Способ переноса тепла на жидкую смесь, содержащую, по меньшей мере, один (мет)акрилмономер

Способ переноса тепла на жидкую смесь, содержащую, по меньшей мере, один (мет)акрилмономер

Реферат

Изобретение относится к способу для переноса тепла на жидкую смесь, содержащую, по меньшей мере, один (мет)акрилмономер с помощью автономного теплообменника, по которому одновременно на его первичной стороне протекает жидкий теплоноситель и на его вторичной стороне протекает жидкая смесь, содержащая, по меньшей мере, один (мет)акрилмономер.

Запись (мет)акрилмономер в данном описании означает сокращение от «акрилмономера и/или метакрилмономера».

Понятие акрилмономер в данном описании означает сокращение от «акролеина, акриловой кислоты, диакриловой кислоты и/или сложного эфира акриловой кислоты».

Понятие метакрилмономер в данном описании означает сокращение от «метакролеина, метакриловой кислоты и/или сложного эфира метакриловой кислоты».

(Мет)акрилмономеры являются важными исходными соединениями для получения полимеризатов, которые применяют в качестве клеев или материалов, суперабсорбирующих воду.

В промышленности (мет)акролеин и (мет)акриловую кислоту получают преимущественно путем каталитического окисления в газовой фазе пригодных предшествующих соединений, имеющих от 3 до 4 атомов углерода (или их предшествующих соединений), в частности пропилена и пропана в случае акролеина и акриловой кислоты или изо-бутена и изо-бутана в случае метакриловой кислоты и метакролеина. Наряду с пропиленом, пропаном, изо-бутеном и изо-бутаном в качестве исходных веществ также пригодны другие соединения, имеющие 3 или 4 атома углерода, такие как изо-бутанол, н-пропанол или их предшествующие соединения, такие как, например, простой метиловый эфир изо-бутанола.

(Мет)акриловую кислоту также можно получить из (мет)акролеина (который, например, получают путем конденсации пропиональдегида и формальдегида).

Причем обычно получают смесь образующегося газа, из которой можно отделить (мет)акриловую кислоту или (мет)акролеин.

Сложные эфиры (мет)акриловой кислоты получают, например, путем прямого взаимодействия (мет)акриловой кислоты и/или (мет)акролеина с соответствующими спиртами.

Разумеется также в данном случае получают сначала смесь продукта, из которой можно отделить сложный эфир (мет)акриловой кислоты.

Для вышеуказанных отделений часто применяют один или несколько способов термического разделения. При этом, как правило, к разделительно-эффективному пространству добавляют, по меньшей мере, один поток веществ, содержащий, по меньшей мере, один (мет)акрилмономер, и, по меньшей мере, один (отличающийся от данного) поток веществ, содержащий, по меньшей мере, один (мет)акрилмономер, извлекают такого разделительно-эффективного пространства. Характерным для большинства способов термического разделения является то, что благодаря ему полученная эффективность разделения, как правило, требует добавления термической энергии (переноса тепла) и что благодаря ему обычно участвуют жидкие фазы (жидкие смеси) (вводят в разделительно-эффективное пространство), которые содержат (мет)акрилмономеры (по меньшей мере, один (мет)акрилмономер) (смотри, например, немецкую заявку на патент DE 10300816).

Как правило, данную термическую энергию (тепло) вводят с помощью автономных теплообменников. Для этого из части разделительно-эффективного пространства часто извлекают, по меньшей мере, одну жидкую смесь, содержащую, по меньшей мере, один (мет)акрилмономер. Затем она протекает (например, с помощью насосов и/или путем естественного перехода) вторичную сторону автономного теплообменника, на первичной стороне которого одновременно протекает жидкий теплоноситель.

На основе температурных градиентов, возникающих между обоими потоками веществ, жидкий теплоноситель (под ним в данном описании необходимо понимать жидкий теплоноситель, газообразный теплоноситель или смесь из жидких и газообразных (парообразных) теплоносителей) имеет более высокую температуру, чем жидкая смесь, содержащая, по меньшей мере, (мет)акрилмономеров, благодаря им теплообмен происходит сквозь твердую материальную перегородку, разделяющую первичную сторону от вторичной стороны автономного теплообменника (т.е. в данном описании автономный теплообменник должен быть теплообменником, при котором теплоноситель и нагреваемая смесь не встречаются друг с другом в материальном контакте, а пространственно разделены друг с другом материальной перегородкой), из которого получают нагревание протекающей вторичную сторону жидкой смеси, содержащей, по меньшей мере, один (мет)акрилмономер. Затем нагретую, отводимую из вторичной стороны автономного теплообменника жидкую смесь, содержащую, по меньшей мере, один (мет)акрилмономер (при теплообмене ее можно также частично или полностью переводить в паровую фазу; в данном случае теплообменник часто обозначают также как выпариватель; понятие «газообразный» и «парообразный» в данном описании применяют как синонимы), возвращают, по меньшей мере, частично в ту же самую часть разделительно-эффективного пространства, из которого она отводилась, и/или в другую часть данного разделительно-эффективного пространства, причем место отвода и возврата могут находиться на расстоянии друг от друга (сравни, например, немецкую заявку на патент DE 10332758).

