[发明专利]一种适用于二氧化碳-环氧丙烷共聚物制备的合成反应釜

说明书

技术领域

本发明涉及一种合成反应釜，尤其是涉及一种适用于二氧化碳—环氧丙烷共聚物（PPC）工业制备的合成反应釜。

背景技术

二氧化碳—环氧丙烷共聚物（PPC）是一种新型高分子材料。由于它的合成是利用“温室气体”二氧化碳作为合成原料之一，作为高分子材料，它具有生物全降解性能，良好的氧气阻隔性能及优良的加工性能，因此，它的规模化制备备受材料工业界和下游产业界的重视和广泛关注。

现有的二氧化碳—环氧丙烷共聚物是通过将二氧化碳（CO₂）与环氧丙烷（PO）置于合成反应釜中，控制釜体内的温度和压力，使二氧化碳与环氧丙烷反应在温度为60-100℃，压力为3.0MPa的条件及催化剂的作用下直接进行反应合成，化学反应式如下nCO₂ + n(CH₂)₃O=-[O-(CO)-O(CH₂)₃-]_n，但是由于二氧化碳与环氧丙烷分别为气态和液态物质，同时二氧化碳与环氧丙烷反应过程中粘度高达20000CP，在该合成反应釜中不能充分混合实现完全反应，因此在该反应釜中二氧化碳与环氧丙烷聚合反应效率低下，产出率低。

聚合反应釜有效的传质传热是决定聚合反应成败、产品质量的同一化的重要因素之一，因此人们迫切期待研究设计出一种能在二氧化碳压力为3.0—4.0MPa，温度范围为60—80℃，最终粘度达20000cp的条件下，具有高效传质传热性能的适用于二氧化碳—环氧丙烷共聚合的反应合成聚合釜。

目前，有关适用于二氧化碳—环氧丙烷共聚合的高效传质传热反应合成聚合釜的设计，至今尚未见文献和专利报导。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可实现二氧化碳与环氧丙烷的充分混合提高反应效率和共聚物产出率的适用于二氧化碳-环氧丙烷共聚物制备的合成反应釜。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种适用于二氧化碳-环氧丙烷共聚物制备的合成反应釜，由圆筒形釜体，组合搅拌器，4块等角度（45°）多缝隙组合挡板及双内冷自下而上三进口三出口的三组冷却盘管组成。所述的釜体带有冷却夹套且直立设置，所述的釜体的上封头设置有进料口和进气口，所述的釜体的下封头设置有聚合物出料口，所述的釜体内纵向设置有与外部的电机连接的中心转轴，所述的中心转轴上设置有组合式搅拌装置。

所述的釜体内径为Φ2000mm，高为4000mm，可按等比例扩大或缩小。

所述的聚合产物出料口，其特征在于出料口为DN200，圆筒形釜体扩大或缩小，DN值按等比例相应扩大或缩小。

所述的冷却夹套和所述的圆筒型釜体间的横向距离为63mm，圆筒形釜体扩大或缩小，间距按等比例相应扩大或缩小。

所述的釜体耐压4.5MPa。

所述的中心转轴直径为180 mm，高 5450 mm；圆筒形釜体扩大或缩小，中心转轴的直径和高度按等比例相应扩大或缩小。

所述的组合式搅拌装置包括由上到下沿所述的中心转轴依次固定设置的第一搅拌器、第二搅拌器和第三搅拌器，所述的第一搅拌器包括两块半圆弧板式桨叶，两块所述的半圆弧板式桨叶与所述的中心转轴形成的锐角夹角分别为45-90°；所述的第二搅拌器包括四块二分之一半圆弧板式桨叶，四块所述的二分之一半圆弧板式桨叶与所述的中心转轴形成的锐角夹角分别为0-45°；所述的第三搅拌器为对称设置在所述的中心转轴两侧的板框式桨叶。

所述的第一搅拌器还包括第一轴套， 两块所述的半圆弧板式桨叶的圆心部位分别固定在所述的第一轴套上，所述的第一轴套固定套设在所述的中心转轴上。

所述的第二搅拌器还包括第二轴套，四块所述的二分之一半圆弧板式桨叶的圆心部位分别固定在所述的第二轴套上，所述的第二轴套固定套设在所述的中心转轴上，四块所述的二分之一半圆弧板式桨叶分别为第一二分之一半圆弧板式桨叶、第二二分之一半圆弧板式桨叶、第三二分之一半圆弧板式桨叶和第四二分之一半圆弧板式桨叶，所述的第一二分之一半圆弧板式桨叶和所述的第二二分之一半圆弧板式桨叶平行设置且反向呈180°，所述的第三二分之一半圆弧板式桨叶和所述的第四二分之一半圆弧板式平行设置且反向呈180°。

所述的板框式桨叶上设置有用于减小反应物料向下流动阻力的通孔。所述的板框式桨叶的底沿线与所述的釜体的底部之间的距离为所述的釜体高度的1/80。