[发明专利]一种化学反应釜

说明书

技术领域

本发明涉及一种化学反应釜，尤其是一种甲阶酚醛泡沫树脂制备用的反应釜，属于化学反应设备技术领域。

背景技术

据申请人了解，甲阶酚醛树脂的传统生产工艺不仅设备复杂，需要经过脱水、抽真空、锅炉加热、制冷冷却等繁琐的过程，而且每生产壹吨酚醛树脂的废水排放达700千克之多，不利于环境保护。

经检索发现，申请号为CN200910226671.9的中国专利申请公开了一种利用多聚甲醛生产酚醛树脂的方法。该专利技术虽然从理论上克服了液体甲醛运输不便、能源消耗大、污染环境等长期困扰企业发展的问题，但实际上不能应用于批量生产，因为利用多聚甲醛生产酚醛树脂的过程是放热反应，而生成物的导热性很差，批量生产采用的大容积反应釜无法解决内部温度控制的难题。现有反应釜采用的冷却夹套结构只适用于实验室或小容积反应釜，无法解决大容积反应釜的内部温控问题，难以避免生产过程中因温度持续升高而导致的反应物沸腾溢出(俗称“爆冲”现象)，结果不仅会导致材料浪费，反应无法继续进行，而且很容易引起事故。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提出一种不仅可以切实解决内部温度控制难题的化学反应釜，从而为利用多聚甲醛批量生产酚醛发泡树脂创造条件。

本发明解决其技术问题的技术方案如下：一种化学反应釜，包括内部形成容腔的釜体，所述釜体的顶部中心安置伸入容腔内的搅拌杆，所述搅拌杆和釜体内壁之间间隔分布内、外圈外接换热介质的盘管换热器，所述搅拌杆的下端径向至少延伸出一只搅拌臂，所述搅拌臂的外端朝上延伸出位于内、外圈盘管换热器之间的搅拌柄。发生反应时，由于两圈换热器内外同时发生作用，加之釜体下部的搅拌臂和位于两圈换热器之间的搅拌柄持续旋转搅拌，因此即使反应釜内充斥导热性很差的胶体状反应物，也能控制釜内形成较为均匀的温度场。

本发明进一步的完善是，所述两圈换热器的盘旋方向相反。这样，不仅内外圈盘管换热器中的换热介质因流向相反而更有利于整个釜体内部的热交换，而且反应物在搅拌驱使作用下流经内、外圈盘管换热器的盘管间隔时，会被引导产生下旋或上旋趋势，从而使反应物充分混合，达到釜内匀温的作用效果。

本发明更进一步的完善是，所述搅拌杆上具有螺旋槽，尤其是所述螺旋槽的旋向与内圈换热器的盘旋方向相反。这样，搅拌杆、内圈盘管换热器、外圈盘管换热器将使其附近的反应物产生互不相同的旋向趋势，相互之间的热交换更为充分。

附图说明

图1为本发明一个实施例的三维结构示意图。

图2为图1实施例的二维结构示意图。

具体实施方式

实施例1

本实施例为专用于制备甲阶酚醛泡沫树脂的化学反应釜，如图1和图2所示，该反应釜包括内部形成容腔的釜体，釜体上部扣盖具有敞开进料口14的上盖13，底部具有阀门控制的出料口9。上盖13的顶部中心固定传动支架16，传动支架16内装有由传动机构传动、且伸入容腔内的搅拌杆8。搅拌杆8和釜体内壁之间间隔分布内、外两圈分别通过位于上盖13上的第一进口1、第二进口15外接冷却水源的内圈盘管换热器11和外圈盘管换热器12，两圈换热器的盘旋方向相反，其出口3、4也位于上盖上。搅拌杆8的杆身上具有旋向与内圈换热器11盘旋方向相反的螺旋槽(图中未示)，其下端径向延伸出一对搅拌臂10，两搅拌臂10的外端分别朝上延伸出位于内、外圈盘管换热器11、12之间的搅拌柄7。除了两圈盘管换热器之外，本化学反应釜的釜体由外壳5和内壁6形成具有底部进水口和侧面出水口的夹套换热器。图中2为位于上盖13上的温度表。

生产时，将氢氧化钠、苯酚、多聚甲及水等物料按预定比例投入反应釜内，并启动搅拌装置进行搅拌，由于搅拌杆上具有螺旋槽，因此不仅可以通过搅拌臂延伸出搅拌柄在内、外圈盘管换热器之间产生搅拌作用，而且在内圈盘管换热器之内也会产生下旋的搅拌作用，搅拌均匀性明显提高，从而使物料相互之间的反应更为充分。待物料发生化学反应释放热量时，按需开启冷却水源，启动内、外圈盘管换热器以及夹套换热器，在三层换热器的作用下，反应釜内的温度得到有效抑制，并且由于搅拌杆、内圈盘管换热器、外圈盘管换热器的旋向相互交替，因此使其附近的反应物产生互不相同的上旋或下旋趋势，相互之间的混合更为均匀，热交换也更为充分。最后，待反应生成物粘度达到预定值时，加入表面活性剂、改进剂等，并控制反应釜适当降温，打开出料口，即得到所需的甲阶酚醛泡沫树脂。

试验证明，采用本实施例的反应釜后，可以完全敞开，即使是粘度很大、热传导性能很差的甲阶酚醛泡沫树脂中间反应物，也能借助内、外换热器在釜内形成较为均匀的温度场，彻底避免“爆冲”现象，并且换热系统与搅拌装置的有机结合，还使得反应物混合更为均匀，反应更为充分，有助于提高工效和甲阶酚醛泡沫树脂的制备质量。