一种用于制备高粘度聚合物的乙氧基化设备制造技术

本实用新型专利技术涉及化工生产设备技术领域，具体涉及一种用于制备高粘度聚合物的乙氧基化设备，包括反应器、环氧乙烷进料管、以及均与反应器连通的起始剂进料管、催化剂进料管、预混器和外循环系统，所述环氧乙烷进料管与预混器连通，所述外循环系统包括循环泵和换热器，所述反应器、循环泵、换热器和预混器依次连通，所述反应器设置有与预混器连通的雾化装置以及用于搅拌反应器内部物料的搅拌装置，所述雾化装置容设于反应器的顶部。本实用新型专利技术在增大产品的分子量、提高物料粘度的同时，避免局部粘度过大而增加了循环泵的负荷导致反应器骤停的安全危险。

An Ethoxylation Equipment for Preparing High Viscosity Polymers

【技术实现步骤摘要】
一种用于制备高粘度聚合物的乙氧基化设备
本技术涉及化工生产设备
，具体涉及一种用于制备高粘度聚合物的乙氧基化设备。
技术介绍
乙氧基化反应是指在催化剂的作用下，环氧乙烷与起始剂(起始剂即为含活泼氢的有机化合物)发生开环加成反应，乙氧基化反应是制备非离子表面活性剂的重要技术，乙氧基化非离子表面活性剂具有优良的生物降解性和适应硬水能力，广泛应用于洗涤剂、石油和农药等工业领域。现有技术中一般使用常规反应釜和普瑞斯反应器进行乙氧基化反应，普瑞斯外循环乙氧基化设备具有高效、安全、节能、反应速率快等优点，广泛用于气液态化学品的反应，但是普瑞斯外循环乙氧基化设备仅适用于中低分子量产品的合成，在生产高粘度、分子量大的产品时，循环泵负荷加大，容易出现骤停的情况，而物料在釜中继续反应存在较大的安全风险。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本技术的目的在于提供一种用于制备高粘度聚合物的乙氧基化设备，在增大产品的分子量、提高物料粘度的同时，避免局部粘度过大而增加了循环泵的负荷导致反应器骤停的安全危险。本技术的目的通过下述技术方案实现：一种用于制备高粘度聚合物的乙氧基化设备，包括反应器、环氧乙烷进料管、以及均与反应器连通的起始剂进料管、催化剂进料管、预混器和外循环系统，所述环氧乙烷进料管与预混器连通，所述外循环系统包括循环泵和换热器，所述反应器、循环泵、换热器和预混器依次连通，所述反应器设置有与预混器连通的雾化装置以及用于搅拌反应器内部物料的搅拌装置，所述雾化装置容设于反应器的顶部。优选的，所述雾化装置包括物料进料管以及至少两个雾化喷嘴，所述物料进料管的进料口与预混器的出料口连通，每个雾化喷嘴的进料口均与所述物料进料管的出料口连通。优选的，所述搅拌装置包括设置于反应器顶部的驱动电机、与驱动电机传动连接的搅拌轴以及多个与搅拌轴连接的搅拌杆，每个搅拌杆远离搅拌轴的一端均设置有搅拌叶轮，所述搅拌轴穿设于所述反应器的顶部，所述搅拌杆和搅拌叶轮均容设于反应器。优选的，所述搅拌叶轮的形状为S形，所述搅拌叶轮的两端均设置有楔形刀口。优选的，所述外循环系统还包括第一调节阀以及用于监测反应器出料粘度的粘度计，所述第一调节阀的两端分别与循环泵和换热器连通，所述粘度计设置于循环泵和第一调节阀之间，所述循环泵与第一调节阀之间旁路连通有成品出料管，所述成品出料管设置有第二调节阀。优选的，所述外循环系统还包括第一泵体以及第二泵体，所述第一泵体的进料口和第二泵体的进料口均与换热器的出料口连通，所述第一泵体的出料口与预混器的进料口连通，所述第二泵体的出料口与反应器的侧壁连通。优选的，所述反应器设置有用于监测反应器压力的压力测试表和用于监测反应器温度的温度计。优选的，所述反应器的顶部连通有用于使反应器的内部形成真空的抽真空管和用于向反应器充入氮气的氮气进气管，所述抽真空管设置有第一控制阀，所述氮气进气管设置有第二控制阀。优选的，所述乙氧基化设备还包括超导管以及用于吸收超导管的热量的冷却水槽，所述超导管的一端与反应器固定连接，所述超导管的一端伸入冷却水槽的底部。本技术的有益效果在于：本技术的用于制备高粘度聚合物的乙氧基化设备，催化剂、起始剂分别经由催化剂进料管和起始剂进料管流入反应器；在催化剂作用下，环氧乙烷经由环氧乙烷进料管进入预混器与外循环系统的物料混合预反应，再经由反应器内的雾化装置形成雾滴排出并缓慢落入反应器内的液体表面，在此期间，环氧乙烷在催化剂作用下与外循环系统的物料进一步发生乙氧基化反应，增大了产品的分子量，提高物料粘度，再在反应器内的液体内又一次反应，提高环氧乙烷的使用率，进一步提高物料粘度；由于乙氧基化反应为放热反应，即使温度高有利于降低物料粘度，但温度过高反而降低转化率，外循环系统的换热器可降低外循环系统的物料温度，进而达到降温效果，控制反应器内的反应温度；在搅拌装置的搅拌作用下，使反应器内的液体搅拌均匀，避免局部反应温度过高，促进反应，液体粘度均匀，避免局部粘度过大而增加了循环泵的负荷导致反应器骤停的安全危险。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是本技术所述搅拌杆和搅拌叶轮的结构示意图。附图标记为：1、反应器；2、环氧乙烷进料管；3、起始剂进料管；4、催化剂进料管；5、预混器；6、循环泵；7、换热器；8、物料进料管；9、雾化喷嘴；10、驱动电机；11、搅拌轴；12、搅拌杆；13、搅拌叶轮；14、楔形刀口；15、第一调节阀；16、粘度计；17、成品出料管；18、第二调节阀；19、第一泵体；20、第二泵体；21、压力测试表；22、温度计；23、抽真空管；24、氮气进气管；25、第一控制阀；26、第二控制阀；27、超导管；28、冷却水槽。具体实施方式为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例及附图1-2对本技术作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本技术的限定。如图1-2所示，一种用于制备高粘度聚合物的乙氧基化设备，包括反应器1、环氧乙烷进料管2、以及均与反应器1连通的起始剂进料管3、催化剂进料管4、预混器5和外循环系统，所述环氧乙烷进料管2与预混器5连通，所述外循环系统包括循环泵6和换热器7，所述反应器1、循环泵6、换热器7和预混器5依次连通，所述反应器1设置有与预混器5连通的雾化装置以及用于搅拌反应器1内部物料的搅拌装置，所述雾化装置容设于反应器1的顶部。实际使用时，催化剂、起始剂分别经由催化剂进料管4和起始剂进料管3流入反应器1；在催化剂作用下，环氧乙烷经由环氧乙烷进料管2进入预混器5与外循环系统的物料混合预反应，再经由反应器1内的雾化装置形成雾滴排出并缓慢落入反应器1内的液体表面，在此期间，环氧乙烷在催化剂作用下与外循环系统的物料进一步发生乙氧基化反应，增大了产品的分子量，提高物料粘度，再在反应器1内的液体内又一次反应，提高环氧乙烷的使用率，进一步提高物料粘度；由于乙氧基化反应为放热反应，即使温度高有利于降低物料粘度，但温度过高反而降低转化率，外循环系统的换热器7可降低外循环系统的物料温度，进而达到降温效果，控制反应器1内的反应温度；在搅拌装置的搅拌作用下，使反应器1内的液体搅拌均匀，避免局部反应温度过高，促进反应，液体粘度均匀，避免局部粘度过大而增加了循环泵6的负荷导致反应器1骤停的安全危险。在环氧乙烷进料管2、起始剂进料管3、催化剂进料管4和外循环系统的配合下，反应器1内的液体体积占反应器1内部体积的1/2-2/3。本实施例中，所述反应器1为立式反应器1，更有利于配合搅拌装置使用，搅拌效果更佳；所述换热器7为列管式换热器7，换热效果更佳，更快速地降低外循环系统的物料温度。所述雾化装置包括物料进料管8以及至少两个雾化喷嘴9，所述物料进料管8的进料口与预混器5的出料口连通，每个雾化喷嘴9的进料口均与所述物料进料管8的出料口连通。在本实施例中，设置有至少两个雾化喷嘴9，预混器5的物料经由物料进料管8输送至雾化喷嘴9，雾化后均匀分布于反应器1的气体空间，增大了反应空间，提高反应效率，环氧乙烷在催化剂作用下与外循环系统的物料进一步发生乙氧基化反应，增大了产品的分子量，提高产品粘度；另外，设置至少两个雾化喷嘴9比设置一个雾化喷嘴9更有利于粘度高的物料排放，避免因粘度高而排放本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制备高粘度聚合物的乙氧基化设备，其特征在于：包括反应器、环氧乙烷进料管、以及均与反应器连通的起始剂进料管、催化剂进料管、预混器和外循环系统，所述环氧乙烷进料管与预混器连通，所述外循环系统包括循环泵和换热器，所述反应器、循环泵、换热器和预混器依次连通，所述反应器设置有与预混器连通的雾化装置以及用于搅拌反应器内部物料的搅拌装置，所述雾化装置容设于反应器的顶部。

