CN112844283A - 一种用于氯化聚氯乙烯制备的氯化反应设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种用于氯化聚氯乙烯制备的氯化反应设备，涉及化工处理设备的领域，其包括反应釜，反应釜底部连通有氯气分布器，氯气分布器底部连通有液氯管，氯气分布器顶部设置有多个出气孔，出气孔连通液氯管与反应釜内部，氯气分布器内部设置有气体通道，每个气体通道对应一个出气孔，出气孔通过气体通道与液氯管连通；液氯管上设置有控制阀门，液氯管上连通有排液管，排液管与液氯管的连通处位于控制阀门与反应釜之间，排液管上设置有排液阀门。本申请具有减少氯气分布器内溶液积存的效果。
Description
技术领域
本申请涉及化工处理设备的领域，尤其是涉及一种用于氯化聚氯乙烯制备的氯化反应设备。
背景技术
氯化聚氯乙烯的制备方法为：将PVC树脂粉末悬浮于水中或盐酸介质中，在引发剂和其他氯化助剂存在下通氯气进行氯化反应，然后经脱酸水洗、中和水洗、离心和干燥等工序制得非均质氯化产品。
氯化反应是在反应釜中进行的，氯化釜内设置有搅拌机构与氯气分布器，氯气分布器一般固定设置在反应釜内，氯气分布器为一个中空盒体，氯气分布器底部与氯气管连接，氯气分布器顶部开设有均匀的通孔；氯化反应时，将PVC悬浮液压入反应釜内，并搅拌均匀，然后通过氯气管向反应釜内通氯气，氯气沿氯气管进入氯气分布器内，然后从氯气分布器顶部的通孔进入反应釜内，在氯气分布器的作用下氯气均匀的分布在反应釜内与悬浮液进行氯化反应，反应完成后从反应釜底部将反应液放出。
针对上述中的相关技术，发明人认为氯气分布器设置在反应釜内，反应釜内的悬浮液从通孔进入氯气分布器内部，而且反应完成后的反应液也会进入氯气分布器内部，现有技术中对氯气反应器内部的及时清理不方便，氯气反应器内液体残留一方面可能会污染下一次生产的悬浮液，另一方面残留液体在氯化反应器内积存干涸，会堵塞氯化反应器。
发明内容
为了减少氯气分布器内溶液的积存，本申请提供一种用于氯化聚氯乙烯制备的氯化反应设备。
本申请提供的一种用于氯化聚氯乙烯制备的氯化反应设备采用如下的技术方案：
一种用于氯化聚氯乙烯制备的氯化反应设备，包括反应釜，反应釜底部连通有氯气分布器，氯气分布器底部连通有液氯管，氯气分布器顶部设置有多个出气孔，出气孔连通液氯管与反应釜内部，氯气分布器内部设置有气体通道，每个气体通道对应一个出气孔，出气孔通过气体通道与液氯管连通；液氯管上设置有控制阀门，液氯管上连通有排液管，排液管与液氯管的连通处位于控制阀门与反应釜之间，排液管上设置有排液阀门。
通过采用上述技术方案，进行氯化反应时，将PVC悬浮液压入反应釜内搅拌均匀并升温，悬浮液会从出气孔处进入氯气分布器内，然后打开控制阀门，液氯沿液氯管以氯气的形式进入氯气分布器内，氯气进入氯气分布器后，分散进入不同的气体通道内，然后沿着气体通道从出气孔进入反应釜内，与反应釜内的悬浮液混合并进行氯化反应，反应完成后关闭控制阀门，将反应釜内的反应液放出，待反应釜内反应液放出完全后，打开排液阀门，将氯气分布器内残留的液体从排液管放出，减少氯气分布器内溶液的积存。
气体通道连通出气孔与液氯管，使得每个出气孔都与液氯管直接地连通，使得经出气孔进入的液体残留在气体通道内，降低氯气分布器内部可能产生液体残留的空间面积，从而使得空气通道内的液体可以准确的进入液氯管，然后进入排液管内，有利于减少氯气分布器内溶液的积存。
可选的，所述排液管远离液氯管一端连通有积液箱，积液箱上连通有抽风机，积液箱可拆卸连接于排液管。
通过采用上述技术方案，打开排液阀门后，启动抽风机，抽风机通过积液箱对氯气分布器内产生吸力，使得氯气分布器内的液体更容易从氯气分布器内部离开，液体从氯气分布器离开后进入积液箱内，在积液箱内积存，当需要对积液箱进行清洗时，将积液箱与排液管拆卸分离，对积液箱内部进行清洗。
可选的，所述抽风机与积液箱之间连通有连接管，连接管一端连通于积液箱远离液氯管的一端，连接管另一端向靠近液氯管的方向延伸，抽风机连通于连接管另一端。
