CN211586623U - Pps连续反应系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种PPS连续反应系统，包括刮膜蒸发机构和管式反应机构，所述刮膜蒸发机构的底部的出料口与所述管式反应机构的顶部的进料口相连通，所述管式反应机构包括呈蛇形盘绕的反应管，所述反应管的一端管口上固定有物料入口，另一端管口上固定有物料出口，沿物料流向，所述反应管的侧壁上设有多个伴热夹层，每一伴热夹层上均设有与其相连通的介质入口和介质出口。通过刮膜蒸发机构与分段控热的管式反应机构的结合，不但提高了生产效率，还提高了产品中PPS的纯度，简化后续提纯工序，降低生产成本，便于商业化推广应用。

Description

PPS连续反应系统

技术领域

本实用新型涉及化工生产技术领域，特别是涉及一种PPS连续反应系统。

背景技术

传统生产PPS(聚苯硫醚)的工艺为间歇生产，先将批量的NMP(N-甲基吡咯烷酮)、硫化钠、催化剂混合液在反应釜内进行脱水，待脱水完全后，再加入对二氯苯，必要时补加溶剂NMP，对二氯苯和无水硫化钠在极性溶剂NMP中进行缩合反应得到生成物，反应生成物经冷却、分离、洗涤、烘干即可制得PPS材料原粉，也就是传统生产PPS的脱水反应和缩合反应是分步进行的，不可实现连续生产，生产效率低，而且传统PPS生产为“一锅反应”，反应副产物多，后续提纯步骤繁琐。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的PPS间歇性生产效率低的问题，而提供一种PPS连续反应系统。

为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是：

PPS连续反应系统，包括刮膜蒸发机构和管式反应机构，所述刮膜蒸发机构的上部侧壁设有混合液入口，所述刮膜蒸发机构的底部的出料口与所述管式反应机构的顶部的进料口相连通，所述管式反应机构包括呈蛇形盘绕的反应管，所述反应管的一端管口上固定有物料入口，另一端管口上固定有物料出口，沿物料流向，所述反应管的侧壁上设有多个伴热夹层，每一伴热夹层上均设有与其相连通的介质入口和介质出口。

在上述技术方案中，所述进料口和所述物料入口上均固定流量调节阀。

在上述技术方案中，所述刮膜蒸发机构和管式反应机构均固定在框架支架上，所述刮膜蒸发机构位于所述管式反应机构的顶部，所述反应管从上到下呈蛇形盘绕。

在上述技术方案中，所述出料口和进料口通过法兰盘固定连接。便于拆卸维护。

在上述技术方案中，所述反应管包括依次首尾连接的一个入口管段、一个或多个中间管段以及一个出口管段，所述入口管段的一端固定有所述物料入口，另一端固定一连接法兰，所述中间管段的两端分别连接一连接法兰，所述出口管段的一端连接一连接法兰，另一端固定连接所述物料出口。

在上述技术方案中，所述入口管段、中间管段和出口管段的管径相同。保证物流在反应管内顺畅反应、流通。

在上述技术方案中，每一所述入口管段、中间管段和出口管段的外壁上均至少设有一个伴热夹层。每一管段分别控温，可根据实际含聚苯硫醚产品中的组分，调控每一管段的加热温度，尽量降低产品中杂质种类和含量，便于后续提纯。

在上述技术方案中，所述刮膜蒸发机构包括一壳体以及固定于所述壳体内中上部的气液分离器、固定于所述气液分离器底部的布液器，以及位于壳体内的刮板系统，其中：

所述壳体外壁上固定有加热套，所述加热套的底部固定有加热介质入口，所述加热套的顶部固定有加热介质出口；

所述壳体侧壁上固定所述混合液入口，所述混合液入口与所述布液器相连通，所述壳体侧壁上还设有二次蒸汽出口，所述二次蒸汽出口位于所述气液分离器的上部；

所述刮板系统包括固定于所述壳体顶部的电机，与所述电机的输出轴通过联轴器相连接的搅拌轴，以及固定于所述搅拌轴上靠近所述壳体内壁的刮板；

所述壳体的底部为锥形结构并在最低端固定所述出料口。

在上述技术方案中，所述布液器为锯齿布液盘。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.通过刮膜蒸发机构与分段控热的管式反应机构联用，实现了PPS的连续生产，相比于传统间歇生产方式，有效提高了生产效率。

