一种聚丙烯酸类高吸水树脂的生产方法技术

本发明专利技术提供了一种聚丙烯酸类高吸水性树脂的生产方法，从生产设备和生产工艺两方面进行控制，对于生产设备，对聚合反应釜的类型、结构调整，同时以闪蒸罐、履带式真空过滤机等为辅助设备，将反相悬浮法合成高吸水性树脂的生产工艺转化为连续生产工艺，大大提高生产效率并保证产品具有均一性；而且二次聚合单元中，将闪蒸罐的蒸气出口与二次卧式反应器连接，将闪蒸罐闪蒸出来的蒸气作为二次卧式反应器的热源，不仅降低了聚合反应对加热蒸汽的消耗，还降低了后续冷凝工艺中冷凝水消耗。对于生产工艺，分成两次聚合，并分别控制反应釜中不同位置的温度分布梯度，以及一些混料槽的温度等，结合上述生产设备方面的控制，获得高品质聚丙烯酸系吸水树脂。聚丙烯酸系吸水树脂。

【技术实现步骤摘要】
一种聚丙烯酸类高吸水树脂的生产方法


[0001]本专利技术涉及吸水材料领域，特别涉及一种聚丙烯酸类高吸水树脂的生产方法。

技术介绍

[0002]高吸水树脂作为水和水溶液的吸收剂，主要应用在尿布，成人大小便失禁产品和女士卫生等方面。高吸水性树脂的主要制备方法有水溶液法、反相悬浮法、辐射聚合法、反相乳液聚合法等。其中，反相悬浮法是合成高吸水性树脂最先进的合成工艺。
[0003]目前，反相悬浮法合成高吸水性树脂以间歇法生产为主，该方法是合成高吸水性树脂技术是目前合成高吸水性树脂的最先进技术。但是，间歇法生产工艺面临着一系列的缺点，如生产规模较小、员工劳动强度大、人工成本较高等缺点；同时，由于间歇法存在较多的人为因素，导致所生产的聚丙烯酸类高吸水性树脂的吸水性能存在一定的差异性。而理论上来讲，连续性生产工艺能够很好地避免间歇法生产工艺带来的一系列缺点，同时，可以降低员工的劳动强度大，缩减人工成本，提高企业的利润空间。但是，实际生产中，如何保证连续法顺利进行并保证产品品质，仍面对一定的技术难度。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种聚丙烯酸类高吸水性树脂的生产方法，本专利技术提供的生产方法能够实现大规模生产，降低生产成本，并保证产品品质，还能降低能耗。
[0005]本专利技术提供了一种聚丙烯酸类高吸水性树脂的生产方法，利用连续生产设备进行生产；
[0006]所述连续生产设备包括：一次聚合单元和二次聚合单元；
[0007]所述一次聚合单元包括：
[0008]一次混料槽；所述一次混料槽包括连续相混合槽V101和分散相混合槽V102；
[0009]进料口与所述一次混料槽的出料口相连通的一次卧式反应器R101；
[0010]进料口与所述一次卧式反应器R101的出料口相连通的一次闪蒸罐V103；
[0011]进气口与所述一次闪蒸罐V103的蒸气出口相连通的一次冷凝器E101；
[0012]进液口与所述一次冷凝器E101的排液口相连通的一次分层器S101；
[0013]进料口与所述一次闪蒸罐V103的出料口相连通的过滤机S102；
[0014]所述二次聚合单元包括：
[0015]二次混料槽V201；所述二次混料槽V201分别与所述过滤机S102的固体出料口以及所述分散相混合槽V102的出料口相连通；
[0016]进料口与所述二次混料槽V201的出料口相连通的二次卧式反应器R201；
[0017]进料口与所述二次卧式反应器R201的出料口相连通的二次闪蒸罐V202；
[0018]进料口与所述二次闪蒸罐V202的出料口相连通的交联单元R202；
[0019]与所述二次卧式反应器R201相连接的二次冷凝器E201；
[0020]进液口与所述二次冷凝器E201的排液口相连通的二次分层器S201；
[0021]所述生产的过程包括：
[0022]S1、将溶剂、表面活性剂和分散剂送至连续相混合槽V101进行混合，得到连续相；将引发剂与交联剂的混合溶液、丙烯酸溶液送至分散相混合槽V102进行混合，得到分散相；将所述连续相和分散相送至一次卧式反应器R101进行一次聚合反应，得到一次反应液；
[0023]S2、将所述一次反应液送至一次闪蒸罐V103进行闪蒸分离，闪蒸出来的蒸气和闪蒸后的物料分两路运行：闪蒸出来的蒸气进入一次冷凝器E101中冷却，所得冷凝液送至一次分层器S101中进行分层，分成有机相和水相两层，有机相从一次分层器S101的顶部采出，水相从一次分层器S101的底部排出；闪蒸后的物料送至过滤机S102内进行过滤，分别得到固体物和滤液；
