一种用于开环聚合的聚合反应器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于开环聚合的聚合反应器，该聚合反应器为多段式连续聚合反应器，包括反应器壳体、沿着反应器壳体的轴向相互间隔地布设在反应器壳体内的多个隔板、位于相邻两隔板之间的聚合反应区、布设在聚合反应区内的多个反应管束以及在工作状态下调节聚合反应区温度的温控组件。与现有技术相比，本聚合反应器将多段聚合反应单元整合在一起，可对每段聚合反应区的温度进行精确控制，可实现反应物料在进阶式温度分布下进行连续式聚合反应，有利于提高生产效率，降低设备能耗。降低设备能耗。降低设备能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种用于开环聚合的聚合反应器


[0001]本技术属于化工设备
，涉及一种用于开环聚合的聚合反应器。

技术介绍

[0002]聚乙醇酸，又称为聚羟基乙酸，简称PGA，是一种结构最简单的线性脂肪族聚酯，也是第一个被美国FDA批准用作可吸收手术缝合线的医用合成高分子材料。由于PGA具有良好的生物相容性、无毒和降解可调等特点，在医用可吸收手术缝合线、药物缓释/控释载体材料、模拟人体组织材料、生物降解聚合物支架材料等方面具有广阔的应用前景。聚乙醇酸的制备工艺包括直接熔融聚合法、缩聚开环法、溶液缩聚法、悬浮聚合法等，上述工艺对于聚乙醇酸合成装置的要求均较为苛刻，受装置结构制约，国内尚未出现具有自主知识产权的聚乙醇酸连续化生产装置，使国内聚乙醇酸产能收到限制。

