本发明专利技术涉及芳香族聚碳酸酯生产装置，该装置由搅拌釜式预聚合反应器、熔融预聚物输送泵、静态混合器、换热器与多段导流降膜式缩聚反应器组成。使用该聚合反应装置生产芳香族聚碳酸酯可以消除熔融酯交换法的环境污染问题，消除设备腐蚀严重问题，聚碳酸酯产品难于分离提纯问题。本发明专利技术聚合反应装置解决了随着聚合反应进行，聚合体系粘度增大、副产物苯酚难于脱除、影响反应继续进行、不能获得所需分子量芳香族聚碳酸酯的问题。本发明专利技术的聚合反应器装置能够连续运行生产，适合于大规模工业生产芳族聚碳酸酯。
【技术实现步骤摘要】
一种采用熔融酯交换法生产芳香族聚碳酸酯的聚合反应装
本专利技术属于有机聚合物合成
更具体地，本专利技术涉及一种采用熔融酷交换法生产芳香族聚碳酸酯的聚合反应装置。背景技木聚碳酸酯是无定型、无臭、无毒、高度透明的无色或微黄色热塑性工程塑料，因其耐冲击性优异，拉伸強度、弯曲強度、压 缩强度高；蠕变性小，尺寸稳定。近年来，芳族聚碳酸酷作为耐热性、抗冲性、透明性和类似性能方面具有优异性能的工程塑料而被广泛利用于玻璃装配业，汽车エ业和电子、电器エ业、其次还有エ业机械零件、光盘、民装、计算机等办公室设备、医疗及保健，薄膜、休闲和防护器材等各个领域中。在众多制备聚碳酸酯的方法中，业已广泛用于エ业的方法是以芳族ニ羟基化合物如2，2_双(四羟基苯基)丙烷(即双酚A)和光气之间发生界面缩聚反应。采用界面缩聚方法制备聚碳酸酯的缺陷在于1、必须利用光气作为反应物，因此存在明显的安全和环境污染问题；2 :由于在反应中产生含氯化合物副产物，例如氯化氢和氯化钠，同时由于使用大量有机溶剂ニ氯甲烷，必须采用严格的预防措施，使用高标准的反应仪器；3 :对最终目标产物性能产生不利影响的副产物和有机溶剂在后续エ艺中很难被分离除去；4 :通过界面缩聚反应制备的聚碳酸酯往往具有不一致的色泽，较高的微粒含量和较高的氯含量。鉴于以上的技术缺陷，一些聚碳酸酯エ厂采用酯交换反应法合成聚碳酸酷，具体是将碳酸ニ酯(例如碳酸ニ苯酷)与ニ羟基化合物(例如双酚A)缩合，与此同时除去副产物酚类化合物(例如苯酚)。与界面缩聚法相比，酷交换反应法的优点是无需使用溶剂，没有来自反应物的氯污染，微粒含量较低，产品色泽一致，因此，酯交换反应法エ业应用前景更好。但是，酷交换反应法存在的问题是随着聚合反应深入进行，其聚合介质粘度会逐渐升高，从而难以有效地从聚合反应体系中除去副产物酚类，于是难以得到聚合度高的聚碳酸酷。目前，人们已研制出多种聚合反应器，例如竖立搅拌型、水平搅拌型、薄膜蒸发型、具有排气孔的螺杆型等聚合反应器，采用酯交换反应方法生产芳族聚碳酸酷。其中，竖立搅拌型反应器的体积效率高，简单的结构，因此使其在小規模聚合反应中显示出一定优势。然而，当竖立搅拌型反应器规模扩大时，进行反应的混合物的深度必需加深，于是在搅拌釜下部的压カ突增，即使增加聚合反应的真空度也由于反应混合物的重量使得反应依然在较高的压カ下进行，以至于酚类及其类似物不能有效的被除去，聚合反应速率变得极低，无法得到聚合度高的聚碳酸酷。水平搅拌型聚合反应器是通过旋转搅拌在液体反应体系和环境气体或蒸汽之间形成较大的连续更新界面，在液面反应体系中生成的挥发性反应产物如酚类化合物即可顺利地被除去。在公开日本专利(公开号52-36159)中描述了，表面更新效果被定义为螺杆转速、反应区中螺杆表面积、反应区中总螺距数、原料进料量和反应区中每个螺距的有效体积函数，同时描述中提到表面更新效果的值是在特定范围内的，并且增强表面更新需要依靠搅拌器或是螺杆提供的旋转搅拌力。