Тем не менее, недостатком вышеописанного метода является то, что (мет)акрилмономеры, в том числе под влиянием повышенной температуры и, в частности, находясь в конденсированной фазе, в нежелательном способе склонны к образованию высокомолекулярных соединений (полимеризатов) самого различного вида (радикальных полимеризатов, поликонденсатов (например, аддуктов Майкла). Благодаря добавлению так называемых ингибиторов полимеризации (в качестве таковых применяют также соединения, содержащие азот, которые имеют, по меньшей мере, одну фенольную группу (например, N,N'-диизобутил-пара-фенилендиамин (Kerobit®BTD), N,N-дифениламин, метиленблау или фенотиазин, сравни, например, европейскую заявку на патент ЕР 1062197, немецкие заявки на патент DE 10336386 и DE 10235847, а также DE 2901783), которые в определенном объеме могут привязывать случайно образующиеся радикалы, инициирующие нежелательную радикальную полимеризацию, можно препятствовать вышеуказанному нежелательному образованию высокомолекулярных соединений в ограниченном объеме, но к сожалению не полностью (сравни немецкую заявку на патент DE 10211273), из-за чего это при совместном применении ингибиторов радикальной полимеризации, в частности, на плоскости материальной перегородки автономного теплообменника, обращенной к вторичной стороне в течение, как описано, проводимого автономного переноса тепла на жидкую смесь, содержащую, по меньшей мере, один (мет)акрилмономер, со временем приводит к осаждению твердых веществ (в литературе многократно также обозначают как загрязнения), которые уменьшают переход тепла от первичной стороны на вторичную сторону (сравни патент США 3271296). К данному осаждению твердых веществ относятся в том числе также пиролитические реакции разложения (до коксования). Поэтому время от времени способ термического разделения должен прерываться, чтобы очистить материальную перегородку автономного теплообменника, прежде всего на его вторичной стенке.

Из уровня техники теперь известны различные мероприятия, чтобы уменьшить или по времени замедлять загрязнение на вторичной стороне автономного теплообменника.

В патенте США US 3271296 для уменьшения образования загрязнения рекомендуют добавление реакционных продуктов пропилендиамина с алкил-замещенными и алкенил-замещенными сукциновыми карбоновыми кислотами, которым приписывают диспергирующее действие (например, Komad® 313 фирмы MoI (Ungarn)). В соответствующем способе европейского патента ЕР 1062197 рекомендуют добавление поверхностно-активных веществ к нагреваемой, по меньшей мере, жидкой смеси, содержащей, по меньшей мере, (мет)акрилмономер. В европейской заявке на патент ЕР 854129 для уменьшения вышеописанного загрязнения дополнительно рекомендуют применение выпаривателя быстрого действия с принудительной циркуляцией.

Недостатками рекомендаций уровня техники, тем не менее, является то, что действие рекомендуемых присадок не в состоянии удовлетворить в полном объеме. Это имеет значение в похожем способе для только одного применения выпаривателя быстрого действия с принудительной циркуляцией.

Поэтому задача предложенного изобретения состоит в том, чтобы предоставить улучшенный способ для переноса тепла на смесь, содержащую, по меньшей мере, один (мет)акрилмономер, с помощью автономного теплообменника.

Согласно этому найден способ для переноса тепла на жидкую смесь, содержащую, по меньшей мере, один (мет)акрилмономер, с помощью автономного теплообменника, по которому на его первичной стороне течет жидкий теплоноситель и на его вторичной стороне (непрерывно) течет одновременно жидкая смесь, содержащая, по меньшей мере, один (мет)акрилмономер, который отличается тем, что жидкая смесь, содержащая, по меньшей мере, один (мет)акрилмономер, содержит добавленное, по меньшей мере, одно активное соединение, отличающееся от (мет)акрилмономеров, из группы, состоящей из третичных аминов, солей, образованных из третичных аминов и кислоты Бренстеда, а также четвертичных соединений аммония при условии, что третичные и четвертичные атомы азота в, по меньшей мере, одном активном соединении не имеют никакой фенильной группы, но, по меньшей мере, частичное количество, по меньшей мере, одной алкильной группы.