[0024]S3、将所述固体物送至二次混料槽V201，同时，将所述分散相送至二次混料槽V201，并向二次混料槽V201内输送溶剂，以上三种物料在二次混料槽V201内混合，得到混合液；
[0025]S4、将所述混合液送至二次卧式反应器R201进行二次聚合反应，得到二次反应液；
[0026]S5、将所述二次反应液送至二次闪蒸罐V202进行闪蒸分离，闪蒸出来的蒸气和闪蒸后的物料分两路运行：闪蒸出来的蒸气从二次闪蒸罐V202的顶部排出；闪蒸后的物料送至交联单元R202，同时，向交联单元R202中添加交联剂溶液对所述闪蒸后的物料进行表面交联处理，得到聚丙烯酸类高吸水性树脂。
[0027]优选的，所述连续生产设备中：
[0028]所述一次卧式反应器R101的长径比＞2；
[0029]所述一次卧式反应器R101的外围设置有加热套；
[0030]所述一次卧式反应器R101的进料口温度维持在≤60℃，出料口温度维持在70～75℃；
[0031]所述一次卧式反应器R101的出料口设置在所述一次卧式反应器R101的中心轴线以下；
[0032]所述二次卧式反应器R201的长径比＞2；
[0033]所述二次卧式反应器R201的外围设置有加热套；
[0034]所述二次卧式反应器R201的进料口温度维持在≤60℃，出料口温度维持在70～75℃；
[0035]所述二次卧式反应器R201的出料口设置在所述二次卧式反应器R201中心轴线以下。
[0036]优选的，所述连续生产设备中：
[0037]所述一次卧式反应器R101内设置有搅拌桨；
[0038]所述搅拌桨为多层搅拌桨，包括：搅拌轴和连接在所述搅拌轴上的若干层桨叶；所述搅拌轴与所述一次卧式反应器R101的中心轴线重合；
[0039]所述桨叶的倾斜角度为45
°
；所述倾斜角度为所述桨叶偏离搅拌轴横截面的角度；
[0040]所述二次卧式反应器R201内设置有搅拌桨；
[0041]所述搅拌桨为多层搅拌桨，包括：搅拌轴和连接在所述搅拌轴上的若干层桨叶；所述搅拌轴与所述二次卧式反应器R201的中心轴线重合；
[0042]所述桨叶的倾斜角度为45
°
；所述倾斜角度为所述桨叶偏离搅拌轴横截面的角度。
[0043]优选的，所述连续生产设备中：
[0044]所述交联单元R202包括三个并联的交联反应釜：第一交联反应釜R202
‑
1、第二交联反应釜R202
‑
2和第三交联反应釜R202
‑
3；
[0045]所述二次闪蒸罐V202的出料口分别与所述第一交联反应釜R202
‑
1的进料口、所述第二交联反应釜R202
‑
2的进料口、所述第三交联反应釜R202
‑
3的进料口相连通；
[0046]在生产过程中，所述步骤S5中，闪蒸后的物料依次送至第一交联反应釜R202
‑
1、第二交联反应釜R202
‑
2和第三交联反应釜R202
‑
3，同时，分别向第一交联反应釜R202
‑
1、第二交联本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯酸类高吸水性树脂的生产方法，其特征在于，利用连续生产设备进行生产；所述连续生产设备包括：一次聚合单元和二次聚合单元；所述一次聚合单元包括：一次混料槽；所述一次混料槽包括连续相混合槽(V101)和分散相混合槽(V102)；进料口与所述一次混料槽的出料口相连通的一次卧式反应器(R101)；进料口与所述一次卧式反应器(R101)的出料口相连通的一次闪蒸罐(V103)；进气口与所述一次闪蒸罐(V103)的蒸气出口相连通的一次冷凝器(E101)；进液口与所述一次冷凝器(E101)的排液口相连通的一次分层器(S101)；进料口与所述一次闪蒸罐(V103)的出料口相连通的过滤机(S102)；所述二次聚合单元包括：二次混料槽(V201)；所述二次混料槽(V201)分别与所述过滤机(S102)的固体出料口以及所述分散相混合槽(V102)的出料口相连通；进料口与所述二次混料槽(V201)的出料口相连通的二次卧式反应器(R201)；进料口与所述二次卧式反应器(R201)的出料口相连通的二次闪蒸罐