当聚合反应中随着芳族聚碳酸酯分子量的提高，其粘度也随着迅速提高，此时需要提供极大的搅拌力，这样不仅使得聚合物要承受大的剪切力而会导致发生分子链断裂，不能得到高分子量的芳族聚碳酸酯，同时可能导致聚碳酸酯变色和耐热性降低，最終影响芳族聚碳酸酯的质量。与竖立搅拌型聚合反应器一祥，其缺点是难以实现エ业化生产，因为加大聚合反应器的尺寸时，必需提高搅拌机的強度和搅拌器的动力，而提高強度和动 カ是有限的。同样地，离心膜聚合反应器在其使用过程中聚合物粘附在驱动轴、桨叶、驱动轴轴承等表面上，同时长时间受热，粘附的聚合物会分解形成黒色分解产物，而此产物被融入到最終的聚合物中使其质量受到严重的影响。综上所述，所有聚合反应器都是为了在较高的温度下，使粘度高的聚碳酸酯得到高效的表面更新，但是其结果显示不能令人满意。若要取得长期稳定的生产高质量的芳族聚碳酸酷，仍需解决各种问题。现已有多个专利公开了采用自由下落聚合法制备芳族聚碳酸酷。此法将其聚合物向下通过丝状或是条状孔板进入真空区，在自由下落过程中进行聚合反应。US3110547公开了一种采用自由下落法制备所需分子量聚酯的方法，但是这种方法存在许多缺陷，如不能重复自由下落循环聚合以防降低聚合物的质量；将低聚物在自由下落过程中可能会发生长丝断裂而影响最终产物的质量；通入惰性气体吋，由于气体湍流现象会引起长丝在下落过程中发生相互接触和粘连；同时还会发生在抽丝过程中弄脏孔板，使其不能长时间稳定エ作。鉴于以上缺点，US 5932683、CN96197638等公开了低聚物可以利用多孔板分配在多个垂直连接的金属丝上，并沿着它们下降流入到储蓄槽的非自由下落法。并以此为起点研究了多种非自由下落法制备聚酯的方法。其中最为突出的是CN200580012867公开的导管润湿性流下式聚合器，将融熔低聚物芳族聚碳酸酯向下通过分配板沿着一端固定的金属丝导管下流并与之表面接触聚合的过程，非自由下落区保持一定的真空度，低聚物进入真空区前需要吸收惰性气体以便更好的除去副产物酚类化合物。然而利用此法エ业化时，设备复杂昂贵，后续处理复杂，难以大規模生产。为了解决现有技术存在的技术缺陷，本专利技术人在总结现有技术的基础上进行了广泛和深入的研究，提出了新型的具有特定结构的聚合反应器，以生产高性能高质量的芳族聚碳酸酷。
技术实现思路
[要解决的技术问题]本专利技术的目的是提供一种采用熔融酯交换法生产芳香族聚碳酸酯的聚合反应装置。[技术方案]本专利技术是通过下述技术方案实现的。本专利技术涉及一种采用熔融酯交换法生产芳香族聚碳酸酯的聚合反应装置。该聚合反应装置由搅拌釜式预聚合反应器I、熔融预聚物输送泵2、静态混合器3、换热器4与多段导流降膜式缩聚反应器5组成；所述的搅拌釜式预聚合反应器I通过其物料出ロ 1-7经熔融预聚物输送泵2与静态混合器3的预聚物进ロ 3-1连接；惰性气体源3-4通过惰性气体计量计3-3与静态混合器3的惰性气体进ロ 3-2连接，而静态混合器4的预聚物出ロ 3-5与换热器4的进ロ 4-1连接，而换热器4的出口 4-2与多段导流降膜式缩聚反应器5的预聚物进ロ 5-1连接，多段导流降膜式缩聚反应器5下部连接物料排出齿轮泵5-4与物料出ロ 5-5 ；所述的搅拌釜式预聚合反应器I是由预聚合原料进ロ 1-1、抽真空接ロ 1-2、抽真空装置1-3、搅拌桨电机1-4、搅拌桨1-5、预聚合反应器1-6与预聚物出ロ 1-7组成；安装在该槽顶部的抽真空接ロ 1-2与抽真空装置1-3连接，以便对所述的预聚合反应器I抽真空；安装在该槽上部的搅拌桨电机1-4通过其搅拌桨轴带动搅拌桨1-5桨叶转动而进行搅拌；在所述的预聚合反应器I底部安装预 聚物出ロ 1-7，以便预聚物排出该反应器；所述的静态混合器3是由预聚物进ロ 