Понятие (мет)акрилмономер, как уже сказано выше, должно включать, в частности, соединения акролеина, метакролеина, метакриловой кислоты и акриловой кислоты. Однако под этим понятием нужно подразумевать диакриловую кислоту (олефин-ненасыщенный аддукт Майкла второй молекулы акриловой кислоты) и сложные эфиры из акриловой кислоты или метакриловой кислоты и предпочтительно одноатомных (имеющих одну группу гидроксила) спиртов. То есть, в частности, согласно данному описанию также (мет)акрилмономерами являются сложные эфиры акриловой кислоты с предпочтительно одноатомными (имеющими одну группу гидроксила) алканолами, имеющими от 1 до 8 атомов углерода (прежде всего с алканолами, имеющими от 4 до 8 атомов углерода) и сложные эфиры метакриловой кислоты с предпочтительно одноатомными (имеющими одну группу гидроксила) алканолами, имеющими от 1 до 8 атомов углерода (прежде всего с алканолами, имеющими от 4 до 8 атомов углерода). То есть (мет)акрилмономерами являются, например, следующие сложные эфиры (мет)акриловой кислоты: гидроксиэтилакрилат, гидроксиэтилметакрилат, гидроксипропилакрилат, гидроксипропилметакрилат, глицидилакрилат, глицидилметакрилат, метилакрилат, метилметакрилат, н-бутилакрилат, изо-бутилакрилат, изо-бутилметакрилат, н-бутилметакрилат, трет-бутилакрилат, трет-бутилметакрилат, этилакрилат, этилметакрилат, 2-этилгексилакрилат и 2-этилгексилметакрилат.

В данном описании под третичным амином нужно понимать органическое соединение, которое содержит, по меньшей мере, один химически связанный атом азота, который имеет до трех отличных друг от друга атомов углерода (не больше и не меньше чем к данным трем и также ни к какому другому атому) при условии химической связи (как правило, ковалентной), что никакой из трех атомов углерода не имеет одновременно химическую двойную связь с атомом кислорода или другим элементом группы, содержащей кислород в Периодической системе элементов. Такой атом азота в данном описании обозначают как третичный атом азота.

Под четвертичным соединением аммония в данном описании нужно понимать такое ионное соединение (соль четвертичного иона аммония), которое содержит, по меньшей мере, один атом азота, который имеет до четырех отличных друг от друга атомов углерода (и больше ни к каким другим атомам) при условии химической связи (как правило, ковалентной), что никакой из четырех атомов углерода не имеет одновременно химическую двойную связь с атомом кислорода или другим элементом группы, содержащей кислород в Периодической системе элементов. Такой атом азота в данном описании обозначают как четвертичный атом азота. Содержащий это положительно заряженный ион в данном описании обозначают как четвертичный ион аммония.

Под фенильной группой в данном описании нужно понимать каждое состоящее из шести атомов углерода ароматическое кольцо (характеризующим признаком такой ароматической кольцевой системы является то, что шесть атомов углерода находятся в плоскости в исследовании рентгеновского структурного анализа), независимо от того, являются ли данные шесть атомов углерода химически связанными с атомом водорода или с заместителями для атома водорода. В данном случае третичный или четвертичный атом азота имеет фенильную группу, если она химически (ковалентно) связана с одним из шести атомов углерода ароматического кольца. То есть трифениламин, хинолин, фенотиазин и метиленовый синий не являются никаким активным соединением согласно данному изобретению.

Разумеется, согласно изобретению добавляемое активное соединение может иметь не больше чем один третичный атом азота или больше чем один четвертичный атом азота. Конечно, согласно изобретению добавляемое активное соединение одновременно может иметь также, по меньшей мере, один третичный атом азота и, по меньшей мере, один четвертичный атом азота.

Относительно определенного третичного амина кислота Бренстеда является таким химическим соединением, которое в состоянии отдавать протон в третичный амин, вследствие этого третичный амин переходит в нечетвертичный, электрически положительно заряженный ион аммония (сравни Grundlagen der organischen Chemie; Hans Rudolf Christen; издательство Sauerländer Aarau, Diesterweg·Salle Франкфурт-на-Майне, 1975, с.383 и следующие). При этом со своей стороны кислота Бренстеда одновременно переходит в сопряженное анионное основание.

