專利名稱：連續(xù)制備含異氰酸酯的聚氨酯預聚物的方法及單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及連續(xù)制備需要中等至長反應時間的中等至高粘度反應產(chǎn)物(如聚合物，包括預聚物)的方法。
本發(fā)明具體涉及連續(xù)制備用于聚氨酯制品生產(chǎn)的含異氰酸酯的聚氨酯預聚物的方法和單元。
生產(chǎn)聚異氰酸酯預聚物的間歇法是已知的，并得到了廣泛應用。然而它們有幾個缺點。由于整個過程需要長時間來將第一反應物(通常為異氰酸酯)填充在反應器中，需要長時間預熱，需要長時間以加入其它反應物(多羥基化合物)并使它們發(fā)生反應，以及需要長時間冷卻至存放溫度，所以需要長周期。另外，它們需要難以操作和維護的復雜且龐大的裝置。同時，也很難生產(chǎn)少量的既定產(chǎn)品，由于這種方法通常僅在較大的工廠規(guī)模下才是經(jīng)濟的。
因此，需要一種減少部分這些問題的制備聚異氰酸酯預聚物的方法。這種方法可以是連續(xù)法。
歐洲專利申請480588號中公開了一種制備NCO含量為2-15％重量的異氰酸酯封端的預聚物的連續(xù)法，所述方法包括如下步驟(i)連續(xù)向反應區(qū)供給有機聚異氰酸酯組合物和平均分子量為至少1000的異氰酸酯反應性化合物，異氰酸酯組合物與異氰酸酯反應性化合物的相對比例適于形成NCO含量在給定范圍內(nèi)的預聚物；(ii)使異氰酸酯組合物和異氰酸酯反應性化合物在反應區(qū)中反應以形成異氰酸酯封端的預聚物，和
(iii)連續(xù)從反應區(qū)移出預聚物。
歐洲專利申請598283號中公開了一種制備異氰酸酯封端的預聚物的連續(xù)法，所述方法包括使至少一種二異氰酸酯與一種或多種實質(zhì)上為線性的多羥基化合物按1.3∶1.0至15.1∶1.0的摩爾比反應的步驟。所述反應在長徑比為至少2的管狀反應器中進行，該反應器實質(zhì)上為連續(xù)攪拌釜反應器，所得產(chǎn)物的一部分再循環(huán)回新鮮單體進料中，籍此將所得產(chǎn)物徹底混合。通過使用適當?shù)臄嚢杵?，在適當?shù)霓D(zhuǎn)速下操作在反應器內(nèi)部實現(xiàn)再循環(huán)回路。
EP-A-0087817中公開了一種制備聚氨酯聚合物的方法，該方法包括使異氰酸酯和多羥基化合物在套層導管中結(jié)合。套管中含維持在恒溫的傳熱介質(zhì)，其用來控制最高反應溫度的峰值。導管中包括產(chǎn)生活塞形速度分布的混合裝置。例如，此裝置可以是螺旋形反應器。
本發(fā)明進一步的目的是提供一種連續(xù)制備化合物或聚合物的單元，該單元緊湊，實現(xiàn)和維護簡單，對環(huán)境有益并能結(jié)合到標準設(shè)計中。
因此，本發(fā)明的一個具體目的是提供一種能夠制備優(yōu)質(zhì)預聚物的連續(xù)法。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種連續(xù)制備與由傳統(tǒng)的間歇生產(chǎn)裝置獲得的預聚物類似的預聚物的單元，該單元可以用足以實現(xiàn)所需轉(zhuǎn)化率的中等至長反應時間在中等至高粘度下操作。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種連續(xù)制備這種預聚物的單元，該單元緊湊，實現(xiàn)、操作和維護簡單，易于運輸。
本發(fā)明的還一個目的是提供一種連續(xù)制備有益環(huán)境的預聚物的單元。
