[实用新型]连续化悬浮聚合装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种连续化悬浮聚合装置，属于化工装置领域。

背景技术

离子交换树脂是一类在分子结构中具有能离解的酸性基团(如-SO₃^-H⁺等)或碱性基团(如-NR₃OH等)且能与其他阳离子或阴离子进行交换的高分子化合物，广泛应用于工业水处理、石油化工、标准计量、医药治疗、生物工程、及农业等领域。以苯乙烯和二乙烯苯共聚所得的树脂为基础的离子交换树脂应用最为广泛。

离子交换树脂生产，首先采用悬浮聚合技术生产离子交换树脂母体(俗称白球)，然后白球经磺化或氯甲基化，形成阳或阴离子交换树脂。对离子交换树脂的性能要求除了高机械强度，稳定的化学性质、较长的使用寿命、较大的交换容量等要求之外，在实际应用时，要求离子交换树脂具有适当的粒径和均一的粒度分布。如果树脂颗粒较细，虽然交换速度较快，但液体通过阻力也较大，需要较高的工作压力；如果树脂的颗粒粒径均匀性差，小颗粒填充于大颗粒空隙之间会增大流体通过的阻力，降低流量和生产能力，因此常用离子交换树脂需要的直径为0.3～0.8mm的白球，特别是粒径为0.5mm左右的白球。制备粒径大小可控，且分散均匀的树脂白球成为目前众多科研者追求的目标。

悬浮聚合中影响粒径分布的因素很复杂。大多学者都把精力投放到反应物料特性对粒径分布影响上去，而忽略了反应装置本身的局限性。传统的悬浮聚合装置一般采用搅拌的方式来分散液滴，由于单体在反应釜内离搅拌桨的距离远近不同，受到的剪切力存在差异，这就决定了最终树脂白球粒度分布波动较大。

实用新型内容

根据以上现有技术中的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种制备出的树脂颗粒粒径均匀、提高了产率的连续化悬浮聚合装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

所述的连续化悬浮聚合装置，包括聚合釜，其特点在于：聚合釜上端连接敞口容器，聚合釜下端与熟化釜的一端连接，熟化釜的另一端与循环泵相连，循环泵经流量计与敞口容器相连，在聚合釜与敞口容器之间从上至下依次设置两组观察窗，两组观察窗之间的管路上设置单体入口，单体入口与预分散装置相连，敞口容器经进料泵与连续相进料口相连；聚合釜内下端设置热电偶，热电偶、流量计和循环泵分别与控制器相连。

所述的控制器上设置温度显示仪、流量调节仪和变频器，其中温度显示仪与热电偶相连，流量调节仪与流量计相连，变频器与循环泵相连。

工作原理及过程：

连续相在进料泵的作用下由连续相进料口进入聚合釜，并在循环泵的作用下进行循环。反应釜为主反应聚合釜，外围为加热套层，套层中装有导热油，能实现迅速加热。当达到一定温度后，单体由单体进料口开始进料，经分散装置分散成均匀液滴，并沿管道运动，由单体入口进入到装置中。由于单体的密度小于连续相的密度，单体将沿管道向上流动，并上浮。敞口容器下部为一锥形部分，当连续相循环至敞口容器时，管径突然变小使得流经的连续相流速突然增大，上浮的单体受到自敞口容器流下的连续相的冲击力，上浮速度逐渐变慢。通过调节流量计控制循环速度，使单体在水流冲击力、浮力、重力、阻力等力的作用下悬浮在反应釜中，形成一层液态流化床并完成初步聚合。观察窗为透明，可以观察到单体液滴的运动情况，若在观察窗看到单体上浮，就应该适当的加大循环流量，防止单体与空气接触；若观察到的单体较少就应减小流量，以免水速过大将单体冲碎。随温度升高、聚合反应的进行，聚合物的密度越来越大，当其密度和水相近时，就随水流进入熟化釜中完成熟化。当聚合颗粒密度大于连续相的密度后，聚合颗粒在熟化釜的锥形部位处沉积，未达到一定密度的单体将继续在循环系统中流动，进入敞口容器后再进入反应釜中，直到达到一定的转化率，聚合停止。反应温度由热电偶测量，变频器控制循环泵的转速，流量调节仪调节装置的流量。

本实用新型所具有的有益效果是：

本实用新型不仅使得制备出的树脂颗粒粒径均匀，而且提高了产率。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

图中：1、敞口容器；2、进料泵；3、连续相进料口；4、单体入口；5、分散装置；6、单体进料口；7、聚合釜；8、热电偶；9、熟化釜；10、循环泵；11、流量调节仪；12、变频器；13、温度显示仪；14、控制器；15、流量计；16、观察窗。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例做进一步描述：