Согласно изобретению особенно пригодными активными соединениями являются третичные алифатические амины и их нечетвертичные соли аммония. Эти амины можно образовывать из аммиака, посредством того что его три атома водорода замещают тремя группами алкила.

Среди этих третичных алифатических аминов предпочтительными являются такие общей формулы I (а также полученные из них нечетвертичные соли аммония):

в которой

R¹, R² и R³ независимо друг от друга означают алкиловую группу, имеющую от 1 до 8 атомов углерода, предпочтительно от 1 до 6 атомов углерода и особенно предпочтительно от 1 до 4 атомов углерода (данные группы построены только из атомов водорода и углерода и не включают группы циклоалкила), или группы циклоалкила (также построены только из водорода и углерода).

Среди третичных алифатических аминов общей формулы I снова предпочтительными являются такие, в которых соответствует действительности R¹=R²=R³ (и предпочтительно алкиловая группа), а также полученные из них нечетвертичные соли аммония (то есть их соли с кислотой Бренстеда).

Предпочтительными R¹, R², R³ являются метильная группа, этильная группа, изо-пропильная группа, н-пропильная группа, н-бутильная группа, трет-бутильная группа и н-гексильная группа, а также циклогексильная группа.

То есть согласно изобретению особенно предпочтительными активными соединениями являются, например, триметиламин, триэтиламин, три-н-гексиламин, три-н-бутиламин и N-этил-N,N-диизопропиламин (а также их соли с кислотой Бренстеда).

Кроме того, в качестве предложенных согласно изобретению активных соединений применяют такие (в следующем описании данной стадии обозначают в качестве соединений общей формулы II), которые формально образуются из активных сведений общей формулы (I) посредством того, что, по меньшей мере, один из остатков R¹, R², R³ означает группу алкила или циклоалкила, у которой один или больше атомов водорода замещены, по меньшей мере, одной группой -ОН, -NH₂, -NHCH₃ и -N(СН₃)₂ и/или (при необходимости, циклическая) углеродная цепь, по меньшей мере, один раз прервана атомом кислорода (а также ее соли с кислотой Бренстеда). Среди них особенно подчеркивают N,N,N',N'-тетраметил-1,3-пропандиамин, N,N-диэтилэтаноламин, а также цис-(2-диметиламиноэтиловый)эфир, пентаметилдиэтилентриамин, 3-диметиламино-1-пропил-амин, N,N,N',N'-тетраметил-1,6-гексадиамин и N,N-диметилциклогексиламин (а также их соли с кислотой Бренстеда).

В качестве следующих согласно изобретению благоприятных третичных аминов (активных соединений III) применяют производные 1,3-диазола (имидазола), у которых водород на атоме азота 1,3-диазола в положении 1 замещен алкиловой группой R⁴, имеющей от 1 до 8 атомов углерода, предпочтительно от 1 до 6 атомов углерода и особенно предпочтительно от 1 до 4 атомов углерода, и/или азот 1,3-диазола в положении 3 алкилирован алкиловой группой R⁵, имеющей от 1 до 8 атомов углерода, предпочтительно от 1 до 6 атомов углерода и особенно предпочтительно от 1 до 4 атомов углерода. В случае «и»-соединения речь идет о так называемых солях имидазолия, чьи катионы согласно изобретению имеют два третичных атома азота. При «или»-придании плавающей формы речь идет о солях имидазолия с согласно изобретению только одним третичным атомом азота.

Такими согласно изобретению пригодными третичными аминами являются, например, 1-метилимидазол, 1-этилимидазол, 1-пропилимидазол, 1-этил-3-метил-имидазолийакрилат, 1-этил-3-метилимидазолийацетат, 1-н-бутил-3-метилимидазолий ацетат и 1-этил-3-метилимидазолийхлорид.

Согласно изобретению среди вышеназванных солей имидазолия предпочтительными являются те, чей анион означает гидроксид или анионное сопряженное основание одноатомной кислоты Бренстеда (в состоянии отдавать в сильное основание только протон; то есть серная кислота является двухатомной кислотой Бренстеда). К данным простым отрицательно заряженным анионам принадлежат, в частности, ионы карбоксилата одноатомных органических карбоновых кислот, таких как, например, муравьиная кислота, уксусная кислота, пропионовая кислота, акриловая кислота, метакриловая кислота, хлоруксусная кислота и нитроуксусная кислота. В частности, к данным отрицательно заряженным анионам принадлежат, однако, также сопряженные основания сильных одноатомных неорганических кислот Бренстеда, таких как HCl, HBr, HJ, HNO₃ и HClO₃.

