CN209735581U - 一种氨纶高效预聚反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种氨纶高效预聚反应器，反应器上段设置有两个进料口，中段设置有动态混合腔体，顶部设置有搅拌器，反应器的下段为水平设置的静态混合段，静态混合段中内置有螺旋型静态混合器。通过螺旋型静态混合器对完成动态混合的原料再进行静态混合，可充分保证预聚液粘度的稳定；搅拌器的外侧、动态混合腔体的内壁上设置有搅拌齿，与传统的叶片状搅拌器相比，该反应器降低了预聚液粘度的周期性波动；本反应器采用动态混合与静态混合相结合的方式，对原料的混合效率较高，反应器的尺寸也远小于传统的静态反应器，节省了生产空间；通过调整搅拌器参数，即可适应不同流动速度、不同流量的原料进行预聚反应，反应器的生产灵活性较高。

Description

一种氨纶高效预聚反应器

技术领域

本实用新型属于高分子材料聚合反应设备技术领域，特别涉及一种氨纶高效预聚反应器。

背景技术

通常连续聚合氨纶原液的工艺是：两种主要化学原料二异氰酸酯(MDI)与聚四亚甲基醚二醇(PTG)先以一定比例在输送至预聚反应器内进行混合、预聚，然后将预聚物输送到扩链反应器中同时加入溶剂二甲基乙酰胺(DMAC)和扩链剂进行链增长反应，最后，经过加入研磨好的辅料并充分混合后制成聚合原液，即可合成不同规格的氨纶纺丝液。随着智能制造技术的不断应用，纺丝和氨纶质量对预聚反应的质量、产量、时间等因素提出了更为苛刻的要求，主要表现在以下两个方面：一是要求两种主要化学原料的搅拌更均匀，二是要求预聚反应时间更短。

中国专利(CN 207838777 U，公告日：2018年9月11日)公开了一种氨纶预聚合物均质搅拌装置，它包驱动装置、搅拌机架、搅拌主轴、上部环联结板、搅拌分轴、可拆式搅拌叶片和下部环联结板；搅拌机架顶端设有驱动装置，搅拌机架内设有搅拌主轴，搅拌主轴下端与上部环联结板相连接，搅拌分轴上端与上部环联结板紧固连接，搅拌分轴下端与下部环联结板紧固连接；所述搅拌分轴上设置有若干可拆式搅拌叶片。该装置通过动态搅拌装置对原料进行搅拌，一定程度上降低了预聚液的粘度输出波动，但是该装置的搅拌叶片较大，且预聚液输出后直接进入下一工段，因此，输出预聚液的粘度易出现周期性波动，所以该装置仍然不能完全满足氨纶生产预聚液的均质要求。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供的技术方案是：

一种氨纶高效预聚反应器，反应器上段设置有两个进料口，用于输入两种待混合的原料；反应器中段设置有动态混合腔体，用于将从进料口输入的原料进行动态混合；搅拌器从反应器顶部伸入到动态混合腔体中，用于对原料进行搅拌；反应器的下段为水平设置的静态混合段，静态混合段中内置有螺旋型静态混合器，用于对完成动态混合的原料再进行静态混合。

进一步地，伸入到动态混合腔体中的搅拌器的外侧、动态混合腔体的内壁上设置有搅拌齿。

进一步地，螺旋型静态混合器由5-20个螺旋单元组成。

进一步地，螺旋单元的长径比为1.5-2.5:1。

进一步地，螺旋单元长度方向三分之一处为螺旋单元中心，靠近螺旋单元中心一侧为螺旋单元A边，远离螺旋单元中心一侧为螺旋单元B边，螺旋单元中心到螺旋单元B边设置有平滑段，螺旋单元A边与螺旋单元B边相互平行。

进一步地，相邻两个螺旋单元的连接方式为：螺旋单元A边与螺旋单元A边相连接，或螺旋单元B边与螺旋单元B边相连接。

进一步地，螺旋单元A边与螺旋单元A边相连接的夹角为82°-95°。

进一步地，螺旋单元B边与螺旋单元B边相连接的夹角为88°-110°。

进一步地，动态混合腔体外部设置有保温夹套，保温夹套外侧设置有恒温水浴接口。

进一步地，所有与反应浆液接触的部件均为321不锈钢材质。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：(1)在反应器下段设置水平的静态混合段，静态混合段中内置有螺旋型静态混合器对完成动态混合的原料再进行静态混合，可充分保证输出预聚液粘度的稳定；(2)伸入到动态混合腔体中的搅拌器的外侧、动态混合腔体的内壁上设置有搅拌齿，与传统的叶片状搅拌器相比，该反应器降低了预聚液粘度的周期性波动；(3)本反应器采用动态混合与静态混合相结合的方式，对原料的混合效率较高，所以反应器的尺寸也远小于传统的静态反应器，节省了生产空间；(4)通过调整搅拌器的旋转速度、螺旋单元的长径比和连接夹角等参数，即可适应不同流动速度、不同流量的原料进行预聚反应，反应器的生产灵活性较高。