因此本發(fā)明涉及一種在連接有緩沖罐的活塞流式反應器中進行的方法(優(yōu)選絕熱)。
根據(jù)另一實施方案，本發(fā)明涉及一種于在脈沖條件下操作的脈沖多孔板反應器中進行的方法(優(yōu)選絕熱)。本發(fā)明詳述一種連續(xù)制備化合物或聚合物的方法，它包括如下步驟a)將反應物引入到為多孔板反應器的活塞流式反應器內(nèi)；b)在所需的壓力和溫度條件下使反應物在上述反應器中反應；c)從上述反應器中移出反應產(chǎn)物。
一種連續(xù)制備含異氰酸酯的聚氨酯預聚物的方法，它包括如下步驟(a)將反應物引入到活塞流式反應器(10)中，所述反應物為至少一種異氰酸酯反應性化合物和至少一種異氰酸酯；(b)在所需的壓力和溫度條件下使反應物在所述反應器中反應；(c)從上述反應器中移出反應產(chǎn)物。
上述方法中優(yōu)選的活塞流式反應器為多孔板反應器，最優(yōu)選的過程為絕熱過程。
根據(jù)一個具體實施方案，本發(fā)明提供一種制備含異氰酸酯的聚氨酯預聚物的連續(xù)法(優(yōu)選絕熱)，該方法包括如下步驟(a)加熱至少一種異氰酸酯反應性化合物和至少一種異氰酸酯；(b)將混合的熱反應物引入到活塞流式反應器中；(c)在常壓下使加熱的反應物在所述反應器中反應；(d)將反應產(chǎn)物從所述反應器中移至緩沖裝置(如容器)中。
本發(fā)明也提供一種制備含異氰酸酯的聚氨酯預聚物的連續(xù)法(優(yōu)選絕熱)，該方法包括如下步驟(a)加熱至少一種異氰酸酯反應性化合物和至少一種異氰酸酯；
(b)將混合的熱反應物引入到多孔板反應器中；(c)在脈沖條件下使熱反應物在所述反應器中反應；和(d)從所述反應器中移出反應產(chǎn)物。
在本發(fā)明的一個實施方案中，活塞流式反應器為多孔板反應器。在該實施方案中，多孔板反應器為例如加長的立式容器，在所述加長立式容器的底部引入熱混合物，在所述加長立式容器的頂部移出反應產(chǎn)物，優(yōu)選為溢流?；钊魇椒磻骺梢允侨魏晤愋偷幕钊磻鳎ㄕ哿鞣磻?。因此術(shù)語“活塞流式反應器”包括了停留時間分布實質(zhì)上接近活塞反應器(如中值附近停留時間的單分散分布為25％，優(yōu)選20％)的反應器。
術(shù)語“絕熱”是指沒有自動與反應器交換的熱；在反應過程中沒有加熱或冷卻反應器。然而這并不能妨礙在反應區(qū)之前將固體加熱成液體。這也不能妨礙在反應開始時加熱反應混合物以設(shè)定起始反應溫度。換句話說，術(shù)語“絕熱”是指不試圖按等溫反應進行。
在另一實施方案中，所述多孔板反應器包括一系列有規(guī)則地位于反應器內(nèi)的多孔板。
在再一實施方案中，所述反應器的各多孔板的部分有效截面為5-70％，優(yōu)選15-35％，最優(yōu)選約25％。
根據(jù)一個實施方案，所述反應在脈沖條件下進行。根據(jù)該實施方案，施加于熱反應混合物上的脈沖頻率為0.1-10，優(yōu)選0.5-2Hz。
根據(jù)另一實施方案，施加于熱反應混合物上的脈沖在反應器主體橫截面上的表面振幅為0.5-50，優(yōu)選1-15mm，最優(yōu)選2-10mm。
在一個實施方案中，當將所述熱反應混合物引入所述多孔板反應器時，向其上施加脈沖。
在另一實施方案中，通過移動所述反應器的多孔板和或液體，使脈沖施加于所述熱反應混合物上。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，在步驟a)中，通過混合第一反應物和第二反應物，然后加熱混合物而得到熱混合物。
通過在線或離線如在進料儲罐中加熱或冷卻來達到入口溫度。