Вышеназванными кислотами Бренстеда (включая воду) также являются такие, которые являются особенно пригодными, чтобы перевести согласно изобретению пригодные третичные амины (в частности, третичные амины (I) и (II)) в согласно изобретению их пригодные соли (нечетвертичные соединения аммония).

Следующей группой согласно изобретению пригодных активных соединений являются четвертичные соединения аммония. К ним принадлежат прежде всего соли из четвертичных (кат)ионов аммония и анионных сопряженных оснований кислот Бренстеда (например, соли немецкой заявки на патент DE 10314203), в частности, одноатомные кислоты Бренстеда. К данным предпочтительно простым отрицательно заряженным анионам принадлежат, в частности, ^ΘОН, ионы карбоксилата одноатомных органических карбоновых кислот, таких как, например, муравьиная кислота, уксусная кислота, пропионовая кислота, акриловая кислота, метакриловая кислота, хлоруксусная кислота и нитроуксусная кислота. В частности, к данным простым отрицательно заряженным анионам также принадлежат сопряженные основания одноатомных неорганических кислот Бренстеда. Такими анионами являются, например,

Предпочтительными четвертичными (кат)ионами аммония прежде всего являются такие, которые формально получают из активных соединений (I) и (II) посредством того, что с их третичным атомом азота связана алкильная группа R⁶, имеющая следующие от 1 до 8 атомов углерода, предпочтительно от 1 до 6 атомов углерода и особенно предпочтительно от 1 до 4 атомов углерода.

Такие четвертичные анионы аммония подпадают под общую формулу (IV),

,

в которой

R^1*, R^2* и R^3* независимо друг от друга и не зависимо от R⁶ означают алкильную группу, имеющую от 1 до 8 атомов углерода, предпочтительно от 1 до 6 атомов углерода и особенно предпочтительно от 1 до 4 атомов углерода, или означают циклоалкильную группу, имеющую от 1 до 8 атомов углерода, при которой один или несколько атомов водорода замещены, по меньшей мере, одной из групп -ОН, -NH₂, -NHCH₃ и -N(CH₃)₂ и/или (при необходимости, циклическая) углеродная цепь прервана, по меньшей мере, один раз атомом кислорода.

Особенно предпочтительными четвертичными ионами аммония IV являются такие общей формулы,

,

в которой

R¹, R², R³ и R⁶ независимо друг от друга могут иметь значение, указанное в данном описании данных остатков.

Особенно предпочтительными четвертичными ионами аммония (V) являются такие, где R¹=R²=R³=R⁶ (и предпочтительно алкильная группа).

Например, в качестве согласно изобретению в высшей степени предпочтительных четвертичных соединений аммония упоминают тетраметиламмоний ацетат, тетраметиламоний хлорид, тетраметиламмоний гидроксид и тетраметиламмоний акрилат.

В принципе все остатки R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶, а также R^1*, R^2* и R^3*, в случае если они не являются циклическими, являются прямыми или разветвленными.

Как правило, для предложенного согласно изобретению способа к жидкой смеси, содержащей, по меньшей мере, один (мет)акрилмономер, добавляют, по меньшей мере, 0,01 или, по меньшей мере, 0,05% масс., часто от 0,1 до 10% масс., часто от 0,1 до 5% масс., многократно от 0,1 до 3% масс. и предпочтительно от 0,5 до 2% масс., или от 0,5 до 1% масс. (соответственно в расчете на свою массу), по меньшей мере, одного предложенного согласно изобретению активного соединения.

Согласно изобретению предпочтительно согласно изобретению добавляемые активные соединения получают таким образом, что они при условиях применения предложенного согласно изобретению способа (рабочего давления, рабочей температуры) в соответствующем добавляемом количестве полностью растворяются в жидкой смеси, содержащей, по меньшей мере, один (мет)акрилмономер.

На этом фоне предпочтительными являются такие согласно изобретению добавляемые активные соединения, чья молярная масса составляет ≤500 г, предпочтительно ≤400 г, в благоприятном способе ≤300 г, предпочтительно ≤250 г, особенно предпочтительно ≤200 г и в высшей степени предпочтительно ≤180 г. Тем не менее, обычно молярная масса согласно изобретению добавляемых активных соединений составляет ≥59,1 г.

Согласно изобретению нагреваемая жидкая смесь может содержать, по меньшей мере, один (мет)акрилмономер, находящийся как в более или мене чистой форме, так и в разбавленной (например, растворителями). При этом растворителем может быть как водный, так и органический растворитель. То есть согласно изобретению нагреваемая жидкая смесь может содержать (в расчете на ее массу), например, до ≥0,05% масс., или ≥0,1% масс., или ≥0,5% масс., или ≥1% масс., или ≥1,5% масс., или ≥2% масс., или ≥10% масс., или ≥20% масс., или ≥40% масс., или ≥60% масс., или ≥80% масс., или ≥90% масс., или ≥95% масс., или ≥99% масс., по меньшей мере, одного (мет)акрилмономера.