通过采用上述技术方案，连接管呈先远离液氯管再靠近液氯管的趋势延伸，可以降低液体在抽风机吸力作用下进入抽风机内部的几率，从而降低抽风机被损坏的几率。
可选的，所述反应釜内设置有对反应釜内物质进行搅拌的搅拌组件；搅拌组件包括搅拌轴、搅拌叶片，搅拌轴竖直转动连接于反应釜，搅拌轴为中空结构，搅拌轴上开设有连通搅拌轴内部与外界的多个第一通孔，搅拌叶片连接于搅拌轴周向面且搅拌叶片与搅拌轴连通，搅拌叶片为中空结构，搅拌叶片上设置有连通搅拌叶片内部与外界的多个第二通孔；搅拌轴转动连接于氯气分布器，且搅拌轴与液氯管连通。
通过采用上述技术方案，搅拌轴与液氯管连通，氯气分布器内的氯气进入搅拌轴内，在搅拌轴内向上移动，搅拌轴内的氯气一部分从第一通孔排出进入反应釜内，一部分进入搅拌叶片内从第二通孔排出进入反应釜内，使得在反应釜高度方向上，氯气可以更均匀的分布在反应釜内，使得位于靠近反应釜顶部的悬浮液可以更快的跟氯气接触，加快氯化反应的速度。
可选的，所述搅拌轴与氯气分布器之间设置有集气管，集气管一端固定连接于氯气分布器顶部，搅拌轴转动连接于集气管另一端，集气管的外壁沿着远离搅拌轴方向逐渐向远离集气管中部方向延伸。
通过采用上述技术方案，集气管呈下端开口较大的结构，使得氯气分布器内的氯气更容易进入集气管内，然后沿集气管进入搅拌轴内。
可选的，所述反应釜顶部固定连接有气箱，气箱为内部中空结构，搅拌轴穿过气箱，搅拌轴上开设有进气口，进气口位于气箱内，气箱上连通有进气管，反应釜上连通有排气管，排气管上设置有排气阀门。
通过采用上述技术方案，搅拌过程中从进气管处对气箱内通入惰性气体，如氮气，打开排气阀门，气箱内的氮气从进气口进入搅拌轴内，搅拌轴内的氮气从第一通孔以及第二通孔处排出进入反应釜内，然后从排气管排出，氮气一方面可以吹动悬浮液翻腾，提高搅拌组件对悬浮液的搅拌效果，另一方面氮气持续地从第一通孔以及第二通孔内吹出，可以降低悬浮液从第一通孔进入搅拌轴内以及从第二通孔进入搅拌叶片内的几率，降低悬浮液在搅拌轴及搅拌叶片内积存而损坏搅拌轴或搅拌叶片；另外，向反应釜内通氮气，可以赶走反应釜内的氧气，有利于后续氯化反应的进行。
可选的，所述反应釜靠近顶部位置连通有回气管，回气管另一端连通于液氯管，回气管上设置有回气阀门。
通过采用上述技术方案，打开控制阀门后，打开回流阀门，反应釜内未反应的氯气沿回气管进入液氯管内，然后进入氯气分布器内，再次进入反应釜内被利用，降低氯气的浪费，同时降低氯气排放至环境中对环境造成的污染。
可选的，所述回气阀门位于回气管靠近回气管与反应釜的连通处。
通过采用上述技术方案，关闭回气阀门后，因为回气阀门位于靠近反应釜的位置，可以减少筒氮气时，氮气进入回气管内的量，从而降低氮气进入氯气分布器内，占用氯气气体而导致进入反应釜内氯气减少的几率。
可选的，所述排气管上连通有对排气管内气体进行干燥的过滤箱。
通过采用上述技术方案，排气管内的氮气经过滤箱过滤后排出，降低氮气中携带的有污染性的物质进入环境中对环境造成污染的几率。
可选的，所述氯气分布器内设置有分散罩，分散罩为网格状的内部中空结构的罩体，液氯管插设于分散罩内。
通过采用上述技术方案，氯气进入氯气分布器内时，先经过分散罩，分散罩对氯气进行一次分散，然后氯气从出气孔排出，对氯气进行二次分散，使得进入反应釜内的氯气分布的更加均匀，有利于提高氯化反应速率。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过设置排液管，快速方便的排出氯气分布器内的残留液体，减小液体在氯气分布器内的残留；
2.通过设置抽风机，使得氯气分布器内的残留液体排出的更加完全，进一步降低氯气分布器内的液体残留；
3.通过设置第一通孔、第二通孔，提高氯化反应的速率。
附图说明
图1是本申请实施例整体结构示意图；
图2是图1中A部放大图；
图3是为展示反应釜内部的剖视图；
图4是为展示氯气分布器内部的结构示意图；
图5是为展示搅拌轴与气箱关系的剖视图；
图6是为展示气体通道的剖视图。
