CN212790991U - 一种用于生产酯化聚合物的聚合反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种用于生产酯化聚合物的聚合反应器，该反应器的螺旋式搅拌桨内置安装在反应釜体底部的搅拌轴上，以桨叶边缘内贴圆柱筒体的方式，内置于圆柱筒体内；圆柱筒体内置于反应釜体内，并在螺旋式搅拌桨的转动下，将反应釜底部的液料带出。相对于现有技术而言，本实用新型实施例中的螺旋式搅拌桨和圆柱筒体，能够在搅拌的同时，将料液提升并带出液面，起到能够及时排出正反应生产的水的效果，进而能够提高料液轴向混合效果。可见，应用本实用新型实施例提供的反应器能够提高产品质量。

Description

一种用于生产酯化聚合物的聚合反应器

技术领域

本实用新型涉及反应器技术领域，特别是涉及一种用于生产高质量酯化聚合物的聚合反应器。

背景技术

目前，应用性聚酯，例如聚碳酸脂、聚乳酸、聚苯乙烯，绝大部分是通过酯化聚合反应器直接获得，现有技术的酯化聚合反应器为立式反应釜，该立式反应釜包括反应釜体和内置于上述反应釜体的螺带式桨叶，通过螺带式桨叶对反应釜体内的聚合单体进行搅拌，以获得聚合物。

然而，由于酯化聚合过程中会产生水且聚合反应为可逆反应，需要及时地排除正反应生产的水，使反应不断地向正反应方向进行。但由于聚合的过程中，聚合物分子量不断增大，料液粘度越大，如果做不到充分的轴向混合，下层料液产生的水蒸气就无法被及时排出，就会造成逆反应的发生，使生成的聚合物产品分子量小，产品质量变差。由此可见，现有技术的立式反应釜并不能及时排出正反应生产的水，料液轴向混合效果较差，造成产品质量变差。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种用于生产酯化聚合物的聚合反应器，以能够提高产品质量。具体技术方案如下：

