溶液自由基聚合的連續(xù)化反應(yīng)裝置制造方法
【專利摘要】一種溶液自由基聚合的連續(xù)化反應(yīng)裝置。它是由密封的箱體組成，該箱體由支撐架支撐；其特征在于，箱體內(nèi)設(shè)有若干個(gè)紫外燈組及微波反應(yīng)系統(tǒng)；聚合反應(yīng)是在由主動(dòng)軸和被動(dòng)軸支撐的具有特殊結(jié)構(gòu)的聚四氟乙烯傳送帶上進(jìn)行；所述的紫外燈組與傳送帶方向平行，其距離傳送帶的距離可以自動(dòng)調(diào)節(jié)；為防止微波泄漏，微波反應(yīng)器兩側(cè)設(shè)置了微波抑制器。本裝置設(shè)有測溫點(diǎn)及監(jiān)控，送風(fēng)口和排風(fēng)口，能夠根據(jù)反應(yīng)所需的溫度，自動(dòng)控制紫外燈組的開與關(guān)及微波輸出功率大小。該裝置具有自動(dòng)化程度高，生產(chǎn)效率高、環(huán)境污染小的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】溶液自由基聚合的連續(xù)化反應(yīng)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種溶液自由基聚合的連續(xù)化反應(yīng)裝置，屬于水溶性聚合物的合成【技術(shù)領(lǐng)域】。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003] 水溶性聚合物的合成通常采用自由基聚合。大塊聚合釜是溶液聚合最簡單、最常用的設(shè)備，但也是最不容易解決散熱問題的設(shè)備。例如，專利CN1746198A將單體濃度控制在35%以下，初始引發(fā)溫度在5-25°C，聚合體系的最高溫度保持在90°C以下，但是聚合時(shí)間較長。還有的將聚合釜做成捏合機(jī)的形式，捏合機(jī)中空的槳葉和夾套共同起到冷卻降溫的作用。帶式片狀聚合工藝不僅能夠克服大塊聚合不易散熱的缺點(diǎn)，還可以連續(xù)化生產(chǎn)。例如，專利J.P.77990采用78%的丙烯酰胺和22%的丙烯酸鈉在傳送帶上共聚，物料在傳送帶上的停留時(shí)間為65 min，每批量為4600 kg。另外還可以通過控制片狀聚合體的厚度來減少聚合膠體造粒時(shí)被切割打斷大分子鏈的幾率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，帶式片狀聚合生產(chǎn)工藝具有很好的前景，可大大提高生產(chǎn)效率。專利CN1448414A公開了一種聚丙烯酰胺的連續(xù)水溶液聚合工藝，該工藝雖然解決了散熱問題，但是需要延長反應(yīng)時(shí)間來提高單體的轉(zhuǎn)化率，另外采用水傳熱，必須將單體溶液封裝在塑料薄膜中，造成生產(chǎn)過程復(fù)雜。專利USP4857610發(fā)明了一種連續(xù)化生產(chǎn)水溶性聚合物的生產(chǎn)裝置，傳送帶制成下凹的槽型，取料時(shí)困難，另外該裝置只適合化學(xué)引發(fā)，存在一定的局限性。專利USP4325794在設(shè)計(jì)的連續(xù)化反應(yīng)裝置上進(jìn)行了光和化學(xué)共同引發(fā)丙烯酰胺的聚合反應(yīng)，當(dāng)光引發(fā)至50°C后，采用熱水噴射傳送帶的方式繼續(xù)熱引發(fā)，反應(yīng)時(shí)間至少60分鐘，而且使用熱水噴射加熱傳送帶，其操作性不強(qiáng)。
[0004]自由基聚合按照所提供的能源的不同可分為熱引發(fā)聚合和光引發(fā)聚合。光引發(fā)反應(yīng)為零級反應(yīng)，初級自由基產(chǎn)生速度穩(wěn)定，自由基產(chǎn)生的速度不隨溫度變化的優(yōu)點(diǎn)，而且節(jié)省能源。但是光照時(shí)間長及引發(fā)劑用量大的話，易導(dǎo)致聚合物交聯(lián)，為得到水溶性好的產(chǎn)品，考慮光熱一起引發(fā)。與傳統(tǒng)加熱相比，微波加熱具有加熱均勻、速度快、控制及時(shí)、反應(yīng)靈敏等特點(diǎn)。本發(fā)明的目的是將這兩種清潔能源結(jié)合起來設(shè)計(jì)用于水溶性聚合物的連續(xù)化反應(yīng)裝置中。