一种高分子聚合反应装置的制作方法

1.本技术涉及高分子化学化工技术领域，特别是涉及一种高分子聚合反应装置。


背景技术：

2.现有的用于高分子聚合反应的反应装置，其加料方式为滴加，搅拌桨搅拌后将反应相分散于分散相中，通过搅拌达到适合粒径且均匀分散，反应相粒径受限于滴加设备，且滴加后仅分散于分散相表面，靠搅拌桨搅拌达到均匀分散，不仅分散过程较长，且均匀度不足。
3.因此，如何加快反应相的分散速度，提高反应相分散的均匀度是本领域技术人员亟需要解决的问题


技术实现要素：

4.本技术的目的是提供一种高分子聚合反应装置，用于加快反应相的分散速度，提高反应相分散的均匀度。
5.为解决上述技术问题，本技术提供一种高分子聚合反应装置，包括：
6.反应釜，用于盛放聚合反应所需的反应物质；
7.加料管，所述加料管密封穿过所述反应釜顶部并延伸至所述反应釜的内部，用于向所述反应釜添加反应相；
8.环管，设于所述反应釜内部，且与所述加料管连通，所述环管上设有多个通孔，所述通孔用于将所述反应相分散为粒径均匀的液滴再喷入所述反应釜中。
9.可选的，还包括密封穿过所述反应釜顶部并延伸至所述反应釜的内部的温控管，所述温控管与所述环管连通，加热介质和降温介质经所述温控管进入所述环管，并通过所述环管上的所述通孔喷入所述反应釜内部。
10.可选的，所述加料管和所述温控管的个数均为多个，多个所述温控管和多个所述加料管沿所述环管的周向均匀分布。
11.可选的，所述环管的个数为多个，多个所述环管沿所述加料管和所述温控管的长度方向依次排布。
12.可选的，相邻两个所述加料管之间、相邻两个所述温控管之间和相邻的所述加料管和所述温控管之间的环管均设有挡板，所述挡板用于将所述环管分隔成多段互不连通的管室。
13.可选的，所述反应釜的顶部设有与所述反应釜连通的溢出管。
14.可选的，所述反应釜内部还设有搅拌桨，所述搅拌桨的顶端与所述反应釜顶部的内壁连接。
15.可选的，所述反应釜的内部设有第一温度监测装置，所述温控管的管口设有第二温度监测装置，所述第二温度监测装置用于检测进入所述温控管中的加热介质或降温介质的温度。
16.可选的，所述温控管和所述加料管位于所述反应釜内部的一端为封闭端。
17.可选的，所述通孔均匀分布于所述加料管表面，所述通孔的孔径为0.1-0.4mm。
18.本技术所提供的一种高分子聚合反应装置，包括：反应釜，用于盛放聚合反应所需的反应物质；加料管，加料管密封穿过反应釜顶部并延伸至反应釜的内部，用于向反应釜添加反应相；环管，设于反应釜内部，且与加料管连通，环管上设有多个通孔，通孔用于将反应相分散为粒径均匀的液滴再喷入反应釜中。相比通过滴加的方式，本技术利用设于反应釜内部的环管上的通孔将反应相分散成粒径均匀的液滴，再喷入反应釜内的分散相中，不仅能够加速反应相在分散相中的分散速度，粒径均匀的液滴喷入分散相中进一步分散，能够提高反应相分散的均匀度。
附图说明
19.为了更清楚地说明本技术实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本技术实施例提供的一种高分子聚合反应装置的结构图；
21.图2为本技术实施例提供的一种环管的结构图；
22.附图标记如下：1为反应釜、2为加料管、3为环管、4为温控管、5为溢出管、6为搅拌桨、301为通孔、302为挡板。
具体实施方式
23.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护范围。
24.本技术的核心是提供一种高分子聚合反应装置。
25.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。
26.图1为本技术实施例提供的一种高分子聚合反应装置的结构图，如图1所示，高分子聚合反应装置包括：反应釜1，用于盛放聚合反应所需的反应物质；加料管2，加料管2密封穿过反应釜1顶部并延伸至反应釜1的内部，用于向反应釜1添加反应相；环管3，设于反应釜1内部，且与加料管2连通，环管3上设有多个通孔301，通孔301用于将反应相分散为粒径均匀的液滴再喷入反应釜1中。
27.本技术实施例中聚合反应所需的反应物质可以包括分散相、表面活性剂及分散剂和反应相等。本技术实施例对反应釜1的形状和大小均不作具体限定。加料管2可以是中空的直管，本技术实施例对加料管2的个数不作具体限定，可以是一个或多个。环管3与加料管2连通，环管3上设有多个通孔301，通孔301可以均匀分布于环管3的表面，且通孔301的孔径可以相同，为0.1-0.4mm。用户从加料管2位于反应釜1外部的一端的开口处加入反应相，反应相经过加料管2进入环管3，环管3上的通孔301将反应相分散为粒径均匀的液滴喷入反应釜1的分散相中。
28.本技术实施例所提供的一种高分子聚合反应装置，包括：反应釜，用于盛放聚合反应所需的反应物质；加料管，加料管密封穿过反应釜顶部并延伸至反应釜的内部，用于向反应釜添加反应相；环管，设于反应釜内部，且与加料管连通，环管上设有多个通孔，通孔用于将反应相分散为粒径均匀的液滴再喷入反应釜中。相比通过滴加的方式，本技术利用设于反应釜内部的环管上的通孔将反应相分散成粒径均匀的液滴，再喷入反应釜内的分散相中，不仅能够加速反应相在分散相中的分散速度，粒径均匀的液滴喷入分散相中进一步分散，能够提高反应相分散的均匀度。
29.基于上述实施例，本技术实施例还包括密封穿过反应釜1顶部并延伸至反应釜1的内部的温控管4，温控管4与环管3连通，加热介质和降温介质经温控管4进入环管3，并通过环管3上的通孔301喷入反应釜1内部。
