50) gelangen.

Oftmals enthält die erste Komponente Styrol (bzw. besteht daraus), und die zweite Komponente enthält Acrylnitril (bzw. besteht daraus). Überraschend wurde gefunden, dass die Standzeit des Siedekühlers deutlich verlängert werden kann, wenn die erste Komponente und/oder zweite Komponente zumindest teilweise in den Siedekühler eingefüllt werden und von dem Siedekühler in den Reaktor gelangen. Bei aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren werden die Komponenten direkt in den Reaktor eingefüllt. Die Standzeit ist dabei die Zeit, während welcher mittels des Reaktors und des Siedekühlers Polymer produziert wird. Die Standzeit endet vorliegend, wenn sich in dem Siedekühler so viel Polymer gebildet hat, dass der Durchfluss der Brüden aus dem Reaktor durch den Siedekühler behindert ist und das gebildete Polymer deshalb aus dem Siedekühler entfernt werden muss. Die erste Komponente sowie die zweite Komponente, aus welchen das (Co)Polymer hergestellt wird, enthalten insbesondere Monomere. Solche Monomere sind beispielsweise Styrol, und/oder alpha-Methylstyrol einerseits und Acrylnitril und/oder Methacrylsäureester andererseits. Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhaft zur Herstellung von Styrol-Acrylnitril- Copolymer (SAN) verwendet werden. Dabei enthält die erste Komponente Styrol (bzw. besteht daraus), und die zweite Komponente enthält Acrylnitril (bzw. besteht daraus). Bevorzugte Mischungsverhältnisse (w/w) sind dabei 90 Anteile Styrol zu 10 Anteilen Acrylnitril bis 60 Anteile Styrol zu 40 Anteilen Acrylnitril.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch vorteilhaft zur Herstellung von Alpha- Methylstyrol-Acrylnitril-Copolymer (AMSAN) verwendet werden. Dabei enthält die zweite Komponente Acrylnitril, und die erste Komponente enthält Alpha-Methylstyrol. Bevorzugte Mischungsverhältnisse sind dabei 80 Anteile Alpha-Methylstyrol zu 20 Anteilen Acrylnitril bis 60 Anteile Alpha-Methylstyrol zu 40 Anteilen Acrylnitril.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch vorteilhaft zur Herstellung von Styrol- Methylmethacrylat-Copolymer (SMMA) verwendet werden. Dabei enthält die erste Komponente Styrol, und die zweite Komponente enthält Methylmethacrylat (MMA). Es ist auch denkbar, mehr als zwei Komponenten, beziehungsweise mehr als zwei Monomere zu verwenden. Insbesondere können Terpolymere aus drei Monomeren mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt werden. Beispielsweise kann ein Terpolymer aus den Monomeren Acrylnitril, Styrol und Alpha-Methylstyrol mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden die erste Komponente und/oder die zweite Komponente zumindest teilweise von oben durch eine Haube des Siedekühlers in den Siedekühler eingefüllt. Die Haube des Siedekühlers ist dabei in einem oberen Bereich angeordnet und schließt den Siedekühler nach oben ab. Die erste Komponente und/oder die zweite Komponente werden somit mit der Schwerkraft in den Siedekühler eingebracht und fallen aufgrund der Schwerkraft in den Siedekühler hinein.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden die erste Komponente und/oder die zweite Komponente zumindest teilweise von oben in mehrere vertikal verlaufende Rohre des Siedekühlers gefüllt. In diesen Rohren kondensieren die aus dem Reaktor aufsteigenden Brüden. Die erste Komponente und/oder die zweite Komponente werden also derart in den Siedekühler eingefüllt, dass die erste Komponente und/oder die zweite Komponente in die besagten Rohre fallen.