另一方面，在步驟a)中，通過混合第一反應物和預熱的第二反應物得到熱混合物。
還一方面，在步驟a)中，通過混合第一反應物和預熱的第二反應物，然后加熱得到的混合物而得到熱混合物。
再一方面，在步驟a)中，通過混合第一預熱反應物和預熱的第二反應物然后加熱得到的混合物而得到熱混合物。
在另一個實施方案中，所述方法還包括冷卻反應產(chǎn)物的步驟。
在還一個實施方案中，所述方法還包括過濾(冷卻的)反應產(chǎn)物的步驟。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，進入反應器的熱混合物通常具有0.15cP-2000cP，優(yōu)選2cP-1000cP的粘度，而離開反應器的混合物具有0.2cP-10,000cP，優(yōu)選0.8cP-2000cP，特別優(yōu)選0.8cP-400cP(cP為mPa.s)的粘度。
在另一實施方案中，所述方法還包括將得到的產(chǎn)物再循環(huán)至進料入口區(qū)的步驟。
本發(fā)明還涉及一個連續(xù)制備聚合物產(chǎn)物的單元，所述單元包括(a)反應物的入口裝置；(b)加熱至少一種反應物的加熱裝置；(c)混合反應物的混合裝置；(d)常壓活塞流式反應器；和(e)緩沖罐。
本發(fā)明最后還涉及一個優(yōu)選絕熱下連續(xù)制備化合物或聚合物的單元，所述單元包括(a)反應物的入口裝置(1，2，2a，5)；(b)加熱至少一種反應物的加熱裝置(6，9)；(c)混合反應物的混合裝置(4)；(d)多孔板反應器(10)；和
(e)向多孔板反應器(10)中的物料施加脈沖的脈沖發(fā)生裝置(11)。
本發(fā)明也涉及一個連續(xù)制備含異氰酸酯的聚氨酯預聚物的單元，所述單元包括(a)至少一種異氰酸酯反應性化合物和至少一種異氰酸酯的入口裝置；(b)加熱至少一種反應物的加熱裝置；(c)混合反應物的混合裝置；(d)常壓活塞流式反應器；和(e)緩沖罐。
本發(fā)明最后還涉及一個優(yōu)選絕熱下連續(xù)制備含異氰酸酯的聚氨酯預聚物的單元，所述單元包括(a)至少一種異氰酸酯反應性化合物和至少一種異氰酸酯的入口裝置(1，2，2a，5)；(b)加熱至少一種反應物的加熱裝置(6，9)；(c)混合反應物的混合裝置(4)；(d)多孔板反應器(10)；和(e)向多孔板反應器(10)中的物料施加脈沖的脈沖發(fā)生裝置(11)。
在本發(fā)明的一個實施方案中，活塞流式反應器為多孔板反應器。
在本發(fā)明的另一個實施方案中，所述單元還包括加熱或冷卻反應器內(nèi)的或離開緩沖罐后的反應產(chǎn)物的加熱或冷卻裝置。
在本發(fā)明的還一個實施方案中，所述單元也包括位于反應器后，特別是所述冷卻裝置后的過濾(冷卻的)反應產(chǎn)物的過濾裝置。
根據(jù)一個實施方案，所述單元還包括在生產(chǎn)運行的最后將(冷卻的)反應產(chǎn)物(完全)再循環(huán)通過加熱、混合(和脈沖)產(chǎn)生裝置、(多孔板)反應器、任選緩沖罐和任選冷卻裝置的停工再循環(huán)裝置。
參考如下的詳細說明和附圖，本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點將更加顯而易見。


圖1為本發(fā)明方法的流程框圖2為本發(fā)明單元的多孔板反應器沿B-B的垂直截面示意圖；圖3為本發(fā)明單元的多孔板反應器沿A-A的水平截面示意圖。
本發(fā)明的方法和單元特別適于溫和地放熱、中等或非常溫和地吸熱加成反應，這些反應具有適度的高粘度反應物和反應產(chǎn)物。