由于連續(xù)化反應(yīng)通常物料停留時(shí)間短，所以會(huì)有一部分單體沒有反應(yīng)完全，如果對一定時(shí)間光引發(fā)(或熱引發(fā))的聚合物進(jìn)行微波處理，不僅有利于提高單體的轉(zhuǎn)化率，縮短反應(yīng)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，而且體現(xiàn)出節(jié)能環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種溶液自由基聚合的連續(xù)化反應(yīng)裝置，使聚合反應(yīng)的物料溫度和狀態(tài)可測、可見。本發(fā)明適用于水溶性聚合物光(或熱)引發(fā)聚合，使分子量和分子量分布可控。
[0006]本發(fā)明提供了一種溶液自由基聚合的連續(xù)化反應(yīng)裝置，它包括密閉的箱體，其特征在于，箱體內(nèi)設(shè)有若干個(gè)紫外燈組及微波反應(yīng)系統(tǒng)；
在上述連續(xù)化反應(yīng)裝置中，物料由計(jì)量泵通過進(jìn)料口加入，為防止物料噴濺，該物料通過特殊結(jié)構(gòu)的加料器加入到傳送帶上；所述的排風(fēng)口 A，可根據(jù)生產(chǎn)能力及物料性質(zhì)決定其數(shù)量及位置，所有的排風(fēng)口由聚氯乙烯排水管連接起來，通過排風(fēng)機(jī)排除；所述的連續(xù)化裝置是可自由拆卸，由支撐架支撐；箱體一側(cè)的側(cè)面設(shè)有觀察窗，便于樣品的取放以及裝置的檢修。
[0007]在上述連續(xù)化反應(yīng)裝置中，所述的若干紫外燈是固定在燈座支架上，所述的燈座支架固定在水平支架上形成紫外燈組，所述的水平支架由連接線穿出箱體，通過調(diào)節(jié)箱體外面的連接線，可以調(diào)節(jié)紫外燈組與傳送帶之間的距離；
在上述連續(xù)化反應(yīng)裝置中，所述的紫外燈組之間均設(shè)有測溫探頭，所述溫度探頭測量的溫度信號可響應(yīng)到計(jì)算機(jī)上，根據(jù)顯示溫度調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)的功率，以改變冷卻介質(zhì)的流量，保證紫外燈源的溫度穩(wěn)定，根據(jù)箱體內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)所述的送風(fēng)機(jī)與排風(fēng)機(jī)的功率，控制冷卻介質(zhì)的流量，還可以調(diào)節(jié)傳送帶下面的冷卻系統(tǒng)的介質(zhì)流量或溫度，調(diào)節(jié)傳送帶的溫度，保證所述箱體的溫度在合適的允許范圍內(nèi)，冷卻介質(zhì)由送風(fēng)機(jī)通過整個(gè)箱體，由排風(fēng)機(jī)送入風(fēng)道排除，同時(shí)帶走了光照區(qū)的臭氧及其它易揮發(fā)物質(zhì)，凈化了箱體環(huán)境；
在上述連續(xù)化反應(yīng)裝置中，所述的傳送帶為帶有邊沿的聚四氟乙烯，傳送帶的下面設(shè)有冷卻系統(tǒng)及支撐軸，以保證傳送帶的水平；
在上述連續(xù)化反應(yīng)裝置中，所述的冷卻系統(tǒng)是由緊密排列的不銹鋼管組成，進(jìn)出口 B設(shè)置在箱體外，可以根據(jù)反應(yīng)的實(shí)際情況進(jìn)行合理組合。
[0008]在上述連續(xù)化反應(yīng)裝置中，所述的微波反應(yīng)系統(tǒng)是由微波抑制器、微波發(fā)生器組成，微波腔體的設(shè)有溫度探頭、監(jiān)控及排風(fēng)口。微波抑制器能夠抑制微波泄漏，溫度探頭將溫度信號與對應(yīng)的微波功率相匹配，設(shè)定需要的反應(yīng)溫度后，計(jì)算機(jī)自動(dòng)調(diào)整微波的輸出功率，從而達(dá)到恒溫；
在上述連續(xù)化反應(yīng)裝置中，所述的出料`口的上部設(shè)有與傳送帶成一定角度的刮刀，物料由刮刀刮下后由出料口直接送入造粒機(jī)；
在上述連續(xù)化反應(yīng)裝置中，所述的箱體光引發(fā)腔體部分還設(shè)有送風(fēng)機(jī)，便于控制箱體溫度；所述的箱體的底部設(shè)有支撐架，可方便拆卸；所述的箱體的底部設(shè)置凹形的槽，并配有排水閥；
