專利名稱：一種適用于二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物制備的合成反應(yīng)釜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種合成反應(yīng)釜，尤其是涉及一種適用于二氧化碳一環(huán)氧丙烷共聚物 (PPC)工業(yè)制備的合成反應(yīng)釜。
背景技術(shù)：
二氧化碳一環(huán)氧丙烷共聚物(PPC)是一種新型高分子材料。由于它的合成是利用 “溫室氣體” 二氧化碳作為合成原料之一，作為高分子材料，它具有生物全降解性能，良好的氧氣阻隔性能及優(yōu)良的加工性能，因此，它的規(guī)?；苽鋫涫懿牧瞎I(yè)界和下游產(chǎn)業(yè)界的重視和廣泛關(guān)注。現(xiàn)有的二氧化碳一環(huán)氧丙烷共聚物是通過(guò)將二氧化碳(CO2)與環(huán)氧丙烷(PO)置于合成反應(yīng)釜中，控制釜體內(nèi)的溫度和壓力，使二氧化碳與環(huán)氧丙烷反應(yīng)在溫度為60-100°C， 壓力為3. OMPa的條件及催化劑的作用下直接進(jìn)行反應(yīng)合成，化學(xué)反應(yīng)式如下Ii(X)2 + n(CH2) 30=-
n，但是由于二氧化碳與環(huán)氧丙烷分別為氣態(tài)和液態(tài)物質(zhì)，同時(shí)二氧化碳與環(huán)氧丙烷反應(yīng)過(guò)程中粘度高達(dá)20000CP，在該合成反應(yīng)釜中不能充分混合實(shí)現(xiàn)完全反應(yīng)，因此在該反應(yīng)釜中二氧化碳與環(huán)氧丙烷聚合反應(yīng)效率低下，產(chǎn)出率低。聚合反應(yīng)釜有效的傳質(zhì)傳熱是決定聚合反應(yīng)成敗、產(chǎn)品質(zhì)量的同一化的重要因素之一，因此人們迫切期待研究設(shè)計(jì)出一種能在二氧化碳?jí)毫?. 0-4. OMPa，溫度范圍為 60—80°C，最終粘度達(dá)20000cp的條件下，具有高效傳質(zhì)傳熱性能的適用于二氧化碳一環(huán)氧丙烷共聚合的反應(yīng)合成聚合釜。目前，有關(guān)適用于二氧化碳一環(huán)氧丙烷共聚合的高效傳質(zhì)傳熱反應(yīng)合成聚合釜的設(shè)計(jì)，至今尚未見(jiàn)文獻(xiàn)和專利報(bào)導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可實(shí)現(xiàn)二氧化碳與環(huán)氧丙烷的充分混合提高反應(yīng)效率和共聚物產(chǎn)出率的適用于二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物制備的合成反應(yīng)釜。本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為一種適用于二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物制備的合成反應(yīng)釜，由圓筒形釜體，組合攪拌器，4塊等角度(45° )多縫隙組合擋板及雙內(nèi)冷自下而上三進(jìn)口三出口的三組冷卻盤管組成。所述的釜體帶有冷卻夾套且直立設(shè)置，所述的釜體的上封頭設(shè)置有進(jìn)料口和進(jìn)氣口，所述的釜體的下封頭設(shè)置有聚合物出料口，所述的釜體內(nèi)縱向設(shè)置有與外部的電機(jī)連接的中心轉(zhuǎn)軸，所述的中心轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有組合式攪拌裝置。所述的釜體內(nèi)徑為Φ 2000mm，高為4000mm，可按等比例擴(kuò)大或縮小。所述的聚合產(chǎn)物出料口，其特征在于出料口為DN200，圓筒形釜體擴(kuò)大或縮小，DN 值按等比例相應(yīng)擴(kuò)大或縮小。所述的冷卻夾套和所述的圓筒型釜體間的橫向距離為63mm，圓筒形釜體擴(kuò)大或縮小，間距按等比例相應(yīng)擴(kuò)大或縮小。
所述的釜體耐壓4. 5MPa。所述的中心轉(zhuǎn)軸直徑為180 mm,高M(jìn)50 mm ；圓筒形釜體擴(kuò)大或縮小，中心轉(zhuǎn)軸的