附图标记说明：1、反应釜；11、进料管；12、出料管；13、排气管；131、排气阀门；132、过滤箱；14、回气管；141、回气阀门；2、搅拌组件；21、搅拌轴；211、电机；212、第一通孔；213、进气口；214、集气管；22、搅拌叶片；221、第二通孔；3、氯气分布器；31、出气孔；32、总通道；33、气体通道；34、连通管；341、分散罩；35、液氯管；351、控制阀门；352、液氯罐；353、流量计；36、排液管；361、排液阀门；362、法兰；4、积液箱；41、抽风机；42；连接管；5、气箱；51、进气管；511、进气阀门。
具体实施方式
以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种用于氯化聚氯乙烯制备的氯化反应设备。参照图1与图2，一种用于氯化聚氯乙烯制备的氯化反应设备包括反应釜1，反应釜1顶部连通有进料管11，反应釜1底部连通有出料管12，参照图3，反应釜1内设置有对反应釜1内物质进行搅拌的搅拌组件2；反应釜1底部连通有氯气分布器3，氯气分布器3底部连通有连通管34，氯气分布器3顶部设置有多个出气孔31，出气孔31连通连通管34与反应釜1内部，连通管34上连通有液氯管35，液氯管35上设置有控制阀门351，液氯管35上连通有液氯罐352，连通管34上连通有排液管36，排液管36上设置有排液阀门361。打开控制阀门351，液氯进入液氯管35内，液氯管35内的液氯经连通管34以氯气的形式进入氯气分布器3内，经氯气分布器3分散后进入反应釜1内与反应釜1内悬浮液进行氯化反应，氯气通入完成后，关闭控制阀门351，反应完成后，将反应釜1内的反应液从出料管12排出，然后打开排液阀门361，将氯气分布器3内的液体排出，减少氯气分布器3内液体的残留。
参照图2，排液管36远离连通管34一端连通有积液箱4，排液管36与积液箱4之间通过法兰362与螺栓可拆卸连接，排液管36连通于积液箱4顶部，积液箱4底部连通有连接管42，连接管42从积液箱4底部开始先竖直向下延伸再水平衍生最后竖直向上延伸，连接管42远离积液箱4一端连通有抽风机41。将反应釜1内的反应液从出料管12排出后，打开排液阀门361，启动抽风机41，抽风机41通过连接管42、积液箱4对氯气分布器3内产生吸力，将氯气分布器3内残留的液体吸入积液箱4内，使得氯气分散器内残留液体排出更彻底，同时连接管42向上弯折，降低积液箱4内的液体与抽风机41接触的几率，从而降低抽风机41被损坏的几率；当积液箱4内需要进行清理时，拧松螺栓，将积液箱4从排液管36上拆下，对积液箱4进行清理。
参照图3与图4，搅拌组件2包括搅拌轴21、搅拌叶片22，搅拌轴21竖直转动连接于反应釜1，搅拌轴21顶部伸出反应釜1外，搅拌轴21上连接有驱动搅拌轴21转动的电机211，搅拌轴21为中空结构，搅拌轴21上开设有连通搅拌轴21内部与外界的多个第一通孔212，搅拌叶片22连接于搅拌轴21周向面且搅拌叶片22与搅拌轴21连通，搅拌叶片22为中空结构，搅拌叶片22上设置有连通搅拌叶片22内部与外界的多个第二通孔221；氯气分布器3上开设有总通道32，总通道32在竖直方向上贯穿氯气分布器3，且总通道32位于氯气分布器3中部，连通管34连通于总通道32，搅拌轴21连通于总通道32，且搅拌轴21底部转动连接于氯气分布器3顶部。
参照图3，连通管34内的氯气进入总通道32后一部分经出气孔31进入反应釜1内，此部分氯气首先与反应釜1底部的悬浮液进行反应，总通道32内一部分氯气进入搅拌轴21内，在搅拌轴21内向上移动，然后经第一通孔212以及第二通孔221排出进入反应釜1内，使得位于靠近反应釜1顶部的悬浮液可以更快的跟氯气接触，加快氯化反应的速度。
参照图3与图4，搅拌轴21与氯气分布器3之间设置有集气管214，集气管214呈大口端朝下的圆台状空心结构，集气管214底端固定连接于氯气分布器3顶部，集气管214与总通道32连通，搅拌轴21转动连接于集气管214顶端，总通道32内的氯气从集气管214大口端进入集气管214内然后进入搅拌轴21内，集气管214起到对氯气的收集作用，使得总通道32内的氯气更容易进入搅拌轴21内，有利于提高反应速率。
