一种适于大规模生产中抗冲聚苯乙烯树脂的系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种适于大规模生产中抗冲聚苯乙烯树脂的系统。包括依次串联连接的系统溶胶罐、混合进料罐、两级预聚合反应器、四级聚合反应器、二级脱挥器与造粒机，超细粉体配料罐与超细粉体进料罐串联后与初级聚合反应器的进口连接；预聚合预热器设置于混合进料罐和第一级预聚合反应器之间的管道上；脱挥预热器设置于多级聚合反应器的最后一级聚合反应器和第一级脱挥器之间的管道上；第一、第二级脱挥器的端部上部串联后通过输送管道与循环冷凝器连接，收集罐连接于循环冷凝器的底部，收集罐底部出口与预聚合预热器的入口连接。本实用新型专利技术采用多级预聚合‑多级聚合‑多级脱挥联合系统，适用于中抗冲产品的大规模生产，具有很好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种适于大规模生产中抗冲聚苯乙烯树脂的系统
本技术属于树脂合成
更具体地，涉及一种适于大规模生产中抗冲聚苯乙烯树脂的系统。
技术介绍
聚苯乙烯（PS）具有成型性优良、透明好、刚性高、电绝缘性能好、易染色、低吸湿性和价格低廉等优点，在包装、电子、建筑、汽车、家电、仪表、日用品和玩具等行业已得到广泛应用，成为当前通用合成树脂中发展最快的品种之一。聚苯乙烯主要可分为透明级聚苯乙烯（GPPS、俗称透苯）和高抗冲击级聚苯乙烯（HIPS、俗称改苯）。其中GPPS以苯乙烯单体聚合而成，外观为无色或浅蓝色透明颗粒，使用于日用品、一次性塑料餐具，透明包装、玩具、塑料板等方面；而HIPS是在苯乙烯单体聚合过程中添加橡胶进行改性增韧赋予产品一定的抗冲性能，因而与GPPS相比具有较高的抗冲击强度和延伸率，外观呈白色，主要用于家电、电子办公房设备外壳、玩具文具和电子设备和食品包装等。由于不同塑料制品等对产品强度有不同的要求，比如一般玩具和文具制品就不需要太高的高抗冲强度情况下，而目前市场上没有中抗冲级产品，因此，通常采用在高抗冲聚苯乙烯树脂中掺混透明聚苯乙烯的方法来降低产品强度同时降低一定的成本，但此种方法存在增加人工、二次掺混效果不好和无法最大发挥橡胶的增韧作用等不足。通常，在HIPS的生产工艺方面，分散在聚苯乙烯中的橡胶颗粒越小，则透明度越好，但冲击强度越差，然而，分散在聚苯乙烯中的橡胶颗粒越大，则抗冲击强度越好，但透明度越差。此外，刚性和韧性是HIPS产品的两个关键指标，如何控制PS本体分子量和分布，以及产品分子结构中橡胶粒径及其分布，使橡胶在PS中形成有效的海岛结构并与PS本体接枝反应达到橡胶与PS的更好结合，及如何保持聚苯乙烯本身刚性的同时具备高抗冲性能，达到控制产品抗冲性和刚性两者的最佳平衡，是目前亟待解决的问题。因此，本领域迫切需要开发一种能在保持良好加工流动性、改善加工效率的同时，维持抗冲性和刚性两者的最佳平衡的中抗冲级聚苯乙烯树脂及其相关制造设备。
技术实现思路
本技术的目的在于针对上述现有技术的不足之处，提供一种适于大规模生产中抗冲聚苯乙烯树脂的系统，通过采用多级预聚合-多级聚合-多级脱挥联合系统，将各机构操作有机地结合在一起，从而实现了操作连续、平稳运行，在大量节约橡胶使用量的同时能够充分发挥橡胶增韧作用，有效地控制了中抗冲聚苯乙烯树脂的强度和刚性，同时控制了产品性能指标稳定一致。