[发明专利]聚氧化乙烯产品的生产设备及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化工原料生产领域，具体的是一种聚氧化乙烯产品的生产设备及其制备方法。

背景技术

聚氧化乙烯，简称PEO，是由氧化乙烯（也称环氧乙烷）开环聚合得到。它是一种重要的水溶性高分子材料，其用途很广，应用领域涉及造纸、电器、建筑、采矿、医药、农业、纺织、印刷、石油开采、市政工程、洗涤和个人护理用品等。

其生产原理及过程简述是：环氧乙烷在碳六或碳七等溶剂中通过催化剂的作用进行开环聚合，在一定温度和一定压力下进行放热反应。通过聚合链增长，达到产品分子量等指标要求。反应结束后通过过滤、干燥和洗涤的集成设备等设备处理、加工后进行包装。

现有技术方案： 在聚合反应釜中加入溶剂，然后分别加入制备好的催化剂和环氧乙烷进行聚合反应，反应控制在一定温度和压力下，反应约15小时后，停止反应，聚合反应生成的聚合物再进行洗涤、过滤和干燥等后处理，最后包装成成品。

现有技术方案的缺点：

1、聚氧化乙烯产品生产中由于受到原料性质和反应物极易局部爆聚等因素的影响，使产品的主要工序——聚合反应设备的体积始终无法成功地放大，影响了装置的生产规模和产品质量的稳定性；

2、该生产工艺技术在聚合反应生成的聚合物进行后处理时，通常采用过滤、干燥和洗涤三个步骤，分别在过滤罐、干燥釜和洗涤釜中进行，在生产过程中，由于溶剂通常是碳六或碳七等易燃易爆的液体，所以不利于安全生产，且生产的三个过程均需用氮气进行压料处理，氮气的损失量很大。

3、成品加入改性剂后存在产品混合不均影响产品质量的问题。

4、在产品的生产过程中，反应后的溶剂不循环使用，造成很大的浪费。

5、生产过程中主要是环氧乙烷自聚的过程，由于环氧乙烷是极其易燃易爆的物质，所以生产装置系统的安全性就是摆在生产面前的首要问题。

发明内容

本发明的目的是要提供一种聚氧化乙烯产品的生产设备及其制备方法，该方法避免了反应产生局部爆聚的现象，使反应釜的容积成功地放大到6000升，扩大了PEO装置的生产规模，提高了产品质量的稳定性；该方法集过滤、干燥和洗涤过程为一体，同时通过对反应溶剂的合理回收和利用，解决了溶剂脱水和回收再利用的问题，并且通过DCS系统和SIS系统的控制，使聚合釜形成了自动放空和自动充氮的能力，提高了系统操作的安全性。

本发明的目的是这样实现的：

该聚氧化乙烯产品的生产设备包括：

一个聚合反应釜，通过加入溶剂、催化剂和环氧乙烷进行聚合反应生成了聚合物；避免了反应产生局部爆聚的现象，使反应釜的容积放大到6000升；

一个集成设备，集过滤、干燥和洗涤为一体，用以解决了该生产步骤的防火、防爆和防尘及氮气损失的问题；

一个成品混合釜，使物料在成品混合釜中加入改性剂后，能够达到非常均匀的混合度，保证了产品质量的稳定性；

一个溶剂回收罐、一个蒸馏釜、一个己烷储罐和一个不合格己烷储罐，用以对反应溶剂进行回收处理和重复利用。

该聚氧化乙烯产品的生产过程是：环氧乙烷在碳六或碳七溶剂中通过催化剂作用进行开环聚合，在一定温度和一定压力下进行放热反应。通过聚合链增长，达到产品规格要求。反应结束后通过过滤、干燥和洗涤的集成设备等设备处理、加工后进行包装。

具体制备方法包括以下步骤：

（一）聚合

1）、将聚合釜内搅拌装置的转数置于130转/分钟后，打开溶剂进口上的溶剂进料阀，向聚合釜内打入3m³溶剂，当聚合釜液面达到3m³时，关闭溶剂进料阀；

2）、打开催化剂加料装置，通过催化剂进口向聚合釜中加入计量好的由吉化集团吉林市星云化工有限公司生产的聚氧化乙烯聚合专用的钙系催化剂；同时打开剪切机；

3）、打开聚合釜上的冷却装置，使冷却水经过冷却管上的冷冻水进口和冷冻水出口循环，打开环氧乙烷进口上的环氧乙烷进料阀，向聚合釜中通入环氧乙烷，反应过程中控制反应温度为10～30℃，压力控制在0.1～0.2MPa,加料量控制在60～100升/小时之间，以反应温度不超过30℃来具体控制加料量；

4）、反应进行约12小时后，反应速度降低，停止环氧乙烷加料；

5）、反应结束后，关闭搅拌装置停止搅拌，并关闭剪切机和冷却装置，开启聚合釜氮气阀门，向集成设备（巨能机械(中国)有限公司生产的多功能压滤机）放料，放料结束后，准备进下一批物料；

（二）过滤、干燥和洗涤

1）、过滤、干燥