這里“溫和地放熱”是指那些產(chǎn)生的熱量最高達到一個低于一些產(chǎn)物開始降解(如霧化、泛黃等)溫度的溫度點的反應。通常，溫度升高最高可達50℃(或更高)，而一般最高達20℃。
這里“溫和地吸熱”是指那些消耗的熱量不能妨礙這些反應進行的反應。通常溫度下降最高20℃，優(yōu)選最高10℃。
這里“適度的高粘度”通常是指20-2000cP(mPa.s)。
下文是連續(xù)制備中等至高粘度反應產(chǎn)物的方法的例子，使用有機聚異氰酸酯。
參照圖1，將為有機聚異氰酸酯組合物的第一反應物通過管線1、泵2和管線3引入進料混合器4中，在那里它與通過管線5、泵2a引入的異氰酸酯反應性化合物混合并通過預熱器6預熱。進料混合器可以是例如簡單的混合閥或動態(tài)混合器或靜態(tài)混合器，優(yōu)選后者。
優(yōu)選操縱系統(tǒng)的泵為隔膜泵。這種泵在低溫下能處理含部分小固體如MDI的組合物；這是超過傳統(tǒng)齒輪泵的優(yōu)越之處。因此隔膜泵耐用。它們也適于運輸。也優(yōu)選所述泵是同軸泵，即一個驅(qū)動軸(一個電機)驅(qū)動幾個泵。
也優(yōu)選所述泵直接連接至進料。這可以避免依靠傳統(tǒng)的繁重循環(huán)回路。
優(yōu)選例如通過進料線上的電伴熱加熱管線，尤其是異氰酸酯一側(cè)的管線。
用在瞬時(instant)單元中的加熱器可以是任意傳統(tǒng)類型。優(yōu)選為翅片型，即管線的中心元件上具有側(cè)向翅片的圓柱型加熱器。
優(yōu)選將所述混合器放置在緊接進料流匯合后的地方，如在加熱器跟前。所述混合器也可以在反應器的入口之前(特別是在反應器之前沒有加熱時)。該混合器可以是任意類型。優(yōu)選其為內(nèi)裝填料的靜態(tài)混合器類型。
有機聚異氰酸酯組合物可以選自脂族、脂環(huán)族和芳脂族(araliphatic)聚異氰酸酯，特別是二異氰酸酯，如1，6-己二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、環(huán)己烷-1，4-二異氰酸酯、4，4’-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯以及間-和對-四甲代苯二亞甲基二異氰酸酯，特別是芳族聚異氰酸酯，如甲苯二異氰酸酯(TDI)、苯二異氰酸酯，最優(yōu)選具有至少兩個異氰酸酯官能度的亞甲基二苯基異氰酸酯。優(yōu)選亞甲基二苯基異氰酸酯(MDI)。亞甲基二苯基異氰酸酯(MDI)可以選自純4，4’-MDI；4，4’-MDI和2，4’-MDI以及低于10％重量的2，2’-MDI的同分異構(gòu)混合物；異氰酸酯官能度超過2的粗制和聚合MDI；它們的含碳二亞胺、uretonimine、異氰脲酸酯、尿烷、aliphanate、脲或縮二脲基團的改性變體。最優(yōu)選的亞甲基二苯基異氰酸酯為純4，4’-MDI、2，4’-MDI和任選含最高達50％重量的聚合MDI的同分異構(gòu)混合物以及uretonimine和/或碳二亞胺改性的MDI。如果需要，可以使用亞甲基二苯基異氰酸酯和特別是最高達25％重量的其它上述聚異氰酸酯的混合物。
異氰酸酯反應性化合物是一種包括能和異氰酸酯反應的氫原子(如羥基或胺氫原子)的化合物。
優(yōu)選異氰酸酯反應性化合物是多羥基化合物，其可以選自聚醚多羥基化合物、聚酯多羥基化合物、聚酰胺酯多羥基化合物、聚硫醚多羥基化合物、聚碳酸酯多羥基化合物、聚縮醛多羥基化合物、聚烯烴多羥基化合物等。優(yōu)選的多羥基化合物為聚醚多羥基化合物，特別是那些由環(huán)氧丙烷PO和/或環(huán)氧乙烷EO(封端的或無規(guī)的)組成的多羥基化合物。
