本发明专利技术公开了一种反应釜，其包括釜体，在釜体的顶部设置有环氧接口管、回流接管和气体抽出接管，文丘里喷射器由釜体的侧壁沿倾斜方向插入到釜体内；文丘里喷射器具有液体进口、液体出口、第一气体进口和第二气体进口，液体出口位于釜体内、且沿倾斜方向朝向下方；釜体内自下而上依次分为液相区、泡沫区和喷雾区，在喷雾区内安装有连接到环氧接口管上的环氧喷射管和连接到回流接管上回流喷射管；第一气体进口连通气体抽出接管。本申请还公开了采用该反应釜的制备系统及制备方法。本反应釜能够提高反应物料气液相间的传质传热效果，提高反应速度和转化率，缩短生产工时，减少副反应，提升了产品质量，减少物料泄露的可能性，降低废气排放量。气排放量。气排放量。
【技术实现步骤摘要】
反应釜、聚醚多元醇的制备系统及制备方法
[0001]本专利技术涉及一种反应釜、采用了该反应釜的聚醚多元醇的制备系统及采用该制备系统的制备方法。
技术介绍
[0002]聚醚多元醇(简称聚醚)是一种有机聚合物，是由起始剂(含活性氢基团的化合物)与环氧乙烷(EO)、环氧丙烷(PO)、环氧丁烷(BO)等在催化剂存在下经加聚反应制得。聚醚多元醇是一种重要的化工原料，广泛应用于印染、合成革、涂料、聚氨酯和非离子表面活性剂等领域。
[0003]目前，国内外聚醚多元醇生产工艺主要是间歇釜式搅拌工艺，其特点是：技术比较成熟，设备简单、投资少、见效快、操作灵活性大，适合于小批量多品种的烷氧基化产品的生产，特别适合于高黏度、高分子量产品的生产。但其也存在诸多缺点：物料粘度大，内部混合均匀性差，存在物料团聚，团聚区域副反应大，以及生产周期长、安全环保性差等缺陷。
[0004]为了提高间歇釜式搅拌工艺的缺陷，现有技术会使用将原料雾化的方式来增强气液两相之间的传质，但是由于雾化后物料容易在反应釜顶部空间聚集，影响产品的转化率，且存在一定的环保隐患。
技术实现思路
[0005]为解决上述问题，本专利技术首先提出了一种反应釜，其包括釜体，在该釜体的顶部设置有惰性气体入口管、物料接口管、环氧接口管、回流接管、真空接管和气体抽出接管，在釜体的底部设置有出料管，一文丘里喷射器由釜体的侧壁沿倾斜方向插入到釜体内；该文丘里喷射器具有液体进口、液体出口、第一气体进口和第二气体进口，该文丘里喷射器的液体出口位于釜体内、且沿倾斜方向朝向下方；釜体内自下而上依次分为液相区、泡沫区和喷雾区，在喷雾区内安装有环氧喷射管和回流喷射管，该环氧喷射管连接到环氧接口管上，该回流喷射管连接到回流接管上；第一气体进口连通气体抽出接管；物料接口管、真空接管和气体抽出接管均连通喷雾区。
[0006]具体地，为了最大限度利用釜内空间进行反应，提升反应效率，环氧喷射管和回流喷射管均为一环形管，且环氧喷射管的第一管体的第一中心线和回流喷射管的第二管体的第二中心线位于同一平面内，且环氧喷射管的第一管体和回流喷射管的第二管体均沿釜体的中轴线环绕延伸，回流喷射管外套在环氧喷射管的外侧。
[0007]环氧喷射管的第一中径为反应釜的内径的10
‑
40％，回流喷射管的第二中径为反应釜的内径的30
‑
80％。该设计利于控制回流喷射管和环氧喷射管之间的距离以保证雾化小液滴与气雾的有效接触，增加传质、传热，提高反应效率。同时，回流喷射管的第二中径直接影响其与釜壁之间的距离，若距离过窄则雾化小液滴与釜壁接触使雾化效果丧失。
[0008]在环氧喷射管上安装有4～16个喷雾嘴，在回流喷射管上安装有4～24个喷雾嘴。
[0009]该设计能够增加釜内雾化小液滴及气雾的空间密度，同时可有效避免相邻雾化小
液滴间碰撞结合变为较大的雾化液滴，影响传质效果。
[0010]在该反应釜内，设置了喷雾区、泡沫区和液相区的设置，提高了反应釜空间的利用率，并且有利于促进物料之间的传质、传热。其中的液相区为液相原料及液相产物聚集的区域，对于聚醚多元醇生产系统来说，液相区的主要物质是起始剂和聚醚多元醇；泡沫区用于容纳即物料在反应及循环过程中所形成的泡沫，比如，聚醚多元醇生产体系中主要为起始剂、聚醚多元醇和环氧化物所产生的混合泡沫；喷雾区即供液相物料和气相物料充分雾化的区域，液相物料雾化后形成雾化小液滴，气相物料雾化后形成气雾。各区域之间通过特定结构相关配合，保证原料之间的高效接触及快速反应。
[0011]本申请中，利用环氧喷射管和回流喷射管，使液相物料以细小的雾状液滴与环氧化物等气相原料充分接触，极大地增加了气液接触面积，从而有效地强化了气液两相之间的传质效果，提高反应效率。由于文丘里喷射器的第一气体进口经过气体抽出接管连通喷雾区，能够使未反应的环氧化物等气相原料经文丘里喷射器进入到液相物料内，提高了反应速度和反应效率。采用本反应釜，能够大幅度地降低釜内未反应物料的浓度，在进行熟化时，釜内气相中的环氧化物的浓度低于5mg/L，而在现有技术中，反应完成后，釜内气相中的环氧化物的浓度一般在10
‑
40mg/L之间，气相中环氧化物浓度的大幅度降低，提高了反应体系的安全性。
[0012]本反应釜能够提高反应物料气液相间的传质传热效果，提高反应速度和转化率，缩短生产工时，同时，减少副反应，提升了产品质量，减少物料泄露的可能性，降低废气排放量，本系统安全环保性更好。
