CN205443146U - 一种用于调节聚四氟乙烯反应温度的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种用于调节聚四氟乙烯反应温度的装置，包括补给水进水管、补气罐、气压罐、加热换热器、冷却换热器、聚四氟乙烯反应釜外壁的夹套，补给水进水管连接于补气罐，补气罐的出水管路连接于气压罐，气压罐的出水管路连接于预热器，预热器的出水管路分别连接加热管路和冷却管路，加热管路连接加热换热器，加热换热器的出水管路连接夹套；夹套的换热介质出口通过管路连接于预热器的出水管路上。本实用新型采用去离子水为聚四氟乙烯生产过程中的调温介质，去离子水在循环过程中不会结垢，提高了控温的精度；整个温度调节装置为封闭循环，不采用工业水空冷冷却，不会有杂质进入循环管路，调温介质损耗少，具有节约成本的优势。
Description
技术领域
本实用新型属于有机高分子化合物制备领域，具体涉及一种乳液聚合反应温度控制的装置。
背景技术
聚四氟乙烯树脂因其具有优异的综合性能，在当前工业领域应用广泛。聚四氟乙烯主要的生产方法为乳液聚合，聚合单体在一定温度和压力下，在引发剂、链转移剂、乳化剂存在条件下进行乳液聚合。针对不同性能的聚四氟乙烯产物，可采用不同的聚合温度。
聚四氟乙烯的反应过程中，反应温度的稳定性和调节灵敏度是影响最终产品质量高低的一个十分重要的因素。在当前聚四氟乙烯行业中，聚四氟乙烯反应釜的换热采用工业水作为调温水，工业水含杂质多，容易结垢影响换热效果，降低了反应温度的调节灵敏度；采用工业水作为调温水，由于在冷却过程中与外界直接接触，在调温水循环过程中损耗大，增加了生产成本。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型对聚四氟乙烯反应温度的调节工艺进行了设计，提供一种用于调节聚四氟乙烯反应温度的装置。
实现本实用新型上述目的的技术方案为：
一种用于调节聚四氟乙烯反应温度的装置，包括去离子水补加系统和循环调温系统，
所述去离子水补加系统包括给水进水管、补气罐、气压罐；所述循环调温系统包括循环管路、加热换热器、冷却换热器、置于聚四氟乙烯反应釜外壁的夹套，所述夹套设置有换热介质进口和换热介质出口；
所述补给水进水管连接于所述补气罐、补气罐出水管路连接于气压罐，气压罐的出水管路连接有预热器，预热器的出水管路连接于循环调温系统；预热器的出水管路经循环管路和三通调节阀分别连接有加热管路和冷却管路，所述加热管路连接所述加热换热器，加热换热器的出水管路连接夹套的换热介质进口；所述冷却管路连接所述冷却换热器，冷却换热器的出水管路连接夹套的换热介质进口。
其中，补给水进水管可连接去离子水储罐，通常用离子交换树脂生产去离子水。夹套设置的换热介质进口可以是1～4个，通常体积大的反应器的夹套可以设多个进口；夹套设置的换热介质出口可以是1～4个，体积大的反应器的夹套可设多个出口。
其中，所述加热换热器的出水管路与冷却换热器的出水管路通过三通或静态混合器连接在一起，三通或静态混合器的第三个出口连接夹套的换热介质进口。
热水和冷水先混合再进入夹套。连接水管的可以是三通或静态混合器，水量大时优选用静态混合器，水量少时优选用三通。
其中，所述循环管路上设置有循环水泵。
其中，聚四氟乙烯反应釜上设置有温度传感器，所述加热换热器的加热介质管路、冷却换热器的冷却介质管路上均设置有阀门，所述温度传感器、阀门、三通调节阀均连接于自动控制系统。
其中，所述气压罐顶设置有压力变送器，所述补给水进水管上设置有调节补给水流量的调节阀，所述压力变送器连接所述调节阀。
其中，所述加热换热器为板式换热器，所述冷却换热器为板式换热器质。
应用本实用新型所述的装置调节聚四氟乙烯反应温度的方法为：以去离子水为聚四氟乙烯反应釜夹套内的换热介质，去离子水从补给水进水管补给，在加热换热器和/或冷却换热器内换热后进入反应釜夹套，调节聚四氟乙烯反应的温度；去离子水换热后再次进入加热换热器和/或冷却换热器，循环换热。
优选地，用所述补气罐控制气压罐的压力为0.2Mpa～0.25Mpa，用气压罐顶部的自动排气阀气阀控制罐内去离子水的液位在1/2～2/3。例如，气压罐高度为2000mm，则控制液位高度为1000mm～1300mm。
其中，所述去离子水结果预热器预热后温度为50±3℃。预热器使用的加热介质为低压蒸汽(压力0.4～1.0Mpa的蒸汽)。
优选地，所述去离子水循环量为每小时25～35倍的聚四氟乙烯反应釜体积。例如，反应器体积为4m3，去离子水循环量为100～140m3/h。
其中，所述循环水泵的扬程为50m；聚四氟乙烯反应温度的范围为73.5～120℃。
本实用新型的有益效果在于：
本实用新型采用去离子水为聚四氟乙烯生产过程中的调温介质，去离子水在循环过程中不会结垢，提高了控温的精度；整个温度调节装置为封闭循环，不采用工业水空冷冷却，不会有杂质进入循环管路，调温介质损耗少，具有节约成本的优势。
附图说明
图1为本实用新型用于调节聚四氟乙烯反应温度的装置结构图。
图中，1、反应器，2、板式加热换热器，3、板式冷却换热器，4、循环水泵，5、补气罐，6、气压罐，7、预热器，8、第一温度传感器，9、第二温度传感器，10、第三温度传感器，11、自动控制系统，12、加热介质阀门，13、冷却介质阀门，14、三通调节阀，15、调节阀，16、止回阀，17、压力变送器，18、自动排气阀，19、空气管，20、预热介质管路，21、补给水进水管，22、循环管路，23、预热器的出水管路。
