CN207507472U - 一种聚合物乳液合成反应系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种聚合物乳液合成反应系统，该反应系统包括预乳化釜、乳液合成反应釜、PLC控制器，预乳化釜内设置有光电液位传感器，预乳化釜底部连接有泵液器，泵液器的另一端连接到乳液合成反应釜，乳液合成反应釜内设置有温度传感器，乳液合成反应釜连接控温系统，光电液位传感器和温度传感器的输出端分别与PLC控制器连接，泵液器和控温系统的输入端分别与PLC控制器连接。本实用新型的反应系统实现了对预乳化液滴加时间和乳液合成反应釜的反应温度的精确控制，避免了人为不确定因素对乳液合成过程的影响，同时还实现了一体化预乳化和乳液合成，简化了乳液聚合工作过程，提高了工作效率。

Description

一种聚合物乳液合成反应系统

技术领域

本实用新型属于聚合物乳液合成设备领域，特别涉及一种自动化控制的聚合物乳液合成反应系统。

背景技术

聚合物乳液的合成反应是由单体和水在乳化剂的作用下配置成乳化液的聚合过程。聚合物乳液的合成属于较为严格的合成方式之一，大规模生产聚合物乳液前，需要进行严格的中试试验，尤其以热引发的聚合物乳液合成实验对温度控制要求较高，而在非自动化操作条件下，人为因素的影响不可避免会影响中试合成的反应过程，如预乳化单体的滴加时间和滴加速度，反应釜内温度的控制，乳液上层液体与下层液体存在温度差异等均会导致合成过程出现偏差。

现有的聚合物乳液的合成中试实验中还存在以下问题：(1)所用的设备均是将预乳化和合成过程分开的，先进行预乳化，将预乳化好的预乳化液单独存放，待反应釜达到反应温度，用蠕动泵等设备人为控制预乳化液滴加，其过程存在滴加时间和滴加速度难以控制，多以经验为之；(2)反应釜内温度控制不稳定，多数设备只有一个温度传感器，甚至没有温度传感器，而是人为的使用温度计一类的设备进行温度控制，这里也存在釜内温度忽高忽低，上下层热量分散不均等问题。

实用新型内容

为了解决以上技术问题，本实用新型提供了一种聚合物乳液合成反应系统，该反应系统将预乳化釜和乳液合成反应釜组成一个整体，并利用PLC控制器实现自动化控制。

本实用新型的聚合物乳液合成反应系统包括预乳化釜、乳液合成反应釜、PLC控制器，预乳化釜内设置有光电液位传感器，预乳化釜底部连接有泵液器，泵液器的另一端连接到乳液合成反应釜，乳液合成反应釜内设置有温度传感器，乳液合成反应釜连接控温系统，光电液位传感器和温度传感器的输出端分别与PLC控制器连接，泵液器和控温系统的输入端分别与PLC控制器连接。

进一步的，温度传感器包括第一温度传感器、第二温度传感器，第一温度传感器位于乳液合成反应釜的中上部，第二温度传感器位于乳液合成反应釜的底部。

进一步的，乳液合成反应釜外侧设置有夹套层，控温系统包括与夹套层连接的高温蒸汽发生器和降温装置。

进一步的，高温蒸汽发生器通过闸阀与夹套层连接。

进一步的，降温装置包括控制常温自来水进入夹套层的电磁阀。

进一步的，预乳化釜底部设置有出料口，出料口与泵液器连接，泵液器另一端与乳液合成反应釜顶部设置的进料口连接。

进一步的，乳液合成反应釜底部设置有热敏控制阀。

进一步的，该反应系统还包括冷凝器，冷凝器与乳液合成反应釜连接。

本实用新型的有益效果为：本实用新型的聚合物乳液合成反应系统将预乳化釜与乳液合成反应釜组成一个整体，利用PLC控制器实现自动化控制，实现了对预乳化液滴加时间和乳液合成反应釜的反应温度的精确控制，避免了人为不确定因素对乳液合成过程的影响，同时还实现了一体化预乳化和乳液合成，进一步简化了乳液聚合工作过程，提高了工作效率，完全达到了聚合物单体进，聚合物乳液出的生产过程。

