一种悬浮法制备聚氯乙烯的聚合反应器制造技术

一种制备悬浮法聚氯乙烯的聚合反应器。采用两根内冷管和搅拌装置的组合，能够同时产生径向流动和轴向流动。将得到最佳的剪切力和循环次数，生产的聚氯乙烯树脂，其粒经分布最适合后加工的生产。由于本实用新型专利技术全面调整了反应器的结构，包括搅拌桨和挡板，体系的混合－分散性能得到显著改善。反应物料迅速有效地分散，颗粒分布均匀，由于局部不均匀区消失，整个反应空间得到更有效的利用，提高反应器的生产强度，降低了物耗和能耗。使产品最适合后加工的生产。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种制备聚氯乙烯的聚合反应器。
技术介绍
氯乙烯单体的悬浮法聚合反应为一种复杂反应，所谓悬浮法PVC生产是指溶有引发剂的氯乙烯单体(VCM)，搅拌作用下在水中分散成液滴状，并悬浮于水中进行聚合。在水中溶有分散剂，使VCM能均匀而稳定地悬浮分散于水相中，并防止聚合过程中聚合物——单体粒子粘并。不溶于水的单体和水在一起，在搅拌作用下，经液液分散，单体呈液滴状分散相，悬浮在分散介质水中。搅拌作用下液滴可以继续分散成小液滴，也可以凝并成大液滴。到一定时候，分散和凝并构成动态平衡，液滴平均直径趋向一定数值，分散剂的存在将使体系的表面张力降低，有利于液滴的分散，同时由于分散剂有一定保胶功能，也可防止一定转化率下聚合物——单体粒子的粘结。液滴和以后聚合物粒子的大小与搅拌强度、分散剂组合等有关。氯乙烯悬浮聚合除了遵循悬浮聚合的一般规律外，还具有沉淀聚合的特征，聚氯乙烯树脂颗粒可以呈透明球形，也可以呈表皮多褶皱，内部多孔的疏松树脂，这与颗粒表面分散剂皮膜强度和性质有关。在聚氯乙烯后加工过程中，常配有增塑剂、热稳定剂以及其它多种助剂。为了便于增塑剂的吸收、树脂的塑化和改进制品的性能，各国都竞相开发适应需要的PVC新品种。除了分散剂的选择和复合使用成为主要研究课题外，搅拌混合和液液分散对聚氯乙烯颗粒特性的影响是氯乙烯悬浮聚合反应工程中的另一条主线，也是各国有关专利的主要内容。搅拌作用影响到PVC颗粒的粒径和粒径分布、空隙率及其相关性质。在聚合釜内，设置挡板，会改变物料的流动情况。实践和理论研究均证明，反应器中的混合状态将直接影响聚合反应的效率和产品的质量，对于不同容积的聚合反应器，应当具有特定结构的搅拌装置和挡板，设计一种能够对反应物料进行充分混合的氯乙烯悬浮聚合反应器已成为众多科学家所追求的目标。国内从上世纪70年代末引进过日本127米3反应釜，仅用一块直立平板作挡板，挡板系数低，解决不了搅拌时的固体旋转部。70年代起也有自主开发的30米3釜，采用8根内冷管作挡板，有利于传热，但结构复杂，釜内构件太多，对清釜与防粘釜技术应用带来困难。80年代末曾引进美国70米3釜，采用4根内冷管，一则釜太小，其次，内冷管也多，仍难以实现清洁釜的要求，因此，开发研究一种能够适用于容积120～140米3的氯乙烯悬浮聚合反应器，是产业部门十分期望的。
技术实现思路
本技术需要解决的技术问题是公开一种悬浮法聚氯乙烯的生产方法和聚合反应器，以克服现有技术存在的不能用于容积为120～140米3的氯乙烯悬浮聚合反应缺陷。为了能够使反应器能够适用于容积为120～140米3的氯乙烯悬浮聚合，本技术反应器对传统的反应器的结构，包括搅拌装置和挡板进行了全面的优化调整，该反应器包括一个顶部设有物料入口、底部设有出料口的圆筒形立式压力容器；一个轴向安装在所述的压力容器中的搅拌装置，本技术反应器采用的搅拌装置包括一个轴向安装在反应器中的搅拌轴和设置在搅拌轴上的三层斜桨式搅拌桨，每层搅拌桨设有三个圆弧形且与搅拌轴具有夹角α的桨叶；设置在压力容器外的外冷却盘管；垂直设置在压力容器内的且与反应器内壁留有间隙6的两根内冷管，其上端与压力容器上部的冷却介质入口相连接，其下端与压力容器下部的冷却介质出口相连接，所述内冷管兼作挡板，该内冷管的直径为反应器内径的0.04～0.07，本技术反应器将内冷管兼作挡板，既减小系统阻力，节省能耗，同时又能够强化传热效果。本技术反应器采用两根内冷管和所说的搅拌装置的组合，能够同时产生径向流动和轴向流动。将得到最佳的剪切力和循环次数，生产的聚氯乙烯树脂，其粒径分布最适合后加工的生产。由于本技术反应器全面调整了反应器的结构，包括搅拌桨和挡板，体系的混合一分散性能得到显著改善。反应物料迅速有效地分散，颗粒分布均匀，由于局部不均匀区消失，整个反应空间得到更有效的利用，提高反应器的生产强度，降低了物耗和能耗。