本实用新型实施例提供的一种用于生产酯化聚合物的聚合反应器，所述反应器包括：反应釜体、螺旋式搅拌桨和圆柱筒体；

所述螺旋式搅拌桨内置安装在所述反应釜体底部的搅拌轴上，以桨叶边缘内贴所述圆柱筒体的方式，内置于所述圆柱筒体内；

所述圆柱筒体内置于所述反应釜体内，并在所述螺旋式搅拌桨的转动下，将反应釜底部的液料带出。

本实用新型的一种实施例中，所述反应器还包括锚式搅拌桨；

所述锚式搅拌桨位于所述圆柱筒体的下方，并内置安装在所述反应釜体底部的搅拌轴上。

本实用新型的一种实施例中，所述锚式搅拌桨以与所述反应釜体的内壁、底部均贴合的方式安装在所述反应釜体底部的搅拌轴上。

本实用新型的一种实施例中，所述螺旋式搅拌桨的桨叶上设有用于刮除粘结在所述圆柱筒体上聚合物的侧壁刮板。

本实用新型的一种实施例中，所述反应釜体底部安装有上展式放料阀。

本实用新型的一种实施例中，所述上展式放料阀的阀盖在处于闭合的情况下，所述阀盖与所述反应釜体底部平齐。

本实用新型的一种实施例中，所述反应器还包括用于油浴加热的温控系统，所述反应釜体的外侧壁上套装设有油浴加热夹套；

所述温控系统，用于调控所述油浴加热夹套内的油温。

本实用新型的一种实施例中，所述油浴加热夹套内还设有用于测量所述油浴加热夹套内油温的测温仪；

所述测温仪与所述温控系统电连接，在确定所述测温仪测量的温度不在所述预设范围内，所述温控系统对输入所述油浴加热夹套内油的温度进行调控。

本实用新型的一种实施例中，所述反应器还包括用于支撑所述反应釜体的支架。

本实用新型的一种实施例中，所述螺旋式搅拌桨采用双螺旋结构的搅拌桨。

本实用新型实施例提供的一种用于生产酯化聚合物的聚合反应器，该反应器的螺旋式搅拌桨内置安装在反应釜体底部的搅拌轴上，以桨叶边缘内贴圆柱筒体的方式，内置于圆柱筒体内；圆柱筒体内置于反应釜体内，并在螺旋式搅拌桨的转动下，将反应釜底部的液料带出。相对于现有技术而言，本实用新型实施例中的螺旋式搅拌桨和圆柱筒体，能够在搅拌的同时，将料液提升并带出液面，起到能够及时排出正反应生产的水的效果，进而能够提高料液轴向混合效果。可见，应用本实用新型实施例提供的反应器能够提高产品质量。当然，实施本实用新型的任一产品或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本实用新型实施例提供的一种用于生产酯化聚合物的聚合反应器的结构示意图。

其中，1-反应釜体，2-螺旋式搅拌桨，3-圆柱筒体，4-锚式搅拌桨，5-上展式放料阀，6-油浴加热夹套。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行描述。

参见图1，图1为本实用新型实施例提供的一种用于生产高质量酯化聚合物的聚合反应器的结构示意图，所述反应器包括：反应釜体1、螺旋式搅拌桨2和圆柱筒体3；

所述螺旋式搅拌桨2内置安装在所述反应釜体1底部的搅拌轴上，以桨叶边缘内贴所述圆柱筒体3的方式，内置于所述圆柱筒体3内；

所述圆柱筒体3内置于所述反应釜体1内，并在所述螺旋式搅拌桨2的转动下，将反应釜底部的液料带出。

其中，上述聚合物的单体可以是乳酸，还可以是碳酸酯，也可以是苯乙烯，本实施例对此并不限定。

如图1所示，螺旋式搅拌桨2是一种桨叶沿着螺旋杆盘旋延伸的结构，桨叶在螺随同旋杆的转动下，能够在搅拌待聚合物的同时，将聚合物输送并脱离液体面，达到及时排出正反应生产的水的作用。

上述桨叶是螺旋式搅拌桨2的桨叶，其边缘紧密内贴所述圆柱筒体3的方式，内置于所述圆柱筒体3内，在螺旋式搅拌桨2的转动下，所述圆柱筒体3起到遮挡液料和聚合物的作用，并将聚合物和液料一起输送至圆柱筒体3上部，液料会沿着圆柱筒体3的外壁溢出，并回到反应釜体1底部，而聚合后的聚合物滞留在螺旋式搅拌桨2的上端部，最终获得高质量的聚合物。可见，本实施例的反应器能够搅拌待聚合物，并在搅拌过程中，将所述待聚合物产生的水及时隔离。

上述螺旋式搅拌桨2的桨叶的螺旋角和螺距可以采用利于输送液料和聚合物的夹角和距离。

另外，上述搅拌轴置于上述反应釜体1的底部，能够增强反应釜体1底部的重量，以减弱螺旋式搅拌桨2旋转所带来的晃动。

一个实施例中，所述反应器还可以包括用于支撑所述反应釜体1的支架，以便于反应釜体能够在稳定的环境下聚合。

上述螺旋式搅拌桨可以采用单螺旋结构的搅拌桨，也可以采用双螺旋结构的搅拌桨，以及，多旋螺结构的搅拌桨，本实施例对此并不限定。

由此可见，在本实用新型实施例的技术方案中，该反应器的螺旋式搅拌桨2内置安装在反应釜体1底部的搅拌轴上，以桨叶边缘内贴圆柱筒体3的方式，内置于圆柱筒体3内；圆柱筒体3内置于反应釜体1内，并在螺旋式搅拌桨2的转动下，将反应釜底部的液料带出。相对于现有技术而言，本实用新型实施例中的螺旋式搅拌桨2和圆柱筒体3，能够在搅拌的同时，将料液提升并带出液面，起到能够及时排出正反应生产的水的效果，进而能够提高料液轴向混合效果。可见，应用本实用新型实施例提供的反应器能够提高产品质量。