【技术特征摘要】
1.一种用于制备高粘度聚合物的乙氧基化设备，其特征在于：包括反应器、环氧乙烷进料管、以及均与反应器连通的起始剂进料管、催化剂进料管、预混器和外循环系统，所述环氧乙烷进料管与预混器连通，所述外循环系统包括循环泵和换热器，所述反应器、循环泵、换热器和预混器依次连通，所述反应器设置有与预混器连通的雾化装置以及用于搅拌反应器内部物料的搅拌装置，所述雾化装置容设于反应器的顶部。2.根据权利要求1所述的一种用于制备高粘度聚合物的乙氧基化设备，其特征在于：所述雾化装置包括物料进料管以及至少两个雾化喷嘴，所述物料进料管的进料口与预混器的出料口连通，每个雾化喷嘴的进料口均与所述物料进料管的出料口连通。3.根据权利要求1所述的一种用于制备高粘度聚合物的乙氧基化设备，其特征在于：所述搅拌装置包括设置于反应器顶部的驱动电机、与驱动电机传动连接的搅拌轴以及多个与搅拌轴连接的搅拌杆，每个搅拌杆远离搅拌轴的一端均设置有搅拌叶轮，所述搅拌轴穿设于所述反应器的顶部，所述搅拌杆和搅拌叶轮均容设于反应器。4.根据权利要求3所述的一种用于制备高粘度聚合物的乙氧基化设备，其特征在于：所述搅拌叶轮的形状为S形，所述搅拌叶轮的两端均设置有楔形刀口。5.根据权利要求1所述的一种用于制备高粘度聚合物的乙氧基化设备，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：任凡，程宝，王亮，张静，付艳梅，王辉，付远波，刘凤亮，杨瀚石，张玉祥，万浩轩，
申请(专利权)人：武汉奥克特种化学有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42