附图说明

图1为本实用新型一种氨纶高效聚合反应器的结构示意图。

图2为本实用新型螺旋型静态混合器的结构示意图。

图3为本实用新型螺旋单元的结构示意图。

其中：1、进料口，2、动态混合腔体，3、搅拌器，4、搅拌齿，5、恒温水浴接口，6、静态混合段，7、螺旋型静态混合器，81、螺旋单元A边，82、螺旋单元B边。

具体实施方式

下面，对本实用新型的实施方式进行说明。

本实用新型涉及一种氨纶高效预聚反应器，反应器上段设置有两个进料口1，用于输入两种待混合的原料；反应器中段设置有动态混合腔体2，用于将从进料口输入的原料进行动态混合；动态混合腔体2外部设置有保温夹套，保温夹套外侧设置有恒温水浴接口5。搅拌器3从反应器顶部伸入到动态混合腔体2中，用于对原料进行搅拌，伸入到动态混合腔体2中的搅拌器3的外侧、动态混合腔体2的内壁上设置有搅拌齿4，以使原料的混合更加充分；反应器的下段为水平设置的静态混合段6，静态混合段中内置有螺旋型静态混合器7，用于对完成动态混合的原料再进行静态混合。

螺旋型静态混合器由5-20个螺旋单元组成，每一个螺旋单元的长径比为2.2:1。螺旋单元长度方向三分之一处为螺旋单元中心，靠近螺旋单元中心一侧为螺旋单元A边81，远离螺旋单元中心一侧为螺旋单元B边82，螺旋单元中心到螺旋单元B边82设置有平滑段，螺旋单元A边81与螺旋单元B边92相互平行。相邻两个螺旋单元的螺旋单元A边81与螺旋单元A边81相连接，连接的夹角为87°；或螺旋单元B边82与螺旋单元B边82相连接，连接夹角为103°。

此外，预聚反应器中所有与反应浆液接触的部件均为321不锈钢材质。

将上述氨纶高效预聚反应器与传统的管式静态反应器的反应效果相比较，分别记录反应器的长度、单位时间内产量，并每隔1天检测一次输出反应物的粘度、计算一个月内粘度检测结果的离散系数，具体结果如下表所示：

表1两种搅拌叶轮反应器反应效果比较

指标	氨纶高效预聚反应器	传统管式静态反应器
			反应器长度	1.86m	8m
一小时内预聚物产量	435.1kg	173kg
			粘度值离散系数	0.31％	9.82％

从上表可知，本实用新型提供的氨纶高效预聚反应器的长度明显短于传统的管式静态反应器，节省了生产空间；此外，本实用新型提供的氨纶高效预聚反应器单位时间内预聚物的产量也较高，而且一个月内粘度检测结果的离散系数也远小于传统的管式静态反应器，不存在粘度的周期性波动。说明本实用新型提供的氨纶预聚反应器的反应效率较高，且产品的粘度稳定，更有利于后续产品质量的稳定。

最后应说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种氨纶高效预聚反应器，其特征在于，

所述反应器上段设置有两个进料口(1)，用于输入两种待混合的原料；

所述反应器中段设置有动态混合腔体(2)，用于将从进料口输入的原料进行动态混合；

搅拌器(3)从反应器顶部伸入到动态混合腔体(2)中，用于对原料进行搅拌；

所述反应器的下段为水平设置的静态混合段(6)，静态混合段(6)中内置有螺旋型静态混合器(7)，用于对完成动态混合的原料再进行静态混合。

2.如权利要求1所述的氨纶高效预聚反应器，其特征在于，所述伸入到动态混合腔体(2)中的搅拌器(3)的外侧、动态混合腔体(2)的内壁上设置有搅拌齿。

3.如权利要求1所述的氨纶高效预聚反应器，其特征在于，所述螺旋型静态混合器(7)由5-20个螺旋单元组成。

4.如权利要求3所述的氨纶高效预聚反应器，其特征在于，所述螺旋单元的长径比为1.5-2.5:1。

5.如权利要求3所述的氨纶高效预聚反应器，其特征在于，所述螺旋单元长度方向三分之一处为螺旋单元中心，靠近螺旋单元中心一侧为螺旋单元A边(81)，远离螺旋单元中心一侧为螺旋单元B边(82)，螺旋单元中心到螺旋单元B边(82)设置有平滑段，螺旋单元A边(81)与螺旋单元B边(82)相互平行。

6.如权利要求5所述的氨纶高效预聚反应器，其特征在于，相邻两个螺旋单元的连接方式为：螺旋单元A边(81)与螺旋单元A边(81)相连接，或螺旋单元B边(82)与螺旋单元B边(82)相连接。

7.如权利要求6所述的氨纶高效预聚反应器，其特征在于，所述螺旋单元A边(81)与螺旋单元A边(81)相连接的夹角为82°-95°。

8.如权利要求6所述的氨纶高效预聚反应器，其特征在于，所述螺旋单元B边(82)与螺旋单元B边(82)相连接的夹角为88°-110°。

9.如权利要求1所述的氨纶高效预聚反应器，其特征在于，所述动态混合腔体外部设置有保温夹套，保温夹套外侧设置有恒温水浴接口(5)。

10.如权利要求1所述的氨纶高效预聚反应器，其特征在于，所有与反应浆液接触的部件均为321不锈钢材质。