CN105936655A - 一种聚丙烯酸钠的聚合装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种聚丙烯酸钠的聚合装置，包括依次连接的蒸馏器、反应釜、聚合器以及烘干机；蒸馏器中设有泄压器和蒸馏室，泄压器与蒸馏室连通；反应釜和聚合器中设有搅拌器；蒸馏器和反应釜之间通过倒“几”字型连接器连接；通过采用以上技术方案，能够有效提高聚丙烯酸钠的制取效率，加工工艺较为简单、成本较低而且方便拆卸维修，降低人工成本；同时采用本方案可以降低聚丙烯酸钠过程中的掺杂物，提高产物的纯度，从而提高聚丙烯酸钠的质量。

Description

一种聚丙烯酸钠的聚合装置及方法
技术领域
本发明属于聚丙烯酸钠生产加工领域，具体涉及一种聚丙烯酸钠的聚合装置和方法。
背景技术
聚丙烯酸钠是一种新型功能高分子材料和重要化工产品，固态产品为白色（或浅黄色）块状或粉末，液态产品为无色（或淡黄色）粘稠液体；其溶解于冷水、温水、甘油、丙二醇等介质中，对温度变化稳定，具有固定金属离子的作用，能阻止金属离子对产品的消极作用，是一种具有多种特殊性能的表面活性剂，被广泛应用于多种食品的增稠、增筋和保鲜等，国外从上世纪六十年代就开始应用， 2000 年中国卫生部也正式批准为食品添加剂。现有的聚丙烯酸钠生产设备和工艺较为复杂且效率不高，从而严重影响到聚丙烯酸钠的应用和发现；并且由于聚丙烯酸钠本身容易粘结不易干燥分离，也成为制约其高效率生产的一个因素。
基于上述聚丙烯酸钠生产加工中存在的技术问题，尚未有相关的解决方案；因此迫切需要寻求有效方案以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术中存在的不足之处，提出一种聚丙烯酸钠的聚合装置和方法，旨在解决现有聚丙烯酸钠制取相对复杂、效率较低、产品质量不高的问题。
本发明提供一种聚丙烯酸钠的聚合装置，包括依次连接的蒸馏器、反应釜、聚合器以及烘干机；蒸馏器中设有泄压器和蒸馏室，泄压器与蒸馏室连通；反应釜和聚合器中设有搅拌器；蒸馏器和反应釜之间通过倒“几”字型连接器连接。
进一步地，倒“几”字型连接器包括多个；多个倒“几”字型连接器依次串联。
进一步地，还包括回流冷凝管，回流冷凝管设置于蒸馏室出口端。
进一步地，还包括粉粹机，粉粹机与烘干机连通。
进一步地，还包括筛选机，筛选机与粉粹机连通。
进一步地，还包括第一阀体和第二阀体；第一阀体设置于蒸馏器和反应釜之间，用于控制反应釜；第二阀体设置于蒸馏器和聚合器之间，用于控制聚合器。
进一步地，还包括第三阀体，第三阀体为单向阀，第三阀体设置于烘干机和粉粹机之间。
本发明还提供一种聚丙烯酸钠的聚合方法，包括以下步骤： S1：将丙烯酸溶液在蒸馏器中进行蒸馏处理；
S2：将蒸馏后的溶液送至反应釜中加入，并加入链转移剂亚硫酸氢钠；
S3：将S2中的溶液送至与聚合器中，并加入离子水搅拌处理，加热至70°C；
S4：接着再加入引发剂过硫酸铵，并保温2小时；
S5：接着再加入30%氢氧化钠水溶液中和至pH值为7～7.5；
S6：将S5中的得到粘稠聚丙烯酸钠进行烘干。
S7：接着再进行粉粹、袋装处理。
通过采用以上技术方案，能够有效提高聚丙烯酸钠的制取效率，加工工艺较为简单、成本较低而且方便拆卸维修，降低人工成本；同时采用本方案可以降低聚丙烯酸钠过程中的掺杂物，提高产物的纯度，从而提高聚丙烯酸钠的质量。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
以下将结合附图对本发明作进一步说明：
图 1 为本发明一种聚丙烯酸钠的聚合装置系统示意图。
图中：1、离子水供应器；11、第一阀体；2、反应釜；21、第三阀体；3、聚合器；4、烘干机；41、第四阀体；5、粉碎机；51、第五阀体；6、筛选机。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图 1所示，本发明提供一种制取聚丙烯酸钠的装置，包括有蒸馏器1、反应釜2、聚合器3、烘干机4、粉粹机5以及筛选机6；蒸馏器1、反应釜2、聚合器3、烘干机4、粉粹机5以及筛选机6依次连接；蒸馏器1中设有泄压器和蒸馏室，泄压器和蒸馏室连通，并可以对蒸馏室进行泄压处理，蒸馏室用以蒸馏溶液从而提高浓度，且有利于保持温度稳定；反应釜2和聚合器3中设有搅拌器，用于搅拌容器中的液体，使得聚丙烯酸钠的聚合更佳快捷高效；蒸馏器1和反应釜2有利于聚丙烯酸钠的分级处理，能够有效提高二级精制效果，反应更加均匀、稳定；蒸馏室1和反应釜2之间通过倒“几”字型连接器连通并通过第一阀体11控制反应釜2，倒“几”字型连接器一般都保存有剩余的液体通过第一阀体11的控制可以起到缓冲及均压的作用，避免反应釜2和蒸馏器1之间相互影响干涉，为进一步提高缓冲、均压效果，可以设有多个倒“几”字型连接器；在反应釜2和聚合器3之间设有第二阀体21；进一步地，第一阀体11和第二阀体12均为单向阀。在烘干机4和粉粹机5之间设有第三阀体41，第三阀体41同为电磁阀；在粉粹机5和筛选机6之间设有第四阀体51，第四阀体51同为单向阀；通过第三阀体41和第四阀体51的设置可以有效控制各个部件及步骤之间的工作，防止相互干涉。