30.本技术实施例中的温控管4可以为中空的直管，本技术实施例对温控管4的个数不作具体限定，可以是一个或多个。用户可以通过温控管4位于反应釜1外部的一端的开口加入加热介质或降温介质，加热介质和降温介质进入环管3，再从环管3的通孔301中流入反应釜1中，加热介质或降温介质喷入反应釜1中也会搅动反应相和分散相，从而进一步的促进反应相在分散相中分散的更加均匀。同时通过直接加入加热介质和降温介质去升高或降低反应釜1内部的温度，相比在反应釜1外部设置加热装置间接加热，能够提高反应釜1内部升温和降温的速率，并且，通过环管3上的通孔向反应釜1喷入加热介质和降温介质，也能够保证反应釜1内部不管是降温还是升温后，各地方的温度差较小。
31.基于上述实施例，本技术实施中的加料管2和温控管4的个数均为多个，多个温控管4和多个加料管2沿环管3的周向均匀分布。考虑到加入可能需要同时加入聚合反应所需的各反应物质和温控介质(加热介质或降温介质)，设置多个加料管2和温控管4可以将上述物质分开加入。
32.基于此，环管3的个数为多个，多个环管3沿加料管2和温控管4的长度方向依次排布。如图1所示，每个加料管2和温控管4的侧壁与环管3的侧壁相连通。通过设置多个环管3，可以将反应相、加热介质或降温介质喷入反应釜上层、中层和下层，进一步提高反应相分散的均匀度，以及进一步提高降温和升温的速度。
33.基于上述实施例，本技术实施例中相邻两个加料管2之间、相邻两个温控管4之间和相邻的加料管2和温控管4之间的环管3均设有挡板302，挡板302用于将环管3分隔成多段互不连通的管室。
34.为方便理解，下面结合图举例说明，图2为本技术实施例提供的一种环管的结构图，图2中a、b和c三点是加料管2、温控管4与环管3连通的位置，在a和b之间、b和c之间、c和a之间的设置挡板302，挡板302将图2中的环管3分成了三段互不连通的管室，能够保证才每个加料管2和每个温控管4中加入的物质在环管3中不发生混合，从而保证从环管3的通孔301喷入反应釜1中的物质的粒径均匀。
35.基于此，本技术实施例中温控管4和加料管2位于反应釜1内部的一端为封闭端。即温控管4和加料管2相对于开口端的另一端为封闭端，以防止从温控管4或加料管2加入的物质不经过环管3直接进入反应釜1中。
36.基于上述实施例，本技术实施例反应釜1的顶部设有与反应釜1连通的溢出管5。反应釜1内部还设有搅拌桨6，搅拌桨6的顶端与反应釜1顶部的内壁连接。
37.通过设置溢出管5用于溢出加热介质、降温介质或分散相，从而保证反应釜1内压力恒定。本技术实施例设置搅拌桨6，可以进一步促进聚合反应中反应物质之间能够充分混合均匀。
38.基于上述实施例，本技术实施例反应釜1的内部设有第一温度监测装置，温控管4的管口设有第二温度监测装置，第二温度监测装置用于检测进入温控管4中的加热介质或降温介质的温度。通过设置第一温度监测装置和第二温度监测装置，能够准确状物反应釜1内的温度，以及进入反应釜1中加热介质和降温介质的温度，从而便于对反应釜1内温度的进行调控，以确保高分子聚合反应的顺利进行。
39.基于上述介绍的高分子聚合反应装置，下面结合应用场景介绍高分子聚合反应装置的一种使用方法。
40.合成过程包括：分散相、表面活性剂及分散剂添加及溶解；反应相及引发剂加入；升温引发、反应；升温蒸馏；降温。为方便下文介绍，将图中的加料管2和温控管4分别记为a管、b管和c管。
41.第一阶段(分散相、表面活性剂及分散剂添加及溶解)：以氮气或分散相为加热介质，a管和c管加入，进入三层环管3，通过通孔301加入反应釜1中，与分散相直接接触加热，用来加热分散相、促进表面活性剂及分散剂溶解。
42.第二阶段(反应相及引发剂加入)：反应相及引发剂通过b管加入，进入三层环管3，通过通孔301加入反应釜1中，加入后可直接分散为均匀粒径的液滴，促进反应相在分散相中均匀分布；反应相及引发剂添加后，持续通过b管向三层环管3加入氮气，促进反应体系持续搅拌混合。
43.第三阶段(升温引发、反应)：以氮气或分散相为加热介质，a管和c管加入，进入三层环管3，通过通孔301加入反应釜1中，与分散相直接接触加热，作用一加热分散相、促进表面活性剂及分散剂溶解，作用二气力或液力搅拌促进反应体系混合均匀；氮气及气相分散相从溢出管5溢出，保持反应釜1内压力恒定。
44.第四阶段(升温蒸馏)：改变氮气或分散相温度，继续通过a管和c管加入，进入三层环管3，通过通孔301加入反应釜1中，起到加热及搅拌作用，氮气及气相分散相从溢出管5溢出，保持反应釜1内压力恒定。
45.第五阶段(降温)：改变氮气或分散相温度，继续通过a管和c管加入，进入三层环管3，通过通孔301加入反应釜1中，起到降温及搅拌作用，氮气及气相分散相从溢出管5溢出，保持反应釜1内压力恒定。
46.以上对本技术所提供的一种高分子聚合反应装置进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对本技术进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本技术权利要求的保护范围内。
47.还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那
些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

