一种用于悬浮聚合的喷淋反应装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于悬浮聚合的喷淋反应装置，其包括：反应釜，管式反应器A，管式反应器B，收集釜，输液泵，集液槽，循环泵，以及若干管阀；其中，所述管式反应器A的两端设置有多孔板喷淋结构Ⅰ和Ⅱ；其中，管式反应器A和管式反应器B串联。本发明专利技术还提供了一种悬浮聚合系统，以及使用该悬浮聚合系统的一种苯乙烯‑二乙烯苯悬浮聚合的方法。采用本发明专利技术所述的喷淋反应装置用于悬浮聚合，例如用于苯乙烯和二乙烯苯的悬浮聚合，所制得的产物的收率更高，并且，在聚合反应过程中所产生的水相也得到了循环利用。因此，本发明专利技术所述的用于悬浮聚合的喷淋反应装置具有很高的生产效率，从而具有优越的应用前景与市场潜力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化学工程领域，具体涉及一种用于悬浮聚合的喷淋反应装置，并涉及一种包含该喷淋反应装置的悬浮聚合系统，以及使用所述悬浮聚合系统的一种苯乙烯-二乙烯苯悬浮聚合的方法。
技术介绍
单体以小液滴状悬浮在分散介质中的聚合反应称为悬浮聚合。悬浮聚合是单体以小液滴悬浮在水中的聚合。单体中溶有引发剂，一个小液滴就相当于本体聚合的一个小单元。从单体液滴转变为聚合物固体粒子，中间经过聚合物-单体粘性粒子阶段，为了防止粒子相互粘结在一起，体系中须加有分散剂，以便在粒子表面形成保护膜。悬浮聚合的反应机理与本体聚合相同，也有均相聚合和沉淀聚合之分。悬浮聚合物的粒径约0.05~2mm（或0.01~5mm），主要受搅拌和分散控制。悬浮聚合的反应机理与本体聚合相同，也有均相聚合和沉淀聚合（非均相）之分。若是均相聚合，则为：在分散剂的作用下，单体在单体液滴里聚合，最终形成均匀坚硬透明的球珠状粒子；若是非均相聚合，则为：引发剂在单体液滴引发得链自由基相互缠结在一起沉淀，形成最初的相分离物——原始微粒，原始微粒凝聚的初级粒子核。初级粒子核一经形成就开始成长为早期的初级粒子，呈现相分离，体系变浑浊。因为形成的聚合物不溶于单体，所以在聚合主要是在聚合物的溶胀体进行不在形成初核，初级粒子数不再增加而是均匀地长大（初级粒子核吸附获捕捉单体相得自由基而增长、终止）。一般在悬浮聚合的过程中，由于过度搅拌或分散剂的原因而会导致所形成的聚合物往往存在粒度均一性差的问题，从而影响了产品的最终收率；同时，在某些工艺中，悬浮聚合中的水相得不到合理的利用，最终被浪费了，这在一定程度上增加了悬浮聚合的成本。因此，改进悬浮聚合的工艺或者设计出一种全新的悬浮聚合装置，是本领域研发人员当前的研究重点之一。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述技术问题，为了克服聚合物粒度均一性差的技术问题，以提升产物收率，同时提高悬浮聚合中的水相的利用率，专利技术人设计了一种用于悬浮聚合的喷淋反应装置。因此，本专利技术的第一方面，提供了一种用于悬浮聚合的喷淋反应装置，其包括：反应釜，管式反应器A，管式反应器B，收集釜，输液泵，集液槽，循环泵，以及若干管阀；其中，所述管式反应器A的两端设置有多孔板喷淋结构Ⅰ和Ⅱ；其中，管式反应器A和管式反应器B串联。优选地，在上述喷淋反应装置中，所述多孔板喷淋结构Ⅰ和Ⅱ的材质为金属材料或非金属材料。更优选地，在上述喷淋反应装置中，所述金属材料为不锈钢或铝。更优选地，在上述喷淋反应装置中，所述非金属材料为塑料。优选地，在上述喷淋反应装置中，所述多孔板喷淋结构Ⅰ和Ⅱ中孔道的孔径为0.1-1mm。优选地，在上述喷淋反应装置中，所述管式反应器A或管式反应器B具有蒸汽加热装备或电加热带，用于加热所述管式反应器A或管式反应器B内的反应物。优选地，在上述喷淋反应装置中，所述收集釜中设置有固化装置、分离装置和收集装置。另外，本专利技术的第二方面，提供了一种悬浮聚合系统，包括上述喷淋反应装置，其在收集釜中设置有固化装置、分离装置和收集装置；还包括空压机，用于将压缩空气输送至所述反应釜中，并且通过该压缩空气将反应釜中储存的反应原料由多孔板喷淋结构Ⅱ压入管式反应器A，再从多孔板喷淋结构Ⅰ离开所述管式反应器A，从而得到所需的反应颗粒粒径；接着，反应颗粒被压入管式反应器B，进行定型固化，缓慢下降；然后，所得产物进入收集釜，通过所述固化装置进一步固化，再通过所述分离装置进行固液分离；最后，固相产品进入所述收集装置，水相则被所述输液泵输送至集液槽，之后经循环泵返回至所述管式反应器B。其中，所述反应原料包括用于发生聚合反应的单体化合物和引发剂、分散剂等试剂。此外，在所述反应釜中还可设置机械搅拌装置，用于充分混合单体化合物和引发剂、分散剂等试剂。本专利技术的第三方面，提供了一种苯乙烯-二乙烯苯悬浮聚合的方法，其使用本专利技术第二方面所述的悬浮聚合系统进行。