Безусловно содержание определенных (мет)акрилмономеров находится постоянно при значениях <100% масс.; вышеуказанное является одновременно определением понятия «жидкая смесь, содержащая, по меньшей мере, один (мет)акрилмономер», как применяют в данном описании; она в большинстве случаев содержит жидкое вещество, которое наряду с, по меньшей мере, одним определенным (мет)акрилмономером содержит еще, по меньшей мере, один второй (мет)акрилмономер и/или еще, по меньшей мере, одно второе вещество, отличающееся от (мет)акрилмономера; количественные части при этом могут быть абсолютно любыми, пока они подтверждаются только аналитически (например, с помощью газохроматографического анализа или с помощью ЖХВР); например вторым веществом, отличающимся от (мет)акрилмономера, является ингибитор полимеризации.

На этом месте констатируют, что сделанные в данном описании высказывания, в частности, предпочтительны в том случае, если, по меньшей мере, одним (мет)акрилмономером является акриловая кислота. Объем раскрытия данного описания поэтому, в частности, должен включать те высказывания, которые возникают вследствие того, что там, где в данном описании стоит «(мет)акрилмономер(ы), это понятие заменяют «акриловой кислотой».

Температура (Т_выхода), с которой жидкая смесь, содержащая, по меньшей мере, один (мет)акрилмономер, снова покидает теплообменник (то есть после происходящего согласно изобретению переноса тепла), как правило составляет от 50 до 350°С или от 100 до 300°С, часто от 150 до 250°С и часто от 170 до 220°С. Давление в пределах автономного теплообменника может находиться как при атмосферном давлении (1 атм), так и выше или ниже атмосферного давления. Типичная для предложенного согласно изобретению переноса тепла область давления составляет от 1 мбар до 10 бар, часто от 10 мбар до 5 бар и многократно от 50 мбар до 3 бар. Температура, с которой жидкая смесь, содержащая, по меньшей мере, один (мет)акрилмономер, в предложенном согласно изобретению способе поступает в автономный теплообменник, чтобы нагреть его (Т_входа), может составлять, например, от 50 до 350°С, часто от 70 до 250°С и многократно от 120 до 220°С. Отличие между Т_входа и Т_выхода, то есть разница Т_выхода-Т_входа, как правило составляет от 0,1 до 50°С, часто от 0,5 до 25°С и многократно от 1 до 10°С. Рабочее давление жидкой смеси, содержащей, по меньшей мере, один (мет)акрилмономер, при ее входе в автономный теплообменник больше, чем при выходе из, по меньшей мере, одного теплообменника. В принципе жидкая смесь, содержащая, по меньшей мере, один (мет)акрилмономер, при своем выходе из автономного теплообменника может быть полностью переведена в паровую фазу (газовую фазу).