为解决上述技术问题，本技术提供了如下的技术方案：一种适于大规模生产中抗冲聚苯乙烯树脂的系统，包括依次串联连接的溶胶罐、混合进料罐、第一级预聚合反应器、第二级预聚合反应器、第一级聚合反应器、第二级聚合反应器、第三级聚合反应器、第四级聚合反应器、第一级脱挥器、第二级脱挥器与造粒机，超细粉体配料罐与超细粉体进料罐串联后与第一级聚合反应器的进口连接；混合进料罐和第一级预聚合反应器之间的管道上设有预聚合预热器；第四级聚合反应器和第一级脱挥器之间的管道上设有脱挥预热器；第一级脱挥器和第二级脱挥器的端部上部通过输送管道串联并与循环冷凝器连接，收集罐连接于循环冷凝器的底部，收集罐底部出口与预聚合预热器的入口连接；另外，所述适于大规模生产中抗冲聚苯乙烯树脂的系统还包括三级真空系统，所述三级真空系统包括第一级真空泵、第二级真空泵和第三级真空泵；所述第二级预聚合反应器上设置有第一回流冷凝器，第二级预聚合反应器的顶部出口管道通过第一回流冷凝器与第一级脱挥器和第二级脱挥器的顶部出口管道并联连接，然后通过循环冷凝器与第二级真空泵连接后再与第一级真空泵连接；第二级脱挥器的出口管道与循环冷凝器的连接管道上设置有第二回流冷凝器和第三级真空泵。优选地，所述适于大规模生产中抗冲聚苯乙烯树脂的系统还设有引发剂进料装置，该引发剂进料装置设置在第一级预聚合反应器上端顶部，方便准确加入引发剂及精准控制反应进程。优选地，所述适于大规模生产中抗冲聚苯乙烯树脂的系统还设有与造粒机相匹配的除尘整粒装置。该除尘整粒装置对原来物料制粒后的过细粉尘进行分离、收集后可以加以利用，充分利用现有设备，提高原料的利用率，降低消耗。优选地，所述溶胶罐、混合进料罐、超细粉体配料罐、超细粉体进料罐、第一级预聚合反应器、第二级预聚合反应器、多级聚合反应器、第一级脱挥器、第二级脱挥器和收集罐各自单独配有计量输送泵。优选地，各级聚合反应器均为活塞流反应器。更优选地，聚合反应器内部还设置有活塞流搅拌器，活塞流搅拌器包括电机、搅拌桨、搅拌轴和轴端挡板，其作用是及时移走聚合反应所产生的反应热，精准控制聚合反应器的温度，控制聚合反应平稳进行，从而更好地达到所需的转化率。优选地，各级预聚合反应器和聚合反应器的内部设有可分段控制的内盘管，内盘管由多级的单层盘管或双层盘管组合组成；各级预聚合反应器和聚合反应器的外部设有通导热油的外夹套，外夹套上设有导热油进口和导热油出口。外夹套位于反应器筒体外部，内盘管位于反应器筒体内部；物料和导热油通过内盘管壁和夹套壁的热交换，由导热油带走物料的反应热。更优选地，与聚合物料直接接触的活塞流反应器的筒体内壁、内盘管外管壁、搅拌轴和端盖等附件的抛光度Ra小于0.5μm，保证物料不在上述附件积聚，从而影响传热效果。更优选地，活塞流反应器的长径比为6～4：1。长径比太小不利于形成活塞流，太大反应器有效容积小影响反应效率。优选地，所述适于大规模生产中抗冲聚苯乙烯树脂的系统还包括总导热油系统，所述总导热油系统包括导热油循环系统和导热油智能控温系统，所述导热油智能控温系统以导热油管道与反应器的内盘管、外夹套相互连接形成所述的导热油循环系统。正常情况下，通过内盘管和外夹套的导热油循环控制聚合反应器温度，并及时移走聚合反应所产生的反应热，必要时，可通过冷导热油使聚合反应器内部的物料温度迅速冷却。优选地，所述导热油智能控温系统由热导热油储存罐、冷导热油储存罐、热油炉加热器、导热油冷却器依次连接形成循环。总导热油系统提供不超过280℃的热导热油和不高于90℃的冷导热油，并通过输送管道供给聚合系统和脱挥系统使用，与物料换热后再回到总导热油系统。优选地，所述导热油智能控温系统的循环管路上设有导热油输送泵和控制阀；所述热油炉加热器和导热油冷却器上设有温度控制器。从聚合反应器带走聚合反应热量的导热油可作为预聚合预热器的供油，来自聚合反应器的中温油返回可以和热导热油供给管线的导热油通过控制阀进入预聚合预热器的导热油循环系统，提供苯乙烯预热的所需温度。在正常操作情况下，利用聚合反应器的聚合热量预热苯乙烯料液可节约生产能耗。聚合反应器中的聚合物温度由温度控制器来控制，这些温度控制器控制来自总导热油系统的热导热油和冷导热油供应控制阀，控制阀把所需量的热导热油或冷导热油放入到导热油循环系统中，聚合反应器通过反应器中的内盘管和外夹套循环加入冷导热油移走反应热，以保持聚合反应器所设定的温度。脱挥预热器、第一级脱挥器、第二级脱挥器直接使用来自总导热油系统的热油来加热脱挥器的物料，同时保持第一、第二级脱挥器的温度，确保脱挥温度使未反应的苯乙烯单体及其它挥发份完全去除，保证产品的质量。