专利名称：用于后水解方法制备超高分子量聚丙烯酰胺的设备的制作方法
技术领域：
本实用新型属于工业化生产聚丙烯酰胺的设备，特别涉及适用于后水解 方法制备超高分子量聚丙烯酰胺的设备。
背景技术：
目前国内高分子量聚丙烯酰胺工业化生产较常用的方法有前加碱共水解 及均聚后水解。前加碱共水解是在单体丙烯酰胺聚合前将水解所需碱加入聚
合体系中，聚合完成后将体系升温到8(TC以上，保温2小时以上使聚合物水 解，然后造粒烘干得到产品。前加碱共水解方法较简单，设备投入少，很多 中小企业都使用这种方法。但前加碱共水解由于聚合前将碱加入， 一方面降 低了聚合后胶体的有效含量，另一方面聚合前加入大量的碱升高了体系的pH 值且可能引入大量的杂质，影响引发聚合效率，为了聚合完全必须加入大量 的引发剂，因此所得产物分子量相对较低， 一般低于2000万。要想得到超高 分子量聚丙烯酰胺，在目前的生产条件下必须采用均聚后水解方法。均聚后 水解工业化生产聚丙烯酰胺，包括单体的聚合、聚合物胶体的造粒、造粒后 根据使用要求进行不同程度的水解、水解后进行二次造粒然后干燥粉碎包装 成品。所需设备包括聚合设备、造粒设备、水解设备及干燥设备。具体为聚 合釜下面通过约5米长的管道连接到双螺杆造粒机上，双螺杆造粒机与大功 率风机相连，然后通过长约5米直径约15cm的管道连接到大型水解设备熟化 器上，熟化器下端与中间料仓相连，中间料仓下接单螺杆造粒机，然后通过 传送带与干燥设备连接。生产操作过程为聚丙烯酰胺胶体在聚合釜经长管道 挤出后经过双螺杆造粒机进行一次造粒，然后通过大功率风机吹到高处的水 解设备内，在水解设备内加碱及水解助剂，加热到所需温度进行一定时间的 水解反应(一般为2小时)，水解后的胶体颗粒进入中间料仓，经与其相连的 单螺杆造粒机进行二次造粒，然后通过传送带进入干燥设备干燥。这一传统的生产方法存在几个缺点，第一在聚合釜下方连接的长约5米的管道大大增 加了聚合后胶体出料所需压力，限制了出料速度，第二由于水解过程使用大 型水解设备，致使胶体经过第一次造粒后必须通过风机吹到水解设备内，这 一方面消耗了大量的电能，另一方面降低了胶体自身的温度，胶体在水解过 程中还需再加热，这又消耗了部分能量；第三，向水解设备内吹送胶体的管 道通常较细，如果出料速度较快，很容易造成管道的堵塞，增加出料时间； 第四，胶体经水解设备水解是在将反应釜内的胶体全部造粒后进行的，这一 时间通常较长(2小时以上)，同时大量的胶体在加碱水解过程中很难混合均 匀，造成产品水解程度不均一，影响溶解性能。由上述可看出，现有的超高 分子量聚丙烯酰胺生产方法中存在的缺陷，如生产费时，能耗大，同时产品 质量不稳定，不同时间段产品存在水解度及溶解性的差别等，是由于制备超 高分子量聚丙烯酰胺的设备存在明显结构设计缺陷造成的。
发明内容
本实用新型的目的是为了克服上述由于生产设备的缺陷所带来的生产及 产品问题，对现有设备进行改进，提供一种用于后水解方法制备超高分子量 聚丙烯酰胺的设备，以实现一次造粒-水解-二次造粒的连续生产。提高生产效 率，降低能耗，有利于稳定产品质量。
本实用新型的设备为避免胶体造粒后经风机吹到高处时所引起的能量消 耗、胶体降温、时间浪费、水解剂与胶体混合不均匀及水解加热的能量消耗， 在原有设备中，将与聚合釜相连的长管道、大型的水解设备及其附带的风机 吹送设备、双螺杆造粒机去掉或替换掉。经改造后的用于后水解方法制备超 高分子量聚丙烯酰胺的设备包括聚合釜，第一单螺杆造粒机，传送带或具有 倾斜角度的不锈钢槽，振动干粉加料器，不锈钢储罐，单螺杆混料器，中间 料仓，第二单螺杆造粒机和干燥器等；
聚合釜的出料口直接与第一单螺杆造粒机的进料口相连接，第一单螺杆 造粒机的出料口下方安装有传送带或具有倾斜角度的不锈钢槽，传送带或具 有倾斜角度的不锈钢槽的一端与单螺杆混料器的进料口相接，单螺杆混料器 的进料口还分别通过管道与振动干粉加料器的出料口及不锈钢储罐的出料口 连接；单螺杆混料器的出料口直接与中间料仓的进料口连接，中间料仓的出
4料口直接与第二单螺杆造粒机的进料口连接，第二单螺杆造粒机的出料口通 过管道与干燥器的进料口连接。 所述的聚合釜为一个以上。
本实用新型的设备在工作时，单体溶液在聚合釜内完成聚合后，加压挤 出，经与聚合釜相连的第一单螺杆造粒机进行一次造粒(此第一单螺杆造粒 机可以为一个以上的聚合釜共用，多釜共用可通过造粒机下滑道在聚合釜间 移动)，经一次造粒后的胶体进入单螺杆混料器，与振动干粉加料器及不锈钢 储罐流出的水解助剂及水解用碱快速混合，然后胶体进入中间料仓利用胶体 自身的温度进行水解，水解后经二次造粒进入干燥设备，干燥包装成品。
