[实用新型]一种用于悬浮聚合的喷淋反应装置和悬浮聚合系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及化学工程领域，具体涉及一种用于悬浮聚合的喷淋反应装置，并涉及一种包含该喷淋反应装置的悬浮聚合系统。

背景技术

单体以小液滴状悬浮在分散介质中的聚合反应称为悬浮聚合。悬浮聚合是单体以小液滴悬浮在水中的聚合。单体中溶有引发剂，一个小液滴就相当于本体聚合的一个小单元。从单体液滴转变为聚合物固体粒子，中间经过聚合物-单体粘性粒子阶段，为了防止粒子相互粘结在一起，体系中须加有分散剂，以便在粒子表面形成保护膜。悬浮聚合的反应机理与本体聚合相同，也有均相聚合和沉淀聚合之分。

悬浮聚合物的粒径约0.05～2mm(或0.01～5mm)，主要受搅拌和分散控制。悬浮聚合的反应机理与本体聚合相同，也有均相聚合和沉淀聚合(非均相)之分。若是均相聚合，则为：在分散剂的作用下，单体在单体液滴里聚合，最终形成均匀坚硬透明的球珠状粒子；若是非均相聚合，则为：引发剂在单体液滴引发得链自由基相互缠结在一起沉淀，形成最初的相分离物——原始微粒，原始微粒凝聚的初级粒子核。初级粒子核一经形成就开始成长为早期的初级粒子，呈现相分离，体系变浑浊。因为形成的聚合物不溶于单体，所以在聚合主要是在聚合物的溶胀体进行不在形成初核，初级粒子数不再增加而是均匀地长大(初级粒子核吸附获捕捉单体相得自由基而增长、终止)。

一般在悬浮聚合的过程中，由于过度搅拌或分散剂的原因而会导致所形成的聚合物往往存在粒度均一性差的问题，从而影响了产品的最终收率；同时，在某些工艺中，悬浮聚合中的水相得不到合理的利用，最终被浪费了，这在一定程度上增加了悬浮聚合的成本。

因此，改进悬浮聚合的工艺或者设计出一种全新的悬浮聚合装置，是本领域研发人员当前的研究重点之一。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，为了克服聚合物粒度均一性差的技术问题，以提升产物收率，同时提高悬浮聚合中的水相的利用率，发明人设计了一种用于悬浮聚合的喷淋反应装置。

因此，本实用新型的第一方面，提供了一种用于悬浮聚合的喷淋反应装置，其包括：

反应釜，管式反应器A，管式反应器B，收集釜，输液泵，集液槽，循环泵，以及若干管阀；其中，所述管式反应器A的两端设置有多孔板喷淋结构Ⅰ和Ⅱ；其中，管式反应器A和管式反应器B串联。

优选地，在上述喷淋反应装置中，所述多孔板喷淋结构Ⅰ和Ⅱ的材质为金属材料或非金属材料。

更优选地，在上述喷淋反应装置中，所述金属材料为不锈钢或铝。

更优选地，在上述喷淋反应装置中，所述非金属材料为塑料。

优选地，在上述喷淋反应装置中，所述多孔板喷淋结构Ⅰ和Ⅱ中孔道的孔径为0.1-1mm。

优选地，在上述喷淋反应装置中，所述管式反应器A或管式反应器B具有蒸汽加热装备或电加热带，用于加热所述管式反应器A或管式反应器B内的反应物。

优选地，在上述喷淋反应装置中，所述收集釜中设置有固化装置、分离装置和收集装置。

另外，本实用新型的第二方面，提供了一种悬浮聚合系统，包括上述喷淋反应装置，其在收集釜中设置有固化装置、分离装置和收集装置；还包括空压机，用于将压缩空气输送至所述反应釜中，并且通过该压缩空气将反应釜中储存的反应原料由多孔板喷淋结构Ⅱ压入管式反应器A，再从多孔板喷淋结构Ⅰ离开所述管式反应器A，从而得到所需的反应颗粒粒径；接着，反应颗粒被压入管式反应器B，进行定型固化，缓慢下降；然后，所得产物进入收集釜，通过所述固化装置进一步固化，再通过所述分离装置进行固液分离；最后，固相产品进入所述收集装置，水相则被所述输液泵输送至集液槽，之后经循环泵返回至所述管式反应 器B。

其中，所述反应原料包括用于发生聚合反应的单体化合物和引发剂、分散剂等试剂。此外，在所述反应釜中还可设置机械搅拌装置，用于充分混合单体化合物和引发剂、分散剂等试剂。

采用本实用新型所述的喷淋反应装置用于悬浮聚合，例如用于苯乙烯和二乙烯苯的悬浮聚合，所制得的产物的收率更高，并且，在聚合反应过程中所产生的水相也得到了循环利用。因此，本实用新型所述的用于悬浮聚合的喷淋反应装置具有很高的生产效率，从而具有优越的应用前景与市场潜力。

附图说明

图1为本实用新型所述喷淋反应装置的结构示意图。