Впрочем жидкую смесь, содержащую, по меньшей мере, один (мет)акрилмономер, как правило, также добавляют к ингибиторам полимеризации против радикальной полимеризации. В качестве таковых в принципе применяют все те, которые рекомендуют в уровне техники для цели ингибирования радикальной полимеризации (мет)акрилмономеров, находящихся в жидкой фазе. В качестве таких ингибиторов полимеризации применяют алкилфенолы, например о-крезол, м-крезол или п-крезол (метилфенол), 2-трет-бутил-4-метилфенол, 6-трет-бутил-2,4-диметилфенол, 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол, 2-трет-бутилфенол, 4-трет-бутилфенол, 2,4-ди-трет-бутилфенол, 2-метил-4-трет-бутилфенол, 4-трет-бутил-2,6-диметилфенол или 2,2'-метилен-бис-(6-трет-бутил-4-метилфенол), гидроксифенолы, например гидрохинон, 2-метилгидрохинон, 2,5-ди-трет-бутилгидрохинон, брензкатехин (1,2-дигидроксибензол) или бензохинон, аминофенолы, такие как, например, пара-аминофенол, нитрозофенолы, такие как, например, пара-нитрозофенол, алкоксифенолы, например, 2-метоксифенол (гваякол, простой бензкатехинмонометиловый эфир), 2-этоксифенол, 2-изопропоксифенол, 4-метоксифенол (простой гидрохинон-монометиловый эфир), моно-трет-бутил-4-метоксифенол или ди-трет-бутил-4-метоксифенол, токоферолы, такие как, например, о-токоферол, а также 2,3-дигидро-2,2-диметил-7-гидроксибензофуран (2,2-диметил-7-гидроксикумаран), N-оксилы, такие как 4-гидрокси-2,2,6,6-тетраметил-пиперидин-N-оксил, 4-оксо-2,2,6,6-тетраметил-пиперидин-N-оксил, 4-ацетокси-2,2,6,6-тетраметил-пиперидин-N-оксил, 2,2,6,6-тетраметил-пиперидин-N-оксил, 4,4,4-трис(2,2,6,6-тетраметил-пиперидин-N-оксил)фосфит или 3-оксо-2,2,5,5-тетраметил-пирролидин-N-оксил, ароматические амины или фенилендиамины, такие как, например, N,N-дифенил-амин, N-нитрозо-ди-фениламин и N,N'-диалкил-пара-фенилендиамин, причем остатки алкила могут быть одинаковыми или различными и соответственно независимо друг от друга состоят из 1-4 атомов углерода и могут быть прямыми или разветвленными, гидроксиламины, такие как, например, N,N-диэтилгидроксиламин, фосфорсодержащие соединения, такие как, например, трифенилфосфин, трифенилфосфит, гипофосфорные кислоты или триэтилфосфит, серосодержащие соединения, такие как, например, дифенилсульфид или фенотиазин, при необходимости, в комбинации с солями металлов, такими как, например, хлориды, дитиокарбаматы, сульфаты, салицилаты или ацетаты меди, марганца, церия, никеля или хрома. Разумеется, также можно применять различные смеси названных ингибиторов полимеризации. Предпочтительно в качестве ингибитора полимеризации применяют фенотиазин и/или простой гидрохиномонометиловый эфир. Многократно названные ингибиторы полимеризации поддерживают газ, полученный с помощью молекулярного кислорода (например, воздух или воздух, разбавленный азотом). В зависимости от применяемого ингибитора полимеризации его применяемое количество в жидкой смеси, содержащей, по меньшей мере, один (мет)акрилмономер, составляет от 10 до 1000 масс. частей на млн, часто от 50 до 500 масс. частей на млн и многократно от 150 до 350 масс. частей на млн (соответственно в расчете на общее содержание (мет)акрилмономеров в жидкой смеси).

В случае автономного теплообменника перенос тепла происходит не в прямом контакте, посредством принудительного смешивания, между жидким теплоносителем и нагреваемой жидкой смесью. Перенос тепла происходит многократно непосредственно между жидкостями, разделенными перегородкой. Способствующие переносу тепла разделительные плоскости теплоносителя (теплообменника) обозначают как плоскость теплообменника или плоскость переноса, и перенос тепла следует известным законам теплопередачи.

Согласно изобретению важно то, что в предложенном согласно изобретению автономном теплообменнике течет как жидкий теплоноситель, так и жидкая смесь, содержащая, по меньшей мере, один (мет)акрилмономер. То есть оба текут в теплообменник и затем снова текут наружу.

В качестве жидкого теплоносителя для предложенного согласно изобретению способа в принципе применяют все возможные горячие газы, пары и жидкости. В первую очередь, к ним принадлежит водяной пар, который может находиться при различных давлениях и температурах. Часто благоприятно, если водяной пар при протекании автономного теплоносителя конденсируют (насыщенный пар). Альтернативно в качестве жидкого теплоносителя применяют масла, расплавы, органические жидкости, а также горячие газы. Примерами для этого являются силиконовые соединения, такие как тетраарилсиликат, дифенильная смесь из 74% масс. простого дифенилового эфира и 26% масс. дифенила, хлорированного негорючего дифенила, а также минеральные масла и гидравлическая вода.

Согласно изобретению пригодными автономными теплообменниками являются, в частности, теплообменник «труба в трубе», кожухо-трубный теплообменник, оребренный теплообменник, спиральный теплообменник или пластинчатый теплообменник. Теплообменник «труба в трубе» состоит из двух лежащих друг в друге труб. Многие теплообменники «труба в трубе» можно соединять со стенками трубы. Внутренняя труба может быть гладкой или для улучшения теплоносителя снабжена рубчиками. Также в отдельных случаях пучок труб может заменять внутреннюю трубу. Находящиеся в теплообменнике жидкости перемещаются в прямотоке или в противотоке. Жидкая смесь, содержащая, по меньшей мере, один (мет)акрилмономер, согласно изобретению равномерно течет во внутреннюю трубу вверх по течению, и, например, водяной пар в кольцевом пространстве - вниз по течению. Согласованный с достигнутой пропускной способностью диаметр труб дает жидким средам скорость течения, которая дает в итоге высокие числа прохода тепла.