优选地，倒“几”字型连接器可以包括多个；多个倒“几”字型连接器依次串联连接，这样可以更好地起到缓冲均压的作用；同时，根据压力的大小来选择倒“几”字型连接器连接几个。
优选地，还包括回流冷凝管，回流冷凝管设置于蒸馏室出口端，主要用于冷凝丙烯酸溶液，达到降压的作用，避免蒸馏室出来的液体温度较高或不稳定。
优选地，为提高烘干效果；还包括抽真空设备，抽真空设备分别与聚合器连通，主要用于对聚合器抽真空处理，一般聚合器中抽真空保持在6至8分钟，在聚合器中抽真空处理，可以使下个烘干效果更佳。
优选地，还可以包括分离器，分离器设置于蒸馏器之后用于蒸馏后去杂质，有利于提高目的产物的纯度。
结合上述方案，本发明还提供一种聚丙烯酸钠的聚合方法，包括以下步骤：
S1：将丙烯酸溶液在蒸馏器中进行蒸馏处理；蒸馏温度保持为80°C至95°C；时间一般控制为8至15分钟。
S2：将蒸馏后的溶液送至反应釜中加入，并加入链转移剂亚硫酸氢钠；
S3：将S2中的溶液送至与聚合器中，并加入离子水搅拌处理，加热至70°C。
S4：接着再加入引发剂过硫酸铵，并保温2小时；
S5：接着再加入30%氢氧化钠水溶液中和至pH值为7～7.5；
S6：将S5中的得到粘稠聚丙烯酸钠进行烘干；
S7：接着再进行粉粹、袋装处理。
优选地，S3步骤还包括加入单体聚丙烯酸钠；单体丙烯酸的质量分数占体系的35%，过硫酸铵的质量分数占体系的0.04%。
最后，关闭蒸汽，使聚合器中的物料温度缓慢降低，当降至室温后，对粉碎后的聚丙烯酸钠小颗粒进行袋装。
通过采用以上技术方案，能够有效提高聚丙烯酸钠的制取效率，加工工艺较为简单、成本较低而且方便拆卸维修，降低人工成本；同时采用本方案可以降低聚丙烯酸钠过程中的掺杂物，提高产物的纯度，从而提高聚丙烯酸钠的质量。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种聚丙烯酸钠的聚合装置，其特征在于，包括依次连接的蒸馏器、反应釜、聚合器以及烘干机；所述蒸馏器中设有泄压器和蒸馏室，所述泄压器与所述蒸馏室连通；所述反应釜和所述聚合器中设有搅拌器；所述蒸馏器和所述反应釜之间通过倒“几”字型连接器连接。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯酸钠的聚合装置，其特征在于，所述倒“几”字型连接器包括多个；多个所述倒“几”字型连接器依次串联。
3.根据权利要求1所述的聚丙烯酸钠的聚合装置，其特征在于，还包括回流冷凝管，所述回流冷凝管设置于所述蒸馏室出口端。
4.根据权利要求1所述的聚丙烯酸钠的聚合装置，其特征在于，还包括粉粹机，所述粉粹机与所述烘干机连通。
5.根据权利要求1所述的聚丙烯酸钠的聚合装置，其特征在于，还包括筛选机，所述筛选机与所述粉粹机连通。
6.根据权利要求1所述的聚丙烯酸钠的聚合装置，其特征在于，还包括第一阀体和第二阀体；所述第一阀体设置于所述蒸馏器和所述反应釜之间，用于控制所述反应釜；所述第二阀体设置于所述蒸馏器和所述聚合器之间，用于控制所述聚合器。
7.根据权利要求1所述的聚丙烯酸钠的聚合装置，其特征在于，还包括第三阀体，所述第三阀体为单向阀，所述第三阀体设置于所述烘干机和所述粉粹机之间。
8.一种聚丙烯酸钠的聚合方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将丙烯酸溶液在蒸馏器中进行蒸馏处理；
S2：将蒸馏后的溶液送至反应釜中加入，并加入链转移剂亚硫酸氢钠；
S3：将S2中的溶液送至与聚合器中，并加入离子水搅拌处理，加热至70°C；
S4：接着再加入引发剂过硫酸铵，并保温2小时；
S5：接着再加入30%氢氧化钠水溶液中和至pH值为7～7.5；
S6：将S5中的得到粘稠聚丙烯酸钠进行烘干。
S7：接着再进行粉粹、袋装处理。
9.根据权利要求8所述的聚丙烯酸钠的聚合方法，其特征在于，所述S3步骤还包括加入单体聚丙烯酸钠。
10.根据权利要求9所述的聚丙烯酸钠的聚合方法，其特征在于，所述单体丙烯酸的质量分数占体系的35%，过硫酸铵的质量分数占体系的0.04%。
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