技术实现思路

[0003]本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于开环聚合的聚合反应器，可用于实现高分子量聚乙醇酸或聚乳酸等可降解材料的连续生产。
[0004]本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0005]一种用于开环聚合的聚合反应器，该聚合反应器为多段式连续聚合反应器，包括反应器壳体、沿着反应器壳体的轴向相互间隔地布设在反应器壳体内的多个隔板、位于相邻两隔板之间的聚合反应区、布设在聚合反应区内的多个反应管束以及在工作状态下调节聚合反应区温度的温控组件，所述的反应器壳体的前端与后端分别设有管道集束入口管、管道集束出口管，所述的多个反应管束一端相互汇集并与管道集束入口管相连接，另一端沿着反应器壳体的轴向连续延伸并依次穿过布设在反应器壳体内的多个隔板，最后相互汇集并与管道集束出口管相连接。
[0006]进一步地，所述的多个隔板均垂直于反应器壳体的轴向设置，并将反应器壳体的内部空间分隔成至少两个以上相互独立的聚合反应区。
[0007]进一步地，每个聚合反应区具有与其相对应的温控组件，并且与每个聚合反应区相对应的反应器壳体上设有壳程入口管与壳程出口管；
[0008]在工作状态下，每个聚合反应区的壳程内流动有传热介质，该传热介质通过壳程入口管、壳程出口管与温控组件相连接。
[0009]进一步地，所述的温控组件包括设于反应器壳体外的热源泵、加热源以及与热源泵和加热源电连接的温控箱，该温控箱的测温探头伸入聚合反应区壳程内，所述的加热源的出口端通过管路与壳程入口管相连接，所述的壳程出口管通过管路与热源泵相连接，并返回连接至加热源的入口端；
[0010]在工作状态下，所述的传热介质在加热源、聚合反应区以及热源泵之间循环流动，用于及时控制反应器壳程温度。
[0011]进一步地，所述的多个反应管束包括多个沿着反应器壳体的轴向连续延伸布设在
聚合反应区内的线型反应管束、蛇形反应管束、S型反应管束、螺旋型反应管束、中国结型反应管束或无规则卷曲线型反应管束中的一种或几种，各聚合反应区中的反应管束的构型相同或不同。
[0012]具体地，所述的蛇形反应管束可以是多个平行于反应器壳体轴向且上下蜿蜒设置或水平蜿蜒设置的反应管束；所述的螺旋型反应管束可以是多个平行于反应器壳体轴向且螺旋设置的反应管束。
[0013]通过上述不同类型的反应管束，一方面可调控管程反应物料与壳程传热介质之间的换热面积，从而达到良好的换热效果；另一方面可控制管程反应物料在有限聚合反应区内的停留时间，从而控制反应进度。
[0014]进一步地，所述的反应器壳体内由前至后依次设有4个隔板，相邻两隔板与反应器壳体之间依次围设成第一聚合反应区、第二聚合反应区及第三聚合反应区。
[0015]所述的第一聚合反应区、第二聚合反应区及第三聚合反应区内壳程传热介质的温度依次升高，从而实现反应物料在进阶式温度条件下进行连续式聚合反应，提高生产效率。
[0016]进一步地，所述的第一聚合反应区与第三聚合反应区内的多个反应管束为多个平行设置的线型反应管束；所述的第二聚合反应区内的多个反应管束为多个螺旋型反应管束。
[0017]进一步地，所述的第一聚合反应区内的多个反应管束为多个平行设置的线型反应管束；所述的第二聚合反应区内的多个反应管束为多个螺旋型反应管束；所述的第三聚合反应区内的多个反应管束为多个蛇形反应管束。
[0018]进一步地，所述的第一聚合反应区内的多个反应管束为多个平行设置的线型反应管束；所述的第二聚合反应区内的多个反应管束为多个螺旋型反应管束；所述的第三聚合反应区内的多个反应管束为多个S型反应管束。
[0019]进一步地，所述的第一聚合反应区内的多个反应管束为多个S型反应管束；所述的第二聚合反应区内的多个反应管束为多个蛇形反应管束；所述的第三聚合反应区内的多个反应管束为多个平行设置的线型反应管束。
[0020]进一步地，所述的第一聚合反应区内的多个反应管束为多个S型反应管束；所述的第二聚合反应区内的多个反应管束为多个中国结型反应管束；所述的第三聚合反应区内的多个反应管束为多个平行设置的线型反应管束。
[0021]进一步地，所述的第一聚合反应区内的多个反应管束为多个平行设置的线型反应管束；所述的第二聚合反应区内的多个反应管束为多个无规则卷曲线型反应管束；所述的第三聚合反应区内的多个反应管束为多个S型反应管束。
[0022]工作原理：每个聚合反应区分别与相应的加热源循环连通，通过其间流通的传热介质控制聚合反应温度，从而在反应器壳体内得到多个反应温度段。本聚合反应器工作时，反应物料可在外部驱动泵的进给作用下自管道集束入口管进入，依次通过各个聚合反应区的反应管束，并在各个反应温度段下分别进行相应的聚合反应，实现连续式反应，反应产物最后从管道集束出口管流出。
[0023]与现有技术相比，本技术具有以下特点：
[0024]1)本聚合反应器将多段聚合反应单元整合在一起，并对每段聚合反应区的温度进行精确控制，进而实现反应物料(例如，乙交酯或丙交酯)在进阶式温度条件下进行连续式
聚合反应，大大提高了生产效率，并降低设备能耗；
[0025]2)通过不同类型的反应管束，一方面可调控管程反应物料与壳程传热介质之间的换热面积，从而达到良好的换热效果；另一方面可控制管程反应物料在有限聚合反应区内的停留时间，从而控制反应进度；
[0026]3)本聚合反应器经济实用性好，可适用于聚乙醇酸或聚乳酸等可降解材料的连续生产，具有很好的应用前景。
附图说明
[0027]图1为实施例1中一种用于开环聚合的聚合反应器的结构示意图；
[0028]图2为实施例2中一种用于开环聚合的聚合反应器的结构示意图；
[0029]图3为实施例3中一种用于开环聚合的聚合反应器的结构示意图；
[0030]图中标记说明：
[0031]1‑
反应器壳体、2
‑
隔板、3
‑
反应管束、301
‑
线型反应管束、302
‑
蛇形反应管束、 303
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于开环聚合的聚合反应器，其特征在于，该聚合反应器为多段式连续聚合反应器，包括反应器壳体(1)、沿着反应器壳体(1)的轴向相互间隔地布设在反应器壳体(1)内的多个隔板(2)、位于相邻两隔板(2)之间的聚合反应区、布设在聚合反应区内的多个反应管束(3)以及在工作状态下调节聚合反应区温度的温控组件，所述的反应器壳体(1)的前端与后端分别设有管道集束入口管(4)、管道集束出口管(5)，所述的多个反应管束(3)一端相互汇集并与管道集束入口管(4)相连接，另一端沿着反应器壳体(1)的轴向连续延伸并依次穿过布设在反应器壳体(1)内的多个隔板(2)，最后相互汇集并与管道集束出口管(5)相连接。2.根据权利要求1所述的一种用于开环聚合的聚合反应器，其特征在于，所述的多个隔板(2)均垂直于反应器壳体(1)的轴向设置，并将反应器壳体(1)的内部空间分隔成至少两个以上相互独立的聚合反应区。3.根据权利要求2所述的一种用于开环聚合的聚合反应器，其特征在于，每个聚合反应区具有与其相对应的温控组件，并且与每个聚合反应区相对应的反应器壳体(1)上设有壳程入口管(6)与壳程出口管(7)；在工作状态下，每个聚合反应区的壳程内流动有传热介质，该传热介质通过壳程入口管(6)、壳程出口管(7)与温控组件相连接。4.根据权利要求3所述的一种用于开环聚合的聚合反应器，其特征在于，所述的温控组件包括设于反应器壳体(1)外的热源泵、加热源以及与热源泵和加热源电连接的温控箱(8)，所述的加热源的出口端通过管路与壳程入口管(6)相连接，所述的壳程出口管(7)通过管路与热源泵相连接，并返回连接至加热源的入口端；在工作状态下，所述的传热介质在加热源、聚合反应区以及热源泵之间循环流动。5.根据权利要求1至4任一项所述的一种用于开环聚合的聚合反应器，其特征在于，所述的多个反应管束(3)包括多个沿着反应器壳体(1)的轴向...

【专利技术属性】
技术研发人员：计扬，王学珍，孙朝阳，钱宏义，毛彦鹏，
申请(专利权)人：上海浦景化工技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：