附图说明

图1为本实用新型的聚合物乳液合成反应系统的结构示意图；

图中，

1、预乳化釜；101、出料口；2、乳液合成反应釜；201、进料口；3、PLC控制器；4、光电液位传感器；5、泵液器；6、温度传感器；601、第一温度传感器；602、第二温度传感器；7、控温系统；8、夹套层；9、高温蒸汽发生器；10、闸阀；11、电磁阀；12、热敏控制阀；13、冷凝器。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

术语“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1所示，本实用新型的聚合物乳液合成反应系统包括预乳化釜1、乳液合成反应釜2、PLC控制器3，预乳化釜1内设置有光电液位传感器4，预乳化釜1底部连接有泵液器5，泵液器5的另一端连接到乳液合成反应釜2，乳液合成反应釜2内设置有温度传感器6，乳液合成反应釜2连接控温系统7，光电液位传感器4和温度传感器6的输出端分别与PLC控制器3连接，泵液器5和控温系统7的输入端分别与PLC控制器3连接。

单体的预乳化在预乳化釜1中进行，预乳化后的单体在乳液合成反应釜2中生成聚合物乳液。当乳液合成反应釜2内的温度达到聚合物乳液合成所要求的温度时，PLC控制器3自动控制泵液器5，泵液器5泵取预乳化液到乳液合成反应釜2内，且泵液器5的流速可调。预乳化釜1内的光电液位传感器4可感应预乳化液的液面高度，并将液面高度信号传给PLC控制器3，PLC控制器3发送转速调节的信号，控制泵液器5泵送预乳化液进入乳液合成反应釜2的流速，进而达到控制预乳化单体滴加时间，严格控制反应时间的目的。乳液合成反应釜2内的温度传感器6用于显示釜体内乳液的温度，PLC控制器3根据温度传感器6的温度信号，再由PLC控制器3发送信号，控制控温系统7给乳液合成反应釜2加热或降温，以使乳液合成反应釜达到所要求的反应温度。

作为优化方案，本具体实施方式中，温度传感器6包括第一温度传感器601、第二温度传感器602，第一温度传感器601位于乳液合成反应釜2的中上部，第二温度传感器602位于乳液合成反应釜2的底部。乳液合成反应釜2内设置两个上下不同位置的温度传感器6，可更加真实准确地反应乳液合成反应釜内的温度，进而根据温度传感器6传入PLC控制器3的温度信号，再由PLC控制器3控制控温系统7加热或降温，达到准确稳定乳液合成反应釜2内温度的目的。加热时，只要第一温度传感器601和第二温度传感器602两者中有其一出现温度低于反应温度，PLC控制器3则向控温系统7发送加热的信号；降温时，只要第一温度传感器601和第二温度传感器602两者中有其一出现低于所要求的温度，PLC控制器3则向控温系统7发送降温结束的信号。

本具体实施方式中，乳液合成反应釜2外侧设置有夹套层8，控温系统7包括与夹套层8连接的高温蒸汽发生器9和降温装置。作为优选的，高温蒸汽发生器7通过闸阀10与夹套层8连接。降温装置包括控制常温自来水进入夹套层8的电磁阀11。

本实用新型的高温蒸汽发生器9与闸阀10相连，再与夹套层8连接，高温蒸汽进入夹套层8对乳液合成反应釜2进行加热，可避免高温水蒸气进入反应釜内影响聚合反应过程。其中闸阀10可在紧急关闭，设备检修等特殊情况下使用。常温自来水与降温装置的电磁阀11相连，再与夹套层8连接，对乳液合成反应釜2进行降温。

