一种新型反应器及其在生产聚芳醚中的应用制造技术

本发明专利技术涉及一种阵列式喷射反应器及其在制备聚芳醚生产中的应用。所述喷射反应器包括：a）喷射段，包含多于2根的阵列式喷射管组成的腔体，由反应器外部引入反应器内部；b）换热段，连接喷射段位于其下方的腔体，其中混合管贯穿喷射段和导流段，混合管位于喷射管下方；c）收集段，位于换热段下方，承接混合管排出的料液，其设置有分配盘。该阵列式喷射反应器可应用于聚芳醚的制备。

A new type of reactor and its application in the production of poly (aryl ether)

The present invention relates to an array jet reactor and its application in the production of poly (arylene ether). The jet reactor includes: a) injection, containing more than 2 array root injection cavity tube, is introduced into the reactor from outside the reactor; b) heat exchanger, the cavity is connected at the bottom of the injection section, the mixing tube through the spray section and the diversion section, the mixing tube is in the spray pipe below; c) collecting section, located in the heat exchange section below, undertake mixing tube, which is provided with a distribution plate. The array type jet reactor can be used in the preparation of Jufang ether.

【技术实现步骤摘要】
一种新型反应器及其在生产聚芳醚中的应用
本专利技术涉及一种阵列式喷射反应器及其在聚芳醚生产中的应用。
技术介绍
喷射反应器多用于气液反应体系。由于液体物料在高压作用下高速喷出，同时吸入反应气体，气体在强烈剪切作用下分散为微米级气泡。因为气液接触面积增大，非常有利于反应的进行，可有效缩短反应时间。但是，大多化学反应为放热反应，且体系反应温度的上升会伴有副产物的生成。聚芳醚，是一种通用工程塑料。聚芳醚是由取代苯酚在金属盐/胺存在时，在氧气的作用下发生氧化偶合反应，形成聚合物。具有优良的综合性能，最大的特点是在长期负荷下，具有优良的尺寸稳定性和突出的电绝缘性，使用温度范围广，可在-100～121℃范围内长期使用。具有优良的耐水、耐蒸汽性能，制品具较高的拉伸强度和抗冲强度，抗蠕变性也好。此外，有较好的耐磨性和电性能。主要用于代替不锈钢制造外科医疗器械。在机电工业中可制作齿轮、鼓风机叶片、管道、阀门、螺钉及其他紧固件和连接件等，还用于制作电子、电气工业中的零部件，如线圈骨架及印刷电路板等。聚芳醚的生产多采用釜式反应器，含氧气体从反应器底部通入，搅拌桨进行气体分散。这种反应器，气体分散效果差，很多未反应氧气逃逸至釜顶，带来安全隐患。因此显然的是，采用阵列式喷射反应器可有效提高聚芳醚生产中氧气在反应液中的分散效果，减少反应时间；阵列式的设计可以提高单位时间的反应物料量，提高产能，混合管外侧引入换热介质，可以有效控制反应温度，避免物料升温带来的副产物的增多的现象。
技术实现思路
本专利技术提供了一种阵列式喷射反应器及其在聚芳醚生产中的应用。对于相对慢速的气液反应，为提高反应效率和产能，本专利技术提供了一种阵列式喷射管设计，可大大提高产能；为避免反应的进行引起的温度上升，混合管外侧引入换热介质可有效控制反应温度，降低副产物生成。阵列式喷射反应器可用于聚芳醚的生产，大大提高反应效率。以下内容提供了关于本专利技术的更详细的描述。本专利技术涉及一种阵列式喷射反应器及其在制备聚芳醚生产中的应用。所述喷射反应器包括：a）喷射段，包含多于2根的阵列式喷射管组成的腔体，由反应器外部引入反应器内部；b）换热段，连接喷射段位于其下方的腔体，其中混合管贯穿喷射段和导流段，混合管位于喷射管下方；c）收集段，位于换热段下方，承接混合管排出的料液，其设置有分配盘。喷射段，位于反应器上部，包括：102-喷射管，103-进气口，104-出气口，105-隔板。喷射管，从反应器外部伸入喷射段腔体-101，喷射管多于两根，阵列式分布，竖直安装。喷射管末端设有缩径，缩径至前段的1/10-3/4，优选的所小至1/5-1/2。喷射管末端伸入混合管10-1000mm。进气口-103和出气口-104位于反应器顶部，也可以位于反应器侧面，对立排列。混合段，位于反应器中部，包括：202-混合管，203-换热介质进口，204-换热介质出口，205-隔板。混合管-202贯穿喷射段、混合段和收集段。混合管上端位于喷射段腔体内，位于喷射管正下方，竖直排列。混合管内径为喷射管外径的0.3-3.5倍，优选的为1.0-2.5倍。混合管总长度为100-18000mm，其中，混合管位于喷射段的长度为10-500mm，位于收集段的长度为10-700mm，其余长度位于换热段。混合管上端设有扩口，扩口角度（扩口方向与混合管中心线的夹角）为10-70°，扩口高度20-500mm。