[发明专利]水溶性聚合物快速溶解超重力装置

说明书

技术领域

本发明属于聚合物溶解的技术领域，具体涉及一种水溶性聚合物快速溶解超重力装置。

背景技术

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—溶胀—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110m³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。

发明内容

本发明的发明目的：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。

本发明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30~60mm 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Ⅰ、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Ⅱ、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Ⅱ、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1的管径为进液管9管径的2~5倍。