本发明专利技术属于聚合物溶解的技术领域，具体是一种水溶性聚合物快速溶解超重力装置，解决了现有工业化配制过程中存在的熟化时间长、熟化罐数量多、生产效率低等难题。包括自上而下设置的两级或者两级以上的溶解系统，溶解系统包括静态分布器、动态分布器、转子以及导流结构，各级溶解系统的转子同轴设置安装于轴上，轴连接动力。本发明专利技术的有益效果：设备体积小、溶解能力高、溶解时间短、投资运行费用低。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于聚合物溶解的
，具体涉及一种水溶性聚合物快速溶解超重力>J-U ρ α装直。
技术介绍
在石油的三次采油过程中，为了提高采油率，常采用阴离子型-聚丙烯酰胺母液作为驱油剂，其中聚合物母液的配制技术是关键环节之一。在制备聚合物母液时，由于高分子聚合物的溶解特点是溶解过程缓慢，往往需经过预分散一溶胀一溶解(熟化)等过程，目前工业配制过程是采用“分散-熟化-外输”短流程配制工艺，制约配制能力的瓶颈是熟化时间和熟化罐数量。如配制能力为500m3/h的配置站，需要IlOm3的熟化罐22个，熟化时间需要2 3h。即目前存在的主要问题有熟化时间长，生产效率低，熟化罐数量多，体积大，设备投资多，占地面积大；同时，由于单个熟化罐容积大，导致罐中沿高度方向存在浓度不均匀的现象。 工业化配制母液过程熟化时间长的主要原因是在大罐搅拌熟化过程中，液体与固体颗粒间相对运动缓慢，界面更新慢，运动不均匀，容易产生涡流，造成聚合物悬浮液整体旋转，特别是熟化罐中心部位，液体与固体颗粒间相对运动速度极低，导致溶解时间很长，且溶解不均匀。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的为了解决上述工业化配制过程中存在的熟化时间长、熟化罐数量多、生产效率低等难题，提供一种设备体积小、溶解能力高、溶解时间短、投资运行费用低的水溶性聚合物快速溶解超重力装置。本专利技术采用如下的技术方案实现 一种水溶性聚合物快速溶解超重力装置，包括外壳、进液管、出液管、以及自上而下设置的两级或者两级以上的溶解系统，所述的溶解系统包括静态分布器、动态分布器、转子以及导流结构，静态分布器设置于动态分布器的上方，动态分布器固定于转子的内侧，导流结构设置于转子外围，上级溶解系统的导流结构下端出口延伸到下级溶解系统的静态分布器上方，除末级导流结构之外的导流结构还包括设置于下方的外导流筒，外导流筒上端与外壳连接的，外导流筒下端与下级溶解系统的静态分布器的外筒连接，末级导流结构连接外壳的底部并与出液管连通，各级溶解系统的转子同轴设置安装于轴上，轴连接动力。所述的动态分布器包括若干同轴的圆筒，圆筒底部自内到外向上倾斜设置，各圆筒底部设置环形圆盘形成L形通道，通道顶部对应静态分布器的缝隙，通道底部出口对应转子，转子高度3(T60mm对应一层圆筒和环形圆盘,其中最上一层环形圆盘与转子上盖板的间距和相邻环形圆盘轴向间距的比例为1:2 1:4，最下一层环形圆盘与转子下盖板的间距和相邻环形圆盘轴向间距的比例为1:1 1:4，中间环形圆盘轴向间距相等。所述的第一级溶解系统的静态分布器I为夹套式结构，包括顶盖、外筒1、内筒I和分布板I，分布板I位于外筒I和内筒I形成的夹套底部，分布板I上开有若干环形缝隙，其各环形缝隙面积的比例等于对应动态分布器中的环形圆盘的轴向间距比例。所述的第二级以及之后溶解系统的静态分布器II为环式结构，包括内筒I1、外筒II以及外筒II和内筒II之间设置的环形的分布板II，分布板I1、内筒II以及外筒II同轴，分布板II的径向长度为分布板I的1. 