直徑和高度按等比例相應(yīng)擴(kuò)大或縮小。所述的組合式攪拌裝置包括由上到下沿所述的中心轉(zhuǎn)軸依次固定設(shè)置的第一攪拌器、第二攪拌器和第三攪拌器，所述的第一攪拌器包括兩塊半圓弧板式槳葉，兩塊所述的半圓弧板式槳葉與所述的中心轉(zhuǎn)軸形成的銳角夾角分別為45-90° ；所述的第二攪拌器包括四塊二分之一半圓弧板式槳葉，四塊所述的二分之一半圓弧板式槳葉與所述的中心轉(zhuǎn)軸形成的銳角夾角分別為0-45° ；所述的第三攪拌器為對(duì)稱設(shè)置在所述的中心轉(zhuǎn)軸兩側(cè)的板框式槳葉。所述的第一攪拌器還包括第一軸套，兩塊所述的半圓弧板式槳葉的圓心部位分別固定在所述的第一軸套上，所述的第一軸套固定套設(shè)在所述的中心轉(zhuǎn)軸上。所述的第二攪拌器還包括第二軸套，四塊所述的二分之一半圓弧板式槳葉的圓心部位分別固定在所述的第二軸套上，所述的第二軸套固定套設(shè)在所述的中心轉(zhuǎn)軸上，四塊所述的二分之一半圓弧板式槳葉分別為第一二分之一半圓弧板式槳葉、第二二分之一半圓弧板式槳葉、第三二分之一半圓弧板式槳葉和第四二分之一半圓弧板式槳葉，所述的第一二分之一半圓弧板式槳葉和所述的第二二分之一半圓弧板式槳葉平行設(shè)置且反向呈 180°，所述的第三二分之一半圓弧板式槳葉和所述的第四二分之一半圓弧板式平行設(shè)置且反向呈180°。所述的板框式槳葉上設(shè)置有用于減小反應(yīng)物料向下流動(dòng)阻力的通孔。所述的板框式槳葉的底沿線與所述的釜體的底部之間的距離為所述的釜體高度的1/80。所述的中心轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有用于向下輸送混合反應(yīng)液的螺旋輸送葉片，所述的螺旋輸送葉片與所述的中心轉(zhuǎn)軸一體成型且所述的螺旋輸送葉片的盤旋方向與所述的中心轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，所述的螺旋輸送葉片的上下兩端之間的距離為所述的中心轉(zhuǎn)軸的長(zhǎng)度的1/8，所述的螺旋輸送葉片的下端靠近所述的第一攪拌器。所述的螺旋輸送葉片高度為500mm，且處于液面上高度為300mm，處于液面下高度為200mm，所述的螺旋輸送葉片直徑為300mm ；圓筒形釜體擴(kuò)大或縮小，高度、液面之上值、 液面之下值和直徑按等比例相應(yīng)擴(kuò)大或縮小。所述的釜體的內(nèi)壁設(shè)置有冷卻盤管、用于固定支撐所述的冷卻盤管的多縫隙組合擋板和支撐所述的多縫隙組合擋板的固定支架，4塊所述的多縫隙組合擋板等角度(45° ) 均布在所述的釜體的內(nèi)壁，所述的多縫隙組合擋板包括角鋼、扁鋼和擋板，所述的固定支架均布在所述的釜體的內(nèi)壁的下端，所述的角鋼、所述的扁鋼和所述的擋板縱向焊接固定在所述的固定支架上，所述的角鋼和所述的扁鋼通過(guò)螺栓橫向相互固定，所述的角鋼的側(cè)部端面緊靠所述的擋板，所述的冷卻盤管固定在所述的擋板和所述的角鋼中。所述的角鋼的型號(hào)為80mmX80mmX8mm，高度為觀50讓；圓筒形釜體擴(kuò)大或縮小， 其構(gòu)成角鋼規(guī)格和高度按等比例相應(yīng)擴(kuò)大或縮小。所述的扁鋼的厚度為10mm，寬度為60mm，高度為觀50讓，所述的扁鋼和所述的釜體的內(nèi)壁的間距為29. 5mm，圓筒形釜體擴(kuò)大或縮小，扁鋼厚度，扁鋼寬度、扁鋼和釜體內(nèi)壁之間的間距按等比例相應(yīng)擴(kuò)大或縮小。所述的擋板厚度為50mm，高度為觀50讓。
所述的雙內(nèi)冷自下而上三進(jìn)口三出口的三組冷卻盤管由不銹鋼管盤制而成，并借助角鋼和扁鋼固定形成；不銹鋼管壁厚為3. 5mm，外徑為Φ57mm，所述的冷卻盤管總高度為2500mm，所述的冷卻盤管總?cè)Νh(huán)為25圈，中間組冷卻盤管為9圈，上，下兩組各為8圈，所述的冷卻盤管包括外冷盤管和內(nèi)冷盤管，所述的外冷盤管中心直徑為1864mm，所述的內(nèi)冷盤管中心直徑為1650mm，所述的外冷盤管和所述的內(nèi)冷盤管之間的間距為60mm，所述的外冷盤管和所述的內(nèi)冷盤管的盤管層間中心間距分別為100mm，所述的外冷盤管和所述的內(nèi)冷盤管的盤管層間的間隙分別為43mm，圓筒形釜體擴(kuò)大或縮小時(shí)，盤管中心直徑、內(nèi)外盤管間距、盤管層間中心間距和盤管層間距按等比例相應(yīng)擴(kuò)大或縮小。