[实用新型]反应系统

说明书

本实用新型提供了一种反应系统，用于多种原料聚合反应形成中分子量聚异丁烯，包括：反应罐，反应罐具有反应腔和与反应腔连通的物料进口和物料出口；搅拌结构，搅拌结构可转动地设置在反应腔内，搅拌结构具有过流通道，其中，过流通道与物料进口连通，过流通道还具有至少一个向反应腔内喷射原料的喷射端。本实用新型解决了现有技术中的用于生成聚异丁烯的反应器的进料方式和搅拌器配合无法对反应物进行均匀搅拌，从而导致反应体系出现局部粘度增高造成反应停止或堵塞管道的问题。

技术领域

本实用新型涉及高分子合成技术领域，具体而言，涉及一种反应系统，用于多种原料聚合反应形成中分子量聚异丁烯。

背景技术

中分子量聚异丁烯是指分子量在20000至45000之间的高活性异丁烯聚合物，其具有优良的耐候性与化学惰性。

异丁烯聚合反应属于阳离子聚合反应，温度是影响聚合物分子量的主要因素，具体地，由于异丁烯中碳正离子活性较高，聚合反应活化能为负，同时聚异丁烯的链长随温度的升高而降低，因此反应需要在低温下进行，以获得较分子量较高的聚合物。异丁烯聚合反应通常使用异丁烯作为聚合单体，己烷作为溶剂，Lewis酸(如AlCl₃、FeCl₃、BF₃)作为催化剂，醇醚类有机物作为终止剂，反应过程中通过控制催化剂与终止剂的加入量控制反应温度，从而调节聚异丁烯的分子量。

由于异丁烯聚合反应体系粘度较高，因此在工业生产中，一般使用高径比较小的釜式反应器，以降低反应体系轴向浓度梯度，增加物料的返混程度；现有的用于生成聚异丁烯的反应器通常为适用于高粘度流体的锚式或框式搅拌器，其进料方式通常由反应器的顶部向反应体系内加入均匀混合的聚合单体、溶剂、和催化剂，在反应过程中，随着反应的进行，反应物粘度逐渐增加，传质与传热的阻力变大，此种进料方式与搅拌器使得催化剂均匀分布逐渐变得困难，从而造成反应体系内局部催化剂浓度变高，使局部活性分子太多或分子活性太大，进而产生暴聚；暴聚使反应体系内局部粘度进一步增高，放热量增大，传质与传热更加困难，循环往复，最终导致反应停止或管路堵塞，导致反应器无法正常工作。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种反应系统，以解决现有技术中的用于生成聚异丁烯的反应器的进料方式和搅拌器配合无法对反应物进行均匀搅拌，从而导致反应体系出现局部粘度增高造成反应停止或堵塞管道的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种反应系统，用于多种原料聚合反应形成中分子量聚异丁烯，包括：反应罐，反应罐具有反应腔和与反应腔连通的物料进口和物料出口；搅拌结构，搅拌结构可转动地设置在反应腔内，搅拌结构具有过流通道，其中，过流通道与物料进口连通，过流通道还具有至少一个向反应腔内喷射原料的喷射端。

进一步地，反应系统还包括旋转密封结构，搅拌结构包括：主路转管，主路转管通过旋转密封结构与反应罐连接；支路转管，支路转管与主路转管连接，并与主路转管共同围成过流通道，且支路转管的远离主路转管的一端形成喷射端。

进一步地，支路转管为多根，多根支路转管沿主路转管的轴向和/或周向间隔设置。

进一步地，支路转管在喷射端处的管径沿远离主路转管的方向逐渐减小。

进一步地，反应系统还包括搅拌桨，各支路转管的喷射端处设置有一个搅拌桨。

进一步地，反应系统还包括驱动部，驱动部设置在反应罐上并与主路转管驱动连接，以带动主路转管转动。

进一步地，反应系统还包括换热盘管，换热盘管设置在反应腔内并位于搅拌结构的外周侧，换热盘管的进口结构和出口结构均设置在反应罐上。

进一步地，反应系统还包括预冷器和进料管道，其中，进料管道与物料进口连通，以向反应腔内通入原料，进料管道上还设置有催化剂加入结构，预冷器设置在进料管道上并位于催化剂加入结构的上游。