DEVICE TO STOP A POLYMERISATION REACTION IN CASE OF EMERGENCY

Abstract: 1. Device permitting an emergency stoppage of polymerization reactions in a closed container by the addition of an inhibitor solution, the reactor having a bursting disc installed in an opening provided therein, characterized in that it includes an angled conduit (5) having an upper flange and a lower flange, for receiving the inhibitor solution ; in that the opening receiving the bursting disc (4) is provided in the bottom portion of reactor (1) ; in that the outer rim portion of the bursting disc (4) and lower flange of conduit (5) are in contact with one another and tightly mounted on the outside of reactor (1) ; and in that the upper flange of conduit (5) is connected to a compressed gas line (6) running to a compressed gas source.

Description: Einrichtung zur Notstoppung von Poly merisationsreaktionen Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Notstoppung von Polymerisationsreaktionen in geschlossenen Reaktionsbehältern. Die Polymerisation von Monomeren wie beispielsweise Styrol oder. Vinylchlorid wird diskontinuierlich in mit einem Rührer versehenen Reaktionsbehältern mit einem Fassungs- vermögen bis zu 200 m3 durchgeführt. Die bei den exothermen Polymerisationsreaktionen freiwerdende Wärme wird, nachdem die monomerenspezifische Reaktionstemperatur erreicht ist, mit Hilfe von Kühlwasser oder Kühlsole abgeführt, welche durch den Kühlmantel des Reaktionsbehälters und durch einen gegebenenfalls auf dem Reaktionsbehälter angeordneten Rückflusskühler gepumpt werden0 Fällt die Kühlung während der Polymerisation einer Charge aus, so kommt es zu einem unkontollierten Temperatur- und Druckanstieg im Reaktionsbehälter. Um ein Zerbersten des Reaktionsbehälters in einem solchen Falle zu vermeiden, ist es bekannt, neben der Ausrüstung des Reaktionsbehälters mit einem in die Atmosphäre oder in eine Fackel entspannenden Sicherheitsventil zwei weitere Sicherheitssysteme vorzusehen; und zwar die Notentspannung und die Notstoppung. Während die Apparatur für die Not entspannung sorgfältig auf die ReaktionsdmamiR abgestimmt sein muss und umfangreiche regeltechnische Einrichtungen erfordert, ist als letzte Massnahme vor der aus Umweltschutzgründen unerwünschten Entspannung durch das Sicherheitsventil die Notstoppung möglich. Hierbei wird eine Chemikalie durch Bodenventile in den Reaktionsbehälter eingedrückt und untergemischt, wodurch die Poly merisationsreaktion augenblicklich unterbrochen wird (vergl. "Chemie-Technik", 5 (1976) Seiten 137 und 138). Als Chemikalien, welche die Polymerisationsreaktionen schon in kleinen Mengen zum Erliegen bringen, sog. Inhibitoren, sind beispielsweise Hydrochinon oder Butylbrenzkatechin bekannt. Nachteilig ist bei der bekannten Einrichtung zur Notstoppung, dass die Bodenventile durch anbackendes Polymerisat blockiert oder mechanisch gehemmt sein können oder dass die Bodenventile, welche aus Sicherheitsgründen fernsteuerbar sein müssen, bei Energieausfall nicht betätigbar sind. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung zur Notstoppung von Polymerisationsreaktionen in geschlossenen Reaktionsbehältern anzugeben, deren Funktionsfähigkeit unabhängig von Polymeri satanbackungen und Ausfall der Netzenergien gewährleistet ist. Das wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass in eine Öffnung im Boden des Reaktionsbehälters eine Berstscheibe eingesetzt ist; dass der äussere Rand der Berstscheibe und der untere Flansch einer abgewinkelten Leitung zur Aufnahme von Inhibitorlösung einander berühren und dichtschliessend an der Aussenseite des Polymerisationskessels befestigt sind; und dass der obere Flansch der Leitung mit einer Druckgas-Leitung verbunden ist, welche an eine Druckgas-Quelle angeschlossen ist. Die Einrichtung gemäss der Erfindung kPnn wahlweise auch noch dadurch weitergebildet sein, dass a) die Berstscheibeinnenbündig eingesetzt ist, b) die Berstscheibe aus Metall besteht c) die Beratscheibe aus Graphit besteht} d) die Berstscheibe einem Druck von mindestens 25 bar standhält e) die Druckgas-Leitung an das Ventil einer Druckgas- Flasche angeschlossen ist. Bei der erfindungsgemässen Einrichtung sind keine Ventile erforderlich, welche durch Po lymerisatanbackung oder Festsitzen in ihrer Funktionsfähigkeit gestört sein können. Am Reaktionsbehälter sind zur Aufnahme der Einrichtung gemäss der Erfindung keine Stutzen erforderlich, welche zupolymerisieren können. Bei der erfindungsgemässen Einrichtung sind keine Manipulationen in der Nähe des kritischen Reaktionsbehälters notwendig, weil die Druckgas-Quelle weit entfernt davon, beispielsweise in der Messwarte, geöffnet werden kann. Vorteilhaft ist die Verwendung von Druckgas-Flaschen bei der Einrichtung gemäss der Erfindung, weil diese auch bei Störungen im Druckgasnetz funktionsfähig sind. Dabei kann durch entsprechende Wahl von Volumen der Druckgas-Flasche und des in ihr herrschenden Druckes der durch das Druckgas im Reaktionsbehälter bewirkte Druckanstieg begrenzt werden, so dass das Sicherheitsventil am Reaktionsbehälter bei der Notstoppung nicht anspricht. Bei der: erfindungsgemEBen Einrichtung ist eine optimale Verteilung des Inhibitors im Polymerisationsansatz auch bei Rührerausfall durch die extrem hohe Eintrittsgeschwindigkeit des Inhibitors und des nachströmenden Gases in den Reaktionsbehälter gegeben. Bei der erfindungsgemässen Einrichtung können als Druckgase Stickstoff, Wasserstoff oder Edelgase verwendet werden. In der beigefügten Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt. Der Boden eines Reaktionsbehälters 1 ist mittig von einer Rührwelle 2 eines von unten angetriebenen Rührers 3 durchdrungen. In eine seitliche Öffnung im Boden des Reaktionsbehälters 1 ist eine metallische Berstscheibe 4 eingesetzt. Auf der Aussenseite des Polymerisationskessels 1 schliesst sich an die Berstscheibe 4 das eine Ende einer abgewinkelten Leitung 5 an, welche mit Inhibitorlösung gefüllt ist. In das andere Ende der Leitung 5 mündet eine Druckgas-Leitung 6 ein, welche an das Ventil 7 einer mit Stickstoff gefüllten Druckgas-Flasche 8 angeschlossen ist. Die Funktionsweise der erfindungsgemässen Einrichtung sei nunmehr am Beispiel der Polymerisation von Vinylchlorid erläutert. In den Reaktionsbehälter 1 (25 m3) wurden 14 m3 Wasser 9 m3 Vinylchlorid 8 kg teilverseiftes PolyvinylaccPtat und 5 kg Ethylhexylperoxidikarbonat eingetragen und die Reaktionsmischung unter Rühren auf 550 erhitzt. Nach Einsetzen der Polymerisationsreaktion wurde die Temperatur von 55 0C durch Durchleiten von Kühlwasser durch den Doppelmantel des Reaktionsbehälters 1 aufrechterhalten. Zur Simulierung eines Kühlwasserausfalles wurde die Kühl-. wasserzufuhr unterbrochen. Innerhalb von 5 Minuten stieg 0 im Reaktionsbehälter 1 die Temperatur um 5 C und. der Druck um 1 bar an. Nun wurde das Ventil 7 der Druckgas-Flasche 8 (Inhalt: 3 1, Druck: 200 bar) voll geöffnet. Der sich in der Leitung 5 und in der Druckgas-Leitung 6 aufbauende Druck zerriss die Berstscheibe 4 bei 40 bar, so dass die Inhibitorlösung mit grosser Geschwindigkeit in die Reaktionsmischung eintrat und sich mit ihr vermischte. Der Druck- und Temperaturanstieg im Reaktionsbehälter 1 kam unmittelbar darauf zum Stillstand.

