用于PMMA聚合反应的反应器的制作方法

用于pmma聚合反应的反应器
技术领域
1.本发明涉及pmma生产领域，尤其涉及一种用于pmma聚合反应的反应器。


背景技术：

2.聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)，又称有机玻璃，是化工新材料领域中重要的三大透光性材料之一，广泛应用于汽车、交通、通用注塑材料、灯箱广告和建筑行业。近年，随着高透光pmma产品的发展，高级别的pmma应用进入到了led/lcp显示、光学材料、光纤、医用材料等前沿领域，并且随着汽车轻量化的趋势，高透光材料在汽车上的应用比例也在逐年提高。
3.聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)是以甲基丙烯酸甲酯(mma)为主体与少量的丙烯酸酯类单体共聚而成的共聚物，聚合工艺主要有悬浮聚合、溶液聚合及本体聚合三种工艺。生产工艺条件存在差异，但聚合过程始终是工艺技术的核心，采用不同的聚合反应器对聚合产品的结构和性能会产生显著的影响。聚合反应器按其形式可分为釜式、塔式、管式和特殊型，其中搅拌釜式反应器在聚合工艺中应用最广泛。
4.专利cn201200888y公开了一种搅拌釜。该装置中搅拌轴和搅拌桨等搅拌工具位于搅拌桶中，由驱动件驱动转动，完成搅拌工作。搅拌桶外部设置有夹套用于保温。而在pmma聚合反应中，需严格控制桶内温度，否则pmma会发生解聚，同时单体转化率会随温度变化而发生跳变，从而使反应总效率快速增加，进而导致反应失控及聚合物性质的改变。该专利中的夹套不能维持反应桶内pmma聚合反应所需的特定温度。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种能够维持反应温度的用于pmma聚合反应的反应器。
6.为实现上述目的，本发明提供一种用于pmma聚合反应的反应器，包括：
7.反应桶；
8.搅拌轴，一端位于所述反应桶中，另一端伸出所述反应桶；
9.搅拌组件，设置在所述搅拌轴位于所述反应桶中的一端；
10.驱动件，连接在所述搅拌轴伸出所述反应桶的一端；
11.导热件，设置在所述反应桶外壁；
12.所述导热件设有用于使导热油流动的空腔以及连通所述空腔的进油口和出油口。
13.根据本发明的一个方面，所述导热件为半圆管盘管夹套。
14.根据本发明的一个方面，所述导热件通过焊接固定在所述反应桶外壁。
15.根据本发明的一个方面，所述搅拌组件包括相间设置在所述搅拌轴上的两个搅拌桨和一个锚式搅拌桨；
16.所述锚式搅拌桨最靠近所述反应桶底部。
17.根据本发明的一个方面，所述锚式搅拌桨的桨叶上设有四氟刮板。
18.根据本发明的一个方面，两个所述搅拌桨平行设置，所述搅拌桨与所述锚式搅拌桨具有夹角。
19.根据本发明的一个方面，所述搅拌桨的纵截面为三角形，所述锚式搅拌桨的纵截面为u形。
20.根据本发明的一个方面，所述驱动件为变频电机。
21.根据本发明的构思，通过特殊设计的带搅拌的反应桶，保证反应桶内高粘度物料混合均匀，同时通过外部导热件精确控制聚合反应温度，再将未反应的单体和低聚物进行循环利用，共同作用下使之实现最佳聚合质量的多级稳定的转化率。
22.根据本发明的一个方案，反应桶外部的导热件为半圆管盘管夹套，而导热件中持续通入导热油，可以持续不断的为反应提供热量或吸收反应热量(撤热)，从而保持pmma聚合反应特定的反应温度。
23.根据本发明的一个方案，反应桶中设有搅拌轴和搅拌组件，搅拌组件中包括两个搅拌桨和一个锚式搅拌桨。在变频电机的驱动下，可以保证物料均匀混合，以及保证反应桶内的温度均匀分布。
24.根据本发明的一个方案，锚式搅拌桨的桨叶上设有四氟刮板，在锚式搅拌桨转动过程中，四氟刮板紧贴反应桶内壁，可以把贴在桶壁上的物料刮起使其沿桶内流场运动，从而使物料混合的更加均匀。
附图说明
25.图1是根据本发明的一种实施方式的用于pmma聚合反应的反应器的结构图。
具体实施方式
26.为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.在针对本发明的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
28.下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施方式。
29.图1是根据本发明的一种实施方式的用于pmma聚合反应的反应器的结构图。如图1所示，本发明的反应器主要用于pmma的聚合反应。主要包括：反应桶1、搅拌轴2、搅拌组件3、驱动件4和导热件5。搅拌轴2的一端位于反应桶1中，另一端伸出反应桶1顶部与驱动件4连接。本发明中，驱动件4为变频电机，从而实现对搅拌轴2的变频驱动。搅拌组件3包括两个搅拌桨31和一个锚式搅拌桨32。这三个搅拌桨相间设置在搅拌轴2位于反应桶1中的一端。其中锚式搅拌桨32位于最底部，其锚式桨叶的弯曲度基本与反应桶1桶底相同。这样，三层分布的搅拌桨的搅拌可以使桶内的物料形成均匀的流场，还可以保证反应桶1内的温度均匀分布。配合变频电机的变频驱动，可以保持反应物在反应器中的停留时间不变。锚式搅拌桨
32的桨叶上设置有四氟刮板，在锚式搅拌桨32转动过程中，四氟刮板紧贴反应桶1的桶壁，可刮起贴在桶壁上的物料使其沿桶内流场运动，保证反应物混合均匀。上层两个搅拌桨31平行设置且纵截面为三角形，而上层搅拌桨31与下层锚式搅拌桨32的下平桨叶之间设置成一个特定夹角(具体根据需求设置)，下层锚式搅拌桨32的纵截面为u形。
30.导热件5设置在反应桶1的外部。导热件5为半圆管盘管夹套，其通过盘旋焊接固定在反应桶1的外壁从而形成空腔，并且设有与空腔连通的进油口和出油口。此种形式盘管传热系数高，并适合压力较高的操作。由于传热的翅片效应，相邻盘管的间隙部分仍能起传热作用。为保证夹套撤热效果，导热油采用多点进/出设计。如此，导热油不断的从进油口流入导热件5的空腔中，然后从出油口流出。这样不断地为反应桶1内部的反应提供热量或吸收反应的热量(撤热)，从而可以维持pmma聚合反应特定的反应温度，保证排料温度恒定，并实现最佳聚合质量的多级稳定的转化率。
31.如上述设计的反应器在使用时如图1所示，反应进料与引发剂、热稳定剂和链转移剂从反应桶1顶部通入，在反应桶1中发生聚合反应。在各个搅拌桨叶的搅拌下，可保持物料均匀混合，维持部分单体转化率为50-60％。而在反应过程中，导热件5中流通的导热油持续保持聚合反应的特定反应温度。
32.以上所述仅为本发明的一个实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。