CN219024299U

CN219024299U - 一种提高前级预聚合转化率的装置、设备

Info

Publication number: CN219024299U
Application number: CN202223270557.6U
Authority: CN
Inventors: 陈利杰; 黃彦鹏
Original assignee: Xinghui Environmental Protection Materials Co ltd
Current assignee: Xinghui Environmental Protection Materials Co ltd
Priority date: 2022-12-07
Filing date: 2022-12-07
Publication date: 2023-05-16
Anticipated expiration: 2032-12-07

Abstract

本实用新型涉及树脂合成技术中提高前级预聚合反应器转化率的技术领域，解决了现有技术中聚苯乙烯生产工艺预聚合工段采用二级预聚合反应器流程所存在的前级预聚合反应器反应热不足需夹套热油辅助维持反应致能较耗高的问题。提供了一种提高前级预聚合转化率的装置、设备，该装置包括反应器、预热机构和动力机构，采用动力装置设置的物料回流流程，使已反应的物料放出的反应热热量回流至未反应的物料中，提升物料反应时的温度，并维持反应温度，实现平稳的聚合反应和节能。

Description

一种提高前级预聚合转化率的装置、设备

技术领域

本实用新型涉及一种提高前级预聚合转化率的技术领域，尤其涉及一种提高前级预聚合转化率的装置、设备。

背景技术

现有的聚苯乙烯生产工艺中，主要包括配料、预聚合、聚合、脱挥、造粒和包装等工序。首先将橡胶溶解于苯乙烯中并加入矿物油等辅助材料，然后将配制好的橡胶苯乙烯溶液进行预热后送到预聚合工段聚合到大约30％的转化率，再送入由多个柱塞流反应器组成的聚合工段将转化率进一步提高到80％左右，再送入真空状态下的二级脱挥器脱除未反应的单体及溶剂并作为辅助进料回收利用，最终聚合物进行造粒并包装为成品

其中前级预聚合釜反应器有采用满釜或半釜的操作方式。由于苯乙烯发生反应产生需要一定的反应温度来引发聚合反应，不管是热引发还是采用引发剂方式都如此。相对来说热引发需要更高的进料温度及更高维持反应温度所需的夹套热油温度，意味着能耗更大。对于满釜操作方式来说还存在反应失控只能靠夹套降温速度慢的安全隐患，对于半釜操作来说利用苯乙烯及溶剂蒸发潜热带走这部分反应热可以达到迅速降低反应温度目的，但平时却存在转化率太低蒸汽量不足容易在液面以上挡板、罐壁及搅拌轴上积料结块，当结块大到一定程度掉下会堵塞出料口的安全隐患。因此有必要解决转化率低难控制的问题。

现有半釜工艺存在以下问题：

1、需补足额外热油以维持必要的反应温度致能耗增大；

2、因蒸汽量不足，苯乙烯蒸汽容易在反应器上部积聚成块掉下堵塞出料泵入口影响生产安全。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种提高前级预聚合转化率的设备，用以解决聚苯乙烯生产工艺预聚合工段采用二级预聚合釜反应器流程所存在的前级预聚合釜反应器反应热不足，需夹套热油辅助维持反应致能较耗高的问题。采用回流泵使已加热的物料回流至前级预聚合釜反应器中，利用预聚合反应器中反应后物料的温度较高去提升前级预聚合釜反应器中物料的温度，达到维持反应温度目的。