其它廣泛用在本領(lǐng)域中的組分也可以加入到反應器中。技術(shù)人員會知道異氰酸酯和異氰酸酯反應性化合物以及這些傳統(tǒng)組分的特性和數(shù)量。EP-A-480588(將其內(nèi)容結(jié)合在本文中作為參考)包括許多對這些組分的描述。
如果需要，優(yōu)選經(jīng)管線7和泵8將添加劑引入進料混合器4中。
然后，在反應物加熱器9中將離開進料混合器4的混合物加熱至45℃至高于200℃，優(yōu)選60-130℃的溫度。
熱混合物經(jīng)單元11(脈動單元)流入活塞流式反應器10，在那里發(fā)生反應。
熟知異氰酸酯含量和官能團以及異氰酸酯反應性化合物分子量的技術(shù)人員鑒于預聚物所需的NCO含量，將很容易確定送至反應器中的各組分的相對量。NCO含量一般為例如2-31％重量，優(yōu)選5-25％重量。
停留時間一般介于5分鐘-5小時之間，優(yōu)選10-90分鐘，最優(yōu)選15-45分鐘。
時間減少是相對于傳統(tǒng)間歇反應器的巨大優(yōu)勢。通過實施例，下表為并列對比(給出的本發(fā)明的值僅作為例證)。時間單位為分鐘。
和先有技術(shù)相比時間節(jié)省超過8小時。
本文舉例的活塞流式反應器為多孔板反應器10。對多孔板反應器作出如下描述。
反應器也優(yōu)選裝配有脈沖單元11，其可以使反應混合物振動以及穩(wěn)定地向上運動。該脈沖單元可以包括如隔膜型泵(但沒有止逆閥)。
施加于熱反應混合物上的脈沖頻率為0.1-10Hz，優(yōu)選0.5-2Hz。
脈沖的振幅范圍為0.5-50mm，優(yōu)選1-15mm，更優(yōu)選2-10mm。振幅為給定的峰間值。
離開多孔板反應器10頂部的反應產(chǎn)物然后流入緩沖罐12。緩沖罐12的作用是向本發(fā)明的單元提供高靈活性。首先，它確保產(chǎn)物出口流量更平穩(wěn)。其次，它使反應器10溢流，而不是用硬管線連接至出口系統(tǒng)；因此，反應器可以是常壓容器而不是壓力容器。(常壓也指在反應器上存在氮氣層；但相關(guān)的壓力可以忽略)。由于不需要裝配復雜的過壓保護系統(tǒng)，因此降低了單元的重量、成本和復雜性。第三，緩沖罐作為當有干擾所述單元下游的工藝過程時的緩沖，其可以在所述單元不得不停車前給操作員時間以解決問題。這降低了由于這些干擾而造成的產(chǎn)品質(zhì)量風險。
當使用多孔板反應器時，特別是在脈沖條件下時，可以取消緩沖罐(但優(yōu)選存在緩沖罐，特別是在常壓條件下)。在高于常壓的壓力下操作的方法也可以在沒有緩沖罐的條件下進行，甚至可以在沒有脈沖條件下進行(盡管優(yōu)選脈沖方式)。
通過產(chǎn)物冷卻器13(如盤管換熱器)冷卻離開緩沖罐12的產(chǎn)物，并通過產(chǎn)物過濾器14過濾。
在產(chǎn)物冷卻器13和產(chǎn)物過濾器14間提供停工再循環(huán)線15。它將產(chǎn)物冷卻器13的出口連接至進料混合器4的入口。此特征使由于在生產(chǎn)運行的最后產(chǎn)生所謂的“不合規(guī)格的”物料(即在所需參數(shù)范圍外的物質(zhì))而形成的廢料量最少，這是由于將裝置的內(nèi)容物再循環(huán)通過設(shè)備至反應完成。這種再循環(huán)也能在排空裝置之前使裝置冷卻下來，降低了剩余的預聚物在設(shè)備中堵塞的風險，而預聚物在設(shè)備中的堵塞將增加維護或交叉污染的風險。
當在生產(chǎn)運行的最后再循環(huán)裝置時，緩沖罐12作為儲罐。由于冷卻后流體收縮，該流體的緩沖能力有助于再循環(huán)和冷卻流體。
