CN111701542A - 聚合物反应器 - Google Patents

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CN111701542A CN202010623511.4A CN202010623511A CN111701542A CN 111701542 A CN111701542 A CN 111701542A CN 202010623511 A CN202010623511 A CN 202010623511A CN 111701542 A CN111701542 A CN 111701542A
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秦云龙
安亚中
郭雨
马天鑫
邱永宁
张继春
曹善甫
安丙峰
马建强
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Abstract

本发明公开了一种聚合物反应器，该聚合物反应器包括反应容器和搅拌系统，反应容器包括筒体，设于筒体顶部的进料口、放射源及循环气入口和循环气出口，设于筒体一侧的催化剂入口，设于筒体底部的出料口；搅拌系统安装于反应容器底部，包括设于反应容器底部的减速机、设于筒体内部且底部与减速机连接的螺旋叶片。本发明的聚合物反应器为连续聚合反应设备，能够满足聚合反应所需的工艺要求，能够连续生产，且运行稳定、生产效率高。

Description

聚合物反应器
技术领域
本发明涉及一种聚合物反应器，尤其涉及一种聚丙烯的聚合反应器。
背景技术
聚丙烯是丙烯加聚反应而成的聚合物。聚丙烯广泛应用于服装、毛毯等纤维制品、医疗器械、汽车、自行车、零件、输送管道、化工容器、食品包装以及药品包装等生产。
世界上用于生产聚丙烯的工艺方法按类别划分主要有以下几大类：溶剂法、溶液法，液相本体法(含液相气相组合式)和气相法。
Novolen工艺是由BASF公司开发成功，其属于气相法工艺的一种，Novolen气相工艺采用带螺带搅拌立式反应器，反应器中的丙烯催化剂作用下聚合反应生成聚丙烯粉末，随后到脱气仓脱出丙烯气体，再通过挤出和颗粒均化得到产品。Novolen工艺与液相本体法工艺相比具有投资少，流程短，产品范围宽等特点，适宜生产抗冲共聚物。
随着聚丙烯需求量的增加和综合经济性要求的提高，聚丙烯反应装置规模越来越大，对工艺设备的要求也越来越高，对设备生产能力的需求也越来越高。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种能够满足现有聚合物生产需求的聚合物反应器。
为达上述目的，本发明提供的聚合物反应器，由搅拌系统和反应容器两部分组成。反应容器包括筒体、进料口、放射源及循环气入口、循环气出口、催化剂入口以及出料口；进料口、放射源及循环气入口、循环气出口设于筒体顶部，催化剂入口设于筒体一侧，出料口设于筒体底部。搅拌系统安装于反应容器底部，包括减速机、螺旋叶片；减速机设于反应容器底部、螺旋叶片设于筒体内部且螺旋叶片底部与减速机连接。
在一实施例中，反应容器与搅拌系统之间还设有搅拌连接口。
在一实施例中，反应容器与搅拌系统之间通过螺栓固定。
在一实施例中，减速机与螺旋叶片之间还设有联轴器。
在一实施例中，反应容器顶部还设有多点测温口。
在一实施例中，多点测温口接有伸入筒体内的第一插管，且第一插管末端位于筒体中部。
在一实施例中，放射源及循环气入口接有伸入筒体内的第二插管，且第二插管末端位于筒体中部，第二插管填充有放射源。
在一实施例中，进料口接有伸入筒体内的第三插管，且第三插管末端位于筒体中部。
在一实施例中，反应容器底部还设有底部测温口。
在一实施例中，底部测温口的设置位置与出料口相对于筒体中心轴对称。
在一实施例中，反应容器顶部还设有人孔。
在一实施例中，筒体一侧还设有支耳和备用口，备用口的数量大于等于1。
在一实施例中，筒体底部以封头焊接，筒体顶部以法兰连接。
在一实施例中，催化剂入口的数量大于等于1。
在一实施例中，催化剂入口与进料口的第三插管末端位于同一水平面。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明为连续聚合反应设备，能够满足聚合反应所需的工艺要求，同时连续生产、运行稳定，生产效率高。
2、本发明采用底部搅拌方式，搅拌轴长度减小，功耗低，设备投资少。
3、本发明搅拌叶片采用螺旋式叶片，搅拌范围大、搅拌效率高。
4、本发明设置有多个催化剂进口和备用口，可根据工况要求对进行调整，设备适应性强。
5、本发明底端设置出料口，物料可连续排除，螺旋叶片可防止物料在出料口架桥堵塞。
6、本发明顶部设置放射源及循环气入口，可实时测量反应容器内物料高度，控制反应过程。