兩塊所述的半圓弧板式槳葉的端部與所述的多縫隙組合擋板之間的間距分別為所述的釜體直徑的1/25 1/20，四塊所述的二分之一半圓弧板式槳葉的端部與所述的多縫隙組合擋板之間的間距分別為所述的釜體直徑的1/25 1/20，所述的板框式槳葉的底沿線與所述的釜體的底部之間的距離為所述的釜體高度的1/80。所述的釜體的上封頭還設(shè)置有組合攪拌器裝配口、催化劑注入口、二氧化碳導(dǎo)出口、壓力監(jiān)測(cè)、溫度監(jiān)控和爆破片裝置對(duì)接口。所述的組合攪拌器裝配口為DN500，所述的催化劑注入口為DN80，所述的環(huán)氧丙烷泵入口為DN80，所述的二氧化碳引入口為DN100，所述的二氧化碳導(dǎo)出口為DN150，所述的壓力監(jiān)測(cè)和所述的溫度監(jiān)控對(duì)接口為DN25，所述的爆破片裝置對(duì)接口為DN150 ；圓筒形釜體擴(kuò)大或縮小，各安裝口的DN值按等比例相應(yīng)擴(kuò)大或縮小。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明一種適用于二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物制備的合成反應(yīng)釜，釜體直立設(shè)置，其中心轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有組合式攪拌裝置，該組合式攪拌裝置包括沿中心轉(zhuǎn)軸依次設(shè)置的第一攪拌器、第二攪拌器和第三攪拌器，由于第一攪拌器包括兩塊半圓弧板式槳葉，兩塊半圓弧板式槳葉與所述的中心轉(zhuǎn)軸形成的銳角夾角分別為45-90°，通過(guò)力的分解使反應(yīng)液在第一攪拌器所處的距離段內(nèi)以環(huán)向循環(huán)流動(dòng)為主同時(shí)兼顧豎向流動(dòng)；由于第二攪拌器包括四塊二分之一半圓弧板式槳葉，四塊二分之一半圓弧板式槳葉與中心轉(zhuǎn)軸形成的銳角夾角分別為0-45°，通過(guò)力的分解使反應(yīng)液在第二攪拌器所處的距離段內(nèi)以豎向流動(dòng)為主同時(shí)兼顧環(huán)向循環(huán)流動(dòng)；由于第三攪拌器為對(duì)稱設(shè)置在中心轉(zhuǎn)軸兩側(cè)的板框式槳葉，板框式槳葉上設(shè)置有物料透過(guò)長(zhǎng)孔，使反應(yīng)液在第三攪拌器所處的距離段內(nèi)環(huán)向循環(huán)流動(dòng)，依靠重力的作用，使反應(yīng)產(chǎn)物最終流出聚合物出料口，通過(guò)上述過(guò)程能使氣態(tài)二氧化碳與液態(tài)環(huán)氧丙烷混合更加均勻充分，提高了反應(yīng)效率，與現(xiàn)有的合成反應(yīng)釜相比二氧化碳一環(huán)氧丙烷共聚物產(chǎn)出率提高了 10-30%。進(jìn)一步由于第一攪拌器還包括第一軸套，兩塊半圓弧板式槳葉的圓心部位分別固定在第一軸套上，第一軸套固定套設(shè)在中心轉(zhuǎn)軸上，使氣態(tài)二氧化碳與液態(tài)環(huán)氧丙烷混合過(guò)程中受力更加均勻。進(jìn)一步由于第二攪拌器還包括第二軸套，四塊二分之一半圓弧板式槳葉的圓心部位分別固定在所述的第二軸套上，所述的第二軸套固定套設(shè)在所述的中心轉(zhuǎn)軸上，四塊所述的二分之一半圓弧板式槳葉分別為第一二分之一半圓弧板式槳葉、第二二分之一半圓弧板式槳葉、第三二分之一半圓弧板式槳葉和第四二分之一半圓弧板式槳葉，所述的第一二分之一半圓弧板式槳葉和所述的第二二分之一半圓弧板式槳葉平行設(shè)置且反向呈180°， 所述的第三二分之一半圓弧板式槳葉和所述的第四二分之一半圓弧板式平行設(shè)置且反向呈180°，使氣態(tài)二氧化碳與液態(tài)環(huán)氧丙烷混合過(guò)程中湍流度更大，增加混合效果，使受力更加均勻。