Claims: Einrichtung zur Notstoppung von Poly merisationsreaktionen Patentansprüche 1) Einrichtung zur Notstoppung von Polymerisationsreak tionen in geschlossenen Reaktionsbehältern, dadurch gekennzeichnet, dass in eine Öffnung im Boden des Reak tionsbehälters (i) eine Berstscheibe (4) eingesetzt ist; dass der äussere Rand der Berstscheibe (4) und der untere Flansch einer abgewinkelten Leitung (5) zur Auf nahme von Inhibitorlösung einander berühren und dicht schliessend an der Aussenseite des Polymerisationskessels (1) befestigt sind; und dass der obere Flansch der Leitung (5) mit einer Druckgas-Leitung (6) verbunden ist, welche an eine Druckgas-Quelle angeschlossen ist. 2) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Berstscheibe (4) innenbündig eingesetzt ist. 3) Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, dass die Berstscheibe (4) aus Metall be steht. 4) Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Berstscheibe (4) aus Graphit be steht. 5) Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch zekennzeichnet, dass die Berstscheibe (4) einem Druck von mindestens 25 bar standhält. 6) Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckgas-Leitung (6) an das Ventil (7) einer Druckgas-Flasche (8) angeschlossen ist.

Inventors: KOMISCHKE, PETER, PRELL, LORENZ, SCHOLZ, MANFRED
Applicants: HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1982
Main classification: C08F2
IPC codes: C08F2, B01J19