CN220861459U - 一种油包水型阳离子聚丙烯酰胺乳液制备装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种油包水型阳离子聚丙烯酰胺乳液制备装置，涉及聚丙烯酰胺制备技术领域，包括聚合反应釜、进料口、温度计、搅拌装置、乳化泵、气液混合器、降温装置，其中，进料口设置于聚合反应釜的上部；搅拌装置装配于聚合反应釜，用于搅拌位于聚合反应釜内的反应液；温度计设置在聚合反应釜上，其检测端伸入聚合反应釜内；降温装置设置在聚合反应釜的外侧；聚合反应釜的下端通过管路连接乳化泵，乳化泵通过管路连接气液混合器；气液混合器与聚合反应釜连通，气液混合器和外部氮气供应装置连通。如此，能提高氮气除氧的效率，降低聚丙烯酰胺乳液生产时间，生产效率高的优点。

Description

一种油包水型阳离子聚丙烯酰胺乳液制备装置

技术领域

本实用新型涉及聚丙烯酰胺制备技术领域，尤其涉及一种油包水型阳离子聚丙烯酰胺乳液制备装置。

背景技术

聚丙烯酰胺是一种水溶性线性高分子聚合物，属于一类性能优良的高分子絮凝剂。其在石油开采、水处理、纺织、造纸、矿物筛选、医药等行业中都有广泛的应用。聚丙烯酰胺从形态上分为粉粒、乳液状、珠状，可以适应不同场合的应用需求。尤其是乳液状聚丙烯酰胺的产品还具有表观粘度低、流动性好、速溶等特点，适合高效工业化生产的要求。

目前，乳液状聚丙烯酰胺的生产设备，主要包括聚合反应釜，设于聚合反应釜上的进料口、进气管和搅拌装置等。油相与水相反应液通过进料口进入到聚合反应釜中，进行混合均质乳化后，通过进气管通入氮气，去除反应体系中的氧，然后滴加有机或无机引发剂，通过搅拌装置的搅拌作用下进行丙烯酰胺聚合反应。但现有的制备设备因除氧需要较长时间，导致整个生产过程效率低，另外制备过程中由于对乳液粘度指标控制不足，导致最终得到的产品质量不稳定。

因此，一种生产效率高、可实时检测乳液粘度、生产的产品质量稳定的油包水型阳离子聚丙烯酰胺乳液制备装置有待设计。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供了一种油包水型阳离子聚丙烯酰胺乳液制备装置，至少解决上述一个技术问题，其具有生产效率高、可实时检测乳液粘度、生产的产品质量稳定的优点。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种油包水型阳离子聚丙烯酰胺乳液制备装置，包括聚合反应釜、进料口、温度计、搅拌装置、乳化泵、气液混合器和降温装置，其中，所述进料口设置于所述聚合反应釜的上部；所述搅拌装置装配于所述聚合反应釜，用于搅拌位于聚合反应釜内的反应液；所述温度计设置在所述聚合反应釜上，其检测端伸入所述聚合反应釜内；所述降温装置设置在所述聚合反应釜的外侧；所述聚合反应釜的下端通过管路连接所述乳化泵，所述乳化泵通过管路连接气液混合器；所述气液混合器与聚合反应釜连通，所述气液混合器和外部氮气供应装置连通。

可选地，所述气液混合器设有进液口和氮气进气口，其内部形成有吸气腔和扩压腔；所述进液口一端和所述乳化泵通过管路连接，所述进液口的另一端连接喷嘴；所述吸气腔连通氮气进气口，所述氮气进气口通过进气管和与氮气增压泵连接；所述扩压腔位于所述吸气腔的下部，其一端和所述吸气腔连接，另一端和聚合反应釜连接。

可选地，所述吸气腔竖直方向依次包括直径相等的圆筒段，以及直径逐渐减小的漏斗段；所述扩压腔从上往下呈直径逐渐增大的喇叭状，所述扩压腔直径小的一端和所述漏斗段的咀部连通，所述扩压腔直径大的一端和聚合反应釜连接。

可选地，该油包水型阳离子聚丙烯酰胺乳液制备装置还包括一设置在所述聚合反应釜上的粘度计，所述粘度计的检测端伸入所述聚合反应釜内，所述粘度计的显示端位于所述聚合反应釜外。

