[发明专利]一种聚α-烯烃的反应设备和方法

说明书

本发明涉及聚α‑烯烃生产领域，具体公开了一种聚α‑烯烃的反应设备及反应方法。该反应设备包括反应釜和外循环撤热系统；反应釜包括釜体和搅拌装置，搅拌装置包括搅拌轴、搅拌桨和动力机构；外循环撤热系统包括夹套、内置盘管、外循环泵、外循环冷却器和冷冻机，夹套与釜体之间形成的冷却腔的液体入口和液体出口分别与冷冻机的供水口和回水口连通以形成外循环，内置盘管的液体入口和液体出口分别与冷冻机的供水口和回水口连通以形成外循环，源自釜体底部的物料经外循环冷却器冷却之后返回至釜体。采用本发明提供的设备和方法能够实现聚合反应温度的控制从而生产出质量稳定均一的PAO基础油。

技术领域

本发明属于聚α-烯烃生产领域，更具体地，涉及一种聚α-烯烃的反应设备以及采用该反应设备生产聚α-烯烃的方法。

背景技术

聚α-烯烃(PAO)合成油是由线性α-烯烃(通常是1-癸烯)聚合得到的聚合物，是最重要的IV类合成润滑油基础油。IV类合成润滑油基础油具有高粘度指数、低倾点、高闪点、热氧化安定性好、高低温性能优越、使用寿命长等特点，特别适用于航空航天、军事、运输、化妆品等行业。

聚合反应装置是PAO合成的关键单元，其中，搅拌式反应釜是聚合反应的常用设备。CN106622039A公开了一种合成聚α-烯烃的反应分离一体化装置和方法。该装置包括反应器主体，所述反应器主体外面设有夹套，所述夹套上端设置加热/冷却介质出口，下端设置加热/冷却介质入口，所述反应器主体内中心装有由电机带动的搅拌器，所述反应器主体内壁固定有电磁吸盘，所述反应器主体外部装有电磁吸盘控制器，所述电磁吸盘控制器控制电磁吸盘的开启和闭合，所述反应器主体的顶部设有加料口和测温口，底部设有排料口。相应地，该方法包括将原料α-烯烃和磁性路易斯酸催化剂投加到分离一体化装置的反应器主体内部，控制反应温度和反应压力进行聚合反应，反应结束，开启电磁吸盘控制器电源，位于反应器主体内部的电磁吸盘产生磁场，磁性路易斯酸催化剂在电磁吸盘上聚集吸附，分离出磁性路易斯催化剂的反应液排出反应釜进入下一道工序，再加入原料α-烯烃，关闭电磁吸盘电源，开启搅拌，磁性路易斯酸催化剂重新分散于液相，反应后，再进行磁分离，循环使用。虽然该装置更有利于对催化剂进行分离、提高生产效率，但是随着聚合反应的进行，反应温度波动较大，不容易稳定控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的聚α-烯烃的反应设备以及采用该反应设备生产聚α-烯烃的方法。

具体地，本发明提供了一种聚α-烯烃的反应设备，其中，该反应设备包括反应釜和外循环撤热系统；

所述反应釜包括釜体1和搅拌装置，所述搅拌装置包括从釜体1顶部竖直向下延伸至所述釜体1底部的搅拌轴、设置在所述搅拌轴上的搅拌桨4以及带动所述搅拌轴和搅拌桨4转动的动力机构2；

所述外循环撤热系统包括夹套3、内置盘管5、外循环泵6、外循环冷却器7和冷冻机8，所述夹套3设置在所述釜体1外围且与所述釜体1之间形成冷却腔，所述冷却腔的液体入口和液体出口分别与所述冷冻机8的供水口和回水口连通以形成外循环，所述内置盘管5设置在所述釜体1之内且其液体入口和液体出口分别与所述冷冻机8的供水口和回水口连通以形成外循环，源自所述釜体1底部的物料在所述外循环泵6的作用下至少部分引入所述外循环冷却器7中进行冷却，之后从釜顶返回至所述釜体1。

此外，本发明还提供了一种采用上述反应设备生产聚α-烯烃的方法，该方法包括将反应原料引入所述釜体1中并在搅拌装置的搅拌下进行烯烃聚合反应，在所述烯烃聚合反应的过程中，源自所述冷冻机8的冷却水一部分循环流通至所述冷却腔，另一部分循环流通至所述内置盘管5，源自所述釜体1底部的物料在所述外循环泵6的作用下至少部分引入所述外循环冷却器6中进行冷却，之后从釜顶返回至所述釜体1。