参照图1与图5，反应釜1顶部固定连接有气箱5，气箱5为内部中空结构，搅拌轴21竖直穿过气箱5，搅拌轴21上开设有进气口213，进气口213位于气箱5内，气箱5上连通有进气管51，进气管51上设置有进气阀门511，反应釜1顶部连通有排气管13，排气管13上设置有排气阀门131，排气管13上设置连通有对排气管13内气体进行过滤的过滤箱132。向反应釜1内通氯气之前，从进气管51处向气箱5内通入氮气，气箱5内的氮气从进气口213进入搅拌轴21内，然后在搅拌轴21内向下移动并从第一通孔212以及第二通孔221内进入反应釜1内，然后进入排气管13内进过滤箱132过滤后排出，通氮气的作用，一方面可以降低反应釜1内悬浮液从第一通孔212进入搅拌轴21、从第二通孔221进入搅拌叶片22的几率，另一方面在氮气作用下悬浮液翻腾，提高搅拌效果，最后通氮气可以将反应釜1内的氧气挤出，有利于后续氯化反应的进行。
参照图4与图6，氯气分布器3内部设置有气体通道33，每个出气孔31对应一个气体通道33，气体通道33连通于总通道32，气体通道33内设置有分散罩341，分散罩341为网格状的内部中空的球形，连通管34插设于分散罩341内；连通管34内的氯气进分散罩341一次分散后进入总通道32，然后沿着各气体通道33从出气孔31排出，或沿集气管214进入搅拌轴21，每个出气孔31都通过气体通道33与总通道32连通，使得每个气体通道33的延伸方向都不一致，从而使得氯气以各个方向进入反应釜1内，有利于提高氯气与悬浮液的接触面积，提高反应速率；另一方面，每个出气孔31都通过气体通道33与连通管34直接、单一地连通，使得经出气孔31进入的液体残留在气体通道33内，降低氯气分布器3内部可能产生液体残留的空间面积，从而使得空气通道内的液体可以准确的进入液氯管35，然后进入排液管36内，有利于减少氯气分布器3内溶液的积存。
参照图1与图2，反应釜1靠近顶部位置连通有回气管14，回气管14另一端连通于连通管34，回气管14上设置有回气阀门141，回气阀门141位于回气管14靠近回气管14与反应釜1的连通处，打开回流阀门，反应釜1内未反应的氯气沿回气管14进入连通管34内，再次被利用，降低氯气的浪费，同时降低氯气排放至环境中对环境造成的污染。
参照图2，液氯管35上还设置有流量计353，控制液氯管35中液氯的流量。
本申请实施例一种用于氯化聚氯乙烯制备的氯化反应设备的实施原理为：将PVC与盐酸的悬浮液从进料管11处压入反应釜1内，对反应釜1进行加热，并启动电机211，电机211带动搅拌轴21以及叶片转动对悬浮液进行搅拌；打开进气阀门511与排气阀门131，并通过进气管51向气箱5内通入氮气，气箱5内的氮气从进气口213处进入搅拌轴21内，并经过第一通孔212与第二通孔221排出至反应釜1内，然后进入排气管13，经过滤箱132过滤后排出，氮气持续吹出，降低悬浮液经过第一通孔212、第二通孔221进入搅拌轴21、搅拌叶片22的几率，反应釜1温度升至要求温度时，关闭进气阀门511与排气阀门131。
然后打开控制阀门351、回流阀门，液氯罐352内的液氯在流量计353的控制作用下进入液氯管35内，液氯罐352内的液氯以气体的形式连通管34内，连通管34内的氯气经分散罩341分散后进入总通道32内，总通道32内的氯气一部分沿气体通道33从出气孔31进入反应釜1内，总通道32内另一部分氯气沿集气管214进入搅拌轴21内，然后在搅拌轴21内向上运动并从第一通孔212以及第二通孔221内排出，使得氯气在反应釜1内均匀分布，有利于提高反应效率，同时，反应釜1内未反应的氯气沿回流管进入连通管34内再次被利用，提高氯气的利用率。
