[发明专利]树脂聚合中试实验系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种化工中试实验装置，具体涉及一种树脂聚合中试实验系统。

背景技术

世界三大合成材料包括合成树脂、合成橡胶和合成纤维，其中，合成树脂是产量和消费量最高的合成材料，其作为基础原料被广泛应用于制备合成纤维、涂料、胶粘剂、绝缘材料等化工领域。为了满足各化工领域的需求，树脂研发人员致力于各种性能的树脂。树脂研发过程一般包括实验室、中试、试生产和产业化四个阶段，其中，中试阶段是树脂研发过程由实验室走向产业化的过渡阶段，中试实验过程对树脂合成能否产业化具有十分重要的影响。

但是，目前中试阶段的实验装置大多仅是实验室阶段的倍数放大，结构简单，操作十分繁琐，还需要大量的人力；同时，中试实验装置由于其自身体积庞大无法放入实验室通风橱中，其本身也并未设计通风装置，严重影响中试实验者的身体健康；最重要的是，中试实验的进料速度要远大于实验室，大量物料进行聚合反应产生的反应热会使反应体系的温度急速上升，本领域一般认为聚合过程的急速升温会对树脂聚合造成巨大影响，这种情况是实验室阶段所不会发生的，其对树脂聚合的影响只能依赖于理论推测，而无法验证，因此，开发一种针对树脂聚合中试实验的装置对于树脂聚合的理论研究和树脂产业化均有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种树脂聚合中试实验系统。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种树脂聚合中试实验系统，它包括通风装置、反应釜、温度控制装置和温度调节装置；所述反应釜设于所述通风装置的抽风口下方，避免操作过程中有机气体在实验室中逸散，影响实验人员的身体健康，造成环境污染；所述反应釜用于进行树脂聚合反应；所述温度控制装置用于检测所述反应釜中当前的反应温度和升温速度，且控制所述温度调节装置对所述反应釜的内部温度进行调节。

所述温度控制装置包括温度传感器、处理器和温度显示器；所述温度传感器位于所述反应釜的内部用于检测所述反应釜内部的液体温度；所述处理器与所述温度传感器相连接并根据所述温度传感器检测到的温度数据信号计算当前的升温速度；所述温度显示器与所述处理器相连接，根据所述处理器的输出信号显示当前的温度和升温速度。

实验过程的最初阶段一般为单纯的加热升温，反应釜中温度小于设定温度T₁，所述处理器控制电控阀门使热源与所述夹层连通对所述反应釜进行加热；当升温至设定温度T₁，反应釜中开始进行聚合反应，聚合大量放热，容易引起反应温度剧烈上升，当升温速度大于设定升温速度k（℃/min），所述处理器控制所述温度调节装置对所述反应釜中的升温速度进行调节，直至所述反应釜中聚合反应阶段稳定升温至设定温度T₂，T₂≥T₁，保温设定时间t完成树脂聚合，所述处理器控制所述温度调节装置对所述反应釜进行冷却降温至设定温度T₃，T₃＜T₂，加入其它辅料，得到产品。

所述温度调节装置包括热源、温度不同的若干冷源、设置于所述反应釜表面的夹层和设置于所述反应釜内壁的若干盘管，各盘管均紧贴所述反应釜内壁，所述盘管设有螺旋空隙，各所述盘管插入相互的螺旋空隙中，所述夹层上设有热源出口和热源入口；所述热源出口和所述热源入口分别通过一个电控阀门连通所述热源，各所述盘管的出口和入口分别通过一个电控阀门连通各所述冷源，所述处理器连接各电控阀门并控制其通、断。调节过程中，根据反应釜中升温速度的剧烈程度，选择某一温度的冷源和全部或部分盘管连通对所述反应釜进行冷却；具体的，当升温速度远大于k时，所述处理器控制电控阀门使温度较低的冷源和全部盘管进行连通，对所述反应釜的升温温度进行调节；当调节至升温速度比较接近k时，所述处理器控制电控阀门使温度较低的冷源和全部盘管断开，使温度较高的冷源和部分盘管进行连通，对所述反应釜的升温温度进行调节。

基于上述，所述热源包括加热介质腔和设置在所述加热介质腔表面的加热层，所述加热介质腔与所述热源出口和所述热源入口连通，所述加热介质腔内设有加热介质，所述加热介质为水、石蜡油、甘油或硅油。

基于上述，所述冷源包括冷却介质腔和设置在所述冷却介质腔表面的冷却层，所述冷却介质腔与所述盘管出口和所述盘管入口连通，所述冷却介质腔内设有冷却介质，所述冷却介质为质量分数为15%-25%的氯化钠水溶液或质量分数为10%-20%的乙醇水溶液。