Die bei der in dem Reaktor stattfindenden Polymerisation entstehenden gasförmigen Brüden steigen entgegen der Schwerkraft in den vertikal verlaufenden Rohren des Siedekühlers auf und kondensieren in dem Siedekühler. Die kondensierten Brüden fließen anschließend mit der ersten Komponente und/oder der zweiten Komponente mit der Schwerkraft in den Reaktor zurück. Bevorzugt werden die erste Komponente und/oder die zweite Komponente zumindest teilweise in flüssiger Form dem Siedekühler zugeführt. Die erste Komponente und/oder die zweite Komponente fließen somit in den Siedekühler hinein.

Besonders bevorzugt werden die erste Komponente und/oder die zweite Komponente dabei zumindest teilweise mit einem Lösemittel gemischt. Als Lösemittel kommen beispielsweis Ethylbenzol (EB) und Toluol zum Einsatz. Ein weiteres geeignetes Lösemittel ist Methylethylketon. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird das Lösemittel dabei einer stromabwärts des Reaktors angeordneten Kondensationseinheit, vorzugsweise über einen Sammelbehälter, entnommen. Auch nicht umgesetzte Monomere der ersten Komponente und der zweiten Komponente werden der Kondensationseinheit, vorzugsweise über den Sammelbehälter, entnommen.

Das Lösemittel wird nach Kondensation zusammen mit den kondensierten, nicht umgesetzten Monomeren der ersten Komponente und/oder der zweiten Komponente in den Reaktor zurückgeführt. Das Lösemittel befindet sich somit ständig in einem Umlauf.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden die erste Komponente und/oder die zweite Komponente teilweise direkt in den Reaktor eingefüllt. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß auch durch ein System zur Herstellung eines Polymers aus mindestens einer ersten Komponente und einer zweiten Komponente mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.

Ein gattungsgemäßes System zur Herstellung eines Polymers aus mindestens einer ersten Komponente und einer zweiten Komponente umfasst einen Reaktor, in welchem die Polymerisation stattfindet, und einen Siedekühler zur Abführung von in dem Reaktor entstehender Reaktionswärme. Der Reaktor ist derart mit dem Siedekühler verbunden, dass in dem Reaktor entstehende Reaktionswärme über den Siedekühler abgeführt wird, indem in dem Reaktor entstehende gasförmige Brüden dem Siedekühler zugeführt werden, und kondensierte Brüden von dem Siedekühler in den Reaktor zurück geführt werden.

Erfindungsgemäß weist der Siedekühler mindestens eine Einfüll-Öffnung zum Einfüllen der ersten Komponente und/oder der zweiten Komponente auf. Die in den Siedekühler eingefüllte erste Komponente und/oder zweite Komponente gelangen somit von dem Siedekühler in den Reaktor.

Es wurde herausgefunden, dass die Standzeit des Siedekühlers deutlich verlängert werden kann, wenn die erste Komponente und/oder zweite Komponente zumindest teilweise durch die Einfüll-Öffnung in den Siedekühler eingefüllt werden und von dem Siedekühler in den Reaktor gelangen. Bei aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren werden die Komponenten direkt in den Reaktor eingefüllt. Bevorzugt ist die mindestens eine Einfüllöffnung in einer Haube des Siedekühlers angeordnet. Die Haube des Siedekühlers ist dabei in einem oberen Bereich angeordnet und schließt den Siedekühler nach oben ab. Somit können die erste Komponente und/oder die zweite Komponente von oben durch die Haube des Siedekühlers in den Siedekühler eingefüllt werden und fallen aufgrund der Schwerkraft in den Siedekühler hinein.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind in der Haube des Siedekühlers Düsen angebracht. Die Düsen sind dabei derart angeordnet, dass die durch die mindestens eine Einfüllöffnung eingefüllte erste Komponente und/oder zweite Komponente von oben in vertikal verlaufende Rohre des Siedekühlers fallen und vorzugsweise über alle Rohre verteilt werden. In diesen Rohren kondensieren die aus dem Reaktor aufsteigenden Brüden. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist eine Rückführleitung zur Zuführung eines Lösemittels von einer stromabwärts des Reaktors angeordneten Kondensationseinheit zu dem Siedekühler vorgesehen.

