CN202157041U - 一种异戊橡胶聚合反应釜 - Google Patents

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李殿军
刘乃青
王硕
杨金胜
王淑娟
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Abstract

本实用新型涉及一种异戊橡胶聚合反应釜，由内置螺旋导流板的夹套，带有夹套的釜体，釜体内的搅拌设备构成；搅拌设备由釜体内自上而下的与釜体外电动机相连接的搅拌轴，固定在搅拌轴上部的釜顶刮刀，固定在搅拌轴中部的双螺带搅拌桨和固定在搅拌轴下部的釜底锚式搅拌桨组成；其特征在于：在双螺带搅拌桨外侧的螺带之间增设数个与釜壁紧密配合的径向推进式刮板，径向推进式刮板刮胶方向与搅拌切线方向夹角为30～60度，相邻的径向推进式刮板呈30～180度均匀分布，径向推进式刮板固定在固定支架上，固定支架固定在双螺带搅拌桨螺带之间的搅拌轴上；本反应釜改善了聚合反应后期高粘体系的传质和传热，反应温度分布合理可控。

Description

一种异戊橡胶聚合反应釜
技术领域：
本实用新型涉及合成橡胶领域，具体涉及一种稀土异戊橡胶聚合反应釜。
背景技术
异戊橡胶是由异戊二烯制得的高顺式(顺-1，4含量为95％～98％)合成橡胶，其结构和性能与天然橡胶相似，又被称为合成天然橡胶，可代替天然橡胶用于轮胎制造和医药领域。
异戊二烯溶液聚合法制备异戊橡胶属于放热反应，并且随着聚合反应的进行反应物料的粘度越来越大，到聚合反应后期时反应物料为高粘度体系，此时聚合反应热很难从反应体系中撤出。因此，如何快速移出异戊橡胶高粘体系中的反应热是保证生产装置平稳运行和产品质量的关键技术。目前，为了解决异戊二烯聚合热的移出问题，采用多釜串联进行聚合反应，加大传热面积，一般采用3～4台聚合釜串联；采用反应物料釜外循环的方式和釜内加设换热器进行聚合反应撤热；在聚合反应不同阶段充冷溶剂，利用反应热加热冷溶剂和溶剂汽化潜热带走反应热；改进聚合釜搅拌型式，改善传热效率从而达到移出聚合热的效果。
现有技术在异戊二烯聚合反应初期和中期时，可以有效地将反应热移出，保证温度稳定可控，但随着聚合胶液粘度的加大，从聚合釜中移出反应热也越来越困难，特别是聚合后期胶液属于高粘体系，不能及时有效地移出反应热，很难将聚合温度控制在设定值。可以通过增加串联釜的数量和采用釜外循环，增大传热面积，但是会增加动力消耗，对规模生产不利，而且稀土异戊橡胶聚合反应后期属于高粘体系，很难实现釜外循环撤热；充冷溶剂可以有效地达到撤热目的，但是实验发现稀土异戊橡胶聚合后期胶液粘度太大，冷溶剂不能和胶液很好的混合，一方面撤热效果变差，另一方面造成温度差大，温度分布不均影响聚合反应；还可以通过改变搅拌型式，在合成橡胶工业上发表的“工业聚合反应装置II.溶液聚合反应器”报道了带刮板的螺带搅拌器或轴流搅拌器与导流筒组合的反应器，改善釜内传热传质效果，此方面关于顺丁橡胶的研究很多，顺丁橡胶属于绝热反应，主要目的是为了达到温度分布更趋于合理，不需要控制较低的聚合反应温度，顺丁橡胶末釜反应温度可以达到95℃，温度对产品质量影响不敏感。稀土异戊橡胶聚合反应需要严格控制反应温度，反应温度不宜超过50℃，聚合反应温度是影响稀土异戊橡胶1，4-顺式结构含量的主要因素，随着反应温度的升高而1，4-顺式结构含量降低，因此有效地移出异戊二烯聚合反应热是保证稀土异戊橡胶产品质量的关键。
实用新型内容
