CN110215890A - 一种聚己二酸、对苯二甲酸丁二酯与聚乳酸共聚用反应设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及化学工艺设备，具体是一种聚己二酸、对苯二甲酸丁二酯与聚乳酸共聚用反应设备，包括一级反应釜和二级反应釜，所述一级反应釜内腔分别设置有初级混合腔和辅料添加腔，所述辅料添加腔内腔横向安装有辅料添加主管，所述辅料添加主管插入至辅料添加腔内并且设置有若干道辅料支管，所述辅料支管的侧壁上设置有若干道放料孔，所述二级反应釜内腔顶部设置有排气机构，所述排气机构包括排气板和抽气泵，所述抽气泵安装在二级反应釜顶部，所述排气板设置在二级反应釜内腔，所述抽气泵的吸气端安装有吸气管，所述吸气管通过分流泵分流为若干道分流支管。本发明能够准确的控制反应幅度，也方便人员操作，生产得到质量更佳的反应产物。

Description

一种聚己二酸、对苯二甲酸丁二酯与聚乳酸共聚用反应设备

技术领域

本发明涉及化学工艺设备，具体是一种聚己二酸、对苯二甲酸丁二酯与聚乳酸共聚用反应设备。

背景技术

塑料制品在人们生活中是必不可少的，但传统的塑料制品一般需要上百年甚至更长的时间才能完全降解，导致了严重的“白色污染”；同时传统的塑料原料均来源于石油等不可再生资源，随着石化资源的枯竭传统的塑料工业也受到威胁。因此大力开发环境友好的可生物分解的聚合物替代石油基塑料产品，已成为当前研究开发的热点。

聚乳酸是非常重要的一种可生物降解塑料，是以农产品玉米提炼的乳酸为单体，经化学合成的新型生物可降解高分子材料， 具有无毒、 无刺激性、 生物相容性好、强度高和可生物分解及吸收等特点，在包装材料、生物医药及制药工业中有着广泛的应用。

中国专利（授权公告号：CN101353417B）公布了一种由丙交酯类单体合成聚乳酸类材料的多级反应连续聚合装置，该专利设计单级双螺杆反应挤出机完成聚合过程，减轻了各级反应器的负荷，使丙交酯类单体转化率的控制更加方便稳定；但是无法完全适用于聚己二酸、对苯二甲酸丁二酯与聚乳酸共聚用反应，该装置会对酯化脱水反应产生干扰，并且无法有效控制反应温度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚己二酸、对苯二甲酸丁二酯与聚乳酸共聚用反应设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种聚己二酸、对苯二甲酸丁二酯与聚乳酸共聚用反应设备，包括一级反应釜和二级反应釜，所述一级反应釜内腔分别设置有初级混合腔和辅料添加腔，所述辅料添加腔内腔横向安装有辅料添加主管，所述辅料添加主管插入至辅料添加腔内并且设置有若干道辅料支管，所述辅料支管的侧壁上设置有若干道放料孔，所述二级反应釜内腔顶部设置有排气机构，所述排气机构包括排气板和抽气泵，所述抽气泵安装在二级反应釜顶部，所述排气板设置在二级反应釜内腔，所述抽气泵的吸气端安装有吸气管，所述吸气管通过分流泵分流为若干道分流支管，所述分流支管伸入至二级反应釜内腔，所述分流支管的末端与排气板相连接，所述排气板上设置有若干道排气孔。

作为本发明进一步的方案：所述排气板上贴附有防水透气膜，所述防水透气膜覆盖在排气孔上。

作为本发明进一步的方案：所述初级混合腔设置在一级反应釜的内腔顶部，所述初级混合腔的侧壁上安装有输料管道，所述输料管道上安装有调控阀，所述初级混合腔内横向安装有第一搅拌轴，所述第一搅拌轴安装有若干道第一搅拌杆，所述一级反应釜的侧边安装有第一电机，所述第一搅拌轴与第一电机的驱动端相连接。

作为本发明进一步的方案：所述初级混合腔与辅料添加腔之间设置有下料口相连通，所述下料口的两侧设置有导流槽。

作为本发明进一步的方案：所述二级反应釜设置在一级反应釜的侧边，所述二级反应釜与一级反应釜之间设置有输料管，所述输料管伸入至二级反应釜内并且输料管的进料端位于辅料添加腔内，所述辅料添加腔内的底部设置辅料排出管。

作为本发明进一步的方案：所述二级反应釜内竖向安装有第二搅拌轴，所述第二搅拌轴上安装有若干道第二搅拌杆，所述二级反应釜的顶部安装有第二电机，所述第二搅拌轴的顶端安装在第二电机的驱动端。

作为本发明再进一步的方案：所述二级反应釜的釜体表面设置有热交换层，所述热交换层内设置有螺旋状的穿孔，所述穿孔内安装有热交换管，所述热交换管呈螺旋状上升并且贴附在二级反应釜的釜体表面。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