收集段，位于反应器底部，包括：302-出气口，303-分配盘，304-进料口，305-出料口。分配盘-303位于混合管-202出口上方20-3000mm的位置，出气口位于分配盘-303上方50-2000mm。聚芳醚生产所需原料包括：1）至少一种取代苯酚，或取代苯酚与取代联苯酚或取代二酚的混合物；2）取代苯酚和聚芳醚的良溶剂；3）金属盐；4）至少一种胺；5）含氧气体。取代苯酚，包括2，6-二取代苯酚，2，5-二取代苯酚，2，4，6-三取代苯酚，2-取代苯酚等，取代基为碳原子数为1-15的烷基、取代烷基、不饱和烷基、不饱和取代烷基、卤素等。取代联苯酚，包括2，2’，5，5’-四取代基-4，4’-联苯酚，2，2’，3，3’，5，5’-六取代基-4，4’-联苯酚，3，3’，5，5’-四取代基-4，4’-联苯酚，2，2’，6，6’-四取代基-4，4’-联苯酚，取代基为碳原子数为1-15的烷基、取代烷基、不饱和烷基、不饱和取代烷基、卤素等。取代二酚，包括2，2-双（4-羟基-3，5-二取代基苯基）丙烷，2，2-双（4-羟基-2，6-二取代基苯基）丙烷，2，2-双（4-羟基-2，3，5-三取代基苯基）丙烷，2，2-双（4-羟基-3，5-二甲基苯基）六氟丙烷，2，2-双（4-羟基-2，6-二取代基苯基）六氟丙烷，2，2-双（4-羟基-2，3，5-三取代基苯基）六氟丙烷等，取代基为碳原子数为1-15的烷基、取代烷基、不饱和烷基、不饱和取代烷基、卤素等。良溶剂，包括氯仿、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、二甲砜、氯苯、二氯苯等，但不限于上述有机溶剂。金属盐或氧化物，包括硫酸锌、氧化锌、氯化锌、氯化锰、硝酸锰、硫酸锰、氧化铜、氯化铜、氯化亚铜、氧化亚铜、溴化铜、溴化亚铜、硫酸铜、硫酸亚铜、硝酸铜、硝酸亚铜、氯化镍、硫酸镍、硫酸钴，硝酸钴，氯化钴，硝酸锡，氯化锡，但不限于上述金属盐或氧化物。胺，包括三甲胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺、三戊胺、三辛胺、二甲基丁胺、二乙基丁胺、甲基二丁胺、乙基二丁胺、二甲基戊胺、二乙基戊胺、甲基二戊胺、二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、二戊胺、二辛胺、甲基乙基胺、甲基丙基胺、甲基丁基胺、甲基戊基胺、乙基丙基胺、乙基丁基胺、乙基戊基胺、乙基辛基胺、丙基丁基胺、丙基戊基胺、甲胺、乙基胺、丙基胺、丁基胺、戊基胺、辛基胺、苯胺、对苯二胺、N，N’-二烷基乙二胺、N，N’-二烷基丙二胺，N，N’-二烷基乙二胺丁二胺等，但不限于上述胺。可以是一种胺，也可以是多种胺的混合物。含氧气体，氧气含量大于50%，优选的大于80%。上述原料取代苯酚、有机溶剂、金属盐或氧化物、胺等可按一定比例与之好溶液加入反应器，也可以依次加入反应器。取代苯酚在溶液中的质量含量为5-50%，优选的是10-30%。金属盐或氧化物在溶液中的质量含量为0.001-1%，优选的是0.01-0.2%。胺在溶液中的质量含量为0.01-5%，优选的是0.1-1%。反应物料加入反应器后，调节物料温度达到20-25℃，反应器顶部通入含氧气体。然后启动反应器，物料在反应器内开始循环喷射，反应开始。控制反应物料温度在25-35℃，优选的控制在25-28℃。反应过程中，喷射段含氧气体压力控制在0.1-0.5MPa，优选的为0.15-0.3MPa。反应过程中，反应物料温度控制在20-35℃，优选的控制在25-28℃。当物料达到预定粘度时，终止通氧，终止喷射，结束反应。然后反应物料进入后处理步骤：1）熟化。熟化在氮气保护下进行，熟化温度50-100℃，优选的是60-80℃。熟化时间0.5-2小时。2）去除催化剂。采用液液离心分离的方式，去除含金属离子的部分。3）浓缩。物料固含量浓度浓缩至40-80%，优选的是50-70%。4）析出。浓缩后的物料加入到不良溶剂中，同时搅拌，使聚芳醚析出。5）过滤。过滤析出的聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阵列式喷射反应器，其特征在于，所述喷射反应器包括：a）喷射段，包含多于2根的喷射管组成的腔体，由反应器外部引入反应器内部，并设有进气口和出气口；b）换热段，连接喷射段位于其下方的腔体，其中混合管贯穿喷射段和收集段，混合管位于喷射管下方，且设有换热介质进口和出口；c）收集段，位于换热段下方，承接混合管排出的料液，其设置有分配盘、料液进口、出口及气体出口。

【技术特征摘要】
1.一种阵列式喷射反应器，其特征在于，所述喷射反应器包括：a）喷射段，包含多于2根的喷射管组成的腔体，由反应器外部引入反应器内部，并设有进气口和出气口；b）换热段，连接喷射段位于其下方的腔体，其中混合管贯穿喷射段和收集段，混合管位于喷射管下方，且设有换热介质进口和出口；c）收集段，位于换热段下方，承接混合管排出的料液，其设置有分配盘、料液进口、出口及气体出口。2.根据权利要求1所述的喷射管，其特征在于，其伸入反应器端的末端缩径至前段的1/10-3/4，优选的所小至1/5-1/2。3.根据权利要求1所述的喷射管，其特征在于，其位于混合管正上方，且末端10-1000mm伸入到混合管中。4.根据权利要求1所述的混合管，其特征在于，混合管内径为喷射管外径的0.3-3.5倍，优选的为1.0-2.5倍。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：张洪波，
申请(专利权)人：北京科田高新技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11