進(jìn)一步由于板框式槳葉上設(shè)置有通孔使反應(yīng)物料向下流動(dòng)減少阻力，該板框式槳葉的兩側(cè)端部沿同一方向彎折一定角度，有利于推動(dòng)反應(yīng)物料沿圓周方向運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)物料的更好混勻。進(jìn)一步由于中心轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有用于向下輸送混合反應(yīng)液的螺旋輸送葉片，螺旋輸送葉片與中心轉(zhuǎn)軸一體成型且呈螺旋狀分布，螺旋輸送葉片的兩端之間的距離為中心轉(zhuǎn)軸的長(zhǎng)度的1/8，由于二氧化碳與環(huán)氧丙烷反應(yīng)過(guò)程中粘度高達(dá)20000CP，中心轉(zhuǎn)軸在不斷旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中使粘液容易產(chǎn)生反爬現(xiàn)象，螺旋輸送葉片通反向旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生向下輸送粘液的力使粘液不斷向下輸送，從而防止反爬現(xiàn)象的發(fā)生。由于釜體的內(nèi)壁設(shè)置有冷卻盤管、多縫隙組合擋板和固定支架，多縫隙組合擋板包括角鋼、扁鋼和擋板，固定支架均布在釜體的內(nèi)壁的下端，角鋼、扁鋼和擋板縱向焊接固定在固定支架上，角鋼和扁鋼通過(guò)螺栓橫向相互固定，角鋼的側(cè)部端面緊靠擋板，冷卻盤管固定在擋板和角鋼中，反應(yīng)過(guò)程中，反應(yīng)物料流過(guò)冷卻盤管縫隙及扁鋼與釜體內(nèi)壁的空隙 (使反應(yīng)物料更好的與釜體外壁設(shè)置的冷卻夾套接觸)有利于控制反應(yīng)溫度，使二氧化碳與環(huán)氧丙烷反應(yīng)在溫度保持在65士 1°C范圍內(nèi)，同時(shí)反應(yīng)物料受到經(jīng)經(jīng)角鋼、扁鋼和擋板的擋流作用，產(chǎn)生較大的湍流力增加混合效果，使反應(yīng)更加充分。綜上所述，本發(fā)明一種適用于二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物制備的合成反應(yīng)釜的組合攪拌形成的不同流向的混合流相互疊加，不殘留死角；和錨式攪拌或柵式攪拌相比較可使聚合反應(yīng)速度提高10-30% ；聚合反應(yīng)溫度可精確控制在士 1°C的范圍內(nèi)，該合成反應(yīng)釜能在二氧化碳?jí)毫?. 0—4. OMPa，溫度范圍為60— 80°C，最終粘度達(dá)20000cp的條件下， 具有高效傳質(zhì)傳熱性能，提高了聚合反應(yīng)速率和共聚物產(chǎn)出率。


圖1為本發(fā)明的合成反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明的第一攪拌器的俯視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明的第一攪拌器的正視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本發(fā)明的第二攪拌器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為本發(fā)明的第二攪拌器的正視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為本發(fā)明的第三攪拌器的正視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7為本發(fā)明的第三攪拌器的俯視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8為本發(fā)明的圓筒形釜體的水平剖視圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。下面用實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此，保護(hù)范圍以權(quán)力要求為準(zhǔn)。
