[发明专利]一种提高苯乙烯-丙烯腈共聚反应中丙烯腈转化率的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种石油化工的装置，特别涉及一种丙烯腈-苯乙烯共聚反应的装置。

背景技术

丙烯腈-苯乙烯共聚物，也称SAN或AS，是一种由丙烯腈与苯乙烯共聚而成的高分子化合物。丙烯腈-苯乙烯共聚物具有热塑性，不易变色，不受稀酸、稀碱、稀醇和汽油的影响，具有优良的耐热性和耐溶剂性，用于制造耐油机械零件、仪表壳、仪表盘、电池盒、拖拉机油箱、蓄电池外壳、包装容器、日用品等，还是一种主要用作生产ABS树脂的掺混料。

在工业化生产实施过程中，苯乙烯-丙烯腈共聚物的合成，在工业化实施中经历了第一代乳液聚合法，第二代悬乳聚合法，第三代连续本体聚合法。所述乳液聚合法由于生产工艺复杂，成本高已濒临淘汰。所述悬乳聚合法生产出的产品透明度差，只能用于基料掺混的ABS树脂。所述连续本体聚合法制得的苯乙烯-丙烯腈共聚物具有产品纯净，透明度高、耐油、耐化学性能优良的特点，是工业中最常用的苯乙烯-丙烯腈共聚物的合成方法。连续本体聚合法采用热引发连续本体聚合技术，以苯乙烯、丙烯腈为单体，添加少量的乙苯作为稀释溶剂来合成苯乙烯-丙烯腈共聚物。

本体聚合法生产苯乙烯-丙烯腈共聚物工艺中，存在的主要问题是丙烯腈转化率低。由于反应生成的苯乙烯-丙烯腈共聚物粘度很大，当反应发生一段时间后，反应物混合不均匀，反应物之间的接触困难，即便增大反应停留时间，丙烯腈转化率也只能达到50％～70％wt。如果通过加大搅拌速率，使反应釜内物料混合均匀，则会导致破乳，影响产品质量。所以，现有本体聚合法生产苯乙烯-丙烯腈共聚物的工艺中，一般采用两个体积较小的串联反应器。即便如此，第二个反应器出口处，丙烯腈转化率也仅能达到70％wt。

丙烯腈转化率低，会导致以下不良后果：首先，运会导致原料利用率低，产品质量差；其次，这会降低苯乙烯-丙烯腈共聚物的单线生产能力，吨产品投资增加；另外，这还会增加后续未反应单体和溶剂回收单元中，未反应单体和溶剂的量，增加未反应单体和溶剂回收单元的设备投资和操作费用。这是苯乙烯-丙烯腈共聚物生产中急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高丙烯腈-苯乙烯共聚反应中丙烯腈转化率并提高产品单线生产能力的装置。

本发明的技术方案，根据丙烯腈-苯乙烯共聚反应后期，反应釜内物料粘度很大、反应物之间的接触困难的特点，在两台串联的反应器后，分别添加一条强制回流管线，将部分物料强制回流到反应器中，加强反应器中反应物的混合，在不会导致破乳的条件下，使反应器内物料混合均匀，以提高丙烯腈的转化率。

一种提高苯乙烯-丙烯腈共聚反应中丙烯腈转化率的装置，反应物料有丙烯腈、苯乙烯、稀释剂、分子量调节剂，稀释剂为乙苯，分子量调节剂为十二烷基硫醇，共聚反应的物料比例，丙烯腈∶苯乙烯∶乙苯∶十二烷基硫醇＝(20％～30％)∶(50％～70％)∶(10％～35％)∶(0～2％)，以重量百分数计，表示为％wt；丙烯腈和反应物料经1#反应器进料口，进入1#反应器，反应温度在140～160℃，反应釜内压力0.16～0.3MPa，反应停留时间为1.8～2.0小时，产物及未反应的反应物经1#反应器出料泵，一部分送入2#反应器，另一部分经1#反应器物料回流口，返回到1#反应器，回流比为0.28～0.35，在1#反应器回流线上，设有1#反应器压力控制阀，在2#反应器进料管线上设有1#反应器液位控制阀，在1#反应器顶部设有1#反应器冷凝器，1#反应器中挥发出的气相组分，经其冷凝后回流到1#反应器中，撤出反应热，当1#反应器底部丙烯腈的转化率达到60％时，送入2#反应器；物料经2#反应器进料口进入2#反应器，反应温度140～160℃，反应釜内压力0.16～0.3MPa，反应时间1.8～2.0小时，反应产物和未反应的反应物，经2#反应器底部的2#反应器出料泵，一部分送入后续产物分离工段，另一部分由回流管线，从2#反应器进料回流口，返回2#反应器，回流比为0.28～0.4，在2#反应器的回流线上设有一个2#反应器压力控制阀，在去分离工段的管线上设有2#反应器液位控制阀，在2#反应器顶部，设有一个2#反应器冷凝器，2#反应器中挥发出的气相组分，经其冷凝后回流到2#反应器中，当2#反应器底部的丙烯腈转化率达到80％时，将2#反应器中的物料送入分离工段。