現(xiàn)在參照圖2，可以看到多孔板反應器10為加長的立式容器，其為圓柱型。其裝有一系列固定多孔板，這些板沿柱的縱軸X以實質(zhì)上平行的方式和實質(zhì)上規(guī)則的間隔布置。
圖3中多孔板16最清楚。其包括多個實質(zhì)上相同的圓形孔17，其在板16上規(guī)則分布?？?7的數(shù)目和直徑使板的部分有效截面，即所有孔17的總面積通常為至少5％，特別是10-50％，優(yōu)選15-35％，最優(yōu)選約25％。
兩個連續(xù)的板之間的間距為10-500mm，優(yōu)選50-200mm，最優(yōu)選100-150mm。反應器的尺寸可以如下內(nèi)徑為50-2000mm，優(yōu)選100-500mm，高0.5-10m，優(yōu)選2-6m。因此板的數(shù)目可以通過高除以板的間距來確定。多孔板上孔的直徑可以改變，例如為4-12mm，優(yōu)選6-10mm。
多孔板16不需要固定在反應器10的內(nèi)壁上。所述板也可以被固定在自身固定在反應器上的內(nèi)軸上。
在一個供選擇的實施方案(未描述)中，多孔板可以被安裝在反應器10內(nèi)的軸上，通過脈沖單元11使軸振動。因此反應器10內(nèi)的物質(zhì)除了穩(wěn)定地向上運動外，也具有通過板16的運動而引起的有效振動。
在另一個供選擇的實施方案中，用帶有槽的板、金屬網(wǎng)、其他擋板排列法(將有效截面排列得彼此非常接近，從而在施加脈沖時產(chǎn)生交叉混合或射流)代替多孔板16。板通常垂直于反應器的軸線，也設(shè)想了傾斜板，例如用來提高自由穿流特性。
活塞流式反應器10(優(yōu)選多孔板反應器)，特別是附加了脈沖單元11的反應器具有幾個優(yōu)勢它能使較長的反應時間具有窄的停留時間分布，因此接近反應混合物的成分通過反應器的間歇行為。反應混合物的流動幾乎達到活塞流的行為。另外，這是在沒有與工藝流體接觸的轉(zhuǎn)動件的情況下實現(xiàn)的，因此簡化了設(shè)計，提高了可靠性，減輕了重量，降低了反應器的維護成本。而且，反應器的排水也優(yōu)良，因此使產(chǎn)物當中的廢物最少。
脈沖單元緩和了開工溫度，由于反應器入口的脈沖產(chǎn)生單元的物料作為受熱器，并在開工時幫助實現(xiàn)正確的溫度控制。這也使產(chǎn)生的“不合規(guī)格的”物料最少。
使用活塞流式反應器(優(yōu)選多孔板反應器)的另一優(yōu)勢在于其能使反應在接近絕熱條件下進行，這簡化了單元設(shè)計，不必精確控制反應器的溫度，而這又允許改變反應器的直徑。
本發(fā)明的單元的另一獨特性質(zhì)是其可以作為小型裝置來建造。所述單元可以在標準運輸集裝箱中運輸，其很堅固可運輸至進行生產(chǎn)的任何位置。在生產(chǎn)場所不需要復雜系統(tǒng)來支持它的操作。例如，其可以從罐、進料罐、進料容器等進料。少數(shù)人員就可以操作，由于普通維護得到簡化，操作人員也可以承擔該單元的普通維護任務(wù)。
可以單獨或結(jié)合給定單元(如常規(guī)單元，如間歇單元)使用耐用的緊湊型泵、預熱器、在常壓下操作的活塞流式反應器、多孔板反應器、緩沖罐、靜態(tài)混合器、快的反應時間和上述其它各項。這些部件可以單獨以及一起得到這種移動單元。
所述單元僅需要供給許多倉庫現(xiàn)場的標準現(xiàn)場服務(wù)，即電、任選的冷卻水、壓縮空氣(合適的是供應瓶裝氮)。反應產(chǎn)物可以被裝入罐充裝系統(tǒng)、油罐車或散裝儲罐。