可选地，所述粘度计为振动式在线粘度计，其显示端设于所述聚合反应釜右侧上部。

可选地，所述聚合反应釜包括壳体，其壳体内部形成有反应腔；所述搅拌装置包括装配于所述聚合反应釜上部的搅拌电机，所述搅拌电机的输出端连接一搅拌轴，搅拌轴穿过所述聚合反应釜的壳体，并伸入所述反应腔内；所述搅拌轴下侧装配有双层搅拌桨。

可选地，所述降温装置为围置于所述聚合反应釜侧壁上的循环冷却水夹层，所述循环冷却水夹层下侧设有循环冷却水进水口，位于所述循环冷却水夹层上侧并背离所述循环冷却水进水口的位置设有循环冷却水出水口。

可选地，该油包水型阳离子聚丙烯酰胺乳液制备装置还包括三通出料阀，所述聚合反应釜的下端设有出料口，所述出料口通过管路连接所述三通出料阀的进料端，所述三通出料阀的第一出料端通过管路连通所述乳化泵，所述三通出料阀的第二出料端连接出料管。

可选地，所述乳化泵为三级乳化泵。

可选地，所述进料口包括设于所述聚合反应釜的上部的油相进料口、水相进料口和引发剂进料口。

与现有技术相比，本申请的优点在于：

由于在聚合反应釜下端通过管路连接乳化泵，乳化泵通过管路连接气液混合器，所述气液混合器与聚合反应釜连通。因为气液混合器具有高传质系数，因此能提高氮气除氧的效率，降低聚丙烯酰胺乳液生产时间，生产效率高。

另外，由于在聚合反应釜上设置一振动式在线粘度计粘度计，因此便于实时检测乳液的粘度，进而对反应过程进行调整，以得到流动性好，质量稳定的产品。

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做简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大结构示意图。

附图标记说明：

100-油包水型阳离子聚丙烯酰胺乳液制备装置；

1-聚合反应釜；11-壳体；1a-反应腔；12-出料口；13-出料管；

21-油相进料口；22-水相进料口；23-引发剂进料口；

3-气液混合器；b-吸气腔；b1-圆筒段；b2-漏斗段；c-扩压腔；31-氮气进气口；32-进液口；33-喷嘴；

4-循环冷却水夹层；41-循环冷却水进水口；42-循环冷却水出水口；

5-振动式在线粘度计；

6-温度计；

7-搅拌装置；71-搅拌电机；72-搅拌轴；73-双层搅拌桨；

8-三通出料阀；

9-三级乳化泵。

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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“背部”、“侧”、“周向”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。此外，第一、第二等词仅为了区分结构相同或类似的多个部件或结构，不表示对设置顺序或者连接关系的某种特殊限定。

请参照图1，本申请实施例提供了一种油包水型阳离子聚丙烯酰胺乳液制备装置100，包括聚合反应釜1、进料口、温度计6、搅拌装置7、乳化泵、气液混合器3、降温装置。其中，聚合反应釜1包括壳体11，壳体11内部形成有反应腔1a；进料口设置于聚合反应釜1的上部；具体地，进料口可以设置为多个，例如，在本实施例中，进料口分为设于聚合反应釜1的上部的油相进料口21、水相进料口22和引发剂进料口23。当然在另一些实施例中，进料口也可以设置为一个或两个，或多个，在此不做具体限制。搅拌装置7装配于聚合反应釜1，用于搅拌位于聚合反应釜1内的反应液；温度计6设置在聚合反应釜1上，其检测端伸入聚合反应釜1内，其显示端位于聚合反应釜外；具体地，温度计6的检测端深入聚合反应釜1的反应腔1a中，用于实时检测反应液的温度，并及时调整。聚合反应釜1的外侧设置有降温装置，用于带走反应产生的热量，避免聚合反应釜1中的温度过高，影响油包水型阳离子聚丙烯酸胺乳液的生产。聚合反应釜1的下端通过管路连接乳化泵，乳化泵通过管路连接气液混合器3；气液混合器3与聚合反应釜1连通，气液混合器3和外部氮气供应装置(图中未示出)连通。

优选地，乳化泵为三级乳化泵9。

如此，有机溶剂油、丙烯酰胺单体混合溶液分别通过油相进料口21、水相进料口22进入聚合反应釜1的反应腔1a中，然后油相和水相溶液通过三级乳化泵9均质后，由管路输送到气液混合器3中，并和其中的氮气混合除氧，除氧后排入到聚合反应釜1中，接着氧化还原引发剂通过引发剂进料口23加入到聚合反应釜1中，以进行聚合反应，聚合反应过程中，搅拌装置7对反应腔1a中的反应液进行搅拌混合，期间通过温度计6实时观测反应腔1a中反应液的温度，并通过降温装置调节聚合反应釜1中的温度。

