[实用新型]用于制备芳纶1414的聚合反应器的进料装置

说明书

本实用新型公开用于制备芳纶1414的聚合反应器的进料装置，属于聚合反应设备技术领域。包括高温流体通道和低温流体通道，高温流体通道一端设有高温物料进口，另一端设有高温物料出口，高温流体通道外侧套设有高温保温夹套；低温流体通道一端设有低温物料进口，另一端设有低温物料出口，低温流体通道外侧套设有低温保温夹套；高温流体通道下部与低温流体通道下部之间通过固定件固定，固定件下端设有外夹套，高温流体通道下部与低温流体通道下部之间设有隔热层，外夹套下部设有反应空腔。使温差高的两种反应物自离开进料装置至反应器元件前的微小空腔内接触并开始反应，且反应产物能够快速地被反应器螺杆带走，不会堵塞进料。

技术领域

本实用新型涉及用于聚合反应器的进料装置，尤其涉及用于制备芳纶1414、温差高的聚合反应器的进料装置，属于聚合反应设备技术领域。

背景技术

芳纶1414，即聚对苯二甲酰对苯二胺。在其生产过程中，采用对苯二胺与对苯二甲酰氯两种反应物聚合制备芳纶聚合物（即芳纶1414），然后以芳纶聚合物配制纺丝原液进行纺丝，其中，芳纶聚合物品质直接影响纺丝工艺及纺丝成品的质量。由于聚合反应过程中放热量大、反应速率快，而造成局部反应过快，形成大量的小分子聚合物，使得聚合物分子量分布不均匀，因此，一般采用两步法进行聚合反应，具体包括：在采用聚合反应器进行间歇聚合反应时，首先，在制备好的NMP-CaC1₂-PPDA（N-甲基吡咯烷酮简称NMP；对苯二胺简称PPDA）预混合物溶液中加入TPC总量20～40%的TPC（对苯二甲酰氯简称TPC）进行预聚合，预聚合过程中不断移除反应热，使得预聚合物产物保持低温状态（10℃以下）；然后，向聚合反应器中加入剩余量的TPC，进行聚合反应以获得最终聚合物。

在间歇聚合反应过程中，由于TPC在常温下呈固态，致使聚合反应效率低，有效聚合反应质量差，而工业化生产通常需采用连续生产工艺以获得足够的产能和生产效率。TPC在85℃以上会熔融为液体，便于采用泵及计量仪表进行连续输送和计量，且TPC熔融态较固态更易分散，使得聚合反应过程中反应更加充分、迅速，但面临问题为：一方面需要控制预混合物及预聚合物各自的进料温度，保证在低温状态能控制反应进度；另一方面需要TPC在进行聚合反应前保持温度在熔点以上。

目前，采用已有的聚合反应器，在第一步预聚合反应过程中，TPC与预混合物进行预聚合反应，此过程虽然为快速放热反应，但在此过程中不是等当量的TPC与预混合物中的PPDA进行反应，因此反应终点所形成的聚合物是小分子量聚合物，在溶剂体系中呈油状液体，具有很好的流动性，不会堵塞混合物通道，因此在聚合反应器通道内物料自接触就开始反应；而在第二步聚合反应中，剩余当量的TPC与预聚合物进行反应，此时反应单体TPC和PPDA完全等当量，反应终点为高分子芳纶聚合物，在溶剂中与溶剂形成一种粉状固体物料，极易发生堵塞。此外，剩余当量的TPC（高温）与预聚合物（低温）需要同时进入该聚合反应器，且TPC在接触到聚合反应器内元件前，需与预聚合物接触并开始反应，因为TPC一旦先接触聚合反应器内元件就会降低至熔点以下变为固态，并附着在元件上（如：螺杆、筒体等），无法以液态形式进行分散聚合，从而造成分子量分布不均等问题。

发明内容

本实用新型旨在解决现有技术中存在的问题，而提出了用于制备芳纶1414的聚合反应器的进料装置。在该本技术方案中，通过本装置的设置，有效解决现有技术中参与反应的两种物质不能连续、稳定的进入至聚合反应器中，以致也不能连续、稳定的生产分子量分布均匀的芳纶聚合物等问题；采用本装置，使温差高的两种反应物自离开进料装置至进入聚合反应器元件前的反应空腔内接触并开始反应，且反应产物能够快速地被反应器螺杆带走，不会堵塞进料；形成的反应物在聚合反应器中继续反应至反应终点，形成最终所需的高分子聚合物自聚合反应器出口离开，并进入下游生产工序。

为了实现上述技术目的，提出如下的技术方案：