7、本发明多点测温口的第一接管插入反应容器中段，可测量垂直截面内的温度分布。
附图说明
图1为本发明聚合物反应器一实施例的结构示意图。
其中，附图标记：
搅拌系统1
减速机2
联轴器3
搅拌连接口4
出料口5
筒体6
螺旋叶片7
支耳8
催化剂入口9
备用口10
反应容器11
人孔12
进料口13
放射源及循环气入口14
多点测温口15
循环气出口16
底部测温口17
具体实施方式
为更好理解本发明，现就配合附图对本发明作进一步解释。以下本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述内容。
如图1所示，为本发明聚合物反应器一实施例的结构示意图，本发明的聚合物反应器由搅拌系统1和反应容器11两部分组成。
请继续参照图1，反应容器11包括筒体6、进料口13、放射源及循环气入口14、循环气出口16、催化剂入口9以及出料口5。
筒体6顶部设有循环气出口16、设有进料口13、放射源及循环气入口14，优选地，筒体6顶部还设有多点测温口15和人孔12。进料口13作为反应物料的加入口，进料口13接有伸入筒体6内的第三插管，且第三插管末端位于筒体6中部。人孔12方便人员进出聚合物反应器，以便于对聚合物反应器进行安装、检修以及安全检查，本发明对人孔12的形状及构造并不作特别限制，只要满足使用者的使用需求即可；此外，在本发明中，人孔12在设备启动时，也可以作为本发明聚合物反应器启动时所需要的物料的进入口。放射源及循环气入口14接有伸入筒体6内的第二插管，且第二插管末端位于筒体6中部，第二插管填充有放射源，放射源用于检测反应容器11内反应物料的料位。多点测温口15接有伸入筒体6内的第一插管，且第一插管末端位于筒体6中部，可测量垂直截面内的温度分布。
筒体6一侧设有支耳8、催化剂入口9及备用口10，催化剂入口9及备用口10的数量大于等于1，如图1所示，在本实施例中，催化剂入口9的数量为2个，备用口10的数量为2个，当然在其他实施例中，催化剂入口9及备用口10的数量可以为相同或不同，且可以为其他数量，例如在其他实施例中催化剂入口9的数量可以设计为3个、备用口10数量设计为4个，或催化剂入口9及备用口10的数量都为5个等多种情况，对此本发明并不特别限制；催化剂入口9及备用口10的数量可根据工况要求进行调整，以增强本发明聚合物反应器的适应性。优选地，催化剂入口9与备用口10设于筒体6外侧的中部。
筒体6底部设有出料口5，筒体6底部以封头焊接，筒体6顶部以法兰与其他设备连接。搅拌系统1安装于反应容器11底部，并通过螺栓固定，整个搅拌系统1的重量由反应容器11支撑。反应容器11与搅拌系统1之间还设有搅拌连接口4。
搅拌系统1包括减速机2、联轴器3以及螺旋叶片7；减速机2设于反应容器11底部，并减速机2通过联轴器3与螺旋叶片7的底部连接，螺旋叶片7设于筒体6内部，减速机2为螺旋叶片7在筒体6内转动提供动力。
优选地，在反应容器11顶部还设有底部测温口17，用于监测聚合反应生成的聚合物温度。底部测温口17的设置位置与出料口5相对于筒体6的中心轴对称。
使用时，本发明聚合物反应器启动时所需要的预加入物料由人孔12加入，满足工艺生产所需的条件后封闭人孔12。启动搅拌系统1，螺旋叶片7在减速机2的带动下搅动预加入物料，反应物料由顶部进料口13、多点测温口15加入反应容器11内，催化剂由催化剂入口9加入，催化剂入口9和进料口13的第三插管末端位于同一水平面，可保证反应物料和催化剂在搅拌作用下具有最大接触面积，从而提高聚合反应效率。循环气从放射源及循环气入口14进入反应容器11内部，并将部分反应气体置换后从筒体6顶部的循环气出口16排出。放射源及循环气入口14内安装有放射源，可实时监测反应容器11内的料层高度，一次调整聚合反应进度。聚合反应生成的产物在重力作用下下沉，在螺旋叶片7搅动作用下从出料口5排出，筒体6底部的底部测温口17可实时监测聚合反应产物的温度，从而保证生成质量。
综上所述，本发明的聚合物反应器具有以下优点：
1、本发明为连续聚合反应设备，能够满足聚合反应所需的工艺要求，同时连续生产、运行稳定，生产效率高。
2、本发明采用底部搅拌方式，搅拌轴长度减小，功耗低，设备投资少。
3、本发明搅拌叶片采用螺旋式叶片，搅拌范围大、搅拌效率高。
4、本发明设置有多个催化剂进口和备用口，可根据工况要求对进行调整，设备适应性强。
5、本发明底端设置出料口，物料可连续排除，螺旋叶片可防止物料在出料口架桥堵塞。
6、本发明顶部设置放射源及循环气入口，可实时测量反应容器内物料高度，控制反应过程。
7、本发明多点测温口的第一接管插入反应容器中段，可测量垂直截面内的温度分布。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求书所界定的保护范围。

