CN110559968A - 一种生产聚苯硫醚的聚合反应釜 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种生产聚苯硫醚的聚合反应釜，包括釜体、半管夹套、动力装置、搅拌轴和搅拌桨叶，半管夹套为中空结构，其中空部分与外界冷却水源相连通，在反应腔室内还设置了换热盘管，换热盘管与外界热源相连通，使操作者能够更加便捷地控制反应腔室内的温度，另外在搅拌轴上设置了第一搅拌叶片和第二搅拌叶片，第一搅拌叶片搅拌反应腔室内物料，能够形成主体循环，应对低粘度流体，第二搅拌叶片设置于反应腔室的底部，且第二搅拌叶片具有竖向叶片，能够增强物料径向流动，应对较高粘度流体，防止沉降及壁面附着，从而解决现有技术中生产聚苯硫醚时因温度、黏度变化对最终产物质量产生不良影响的问题。

Description

一种生产聚苯硫醚的聚合反应釜
技术领域
本发明涉及化工生产技术领域，特别是涉及一种生产聚苯硫醚的聚合反应釜。
背景技术
聚苯硫醚(PPS)是一种综合性能优异的特种工程塑料，因其具有耐高温、耐化学腐蚀、优良电性能和阻燃性等特性，被广泛运用于航空航天、军工、汽车、计算、化工等各领域。
现有技术中生产聚苯硫醚大多采用硫化钠法(又名Phillips法)，即将N-甲基吡咯烷酮(NMP)、硫化钠(Na2S)及反应助剂加入反应釜中，通入氮气，内盘管通入热蒸汽升温至150℃左右，再加入一定量液态对二氯苯(p-DCB)和N-甲基吡咯烷酮，通入导热油继续加热，温度逐步升至210-230℃，反应2-3h，再加热至260℃反应3h，反应完毕后经冷却、分离、洗涤烘干得到产物聚苯硫醚。在此工艺过程中存在以下弊端：一是反应过程中温度在不断变化，釜内物料受温度影响，初始升温过高，部分溶剂发生溶解且生成的小分子聚合物部分降解，温度过低，生成的聚合物分子量较低，质量不高。二是反应过程中，釜内生成的PPS的粘度变化范围是0.8-5Pa·s，高粘度产物极易黏连在釜壁和内构件表面上，造成温度不均、反应不彻底等不良影响。
因此，如何改善现有技术中，生产聚苯硫醚过程中温度、黏度变化对最终产物质量产生不良影响的现状，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种生产聚苯硫醚的聚合反应釜，以解决上述现有技术存在的问题，避免在聚苯硫醚生产过程中因反应釜内物料温度、黏度发生变化影响产物质量。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种生产聚苯硫醚的聚合反应釜，包括釜体、半管夹套、动力装置、搅拌轴和搅拌桨叶，所述半管夹套为中空结构，所述半管夹套的中空部分与外界冷却水源相连通，所述半管夹套设置于所述釜体的底部，所述釜体的内腔与所述半管夹套的内腔相连通并围成供物料反应的反应腔室，所述反应腔室内设置换热盘管，所述换热盘管与外界热源相连通，所述动力装置与所述搅拌轴传动相连，所述动力装置能够带动所述搅拌轴转动，所述搅拌轴和所述搅拌桨叶均设置于所述反应腔室内，所述搅拌轴与所述釜体、所述半管夹套、所述换热盘管同轴设置，所述搅拌桨叶与所述搅拌轴相连；
所述搅拌桨叶包括第一搅拌叶片和第二搅拌叶片，所述第一搅拌叶片设置于所述第二搅拌叶片的顶部，所述第二搅拌叶片设置于所述反应腔室的底部，所述第二搅拌叶片具有竖向叶片，所述竖向叶片与所述搅拌轴的轴线相平行；
所述釜体设置进气口和入料口，所述进气口和所述入料口均与所述反应腔室相连通，所述进气口和所述入料口处均设置阀门。
优选地，所述第二搅拌叶片为U形，所述第二搅拌叶片还包括横向叶片，所述横向叶片连接两个所述竖向叶片和所述搅拌轴。
优选地，所述第一搅拌叶片的数量为四个，四个所述第一搅拌叶片沿所述搅拌轴周向均布。
优选地，所述搅拌轴上设置有多组所述第一搅拌叶片，多组所述第一搅拌叶片沿所述搅拌轴的轴线方向等间距均布。
优选地，相邻组所述第一搅拌叶片交错设置于所述搅拌轴上。
优选地，所述动力装置为电机，所述电机设置于所述釜体的顶部，所述电机通过联轴器与所述搅拌轴相连。
优选地，所述换热盘管设置于所述釜体和所述半管夹套的内壁处，所述换热盘管与所述釜体、所述半管夹套的内壁之间具有间隙。
