[实用新型]一种用于聚丙烯腈聚合的带换热功能的搅拌器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种化工设备，特别涉及一种用于聚丙烯腈聚合反应的搅拌器。

背景技术

现有技术中，聚丙烯腈（PAN）是由丙烯腈（AN）聚合反应获得，丙烯腈的聚合反应是放热反应，放出的聚合反应热约为1441.76kj/kg。AN的聚合历程又属于自由基连锁加聚反应，一旦引发后就会连锁自由基加聚反应，反应非常迅速，容易造成爆聚，因此及时带走反应热对聚合反应至关重要。目前聚合反应釜主要采用夹套和内蛇形冷凝管来实现冷热交换，但夹套和蛇形冷凝器换热效率低，会引发爆聚，每批聚合物之间重复性差。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于聚丙烯腈聚合的带换热功能的搅拌器，提高其换热效率，以防止发生不可控的爆聚和提高聚合溶液的重复性。

本实用新型的目的是这样实现的：一种用于聚丙烯腈聚合的带换热功能的搅拌器，包括立式设置的密闭壳体，壳体上部设有驱动装置，所述驱动装置传动连接有搅拌轴，所述搅拌轴轴向深入壳体内，所述搅拌轴上设有搅拌件，所述搅拌轴上端连接有旋转接头，搅拌轴和搅拌件内部留有相连的内腔，搅拌轴的内腔中设置有主水管，搅拌件的内腔中设置有与主水管相连的分支水管，分支水管外端部开口接通搅拌件的内腔，所述旋转接头上分别设有液流通道接通主水管和主水管外的搅拌轴内腔。

该装置工作时，可以通过旋转接头将冷热流体注入主水管，然后进入分支水管，再经过搅拌件的内腔，汇集到搅拌轴的内腔中，最后从旋转接头离开，上述过程中，随搅拌器的转动，在充分搅拌物料的同时实现换热的功能，搅拌轴可强化传热，确保反应过程中没有传热的死角，反应均匀充分，产品质量稳定。在反应启动时，可通入加热介质，在反应过程中，可通入冷却介质。与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：该装置减少了内盘管占用的体积，缩小了反应器尺寸，也避免了内盘管换热的不均匀的缺陷，降低了生产成本。其可以避免出现爆聚现象，反应可控性好，可提高不同批次反应产物的质量稳定性。该装置不仅可用于聚丙烯腈聚合反应，也可用于其他需要在反应中进行搅拌和换热化工产品的生产中。

作为本实用新型的进一步改进，所述搅拌件包括两层桨叶和一层框式搅拌器，框式搅拌器整体设置在两层桨叶的下方。该结构可使壳体内的物料搅拌充分，混合更加均匀，减少了反应死角。

其进一步改进在于，所述桨叶、框式搅拌器和搅拌轴均由管件制成。其结构简单，制造方便。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为图1的A—A向局部结构示意图。

其中，1旋转接头，2搅拌轴，3主水管，4壳体，5分支水管，6桨叶，7框式搅拌器。

具体实施方式

如图1-2所示，为一种用于聚丙烯腈聚合的带换热功能的搅拌器，包括立式设置的密闭壳体4，壳体4上部设有驱动装置，所述驱动装置传动连接有搅拌轴2，所述搅拌轴2轴向深入壳体4内，搅拌轴2上设有搅拌件，搅拌轴2上端连接有旋转接头1，搅拌轴2和搅拌件内部留有相连的内腔，搅拌轴2的内腔中设置有主水管3，搅拌件的内腔中设置有与主水管3相连的分支水管5，分支水管5外端部开口接通搅拌件的内腔，旋转接头11上分别设有液流通道接通主水管3和主水管外的搅拌轴2的内腔。搅拌件由两层桨叶6和一层框式搅拌器7组成，框式搅拌器7整体设置在两层桨叶的下方。桨叶6、框式搅拌器7和搅拌轴2可由管件制成。

该装置工作时，可以通过旋转接头11将冷热流体注入主水管3，然后进入分支水管5，再经过搅拌件的内腔，汇集到搅拌轴2的内腔中，最后从旋转接头11离开，上述过程中，随搅拌器的转动，在充分搅拌物料的同时实现换热的功能，搅拌轴2可强化传热，确保反应过程中没有传热的死角，反应均匀充分，产品质量稳定。

反应初期，为了达到引发剂的分解温度需要对反应物料进行加热，搅拌轴内以热水加热为主，反应中后期反应以聚丙烯腈放热为主，需要冷却水冷却，搅拌轴内以冷水控制反应温度，使其不超过工艺要求的温度。为了保证反应的顺利进行，加热方式可采用冷热水对换方式，进旋转接头1的热介质可由冷水和热水按一定的比例混合，冷热水比例通过测定反应釜的温度调节冷热水调节阀的比例实现。为了避免进入搅拌器的水换热不均匀，冷热水进入搅拌轴之前设有静态混合器。静态混合器起缓流和均流作用，使进入搅拌器的热水的温度保持恒定，更利于反应过程中的温度可控。

反应后期物料粘度达到60~80Pa·s，搅拌件上两层采用桨叶，最下层采用框式搅拌器，这样能充分搅拌聚丙烯腈溶液，适用于高粘度的溶液搅拌。