間歇溶液聚合攪拌反應(yīng)器的工藝原理
瀏覽次數(shù):1681更新日期:2024-04-08
間歇溶液聚合反應(yīng)器設(shè)計(jì)的難易程度取決于聚合反應(yīng)后期的體系粘度高低,聚合過(guò)程中如果體系粘度變化不大,攪拌器設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單。但大多數(shù)間歇溶液聚合反應(yīng)開(kāi)始時(shí)單體粘度很低,隨聚合進(jìn)行,粘度急速增高,而一般的攪拌器很難適應(yīng)粘度大范圍的變化,某些半連續(xù)聚合工藝在反應(yīng)過(guò)程中不斷滴加單體導(dǎo)致液面變化也很大,若采用多層葉輪,能量輸入有突變,且液面物料飛濺。此外,一些反應(yīng)到后期產(chǎn)生粘釜物,傳熱系數(shù)大幅度下降。
對(duì)針對(duì)此類(lèi)聚合,原正已積累了豐富的設(shè)計(jì)與制造經(jīng)驗(yàn),可根據(jù)不同工藝采取有效措施:
(1) 開(kāi)發(fā)了寬粘度域攪拌器—SP304大葉片槳,能適合物料粘度大幅度變化的工藝,聚合初期低粘狀態(tài)時(shí)為軸流槳,粘度增加時(shí),流型逐漸趨向徑流,利于提高內(nèi)置換熱元件與夾套的傳熱系數(shù)。
(2) 采用共軸攪拌技術(shù),可適應(yīng)更寬的粘度域。內(nèi)層為高速多層渦輪槳,適合聚合初期,當(dāng)粘度增加時(shí),啟動(dòng)外層低速框式攪拌器,適合高粘度體系的混合,框式攪拌器上還可以安裝各種刮板以清除粘釜物,強(qiáng)化傳熱,刮板結(jié)構(gòu)需根據(jù)物性及粘釜程度專(zhuān)門(mén)選型設(shè)計(jì)。
(3) 采用螺桿攪拌器,在導(dǎo)流筒的配合下,從0.5~100000mPa.s的粘度范圍都能保持較高的循環(huán)能力與混合效率,有效地消除了攪拌反應(yīng)器內(nèi)上下濃度和溫度的不均勻性,導(dǎo)流筒的壁還可以設(shè)計(jì)成空心結(jié)構(gòu),內(nèi)通冷卻介質(zhì),雙面?zhèn)鳠峋哂休^高的傳熱效率。由于螺桿導(dǎo)流筒具有循環(huán)能力強(qiáng)、適應(yīng)粘度范圍大、傳熱效率高等三個(gè)特點(diǎn),使其成為間歇溶液聚合的典型攪拌器,成功的應(yīng)用包括用于生產(chǎn)碳纖維的丙烯腈溶液聚合、DMC開(kāi)環(huán)聚合生產(chǎn)硅橡膠等。
(4) 部分?jǐn)嚢杵骺稍O(shè)計(jì)成空心結(jié)構(gòu),攪拌器的與攪拌軸都是中空的,冷卻介質(zhì)在空心通道內(nèi)流動(dòng),由于攪拌器處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài),其傳熱系數(shù)比內(nèi)置盤(pán)管大5倍??招臄嚢杵饕部捎糜诠毯枯^高的於漿加熱或冷卻過(guò)程,在難以設(shè)置擋板和盤(pán)管的搪玻璃設(shè)備內(nèi)也較為適用。
(5) 攪拌器及容器內(nèi)壁鏡面拋光,可減少粘釜物的生成。
(6) 沒(méi)有粘釜物產(chǎn)生時(shí),選用近壁型攪拌器可提高傳熱系數(shù);
(7) 對(duì)于大型聚合反應(yīng)器,僅靠夾套傳熱面不夠時(shí),用各種內(nèi)構(gòu)件增加傳熱面,或用外循環(huán)換熱補(bǔ)充傳熱面,或用低沸點(diǎn)溶劑或單體蒸發(fā)撤熱。