5 3倍，以满足其缝隙面积为分布板I缝隙面积的2 9倍。所述的除末级导流结构之外的导流结构包括导流板、导流圈、外导流筒、内导流筒，导流圈设置于转子外围，导流圈底部连接水平设置的导流板的外圈，导流板的内圈连接锥形结构的内导流筒的上端，内导流筒下端开口延伸到下级导流结构的静态分布器上方，外导流筒设置于内导流筒外围也为锥形结构，外导流筒的上端与外壳内侧直接相连，外导流筒的下端与下级导流结构的静态分布器的外筒上沿连接，末级导流结构包括导流板、导流圈、分流板，导流圈设置于转子外围，导流圈底部连接水平设置的导流板的外圈，导流板的内圈连接锥形结构的分流板的上端，分流板的下端连接外壳的底部，分流板内外的空间都与出液管连通。所述的转子包括上、下盖板，内、外支撑圈和填料；填料为散装填料或规整填料。所述的所述出液管I的管径为进液管9管径的2飞倍。本专利技术的原理为聚合物悬浮液经进液管进入第一级静态分布器中，在第一级静态分布器的分布板上分为多股，分别进入第一级动态分布器中的相应通道，在离心力作用下沿不同高度对应的通道均匀进入第一级转子的填料层中，在填料中液体被旋转的填料高频切割，多次分散与凝并，固-液界面得到快速更新，从而加速了聚合物的溶解速率。从第一级转子外沿甩出的聚合物溶液粘度大幅度上升，此溶液以切向速度离开转子进入第一级导流结构，在惯性和导流作用下，溶液在导流圈上旋流数圈后分别从上、下沿离开导流圈；从导流圈上沿离开的溶液进入导流圈与外壳之间的环隙通道，经外导流筒收集流入下一级静态分布器中；从导流圈下沿离开的溶液沿导流板，经内导流筒收集进入下一级静态分布器中。汇集于静态分布器的 两股液体进行再次分配后进入下一级转子进一步溶解，直到完全溶解，最后汇集于底部经出液管流出。本专利技术采用两级或两级以上转子实现难溶解聚合物的快速溶解，主要是借助高速旋转的填料实现对液体的高度分散和快速微观混合，即聚合物悬浮液被旋转的填料多次高频切割、分散与凝并，加速了液体与固体颗粒间的相对运动速度，固-液界面得到快速更新，从而加速了聚合物的溶解速率。导流是实现液体在多级转子中的有序流动，采用内外导流的目的是延长溶液的停留时间，增加溶液流过的面积，提高液相的湍动程度，进一步增大固-液间的相对运动，加速聚合物的溶解。设置导流圈的目的借助切向初速度的惯性作用，使溶液沿导流圈旋转数圈，延长停留时间，增加熟化度。采用静/动结合的液体分布器使液体沿径向、轴向均匀地进入填料层，同时有效解决了转子上盖与轴相连的问题，增加转子的强度，提高单台设备的处理能力。本专利技术与目前工业化熟化装置比具有其显著特点(I)设备体积小，本专利技术的一台直径为1200mm、高度为1400mm的旋转填料床处理能力约为10t/h ;(2)溶解时间短，从进液管到出液管的总停留时间为f 10s，与传统法的2. 5^3. Oh相比，极大地缩短了溶解时间；(3)经济效益好，与现有熟化配制装置相比，本专利技术设备体积小，数量少，占地面积小，投资省，可节约设备投资和土地使用；(4)生产效率高，可连续化生产，有利于推广应用；(5)聚合物溶液浓度均匀稳定，由于采用了静/动结合的多层次液体分布器、多级旋转填料以及导流筒等多次分散，与现有熟化罐相比，所得聚合物溶液浓度均匀，质量稳定；(6)本专利技术装置适用性强，可适用不同聚合物溶液的配制和不同产量的需求，根据溶解难易和产量适当调整转子个数和转子直径，均可满足要求。