附图说明图1为本技术的反应器的总体结构示意图。图2为图1中的A---A向示意图。具体实施方式见图1和图2，本技术的聚合反应器包括一个顶部设有物料入口2、底部设有出料口3的圆筒形立式压力容器1；一个轴向安装在所述的压力容器1中的搅拌装置，本技术反应器采用的搅拌装置包括一个轴向安装在反应器1中的搅拌轴4和设置在搅拌轴4上的三层斜桨式搅拌桨，每层搅拌桨设有三个圆弧形且与搅拌轴4具有夹角α的桨叶5；α＝13～18°，桨叶5的弧度γ为90～110，桨叶5的宽度H为400～600mm，桨叶5的长度L为反应器1的内径的0.4～0.6；设置在压力容器外的外冷却盘管6；垂直设置在压力容器内的且与反应器内壁留有间隙δ的两根内冷管7，其上端与压力容器1上部的冷却介质入口8相连接，其下端与压力容器1下部的冷却介质出口9相连接，所述内冷管7兼作挡板，该内冷管7的直径为反应器内径的0.04～0.07，间隙6为反应器1的内径的4.8～8.0％，本技术将内冷管兼作挡板，既减小系统阻力，节省能耗，同时又能够强化传热效果；采用上述的方法悬浮法制备聚氯乙烯，由于搅拌装置的合理设计，挡板与搅拌装置之间的匹配、协调，不仅使混合时间缩短，颗粒悬浮，而且更为重要的是，反应器中组分分布、相分布更为符合反应的需要。在相近于工业生产条件的120～140米3的规模的生产中，本技术反应器获得了良好效果，所制备的聚氯乙烯其粒经分布最适合后加工的生产。权利要求1.一种悬浮法制备聚氯乙烯的聚合反应器，包括一个顶部设有物料入口(2)、底部设有出料口(3)的圆筒形立式压力容器(1)；一个轴向安装在所述的压力容器(1)中的搅拌装置，设置在压力容器外的外冷却盘管(6)；其特征在于还包括垂直设置在压力容器(1)内的且与反应器内壁留有间隙δ的两根内冷管(7)，其上端与压力容器上部的冷却介质入口(8)相连接，其下端与压力容器1下部的冷却介质出口(9)相连接；所说的搅拌装置包括一个轴向安装在反应器(1)中的搅拌轴(4)和设置在搅拌轴(4)上的三层斜桨式搅拌桨，每层搅拌桨设有三个圆弧形且与搅拌轴(4)具有夹角α的桨叶(5)；2.根据权利要求1所述的聚合反应器，其特征在于，α＝13～18°，桨叶(5)的弧度为90～110，桨叶(5)的宽度为400～600mm，桨叶(5)的长度为反应器(1)的内径的0.4～0.6。3.根据权利要求1或2所述的聚合反应器，其特征在于，内冷管(7)的直径为反应器内径的0.04～0.07。4.根据权利要求3所述的聚合反应器，其特征在于，间隙δ为反应器(1)的内径的4.8～8.0％。专利摘要一种制备悬浮法聚氯乙烯的聚合反应器。采用两根内冷管和搅拌装置的组合，能够同时产生径向流动和轴向流动。将得到最佳的剪切力和循环次数，生产的聚氯乙烯树脂，其粒经分布最适合后加工的生产。由于本技术全面调整了反应器的结构，包括搅拌桨和挡板，体系的混合－分散性能得到显著改善。反应物料迅速有效地分散，颗粒分布均匀，由于局部不均匀区消失，整个反应空间得到更有效的利用，提高反应器的生产强度，降低了物耗和能耗。使产品最适合后加工的生产。文档编号C08F2/01GK2797368SQ200520042550公开日2006年7月19日 申请日期2005年6月16日 优本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种悬浮法制备聚氯乙烯的聚合反应器，包括：　　　　一个顶部设有物料入口（２）、底部设有出料口（３）的圆筒形立式压力容器（１）；一个轴向安装在所述的压力容器（１）中的搅拌装置，设置在压力容器外的外冷却盘管（６）；其特征在于：　　　　还包括垂直设置在压力容器（１）内的且与反应器内壁留有间隙δ的两根内冷管（７），其上端与压力容器上部的冷却介质入口（８）相连接，其下端与压力容器１下部的冷却介质出口（９）相连接；　　　　所说的搅拌装置包括一个轴向安装在反应器（１）中的搅拌轴（４）和设置在搅拌轴（４）上的三层斜桨式搅拌桨，每层搅拌桨设有三个圆弧形且与搅拌轴（４）具有夹角α的桨叶（５）；。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：岳群，王勤获，陈江，吴文雄，高卫平，陈凤飞，施宏标，宋忠辉，张利明，沈龙，
申请(专利权)人：上海氯碱化工股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]