具體實(shí)施例本發(fā)明一種適用于二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物制備的合成反應(yīng)釜，如圖1所示，包括帶有冷卻夾套10的圓筒形的釜體1，釜體1直立設(shè)置，釜體1的上封頭設(shè)置有進(jìn)料口 2和進(jìn)氣口 3，釜體1的下封頭設(shè)置有聚合物出料口 4，釜體1內(nèi)縱向設(shè)置有與外部的電機(jī)5連接的中心轉(zhuǎn)軸6，中心轉(zhuǎn)軸6上設(shè)置有組合式攪拌裝置，組合式攪拌裝置包括沿中心轉(zhuǎn)軸6 依次設(shè)置的第一攪拌器7、第二攪拌器8和第三攪拌器9，第一攪拌器7包括兩塊半圓弧板式槳葉71，兩塊半圓弧板式槳葉71與中心轉(zhuǎn)軸6形成的銳角夾角分別為45-90° ；第二攪拌器8包括四塊二分之一半圓弧板式槳葉81，四塊二分之一半圓弧板式槳葉81與中心轉(zhuǎn)軸 6形成的銳角夾角分別為0-45° ；第三攪拌器9為對(duì)稱設(shè)置在中心轉(zhuǎn)軸6兩側(cè)的板框式槳葉。在此具體實(shí)施例中，該圓筒形釜體1內(nèi)徑為2000mm，高為4000mm，可按等比例擴(kuò)大或縮小。聚合產(chǎn)物出料口 4為DN200，圓筒形釜體擴(kuò)大或縮小，聚合產(chǎn)物出料口 4的口徑按等比例相應(yīng)擴(kuò)大或縮小。上述冷卻夾套10和圓筒型釜體1間的橫向距離為63mm，圓筒形釜體擴(kuò)大或縮小，間距按等比例相應(yīng)擴(kuò)大或縮小。釜體1耐壓4.5MPa。上述中心轉(zhuǎn)軸6直徑為180 mm,高M(jìn)50 mm ；圓筒形釜體1擴(kuò)大或縮小，中心轉(zhuǎn)軸6的直徑和高度按等比例相應(yīng)擴(kuò)大或縮小。在此具體實(shí)施例中，如圖2所示，第一攪拌器7還包括第一軸套72，兩塊半圓弧板式槳葉71的圓心部位分別固定在第一軸套72上，第一軸套72固定套設(shè)在中心轉(zhuǎn)軸6上。 兩塊半圓弧板式槳葉71組成的型號(hào)為FZBK-1300-180S的槳葉的端部與多縫隙組合擋板之間的間距為86. 5mm，該間距下混合反應(yīng)物料與多縫隙組合擋板接觸能產(chǎn)生較大的湍流度增加混合效果，使反應(yīng)更加充分，圓筒形釜體1擴(kuò)大或縮小，槳葉的端部與多縫隙組合擋板之間的間距按等比例相應(yīng)擴(kuò)大或縮小。如圖3所示為例，兩塊半圓弧板式槳葉71與中心轉(zhuǎn)軸 6形成的銳角夾角分別為53°。在此具體實(shí)施例中，如圖4所示，第二攪拌器8還包括第二軸套82，四塊二分之一半圓弧板式槳葉81的圓心部位分別固定在第二軸套82上，第二軸套82固定套設(shè)在中心轉(zhuǎn)軸6上，四塊二分之一半圓弧板式槳葉81分別為第一二分之一半圓弧板式槳葉811、第二二分之一半圓弧板式槳葉812、第三二分之一半圓弧板式槳葉813和第四二分之一半圓弧板式槳葉814，該第一二分之一半圓弧板式槳葉811和第二二分之一半圓弧板式槳葉812平行設(shè)置且反向呈180°，第三二分之一半圓弧板式槳葉813和第四二分之一半圓弧板式槳葉 814平行設(shè)置且反向呈180°。四塊二分之一半圓弧板式槳葉組成的型號(hào)為觀1(-1300-1808 槳葉的端部和多縫隙組合擋板之間的間距為86. 5mm，該間距下混合反應(yīng)物料與多縫隙組合擋板接觸能產(chǎn)生較大的湍流度增加混合效果，使反應(yīng)更加充分，圓筒形釜體1擴(kuò)大或縮小， 槳葉的端部與多縫隙組合擋板之間的間距按等比例相應(yīng)擴(kuò)大或縮小。如圖5所示，四塊二分之一半圓弧板式槳葉81與中心轉(zhuǎn)軸6形成的銳角夾角分別為37°。在此具體實(shí)施例中，如圖6、圖7所示，第三攪拌器9還包括還包括第三軸套93，板框式槳葉固定在三軸套93上，板框式槳葉上設(shè)置有用于減小反應(yīng)物料向下流動(dòng)阻力的通孔91，該板框式槳葉的兩側(cè)端部沿同一方向彎折一定角度形成一彎折端部92，有利于推動(dòng)反應(yīng)物料沿圓周方向運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)物料的更好混勻。型號(hào)為BKS-1300-180s板框式槳葉9的底端和釜體1的底部之間的距離為50mm，，圓筒形釜體1擴(kuò)大或縮小，該間距按等比例相應(yīng)擴(kuò)大或縮小。