附图说明图1为本专利技术的结构示意图， 图2为图1的A-A剖面图， 图3为液体动态分布器的结构示意图， 图4为图3的俯视图， 图中1-出液管，2-外壳，3-分流板，4-导流板，5-导流圈，6-转子，7-外导流筒，8-内导流筒，9-进液管，10-液体分布器，11-轴，12-定位轴承，13-静态分布器I，14-动态分布器，15-密封圈，16-静态分布器II，17-挡水板，18-轴承及轴承座、19-电机， 6.1-填料，6. 2-外支撑圈，6. 3-内支撑圈， 13.1-顶盖，13. 2-外筒I，13. 3_内筒I , 13. 4-分布板I， 14.1-圆筒，14. 2-环形圆盘，14. 3-流道， 16.1-本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种水溶性聚合物快速溶解超重力装置，其特征在于包括外壳（2）、进液管（9）、出液管（1）、以及自上而下设置的两级或者两级以上的溶解系统，所述的溶解系统包括静态分布器、动态分布器、转子（6）以及导流结构，静态分布器设置于动态分布器的上方，动态分布器固定于转子的内侧，导流结构设置于转子外围，上级溶解系统的导流结构下端出口延伸到下级溶解系统的静态分布器上方，除末级导流结构之外的导流结构还包括设置于下方的外导流筒，外导流筒上端与外壳连接的，外导流筒下端与下级溶解系统的静态分布器的外筒连接，末级导流结构连接外壳的底部并与出液管连通，各级溶解系统的转子同轴设置安装于轴上，轴连接动力。
【技术特征摘要】
1.一种水溶性聚合物快速溶解超重力装置，其特征在于包括外壳(2)、进液管(9)、出液管(I)、以及自上而下设置的两级或者两级以上的溶解系统，所述的溶解系统包括静态分布器、动态分布器、转子(6)以及导流结构，静态分布器设置于动态分布器的上方，动态分布器固定于转子的内侧，导流结构设置于转子外围，上级溶解系统的导流结构下端出口延伸到下级溶解系统的静态分布器上方，除末级导流结构之外的导流结构还包括设置于下方的外导流筒，外导流筒上端与外壳连接的，外导流筒下端与下级溶解系统的静态分布器的外筒连接，末级导流结构连接外壳的底部并与出液管连通，各级溶解系统的转子同轴设置安装于轴上，轴连接动力。2.根据权利要求1所述的水溶性聚合物快速溶解超重力装置，其特征在于所述的动态分布器(14)包括若干同轴的圆筒(14. 1)，圆筒(14.1)底部自内到外向上倾斜设置，各圆筒 (14.1)底部设置环形圆盘(14. 2)形成L形的通道，通道顶部对应静态分布器的缝隙，通道底部出口对应转子，转子高度3(T60mm对应一层圆筒和环形圆盘,其中最上一层环形圆盘与转子上盖板的间距和相邻环形圆盘轴向间距的比例为1:2 1:4，最下一层环形圆盘与转子下盖板的间距和相邻环形圆盘轴向间距的比例为1:1 1:4，中间环形圆盘轴向间距相等。3.根据权利要求2所述的水溶性聚合物快速溶解超重力装置，其特征在于第一级溶解系统的静态分布器I (13)为夹套式结构，包括顶盖(13.1)、外筒I (13. 2)、内筒I (13.3) 和分布板I (13. 4)，分布板I (13. 4)位于外筒I (13. 2)和内筒I (13. 3)形成的夹套底部， 分布板I (13. 4)上开有若干环形缝隙，其各环形缝隙面积...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘有智，袁志国，张巧玲，焦纬洲，祁贵生，栗秀萍，申红艳，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：
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