2.缩合反应体系在反应管内流动的过程中逐步完成，分段控温的管式反应机构可根据反应的进行程度分段控制加热温度，减少缩合反应的副产物，提高PPS的收率。

3.通过刮膜蒸发机构与分段控热的管式反应机构的结合，不但提高了生产效率，还提高了产品中PPS的纯度，简化后续提纯工序，降低生产成本，便于商业化推广应用。

4.刮膜蒸发机构的刮板转动分配料液，在刮膜蒸发机构的壳体内增大了蒸发面积，提高了蒸发效率，相对于在反应釜内脱水，本系统的脱水效率更高。

附图说明

图1所示为实施例1的PPS连续反应系统的结构示意图。

图2所示为实施例2的PPS连续反应系统的结构示意图。

图3是刮膜蒸发机构的内部结构示意图。

图中：1-刮膜蒸发机构，2-管式反应机构，3-出料口，4-进料口，5-反应管，6-物料入口，7-物料出口，8-伴热夹层，9-介质入口，10-介质出口，11-混合液入口，12-壳体，13-气液分离器，14-布液器，15-加热套，16-加热介质入口，17-加热介质出口，18-二次蒸汽出口，19-电机，20-搅拌轴。

5-1-入口管段，5-2-中间管段，5-3-出口管段。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

PPS连续反应系统，包括刮膜蒸发机构1和管式反应机构2，所述刮膜蒸发机构的上部侧壁设有混合液入口11，所述刮膜蒸发机构的底部的出料口3与所述管式反应机构的顶部的进料口4相连通，所述管式反应机构包括呈蛇形盘绕的反应管5，所述反应管的一端管口上固定有物料入口6，另一端管口上固定有物料出口7，沿物料流向，所述反应管的侧壁上设有多个伴热夹层8，每一伴热夹层8上均设有与其相连通的介质入口9和介质出口10。

如图1所示，在PPS的制备过程中，将NMP、硫化钠、催化剂混合液通过刮膜蒸发机构的混合液入口11加入，在刮膜蒸发机构1内进行蒸发，水蒸气从二次蒸汽出口18排出，脱水后的物料经由出料口3、管式反应机构的顶部进料口4进入到管式反应机构2内，对二氯苯通过物料入口6加入到反应管5中，在反应管5内靠近物料入口6的位置，脱水后的NMP、硫化钠、催化剂混合液和对二氯苯混合并进行反应，在反应管5内，随着液体的流动，逐渐实现缩合反应，在流动过程中，可根据反应的进程分别控制每一伴热夹层8的加热温度。反应完成后，含聚苯硫醚产品从物料出口7排出，进行后续提纯、干燥工序。

作为优选方式，所述进料口4和所述物料入口6上均固定流量调节阀，以调控脱水后的物料与对二氯苯的投料比例，提高含聚苯硫醚产品中聚苯硫醚的纯度。

作为优选方式，所述刮膜蒸发机构1和管式反应机构2均固定在框架支架上，所述刮膜蒸发机构1位于所述管式反应机构2的顶部，所述反应管5从上到下呈蛇形盘绕。框架支架可由钢材焊接而成，经由刮膜蒸发机构1脱水后的物料在重力作用下进入到反应管5内，在反应管5内物料依靠重力流动，无需额外动力源。

实施例2

为了增加管式反应器的适用性，本实施例在实施例1的基础上进一步说明管式反应器的结构。

作为优选方式，所述出料口3和进料口4通过法兰盘固定连接。便于拆卸维护。

作为优选方式，所述反应管5包括依次首尾连接的一个入口管段5-1、一个或多个中间管段5-2以及一个出口管段5-3，所述入口管段5-1的一端固定有所述物料入口6，另一端固定一连接法兰，所述中间管段5-2的两端分别连接一连接法兰，所述出口管段5-3的一端连接一连接法兰，另一端固定连接所述物料出口7。

如图2所示，中间管段5-2可根据实际工况选择个数，缩合反应时间长时，可适当增加中间管段5-2的个数以延长反应时间，缩合反应时间短时，可适当减少中间管段5-2的个数以缩短反应时间。

作为优选方式，所述入口管段5-1、中间管段5-2和出口管段5-3的管径相同。保证物流在反应管5内顺畅反应、流通。

作为优选方式，每一所述入口管段5-1、中间管段5-2和出口管段5-3的外壁上均至少设有一个伴热夹层8。每一管段分别控温，可根据实际含聚苯硫醚产品中的组分，调控每一管段的加热温度，尽量降低产品中杂质种类和含量，便于后续提纯。

