[发明专利]乳液聚合中试实验系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种化工中试实验装置，具体涉及一种乳液聚合中试实验系统。

背景技术

乳液聚合物作为基础原料被广泛应用于制备合成纤维、涂料、胶粘剂、绝缘材料等化工领域。为了满足各化工领域的需求，乳液研发人员致力于各种性能的乳液。乳液研发过程一般包括实验室、中试、试生产和产业化四个阶段，其中，中试阶段是乳液研发过程由实验室走向产业化的过渡阶段，中试实验过程对乳液合成能否产业化具有十分重要的影响。

但是，目前中试阶段的实验装置大多仅是实验室阶段的倍数放大，其结构简单，操作十分繁琐，还需要大量的人力；特别是，中试实验的冷凝装置多是采用室温的水进行冷凝，大多只能通过增大冷凝水的流量进行调节，冷凝水流量小时无法达到冷凝效果，冷凝水流量过大时容易将冷凝器冲开，发生事故；同时，中试实验的进料速度要远大于实验室，大量物料进行聚合反应产生的反应热会使反应体系的温度急速上升，本领域一般认为聚合过程的急速升温会对乳液聚合的分子量和凝胶率造成巨大影响，这种情况是实验室阶段所很难发生的，其对乳液聚合的影响大多依赖于理论推测，而很难验证，因此，开发一种针对乳液聚合中试实验的装置对于乳液聚合的理论研究和乳液产业化均有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种乳液聚合中试实验系统。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种乳液聚合中试实验系统，它包括反应釜、温度控制装置和温度调节装置；所述反应釜用于进行乳液聚合反应；所述温度控制装置用于检测所述反应釜中当前的反应温度和升温速度，且控制所述温度调节装置对所述反应釜的内部温度进行调节。

所述温度控制装置包括温度传感器、处理器和温度显示器；所述温度传感器位于所述反应釜的内部用于检测所述反应釜内部的液体温度；所述处理器与所述温度传感器相连接并根据所述温度传感器检测到的温度数据信号计算当前的升温速度；所述温度显示器与所述处理器相连接，根据所述处理器的输出信号显示当前的温度和升温速度。

实验过程的最初阶段一般为单纯的加热升温，反应釜中温度小于设定温度T₁，所述处理器控制电控阀门使热源与所述夹层连通对所述反应釜进行加热；当升温至设定温度T₁，反应釜中开始进行聚合反应，聚合大量放热，容易引起反应温度剧烈上升，当升温速度大于设定升温速度k（℃/min），所述处理器控制所述温度调节装置对所述反应釜中的升温速度进行调节，直至所述反应釜中聚合反应阶段稳定升温至设定温度T₂，T₂≥T₁，保温设定时间t完成乳液聚合，所述处理器控制所述温度调节装置输对所述反应釜进行冷却降温至设定温度T₃，T₂＞T₃，加入其它辅料得到产品。

所述温度调节装置包括热源、温度不同的若干冷源、设置于所述反应釜表面的夹层和设置于所述反应釜内壁的盘管，所述盘管紧贴所述反应釜内壁，所述夹层上设有热源出口和热源入口；所述热源出口和所述热源入口分别通过一个电控阀门连通所述热源，所述盘管的出口和入口分别通过一个电控阀门连通各所述冷源，所述处理器连接各电控阀门并控制其通、断。调节过程中，根据反应釜中升温速度的剧烈程度，选择某一温度的冷源和盘管连通对所述反应釜进行冷却；例如当升温速度远大于k时，所述处理器控制电控阀门使温度较低的冷源和盘管进行连通，对所述反应釜的升温温度进行调节；当调节至升温速度比较接近k时，所述处理器控制电控阀门使温度较低的冷源盘管断开，使温度较高的冷源和盘管进行连通，对所述反应釜的升温温度进行调节。

基于上述乳液聚合中试实验系统，它还包括冷凝器，所述冷凝器的内管与所述反应釜的内腔相连通，所述冷凝器的内管中设置有压力传感器；所述冷凝器的外管出口和外管入口分别通过一个电控阀门连通各所述冷源，所述处理器连接各电控阀门和所述压力传感器并根据所述压力传感器的采集数据控制各电控阀门通、断。