针对待聚合物较多的情况，本实用新型的一个实施例中，如图1所示，所述反应器还可以包括锚式搅拌桨4；

所述锚式搅拌桨4位于所述圆柱筒体3的下方，并内置安装在所述反应釜体1底部的搅拌轴上。

其中，锚式搅拌桨4结构简单，可适用于粘度在100Pa·s以下的流体中搅拌，也常被用于沉降性淤浆与高浓度淤浆，相比于其他搅拌桨类型，锚式搅拌桨4在反应釜体1壁附近的流速较快，所以能获得大的表面传热系数。

另外，鉴于螺旋式搅拌桨2适用于粘度在高于100Pa·s的流体。基于此，本实施例采用锚式搅拌桨4和螺旋式搅拌桨2的组合，以适用于任何粘度的流体的搅拌。

在本实施例中，上述锚式搅拌桨4和螺旋式搅拌桨2在转动时，料液在锚式搅拌桨4充分搅拌混合的同时，在圆柱筒体的遮挡下，螺旋搅拌桨将料液提升带出液面，然后沿圆柱筒体3外壁流下，实现料液的轴向混合。

如果在锚式搅拌桨4的作用下，待聚合物聚合迅速，则聚合反应后的聚合物由于螺旋式搅拌桨2并不能迅速将聚合物输送出去，则会导致聚合物因不能及时排出，堆积在反应釜体1底部，进而造成螺旋式搅拌器做不到充分的轴向混合，下层料液产生的水蒸气就无法被及时排出，就会造成逆反应的发生，使生成的聚酯产品分子量小，产品质量也会变差。基于此，在一种实施例中，所述螺旋式搅拌桨2可以采用双螺旋结构的搅拌桨，以能够将聚合后的聚合物迅速的输送至螺旋式搅拌桨2的桨叶上，并能够快速的运送至桨叶顶部，也能够使液料快速从圆柱筒体3的外壁上排出去，进一步提高聚合物的产品质量。

可见，在本实用新型实施例提供的技术方案中，反应器的锚式搅拌桨4位于所述圆柱筒体3的下方，并内置安装在所述反应釜体1底部的搅拌轴上，能够充分搅拌混合料液，并同时在螺旋搅拌桨转动的情况下，将料液提升带出液面，然后沿圆柱筒体3外壁流下，实现料液的轴向混合，进而进一步提高聚合物的质量。

液料在被搅拌的过程中会发生聚合反应，粘稠的聚合物便会粘黏在反应釜体1的内壁和底部，上述粘黏在反应釜体1的内壁和底部的粘稠聚合物可能会存在搅拌不充分的轴向混合，甚至会影响锚式搅拌桨4的转动，严重的话，引起反应釜体1烧毁。基于此，本实用新型的一个实施例中，如图1所示，上述锚式搅拌桨4以与所述反应釜体1的内壁、底部均贴合的方式安装在所述反应釜体1底部的搅拌轴上。

在本实施例中，锚式搅拌桨4以与反应釜体1的内壁、底部均贴合的安装方式，能够使锚式搅拌桨4在搅拌过程中，将反应釜体1内部和内壁上的液料都能够被锚式搅拌桨4充分搅拌，这样，就不存在粘稠聚合物粘黏在反应釜体1的内壁和底部的现象。

可见，在本实用新型实施例提供的技术方案中，锚式搅拌桨4以与所述反应釜体1的内壁、底部均贴合的方式安装在所述反应釜体1底部的搅拌轴上，能够在实现料液径向的充分混合的同时，又可防止物料在反应釜底部和内部的粘黏，进而起到充分的搅拌作用。

鉴于粘稠的聚合物由于粘性较大，可能会出现粘结在圆柱筒体3内的现象，这样，会造成螺旋式搅拌桨2搅拌困难的问题。基于此，本实用新型的一个实施例中，所述螺旋式搅拌桨2的桨叶上设有用于刮除粘结在所述圆柱筒体3上聚合物的侧壁刮板。