一．本申请通过催化剂进行脱水反应，并且设计催化剂从各个辅料支管侧壁上的放料孔流出，从而保证苯催化剂与各反应原料充分混合；对于脱水反应采用静置方式作业，而不采用搅拌的方式，用以避免搅拌作业使得反应釜内温度升高过快，防止脱水时产生凝胶状况。

二．本申请利用水的高比热容原理，将高温水流注入至热交换管中，从而对二级反应釜加热，促进反应的进行；进行置换式加热，方便操作人员对反应状况的控制。

三．本申请还设置有排气机构，对二级反应釜内腔的气压进行控制，使得上述热交换作业产生的供热为温度变化的唯一控制量，从而保障反应的准确进行，也方便操作人员反应的控制，生产得到质量更佳的反应产物。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，以示出符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。同时，这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中排气机构的结构示意图。

图3为本发明中热交换管的结构示意图。

图中：1-一级反应釜、11-初级混合腔、12-输料管道、13-调控阀、14-第一电机、15-第一搅拌轴、16-第一搅拌杆、17-导流槽、18-下料口、2-辅料添加腔、21-辅料添加主管、22-辅料支管、23-放料孔、24-辅料排出管、4-二级反应釜、41-第二电机、42-第二搅拌轴、43-第二搅拌杆、44-交换层、45-穿孔、46-热交换管、47-排料口、5-排气机构、51-抽气泵、52-吸气管、53-分流泵、54-分流支管、55-槽口、56-排气板、57-排气孔、58-防水透气膜-。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或同种要素。

显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

请参阅图1，一种聚己二酸、对苯二甲酸丁二酯与聚乳酸共聚用反应设备，包括一级反应釜1和二级反应釜4，所述一级反应釜1内腔分别设置有初级混合腔11和辅料添加腔2，所述初级混合腔11设置在一级反应釜1的内腔顶部，所述初级混合腔11的侧壁上安装有输料管道12，所述输料管道12上安装有调控阀13，所述初级混合腔11内横向安装有第一搅拌轴15，所述第一搅拌轴15安装有若干道第一搅拌杆16，所述一级反应釜1的侧边安装有第一电机14，所述第一搅拌轴15与第一电机14的驱动端相连接；作业时，将苯二甲酸源、己二酸与丁二醇等反应原料从而输料管道12输入至初级混合腔11内，启动第一电机14，通过第一电机14带动第一搅拌轴15运动，从而带动第一搅拌杆16对原料进行初步混合达到预反应的效果。

所述初级混合腔11与辅料添加腔2之间设置有下料口18相连通，所述下料口18的两侧设置有导流槽17，所述下料口18处设置有电控阀，用以对原料反应的状况进行控制。所述辅料添加腔2内，所述辅料添加腔2内腔横向安装有辅料添加主管21，所述辅料添加主管21插入至辅料添加腔2内并且设置有若干道辅料支管22，所述辅料支管22的侧壁上设置有若干道放料孔23。

初步反应完成的物料由下料口18进入至辅料添加腔2内进行，采用苯甲酸亚锡作为催化剂，在制备聚酯的过程中添加，从而对初步反应的原料进行酯化脱水；同时，苯甲酸亚锡在酯化脱水反应结束后依然具有催化活性，可直接催化丙交酯共聚合；苯甲酸亚锡从各个辅料支管22侧壁上的放料孔23流出，从而保证苯甲酸亚锡与各反应原料充分混合。并且本申请对于脱水反应采用静置方式作业，而不采用搅拌的方式，用以避免搅拌作业使得反应釜内温度升高过快，防止脱水时产生凝胶状况。

所述二级反应釜4设置在一级反应釜1的侧边，所述二级反应釜4与一级反应釜1之间设置有输料管3，所述输料管3伸入至二级反应釜4内并且输料管3的进料端位于辅料添加腔2内，所述辅料添加腔2内的底部设置辅料排出管24。将脱水反应完成后的产物经输料管3输入至二级反应釜4内，过量的催化剂沉积在一级反应釜1的底部并且从辅料排出管24排出。

请参阅图1和图3，所述二级反应釜4内竖向安装有第二搅拌轴42，所述第二搅拌轴42上安装有若干道第二搅拌杆43，所述二级反应釜4的顶部安装有第二电机41，所述第二搅拌轴42的顶端安装在第二电机41的驱动端，所述二级反应釜4的釜体表面设置有热交换层44，所述热交换层44内设置有螺旋状的穿孔45，所述穿孔45内安装有热交换管46，所述热交换管46呈螺旋状上升并且贴附在二级反应釜4的釜体表面。将高温水流注入至热交换管46中，从而对二级反应釜4加热，促进反应的进行；本申请利用水的高比热容原理，进行置换式加热，方便操作人员对反应状况的控制。