[0013]进一步，为提高混合效果，该文丘里喷射器的液体出口向下伸入到液相区内。该设计能够使文丘里喷射器所喷射出的物料进入到反应釜内已有的物料中，并使这些物料进行翻腾，提高混合效果，从而提高各原料的混合均匀度，提高反应均匀性，使得分子量分布更窄。
[0014]物料主要通过两种方式混合，一是通过回流泵对物料进行循环混合；二是通过文丘里喷射器内的高速喷射流冲击反应釜内的物料，促使物料翻腾进行混合，所以文丘里喷射器起到进一步提升了混合效果的作用。
[0015]进一步，为便于对反应物料的温度进行调控，在釜体的外壁上设有加热夹套，在釜体内设有降温盘管。
[0016]升温与降温采用两套独立的换热系统，可以提高升降温的切换速度，缩短升降温响应时间，确保反应温度的稳定性，减少副反应的发生。
[0017]进一步，为保证对反应釜内的已有物料的搅拌作用，在高度方向上，文丘里喷射器的液体出口的最下端与釜体底部的内表面之间的距离为釜体的内腔的高度的5
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40％。
[0018]若液体出口的位置过高，则喷射流容易撞击液面，抵消了冲击力，使得喷射流，特别是环氧化物等气相物料难以进入液相物料中，影响反应效率；若液体出口的位置过低，则物料喷射流离釜体底部的出料管过近，部分物料未混合均匀即通过出料管排出，将影响釜内上部物料的更新，导致局部反应过度，影响产品的分子量分布。
[0019]具体地，该文丘里喷射器包括沿第一轴线方向延伸的接受筒，在该接受筒的一端安装有混合管，在该混合管的背离接受筒的一端安装有收缩管，在该收缩管背离混合管的一端安装有一扩散管，该扩散管背离混合管的一端形成为液体出口，该接受筒、混合管和扩
散管沿该第一轴线方向同轴设置；
[0020]在接受筒背离混合管的一端安装有一进液管，该进液管的一端伸入到接受筒内，该进液管的另一端位于接受筒外、并形成为液体进口；在该混合管上设置有第一气体进口和第二气体进口。该设计能够方便地使文丘里喷射器在不同的阶段起到不同的作用。
[0021]进一步地，为保证物料的扩散面积，液体出口的内径为收缩管的内径的1.5
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4倍。
[0022]液体出口的大小影响物料的喷射速度和气液两相的接触效果，液体出口过大，则物料喷射流速度过慢，对釜底液搅动效果较差，同时使得气相原料小气泡喷射深度不足，与液相物料接触时间过短，影响反应效率。液体出口过小，气相原料小气泡在液相物料中扩本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.反应釜，其特征在于，包括釜体，在该釜体的顶部设置有惰性气体入口管、物料接口管、环氧接口管、回流接管、真空接管和气体抽出接管，在釜体的底部设置有出料管，一文丘里喷射器由釜体的侧壁沿倾斜方向插入到釜体内；该文丘里喷射器具有液体进口、液体出口、第一气体进口和第二气体进口，该文丘里喷射器的液体出口位于釜体内、且沿倾斜方向朝向下方；釜体内自下而上依次分为液相区、泡沫区和喷雾区，在喷雾区内安装有环氧喷射管和回流喷射管，该环氧喷射管连接到环氧接口管上，该回流喷射管连接到回流接管上；第一气体进口连通气体抽出接管；物料接口管、真空接管和气体抽出接管均连通喷雾区。2.根据权利要求1所述的反应釜，其特征在于，该文丘里喷射器的液体出口向下伸入到液相区内。3.根据权利要求1所述的反应釜，其特征在于，在釜体的外壁上设有加热夹套，在釜体内设有降温盘管。4.根据权利要求1所述的反应釜，其特征在于，在高度方向上，文丘里喷射器的液体出口的最下端与釜体底部的内表面之间的距离为釜体的内腔的高度的5
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40％。5.根据权利要求1所述的反应釜，其特征在于，该文丘里喷射器包括沿第一轴线方向延伸的接受筒，在该接受筒的一端安装有混合管，在该混合管的背离接受筒的一端安装有收缩管，在该收缩管背离混合管的一端安装有一扩散管，该扩散管背离混合管的一端形成为液体出口，该接受筒、混合管和扩散管沿该第一轴线方向同轴设置；在接受筒背离混合管的一端安装有一进液管，该进液管的一端伸入到接受筒内，该进液管的另一端位于接受筒外、并形成为液体进口；在该混合管上设置有第一气体进口和第二气体进口。6.聚醚多元醇的制备系统，其特征在于，包括环氧储罐、回流泵和权利要求1
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5任一项所述的反应釜，回流泵的进口连通该出料管，回流泵的出口经回流管连通回流接管和文丘里喷射器的液体进口；第二气体进口和环氧接口管均连通环氧储罐。7.根据权利要求6所述的制备系统，其特征在于，在该回流管上安装有一温控装置。8.聚醚多元醇的制备方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈明芳，张益军，张舒婷，张蒙蒙，唐军华，
申请(专利权)人：红宝丽集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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