优选地，在第一回流冷凝器与第一级脱挥器之间的输送管道上设有真空调节阀，第二级预聚合反应器上设有真空压力表，所述真空调节本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适于大规模生产中抗冲聚苯乙烯树脂的系统，其特征在于，包括依次串联连接的溶胶罐（21）、混合进料罐（22）、第一级预聚合反应器（31）、第二级预聚合反应器（32）、第一级聚合反应器（41）、第二级聚合反应器（42）、第三级聚合反应器（43）、第四级聚合反应器（44）、第一级脱挥器（61）、第二级脱挥器（62）与造粒机（9），超细粉体配料罐（11）与超细粉体进料罐（12）串联后与第一级聚合反应器（41）的进口连接；混合进料罐（22）和第一级预聚合反应器（31）之间的管道上设有预聚合预热器（51）；第四级聚合反应器（44）和第一级脱挥器（61）之间的管道上设有脱挥预热器（53）；第一级脱挥器（61）和第二级脱挥器（62）的端部上部通过输送管道串联并与循环冷凝器（55）连接，收集罐（63）连接于循环冷凝器（55）的底部，收集罐（63）底部出口与预聚合预热器（51）的入口连接；另外，所述系统还包括三级真空系统，所述三级真空系统包括第一级真空泵、第二级真空泵（8）和第三级真空泵（7）；所述第二级预聚合反应器（32）上设置有第一回流冷凝器（52），第二级预聚合反应器（32）的顶部出口管道通过第一回流冷凝器（52）与第一级脱挥器（61）和第二级脱挥器（62）的顶部出口管道并联连接，然后通过循环冷凝器（55）与第二级真空泵（8）连接后再与第一级真空泵连接；第二级脱挥器（62）的出口管道与循环冷凝器（55）的连接管道上设置有第二回流冷凝器（54）和第三级真空泵（7）。...

【技术特征摘要】
1.一种适于大规模生产中抗冲聚苯乙烯树脂的系统，其特征在于，包括依次串联连接的溶胶罐（21）、混合进料罐（22）、第一级预聚合反应器（31）、第二级预聚合反应器（32）、第一级聚合反应器（41）、第二级聚合反应器（42）、第三级聚合反应器（43）、第四级聚合反应器（44）、第一级脱挥器（61）、第二级脱挥器（62）与造粒机（9），超细粉体配料罐（11）与超细粉体进料罐（12）串联后与第一级聚合反应器（41）的进口连接；混合进料罐（22）和第一级预聚合反应器（31）之间的管道上设有预聚合预热器（51）；第四级聚合反应器（44）和第一级脱挥器（61）之间的管道上设有脱挥预热器（53）；第一级脱挥器（61）和第二级脱挥器（62）的端部上部通过输送管道串联并与循环冷凝器（55）连接，收集罐（63）连接于循环冷凝器（55）的底部，收集罐（63）底部出口与预聚合预热器（51）的入口连接；另外，所述系统还包括三级真空系统，所述三级真空系统包括第一级真空泵、第二级真空泵（8）和第三级真空泵（7）；所述第二级预聚合反应器（32）上设置有第一回流冷凝器（52），第二级预聚合反应器（32）的顶部出口管道通过第一回流冷凝器（52）与第一级脱挥器（61）和第二级脱挥器（62）的顶部出口管道并联连接，然后通过循环冷凝器（55）与第二级真空泵（8）连接后再与第一级真空泵连接；第二级脱挥器（62）的出口管道与循环冷凝器（55）的连接管道上设置有第二回流冷凝器（54）和第三级真空泵（7）。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一级预聚合反应器（31）的上端顶部还设置有引发剂进料装置。3.根据权利要求1所述的系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈利杰，陈朝阳，黄彦鹏，
申请(专利权)人：星辉化学股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44