实施例二：

请参阅图2，本实施例作为实施例一进一步的优化，在其基础上，所述二级反应釜4内腔顶部设置有排气机构5，所述排气机构5包括排气板56和抽气泵51，所述抽气泵51安装在二级反应釜4顶部，所述排气板56设置在二级反应釜4内腔，所述抽气泵51的吸气端安装有吸气管52，所述吸气管52通过分流泵53分流为若干道分流支管54，所述分流支管54伸入至二级反应釜4内腔，所述分流支管54的末端与排气板56相连接，所述排气板56上设置有若干道排气孔57，所述排气板56上贴附有防水透气膜58，所述防水透气膜58覆盖在排气孔57上。

为了进一步准确的掌控反应控制幅度，本申请还设置有排气机构5，作业时，运行抽气泵51，所述排气板56设置在二级反应釜4内腔，位于反应溶液的上方，进行二级反应釜4内的气体从排气孔57抽出，抽入至抽气泵51内并且再排出，从而对二级反应釜4内腔的气压进行控制，避免二级反应釜4内气压对反应温度的影响，使得上述热交换作业产生的供热为温度变化的唯一控制量，从而保障反应的准确进行，也方便操作人员反应的控制，生产得到质量更佳的反应产物。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种聚己二酸、对苯二甲酸丁二酯与聚乳酸共聚用反应设备，包括一级反应釜（1）和二级反应釜（4），所述一级反应釜（1）内腔分别设置有初级混合腔（11）和辅料添加腔（2），所述辅料添加腔（2）内腔横向安装有辅料添加主管（21），其特征在于，所述辅料添加主管（21）插入至辅料添加腔（2）内并且设置有若干道辅料支管（22），所述辅料支管（22）的侧壁上设置有若干道放料孔（23），所述二级反应釜（4）内腔顶部设置有排气机构（5），所述排气机构（5）包括排气板（56）和抽气泵（51），所述抽气泵（51）安装在二级反应釜（4）顶部，所述排气板（56）设置在二级反应釜（4）内腔，所述抽气泵（51）的吸气端安装有吸气管（52），所述吸气管（52）通过分流泵（53）分流为若干道分流支管（54），所述分流支管（54）伸入至二级反应釜（4）内腔，所述分流支管（54）的末端与排气板（56）相连接，所述排气板（56）上设置有若干道排气孔（57）。

2.根据权利要求1所述的聚己二酸、对苯二甲酸丁二酯与聚乳酸共聚用反应设备，其特征在于，所述排气板（56）上贴附有防水透气膜（58），所述防水透气膜（58）覆盖在排气孔（57）上。

3.根据权利要求1所述的聚己二酸、对苯二甲酸丁二酯与聚乳酸共聚用反应设备，其特征在于，所述初级混合腔（11）设置在一级反应釜（1）的内腔顶部，所述初级混合腔（11）的侧壁上安装有输料管道（12），所述输料管道（12）上安装有调控阀（13），所述初级混合腔（11）内横向安装有第一搅拌轴（15），所述第一搅拌轴（15）安装有若干道第一搅拌杆（16），所述一级反应釜（1）的侧边安装有第一电机（14），所述第一搅拌轴（15）与第一电机（14）的驱动端相连接。

4.根据权利要求3所述的聚己二酸、对苯二甲酸丁二酯与聚乳酸共聚用反应设备，其特征在于，所述初级混合腔（11）与辅料添加腔（2）之间设置有下料口（18）相连通，所述下料口（18）的两侧设置有导流槽（17）。

5.根据权利要求1-4任一所述的聚己二酸、对苯二甲酸丁二酯与聚乳酸共聚用反应设备，其特征在于，所述二级反应釜（4）设置在一级反应釜（1）的侧边，所述二级反应釜（4）与一级反应釜（1）之间设置有输料管（3），所述输料管（3）伸入至二级反应釜（4）内并且输料管（3）的进料端位于辅料添加腔（2）内，所述辅料添加腔（2）内的底部设置辅料排出管（24）。

6.根据权利要求5所述的聚己二酸、对苯二甲酸丁二酯与聚乳酸共聚用反应设备，其特征在于，所述二级反应釜（4）内竖向安装有第二搅拌轴（42），所述第二搅拌轴（42）上安装有若干道第二搅拌杆（43），所述二级反应釜（4）的顶部安装有第二电机（41），所述第二搅拌轴（42）的顶端安装在第二电机（41）的驱动端。

7.根据权利要求6所述的聚己二酸、对苯二甲酸丁二酯与聚乳酸共聚用反应设备，其特征在于，所述二级反应釜（4）的釜体表面设置有热交换层（44），所述热交换层（44）内设置有螺旋状的穿孔（45），所述穿孔（45）内安装有热交换管（46），所述热交换管（46）呈螺旋状上升并且贴附在二级反应釜（4）的釜体表面。