Claims (15)

1.一种聚合物反应器，其特征在于，包括：
反应容器，包括筒体，设于筒体顶部的进料口、放射源及循环气入口和循环气出口，设于筒体一侧的催化剂入口，设于筒体底部的出料口；以及
搅拌系统，安装于反应容器底部，包括设于反应容器底部的减速机、设于筒体内部且底部与减速机连接的螺旋叶片。
2.根据权利要求1所述的聚合物反应器，其特征在于，所述反应容器与所述搅拌系统之间还设有搅拌连接口。
3.根据权利要求1所述的聚合物反应器，其特征在于，所述反应容器与所述搅拌系统之间通过螺栓固定。
4.根据权利要求1所述的聚合物反应器，其特征在于，所述减速机与所述螺旋叶片之间还设有联轴器。
5.根据权利要求1所述的聚合物反应器，其特征在于，所述反应容器顶部还设有多点测温口。
6.根据权利要求5所述的聚合物反应器，其特征在于，所述多点测温口接有伸入筒体内的第一插管，且第一插管末端位于筒体中部。
7.根据权利要求1所述的聚合物反应器，其特征在于，所述放射源及循环气入口接有伸入筒体内的第二插管，且第二插管末端位于筒体中部，第二插管填充有放射源。
8.根据权利要求1所述的聚合物反应器，其特征在于，所述进料口接有伸入筒体内的第三插管，且第三插管末端位于筒体中部。
9.根据权利要求1所述的聚合物反应器，其特征在于，所述反应容器底部还设有底部测温口。
10.根据权利要求9所述的聚合物反应器，其特征在于，所述底部测温口的设置位置与所述出料口相对于筒体中心轴对称。
11.根据权利要求1所述的聚合物反应器，其特征在于，所述反应容器顶部还设有人孔。
12.根据权利要求1所述的聚合物反应器，其特征在于，所述筒体一侧还设有支耳和备用口，所述备用口的数量大于等于1。
13.根据权利要求1所述的聚合物反应器，其特征在于，所述筒体底部以封头焊接，所述筒体顶部以法兰连接。
14.根据权利要求1所述的聚合物反应器，其特征在于，所述催化剂入口的数量大于等于1。
15.根据权利要求1所述的聚合物反应器，其特征在于，所述催化剂入口与所述进料口的所述第三插管末端位于同一水平面。
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