由于在聚合反应釜1下端通过管路连接乳化泵，乳化泵通过管路连接气液混合器3，气液混合器3与聚合反应釜1连通。因为气液混合器3具有高传质系数，因此能提高氮气除氧的效率，降低聚丙烯酰胺乳液生产时间，生产效率高。

具体地，请参照图2，在本实施例中，气液混合器3设置在聚合反应釜1的上部，气液混合器3设有进液口32和氮气进气口31，其内部形成有吸气腔b和扩压腔c；进液口32一端和乳化泵通过管路连接，进液口32的另一端连接喷嘴33；喷嘴33位于吸气腔b内，吸气腔b连通氮气进气口31，氮气进气口31通过进气管和与氮气增压泵(图中未示出)连接；扩压腔c位于吸气腔b的下部，其一端和吸气腔b连接，另一端和聚合反应釜1连接。如此，经过三级乳化泵9均质后油相和水相溶液经由管路输送到气液混合器3中并从喷嘴33中喷出，并和经氮气进气口31进入的氮气进行高效混合除氧，然后经扩压腔c进入到聚合反应釜1中。

具体地，请参照图2，在本实施例中，吸气腔b竖直方向依次包括直径相等的圆筒段b1，以及直径逐渐减小的漏斗段b2；扩压腔c从上往下呈直径逐渐增大的喇叭状，扩压腔c直径小的一端和漏斗段b2的咀部连通，扩压腔c直径大的一端和聚合反应釜1连接。具有漏斗段b2的吸气腔b能进一步提升氮气除氧的效率。在本实施例中，喷嘴33位于吸气腔b的漏斗段b2中。

为了准确监测聚合反应釜1中乳液的动力粘度，请参照图1，在本实施例中，该油包水型阳离子聚丙烯酰胺乳液制备装置100还包括一设置在聚合反应釜1上的粘度计，粘度计的检测端伸入聚合反应釜1内，粘度计的显示端位于聚合反应釜1外，便于工作人员随时查看。具体地，粘度计为振动式在线粘度计5，其设于聚合反应釜1右侧上部。

为了进一步提升该油包水型阳离子聚丙烯酰胺乳液制备装置100的反应效率，请参照图1，在本实施例中，搅拌装置7包括装配于聚合反应釜1上部的搅拌电机71，搅拌电机71的输出端通过联轴器(图中未示出)连接一搅拌轴72，搅拌轴72穿过聚合反应釜1的壳体11，并伸入反应腔1a内；进一步地，搅拌轴72下侧装配有双层搅拌桨73。具有双层搅拌桨73的搅拌装置7能起到更佳的搅拌效果，令乳液中各成分接触更加充分，进而提升反应效率。

为了避免聚合反应釜1内的温度过高，具体地，请参照图1，在本实施例中，降温装置为围置于聚合反应釜1侧壁上的循环冷却水夹层4，循环冷却水夹层4下侧设有循环冷却水进水口41，位于循环冷却水夹层4上侧并背离循环冷却水进水口41的位置设有循环冷却水出水口42。如此，循环冷却水可以从循环冷却水进水口41进入，经过从下往上的和聚合反应釜1的外侧壁接触，以带走过多的热量，再通过循环冷却水出水口42流出。具体地，在循环冷却水进水口41和循环冷却水出水口42处均设有阀门(图中未示出)，用于控制循环冷却水的流入、流出以及流速。

可选地，请参照图1，在本实施例中，该油包水型阳离子聚丙烯酰胺乳液制备装置100还包括三通出料阀8，聚合反应釜1的下端设有出料口12，出料口12通过管路连接三通出料阀8的进料端，三通出料阀8的第一出料端通过管路连通乳化泵，三通出料阀8的第二出料端连接出料管13。通过三通阀的设置使得该油包水型阳离子聚丙烯酰胺乳液制备装置100的结构更加简洁。

进一步地，该油包水型阳离子聚丙烯酰胺乳液制备装置100还包括一控制单元(图中未示出)，该控制单元分别和温度计6、搅拌装置7、乳化泵、气液混合器3、降温装置、三通阀等部件电连接，用于控制各个部件的协调运行。