实施例3

本实施例在实施例1或2的基础上，进一步说明所述刮膜蒸发机构1的结构。

如图3所示，所述刮膜蒸发机构1包括一壳体12以及固定于所述壳体12内中上部的气液分离器13、固定于所述气液分离器13底部的布液器14，以及位于壳体12内的刮板系统，其中：

所述壳体12外壁上固定有加热套15，所述加热套15的底部固定有加热介质入口16，所述加热套15的顶部固定有加热介质出口17；

所述壳体12侧壁上固定所述混合液入口11，所述混合液入口11与所述布液器14相连通，所述壳体12侧壁上还设有二次蒸汽出口18，所述二次蒸汽出口18位于所述气液分离器13的上部；

所述刮板系统包括固定于所述壳体12顶部的电机19，与所述电机19的输出轴通过联轴器相连接的搅拌轴20，以及固定于所述搅拌轴20上靠近所述壳体12内壁的刮板21；所述刮板21至少设有两个。

所述壳体12的底部为锥形结构并在最低端固定所述出料口3。

NMP、硫化钠、催化剂混合液通过混合液入口11进入到壳体12内，并通过布液器14的布液沿壳体12侧壁流下，在刮板21的作用下，NMP、硫化钠、催化剂混合液与加热套15内的介质发生热交换，水分快速蒸发，水蒸气在气液分离器13中分离，通过二次蒸汽出口18排出，脱水后的NMP、硫化钠、催化剂混合液从出料口3排出。

气液分离器13和布液器14的中部均形成有供搅拌轴20穿过的通孔。

作为优选方式，所述布液器14为锯齿布液盘。布液均匀，以提高蒸发脱水速度。

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.PPS连续反应系统，其特征在于，包括刮膜蒸发机构和管式反应机构，所述刮膜蒸发机构的上部侧壁设有混合液入口，所述刮膜蒸发机构的底部的出料口与所述管式反应机构的顶部的进料口相连通，所述管式反应机构包括呈蛇形盘绕的反应管，所述反应管的一端管口上固定有物料入口，另一端管口上固定有物料出口，沿物料流向，所述反应管的侧壁上设有多个伴热夹层，每一伴热夹层上均设有与其相连通的介质入口和介质出口。

2.如权利要求1所述的PPS连续反应系统，其特征在于，所述进料口和所述物料入口上均固定流量调节阀。

3.如权利要求1所述的PPS连续反应系统，其特征在于，所述刮膜蒸发机构和管式反应机构均固定在框架支架上，所述刮膜蒸发机构位于所述管式反应机构的顶部，所述反应管从上到下呈蛇形盘绕。

4.如权利要求1所述的PPS连续反应系统，其特征在于，所述出料口和进料口通过法兰盘固定连接。

5.如权利要求1所述的PPS连续反应系统，其特征在于，所述反应管包括依次首尾连接的一个入口管段、一个或多个中间管段以及一个出口管段，所述入口管段的一端固定有所述物料入口，另一端固定一连接法兰，所述中间管段的两端分别连接一连接法兰，所述出口管段的一端连接一连接法兰，另一端固定连接所述物料出口。

6.如权利要求5所述的PPS连续反应系统，其特征在于，所述入口管段、中间管段和出口管段的管径相同。

7.如权利要求5所述的PPS连续反应系统，其特征在于，每一所述入口管段、中间管段和出口管段的外壁上均至少设有一个伴热夹层。

8.如权利要求1所述的PPS连续反应系统，其特征在于，所述刮膜蒸发机构包括一壳体以及固定于所述壳体内中上部的气液分离器、固定于所述气液分离器底部的布液器，以及位于壳体内的刮板系统，其中：

所述壳体外壁上固定有加热套，所述加热套的底部固定有加热介质入口，所述加热套的顶部固定有加热介质出口；

所述壳体侧壁上固定所述混合液入口，所述混合液入口与所述布液器相连通，所述壳体侧壁上还设有二次蒸汽出口，所述二次蒸汽出口位于所述气液分离器的上部；

所述壳体的底部为锥形结构并在最低端固定所述出料口。

9.如权利要求8所述的PPS连续反应系统，其特征在于，所述刮板系统包括固定于所述壳体顶部的电机，与所述电机的输出轴通过联轴器相连接的搅拌轴，以及固定于所述搅拌轴上靠近所述壳体内壁的刮板。

10.如权利要求8所述的PPS连续反应系统，其特征在于，所述布液器为锯齿布液盘。

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