CN103920443A - 一种用于二氧化碳—环氧丙烷共聚物制备的催化剂配制釜 - Google Patents

一种用于二氧化碳—环氧丙烷共聚物制备的催化剂配制釜 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于二氧化碳—环氧丙烷共聚物制备的催化剂配制釜，包括圆筒形釜体，釜体直立设置，釜体内纵向设置有与外部第一电机连接的中心转轴，特点是中心转轴上设置有搅拌器，搅拌器包括U型搅拌框和位于U型搅拌框内的搅拌桨叶，釜体内还设置有与外部第二电机连接且与中心转轴平行的偏心转轴，偏心转轴的下端设置有乳化器，乳化器位于U型搅拌框和所述的搅拌桨叶之间，搅拌桨叶包括交错设置在中心转轴上的两片平直桨叶及分别固定设置在平直桨叶的自由端的两片竖直桨叶，优点是在搅拌和乳化的双重作用条件下且搅拌包裹着乳化，使各种催化剂充分混合乳化溶合，最大限度的发挥催化剂作用效果，从而提高反应效率和产物得率。

Description

一种用于二氧化碳—环氧丙烷共聚物制备的催化剂配制釜
技术领域
本发明涉及一种催化剂配制釜，尤其涉及一种用于二氧化碳—环氧丙烷共聚物制备的催化剂配制釜。
背景技术
石油资源日渐枯竭、温室效应愈加严重、白色污染迅速蔓延已成为当今人类社会亟待解决的三大环境问题。聚甲基乙撑碳酸酯（PPC）是一种由环氧丙烷和CO2聚合而成的高分子材料，由日本东京都大学的井上祥平于1969年首次合成。作为一种新型的非完全石油基塑料，它的原料并不完伞来白石油，从而减少了对石油资源的依赖。此外，PPC以CO2气体作为单体之一，在利用“温室气体”的同时，又具有全降解的特性，能有效减轻“白色污染”。这无疑给人类社会解决上述三大环境问题带来了希望，因此，高效率低成本的合成PPC作为大规模应用及推广PPC的必要前提之一，成为各国科学家关注的热点。
现有的二氧化碳—环氧丙烷共聚物是通过将二氧化碳（CO2）与环氧丙烷（PO）置于合成反应釜中，控制釜体内的温度和压力，在催化剂的作用下直接进行反应合成，通常反应过程中采用的催化剂为二乙基锌（是生产二氧化碳基全降解塑料树脂过程中使用的最重要催化剂单体之一）、助催化剂（如稀土盐）和多元醇（如甘油）等，将二乙基锌、稀土盐和甘油等直接加于反应物中，各个催化剂相互之间不能达到完全溶合的效果，导致催化剂的催化作用减弱，催化剂催化效率低下，从而导致反应效率降低，产出率减少。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种将催化剂预先完全溶合乳化，提高催化剂催化效率的用于二氧化碳—环氧丙烷共聚物制备的催化剂配制釜。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用于二氧化碳—环氧丙烷共聚物制备的催化剂配制釜，包括圆筒形釜体，所述的釜体直立设置，所述的釜体内纵向设置有与外部第一电机连接的中心转轴，所述的中心转轴上设置有搅拌器，所述的搅拌器包括U型搅拌框和位于所述的U型搅拌框内的搅拌桨叶，所述的釜体内还设置有与外部第二电机连接且与所述的中心转轴平行的偏心转轴，所述的偏心转轴的下端设置有乳化器，所述的乳化器位于所述的U型搅拌框和所述的搅拌桨叶之间。
所述的搅拌桨叶包括两片平直桨叶和两片竖直桨叶，所述的两片平直桨叶交错设置在所述的中心转轴上，所述的两片竖直桨叶分别固定设置在所述的平直桨叶的自由端。从不同角度对乳液进行剪切混合，使不同的催化剂成分混合更加均匀。
两片所述的竖直桨叶的内侧分别水平设置有搅拌桨扰流片，所述的搅拌桨扰流片与中心转轴之间的距离为6-10cm，两片所述的搅拌桨扰流片之间相互错开一定角度。从不同层次和角度对乳液进行剪切混合，使不同的催化剂成分混合更加均匀。
所述的乳化器为间歇式高剪切分乳化器。采用该乳化器可使乳液混合效率更佳。
所述的U搅拌框的高度为所述的釜体高度的1/2-2/3，所述的U搅拌框的外壁与所述的釜体的内壁之间的间距为30-50mm。该高度和间距设计，使搅拌器的搅拌效果更好，更好的实现催化剂的混合效果。
所述的中心转轴的转速为40～60r/min，所述的偏心转轴的转速为1400～1600r/min。中心转轴的转速即搅拌器的转动速度与偏心转轴的转速即乳化器的转动速度按2～3：70～80的比例转动，使催化剂混合液在高速乳化的同时，进行匀速搅拌，达到完全溶合的效果。