具体实施方式
以下实施例进一步说明本实用新型的内容，但不应理解为对本实用新型的限制。在不背离本实用新型精神和实质的情况下，对本实用新型方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本实用新型的范围。
若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
实施例1
如图1，一种用于调节聚四氟乙烯反应温度的装置，包括由左至右相连的去离子水补加系统和循环调温系统，还分别与稳压系统和温控系统相连；
具体地，本装置包括补给水进水管21、气压罐6、板式加热换热器2、板式冷却换热器3、置于聚四氟乙烯聚合反应的反应器1外壁的夹套，该夹套设置有换热介质进口和换热介质出口；补给水进水管21上设置调节阀15。
所述补给水进水管连接于所述补气罐5、补气罐的出水管路连接于气压罐6，气压罐的出水管路连接于预热器7，预热器的出水管路23连接循环调温系统的循环管路22；循环管路22经循环水泵4、三通调节阀14分别连接加热管路和冷却管路，其中加热管路连接板式加热换热器2，加热换热器的出水管路连接夹套的进口；冷却管路连接板式冷却换热器3，冷却换热器的出水管路与加热换热器的出水管路通过三通连接，合并后进入夹套的换热介质进口；夹套的换热介质出口通过管路连接到循环管路22上。所述换热介质进口连接的管路上设置第三温度传感器10。
所述气压罐6连接有补气罐5，补气罐顶部设置空气管19、空气管19上设置有止回阀16。气压罐6顶部设置压力变送器17和自动排气阀18，构成稳压系统。压力变送器17连接调节补给水流量的调节阀15当气压罐6的液位下降到低限时，由自动排气阀18自动排除多于的气体使其液位保持在正常的范围之内。本实施例中，气压罐高度2000mm，管内液位控制为1000mm～1300mm。
循环管路上设置有循环水泵4。该循环水泵的扬程为50m。
其中，聚四氟乙烯反应釜上设置有二个温度传感器，分别是第一温度传感器8和第二温度传感器9，加热换热器的加热介质管路上设置加热介质阀门12、冷却换热器的冷却介质管路上设置有冷却介质阀门13，第一温度传感器8和第二温度传感器9、第三温度传感器10、加热介质阀门12、冷却介质阀门13、三通调节阀14连接于自动控制系统11。
用本实施例的装置调节聚四氟乙烯反应温度的方法，应用于2500t/a四氟乳液项目的生产。以去离子水为聚四氟乙烯反应釜夹套内的换热介质，去离子水用离子交换树脂制备而得，从补给水进水管补给，在加热换热器和/或冷却换热器内换热后进入反应釜夹套，调节聚四氟乙烯反应的温度；去离子水换热后再次进入加热换热器和/或冷却换热器，循环换热。
用所述补气罐控制气压罐的压力为0.2Mpa～0.25Mpa，用气压罐顶部的自动排气阀气阀控制罐内去离子水的液位在1/2～2/3高度处。
本实施例中，聚四氟乙烯反应釜的罐体积为4m3，去离子水循环量120m3/h。去离子水经过预热器预热后温度为50±3℃。
本实施例中，板式加热换热器以低压蒸汽为加热介质，板式冷却换热器以5℃的水为冷却介质。控制聚四氟乙烯反应温度的范围为120±1℃。生产过程中温度波动范围在1℃以内。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。
Claims (6)
1.一种用于调节聚四氟乙烯反应温度的装置，包括去离子水补加系统和循环调温系统，其特征在于，
所述去离子水补加系统包括补给水进水管、补气罐、气压罐；所述循环调温系统包括循环管路、加热换热器、冷却换热器、置于聚四氟乙烯反应釜外壁的夹套，所述夹套设置有换热介质进口和换热介质出口；
所述补给水进水管连接于所述补气罐、补气罐出水管路连接于气压罐，气压罐的出水管路连接有预热器，预热器的出水管路连接于循环调温系统；预热器的出水管路经循环管路和三通调节阀分别连接有加热管路和冷却管路，所述加热管路连接所述加热换热器，加热换热器的出水管路连接夹套的换热介质进口；所述冷却管路连接所述冷却换热器，冷却换热器的出水管路连接夹套的换热介质进口。
2.根据权利要求1所述用于调节聚四氟乙烯反应温度的装置，其特征在于，所述加热换热器的出水管路与冷却换热器的出水管路通过三通或静态混合器连接在一起，三通或静态混合器的第三个出口连接夹套的换热介质进口。
3.根据权利要求1所述用于调节聚四氟乙烯反应温度的装置，其特征在于，所述循环管路上设置有循环水泵。
4.根据权利要求1～3任一所述用于调节聚四氟乙烯反应温度的装置，其特征在于，聚四氟乙烯反应釜上设置有温度传感器，所述加热换热器的加热介质管路、冷却换热器的冷却介质管路上均设置有阀门，所述温度传感器、阀门、三通调节阀均连接于自动控制系统。
5.根据权利要求1～3任一所述用于调节聚四氟乙烯反应温度的装置，其特征在于，所述气压罐顶设置有压力变送器，所述补给水进水管上设置有调节补给水流量的调节阀，所述压力变送器连接所述调节阀。
6.根据权利要求1～3任一所述用于调节聚四氟乙烯反应温度的装置，其特征在于，所述加热换热器为板式换热器，所述冷却换热器为板式换热器。
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