在此具體實(shí)施例中，中心轉(zhuǎn)軸6上設(shè)置有用于向下輸送混合反應(yīng)液的螺旋輸送葉片11，螺旋輸送葉片11與中心轉(zhuǎn)軸6 —體成型且螺旋輸送葉片11的盤旋方向與中心轉(zhuǎn)軸 6的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，螺旋輸送葉片11的上下兩端之間的距離為中心轉(zhuǎn)軸6的長(zhǎng)度的1/8，螺旋輸送葉片11的下端靠近第一攪拌器7。其中螺旋輸送葉片11高度為500mm，且處于液面上高度為300mm，處于液面下高度為200mm，螺旋輸送葉片11直徑為300mm ；圓筒形釜體1擴(kuò)大或縮小，高度、液面之上值、液面之下值和直徑按等比例相應(yīng)擴(kuò)大或縮小。在此具體實(shí)施例中，如圖8所示，釜體1的內(nèi)壁設(shè)置有冷卻盤管12、用于固定支撐冷卻盤管12的多縫隙組合擋板13(本實(shí)施例中多縫隙組合擋板13為四組，均布在釜體1的內(nèi)壁)和多縫隙組合擋板13的固定支架14 (相應(yīng)的有四個(gè)固定支架14)，多縫隙組合擋板 13包括角鋼131、扁鋼132和擋板133，固定支架14均布在釜體1的內(nèi)壁的下端，角鋼131、 扁鋼132和擋板133縱向焊接固定在固定支架14上，角鋼131和扁鋼132通過(guò)螺栓134橫向相互固定，角鋼131的側(cè)部端面緊靠擋板133，冷卻盤管12固定在擋板133和角鋼131 中。其中，角鋼131的規(guī)格為80mmX80mmX8mm，高度為觀50讓；圓筒形釜體1擴(kuò)大或縮小，其構(gòu)成角鋼131規(guī)格和高度按等比例相應(yīng)擴(kuò)大或縮小；扁鋼132的厚度為10mm，寬度為60mm，高度為觀50讓，扁鋼132和釜體1的內(nèi)壁的間距為29. 5mm,圓筒形釜體1擴(kuò)大或縮小，扁鋼132的厚度，扁鋼132的寬度、扁鋼132和釜體1的內(nèi)壁之間的間距按等比例相應(yīng)擴(kuò)大或縮??；擋板133厚度為50mm，高度為觀50讓，圓筒形釜體1擴(kuò)大或縮小，擋板133的厚度和高度按等比例相應(yīng)擴(kuò)大或縮小。在此具體實(shí)施例中，雙內(nèi)冷自下而上三進(jìn)口三出口的三組冷卻盤管12由不銹鋼管盤制而成，并借助角鋼131和扁鋼132固定形成；冷卻盤管12的不銹鋼管壁厚為3. 5mm, 直徑為57mm，圓筒形釜體1擴(kuò)大或縮小，其冷卻盤管12的直徑和冷卻盤管12的不銹鋼管壁按等比例相應(yīng)擴(kuò)大或縮小；冷卻盤管12的高度為2500mm，冷卻盤管12的圈數(shù)為25，中間組冷卻盤管為9圈，上，下兩組各為8圈，圓筒形釜體1按等比例擴(kuò)大或縮小，冷卻盤管12高度和圈數(shù)按等比例擴(kuò)大或縮小。其中冷卻盤管12包括外冷盤管121和內(nèi)冷盤管122，外冷盤管121的中心直徑為 1864mm,內(nèi)冷盤管122的中心直徑為1650mm，外冷盤管121和內(nèi)冷盤管122之間的間距為 60mm，外冷盤管121和內(nèi)冷盤管122的盤管層間中心間距分別為100mm，外冷盤管121和內(nèi)冷盤管122的盤管層間的間隙分別為43mm，圓筒形釜體1擴(kuò)大或縮小時(shí)，盤管中心直徑、內(nèi)外盤管間距、盤管層間中心間距和盤管層間距按等比例相應(yīng)擴(kuò)大或縮小。在此具體實(shí)施例中，釜體1的上封頭還設(shè)置有組合攪拌裝置裝配口、催化劑注入口、二氧化碳導(dǎo)出口、壓力監(jiān)測(cè)、溫度監(jiān)控和爆破片裝置對(duì)接口(圖中未顯示)。其中，組合攪拌裝置裝配口為DN500，催化劑注入口為DN80，環(huán)氧丙烷泵入口為 DN80，二氧化碳引入口為DN100，二氧化碳導(dǎo)出口為DNl50，壓力監(jiān)測(cè)和溫度監(jiān)控對(duì)接口為 DN25，爆破片裝置對(duì)接口為DN150 ；圓筒形釜體1擴(kuò)大或縮小，各安裝口的DN值按等比例相應(yīng)擴(kuò)大或縮小。