氯化聚乙烯反应装置的制作方法

本实用新型涉及氯化聚乙烯合成技术领域，具体的说是一种氯化聚乙烯反应装置。

背景技术：

氯化聚乙烯具有优良的耐候性、耐臭氧、耐化学药品及耐老化性能，并且具有良好的耐油性、阻燃性及着色性能，因而在电线电缆、汽车配件制造等行业获得广泛的应用。氯化聚乙烯大多采用水相悬浮法合成技术进行生产，即将高密度聚乙烯（HDPE）粉末投入到反应釜的水中形成水相，在反应釜中通入过量的高压氯气进行水相悬浮，使氯气与HDPE进行取代反应生成氯化聚乙烯，根据需要加入适当的乳化剂或催化剂。当然也可以采用酸相法合成技术进行生产，其区别在于采用稀盐酸将HDPE溶成酸相，向该料液中通入氯气进行取代反应。

氯化聚乙烯反应釜包括釜体，釜体顶端开设原料液进口和氯气进口、底端开设成品出口，釜体外部套设有用于控温的换热夹套。对于酸相法，单釜间歇式反应的流程是：先在配比罐中将HCI和HDPE配比形成悬浮液，然后通过原料液进口送入釜体内，之后再从釜体顶端的氯气进口通入氯气，借助夹套的换热作用对釜体加热，氯气由上至下在悬浮液中扩散并反应，得到氯化聚乙烯，再借助夹套对釜体降温，成品的氯化聚乙烯降温后从成品出口放出，一个反应周期完成。

对于现有的氯化聚乙烯单釜反应装置，主要存在如下几点不足：1）氯气在气体压力作用下由上至下的被压入悬浮液中并扩散反应，物料接触不充分，反应效率低，导致单釜间歇式生产的周期时间过长，生产效率较低；反应釜的升温和降温控制均是通过套设在釜体外周的夹套来实现的，釜体的钢衬搪玻璃复合材料的导热性能不好，同时受到夹套换热面积的限制，导致换热效率低，升降温控制过程受到影响，进而也导致了单釜间歇式生产的周期时间过长，生产效率较低。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能提高反应效果、缩短反应时间、提高工作效率的氯化聚乙烯单釜反应装置。

为解决上述技术问题，本实用新型的氯化聚乙烯反应装置包括反应釜，反应釜的顶部开设原料液进口，反应釜的底端开设物料出口，其结构特点是所述反应釜的中上部设置有用于向釜内通入氯气的均匀布气机构，反应釜的顶端安装多个雾化喷头，各雾化喷头的进口通过循环换热管路与物料出口连通，循环换热管路上安装有循环泵并在泵的出口端引出有成品出料管。

采用上述结构，将配比罐中配好的HCL和HDPE混合悬浮液从原料液进口通入到反应釜内，然后借助循环换热管路对混合液进行温度控制，借助釜体顶端的雾化喷头，将混合液从顶端雾化并喷出，均匀布气机构设置在液面以上，物料循环送入釜体的同时，利用均匀布气机构不断向釜体内送入氯气，从而可与雾化的混合液充分接触并反应。可见，借助本反应装置，改变了传统的制备氯化聚乙烯的反应流程和反应机理，解决了现有技术中氯气在气液相中扩散速度慢的问题，增加了物料反应的接触面积，大幅提高了反应效率，减少了间歇式反应的时间周期，提高了工作效率。

对于均匀布气机构，本案提供三种可选的方式，具体如下：其一，所述均匀布气机构包括间隔环设在反应釜周圈的多个气体进口；其二，所述均匀布气机构包括安装在反应釜其中一侧壁上的布气管，布气管的内伸端延伸至靠近反应釜另一侧内壁的位置处截止，布气管的内伸端封闭，布气管的内伸段上沿其长度方向间隔开设多个出气孔；其三，所述均匀布气机构包括通过支撑架安装在反应釜内壁上的布气环管，布气环管的内侧壁上间隔开设多个出气孔。

上述三种均匀布气机构，均能实现多点通气，使得氯气能更均匀的送入釜体内，从而保证了反应效果，提高了反应效率。

所述循环换热管路上安装有换热器，换热器的换热介质进口上连接两根介质管，两根介质管分别与热蒸汽管路和冷却水管路连接，两根介质管上分别安装有热介质导通阀和冷介质导通阀。借助该换热器，通过选择导通不同的换热介质管路，即可方便的对物料进行加热或者对物料进行冷却，结构简单，操控方便。

综上所述，本实用新型解决了现有技术中氯气在气液相中扩散速度慢的问题，增加了物料反应的接触面积，大幅提高了反应效率，减少了间歇式反应的时间周期，提高了工作效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

图1为本实用新型其中一种实施方式的结构原理示意图；

图2为均匀布气机构另一种实施方式的结构示意图；

图3为均匀布气机构又一种实施方式的结构示意图。

具体实施方式

参照附图，本实用新型的氯化聚乙烯反应装置包括反应釜1，反应釜1的顶部开设原料液进口2，反应釜1的底端开设物料出口3，其特征是所述反应釜1的中上部设置有用于向釜内通入氯气的均匀布气机构，反应釜1的顶端安装多个雾化喷头4，各雾化喷头4的进口通过循环换热管路5与物料出口3连通，循环换热管路5上安装有循环泵6并在泵的出口端引出有成品出料管7。

上述结构中，将配比罐中配好的HCL和HDPE混合悬浮液从原料液进口2通入到反应釜1内，借助循环换热管路5对混合液进行温度控制，釜体顶端的雾化喷头4将混合液雾化并从顶端喷出，均匀布气机构设置在液面以上，物料被循环送入釜体的同时，利用均匀布气机构不断向釜体内送入氯气，氯气与雾化的混合液充分接触并反应，如此循环，直至反应完成，将成品液从成品出料管7放出。可见，借助本反应装置，改变了传统的制备氯化聚乙烯的反应流程和反应机理，解决了现有技术中氯气在气液相中扩散速度慢的问题，增加了物料反应的接触面积，大幅提高了反应效率，减少了间歇式反应的时间周期，提高了工作效率。

对于均匀布气机构，本案提供三种可选的实施方式，具体如下：第一种如图1所示，均匀布气机构包括间隔环设在反应釜1周圈的多个气体进口8；第二种如图2所示，均匀布气机构包括安装在反应釜1其中一侧壁上的布气管9，布气管9的内伸端延伸至靠近反应釜1另一侧内壁的位置处截止，布气管9的内伸段上沿其长度方向间隔开设多个出气孔，其中，布气管9的内伸端封闭，出气孔在布气管的两侧各设置一排；第三种如图3所示，均匀布气机构包括通过支撑架安装在反应釜1内壁上的布气环管10，布气环管10的内侧壁上间隔开设多个出气孔。上述三种均匀布气机构，均能实现多点通气，使得氯气能更均匀的送入釜体内，从而能进一步保证反应效果并提高反应效率。

参照附图，循环换热管路5上安装有换热器11，换热器11的换热介质进口12上连接两根介质管，两根介质管分别与热蒸汽管路和冷却水管路连接，两根介质管上分别安装有热介质导通阀13和冷介质导通阀14。通过选择导通不同的换热介质管路，即可方便的在反应初期对物料进行加热或者在反应完成后对成品进行冷却，结构简单，操控方便。

综上所述，本实用新型不限于上述具体实施方式。本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下，可做若干的更改或修饰。上述更改或修饰均落入本本实用新型的保护范围。