[发明专利]连续搅拌塔式聚合反应装置

说明书

本发明涉及在固定容器内具有旋转搅拌装置的设备，是一种连续搅拌塔式聚合反应装置。

在国内外现有的苯乙烯连续聚合反应装置技术领域中，聚合反应装置主要有以下几种：日本东洋工程公司-三井东压(TEC-MTC)的4釜连续聚合装置(Thiele R.etal，Polymer Reaction Engineering，1989)，由于反应釜为全混釜，所以聚合装置的生产效率受到限制。后经改进的TEC-MTC聚合装置由三台塔式反应器串联而成(合成橡胶工业，No.3，1994)，其中塔式反应器由一层双螺带叶轮和一层列管换热器相间组成。每层双螺带叶轮都由多孔圆板隔离成上下两段。该反应器使装置内物料的流动向平推流靠近，有利于生产效率的提高。但物料流过列管换热器的管间时，要使塔的横截面上物料流速的均匀分配是困难的。美国Dow化学公司用于生产抗冲聚苯乙烯(HIPS)的聚合装置由三台塔式反应器串联组成。塔内由内冷隔离挡板分隔成100多级，每两块隔离挡板之间装有搅拌桨。内隔离挡板由冷管弯制成三个扇区构成，生产效率较高。但由于该塔式反应器的内冷隔离挡板设计成三个扇区，对降低物料流过内冷隔离挡板的通道截面受到了限制，而内冷隔离挡板的物料通道截面的大小对级间的物料返混具有强烈的影响，所以，尽管这种装置在现有技术上还是比较先进的，但由于仍有较大的级间返混而影响塔高的进一步减小及效率的进一步提高。

本发明的目的是：提供一种既能进行内冷传热、又能抑制物料的级间返混和轴向返混多级耦合的连续搅拌塔式聚合反应装置，能解决背景技术领域中存在的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

它包括马达、搅拌轴、上封头、下封头，筛盘、内冷隔离挡板、搅拌桨、冷却夹套。搅拌轴为分段装配而成，每一段的长度为每一个圆筒形塔段的高度与内冷隔离挡板厚度之和；在上下封头的n个圆筒形塔段间均装有内冷隔离挡板，通过上下塔段法兰用螺钉固接成一体，内冷隔离挡板的个数为n+1个；每个圆筒形塔段内的搅拌轴上装有两个筛盘，将塔段分隔成上、中、下三个区，每区的搅拌轴上分别装有搅拌桨。

内冷隔离挡板包括内冷隔离挡板圆环形法兰，装在内冷隔离挡板圆环形法兰内圈中由多根相同直径按同一圆心向外分布的内冷弯管，三组内冷直管将内冷弯管分割成三个区，三组内冷直管分别与内冷弯管连通，三组内冷直管分别与内冷隔离挡板圆环形法兰上的横向通孔连通，内冷弯管之间、内冷直管之间，内冷弯管与内冷隔离挡板圆环形法兰和搅拌轴之间均保持间隙。各间隙的大小可以相同也可以不同，由内冷隔离挡板上的全部间隙组成的物料通道截面积与塔体横截面积之比(亦称开孔率)约为12～20％。整个搅拌装置的动力由马达提供，装置内的反应温度可由冷却夹套和内冷隔离挡板借助热媒分段控制。

本发明根据需要它可是单塔或多塔串联而成，串联时，第一台塔式聚合反应装置底部出料口的物料，经泵送至第二台塔式聚合反应装置的顶部进料口，依次串联成多塔，每个塔的段数也可根据需要进行改变，塔的台数一般≤5台。

本发明与背景技术相比，具有的有益效果是：由于隔离挡板采用物料轴向通道截面较小的内冷隔离挡板，除提供强有力的内冷传热手段以满足反应热负荷高的要求外，最大限度地抑制了装置内物料的级间返混；在每两块内冷隔板离挡板之间，即每一级中除搅拌桨外增设筛盘，既可进行搅拌又可抑制物料的轴向返混；该装置具备内冷传热构件且物料的停留时间分布具有接近平推流的特性。本发明适用于化学反应热负荷大，抑制物料返混要求高的连续聚合过程，尤其是苯乙烯连续本体聚合过程，在多塔串联操作时，总塔高比现有技术的总塔高降低25％左右

附图说明：

图1、本发明的结构原理图；

图2、内冷隔离挡板的结构示意图；

图3、筛盘的结构示意图；

图4、搅拌桨的结构示意图。

下面结合附图，通过对实施例的描述给出本的细节。