所述的釜体的上封头设置有进料口，所述的釜体的下封头设置有出料口，所述的出料口与外部的二氧化碳—环氧丙烷共聚物反应合成釜密封连接。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明一种用于二氧化碳—环氧丙烷共聚物制备的催化剂配制釜，包括直立设置的圆筒形釜体，釜体内纵向设置有与外部减速机连接的中心转轴，中心转轴上设置有搅拌器，搅拌器包括U型搅拌框和位于U型搅拌框内的搅拌桨叶，釜体内还设置有与外部电机连接的且与中心转轴平行的偏心转轴，偏心转轴的下端设置有乳化器，乳化器位于U型搅拌框和搅拌桨叶之间，对进入搅拌框的二乙基锌、稀土盐和甘油等混合成的水乳液进行连续式破碎、搅拌、混合与乳化，在搅拌和乳化的双重作用条件下且搅拌包裹着乳化，使各种催化剂充分混合乳化溶合，最大限度的发挥催化剂作用效果，从而提高反应效率和产物得率。
附图说明
图1为本发明催化剂配制釜的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
具体实施例
本发明一种用于二氧化碳—环氧丙烷共聚物制备的催化剂配制釜，如图1所示，包括圆筒形釜体1，釜体1直立设置，釜体1内纵向设置有与外部第一电机2连接的中心转轴3，中心转轴3上设置有搅拌器，搅拌器包括U型搅拌框4和位于U型搅拌框4内的搅拌桨叶5，釜体1内还设置有与外部第二电机6连接且与中心转轴3平行的偏心转轴7，偏心转轴7的下端设置有乳化器8，乳化器8位于U型搅拌框4和搅拌桨叶5之间。
在此具体实施例中，搅拌桨叶5包括交错设置在中心转轴3上的两片平直桨叶9及两片竖直桨叶10，两片竖直桨叶10分别固定设置在平直桨叶9的自由端（即一片平直桨叶9的自由端设置有一片竖直桨叶10）；两片竖直桨叶10的内侧分别水平设置有搅拌桨扰流片11，搅拌桨扰流片11与中心转轴3之间的距离为6-10cm，两片搅拌桨扰流片11之间相互错开一定角度；
在此具体实施例中，乳化器8采用间歇式高剪切乳化器，U搅拌框4的高度为釜体1高度的1/2-2/3，U搅拌框4的外壁与釜体1的内壁之间的间距为30-50mm。中心转轴3的转速为40～60r/min，偏心转轴7的转速为1400～1600r/min。釜体1的上封头设置有进料口12，釜体1的下封头设置有出料口13，且出料口13直接与二氧化碳—环氧丙烷共聚物反应合成釜密封连接。
述说明并非对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例。本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于二氧化碳—环氧丙烷共聚物制备的催化剂配制釜，包括圆筒形釜体，所述的釜体直立设置，所述的釜体内纵向设置有与外部第一电机连接的中心转轴，其特征在于：所述的中心转轴上设置有搅拌器，所述的搅拌器包括U型搅拌框和位于所述的U型搅拌框内的搅拌桨叶，所述的釜体内还设置有与外部第二电机连接的且与所述的中心转轴平行的偏心转轴，所述的偏心转轴的下端设置有乳化器，所述的乳化器位于所述的U型搅拌框和所述的搅拌桨叶之间。
2.根据权利要求1所述的一种用于二氧化碳—环氧丙烷共聚物制备的催化剂配制釜，其特征在于：所述的搅拌桨叶包括两片平直桨叶和两片竖直桨叶，所述的两片平直桨叶交错设置在所述的中心转轴上，所述的两片竖直桨叶分别固定设置在所述的平直桨叶的自由端。
3.根据权利要求2所述的一种用于二氧化碳—环氧丙烷共聚物制备的催化剂配制釜，其特征在于：两片所述的竖直桨叶的内侧分别水平设置有搅拌桨扰流片，所述的搅拌桨扰流片与中心转轴之间的距离为6-10cm，两片所述的搅拌桨扰流片之间相互错开一定角度。
4.根据权利要求1所述的一种用于二氧化碳—环氧丙烷共聚物制备的催化剂配制釜，其特征在于：所述的乳化器为间歇式高剪切分乳化器。
5.根据权利要求1所述的一种用于二氧化碳—环氧丙烷共聚物制备的催化剂配制釜，其特征在于：所述的U搅拌框的高度为所述的釜体高度的1/2-2/3，所述的U搅拌框的外壁与所述的釜体的内壁之间的间距为30-50mm。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种用于二氧化碳—环氧丙烷共聚物制备的催化剂配制釜，其特征在于：所述的中心转轴的转速为40～60r/min，所述的偏心转轴的转速为1400～1600r/min。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的一种用于二氧化碳—环氧丙烷共聚物制备的催化剂配制釜，其特征在于：所述的釜体的上封头设置有进料口，所述的釜体的下封头设置有出料口，所述的出料口与外部的二氧化碳—环氧丙烷共聚物反应合成釜密封连接。
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