在本实施例中，螺旋式搅拌桨2在搅拌粘稠的聚合物的过程中，聚合物和液料会沿着螺旋式搅拌桨2的桨叶螺旋上升移动，在移动的过程中，粘稠的聚合物虽然也会粘黏在圆柱筒体3的内壁上，但是在带有侧壁刮板的桨叶转动至粘黏聚合物的内壁时，便会重新将聚合物刮离至螺旋式搅拌桨2的桨叶上，并重新输送至桨叶顶部。

本实施例中的侧壁刮板的直径可以与圆柱筒体3的内径相同，这样，侧壁刮板可以将粘结在圆柱筒体3内壁上的聚合物完全刮除干净。

可见，在本实用新型实施例提供的技术方案中，螺旋式搅拌桨2的桨叶上设有用于刮除粘结在所述圆柱筒体3上聚合物的侧壁刮板，不仅能够刮除粘黏在圆柱筒体3内壁上的聚合物，还能起到保护螺旋式螺旋桨的作用，进而也能够起到节约待聚合物的作用。

本实用新型的一个实施例中，如图1所示，所述反应釜体底部安装有上展式放料阀5。

其中，上展式放料阀5具有操作方便、开启自由、运动灵活可靠的特点，且阀瓣装配维修简单，密封结构合理，同时密封圈更换方便实用的优势。

在一种实施例中，上述上展式放料阀5的阀盖在处于闭合的情况下，所述阀盖与所述反应釜体底部平齐。这样，当该上展式放料阀5的阀门关闭时，阀盖与反应釜体内底部平齐，能够避免普通阀体内存料搅拌不到的情况，保证了搅拌反应的充分和产品的纯度。

可见，在本实用新型实施例提供的技术方案中，反应釜体底部安装有上展式放料阀5，不仅操作方便，还易于安装和拆卸，同时开启自由和运动灵活可靠。

针对一些待聚合物需要在高温下才能够反应并聚合，基于此，本实用新型的一个实施例中，所述反应器还可以包括用于油浴加热的温控系统，所述反应釜体的外侧壁上套装设有油浴加热夹套6。

所述温控系统，用于调控所述油浴加热夹套6内的油温。

其中，油浴常用的介质有豆油、棉籽油等。油浴最高温度比水浴高，一般在100℃～250℃之间。

一般情况下，待加热的待聚合物置于反应釜体内，反应釜体置于油浴加热夹套6中高温油上。从而让油浴中的待聚合物的温度缓慢升高到一定程度，再让其缓慢冷却，从而达到改善反应釜体热传递性能，使反应釜体达到热均匀。

上述调控所述油浴加热夹套6内的油温，可以是迅速升高油浴加热夹套6内的油温，可以是迅速降低油浴加热夹套6内的油温，还可以是保持油浴加热夹套6内的油温在预设范围。

针对不同的待聚合物，均对应不同的高温聚合反应。基于此，温控系统可以调控所述油浴加热夹套6内的油温，从而使得待聚合物能够更好的进行聚合反应，进而也能够提高产品的质量。

可见，在本实用新型实施例提供的技术方案中，所述反应釜体的外侧壁上套装设有油浴加热夹套6，反应器还可以包括用于油浴加热、且调控所述油浴加热夹套6内的油温的温控系统，使得在待聚合物聚合的过程中，均能够需要所需要的高温，且能够准确快速的实现温度提升，同时也可以实现复杂的升降温程序控制，进而获得高质量的聚合物。

本实用新型的一个实施例中，所述油浴加热夹套6内还设有用于测量所述油浴加热夹套6内油温的测温仪；

所述测温仪与所述温控系统电连接，在确定所述测温仪测量的温度不在所述预设范围内，所述温控系统对输入所述油浴加热夹套6内油的温度进行调控。

在本实施例中，上述温控系统对输入所述油浴加热夹套6内油的温度进行调控，至少包括两种实施方式，其中，

第一种实施方式，可以在油浴加热夹套6放置加热装置和用于测量油温的测温仪。

上述测温仪和温控系统电连接，温控系统能够实时获取测温仪发送的油温，温控系统在获取上述油温；

如果测温仪测量的油温高于上述预设范围的上限，则温控系统关闭上述加热装置；

如果测温仪测量的油温低于上述预设范围的下限，则温控系统开启上述加热装置的加热功能。

如果测温仪测量的油温在述预设范围内，则温控系统开启上述加热装置的保温功能。

另外，温控系统可以根据测温仪测量的当前油温，若需要进一步降低当前油温，则可以启动加热装置中降温功能以降低当前温度至预设值。当然，若需要进一步升高当前油温，则可以启动加热装置升高当前温度至预设值。

