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丁腈聚合反应器

阅读：264发布：2021-07-05

专利汇可以提供丁腈聚合反应器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种丁腈聚合反应器，包括可调式搅拌装置、圆环式内能管总管、可调式搅拌浆叶、反应器筒体、反应器上封头和反应器下封头，反应器筒体上部连接反应器上封头，下部连接反应器下封头；反应器上封头上设有物料出口，反应器下封头上设有物料入口；圆环式内能管总管设在反应器筒体内，并与圆排管连接；可调式搅拌装置下部设有4~10组可调式搅拌桨；本发明根据反应特点对反应器壳体、机械搅拌器结构形式和冷却排管进行技术改进，增大反应体积，并将搅拌器与内能管位置的相互作用进行科学的有机结合，提高传热效率，达到全返混要求，降低生产能耗，实现了乳聚丁腈生产能力最大，单位聚合体积能耗最低，凝胶和冻胶相对于通用反应器减少80%。，下面是丁腈聚合反应器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种丁睛聚合反应器，包括可调式搅拌装置（1）、圆环式内能管总管（2）、可调式搅拌浆叶（3）、反应器筒体（4）、反应器上封头（5）和反应器下封头（6），其特征是：反应器筒体（4）上部连接反应器上封头（5），下部连接反应器下封头（6）；反应器上封头（5）上设有物料出口（11），反应器下封头（6）上设有物料入口（10）；圆环式内能管总管（2）设在反应器筒体（4）内，并与圆排管（7）连接；可调式搅拌装置（1）下部设有4~10组可调式搅拌桨（3）；反应器上封头（5）顶部设有传动电机（8）。
2.如权利要求1所述的一种丁腈聚合反应器，其特征在于：所述反应器筒体（4）的长径与直径比为2.2~2.8：1。
3.如权利要求1所述的一种丁腈聚合反应器，其特征在于：可调式搅拌桨（3）直径为
700 mm ~800mm，搅拌转速为90~110 rpm。
4.如权利要求1所述的一种丁腈聚合反应器，其特征在于：所述圆环式内能管总管（2）设有4组，其直径为1700 mm ~2600mm，每组圆环式内能管总管（2）底部连接内能管入口（12），顶部连接内能管出口（9）。
5.如权利要求1所述的一种丁腈聚合反应器，其特征在于：所述圆排管（7）的数量为
80~104个。
6.如权利要求1所述的一种丁腈聚合反应器，其特征在于：所述传动电机（8）采用变频器调速。

说明书全文

丁腈聚合反应器

技术领域

[0001] 本发明属于机械制造领域，具体说是一种丁腈聚合反应器。

[0002]

背景技术

[0003] 目前，丁腈橡胶的生产设备中采用通用乳液反应器，而传统反应器的主要问题如下：1. 聚合体积偏小：丁腈橡胶反应时间一般在22-28小时，由于单台反应器体积有限，因此单线生产能力受反应器个数限制，目前国外最大2万吨/线。

[0004] 2. 结合丙烯腈控制不稳：由于内部结构原因，现有反应器结合丙烯腈范围较宽，聚合物结合丙烯腈易波动±2%，造成产品质量波动。

[0005] 3. 易产生冻胶需频繁清理：传统反应器列管易挂胶，一段时间后为了控制反应温度只有液氨蒸发压力，造成列管温度低于零度，此时就会产生冻胶，另外传统反应器为了安装内能管采用釜内法兰连接，极易挂胶和泄露，当挂胶严重时需清理，因此，为保证产品质量需频繁清理，清洗周期2-6个月，增长了生产周期，生产效率低下。

[0006] 4. 门尼粘度波动：由于传统反应器对于聚合温度控制的平稳度的局限，造成聚合物门尼粘度波动±8%，现多依靠掺混解决，影响产品质量。

[0007] 目前拥有丁腈橡胶生产技术的国外公司对技术转让都十分谨慎，不对外转让。我国丁腈橡胶生产在技术来源上受国外公司的限制。我国目前主要缺乏丁腈橡胶合成技术的配方和关键设备的技术是直接影响我国自有技术的瓶颈。

[0008] 目前，国外合成丁腈橡胶的技术主要是低温乳液法（日本瑞翁、德国朗盛、俄罗斯），主要技术为连续法和间歇法。早期丁腈橡胶采用间歇聚合，后期发展为连续聚合，连续聚合对于反应器的连续操作能力、反应控制的要求十分高。鉴于现有丁腈反应器的现有3
技术，目前世界上单线生产能力最大为1.5-2万吨/年，而且目前通用反应器体积为15m、
3 3
36m、40m，其聚合能力有限，制约了丁腈橡胶的发展。若每台聚合釜连续生产能力2-6个月，1.5万吨/年的产量需8-12台丁腈反应器，如果需要增加产量则需要串联更多的反应器，这就增加了投资，并且聚合生产控制的难度非常高，产品质量容易波动。 [0009]

发明内容

[0010] 　鉴于现有丁腈反应器的不足,本发明的目的旨在提供一种高效节能型的丁腈聚合反应器。该反应器对根据反应特点对反应器壳体、机械搅拌器结构形式和冷却排管进行技术改进，增大了反应体积，并将高效搅拌器与内能管位置的相互作用进行科学的有机结合，以此提高传热效率，达到全返混要求，降低生产能耗，减少挂胶，延长生产时数，提高生产效益，有效控制聚合反应。