使用時(shí)，將二氧化碳通過(guò)進(jìn)氣口送入釜體1內(nèi)，將環(huán)氧丙烷通過(guò)進(jìn)液口送入釜體1 內(nèi)，開啟電機(jī)使中心轉(zhuǎn)軸6按順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，螺旋輸送葉片11按逆時(shí)針?lè)较蛳蛳卤P旋，將二氧化碳與環(huán)氧丙烷的混合反應(yīng)液向下輸送，二氧化碳與環(huán)氧丙烷的混合反應(yīng)液在組合式攪拌裝置的攪拌下不斷混合均勻，其中第一攪拌器7使反應(yīng)液以環(huán)向循環(huán)流動(dòng)為主同時(shí)兼顧豎向流，第二攪拌器8包使反應(yīng)液以豎向流為主同時(shí)兼顧環(huán)向循環(huán)流動(dòng)，第三攪拌器9使反應(yīng)液環(huán)向循環(huán)流動(dòng)，依靠重力的作用，反應(yīng)液產(chǎn)物最終流出聚合物出料4 口，得到反應(yīng)產(chǎn)物，在此過(guò)程中，通過(guò)冷卻盤管12和冷卻夾套10控制反應(yīng)溫度在65士 1°C范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種適用于二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物制備的合成反應(yīng)釜，包括帶有冷卻夾套的圓筒形的釜體，所述的釜體直立設(shè)置，所述的釜體的上封頭設(shè)置有進(jìn)料口和進(jìn)氣口，所述的釜體的下封頭設(shè)置有聚合物出料口，所述的釜體內(nèi)縱向設(shè)置有與外部的電機(jī)連接的中心轉(zhuǎn)軸，其特征在于所述的中心轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有組合式攪拌裝置，所述的組合式攪拌裝置包括由上到下沿所述的中心轉(zhuǎn)軸依次固定設(shè)置的第一攪拌器、第二攪拌器和第三攪拌器，所述的第一攪拌器包括兩塊半圓弧板式槳葉，兩塊所述的半圓弧板式槳葉與所述的中心轉(zhuǎn)軸形成的銳角夾角分別為45-90° ；所述的第二攪拌器包括四塊二分之一半圓弧板式槳葉，四塊所述的二分之一半圓弧板式槳葉與所述的中心轉(zhuǎn)軸形成的銳角夾角分別為0-45° ；所述的第三攪拌器為對(duì)稱設(shè)置在所述的中心轉(zhuǎn)軸兩側(cè)的板框式槳葉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物制備的合成反應(yīng)釜， 其特征在于所述的第一攪拌器還包括第一軸套，兩塊所述的半圓弧板式槳葉的圓心部位分別固定在所述的第一軸套上，所述的第一軸套固定套設(shè)在所述的中心轉(zhuǎn)軸上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物制備的合成反應(yīng)釜， 其特征在于所述的第二攪拌器還包括第二軸套，四塊所述的二分之一半圓弧板式槳葉的圓心部位分別固定在所述的第二軸套上，所述的第二軸套固定套設(shè)在所述的中心轉(zhuǎn)軸上， 四塊所述的二分之一半圓弧板式槳葉分別為第一二分之一半圓弧板式槳葉、第二二分之一半圓弧板式槳葉、第三二分之一半圓弧板式槳葉和第四二分之一半圓弧板式槳葉，所述的第一二分之一半圓弧板式槳葉和所述的第二二分之一半圓弧板式槳葉平行設(shè)置且反向呈 180°，所述的第三二分之一半圓弧板式槳葉和所述的第四二分之一半圓弧板式槳葉平行設(shè)置且反向呈180°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物制備的合成反應(yīng)釜， 其特征在于所述的板框式槳葉上設(shè)置有用于減小反應(yīng)物料向下流動(dòng)阻力的通孔，所述的板框式槳葉的兩側(cè)端部沿同一方向彎折一定角度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物制備的合成反應(yīng)釜， 其特征在于所述的中心轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有用于向下輸送混合反應(yīng)液的螺旋輸送葉片，所述的螺旋輸送葉片與所述的中心轉(zhuǎn)軸一體成型且所述的螺旋輸送葉片的盤旋方向與所述的中心轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，所述的螺旋輸送葉片的上下兩端之間的距離為所述的中心轉(zhuǎn)軸的長(zhǎng)度的1/8，所述的螺旋輸送葉片的下端靠近所述的第一攪拌器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物制備的合成反應(yīng)釜， 