(V202)；进料口与所述二次闪蒸罐(V202)的出料口相连通的交联单元(R202)；与所述二次卧式反应器(R201)相连接的二次冷凝器(E201)；进液口与所述二次冷凝器(E201)的排液口相连通的二次分层器(S201)；所述生产的过程包括：S1、将溶剂、表面活性剂和分散剂送至连续相混合槽(V101)进行混合，得到连续相；将引发剂与交联剂的混合溶液、丙烯酸溶液送至分散相混合槽(V102)进行混合，得到分散相；将所述连续相和分散相送至一次卧式反应器(R101)进行一次聚合反应，得到一次反应液；S2、将所述一次反应液送至一次闪蒸罐(V103)进行闪蒸分离，闪蒸出来的蒸气和闪蒸后的物料分两路运行：闪蒸出来的蒸气进入一次冷凝器(E101)中冷却，所得冷凝液送至一次分层器(S101)中进行分层，分成有机相和水相两层，有机相从一次分层器(S101)的顶部采出，水相从一次分层器(S101)的底部排出；闪蒸后的物料送至过滤机(S102)内进行过滤，分别得到固体物和滤液；S3、将所述固体物送至二次混料槽(V201)，同时，将所述分散相送至二次混料槽(V201)，并向二次混料槽(V201)内输送溶剂，以上三种物料在二次混料槽(V201)内混合，得到混合液；S4、将所述混合液送至二次卧式反应器(R201)进行二次聚合反应，得到二次反应液；S5、将所述二次反应液送至二次闪蒸罐(V202)进行闪蒸分离，闪蒸出来的蒸气和闪蒸后的物料分两路运行：闪蒸出来的蒸气从二次闪蒸罐(V202)的顶部排出；闪蒸后的物料送至交联单元(R202)，同时，向交联单元(R202)中添加交联剂溶液对所述闪蒸后的物料进行表面交联处理，得到聚丙烯酸类高吸水性树脂。2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述连续生产设备中：所述一次卧式反应器(R101)的长径比＞2；所述一次卧式反应器(R101)的外围设置有加热套；所述一次卧式反应器(R101)的进料口温度维持在≤60℃，出料口温度维持在70～75
℃；所述一次卧式反应器(R101)的出料口设置在所述一次卧式反应器(R101)的中心轴线以下；所述二次卧式反应器(R201)的长径比＞2；所述二次卧式反应器(R201)的外围设置有加热套；所述二次卧式反应器(R201)的进料口温度维持在≤60℃，出料口温度维持在70～75℃；所述二次卧式反应器(R201)的出料口设置在所述二次卧式反应器(R201)中心轴线以下。3.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述连续生产设备中：所述一次卧式反应器(R101)内设置有搅拌桨；所述搅拌桨为多层搅拌桨，包括：搅拌轴和连接在所述搅拌轴上的若干层桨叶；所述搅拌轴与所述一次卧式反应器(R101)的中心轴线重合；所述桨叶的倾斜角度为45
°
；所述倾斜角度为所述桨叶偏离搅拌轴横截面的角度；所述二次卧式反应器(R201)内设置有搅拌桨；所述搅拌桨为多层搅拌桨，包括：搅拌轴和连接在所述搅拌轴上的若干层桨叶；所述搅拌轴与所述二次卧式反应器(R201)的中心轴线重合；所述桨叶的倾斜角度为45
°
；所述倾斜角度为所述桨叶偏离搅拌轴横截面的角度。4.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述连续生产设备中：所述交联单元(R202)包括三个并联的交联反应釜：第一交联反应釜(R202
‑
1)、第二交联反应釜(R202
‑
2)和第三交联反应釜(R202
‑
3)；所述二次闪蒸罐(V202)的出料口分别与所述第一交联反应釜(R202
‑
1)的进料口、所述第二交联反应釜(R202
‑
2)的进料口、所述第三交联反应釜(R202
‑
3)的进料口相连通；在生产过程中，所述步骤S5中，闪蒸后的物料依次送至第一交联反应釜(R202
‑
1)、第二交联反应釜(R20...

【专利技术属性】
技术研发人员：张西标，路文学，尹洪清，赵梅梅，刘峰，王振华，李涛，刘莹，杨澜，乔波，王红星，杨国辉，
申请(专利权)人：兖矿水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：