乳液聚合反应过程中由于放热，乳液合成反应釜2内温度会有所上升，温度传感器6显示温度超过所需反应温度，则高温蒸汽发生器9停止向夹套层8送入高温蒸汽，即停止加热。温度传感器6显示温度达到所需反应温度时，将向PLC控制器3发送进料指令，进而自动控制启动泵液器5，将预乳化液泵送入反应釜内。

当加热时，若第一温度传感器601和第二温度传感器602两者至少有一个温度位于合成反应所要求的反应温度之下，则高温蒸汽发生器9向夹套层8内通入高温蒸汽，当第一温度传感器601和第二温度传感器602的温度显示均不低于合成反应所要求的反应温度时，则停止通入高温蒸汽；当降温时，只要第一温度传感器601和第二温度传感器602中有一个出现温度低于所要求的温度，则电磁阀11关闭，降温结束。

本具体实施方式中，预乳化釜1底部设置有出料口101，出料口101与泵液器5连接，泵液器5另一端与乳液合成反应釜2上部设置的进料口201连接。

本实用新型的预乳化釜1与乳液合成反应釜2共同组成一个整体，是通过预乳化釜1底部的出料口101，与泵液器5相连，再与乳液合成反应釜2顶部的进料口201连接。预乳化釜1中的预乳化液通过底部的出料口101，泵液器5泵取预乳化液，预乳化液通过进料口201进入到乳液合成反应釜2中，预乳化液在乳液合成反应釜2中发生乳液聚合反应生成聚合物乳液。

本具体实施方式中，乳液合成反应釜2底部设置有热敏控制阀12。热敏控制阀12根据加热状态和冷却状态进行开合：当进行加热，热敏控制阀12打开，进高温蒸汽；当进行降温处理时，热敏控制阀12间歇性打开，进常温自来水，乳液合成反应釜2内达到所要求的温度时，降温装置停止供水，打开热敏控制阀12，让夹套层8内的自来水流出。

本具体实施方式中，该反应系统还包括冷凝器13，冷凝器13与乳液合成反应釜2连接。乳液合成反应釜2内为常压，其与冷凝器13相连，乳液合成反应釜2内温度不超过100℃。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种聚合物乳液合成反应系统，其特征在于，该反应系统包括预乳化釜(1)、乳液合成反应釜(2)、PLC控制器(3)，预乳化釜内设置有光电液位传感器(4)，预乳化釜底部连接有泵液器(5)，泵液器的另一端连接到乳液合成反应釜，乳液合成反应釜内设置有温度传感器(6)，乳液合成反应釜连接控温系统(7)，光电液位传感器和温度传感器的输出端分别与PLC控制器连接，泵液器和控温系统的输入端分别与PLC控制器连接。

2.根据权利要求1所述的聚合物乳液合成反应系统，其特征在于，温度传感器包括第一温度传感器(601)、第二温度传感器(602)，第一温度传感器位于乳液合成反应釜的中上部，第二温度传感器位于乳液合成反应釜的底部。

3.根据权利要求1所述的聚合物乳液合成反应系统，其特征在于，乳液合成反应釜外侧设置有夹套层(8)，控温系统包括与夹套层连接的高温蒸汽发生器(9)和降温装置。

4.根据权利要求3所述的聚合物乳液合成反应系统，其特征在于，高温蒸汽发生器通过闸阀(10)与夹套层连接。

5.根据权利要求3所述的聚合物乳液合成反应系统，其特征在于，降温装置包括控制常温自来水进入夹套层的电磁阀(11)。

6.根据权利要求1所述的聚合物乳液合成反应系统，其特征在于，预乳化釜底部设置有出料口(101)，出料口与泵液器连接，泵液器另一端与乳液合成反应釜顶部设置的进料口(201)连接。

7.根据权利要求1所述的聚合物乳液合成反应系统，其特征在于，乳液合成反应釜底部设置有热敏控制阀(12)。

8.根据权利要求1所述的聚合物乳液合成反应系统，其特征在于，该反应系统还包括冷凝器(13)，冷凝器与乳液合成反应釜连接。