氯化反应完成后，关闭控制阀门351、回流阀门，将反应釜1内的反应液从出料管12排出，然后打开排液阀门361，启动抽风机41，在抽风机41的作用下，氯气分散器内残留的液体进入积液箱4内，然后拧松螺栓，将积液箱4与排液管36分离，对积液箱4进行清理，将氯气分散器内残留的液体及时抽出，减少氯气反应器内液体的残留。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于氯化聚氯乙烯制备的氯化反应设备，其特征在于：包括反应釜(1)，反应釜(1)底部连通有氯气分布器(3)，氯气分布器(3)底部连通有液氯管(35)，氯气分布器(3)顶部设置有多个出气孔(31)，出气孔(31)连通液氯管(35)与反应釜(1)内部，氯气分布器(3)内部设置有气体通道(33)，每个气体通道(33)对应一个出气孔(31)，出气孔(31)通过气体通道(33)与液氯管(35)连通；液氯管(35)上设置有控制阀门(351)，液氯管(35)上连通有排液管(36)，排液管(36)与液氯管(35)的连通处位于控制阀门(351)与反应釜(1)之间，排液管(36)上设置有排液阀门(361)。
2.根据权利要求1所述的一种用于氯化聚氯乙烯制备的氯化反应设备，其特征在于：所述排液管(36)远离液氯管(35)一端连通有积液箱(4)，积液箱(4)上连通有抽风机(41)，积液箱(4)可拆卸连接于排液管(36)。
3.根据权利要求2所述的一种用于氯化聚氯乙烯制备的氯化反应设备，其特征在于：所述抽风机(41)与积液箱(4)之间连通有连接管(42)，连接管(42)一端连通于积液箱(4)远离液氯管(35)的一端，连接管(42)另一端向靠近液氯管(35)的方向延伸，抽风机(41)连通于连接管(42)另一端。
4.根据权利要求1所述的一种用于氯化聚氯乙烯制备的氯化反应设备，其特征在于：所述反应釜(1)内设置有对反应釜(1)内物质进行搅拌的搅拌组件(2)；搅拌组件(2)包括搅拌轴(21)、搅拌叶片(22)，搅拌轴(21)竖直转动连接于反应釜(1)，搅拌轴(21)为中空结构，搅拌轴(21)上开设有连通搅拌轴(21)内部与外界的多个第一通孔(212)，搅拌叶片(22)连接于搅拌轴(21)周向面且搅拌叶片(22)与搅拌轴(21)连通，搅拌叶片(22)为中空结构，搅拌叶片(22)上设置有连通搅拌叶片(22)内部与外界的多个第二通孔(221)；搅拌轴(21)转动连接于氯气分布器(3)，且搅拌轴(21)与液氯管(35)连通。
5.根据权利要求4所述的一种用于氯化聚氯乙烯制备的氯化反应设备，其特征在于：所述搅拌轴(21)与氯气分布器(3)之间设置有集气管(214)，集气管(214)一端固定连接于氯气分布器(3)顶部，搅拌轴(21)转动连接于集气管(214)另一端，集气管(214)的外壁沿着远离搅拌轴(21)方向逐渐向远离集气管(214)中部方向延伸。
6.根据权利要求4所述的一种用于氯化聚氯乙烯制备的氯化反应设备，其特征在于：所述反应釜(1)顶部固定连接有气箱(5)，气箱(5)为内部中空结构，搅拌轴(21)穿过气箱(5)，搅拌轴(21)上开设有进气口(213)，进气口(213)位于气箱(5)内，气箱(5)上连通有进气管(51)，反应釜(1)上连通有排气管(13)，排气管(13)上设置有排气阀门(131)。
7.根据权利要求6所述的一种用于氯化聚氯乙烯制备的氯化反应设备，其特征在于：所述反应釜(1)靠近顶部位置连通有回气管(14)，回气管(14)另一端连通于液氯管(35)，回气管(14)上设置有回气阀门(141)。
8.根据权利要求7所述的一种用于氯化聚氯乙烯制备的氯化反应设备，其特征在于：所述回气阀门(141)位于回气管(14)靠近回气管(14)与反应釜(1)的连通处。
9.根据权利要求6所述的一种用于氯化聚氯乙烯制备的氯化反应设备，其特征在于：所述排气管(13)上连通有对排气管(13)内气体进行干燥的干燥箱。
10.根据权利要求1所述的一种用于氯化聚氯乙烯制备的氯化反应设备，其特征在于：所述氯气分布器(3)内设置有分散罩(341)，分散罩(341)为网格状的内部中空结构的罩体，液氯管(35)插设于分散罩(341)内。
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