[发明专利]一种新型结构的聚合反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种化工行业使用的聚合反应器，特别涉及一种适用于各种高分子聚合物的聚合反应，尤其是溶液聚合反应和本体聚合反应的聚合反应器。

背景技术

聚合反应器按聚合方法可分为悬浮聚合(含淤浆聚合)反应器、乳液聚合反应器、溶液聚合反应器和本体聚合(含缩聚)反应器。而按聚合反应器的结构型式，则又分为搅拌釜式反应器、管式或塔式反应器以及流化床反应器。聚合反应器的不同结构型式和不同的聚合反应方法决定着聚合反应器的整组特性，最终决定着化工行业中的聚合生产。

当前，悬浮聚合反应器、乳液聚合反应器、溶液聚合反应器和本体聚合反应器大都采用搅拌釜式反应器，如中国专利公告号为CN100341905C的《一种生产悬浮法聚氯乙烯的聚合反应器》和中国专利公告号为CN2865843Y的《一种新型的聚合反应器》均披露了这样的结构。搅拌釜式反应器一般配有强劲的搅拌器，以保证对各种粘度的物料都能提供充分、均匀的混合，也正因为此，它能处理一定粘度的物料。但这种聚合反应器存着在以下的不足：功率消耗较大；中心部位物料与边缘部位物料流速不一，物料各质点反应时间不一；聚合反应过程中撤热不均，中心与边缘差异较大；聚合反应加热与冷却不畅，同时还存在一定的返混缺陷。

另，如中国专利公开号为CN1787876的《管式聚合反应器和使用它的聚合方法》中公开了管式反应器的其中一种结构；中国专利公告号为CN2607192的《流化床聚合反应器》则描述了流化床反应器的结构。这些聚合反应器虽然在一定程度上能满足聚合反应的要求。但仍存在着各种各样的问题，如，静态混合效果与撤热、加热效果未能充分结合、物料不均、聚合物粘壁堵塞等等，

同时，目前的聚合反应器均无法实现温度区域的分割。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，提供一种能耗小、换热充分、均匀，并能避免物料在流动方向上返混且能实现温度区域分割的新型结构的聚合反应器。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该新型结构的聚合反应器包括一端设有换热介质出口、另一端设有换热介质入口的筒体，其特征在于：所述的筒体内安装有第一管板、第二管板以及位于第一管板和第二管板之间的芯体，该芯体的两端分别支承于前述的第一管板和第二管板上，且该芯体的两端分别设计成管口结构，在所述管口的侧壁上开有通孔，该芯体外则套有多个内外套置的用中空管子绕制而成的螺旋管，内外相邻的螺旋管的中空管子旋转方向相反，各螺旋管的中空管子的一端穿越第一管板后与所述的换热介质出口相连通，各螺旋管的中空管子的另一端穿越所述第二管板后与所述的换热介质入口相连通；同时，第一接管内端穿过上述筒体的壁后与所述芯体的一端管口相连通，该第一接管的外端成为物料入口端；第二接管的内端也穿过所述筒体的壁后与所述芯体的另一端管口相连通，该第二接管的外端成为物料出口端。

在上述方案中，所述的螺旋管按技术要求可以设计成2～10个，这样的结构不但能满足不同聚合反应的要求，而且整体结构相对较简单，装配方便，成本也低。

所述的通孔可以设计成各种形式的结构，可以是轴向长孔，也可以设计成沿周向分布的长圆孔，以满足聚合物料的顺利通过。

所述各螺旋管可以以单个中空管子绕制而成。但为了满足在相同时间段内有更多的换热介质通过，各螺旋管中的中空管子可以设计有多个，依次同向排列绕制成所述的螺旋管，以满足聚合反应的换热需要。

所述各螺旋管中的各中空管子两端部分别设计成平直段，且各螺旋管的中空管子的平直段沿周向均匀排列，以方便制作和装配。