Das Gemisch aus Lösemittel und kondensierten, nicht umgesetzten Monomeren, fließt zusammen mit der ersten Komponente und/oder zweiten Komponente in den Siedekühler. Von dort fließt das Lösemittel zusammen mit der gelösten ersten Komponente und/oder zweiten Komponente in den Reaktor und weiter in die stromabwärts des Reaktors angeordnete Entgasungseinheit. Das Lösemittel befindet sich somit ständig in einem Umlauf.

Vorteilhaft sind der Reaktor und der Siedekühler derart angeordnet, dass in dem Reaktor entstehende gasförmige Brüden entgegen der Schwerkraft in den Siedekühler aufsteigen, dort kondensieren, und in dem Siedekühler kondensierte Brüden mit der ersten Komponente und/oder der zweiten Komponente mit der Schwerkraft in den Reaktor fließen.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie mittels des erfindungsgemäßen Systems sind insbesondere Styrol-Acrylnitril-Copolymer (SAN), Alpha-Methylstyrol- Acrylnitril-Copolymer (AMSAN) oder Styrol-Methylmethacrylat-Copolymer (SMMA), aber auch andere Polymere bzw. Copolymere vorteilhaft herstellbar.

Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der folgenden Zeichnung, der nachfolgenden Beschreibung und der Ansprüche näher erläutert. Figur 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Systems zur Herstellung eines Polymers, wie z.B. SAN. In Figur 1 ist eine schematische Schnittdarstellung eines Systems 10 zur Herstellung eines Polymers aus mindestens einer ersten Komponente und einer zweiten Komponente dargestellt. Das System 10 dient insbesondere, aber nicht ausschließlich, zur Herstellung von Styrol-Acrylnitril-Copolymer (SAN), Alpha-Methylstyrol-Acrylnitril- Copolymer (AMSAN) sowie Styrol-Methylmethacrylat-Copolymer (SMMA).

Das System 10 umfasst einen Reaktor 50. Im Reaktor 50 findet eine Polymerisation von zugeführten Monomeren statt. Innerhalb des Reaktors 50 ist ein Rührer 52 angeordnet. Der Rührer 52 ist mittels eines - hier nicht dargestellten - Elektromotors rotatorisch antreibbar. Es sind auch andere Arten von Reaktoren 50 einsetzbar, in welchen eine Polymerisation von zugeführten Monomeren stattfinden kann.

An den Reaktor 50 ist eine erste Zuführleitung 31 angeschlossen. Die erste Zuführleitung 31 dient der Zuführung von Komponenten direkt in den Reaktor 50. Die zugeführten Komponenten enthalten insbesondere Monomere. Ferner ist an den Reaktor 50 eine erste Rückführleitung 36 angeschlossen. Die erste Rückführleitung 36 dient zur Zuführung eines Lösemittels sowie von bei der Entgasung abgetrennter, nicht umgesetzter Monomere. Das Lösemittel stammt dabei aus einer Kondensationseinheit 71 , auf welche an späterer Stelle noch eingegangen wird. Weiter ist eine Ausgangsleitung 34 an den Reaktor 50 angeschlossen. Mittels der Ausgangsleitung 34 kann in dem Reaktor 50 entstandene Polymermasse abgelassen werden. Stromabwärts des Reaktors 50 ist eine Entgasungseinheit 70 angeordnet und mit der Ausgangsleitung 34 verbunden. Aus dem Reaktor 50 über die Ausgangsleitung 34 abgelassene Polymermasse gelangt somit in die stromabwärts angeordnete Entgasungseinheit 70.