优选地，所述半管夹套的中空部设置循环流道，所述循环流道与外界冷却水源相连通。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：本发明的生产聚苯硫醚的聚合反应釜，包括釜体、半管夹套、动力装置、搅拌轴和搅拌桨叶，半管夹套为中空结构，半管夹套的中空部分与外界冷却水源相连通，半管夹套设置于釜体的底部，釜体的内腔与半管夹套的内腔相连通并围成供物料反应的反应腔室，反应腔室内设置换热盘管，换热盘管与外界热源相连通，动力装置与搅拌轴传动相连，动力装置能够带动搅拌轴转动，搅拌轴和搅拌桨叶均设置于反应腔室内，搅拌轴与釜体、半管夹套、换热盘管同轴设置，搅拌桨叶与搅拌轴相连；搅拌桨叶包括第一搅拌叶片和第二搅拌叶片，第一搅拌叶片设置于第二搅拌叶片的顶部，第二搅拌叶片设置于反应腔室的底部，第二搅拌叶片具有竖向叶片，竖向叶片与搅拌轴的轴线相平行；釜体设置进气口和入料口，进气口和入料口均与反应腔室相连通，进气口和入料口处均设置阀门。本发明的生产聚苯硫醚的聚合反应釜，半管夹套为中空结构，其中空部分与外界冷却水源相连通，在反应腔室内还设置了换热盘管，换热盘管与外界热源相连通，使操作者能够更加便捷地控制反应腔室内的温度，另外在搅拌轴上设置了第一搅拌叶片和第二搅拌叶片，第一搅拌叶片搅拌反应腔室内物料，能够形成主体循环，应对低粘度流体，第二搅拌叶片设置于反应腔室的底部，且第二搅拌叶片具有竖向叶片，能够增强物料径向流动，应对较高粘度流体，防止沉降及壁面附着，从而解决现有技术中生产聚苯硫醚时因温度、黏度变化对最终产物质量产生不良影响的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的生产聚苯硫醚的聚合反应釜的结构示意图；
其中，1为釜体，2为半管夹套，3为反应腔室，4为动力装置，5为搅拌轴，6为第一搅拌叶片，7为第二搅拌叶片，701为竖向叶片，702为横向叶片，8为换热盘管。
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，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。
本发明的目的是提供一种生产聚苯硫醚的聚合反应釜，以解决上述现有技术存在的问题，避免在聚苯硫醚生产过程中因反应釜内物料温度、黏度发生变化影响产物质量。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，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。
请参考图1，图1为本发明的生产聚苯硫醚的聚合反应釜的结构示意图。
本发明提供一种生产聚苯硫醚的聚合反应釜，包括釜体1、半管夹套2、动力装置4、搅拌轴5和搅拌桨叶，半管夹套2为中空结构，半管夹套2的中空部分与外界冷却水源相连通，半管夹套2设置于釜体1的底部，釜体1的内腔与半管夹套2的内腔相连通并围成供物料反应的反应腔室3，反应腔室3内设置换热盘管8，换热盘管8与外界热源相连通，动力装置4与搅拌轴5传动相连，动力装置4能够带动搅拌轴5转动，搅拌轴5和搅拌桨叶均设置于反应腔室3内，搅拌轴5与釜体1、半管夹套2、换热盘管8同轴设置，搅拌桨叶与搅拌轴5相连。搅拌桨叶包括第一搅拌叶片6和第二搅拌叶片7，第一搅拌叶片6设置于第二搅拌叶片7的顶部，第二搅拌叶片7设置于反应腔室3的底部，第二搅拌叶片7具有竖向叶片701，竖向叶片701与搅拌轴5的轴线相平行。釜体1设置进气口和入料口，进气口和入料口均与反应腔室3相连通，进气口和入料口处均设置阀门。
本发明的生产聚苯硫醚的聚合反应釜，半管夹套2为中空结构，其中空部分与外界冷却水源相连通，在反应腔室3内还设置了换热盘管8，换热盘管8与外界热源相连通，使操作者能够更加便捷地控制反应腔室3内的温度，另外在搅拌轴5上设置了第一搅拌叶片6和第二搅拌叶片7，第一搅拌叶片6搅拌反应腔室3内物料，能够形成主体循环，应对低粘度流体，第二搅拌叶片7设置于反应腔室3的底部，且第二搅拌叶片7具有竖向叶片701，能够增强物料径向流动，应对较高粘度流体，防止沉降及壁面附着，从而解决现有技术中生产聚苯硫醚时因温度、黏度变化对最终产物质量产生不良影响的问题。
具体地，第二搅拌叶片7为U形，开口朝向反应腔室3的顶部，另外，为了增强第二搅拌叶片7还包括横向叶片702，横向叶片702于搅拌轴5的轴线相垂直，横向叶片702连接两个竖向叶片701和搅拌轴5，第二搅拌叶片7包括竖向叶片701和横向叶片702形成框架式搅拌叶片，增强第二搅拌叶片7物料搅拌能力，提高物料在反应腔室3内混合效率。