第一方面，本实用新型实施例提供一种提高前级预聚合转化率的装置，其特征在于，所述装置包括反应器、预热机构和动力机构；

反应器包括前级预聚合釜反应器和预聚合釜反应器，通过管道连接，用于物料转化率的提升；

预热机构，设于所述前级预聚合釜反应器的上游，用于提高物料初始的反应热；

动力机构，与输送反应器通过管道连接，用于提供将物料输送到所述反应器中的动力。

优选地，来自进料系统的苯乙烯和循环液经过预热机构预热后进入前级预聚合釜反应器中进行反应，大约到达5～10％的转化率后再由前级预聚合釜反应器的第一物料泵送入预聚合釜反应器中进行反应；物料在预聚合釜反应器中达到25～30％的转化率后再送到后面的反应器继续聚合至设定目标转化率；并且预聚合釜底部配置有一台回流泵，可将一股达到25～30％的转化率得物料通过回流泵送回至前级预聚合釜反应器中，可以利用所送回的高温度的物料所带的热量，即利用预聚合釜反应器物料所反应产生的热量来补充前级预聚合釜反应器反应的热量不足，用以维持前级预聚合釜反应器必要的反应温度，达到提高前级预聚合釜反应器物料的转化率。

第二方面，本实用新型实施例提供一种提高前级预聚合转化率的设备，所述提高前级预聚合转化率的设备包括上述任意一种提高前级预聚合转化率的装置。

综上所述，本实用新型的有益效果如下：

1、预聚合釜底部配置有一台回流泵，预聚合釜回流泵采用变频控制，可根据反应温度调节回流量。将一股达到25ˉ30％的转化率物料送回前级预聚合釜，可以利用所送回的高温度预聚合釜物料所带的热量，即利用预聚合釜物料反应放出的反应热来补充前级预聚合釜反应热不足以维持必要的反应温度。提高前级预聚合釜转化率。

2、设置回流泵还有一个好处是前级预聚合釜反应器中的物料转化率提高后，预聚合釜反应器中的物料放出反应热的部分再回到前级预聚合釜反应器，预聚合反应器通过蒸汽带走反应热的蒸发量减少了，可以减轻真空循环冷凝系统的负担，减少用电负荷，更为节能；另外前级预聚合釜可使用来自后面柱塞流反应器带有反应热的中温油来保持夹套油的温度，无需再使用高温热油来保温，减少需使用天然气的消耗，达到节能降耗的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，这些均在本实用新型的保护范围内。

图1为一种提高前级预聚合转化率的装置的流程图；

图中零件部件及编号：1-前级预聚合釜反应器、2-预聚合釜反应器、3-第一物料泵、4-回流泵、5-第二物料泵。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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清楚、完整地描述。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。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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。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过程、方法、物品或者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过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。如果不冲突，本实用新型施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本实实用新型的保护范围之内。

实施例1

请参阅图1，本实用新型实施例1提供了一种根据上述实施例1所述提高前级预聚合转化率的装置，所述装置包括前级预聚合釜反应器、前聚合釜反应器、预热机构；预热机构采用若干个列管式换热器串联使用，设于前级预聚合釜反应器的上游；由于前级预聚合釜反应器中的物料的反应热量不足，来自进料系统的苯乙烯和循环液物料在进入前级预聚合釜反应器时，先通过列管式换热器进行预热，加热至反应所需进料温度后通过进料口加入前级预聚合釜反应器中，通过前级预聚合釜反应器中的搅拌器使完全混合并发生反应，在物料的转化率达到5～10％后，再通过前级预聚合釜反应器物料泵送入下级的预聚合反应器中继续反应，并使物料的转化率提升至25～30％，再将一部分通过回流泵将物料送回至前级预聚合釜反应器中，和物料混合，使前级预聚合釜反应器中的物料的反应热量达到反应温度并维持。进一步的，所述回流泵结构包括外齿轮泵和内齿轮泵。所述预聚合釜反应器的结构为釜式结构，还包括夹套、多层搅拌器及挡板，所述多层搅拌器结构包括浆式、折叶式和涡轮式多种组合。所述的动力机构包括回流泵和物料泵；回流泵，设于所述预聚合釜反应器的底部，用于提供将物料送回所述前级预聚合釜反应器的动力；所述物料泵包括第一物料泵和第二物料泵，分设于所述前级预聚合釜反应器和预聚合釜反应器的底部，用于提供输送物料的动力。