Die Entgasungseinheit 70 dient insbesondere zur Entfernung von flüchtigen Bestandteilen aus der Polymermasse, insbesondere Lösemittel und nicht umgesetzte Monomere. An die Entgasungseinheit 70 ist eine Entnahmeleitung 38 angeschlossen. Über die Entnahmeleitung 38 kann das hergestellte Polymer, welches nunmehr zumindest weitgehend frei von nicht umgesetzten Monomeren und Lösemittel ist, dem System 10 entnommen werden. Die Entgasungseinheit 70 ist auch mit einer Kondensationseinheit 71 verbunden. Der Kondensationseinheit 71 werden Lösemittel und nicht umgesetzte Monomere, welche in der Entgasungseinheit 70 aus der Polymermasse entfernt wurden, zugeführt. In der Kondensationseinheit 71 kondensieren das Lösemittel und die nicht umgesetzten Monomere.

Die Kondensationseinheit 71 ist mit einem Sammelbehälter 80 verbunden. Dem Sammelbehälter 80 werden das kondensierte Lösemittel und die kondensierten nicht umgesetzte Monomere, aus der Kondensationseinheit 71 zugeführt. An den Sammelbehälter 80 ist ferner eine Einfüllleitung 33 angeschlossen, welche zum Einfüllen oder Nachfüllen von Lösemittel dient.

Die erste Rückführleitung 36, die an den Reaktor 50 angeschlossen ist, und welche zur Zuführung des Lösemittels und der nicht umgesetzten Monomere zu dem Reaktor 50 dient, ist auch mit dem Sammelbehälter 80 verbunden. Über die erste Rückführleitung 36 kann somit das in dem Sammelbehälter 80 vorhandene Lösemittel sowie die nicht umgesetzten Monomere ganz oder teilweise in den Reaktor 50 zurückgeführt werden.

Das System 10 umfasst ferner einen Siedekühler 40. Der Siedekühler 40 dient zur Abführung von Reaktionswärme, die bei der Polymerisation in dem Reaktor 50 entsteht. Der Siedekühler 40 ist vorliegend als Rohrbündelwärmetauscher ausgestaltet und umfasst mehrere vertikal verlaufende Rohre 44. Der Siedekühler 40 ist oben, also an einer dem Erdboden abgewandten Seite, mit einer Haube 42 verschlossen. Ferner umfasst der Siedekühler 40 einen hier nicht dargestellten Kühlmittelzulauf und einen hier ebenfalls nicht dargestellten Kühlmittelablauf.

Der Reaktor 50 ist derart mit dem Siedekühler 40 verbunden, dass die in dem Reaktor 50 bei der Polymerisation entstehende Reaktionswärme über den Siedekühler 40 abgeführt werden kann. Dabei werden in dem Reaktor 50 entstehende gasförmige Brüden dem Siedekühler 40 zugeführt, und kondensierte Brüden von dem Siedekühler 40 fließen in den Reaktor 50 zurück.

Innerhalb des Siedekühlers 40 steigen die in dem Reaktor 50 entstehenden gasförmigen Brüden in den vertikal verlaufenden Rohren 44 auf. Die Rohre 44 werden dabei von einem Kühlmittel umspült. Das Kühlmittel wird dem Siedekühler 40 durch den Kühlmittelzulauf zugeführt, umspült die vertikal verlaufenden Rohre 44 und tritt durch den Kühlmittelablauf wieder aus dem Siedekühler 40 aus. Dabei kühlt das Kühlmittel die Rohre 44 sowie darin vorhandene Brüden aus dem Reaktor 50. Dadurch kondensieren die Brüden, und die kondensierten Brüden fließen in den Reaktor 50 zurück.

