[实用新型]氨纶连续聚合生产的反应器搅拌叶轮

说明书

技术领域

本实用新型涉及高分子聚合反应器的搅拌叶轮，具体涉及氨纶连续聚合生产的反应器搅拌叶轮。

背景技术

生产氨纶纤维纺丝所用的氨基甲酸脂聚合物溶液是通过二步反应来实现的；首先，过量的二异氰酸酯与聚乙二醇酯反应，生成异氰酸酯封端的低分子量的聚合物，即通常说的预聚物。第二步，预聚物在溶液中与二胺混合物反应，生成高分子量的氨基甲酸脂聚合物，调整反应的化学计量，使聚合物分子的扩链反应及时中止，这样就得到了理想的氨基甲酸脂聚合物溶液，即俗称的纺丝原液。

在连续聚合工艺生产中，预聚物（简称PP）与二胺混合物（简称Anmine）在反应器中是通过搅拌叶轮进行充分搅拌、混合和反应的，搅拌叶轮是控制反应的核心设备之一。传统的九叶轮（搅拌叶轮）存在着一定的弱点，主要表现在九叶轮与反应腔内壁都是经过镜面抛光的表面，九叶轮在高速旋转过程中，通过轮面与反应腔面的相对运动实现搅拌物料、传热与传质，这样使物料径向的运动很剧烈，轴向的运动却只能靠物料传输过程中的泵动力推送，使反应效率较低，在连续反应过程中造成物料粘度出现规律性波动，而物料在反应器内停留的时间仅几十秒，无法通过调整转数等方法进一步提高反应效果。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种反应器搅拌叶轮，用于氨纶连续聚合生产，能够提高搅拌效果，消除物料粘度的规律性波动，进一步提高反应效率，同时有助于缩减物料在反应器内的停留时间，提高反应器的日生产能力。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为：一种氨纶连续聚合生产的反应器搅拌叶轮，包括多个呈辐射状均布的搅拌叶，所述搅拌叶的工作面上开设有多道凹槽，所述多道凹槽以搅拌叶轮的旋转中心为圆心沿搅拌叶径向分布，所述凹槽的槽宽随凹槽所在圆周直径的增大而增大，所述凹槽的槽深随凹槽所在圆周直径的增大而减小。

优选地，所述多道凹槽的横截面积随凹槽所在圆周直径的增大呈比例减小。

进一步地，不同搅拌叶上的所述多道凹槽相对称。

一般地，至少对搅拌叶的工作面进行镜面抛光，抛光精度达到Ra0.4。

本实用新型的设计原理如下：预聚物和二胺混合物在-10℃时，通过一个同心的进料管（位于反应腔体内壁表面的下端）同时进入到反应器的反应腔内，二者相遇后在不到1秒的时间内发生剧烈的反应，粘度由0.05P上升到2000P以上，温度由-10℃上升到80℃，搅拌叶轮的功能就是通过高速旋转将预聚物与二胺迅速混合，搅拌叶轮的工作面距反应腔内壁仅有不到5mm的间距，且在生产中要将其调整到误差0.01mm的精度。原有的搅拌叶轮工作面很光滑，搅拌叶轮工作面对物料没有真正的带动作用，增加凹槽后，工作面不再是完全的平面，对物料的带动效果明显加强；搅拌叶轮在旋转时对进料管入口处的物料会有规律性的阻挡，使物料的进入出现脉冲现象，凹槽的设置使反应腔内壁和搅拌叶轮工作面的狭小空间内增加了一定的容量，对脉冲现象起到一定的缓冲，使物料的进入更平稳，反应后的粘度也就更均匀。因为物料运行的量是一定的，搅拌叶轮的直径越大时，其附近物料在搅拌叶轮的带动下运动速度也越大，为保证流量不变，在速度变大时，截面积要相应地变小。

将上述结构的搅拌叶轮安装在氨纶连续聚合生产的第二反应器内，精确调整带有凹槽的工作面与反应腔壁的距离，预聚物和混合胺通过进料管加入到反应腔内，在搅拌叶轮的高速旋转带动下，两种物料充分地进行混合，同时实现径向和轴向传质过程，进而发生聚合反应。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：在搅拌叶的工作面上开设多道凹槽，增加了工作面与物料的接触表面积，有利于进一步提高搅拌效果；多道凹槽不同截面设置，在旋转过程中使物料的运行轨迹变化多样，物料间混合充分，传质可靠，消除了物料粘度的规律性波动，从而获得更好的搅拌效果，提高了反应效率，缩短了反应物的停留时间，有助于提高反应器的日生产能力。

附图说明

图1为本实用新型实施例中反应器搅拌叶轮的结构图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1所示，本实施例中的反应器搅拌叶轮，作为氨纶连续聚合生产搅拌之用，包括九个呈辐射状均布的搅拌叶1，搅拌叶1的工作面上开设有三道凹槽2，三道凹槽2以搅拌叶轮的旋转中心为圆心沿搅拌叶1径向分布，三道凹槽2的槽宽和槽深随凹槽2所在圆周直径的增大分别呈增大和减小的趋势，以控制三道凹槽2的横截面积随凹槽2所在圆周直径的增大而呈比例增大。

不同搅拌叶1上的三道凹槽2相对称，即不同搅拌叶1上相对应的凹槽2在同一圆周上。