本实用新型的设备明显好处有以下几个方面1)去掉了与聚合釜相连的 长管道，降低了出料压力，提高了出料速度；2)胶体在一次造粒后不需要经 过风机吹送，不会出现管道堵塞问题，出料速度不受限制，大幅度提高生产 效率，同时降低了大型风机的电能损耗；3)本实用新型的设备去掉了大型水 解设备，降低了设备投入，大幅度降低水解设备所需的加热及搅拌能耗；4) 一定程度上避免了由于大量的胶体在加碱过程中的混合困难，产品水解程度 不均一的缺点，有利于水解助剂与胶体混合均匀，有利于稳定产品质量；5) 聚合物出料、造粒和水解过程基本成连续化，设备的生产效率提高一倍以上。
以下结合附图对本实用新型作进一步描述。
图l.本实用新型设备示意图。 附图标记
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3.传送带或具有倾斜角度的不锈钢 5.不锈钢储罐 7.中间料仓 9.干燥器
具体实施方式
请参见图1。本实用新型的制备超高分子量聚丙烯酰胺的设备包括聚合釜
2.第一单螺杆造粒机 4.振动干粉加料器 6.单螺杆混料器 8.第二单螺杆造粒机
51，第一单螺杆造粒机2，传送带或具有倾斜角度的不锈钢槽3，振动干粉加 料器4，不锈钢储罐5，单螺杆混料器6，中间料仓7，第二单螺杆造粒机8， 干燥器9等；
3个并联的聚合釜1的出料口直接与1米长的第一单螺杆造粒机2的进料 口相连接，第一单螺杆造粒机2的出料口下方安装有传送带或具有倾斜角度 的不锈钢槽3，传送带或具有倾斜角度的不锈钢槽3的一端与单螺杆混料器6 的进料口相接，单螺杆混料器6的进料口还分别通过管道与其上方安装的振 动干粉加料器4的出料口及不锈钢储罐5的出料口连接；单螺杆混料器6的 出料口直接与其下方的中间料仓7的进料口连接，中间料仓7的出料口直接 与其下方的第二单螺杆造粒机8的进料口连接，第二单螺杆造粒机8的出料 口通过管道与干燥器9的进料口连接。
丙烯酰胺单体在聚合釜聚合完成后，胶体温度大于70°C，经第一单螺杆 造粒机造粒成"mm的胶体颗粒，胶体颗粒经传送带或具有倾斜角度的不锈钢 槽输送到单螺杆混料器，温度几乎没有降低，由单螺杆混料器上方的振动干 粉加料器(储有水解助剂)、不锈钢储罐(储有碱液)，按出料速度定量的加 入碱及水解助剂，这样胶体颗粒通过单螺杆混料器快速的与碱及水解助剂混 匀，然后进入到中间料仓进行水解，再经第二单螺杆造粒机造粒进入干燥设 备。与以往通过熟化器等水解设备进行的水解相比，每釜产品(相同产量) 可节省时间5小时左右，且节约了大量的能耗，可得到分子量为2300万左右 的聚丙烯酰胺。
权利要求1. 一种用于后水解方法制备超高分子量聚丙烯酰胺的设备，包括聚合釜，第一单螺杆造粒机，传送带或具有倾斜角度的不锈钢槽，振动干粉加料器，不锈钢储罐，单螺杆混料器，中间料仓，第二单螺杆造粒机和干燥器；其特征是聚合釜的出料口直接与第一单螺杆造粒机的进料口相连接，第一单螺杆造粒机的出料口下方安装有传送带或具有倾斜角度的不锈钢槽，传送带或具有倾斜角度的不锈钢槽的一端与单螺杆混料器的进料口相接，单螺杆混料器的进料口还分别通过管道与振动干粉加料器的出料口及不锈钢储罐的出料口连接；单螺杆混料器的出料口直接与中间料仓的进料口连接，中间料仓的出料口直接与第二单螺杆造粒机的进料口连接，第二单螺杆造粒机的出料口通过管道与干燥器的进料口连接。
2. 根据权利要求1所述的用于后水解方法制备超高分子量聚丙烯酰胺的 设备，其特征是所述的聚合釜为一个以上。
专利摘要本实用新型涉及用于后水解方法制备超高分子量聚丙烯酰胺的设备。聚合釜的出料口直接与第一单螺杆造粒机的进料口相连接，第一单螺杆造粒机的出料口下方安装有传送带或具有倾斜角度的不锈钢槽，传送带或不锈钢槽的一端与单螺杆混料器的进料口相连，单螺杆混料器的进料口还分别通过管道与振动干粉加料器的出料口及不锈钢储罐的出料口连接；单螺杆混料器的出料口直接与中间料仓的进料口连接，中间料仓的出料口直接与第二单螺杆造粒机的进料口连接，第二单螺杆造粒机的出料口通过管道与干燥器的进料口连接。本实用新型的设备实现了一次造粒-水解-二次造粒的连续生产，降低了能耗，有利于稳定产品质量，并且可使生产效率提高一倍以上。
文档编号C08F120/56GK201261759SQ20082008052
公开日2009年6月24日 申请日期2008年5月13日 优先权日2008年5月13日
发明者吴飞鹏, 张云龙, 张玉玺, 施盟泉 申请人:中国科学院理化技术研究所