本实用新型目的是提供一种异戊橡胶聚合反应釜，解决稀土异戊橡胶聚合反应后期高粘胶液易挂壁和撤热困难的问题，在现有双螺带搅拌聚合釜的基础上，增设径向推进式刮板，改进刮板结构和放置方式，使刮板与釜壁结合的更好，可以自由拆卸，改善了聚合反应后期高粘体系的传质和传热，使反应温度分布合理且平稳可控。
本实用新型所述的一种异戊橡胶聚合反应釜，由内置螺旋导流板的夹套，带有夹套的釜体，釜体内的搅拌设备构成；搅拌设备由釜体内自上而下的与釜体外电动机相连接的搅拌轴，固定在搅拌轴上部的釜顶刮刀，固定在搅拌轴中部的双螺带搅拌桨和固定在搅拌轴下部的釜底锚式搅拌桨组成；其特征在于：在双螺带搅拌桨外侧的螺带之间增设数个与釜壁紧密配合的径向推进式刮板，径向推进式刮板刮胶方向与搅拌切线方向夹角为30～60度，相邻的径向推进式刮板呈30～180度均匀分布，径向推进式刮板固定在固定支架上，固定支架固定在双螺带搅拌桨螺带之间的搅拌轴上。
刮板为钢板增强的聚四氟板，可自由拆卸更换。
在聚合反应后期，采用本实用新型提供的异戊橡胶聚合反应釜进行了长周期连续开车，釜内聚合反应温度基本控制在44～46℃，没有出现温度随反应时间逐渐升高难控制的现象，温度平稳可控，可以保证稀土异戊橡胶聚合装置连续稳定运行。所得产品1，4-顺式含量96.8％，分子量分布为2.4，门尼粘度为95。
本实用新型与现有技术相比具有显著的进步和积极效果：
1.解决了稀土异戊橡胶聚合温度难控制问题，采用推进式刮板能够降低釜壁处热阻，反应热通过釜壁及时由夹套中的冷剂带走，使反应温度平稳可控和分布合理，保证稀土异戊橡胶1，4-顺式结构含量达到96％以上。
2.解决了稀土异戊橡胶聚合釜釜壁挂胶问题，刮板能始终与釜壁紧密配合，保证聚合反应长周期稳定运行。
3.有效地改善聚合反应后期高粘体系的传质和传热，改善高粘胶液混合效果，避免局部反应强烈，降低凝胶含量和稳定分子量分布。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图的剖面图。
图2是本实用新型刮板俯视结构示意图。
图中：1内置螺旋导流板的夹套，2带有夹套的釜体，3搅拌设备，301搅拌轴，302釜顶刮刀，303双螺带搅拌桨，304釜底锚式搅拌桨，305径向推进式刮板。
具体实施方式
本实用新型所述的一种异戊橡胶聚合反应釜，由内置螺旋导流板的夹套1，带有夹套的釜体2，釜体内的搅拌设备3构成；搅拌设备由釜体内自上而下的与釜体外电动机相连接的搅拌轴301，固定在搅拌轴上部的釜顶刮刀302，固定在搅拌轴中部的双螺带搅拌桨303和固定在搅拌轴下部的釜底锚式搅拌桨304组成；其特征在于：在双螺带搅拌桨外侧的螺带之间增设数个与釜壁紧密配合的径向推进式刮板305，径向推进式刮板刮胶方向与搅拌切线方向夹角为30～60度，相邻的径向推进式刮板呈30～180度均匀分布，径向推进式刮板固定在固定支架上，固定支架固定在双螺带搅拌桨螺带之间的搅拌轴上。

Claims (1)

1.一种异戊橡胶聚合反应釜，由内置螺旋导流板的夹套，带有夹套的釜体，釜体内的搅拌设备构成；搅拌设备由釜体内自上而下的与釜体外电动机相连接的搅拌轴，固定在搅拌轴上部的釜顶刮刀，固定在搅拌轴中部的双螺带搅拌桨和固定在搅拌轴下部的釜底锚式搅拌桨组成；其特征在于：在双螺带搅拌桨外侧的螺带之间增设数个与釜壁紧密配合的径向推进式刮板，径向推进式刮板刮胶方向与搅拌切线方向夹角为30～60度，相邻的径向推进式刮板呈30～180度均匀分布，径向推进式刮板固定在固定支架上，固定支架固定在双螺带搅拌桨螺带之间的搅拌轴上。
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