Разница температур между жидким теплоносителем и жидкой смесью, содержащей, по меньшей мере, один (мет)акрилмономер, в пределах автономного теплообменника может составлять в основном, например, от 5°С до 150°С, часто от 10°С до 100°С или от 20°С до 80°С.

Кожухо-трубный теплообменник состоит обычно из закрытой другой трубы-оболочки, которая окружает укрепленные на основании многочисленные гладкие или ребристые передаточные трубы небольшого диаметра. Расстояние от середины трубы до середины трубы кожухо-трубного теплообменника составляет целесообразно для технического применения от 1,3-кратного до 2,5-кратного внешнего диаметра труб. Возникшая большая специфическая площадь тепла, в качестве теплообменной поверхности на элемент занимаемого объема, является преимуществом кожухо-трубного теплообменника. Вертикально или горизонтально расположенный кожухо-трубный теплообменник отличается в том числе направлением труб. Передающие трубы могут быть выполнены прямыми, U-образно согнутыми или также в виде спирального пучка труб. Согласно изобретению нагреваемая жидкая смесь, содержащая, по меньшей мере, один (мет)акриловый мономер, согласно изобретению течет в пределах передающей трубы (в принципе также может протекать в пространстве, окружающем передающую трубу, и теплоносителе и передающих трубах). Жидкий теплоноситель (предпочтительно водяной насыщенный пар) согласно изобретению целесообразно течет за пределами передающей трубы. Направляющая пластинка для лучшего проведения жидкого теплоносителя в межтрубном пространстве является согласно изобретению целесообразной и служит, как правило, цели добавления для поддерживания передающих труб. Направляющие пластинки повышают, как правило, скорость протекания в межтрубном пространстве и в том числе, таким образом, коэффициент теплопередачи. Течение протекает в межтрубном пространстве предпочтительно поперечно к передающим трубам. Согласно направлению течения жидкости межтрубного пространства в отношении передающей трубы различают, например, кожухо-трубный теплообменник с продольным потоком и перекрестным потоком, а также поперечным потоком. В принципе жидкий теплоноситель также можно перемещать в форме меандра вокруг передающей трубы и исключительно через кожухо-трубный теплообменник проводить в прямотоке или противотоке к согласно изобретению нагреваемой жидкой смеси. Также предпочтительно применяют спиральный кожухо-трубный теплоноситель, как правило, с перекрестный потоком. Трубы чередуются, от положения к положению, справа-слева. Жидкость течет в противотоке к трубной жидкости и обтекает спиральную трубу в перекрестном потоке.

В однопоточном кожухо-трубном теплообменнике согласно изобретению нагреваемая жидкая смесь, содержащая, по меньшей мере, один (мет)акрилмономер, движется через все передающие трубы в одинаковом направлении.

Многопоточные кожухо-трубные реакторы содержат в отдельных секциях разделенные пучки труб (как правило, отдельные секции содержат идентичное число труб). Перегородки у оснований труб (передающие трубы уплотненно проведены и укреплены на них) разделяют другие камеры на части и поворачивают из секции в часть камеры входящую жидкую смесь, содержащую, по меньшей мере, один (мет)акрилмономер, во вторую секцию и таким образом обратно. Согласно изобретению нагреваемая жидкая смесь течет в зависимости от числа секций длины кожухо-трубного теплоносителя многократно (дважды, трижды, четырежды и т.д.) с высокой скоростью в альтернативном направлении (двухпоточном, трехпоточном, четырехпоточном и т.д. кожухо-трубном реакторе). Число перехода тепла и путь теплообмена соответственно возрастает.

Пластинчатый теплообменный аппарат (пластинчатый теплообменник), как правило, фильтрпресс, как правило, из рифленых или по-другому профилированных пластин, снабженных каналами для жидкого теплоносителя и нагреваемой жидкой смеси (как правило, из графита или металла, например высококачественной стали), собирают в компактной компоновке. Затем обе теплообменивающие жидкости текут в прямотоке, противотоке и/или поперечном потоке в виде тонких слоев переменно (например, вверх и вниз) через ряд своих камер и стоят на обеих стенках камеры друг с другом в теплопередаче. Гофрированные профили пластин повышают турбулентность и улучшают коэффициент теплопередачи. Для предложенной согласно изобретению цели пригодные пластинчатые теплообменники описывают, например, в европейской заявке на патент