技术特征：
1.一种高分子聚合反应装置，其特征在于，包括：反应釜(1)，用于盛放聚合反应所需的反应物质；加料管(2)，所述加料管(2)密封穿过所述反应釜(1)顶部并延伸至所述反应釜(1)的内部，用于向所述反应釜(1)添加反应相；环管(3)，设于所述反应釜(1)内部，且与所述加料管(2)连通，所述环管(3)上设有多个通孔(301)，所述通孔(301)用于将所述反应相分散为粒径均匀的液滴再喷入所述反应釜(1)中；还包括密封穿过所述反应釜(1)顶部并延伸至所述反应釜(1)的内部的温控管(4)，所述温控管(4)与所述环管(3)连通，加热介质和降温介质经所述温控管(4)进入所述环管(3)，并通过所述环管(3)上的所述通孔(301)喷入所述反应釜(1)内部。2.根据权利要求1所述的高分子聚合反应装置，其特征在于，所述加料管(2)和所述温控管(4)的个数均为多个，多个所述温控管(4)和多个所述加料管(2)沿所述环管(3)的周向均匀分布。3.根据权利要求2所述的高分子聚合反应装置，其特征在于，所述环管(3)的个数为多个，多个所述环管(3)沿所述加料管(2)和所述温控管(4)的长度方向依次排布。4.根据权利要求3所述的高分子聚合反应装置，其特征在于，相邻两个所述加料管(2)之间、相邻两个所述温控管(4)之间和相邻的所述加料管(2)和所述温控管(4)之间的环管(3)均设有挡板(302)，所述挡板(302)用于将所述环管(3)分隔成多段互不连通的管室。5.根据权利要求1所述的高分子聚合反应装置，其特征在于，所述反应釜(1)的顶部设有与所述反应釜(1)连通的溢出管(5)。6.根据权利要求1所述的高分子聚合反应装置，其特征在于，所述反应釜(1)内部还设有搅拌桨(6)，所述搅拌桨(6)的顶端与所述反应釜(1)顶部的内壁连接。7.根据权利要求1所述的高分子聚合反应装置，其特征在于，所述反应釜(1)的内部设有第一温度监测装置，所述温控管(4)的管口设有第二温度监测装置，所述第二温度监测装置用于检测进入所述温控管(4)中的加热介质或降温介质的温度。8.根据权利要求1所述的高分子聚合反应装置，其特征在于，所述温控管(4)和所述加料管(2)位于所述反应釜(1)内部的一端为封闭端。9.根据权利要求1所述的高分子聚合反应装置，其特征在于，所述通孔(301)均匀分布于所述加料管(2)表面，所述通孔(301)的孔径为0.1-0.4mm。

技术总结
本申请涉及高分子化学化工技术领域，公开了一种高分子聚合反应装置，包括：反应釜，用于盛放聚合反应所需的反应物质；加料管，加料管密封穿过反应釜顶部并延伸至反应釜的内部，用于向反应釜添加反应相；环管，设于反应釜内部，且与加料管连通，环管上设有多个通孔，通孔用于将反应相分散为粒径均匀的液滴再喷入反应釜中。相比通过滴加的方式，本申请利用设于反应釜内部的环管上的通孔将反应相分散成粒径均匀的液滴，再喷入反应釜内的分散相中，不仅能够加速反应相在分散相中的分散速度，粒径均匀的液滴喷入分散相中进一步分散，能够提高反应相分散的均匀度。应相分散的均匀度。应相分散的均匀度。


技术研发人员：于利红 路文学 尹洪清 赵梅梅 王振华 张西标 刘峰 王诗桥 李彩艳 闫凤芹 苏州 蒋毅林
受保护的技术使用者：兖矿水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心有限公司
技术研发日：2023.03.28
技术公布日：2023/8/13