СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ (СО)ПОЛИМЕРОВ ПРИ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДАХ СВЕРХКРИТИЧЕСКИХ ФЛЮИДОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ПРОВЕДЕНИЯ

1. Способ получения (со)полимеров путем непрерывного взаимодействия, по меньшей мере, одного мономера с инициатором, его производных или их сочетаний и, необязательно, в присутствии растворителя и/или модифицирующей добавки, осуществляемого в одной или нескольких реакционных зонах прямоточного трубчатого реактора, при поддержании в указанных зонах реакционных условий, с непрерывной отгонкой газовой смеси, содержащей преимущественно непрореагированный мономер и выделением (со)полимера, отличающийся тем, что сначала
а) осуществляют раздельную подачу, по меньшей мере, одного текущего потока мономера, по меньшей мере, одного текущего потока растворителя и, необязательно, подачу текущих потоков инициатора и/или модифицирующей добавки, причем указанные потоки подают со сверхкритическим давлением мономера и/или растворителя, затем
б) нагревают указанный поток растворителя, дополнительно нагревают указанный поток мономера, по меньшей мере, до сверхкритической температуры мономера и/или растворителя с образованием сверхкритического флюида, затем
в) объединяют указанные потоки мономера, растворителя и, необязательно, инициатора и/или модифицирующей добавки в струйном смесителе (5) с линейной скоростью, обеспечивающей давление ниже сверхкритического давления мономера и/или растворителя, в течение которого происходит, по меньшей мере, частичный переход сверхкритического флюида в газовую фазу, причем период времени, в течение которого осуществляют указанное объединение, по существу составляет менее чем 1 с, предпочтительно менее чем 0,1 с, затем
г) в прямоточном трубчатом реакторе (6) резко снижают линейную скорость полученной реакционной смеси до значения, обеспечивающего давление выше сверхкритического давления мономера и/или растворителя, в течение которого происходит, по меньшей мере, частичный переход газовой фазы в сверхкритический флюид, и осуществляют взаимодействие указанной реакционной смеси по существу в адиабатических условиях с образованием полимерных частиц, в начальный период которого происходит мгновенное повышение температуры указанной реакционной смеси, по меньшей мере, примерно на 20°С, причем период времени, в течение которого осуществляют указанное взаимодействие, по существу составляет менее чем 120 с, предпочтительно менее чем 60 с, особенно предпочтительно менее чем 40 с, и затем
д) дросселируют полученный поток полимерного раствора через редуцирующее устройство (7) в испарительный сепаратор (8) с меньшим давлением, в котором за счет резкого уменьшения плотности указанного полимерного раствора происходит переход сверхкритического флюида в твердую фазу с дальнейшим образованием полимерных частиц, причем одновременно редуцирующее устройство (7) поддерживает необходимое сверхкритическое давление мономера и/или растворителя в реакционной зоне трубчатого реактора (6), после чего отводят газовый поток, содержащий преимущественно растворитель из верхней части испарительного сепаратора (8), и порошкообразный поток, содержащий преимущественно мелкодисперсные гранулы полимера из его нижней части.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве мономера применяют любое мономерное соединение, способное полимеризоваться и содержащее от 2 до 30 углеродных атомов, например, виниловый мономер, выбранный из группы, состоящей из винилзамещенных ароматических, гетероциклических и алициклических соединений, ненасыщенных алифатических карбоновых кислот и их производных, ненасыщенных алифатических нитрилов, сложных виниловых эфиров ароматических и насыщенных алифатических карбоновых кислот, дивинилового соединения и их смесей.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве инициатора или катализатора применяют окислительно-восстановительные системы или металлоорганические каталитические системы.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве растворителя и/или инициатора применяют диоксид углерода, возможно окись азота, этилен, этан, аммиак, кислород, воду, различные углеводороды или другие подходящие вещества.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве модифицирующей добавки применяют краситель, стабилизатор, антиоксидант, комплексы металла или другие подходящие вещества.
6. Способ по п.1 отличающийся тем, что потоки мономера и растворителя нагревают с использованием наружного теплообмена или воздействием электрического поля.
7. Способ по п.1 отличающийся тем, что линейная скорость реакционной смеси в струйном смесителе (5) составляет 10-350 м/с, предпочтительно 14-100 м/с.
8. Способ по п.1 отличающийся тем, что линейная скорость реакционной смеси в трубчатом реакторе (6) составляет 0,01-10 м/с, предпочтительно 0,02-0,05 м/с.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что контроль реакции взаимодействия реакционной смеси в трубчатом реакторе (6) осуществляют по скорости и степени увеличения температуры указанной реакционной смеси.
