[发明专利]制造丙烯酸盐吸水树脂的设备

说明书

制造丙烯酸盐水吸水树脂的设备属于生产精细化工产品的生产设备技术领域。

现有丙烯酸盐与丙烯酸或与乙烯单体共聚形成高吸水树脂一般都是采用一步集中共聚工艺，这种办法形成的凝胶体很难从反应釜中取出，也就不能形成工业化生产。而且现有干燥过程采用常压蒸气加热干燥法，电热风对流加热干燥法，这些办法耗能大、干燥速度慢、凝胶体易氧化，在共聚加热中热量不循环使用，浪费能源。

本发明的目的是设计一种对丙烯酸盐与丙烯酸或与乙烯单体共聚采用二步分散共聚工艺，使得形成的凝胶体很容易从反应釜中取出。在物料共聚与干燥加热过程中采用热水循环加热工艺，节约能源。对凝胶体的干燥采用真空干燥加热，使得干燥速度快、耗能低、减少氧化程度。为实现上述工艺步骤又设计了相应的共聚加热设备和凝胶体干燥设备。

本发明的制造工艺为将市售丙烯酸置于真空釜中精馏，在P=-(0.092～0.098)MPa、T=42～57℃条件下精馏，精馏提纯的丙烯酸置于设有冷热系统的贮槽中备用。把溶剂置于充有氮气的反应釜中，加入丙烯酸，丙烯酸与溶剂的重量或体积比控制在1∶2～4.5，在不断搅拌和冷却条件下混合溶解，待充分溶解后滴加定量碱氢氧化物或氨水，温度控制在T=20～28℃条件下冷却搅拌，达到定量中和。然后按次序加入定量助剂，在T=20～36℃下充分搅拌混合。然后以常压恒温热水循环加热至T=38～48℃,t=20～30分钟，即完成了第一步预处理。将预处理后的物料分装于小型聚合罐中。聚合罐中充有氮气，并涂有不沾剂，封盖后置于加热槽中进行聚合。聚合仍采用常压恒温热水循环加热，T=55～85℃,t=0.5～8小时。完成后的凝胶体含水量高，所以还需进行干燥处理。

共聚物取出罐后经绞碎，置于涂有特殊不沾剂的盘中，进入真空干燥箱，在P=-(0.092～0.098)MPa,T=50～62℃条件下，采用常压恒温热水循环加热18～20小时，当干燥后的共聚物水份含量低于5％时取出，经粉碎、筛分、包装。

生产设备的技术特征之一在于聚合工艺常压恒温热水循环加热系统。该加热系统由热交换器1、循环泵2、加热槽3及相应管路组成。其主要技术特征在于加热槽3的结构，加热槽3由加热槽壳体5、内加热管6、聚合小罐38、上隔板37、下隔板4、排气罩9组成。壳体5为具有保温夹层的双层结构，上隔板37设在聚合小罐38的上面，排气罩9固定在壳体5的上面。内加热管6设在聚合小罐38的下面。上隔板37、下隔板4、聚合小罐38、内加热管6都设在壳体5内。聚合小罐38带有盖31。

生产设备的技术特征之二在于凝胶体的真空干燥系统，干燥系统由真空干燥箱10、热交换器11、缓冲贮热罐12、节流器13、喷射器14、贮水箱15、循环泵7、8及相应管路组成。其主要技术特征在于真空干燥箱10的结构。真空干燥箱10由壳体16、抽气口17、热水管18、上加热板19、盘20、加热板21、热水进口阀22、热水出口阀23组成。每个盘20下都设一个加热板21，热水管18与每个加热板21都相通，上加热板19处于最上层盘的上面。

真空干燥方法及设备可用于所有丙烯酸盐共聚系列高吸水树脂的干燥。还可用于淀粉与丙烯睛或与丙烯酸系列高吸水树脂的干燥。丙烯酸盐与乙烯单体共聚的工艺与以上所述丙烯酸盐与丙烯酸共聚的工艺相同。

本发明的二步分散共聚法使丙烯酸盐与丙烯酸或与乙烯单体共聚形成的凝胶体很容易从反应釜中取出，可实现大规模工业化生产，提高了生产效率。采用热水循环加热共聚工艺及设备，节约了能源，热能利用率达60～70％，并节约大量生产用水，真空干燥方法比常压蒸气加热干燥法、电热风对流加热干燥法提高了干燥速度30～40％，减少了共聚物与空气氧化的机会，提高了产品质量。吸水倍数最高达1000倍，吸水速度快，吸水——析水——干燥——吸水可反复进行。

图1为本发明生产工艺的流程图，图2为加热系统的结构示意图，图3为加热槽的结构示意图，图4为真空干燥系统的结构示意图，图5为真空干燥箱的结构示意图。