[发明专利]一种用于聚合度可控反应的连续化生产设备及其使用方法在审

专利信息
申请号: 202010289887.6 申请日: 2020-04-14
公开(公告)号: CN111359546A 公开(公告)日: 2020-07-03
发明(设计)人: 任朋成 申请(专利权)人: 烟台恒诺新材料有限公司
主分类号: B01J8/10 分类号: B01J8/10;B01J19/18
代理公司: 烟台上禾知识产权代理事务所(普通合伙) 37234 代理人: 高峰
地址: 264006 山东省*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 一种 用于 聚合 可控 反应 连续 化生 设备 及其 使用方法
【说明书】:

发明公开了一种用于聚合度可控反应的连续化生产设备,包括光催化反应釜和复合搅拌反应釜,光催化反应釜侧壁上部设有玻璃透光板,玻璃透光板外侧设有挡板,光催化反应釜内部设有笼式搅拌器,复合搅拌反应釜内壁上部设有行星齿状分散器,中心处设有框式搅拌器。本发明光催化反应釜采用的笼式搅拌器能够使反应物与光催化剂充分混合,再通过挡板调节进光量,使光催化剂平稳发生催化作用,避免了聚合程度不均,使大多数大分子的分子量处于相对较窄的范围内;在光催化反应釜中初步聚合之后,转移到复合搅拌反应釜中可进行更充分的搅拌,使分子量进步增加后仍能保持较窄的分子量分布,从而获得聚合度可控的聚合产物。

技术领域

本发明涉及化工设备,尤其涉及一种用于聚合度可控反应的连续化生产设备及其使用方法。

背景技术

聚合反应是一种单体在催化剂的作用下进行的分子量快速增加的反应,由于反应速度快,分散不均匀等原因,聚合反应结束后,不可能获得分子量一致的大分子,聚合物实际上使分子量不同的一类大分子的混合物。分子量分布是衡量聚合均匀程度的重要指标之一,聚合物的分子量分布过宽,体系中含有过多低分子量或高分子量的组分,均会对聚合物的性能产生影响:低分子量的大分子含量过多会影响聚合物的力学性能,高分子量的大分子含量过多会影响聚合物的力学性能。所以在聚合反应的过程中应严格控制反应条件,使分子量分布在较为合理的范围内。

常见的聚合反应设备为搅拌式反应釜,通过持续的搅拌和温度控制可获得性能较为稳定的产物。但现有反应釜多为单一的搅拌方式,搅拌不够充分且存在死角,无法满足更高性能的聚合反应要求。

发明内容

针对现有搅拌式反应釜无法满足分子量分布更窄的聚合反应的需求,本发明提供一种用于聚合度可控反应的连续化生产设备及其使用方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种用于聚合度可控反应的连续化生产设备,包括光催化反应釜和复合搅拌反应釜,光催化反应釜顶部连接有单体存储罐a、单体存储罐b和光引发剂罐,复合搅拌反应釜顶部连接有链终止剂存储罐,光催化反应釜和复合搅拌反应釜罐体均设有循环水保温夹套,光催化反应釜的出料口与复合搅拌反应釜的进料口通过压力泵连接;光催化反应釜侧壁上部设有玻璃透光板,玻璃透光板外侧设有挡板,光催化反应釜内部设有笼式搅拌器,笼式搅拌器包括电机、连接轴和搅拌笼,电机设置在光催化反应釜的顶部,连接轴与电机的转轴相连,搅拌笼为柱状,包括两个相同的圆环和若干栏板,栏板垂直固定于圆环上,均匀分布,其中一个圆环与连接轴的底端固定连接;复合搅拌反应釜内壁上部设有行星齿状分散器,中心处设有框式搅拌器,框式搅拌器包括电机、搅拌轴和搅拌框,搅拌轴与电机的转轴相连,搅拌框为U型,包括两个边框和横梁,开口向上,搅拌轴底端与横梁的中点固定连接。

本发明的有益效果是:本发明光催化反应釜采用的笼式搅拌器能够使反应物与光催化剂充分混合,再通过挡板调节进光量,使光催化剂平稳发生催化作用,避免了聚合程度不均,使大多数大分子的分子量处于相对较窄的范围内;在光催化反应釜中初步聚合之后,转移到复合搅拌反应釜中可进行更充分的搅拌,使分子量进步增加后仍能保持较窄的分子量分布,从而获得聚合度可控的聚合产物。

进一步,栏板与固定点处切线的夹角为30-60°。栏板具有统一的倾斜度,混合物料在通过栏板两侧时产生不规则流动,使混合更充分。

进一步,边框与所述搅拌轴的夹角为30-60°。相比于边框垂直分布,倾斜一定的角度可对混合物产生垂直向下的剪切力,使物料产生立体式的流动,混合充分。

本发明还涉及采用上述设备进行聚合度可控反应的连续化生产方法,包括以下步骤:

1)将单体、光引发剂和链终止剂装入对应的罐中,打开光催化反应釜和复合搅拌反应釜的循环水;

2)打开单体存储罐a和单体存储罐b,向光催化反应釜中泵入所需剂量的不同单体,打开光催化反应釜的笼式搅拌器,调节挡板将玻璃透光板完全遮挡,打开光催化剂存储罐,加入光催化剂,保持搅拌,反应0.5-3h;

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