第二种实施方式，油浴加热夹套6内设有进油口和出油口，测温仪设置在出油口内；测温仪且还与外部的加热装置连接，油是通过外部的加热装置在测温仪的作用下加热，具体为：

如果测温仪测量的油温高于上述预设范围的上限，则温控系统关闭上述加热装置；

如果测温仪测量的油温低于上述预设范围的下限，则温控系统开启上述加热装置的加热功能。

如果测温仪测量的油温在述预设范围内，则温控系统开启上述加热装置的保温功能。

并将加热的油保持在预设范围内，保持预设范围内的油从进油口输入至油浴加热夹套6内，并从出油口流出。这样，油浴加热夹套6相当于油的循环管路，以使在温控系统的作用下，油浴加热夹套6内油温维持在预设范围内。

另外，温控系统可以根据测温仪测量的当前油温，若需要进一步降低当前油温，则可以启动加热装置中降温功能以降低当前温度至预设值。当然，若需要进一步升高当前油温，则可以启动加热装置升高当前温度至预设值。

可见，在本实用新型实施例提供的技术方案中，油浴加热夹套6内测温仪与温控系统电连接，在确定所述测温仪测量的温度不在所述预设范围内，所述温控系统对输入所述油浴加热夹套6内油的温度进行调控，以达到调控油浴加热夹套6内油温的目的。使得在待聚合物聚合的过程中，均能够需要所需要的高温，能够使得待聚合物能够在理想条件下达到聚合反应，进一步提高聚合物的产品质量。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。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，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于生产酯化聚合物的聚合反应器，其特征在于，所述反应器包括：反应釜体、螺旋式搅拌桨和圆柱筒体；

所述螺旋式搅拌桨内置安装在所述反应釜体底部的搅拌轴上，且以桨叶边缘内贴所述圆柱筒体的方式，内置于所述圆柱筒体内；

所述圆柱筒体内置于所述反应釜体内，并在所述螺旋式搅拌桨的转动下，将反应釜底部的液料带出。

2.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述反应器还包括锚式搅拌桨；

所述锚式搅拌桨位于所述圆柱筒体的下方，并内置安装在所述反应釜体底部的搅拌轴上。

3.根据权利要求2所述的反应器，其特征在于，所述锚式搅拌桨以与所述反应釜体的内壁、底部均贴合的方式安装在所述反应釜体底部的搅拌轴上。

4.根据权利要求3所述的反应器，其特征在于，所述螺旋式搅拌桨的桨叶上设有用于刮除粘结在所述圆柱筒体上聚合物的侧壁刮板。

5.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述反应釜体底部安装有上展式放料阀。

6.根据权利要求5所述的反应器，其特征在于，所述上展式放料阀的阀盖在处于闭合的情况下，所述阀盖与所述反应釜体底部平齐。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的反应器，其特征在于，所述反应器还包括用于油浴加热的温控系统，所述反应釜体的外侧壁上套装设有油浴加热夹套；

所述温控系统，用于调控所述油浴加热夹套内的油温。

8.根据权利要求7所述的反应器，其特征在于，所述油浴加热夹套内还设有用于测量所述油浴加热夹套内油温的测温仪；

所述测温仪与所述温控系统电连接，在确定所述测温仪测量的温度不在预设范围内，所述温控系统对输入所述油浴加热夹套内油的温度进行调控。

9.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述反应器还包括用于支撑所述反应釜体的支架。

10.根据权利要求2所述的反应器，其特征在于，所述螺旋式搅拌桨采用双螺旋结构的搅拌桨。

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