[发明专利]一种生产聚羧酸减水剂的单通道管式反应装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用单通道管式反应装置生产聚羧酸减水剂的技术。

背景技术

聚羧酸减水剂是水泥混凝土生产过程中使用的主要外加剂之一，其具有低掺入量、高减水率、绿色环保等优异特性。聚羧酸分子通常是由含羧酸基的不饱和小分子、含聚氧化乙烯基的不饱和大分子和含其它功能基团的不饱和小分子共聚而成的梳状高分子化合物。聚羧酸减水剂不仅性能优异，而且生产和使用具有环保特性，有害物质含量少，被公认为是混凝土外加剂今后的发展方向。

目前聚羧酸减水剂的合成装置都是间歇式反应装置，聚合反应在反应釜或类似容器内进行，在一定温度下使多种活性单体进行共聚，合成出不同结构的聚羧酸减水剂产品。在中国专利CN201648273U中介绍了一种聚羧酸型减水剂聚合生产装置，该装置包括有聚合反应釜，聚合反应釜外分别通过管道连接有多个物料罐，通过蠕动泵进行物料添加，在反应釜内进行聚合反应。这种间歇式反应釜结构简单、产品生产按批次进行，适合于小规模生产，是目前国内外聚羧酸减水剂生产厂家普遍采用的生产方式。针对间歇式反应装置，国内外的工艺人员也进行了针对性的技术改进。中国专利CN202823279U中介绍了一种减水剂合成反应釜及专用搅拌器，改进了搅拌形式，提高了产品质量。中国专利CN202460615U中介绍了一种聚羧酸反应釜，改进了釜体材料，节约了能源，提高了生产效率。

但是，间歇式反应装置由于受反应釜体积的限制，已经难以满足日渐增长的产量要求，需要研发一种适用于大规模生产的连续化装置与方法。中国专利CN102942659A中介绍了一种用于管式反应装置生产聚羧酸减水剂的方法，该方法将聚羧酸减水剂的间歇化生产变成近似连续化生产，将配置好的原料和辅料加入管式反应装置内进行聚合后，产品进入储罐内老化和中和。该方法将反应釜改变为管式反应装置，提高了生产规模和效率，但后期仍需要在储罐内进行分批次老化或在管式反应装置出料口处进行中和才能获得聚羧酸减水剂，并不是一个完全的连续化生产工艺，使用中和老化罐限制了大规模生产的产能。并且，该方法提供的管式设备为单一管线，不利于维修安装。

发明内容

本发明的目的是提供一种生产聚羧酸减水剂的单通道管式反应装置，以解决采用单通道反应装置作为反应装置主体，反应各阶段均在单一通道内顺序进行，反应过程中需另配老化罐或反应釜的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种生产聚羧酸减水剂的单通道管式反应装置，包括：使反应物料单向顺序流动进行聚合反应的单通道管；该单通道管根据反应过程的不同依次划分为三段，其中，第一段为投料段，设有供原料与辅料投料的主进料口，该第一段单通道管全部或部分处于恒温装置中，第二段为保温段，该第二段单通道管全部或部分处于恒温装置中，第三段为中和稀释段，设有将配置好的碱性水溶液按需要量投入单通道反应装置的后进料口，该第三段单通道管全部或部分处于恒温装置中；所述第一、二、三段为单根管或多根管串联连接，对应各个段的恒温装置为单独配置，各段的反应管长度根据实际工艺按比例分配；所述的单通道管式反应装置的末端设有出料口。

所述单通道管式反应装置的空间安置，根据工艺需要设计为直线型、螺旋型、折叠型。

所述恒温装置可分为分体式和一体式，分体式恒温装置与反应管道可分离，优选恒温水浴槽、恒温油浴槽、恒温加热套；一体式恒温装置附属于反应管道，优选夹套、盘管。

所述的单通道管式反应装置的单通道管材质为塑料管、橡胶管、不锈钢管、搪瓷衬里铁管、塑料衬里铁管或玻璃管或石英管。

根据工艺需要，在第一段单通道管上，设有若干处于不同位置，用于将活性较高的原料和/或部分辅料加入反应装置中的次进料口。

所述第三段单通道管道上设有用于将碱性水溶液按工艺需要加入单通道管式反应装置中的若干后进料口。

所述的单通道管式反应装置的单通道管的内壁设有导流板，在主进料口、次进料口、后进料口内，根据需要单独或部分或全部设有搅拌器。

所述管式反应装置的长度需要根据反应物料的反应时间来进行选择，一般选用0.1～10000米，优选1～1000米；管式反应装置所用管子的直径一般选用1～500毫米，优选20～200毫米。

本发明的优点及积极效果如下：

本发明提供的单通道管式反应装置生产聚羧酸减水剂的方法，可大大提高生产效率和产能，降低生产设备投资和生产能耗，将聚羧酸减水剂的间歇化生产方式转变成连续化生产方式。

附图说明