其特征在于所述的釜體的內(nèi)壁設(shè)置有冷卻盤管、用于固定支撐所述的冷卻盤管的多縫隙組合擋板和支撐所述的多縫隙組合擋板的固定支架，所述的多縫隙組合擋板包括角鋼、扁鋼和擋板，所述的固定支架均布在所述的釜體的內(nèi)壁的下端，所述的角鋼、所述的扁鋼和所述的擋板縱向焊接固定在所述的固定支架上，所述的角鋼和所述的扁鋼通過(guò)螺栓橫向相互固定，所述的角鋼的側(cè)部端面緊靠所述的擋板，所述的冷卻盤管固定在所述的擋板和所述的角鋼中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種適用于二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物制備的合成反應(yīng)釜， 其特征在于所述的冷卻盤管為自下而上三進(jìn)口三出口的三組不銹鋼管盤制而成，圓筒形釜體直徑為2000mm，高為4000mm，不銹鋼管壁厚為3. 5mm，外徑為57mm，所述的冷卻盤管總高度為2500mm，所述的冷卻盤管總?cè)Νh(huán)為25圈，中間組冷卻盤管為9圈，上，下兩組各為8圈，所述的冷卻盤管包括外冷盤管和內(nèi)冷盤管，所述的外冷盤管中心直徑為1864mm，所述的內(nèi)冷盤管中心直徑為1650mm，所述的外冷盤管和所述的內(nèi)冷盤管之間的間距為60mm，所述的外冷盤管和所述的內(nèi)冷盤管的盤管層間中心間距分別為100mm，所述的外冷盤管和所述的內(nèi)冷盤管的盤管層間的間隙分別為43mm，圓筒形釜體擴(kuò)大或縮小時(shí)，冷卻盤管的中心直徑、內(nèi)外盤管間距、盤管層間中心間距和盤管層間距按等比例相應(yīng)擴(kuò)大或縮小。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種適用于二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物制備的合成反應(yīng)釜， 其特征在于兩塊所述的半圓弧板式槳葉的端部與所述的多縫隙組合擋板之間的間距分別為所述的釜體直徑的1/25 1/20，四塊所述的二分之一半圓弧板式槳葉的端部與所述的多縫隙組合擋板之間的間距分別為所述的釜體直徑的1/25 1/20，所述的板框式槳葉的底沿線與所述的釜體的底部之間的距離為所述的釜體高度的1/80。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物制備的合成反應(yīng)釜， 其特征在于所述的釜體的上封頭還設(shè)置有組合攪拌器裝配口、催化劑注入口、二氧化碳導(dǎo)出口、壓力監(jiān)測(cè)、溫度監(jiān)控和爆破片裝置對(duì)接口。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適用于二氧化碳-環(huán)氧丙烷共聚物制備的合成反應(yīng)釜，包括帶有冷卻夾套的圓筒形的釜體，釜體設(shè)置有進(jìn)料口、進(jìn)氣口及聚合物出料口，釜體內(nèi)縱向設(shè)置有與外部的電機(jī)連接的中心轉(zhuǎn)軸，特點(diǎn)是由雙內(nèi)冷自下而上三進(jìn)口三出口的三組盤管、組合攪拌器及多縫隙組合擋板構(gòu)成，該反應(yīng)釜應(yīng)用于二氧化碳——環(huán)氧丙烷共聚合具有優(yōu)異的傳質(zhì)傳熱性能，聚合反應(yīng)溫度可控制在設(shè)定聚合溫度的±1℃范圍內(nèi)，和常見(jiàn)聚合反應(yīng)釜相比較，可提高10-30%的聚合反應(yīng)速率。
文檔編號(hào)C08G64/34GK102532504SQ201110422169
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者俞天健, 劉明亮, 岳金明, 王獻(xiàn)紅, 趙曉江, 顏煥敏 申請(qǐng)人:化學(xué)工業(yè)第二設(shè)計(jì)院寧波工程有限公司