[发明专利]一种超高密封聚碳酸酯反应装置

说明书

本发明提供了一种超高密封聚碳酸酯反应装置，包括终缩聚反应器、物料进口和物料出口，所述终缩聚反应器包括内筒体，内筒体外设有导热油夹套，内筒体内设有驱动装置；所述内筒体上设有前法兰，前法兰上设有组合机械密封装置，所述组合机械密封装置包括一道密封和二道密封，所述一道密封包括与前法兰相连的机封支架，机封支架内安装有若干密封环，所述组合机械密封装置通过联轴器与电机相连。本发明组合机械密封装置能够对系统提供超高密封效果，使真空度达到10Pa以内，大大提高了产品质量。

技术领域

本发明涉及聚碳酸酯生产领域，具体涉及一种超高密封聚碳酸酯反应装置。

背景技术

酯交换法聚碳酸酯又称熔融法聚碳酸酯，利用双酚与碳酸二苯酯熔融缩聚，进行酯交换，在高温减压条件下不断排出苯酚，提高反应程度和分子量。该反应原料纯度要求较高，反应速度较慢，反应器构造较复杂，要求具有很高的密闭性。

酯交换法聚碳酸酯的制备过程包括酯化过程和缩聚过程，当前公开的相关专利中，终缩聚反应器多为高持液量的卧式圆盘反应器，结构包括卧式圆筒，筒体上设置有进料口、出料口、真空口等接口；筒体内部安装有搅拌轴，轴上安装有多个圆盘桨，圆盘间设置有隔板和刮板等辅助件；搅拌轴旋转带动圆盘旋转，使PC熔体粘附在圆盘表面，在重力以及内壁刮板作用下形成一定厚度的下落膜，增大了熔体蒸发面积，使PC中脱出的苯酚分子得以在下落膜处蒸发，促使聚合过程正向进行，获得分子量更高的PC成品。

反应起始阶段碳酸二苯酯过量，经酯交换反应，排出苯酚，由苯酚排出来控制分子量。随反应的进行，聚合物分子量不断增加，体系粘度也不断增高，苯酚沸点高，从高粘熔体中脱除并不容易。到终缩聚阶段，聚碳酸酯的熔体粘度高得多，为促使聚合反应的平衡正方向进行，需要使反应生成的小分子不断的快速脱除，并增大反应温度以及提高体系真空度，终缩聚阶段对反应设备的搅拌和传热有着更高的要求。

研究表明，为了增加蒸发面积，控制物料停留时间，现有技术中常常以多聚合方式替代传统的酯交换法中单釜或双釜聚合方式，在预聚和缩聚阶段采用不同形式的反应器，尤其是缩聚后期注重反应器内部强制混合型搅拌元件的特殊设计，如增加多组圆盘，设置多个隔板，采用双轴搅拌，以及器内增加刮板以解决缩聚后期传热传质的问题。但是该种设计方法容易造成反应器体积过大，内部件加工安装困难，或者搅拌结构不利于物料向前推送，物料停留时间不易控制，容易发生副反应，影响产品质量。

聚碳酸酯终缩聚阶段，反应器夹套内的导热油温度高达300℃，反应器内的真空度在 100Pa以内，物料粘度也相应升高。反应器内物料液位正常情况下低于搅拌轴，但由于搅拌作用以及苯酚的蒸出影响，搅拌轴轴封将面临更为复杂的气、液、固混合体系；轴封有可能处在高温、高粘的聚合物熔体中。

反应釜搅拌轴封常规有填料轴封、机械密封以及磁力密封等。实际使用过程发现填料轴封短时间能满足高真空需求，一定时间后填料失效，真空度下降，需更换填料或者重新调节填料压环。机械密封分单面机封和双面机封，单面机封不能很好保持高真空，双面机封能很好满足高真空环境，但需要对机封设置封液系统，封液多为硅油，并且不能操作失误，一旦聚合物熔体液位超过搅拌轴，聚合物熔体会进入机械密封，使机封失效。部分专利介绍的组合机封，多为双端面机械密封和唇形密封、J型密封、迷宫密封、填料密封等组合，第一道密封防止高温聚酯熔体进入组合密封内，第二道或者第三道轴封防止外界空气进入反应器内，使用效果比较理想，但这样的组合机封结构非常复杂，后期维护非常困难。

发明内容

本发明提出了一种超高密封聚碳酸酯反应装置，解决了现有聚碳酸酯终缩聚过程中物料停留时间不易控制，易发生副反应，且轴封不能满足高真空环境的问题。

实现本发明的技术方案是：