在本具体实施方式中，第一搅拌叶片6的数量为四个，四个第一搅拌叶片6沿搅拌轴5周向均布，且第一搅拌叶片6倾斜设置，增强第一搅拌叶片6对物料的搅拌作用。
更具体地，搅拌轴5上设置有多组第一搅拌叶片6，使多组第一搅拌叶片6能够接连对物料进行搅拌，形成主体循环，多组第一搅拌叶片6沿搅拌轴5的轴线方向等间距均布，在本具体实施方式中，设置了三组第一搅拌叶片6，且为了增强搅拌效果，相邻组第一搅拌叶片6交错设置于搅拌轴5上，即相邻组的第一搅拌叶片6非正对设置。
进一步地，动力装置4为电机，电机设置于釜体1的顶部，增强装置整体稳定性，电机通过联轴器与搅拌轴5相连。
更进一步地，换热盘管8设置于釜体1和半管夹套2的内壁处，换热盘管8与釜体1、半管夹套2的内壁之间具有间隙，避免换热盘管8通过釜体1和半管夹套2与外界产生热量交换，减少热量损失。在实际生产中，换热盘管8内传热介质可以是热蒸汽或导热油，方便对反应腔室3内物料进行加温。
在本发明的其他具体实施方式中，半管夹套2的中空部设置循环流道，循环流道与外界冷却水源相连通，冷却水通过在循环流道中循环流动，达到为反应腔室3内物料进行冷却控温的作用。
本发明的本发明的生产聚苯硫醚的聚合反应釜，半管夹套2为中空结构，中空部分能够通入冷却水为反应腔室3内的物料降温，在反应腔室3内还设置了换热盘管8，换热盘管8与外界热源相连通，能够为物料加热，使操作者更加便捷地控制反应腔室3内的温度；另外在搅拌轴5上设置了多组第一搅拌叶片6和第二搅拌叶片7，第一搅拌叶片6搅拌反应腔室3内物料，能够形成主体循环，应对低粘度流体，第二搅拌叶片7设置于反应腔室3的底部，且第二搅拌叶片7具有竖向叶片701和横向叶片702，能够增强物料径向流动，应对较高粘度流体，防止沉降及壁面附着，从而解决现有技术中生产聚苯硫醚时因温度、黏度变化对最终产物质量产生不良影响的问题。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种生产聚苯硫醚的聚合反应釜，其特征在于：包括釜体、半管夹套、动力装置、搅拌轴和搅拌桨叶，所述半管夹套为中空结构，所述半管夹套的中空部分与外界冷却水源相连通，所述半管夹套设置于所述釜体的底部，所述釜体的内腔与所述半管夹套的内腔相连通并围成供物料反应的反应腔室，所述反应腔室内设置换热盘管，所述换热盘管与外界热源相连通，所述动力装置与所述搅拌轴传动相连，所述动力装置能够带动所述搅拌轴转动，所述搅拌轴和所述搅拌桨叶均设置于所述反应腔室内，所述搅拌轴与所述釜体、所述半管夹套、所述换热盘管同轴设置，所述搅拌桨叶与所述搅拌轴相连；
所述搅拌桨叶包括第一搅拌叶片和第二搅拌叶片，所述第一搅拌叶片设置于所述第二搅拌叶片的顶部，所述第二搅拌叶片设置于所述反应腔室的底部，所述第二搅拌叶片具有竖向叶片，所述竖向叶片与所述搅拌轴的轴线相平行；
所述釜体设置进气口和入料口，所述进气口和所述入料口均与所述反应腔室相连通，所述进气口和所述入料口处均设置阀门。
2.根据权利要求1所述的生产聚苯硫醚的聚合反应釜，其特征在于：所述第二搅拌叶片为U形，所述第二搅拌叶片还包括横向叶片，所述横向叶片连接两个所述竖向叶片和所述搅拌轴。
3.根据权利要求1所述的生产聚苯硫醚的聚合反应釜，其特征在于：所述第一搅拌叶片的数量为四个，四个所述第一搅拌叶片沿所述搅拌轴周向均布。
4.根据权利要求3所述的生产聚苯硫醚的聚合反应釜，其特征在于：所述搅拌轴上设置有多组所述第一搅拌叶片，多组所述第一搅拌叶片沿所述搅拌轴的轴线方向等间距均布。
5.根据权利要求4所述的生产聚苯硫醚的聚合反应釜，其特征在于：相邻组所述第一搅拌叶片交错设置于所述搅拌轴上。
6.根据权利要求1所述的生产聚苯硫醚的聚合反应釜，其特征在于：所述动力装置为电机，所述电机设置于所述釜体的顶部，所述电机通过联轴器与所述搅拌轴相连。
7.根据权利要求1所述的生产聚苯硫醚的聚合反应釜，其特征在于：所述换热盘管设置于所述釜体和所述半管夹套的内壁处，所述换热盘管与所述釜体、所述半管夹套的内壁之间具有间隙。
8.根据权利要求1所述的生产聚苯硫醚的聚合反应釜，其特征在于：所述半管夹套的中空部设置循环流道，所述循环流道与外界冷却水源相连通。
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