最后应该说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，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实质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种油包水型阳离子聚丙烯酰胺乳液制备装置，其特征在于，包括聚合反应釜(1)、进料口、温度计(6)、搅拌装置(7)、乳化泵、气液混合器(3)和降温装置，其中，所述进料口设置于所述聚合反应釜(1)的上部；所述搅拌装置(7)装配于所述聚合反应釜(1)，用于搅拌位于聚合反应釜(1)内的反应液；所述温度计(6)设置在所述聚合反应釜(1)上，其检测端伸入所述聚合反应釜(1)内；所述降温装置设置在所述聚合反应釜(1)的外侧；所述聚合反应釜(1)的下端通过管路连接所述乳化泵，所述乳化泵通过管路连接气液混合器(3)；所述气液混合器(3)与所述聚合反应釜(1)连通,所述气液混合器(3)和外部氮气供应装置连通。

2.如权利要求1所述的油包水型阳离子聚丙烯酰胺乳液制备装置，其特征在于，所述气液混合器(3)设有进液口(32)和氮气进气口(31)，其内部形成有吸气腔(b)和扩压腔(c)；所述进液口(32)一端和所述乳化泵通过管路连接，所述进液口(32)的另一端连接喷嘴(33)；所述吸气腔(b)连通氮气进气口(31)，所述氮气进气口(31)通过进气管和与氮气增压泵连接；所述扩压腔(c)位于所述吸气腔(b)的下部，其一端和所述吸气腔(b)连接，另一端和所述聚合反应釜(1)连接。

3.如权利要求2所述的油包水型阳离子聚丙烯酰胺乳液制备装置，其特征在于，所述吸气腔(b)竖直方向依次包括直径相等的圆筒段(b1)，以及直径逐渐减小的漏斗段(b2)；所述扩压腔(c)从上往下呈直径逐渐增大的喇叭状，所述扩压腔(c)直径小的一端和所述漏斗段(b2)的咀部连通，所述扩压腔(c)直径大的一端和所述聚合反应釜(1)连接。

4.如权利要求1所述的油包水型阳离子聚丙烯酰胺乳液制备装置，其特征在于，还包括一设置在所述聚合反应釜(1)上的粘度计，所述粘度计的检测端伸入所述聚合反应釜(1)内，所述粘度计的显示端位于所述聚合反应釜(1)外。

5.如权利要求4所述的油包水型阳离子聚丙烯酰胺乳液制备装置，其特征在于，所述粘度计为振动式在线粘度计(5)，其显示端设于所述聚合反应釜(1)右侧上部。

6.如权利要求1所述的油包水型阳离子聚丙烯酰胺乳液制备装置，其特征在于，所述聚合反应釜(1)包括壳体(11)，所述壳体(11)内部形成有反应腔(1a)；所述搅拌装置(7)包括装配于所述聚合反应釜(1)上部的搅拌电机(71)，所述搅拌电机(71)的输出端连接一搅拌轴(72)，所述搅拌轴(72)穿过所述聚合反应釜(1)的所述壳体(11)，并伸入所述反应腔(1a)内；所述搅拌轴(72)下侧装配有双层搅拌桨(73)。

7.如权利要求1所述的油包水型阳离子聚丙烯酰胺乳液制备装置，其特征在于，所述降温装置为围置于所述聚合反应釜(1)侧壁上的循环冷却水夹层(4)，所述循环冷却水夹层(4)下侧设有循环冷却水进水口(41)，位于所述循环冷却水夹层(4)上侧并背离所述循环冷却水进水口(41)的位置设有循环冷却水出水口(42)。

8.如权利要求1所述的油包水型阳离子聚丙烯酰胺乳液制备装置，其特征在于，还包括三通出料阀(8)，所述聚合反应釜(1)的下端设有出料口(12)，所述出料口(12)通过管路连接所述三通出料阀(8)的进料端，所述三通出料阀(8)的第一出料端通过管路连通所述乳化泵，所述三通出料阀(8)的第二出料端连接出料管(13)。

9.如权利要求8所述的油包水型阳离子聚丙烯酰胺乳液制备装置，其特征在于，所述乳化泵为三级乳化泵(9)。

10.如权利要求1所述的油包水型阳离子聚丙烯酰胺乳液制备装置，其特征在于，所述进料口包括设于所述聚合反应釜(1)的上部的油相进料口(21)、水相进料口(22)和引发剂进料口(23)。