3-1、惰性气体进ロ 3-2、惰性气体计量计3-3、惰性气体源3-4与预聚物出ロ 3-5组成；预聚物进ロ 3-1与熔融预聚物输送泵2连接，由该泵2把搅拌釜式预聚合反应器I的预聚物料通过预聚物进ロ 3-1送到静态混合器3中，同时惰性气体源3-4的惰性气体通过惰性气体计量计3-3把惰性气体送到静态混合器3中，使预聚物与惰性气体充分混合；其混合物由预聚物出ロ 3-5送到换热器4进行热交換，然后通过管本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种采用熔融酯交换法生产芳香族聚碳酸酯的聚合反应装置，其特征在于该装置由搅拌釜式预聚合反应器(I)、熔融预聚物输送泵(2)、静态混合器(3)、换热器(4)与多段导流降膜式缩聚反应器(5)组成；所述的搅拌釜式预聚合反应器(I)通过其物料出口(1-7)经熔融预聚物输送泵(2)与静态混合器(3)的预聚物进ロ(3-1)连接；惰性气体源(3-4)通过惰性气体计量计(3-3)与静态混合器(3)的惰性气体进ロ(3-2)连接，而静态混合器(4)的预聚物出口(3-5)与换热器(4)的进ロ(4-1)连接，而换热器⑷的出口(4-2)与多段导流降膜式缩聚反应器(5)的预聚物进ロ(5-1)连接，多段导流降膜式缩聚反应器(5)下部连接物料排出齿轮泵(5-4)与物料出口(5-5)； 所述的搅拌釜式预聚合反应器(I)是由预聚合原料进ロ(1-1)、抽真空接ロ(1-2)、抽真空装置(1-3)、搅拌桨电机(1-4)、搅拌桨(1-5)、预聚合反应器壁(1-6)与预聚物出口(1-7)组成；安装在该槽顶部的抽真空接ロ(1-2)与抽真空装置(1-3)连接，以便对所述的预聚合反应器(I)抽真空；安装在该槽上部的搅拌桨电机(1-4)通过其搅拌桨轴带动搅拌桨(1-5)桨叶转动而进行搅拌；在所述的预聚合反应器(I)底部安装预聚物出ロ(1-7)，以便预聚物排出该反应器； 所述的静态混合器(3)是由预聚物进ロ(3-1)、惰性气体进ロ(3-2)、惰性气体计量计(3-3)、惰性气体源(3-4)与预聚物出口(3-5)组成；预聚物进ロ(3-1)与熔融预聚物输送泵(2)连接，由该泵(2)把搅拌釜式预聚合反应器(I)的预聚物料通过预聚物进ロ(3-1)送到静态混合器(3)中，同时惰性气体源(3-4)的惰性气体通过惰性气体计量计(3-3)把惰性气体送到静态混合器(3)中，使预聚物与惰性气体充分混合；其混合物由预聚物出口(3-5)送到换热器(4)进行热交換，然后通过管道送到多段导流降膜式缩聚反应器(5)的预聚物进ロ(5-1)； 所述的多段导流降膜式缩聚反应器(5)由预聚物进ロ(5-1)、物料分配器(5-2)、导流梳(5-3)、物料排出齿轮泵(5-4)、物料出口(5-5)、惰性气体进ロ(5-6)、含挥发性副产物气体排出ロ(5-7)、加热介质进ロ(5-8)、加热介质出口(5-9)、抽真空装置(5-10)组成，而物料分配器(5-2)的外形与所述多段导流降膜式缩聚反应器(5)内部横切面形状相同，其栅缝与导流梳(5-3) —一对应；导流梳(5-3)由并列的导流梳横梁(5-12...
【专利技术属性】
技术研发人员：张积耀，袁定雄，王志海，王思晨，张勇，房根祥，高俊文，王坤，辛昭，
申请(专利权)人：陕西延长石油集团有限责任公司，西北化工研究院，陕西兴化集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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