因此，本發(fā)明提供實際上在任何地方都能操作的移動裝置單元。
因此，所述單元的獨特之外在于它能容易地運輸，同時能提供粘度范圍廣的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。
而且，由于此反應器在穩(wěn)定液位下操作，與間歇操作相比在操作過程中置換的蒸汽量大大減少，在間歇操作過程中必須有規(guī)律地清空和充填所述裝置，每一次操作都要置換蒸汽。另一優(yōu)勢為設(shè)備也較小，因此含更少的蒸汽，置換的蒸汽可以被非常徹底地處理(例如通過吸附到活性炭上)以除去不需要的蒸汽。實際測量顯示排放量非常低。這增強了所述單元的可運輸能力，由于其使環(huán)境影響最小化因而可在全球使用。
優(yōu)選本發(fā)明的單元為移動單元。迄今為止它被設(shè)計為獨立單元，但它也能與更復雜的生產(chǎn)鏈連接。
盡管公開了一個有關(guān)聚氨酯預聚物的具體實施例，但本發(fā)明也能應用于特征為在中等長反應時間下具有中等粘度流體的其它反應。特別優(yōu)選那些需要高轉(zhuǎn)化率的反應，即聚合反應和/或生物反應。
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)制備化合物或聚合物的方法，它包括如下步驟a)將反應物引入到為多孔板反應器的活塞流式反應器內(nèi)；b)在所需的壓力和溫度條件下使反應物在所述反應器中反應；c)從所述反應器中移出反應產(chǎn)物。
2.一種連續(xù)制備含異氰酸酯的聚氨酯預聚物的方法，它包括如下步驟(a)將反應物引入到活塞流式反應器(10)中，所述反應物為至少一種異氰酸酯反應性化合物和至少一種異氰酸酯；(b)在所需的壓力和溫度條件下使反應物在所述反應器中反應；(c)從所述反應器中移出反應產(chǎn)物。
3.一種權(quán)利要求2的方法，其中所述活塞流式反應器為多孔板反應器。
4.一種權(quán)利要求2的方法，它包括如下步驟(a)加熱至少一種異氰酸酯反應性化合物和至少一種異氰酸酯；(b)將混合的熱反應物引入到活塞流式反應器中；(c)在常壓下使熱反應物在所述反應器中反應；(d)從所述反應器中移出反應產(chǎn)物。
5.一種權(quán)利要求1-4的方法，其為絕熱過程。
6.一種權(quán)利要求1或2的方法，其中所述反應物在所述反應器(10)的一個末端或接近末端向上引入，所述反應產(chǎn)物在沿反應器(10)的任意位置，優(yōu)選作為溢流移出。
7.一種權(quán)利要求1或3的方法，其中所述多孔板反應器包括一系列位于所述反應器(10)內(nèi)的多孔板(16)。
8.一種權(quán)利要求7的方法，其中各所述多孔板(16)的部分有效截面在5-70％，優(yōu)選15-35％，最優(yōu)選約25％的范圍內(nèi)。
9.一種權(quán)利要求8中任一項的方法，其中所述反應在施加于所述熱反應物上的脈沖條件下進行。
10.一種權(quán)利要求9的方法，其中所述施加于所述熱反應混合物上的脈沖頻率為0.1-10Hz，優(yōu)選0.5-2Hz。
11.一種權(quán)利要求9或10的方法，其中所述施加于所述熱反應混合物上的脈沖振幅為0.5-50mm，優(yōu)選1-15mm，最優(yōu)選2-10mm。
12.一種權(quán)利要求4的方法，其中所述脈沖施加于所述反應混合物上，同時該混合物被引入到所述多孔板反應器(10)中。
13.一種權(quán)利要求12的方法，其中通過移動所述反應器(10)的多孔板(16)來將所述脈沖施加于所述反應混合物上。