[0011] 本发明的设计是通过以下技术方案来实现：一种丁腈聚合反应器，包括可调式搅拌装置、圆环式内能管总管、可调式搅拌浆叶、反应器筒体、反应器上封头和反应器下封头，反应器筒体上部连接反应器上封头，下部连接反应器下封头；反应器上封头上设有物料出口，反应器下封头上设有物料入口；圆环式内能管总管设在反应器筒体内，并与圆排管连接；可调式搅拌装置下部设有4~10组可调式搅拌桨；反应器上封头顶部设有传动电机。

[0012] 上述反应器筒体的长径与直径比为2.2~2.8：1。

[0013] 上述可调式搅拌桨直径为700 mm ~800mm，搅拌转速为90~110 rpm。 [0014] 上述圆环式内能管总管设有4组，其直径为1700 mm ~2600mm，每组圆环式内能管总管底部连接内能管入口，顶部连接内能管出口。

[0015] 上述圆排管的数量为80~104个。

[0016] 上述传动电机采用变频器调速。

[0017] 本发明与现有技术相比具有的优点和产生的有益效果：3
1．本发明的单个反应器聚合体积为50 m，是目前最大的聚合釜，其为提高单线生产能力提供技术支撑，同样的生产规模可以减少投资10%左右，并能减少占地面积，降低了成本投入。

[0018] 2．本发明实现精确控制结合丙烯腈：聚合物结合丙烯腈控制在±1%（现有技术控制在±2%），其控制精度提高了50%，减少产品质量波动。

[0019] 3．本发明高效传热内能结构使反应温度控制平稳，液氨蒸发压力控制稳定，并保证蒸发温度在零摄氏以上，有效防止了冻胶的产生，解决了撤热产生冻胶的问题。 [0020] 4．本发明的内能管连接全部采用焊接连接，减少了挂胶以及泄露的几率，解决了现有反应器内件容易挂胶的问题，延长清理周期到8个月以上，同时也解决了现有反应器内部采用法兰连接易泄露的问题。

[0021] 5．本发明采用合理的内能管排列，配合最佳的搅拌桨叶角度、位置及转数，有效控制结合丙烯腈以及门尼粘度精度，精确控制门尼粘度：门尼粘度是丁腈橡胶质量的重要控制参数，门尼粘度控制在±5%（现有技术为±8%）之内，控制精度提高37.5%，从而提高了产品质量。

[0022] 6．本发明的生产能力达到2.5~3万吨/年，这样丁腈橡胶只需11台反应器（含备用釜），节省了工程投资。

[0023] 7. 本发明中的传动电机8采用变频器调速，控制搅拌转速，调节反应器乳液的稳定，从而有效控制反应的传质和传热，稳定产品质量，提高生产效率。 [0024] 8. 本发明优化了丁腈反应器内部结构，单位耗能较目前国际水平低，能耗下降12.5%：
表1：主要原材料及公用工程消耗定额对比表
项目本发明日本JSR 日本瑞翁
单线生产能力（万吨/年） 2.5 1.0 1.5
年操作时数（h） 7200 7200 7200
丁二烯单耗（kg/t） 696 661 724
丙烯腈单耗（kg/t） 323 360 296
总烃消耗量（kg/t） 1019 1021 1020
脱盐水（t/t） 6.33 6.6 4.3
循环水（t/t） 171 210 198
电（kwh/t） 514 504 544
低压蒸汽（t/t） 1.62 2.5 1.24
表2：本发明与日本瑞翁产品质量对比表
表3：产品质量指标对比表
 附图说明

[0025] 图1为本发明的结构示意图。

[0026] 图2为图1中反应器筒体内部示意图。

[0027] 图中：1-可调式搅拌装置 2-圆环式内能管总管 3-可调式搅拌桨 4-反应器筒体 5-反应器上封头 6-反应器下封头 7-圆排管 8-传动电机9-内能管出口 10-物料入口 11-物料出口 12-内能管入口

具体实施方式

[0028] 下面结合附图，对本发明再作进一步的说明：如图1、2所示，一种丁腈聚合反应器，包括可调式搅拌装置1、圆环式内能管总管2、可调式搅拌浆叶3、反应器筒体4、反应器上封头5和反应器下封头6，反应器筒体4上部连接反应器上封头5，下部连接反应器下封头6；反应器上封头5上设有物料出口11，反应器下封头6上设有物料入口10；圆环式内能管总管2设在反应器筒体4内，并与圆排管7连接；
可调式搅拌装置1下部设有4~10组可调式搅拌桨3；反应器上封头5顶部设有传动电机8。
反应器筒体4的长径与直径比为2.2~2.8：1。可调式搅拌桨（3）直径为700 mm ~800mm，搅拌转速为90~110 rpm。圆环式内能管总管2设有4组，其直径为1700 mm ~2600mm，每组圆环式内能管总管2底部连接内能管入口12，顶部连接内能管出口9；圆排管7的数量为
80~104个。传动电机8采用变频器调速。
实施例

[0029] 根据配方配制好的聚合进料，从反应器底部的物料入口10进入反应器筒体4，此时开启可调式搅拌装置1，根据反应产率以及牌号要求事先设定好搅拌强度；聚合反应为放热反应，反应热通过反应器中内能管总管2和圆排管7中的冷剂带走；传动电机8带动可调式搅拌桨3以100-110转/分旋转，通过5组可调式搅拌桨3的高效组合式搅拌，使反应器内油相和水形成均匀的乳液，并达到全反混的效果，反应物在反应器中反应达到要求(转化率、门尼粘度)时，从反应器顶部的物料出口11排出，进入下一个工序。

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