在上述連續(xù)化反應(yīng)裝置中，所述的金屬材料都是不銹鋼材質(zhì)。
[0009]【專利附圖】

【附圖說明】
圖1溶液自由基聚合的連續(xù)化反應(yīng)裝置示意圖。
[0010]圖2連續(xù)化反應(yīng)裝置剖面圖。
[0011]圖3連續(xù)化反應(yīng)裝置側(cè)面圖。
【權(quán)利要求】
1.一種水溶液自由基聚合的連續(xù)化反應(yīng)裝置，它是由密閉的箱體組成，其特征在于，箱體內(nèi)設(shè)有若干個(gè)紫外燈組及微波反應(yīng)系統(tǒng)；所述的箱體的頂部設(shè)有進(jìn)料口、排風(fēng)口、測溫點(diǎn)及實(shí)時(shí)監(jiān)控；所述的箱體內(nèi)的紫外燈組是沿著箱體長度方向排布，并與箱體平行；所述的箱體內(nèi)設(shè)置傳送帶，位于紫外燈組下面，與紫外燈組間的距離可調(diào)；所述的傳送帶是由主動(dòng)軸和被動(dòng)軸支撐，靠變頻泵帶動(dòng)主動(dòng)軸使其運(yùn)行，另外在傳送帶的下面設(shè)有冷卻系統(tǒng)；所述的連續(xù)化反應(yīng)裝置后部為微波反應(yīng)系統(tǒng)；所述的微波反應(yīng)系統(tǒng)后面出料口 ；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)化裝置，其特征在于:物料由計(jì)量泵通過進(jìn)料口加入，為防止物料噴濺，該物料通過特殊結(jié)構(gòu)的加料器加入到傳送帶上；所述的排風(fēng)口，可根據(jù)生產(chǎn)能力及物料性質(zhì)決定其數(shù)量，所有的排風(fēng)口通過管線連接起來，排入通風(fēng)系統(tǒng)中；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)化裝置，其特征在于:所述的若干紫外燈固定于燈座支架上，所述的燈座支架固定在水平支架上形成紫外燈組，所述的水平支架由連接線穿出箱體，通過調(diào)節(jié)箱體外面的連接線，可以調(diào)節(jié)紫外燈組與傳送帶之間的距離；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的連續(xù)化裝置，其特征在于:所述的紫外燈組之間設(shè)有測溫探頭;
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的連續(xù)化裝置，其特征在于:所述的傳送帶為帶有邊沿的聚四氟乙烯，傳送帶的下面設(shè)有冷卻系統(tǒng)及支撐軸；
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的連續(xù)化裝置， 其特征在于:所述的冷卻系統(tǒng)是由緊密排列的不銹鋼管組成，進(jìn)出口設(shè)在箱體外；
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)化裝置，其特征在于:所述的微波反應(yīng)系統(tǒng)是由微波抑制器、微波發(fā)生器組成，微波腔體的設(shè)有溫度探頭、監(jiān)控及排風(fēng)口；
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)化裝置，其特征在于:所述的微波反應(yīng)系統(tǒng)后面的出料口可以自動(dòng)打開，所述的出料口的上部設(shè)有與傳送帶成一定角度的刮刀；
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的連續(xù)化裝置，其特征在于:所述的箱體光引發(fā)腔體部分還設(shè)有送風(fēng)機(jī)；所述的箱體的底部設(shè)有支撐架，能夠方便拆卸；所述的箱體的底部設(shè)置凹形的槽，并配有排水閥。
【文檔編號】C08F2/10GK103665196SQ201310567033
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月15日
【發(fā)明者】高玉榮, 邵玉昌, 左洪亮, 陳曲 申請人:中昊(大連)化工研究設(shè)計(jì)院有限公司