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед редуцирующим устройством (7) к потоку полимерного раствора добавляют поток жидкого растворителя, необязательно находящегося в сверхкритическом состоянии, в соотношении примерно в пределах 1-200% в расчете на суммарный поток.
11. Способ по п.1, отличающийся тем, что температуру в испарительном сепараторе (8) регулируют в зависимости от подачи потока растворителя к потоку полимерного раствора.
12. Способ по п.1, отличающийся тем, что температура в испарительном сепараторе (8) на 1-20°С, предпочтительно на 1-5°С ниже температуры плавления растворителя.
13. Способ по п.1, отличающийся тем, что поток растворителя рециркулируют.
14. Способ по п.1, отличающийся тем, что из нижнего отверстия испарительного сепаратора (8) отводят поток высокопористой пены.
15. Устройство для получения (со)полимеров, включающее средства подачи исходных реагентов, средства их нагрева, реактор и испарительный сепаратор, отличающееся тем, что содержит:
а) средства подачи (1), по меньшей мере, одного потока мономера, средства подачи (2), по меньшей мере, одного потока растворителя и, необязательно, средства подачи потоков инициатора и/или модифицирующей добавки, которые способны устанавливать сверхкритическое давление мономера и/или растворителя;
б) средство нагрева (4) потока растворителя, соединенное линией со средством подачи (2) потока растворителя, дополнительно средство нагрева (3) потока мономера, соединенное линией со средством подачи (1) потока мономера, способные устанавливать сверхкритическую температуру мономера и/или растворителя;
в) струйный смеситель (5), выполненный по существу в виде цилиндрической трубы, имеющий, по меньшей мере, одно впускное отверстие для потока мономера, соединенное соответствующей линией со средством нагрева (3), по меньшей мере, одно впускное отверстие для потока растворителя, соединенное соответствующей линией со средством нагрева (4) и, необязательно, впускные отверстия для потоков инициатора и/или модифицирующей добавки, соединенные соответствующими линиями со средствами их подачи и одно выпускное отверстие для реакционной смеси, соединенное с внутренней полостью трубчатого реактора (6);
г) трубчатый реактор (6), выполненный по существу в виде цилиндрического полого корпуса высокого давления без внутренних устройств, закрытый с одного торца крышкой, через которую пропущена цилиндрическая труба струйного смесителя (5), а с другого торца закрытый днищем, имеющее одно выпускное отверстие для потока полимерного раствора;
д) редуцирующее устройство (7), содержащее регулирующий вентиль или регулирующую форсунку, соединенные линией с выпускным отверстием трубчатого реактора (6);
е) испарительный сепаратор (8), соединенный с редуцирующим устройством (7) таким образом, чтобы конус струи редуцирующего устройства (7) находился в испарительном сепараторе (8) и имеющий в верхней части, по меньшей мере, одно первое выходное отверстие для газового потока, и в нижней части, по меньшей мере, одно второе выходное отверстие для порошкообразного потока гранул полимера.
16. Устройство по п.15, отличающееся тем, что средства подачи (1) потока мономера содержат насосный агрегат высокого давления.
17. Устройство по п.15, отличающееся тем, что средства подачи (2) потока растворителя содержит насосный агрегат или компрессорный агрегат высокого давления.
18. Устройство по п.15, отличающееся тем, что впускное отверстие для потока мономера в цилиндрической трубе струйного смесителя (5) расположено осесимметрично по отношению к впускному отверстию для потока растворителя.
19. Устройство по п.15, отличающееся тем, что, по меньшей мере, начальная часть цилиндрической трубы струйного смесителя (5) выполнена с внутренними неровностями.
20. Устройство по п.15, отличающееся тем, что, по меньшей мере, часть цилиндрической трубы струйного смесителя (5) находится во внутренней полости трубчатого реактора (6), причем ось указанной цилиндрической трубы совпадает с осью трубчатого реактора (6).
21. Устройство по п.15, отличающееся тем, что цилиндрическая труба струйного смесителя (5) заканчивается расширяющимся диффузором.
22. Устройство по п.15, отличающееся тем, что расстояние между цилиндрическими поверхностями трубчатого реактора (6) не превышает 150 мм.
23. Устройство по п.15, отличающееся тем, что трубчатый реактор (6) содержит, по меньшей мере, одно измерительное средство для контроля температуры.
24. Устройство по п.15, отличающееся тем, что трубчатый реактор (6) содержит, по меньшей мере, одно измерительное средство для контроля давления и, по меньшей мере, одно средство регулирования редуцирующего устройства (7), функционально связанное с указанным измерительным средством и с редуцирующим устройством (7).
25. Устройство по п.15, отличающееся тем, что редуцирующее устройство (7) выполнено с углом конуса струи в пределах примерно от 50 до 180°, предпочтительно от 90 до 140°.