14.一種權(quán)利要求4的方法，其中在步驟(a)中，通過將第一反應物和第二反應物混合然后加熱混合物得到熱混合物。
15.一種權(quán)利要求4的方法，其中在步驟(a)中，通過將第一反應物和預熱的第二反應物混合得到熱混合物。
16.一種權(quán)利要求4的方法，其中在步驟(a)中，通過將第一反應物和預熱的第二反應物混合然后加熱得到的混合物得到熱混合物。
17.一種權(quán)利要求1-16中任一項的方法，它還包括冷卻所述反應產(chǎn)物的步驟。
18.一種權(quán)利要求1-16中任一項的方法，其中所述熱混合物的粘度范圍為0.15cP-2000cP，優(yōu)選2cP-1000cP(mPa.s)。
19.一種權(quán)利要求2-18中任一項的方法，其中所述有機聚異氰酸酯組合物為選自MDI、聚合MDI和它們的改性變體的芳族聚異氰酸酯。
20.一種權(quán)利要求2-19中任一項的方法，其中所述異氰酸酯反應性化合物為多羥基化合物。
21.一種連續(xù)制備含異氰酸酯的聚氨酯預聚物的單元，它包括(a)至少一種異氰酸酯反應性化合物和至少一種異氰酸酯的入口裝置(1，2，2a，5)；(b)加熱至少一種反應物的加熱裝置(6，9)；(c)混合反應物的混合裝置(4)；(d)常壓活塞流式反應器(10)；和(e)緩沖罐(12)。
21.一種權(quán)利要求21的單元，其中所述活塞流式反應器為由加長的立式容器組成的多孔板反應器(10)。
22.一種權(quán)利要求21或22的單元，其中所述熱混合物在所述反應器的底部引入，所述反應產(chǎn)物在頂部作為溢流排出。
23.一種權(quán)利要求22的單元，其中所述多孔板反應器(10)包括一系列規(guī)則地位于反應器(10)內(nèi)的多孔板(17)。
24.一種權(quán)利要求22的單元，其中各所述多孔板(17)的部分有效截面在10-50％，優(yōu)選15-35％，最優(yōu)選約25％的范圍內(nèi)。
25.一種權(quán)利要求21中任一項的單元，它還包括向所述多孔板反應器(10)的內(nèi)容物上施加脈沖的脈沖產(chǎn)生裝置(11)。
26.一種權(quán)利要求21-26中任一項的單元，它還包括冷卻離開緩沖罐(12)的反應產(chǎn)物的冷卻裝置(13)。
27.一種權(quán)利要求21的單元，它還包括位于所述冷卻裝置(13)之后的用于過濾所述冷卻反應產(chǎn)物的過濾裝置(14)。
28.一種權(quán)利要求21的單元，它還包括用于在生產(chǎn)過程的最后使反應產(chǎn)物再循環(huán)通過所述混合器(4)和加熱器(9)、所述反應器(10)、所述緩沖罐(12)以及任選所述冷卻裝置(13)的停工再循環(huán)裝置(15)。
29.一種權(quán)利要求21的單元，該單元為小型裝置。
30.一種權(quán)利要求21的單元，該單元為移動單元。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種連續(xù)制備需要中等至長反應時間的中等至高粘度反應產(chǎn)物(如聚合物，包括預聚物)的方法，特別涉及用于聚氨酯制品生產(chǎn)的含異氰酸酯的聚氨酯預聚物的連續(xù)制備。
文檔編號B01J10/00GK1444504SQ01813376
公開日2003年9月24日 申請日期2001年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月31日
發(fā)明者D·A·霍爾頓, J·M·羅佩茲 申請人:亨茨曼國際有限公司