In der Haube 42 des Siedekühlers 40 sind eine oder mehrere Einfüllöffnungen 46 angeordnet. Die Einfüllöffnungen 46 in der Haube 42 des Siedekühlers 40 dienen zum Einfüllen von Komponenten in den Siedekühler 40. In der Haube 42 des Siedekühlers 40 können ferner mehrere Düsen 48 vorgesehen sein. Die Düsen 48 sind dabei mit den Einfüllöffnungen 46 verbunden. Komponenten, die durch die Einfüllöffnungen 46 in der Haube 42 des Siedekühlers 40 eingefüllt werden, gelangen somit zu den Düsen 48 in der Haube 42 des Siedekühlers 40.

Die Düsen 48 sind derart in der Haube 42 des Siedekühlers 40 angeordnet, dass Komponenten, die durch die Einfüllöffnungen 46 in den Siedekühler 40 eingefüllt werden, von oben auf alle vertikal verlaufenden Rohre 44 des Siedekühlers 40 verteilt werden. Die durch die Einfüllöffnungen 46 in den Siedekühler 40 eingefüllten Komponenten fallen also mit der Schwerkraft in die vertikal verlaufenden Rohre 44 des Siedekühlers 40, in welchen die Brüden aus dem Reaktor 50 kondensieren.

An die Haube 42 des Siedekühlers 40 ist eine zweite Zuführleitung 32 angeschlossen. Die zweite Zuführleitung 32 dient der Zuführung von Komponenten in den Siedekühler 40. Die zugeführten Komponenten enthalten insbesondere Monomere. Die zweite Zuführleitung 32 ist dabei mit den Einfüllöffnungen 46 in der Haube 42 des Siedekühlers 40 verbunden. Über die zweite Zuführleitung 32 zugeführte Komponenten gelangen somit über die Einfüllöffnungen 46 zu den Düsen 48 in der Haube 42 des Siedekühlers 40 und von dort in die vertikal verlaufenden Rohre 44.

In die zweite Zuführleitung 32 mündet eine zweite Rückführleitung 35. Die zweite Rückführleitung 35 ist, wie auch die erste Rückführleitung 36, mit dem Sammelbehälter 80 verbunden. Über die zweite Rückführleitung 35 kann somit das in dem Sammelbehälter 80 vorhandene Lösemittel sowie die nicht umgesetzten Monomere ganz oder teilweise in die zweite Zuführleitung 32 geleitet werden. Die zweite Rückführleitung 35 dient somit zur Zuführung eines Lösemittels sowie der nicht umgesetzten Monomere zu dem Siedekühler 40. In dem Reaktor 50 findet unter Rühren mit dem Rührer 52 eine Polymerisation der

Monomere statt. Bei der Polymerisation entsteht Reaktionswärme. Die

Reaktionswärme bewirkt, dass gasförmige Brüden aus dem Reaktor 50 in den Siedekühler 40 aufsteigen. Die in dem Reaktor 50 entstehenden gasförmigen Brüden steigen dabei in den vertikal verlaufenden Rohren 44 des Siedekühlers 40 auf und werden dort abgekühlt. Dadurch kondensieren die Brüden, und die kondensierten Brüden fließen in den Reaktor 50 zurück.

Die bei der Polymerisation entstehende Polymermasse enthält einen Feststoffgehalt von etwa 50% - 80%, bevorzugt 60% - 70%. Die Polymermasse wird dann über die Ausgangsleitung 34 der Entgasungseinheit 70 zugeleitet. In der Entgasungseinheit 70 werden die flüchtigen Bestandteile, insbesondere Lösemittel und nicht umgesetzte Monomere, aus der Polymermasse entfernt. Über die Entnahmeleitung 38 wird das hergestellte Polymer, welches nunmehr zumindest weitgehend frei von flüchtigen Bestandteilen ist, dem System 10 entnommen. Das aus der Polymermasse entfernte Lösemittel sowie die nicht umgesetzten Monomere werden durch die Kondensationseinheit 71 und den Sammelbehälter 80 geführt und über die erste Rückführleitung 36 ganz oder teilweise wieder in den Reaktor 50 zurück geleitet oder über die zweite Rückführleitung 35 ganz oder teilweise wieder in den Siedekühler 40 zurück geleitet.

