[发明专利]一种聚合物液相增粘的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及聚合物液相增粘领域，尤其涉及一种聚合物液相增粘的方法以及装置。

背景技术

在聚合物生产过程中，为了提高聚合物的分子量，一般通过固相缩聚或采用后缩聚釜进行进一步聚合来实现。

固相缩聚是在聚合物熔点以下温度进行的缩聚反应，然而反应时间长、热量消耗大、切片相互碰撞产生大量废料，且应用于固相缩聚的装置还必须配套相应的制氮设备和旋风分离设备。因此设备制造和运行成本都很高。

用于后缩聚釜进行缩聚的装置，由于熔体粘度高，因此必须使用大功率的搅拌装置进行搅拌；并且缩聚产生的小分子产物不易脱除，分子量提高范围有限。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种聚合物液相增粘方法及装置，其缩聚反应效果好，无需大功率搅拌设备，结构简单，制造和运行成本低。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种聚合物液相增粘方法，包括下述步骤：

(a)加热聚合物塔体到缩聚反应所需的温度，将塔体内部抽成真空，且在反应过程中一直持续地对塔体进行抽真空；

(b)将聚合物熔体导入塔体内部，先通过分配器使其均匀地分散开，流动到塔芯的上端；

(c)聚合物熔体在塔芯表面形成薄膜，并以薄膜形态从上至下流动，同时进行缩聚反应，缩聚产生的小分子产物被抽出塔体；

(d)反应后的聚合物熔体从塔芯底端流到塔体底部，再从出料口出料，即得到达到分子量要求的聚合物熔体。

在一较佳实施例中，所述步骤(a)塔体的加热为分段加热，从上至下的多段塔身温度依次提高。

在一较佳实施例中，从上至下的多段塔身温度依次提高0～20℃。

在一较佳实施例中，所述步骤(b)熔体导入塔体内部后，先将其导入一向下渐缩的中空锥体，然后从该锥体内壁上均匀开设的多层交错排列的孔中流出，在流经一向下渐扩、表面光滑的锥体时均匀地散开，再到达所述塔芯的上端。

在一较佳实施例中，所述塔芯为栅网结构，所述步骤(c)中通过调整聚合物熔体的流量、系统的真空度和温度中一种或多种工艺参数，控制在所述栅网上形成的聚合物熔体薄膜的厚度为0.2-1.5毫米。

在一较佳实施例中，所述反应后的聚合物的分子量是通过控制所述缩聚反应条件和设备参数来实现，这些条件包括反应温度、压强、进料速度和塔芯高度中的一种或多种。

本发明提供的用于聚合物液相增粘的装置为一塔式反应器，所述塔式反应器包括塔体、熔体进料管、熔体分配器和塔芯，所述塔体包括依次连接的塔盖、塔身和设出出料口的塔底；所述熔体进料管连通塔体内部和外部，所述熔体分配器在所述塔体内，其上端与所述熔体进料管连接；所述塔芯在所述塔体内垂直安装，具有供熔体流动的表面，其上端固定在所述熔体分配器的下端，所述塔体上部还设有一连通塔体内外的小分子排出管道。

在一较佳实施例中，所述塔芯包括栅网，所述栅网的上端固定在所述熔体分配器的下端。

在一较佳实施例中，所述栅网为以下结构中的任意一种：沿周边垂直分布的多个金属丝或金属板组成的网状结构、金属丝编织网、金属板冲孔网、钢板拉网和金属波纹板。

在一较佳实施例中，所述栅网从上到下由一个或多个固定环固定，所述固定环周边开设有多个固定栅网的槽，其的纵截面具有向下渐扩的锥度。

在一较佳实施例中，所述塔芯底部还连接有水平设置于所述塔芯与塔体之间的限位支架，或者，所述塔体内壁对应于塔芯底部的位置上还固定有水平设置于所述塔芯与塔体之间的限位支架。

在一较佳实施例中，所述塔盖、塔身、底部的塔底通过法兰相互连接，所述塔底形状为锥形，所述塔芯外周与塔体内壁的距离为50-100毫米。

在一较佳实施例中，所述塔身为多段且为空中结构，每段分别与不同的热媒管道相连通；或者所述塔身为多段，每段分别连接独立控制的电加热装置。

在一较佳实施例中，所述熔体分配器包括上部锥段和下部锥段，所述上部锥段中空与所述熔体进料管相连通，其下端设置有多个熔体分配孔；所述下部锥段沿向下的方向呈渐扩状，所述上部锥段与下部锥段不贯通。

在一较佳实施例中，所述上部锥段的下端部沿向下的方向呈渐缩状，所述多个熔体分配孔在竖直方向分层交错排列，所述下部锥段外表面为光滑表面。