实施例2

请参阅图1，本实用新型实施例2提供了一种根据上述实施例1所述提高前级预聚合转化率的装置，所述装置包括前级预聚合釜反应器、前聚合釜反应器和回流泵；在预聚合釜反应器的底部配置有一台采用回流管线与前级预聚合釜反应器连接回流泵；物料通过预聚合反应器使物料在预聚合反应器中立即达到100％混合状态，且其中各点上物质立即均匀一致，并将物料的转化率提升至25～30％，物料的反应温度也进一步的提升；此时的物料通过设置于预聚合反应器底部的回流泵将物料送回至前级预聚合釜反应器中；回流泵采用变频控制，根据物料回流时的温度料达到对于物料回流的速度控制；通过回流物料在预聚合反应器中反应时产生的热来补充前级预聚合釜反应器中物料反应热不足，以维持前级预聚合釜反应器中物料反应时必要的温度，并相应的提高前级预聚合釜反应器中物料的转化率。

实施例3

请参阅图1，本实用新型实施例3提供了一种根据上述实施例1所述提高前级预聚合转化率的装置，所述装置包括前级预聚合釜反应器、预聚合反应器、第一物料泵、第二物料泵和回流泵；物料在前级预聚合釜反应器中反应后通过前级预聚合釜反应器聚合物料泵将转化率提升后的物料送入下级的预聚合反应器中反应；由于前级预聚合釜反应器中的反应热不足，产生的蒸汽量较少，聚苯乙烯蒸汽容易于前级预聚合釜反应器内部的顶端凝结积聚成块，掉下后会堵住前级预聚合釜反应器聚合物料泵的入口，导致物料无法排出，产生加工生产中的安全隐患并增加真空循环冷凝系统的负担；为此采用了回流泵，将在预聚合反应器中部分反应温度高的物料通过回流泵送回至前级预聚合釜反应器中，提升前级预聚合釜反应器中物料的反应热量，提高前级预聚合釜反应器中物料的转化率。而预聚合反应器通过蒸汽带走反应热的蒸发量减少了，可以减轻真空循环冷凝系统的负担，减少用电负荷，更为节能；另外前级预聚合釜可使用来自后面柱塞流反应器带有反应热的中温油来保持夹套油的温度，无需再使用高温热油来保温，减少需使用天然气的消耗，达到节能降耗的目的。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种提高前级预聚合转化率的装置，其特征在于，所述装置包括反应器、预热机构、回流泵结构和动力机构；

预热机构，设于所述前级预聚合釜反应器的上游，用于提高物料初始的反应温度；

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述预热机构包括若干个列管式换热器，并通过串联的方式连接。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述前级预聚合釜反应器包括满釜或非满釜、真空操作、带搅拌器的全混流反应器。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述预聚合釜反应器包括非满釜、真空操作、带搅拌器的全混流反应器。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述回流泵结构包括外齿轮泵和内齿轮泵。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述预聚合釜反应器的结构为釜式结构，还包括夹套、多层搅拌器结构及挡板，所述多层搅拌器结构包括浆式、折叶式和涡轮式多种组合。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的动力机构包括回流泵和物料泵；

回流泵，设于所述预聚合釜反应器的底部，用于提供将物料送回所述前级预聚合釜反应器的动力；

所述物料泵包括第一物料泵和第二物料泵，分设于所述前级预聚合釜反应器和预聚合釜反应器的底部，用于提供输送物料的动力。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述回流泵设有回流管线，将所述前级预聚合釜反应器和所述预聚合釜反应器连接，用于将所述预聚合釜反应器物料回流到所述前级预聚合釜反应器中。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述回流泵采用变频控制来调节物料的回流量。

10.一种提高前级预聚合转化率的设备，其特征在于，所述设备包括如权利要求1至9任一项所述的提高前级预聚合转化率的装置。