Die Komponenten liegen in flüssiger Form vor. Die Komponenten werden über die Einfüllöffnungen 46 in die Haube 42 des Siedekühlers 40 in den Siedekühler 40 zugegeben. Über die Düsen 48 in der Haube 42 des Siedekühlers 40 werden die Komponenten in die vertikal verlaufenden Rohre 44 des Siedekühlers 40 verteilt. Dabei fallen die Komponenten von oben mit der Schwerkraft in die vertikal verlaufenden Rohre 44 des Siedekühlers 40.

Bedingt durch die Reaktionswärme, die durch die Polymerisation in dem Reaktor 50 entsteht, steigen weiterhin gasförmige Brüden entgegen der Schwerkraft aus dem Reaktor 50 in die vertikal verlaufenden Rohre 44 des Siedekühlers 40 auf. Dort werden die Brüden abgekühlt und kondensieren. Dabei findet eine Vermischung der kondensierten Brüden mit den Komponenten statt, die von oben mit der Schwerkraft in die vertikal verlaufenden Rohre 44 des Siedekühlers 40 eingefüllt werden. Die kondensierten Brüden fließen anschließend mit den in den Siedekühler 40 eingefüllten Komponenten mit der Schwerkraft in den Reaktor 50 zurück. Auch das Lösemittel fließt aus dem Siedekühler 40 in den Reaktor 50.

Das hier beschriebene Verfahren zur Herstellung eines Polymers basiert auf einem kontinuierlichen Prozess. Die Komponenten werden kontinuierlich ganz oder zumindest teilweise über die zweite Zuführleitung 32 in den Siedekühler 40 zugegeben, beziehungsweise höchstens teilweise über die erste Zuführleitung 31 in den Reaktor 50 zugegeben. Das hergestellte Polymer wird ebenso kontinuierlich über die Entnahmeleitung 38 entnommen. Das Lösemittel befindet sich dabei in einem Umlauf in dem System 10. Das Lösemittel wird aus der Kondensationseinheit 71 über die erste Rückführleitung 36 dem Reaktor 50 oder über die zweite Rückführleitung 35 dem Siedekühler 40 zugeführt.

Die Erfindung wird durch die Beispiele und Ansprüche weiter erläutert.

Bei einem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Herstellung eines Polymers werden die Komponenten (Styrol und Acrylnitril) ausschließlich direkt in den Reaktor 50 eingefüllt. Das hergestellte Polymer wird kontinuierlich entnommen.

Nach mehreren Monaten bis zu zwei Jahren hat sich in dem Siedekühler so viel Polymer (SAN) gebildet, dass die Kühlleistung signifikant reduziert ist, und dass eine einwandfreie Temperaturführung nicht mehr gewährleistet ist. Es ergibt sich häufig eine Standzeit zwischen ein und zwei Jahren.

In einem Versuch zur Herstellung eines Polymers (SAN) mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem erfindungsgemäßen System 10 werden die Komponenten ganz oder teilweise in den Siedekühler 40 eingefüllt. Das hergestellte Polymer wird kontinuierlich entnommen. Es dauerte vorliegend etwa fünf Jahre bis sich in dem Siedekühler so viel Polymer gebildet hatte, dass der Durchfluss der Brüden aus dem Reaktor 50 durch den Siedekühler 40 signifikant behindert wurde. Es ergab sich also eine Standzeit von fünf Jahren.

Bezugszeichenliste

10 System

31 erste Zuführleitung

32 zweite Zuführleitung

33 Einfüllleitung

34 Ausgangsleitung

35 zweite Rückführleitung

36 erste Rückführleitung

38 Entnahmeleitung

40 Siedekühler

42 Haube

44 Rohr

46 Einfüllöffnung

48 Düse

50 Reaktor

52 Rührer

70 Entgasungseinheit

71 Kondensationseinheit

80 Sammelbehälter