采用本专利技术所述的喷淋反应装置用于悬浮聚合，例如用于苯乙烯和二乙烯苯的悬浮聚合，所制得的产物的收率更高，并且，在聚合反应过程中所产生的水相也得到了循环利用。因此，本专利技术所述的用于悬浮聚合的喷淋反应装置具有很高的生产效率，从而具有优越的应用前景与市场潜力。附图说明图1为本专利技术所述喷淋反应装置的结构示意图。其中，1-反应原料，2-压缩空气，3-反应釜，4-管式反应器A，5-管式反应器B，6-收集釜，7-输液泵，8-集液槽，9-循环泵，Ⅰ-多孔板喷淋结构Ⅰ，Ⅱ-多孔板喷淋结构Ⅱ；其中，左上角的图为多孔板喷淋结构Ⅰ或Ⅱ的截面放大图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步阐述，但本专利技术并不限于以下实施方式。本专利技术的第一方面，提供了一种用于悬浮聚合的喷淋反应装置，其包括：反应釜，管式反应器A，管式反应器B，收集釜，输液泵，集液槽，循环泵，以及若干管阀；其中，所述管式反应器A的两端设置有多孔板喷淋结构Ⅰ和Ⅱ；其中，管式反应器A和管式反应器B串联。在一个优选实施例中，所述多孔板喷淋结构Ⅰ和Ⅱ的材质为金属材料或非金属材料。在一个进一步优选的实施例中，所述金属材料为不锈钢或铝。在一个进一步优选的实施例中，所述非金属材料为塑料。在一个优选实施例中，所述多孔板喷淋结构Ⅰ和Ⅱ中孔道的孔径为0.1-1mm。在一个优选实施例中，所述管式反应器A或管式反应器B具有蒸汽加热装备或电加热带，用于加热所述管式反应器A或管式反应器B内的反应物。在一个优选实施例中，所述收集釜中设置有固化装置、分离装置和收集装置。本专利技术的第二方面，提供了一种悬浮聚合系统，包括上述喷淋反应装置，其在收集釜中设置有固化装置、分离装置和收集装置；还包括空压机，用于将压缩空气输送至所述反应釜中，并且通过该压缩空气将反应釜中储存的反应原料由多孔板喷淋结构Ⅱ压入管式反应器A，再从多孔板喷淋结构Ⅰ离开所述管式反应器A，从而得到所需的反应颗粒粒径；接着，反应颗粒被压入管式反应器B，进行定型固化，缓慢下降；然后，所得产物进入收集釜，通过所述固化装置进一步固化，再通过所述分离装置进行固液分离；最后，固相产品进入所述收集装置，水相则被所述输液泵输送至集液槽，之后经循环泵返回至所述管式反应器B。本专利技术的第三方面，提供了一种苯乙烯-二乙烯苯悬浮聚合的方法，其使用本专利技术第二方面所述的悬浮聚合系统进行。实施例1如图1所示，该悬浮聚合系统，包括：一套喷淋反应装置，所述喷淋反应装置包括：反应釜3，管式反应器A4，管式反应器B5，收集釜6，输液泵7，集液槽8，循环泵9，以及若干管道和阀门；其中，所述管式反应器A的两端设置有多孔板喷淋结构Ⅰ和Ⅱ；其中，管式反应器A和管式反应器B串联；并且，多孔板喷淋结构Ⅰ和Ⅱ的材质均为不锈钢，其孔道的孔径为0.1-1mm；所述收集釜6中设置有固化装置、分离装置和收集装置（图1中未示出）；该悬浮聚合系统还包括空压机（图1中未示出），用于将压缩空气2输送至所述反应釜3中，并且通过该压缩空气2将反应釜中储存的反应原料1由多孔板喷淋结构Ⅱ压入管式反应器A，再从多孔板喷淋结构Ⅰ离开所述管式反应器A，从而得到所需的反应颗粒粒径；接着，反应颗粒被压入管式反应器B，进行定型固化，缓慢下降；然后，所得产物进入收集釜6，通过所述固化装置进一步固化，再通过所述分离装置进行固液分离；最后，固相产品进入所述收集装置，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于悬浮聚合的喷淋反应装置，其特征在于，包括：反应釜，管式反应器A，管式反应器B，收集釜，输液泵，集液槽，循环泵，以及若干管阀；其中，所述管式反应器A的两端设置有多孔板喷淋结构Ⅰ和Ⅱ；其中，管式反应器A和管式反应器B串联。

【技术特征摘要】
1.一种用于悬浮聚合的喷淋反应装置，其特征在于，包括：反应釜，管式反应器A，管式反应器B，收集釜，输液泵，集液槽，循环泵，以及若干管阀；其中，所述管式反应器A的两端设置有多孔板喷淋结构Ⅰ和Ⅱ；其中，管式反应器A和管式反应器B串联。2.根据权利要求1所述的用于悬浮聚合的喷淋反应装置，其特征在于，所述多孔板喷淋结构Ⅰ和Ⅱ的材质为金属材料或非金属材料。3.根据权利要求2所述的用于悬浮聚合的喷淋反应装置，其特征在于，所述金属材料为不锈钢或铝。4.根据权利要求2所述的用于悬浮聚合的喷淋反应装置，其特征在于，所述非金属材料为塑料。5.根据权利要求1所述的用于悬浮聚合的喷淋反应装置，其特征在于，所述多孔板喷淋结构Ⅰ和Ⅱ中孔道的孔径为0.1-1mm。6.根据权利要求1所述的用于悬浮聚合的喷淋反应装置，其特征在于，所述管式反应器A或管式反应器B具有蒸汽加热装备或电加热带，...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈建华，王建黎，钟轶泠，
申请(专利权)人：宁波争光树脂有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33