一种用于稀土顺丁橡胶聚合原料混合的强制紊流器的制作方法

本实用新型属于稀土顺丁橡胶生产设备技术领域，涉及一种用于稀土顺丁橡胶聚合原料混合的强制紊流器。

背景技术：

稀土顺丁橡胶是以稀土金属为引发剂，由1,3-丁二烯单体聚合而成的结构规整的顺式-1,4-聚丁二烯橡胶的简称。稀土引发剂引发丁二烯配位聚合反应的活性非常高，稀土引发剂与丁油混合后将迅速发生聚合反应，生成丁二烯聚合物。采用传统的两釜或者三釜连续聚合工艺生产稀土顺丁橡胶时，引发剂与丁油在管道混合器内混合后，再经过管路送至第一聚合釜内，此工况下催化剂集中处将快速发生聚合反应，产生局部高温，使聚合丁二烯链长变短，分子量分布变宽，影响产品性能，严重时发生爆聚，堵塞管路。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本实用新型提出一种用于稀土顺丁橡胶聚合原料混合的强制紊流器，其出口直接与第一聚合釜入口法兰相连，避免引发剂与丁油在反应器外提前接触。通过在强制紊流器内部设置扰流件，在设备出口处能够将稀土引发剂与丁油快速、均匀混合，避免提前反应导致的管路堵塞和局部高温，保证聚合釜内的反应平稳进行，生产出门尼和分子量分布稳定的稀土顺丁橡胶，提升产品品质。

本实用新型是采用以下的技术方案实现的：

本实用新型提供一种用于稀土顺丁橡胶聚合原料混合的强制紊流器，包括中空的设备主体，设备主体上设有向其内部充注丁油的丁油入口、充注稀土引发剂的引发剂入口、输出混合物的物料出口；设备主体腔体内部后段设置漏斗状缩径，缩径末端设置与设备主体同轴的内管，内管与设备主体后段形成套管结构；丁油入口和物料出口沿设备主体轴向中心分别设置于设备主体两端，引发剂入口开口于套管结构的设备主体后段上。

进一步地，所述设备主体腔体内壁设置若干扰流件。

进一步地，所述扰流件在引发剂入口前后的设备主体内壁上各布置1～5组。

进一步地，所述扰流件形式包括凸起、波纹或扭转叶片。

进一步地，所述内管水平延伸至与物料出口端面齐平。

进一步地，所述设备主体为圆柱状，设备主体长径比3:1～8:1，设备主体内径100mm～300mm。

进一步地，所述内管内径为设备主体内径的40％～70％。

进一步地，所述内管与设备主体之间通过筋板固定，筋板固定于设备主体内壁，厚度5～10mm，长度20～50mm，以设备主体轴线中心为圆心均布。

进一步地，还包括用于检修排放的排放口，排放口沿设备主体径向，靠近丁油入口设置，方向向下。

进一步地，所述设备主体上设置拆卸法兰，设备主体通过拆卸法兰分段连接，缩径设置于拆卸法兰后侧。

本实用新型的一种用于稀土顺丁橡胶聚合原料混合的强制紊流器，用于快速混合稀土引发剂与丁油，形成均匀的混合物送至第一聚合釜。

本实用新型的有益效果是：

由传统的管道混合器内混合引发剂与丁油，改为通过流体扰动，产生湍流，使稀土引发剂与丁油在第一聚合釜入口法兰处快速、均匀混合，避免了因聚合反应快，物料提前接触而产生局部高温，影响产品性能，或发生爆聚，堵塞管路等情况。丁油由设备主体轴向送入，经过扰流件后在物料出口处形成强烈的湍流喷射；稀土引发剂由设备主体径向送入，经缩径处转向后改为沿设备主体轴向流动，经过扰流件后在物料出口处形成强烈的湍流，套管结构内、外不连通，可避免聚合反应提前发生。在设备出口引发剂和丁油均形成湍流，从而快速形成均匀的混合物料。由于强制紊流器出口与第一聚合釜入口直接连接，此混合物料被迅速送入第一聚合釜内进行反应，从而避免了物料提前反应，造成管路堵塞；聚合釜内良好的传热与传质条件，可保证反应平稳进行，避免局部高温与爆聚，稳定稀土顺丁橡胶的门尼和分子量分布，保证产品品质。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为实施例1的一种用于稀土顺丁橡胶聚合原料混合的强制紊流器的结构示意图；

图2为实施例1的强制紊流器的侧视图；

图3为实施例2的一种用于稀土顺丁橡胶聚合原料混合的强制紊流器的实际使用流程示意图；

图中标号：1引发剂入口、2丁油入口、3排放口、4物料出口、5扰流件、6拆卸法兰、7筋板、8缩径、9设备主体、10内管、11第一聚合釜。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的设备、材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例1

如图1、图2所示，本实施例的一种用于稀土顺丁橡胶聚合原料混合的强制紊流器，包括中空的设备主体9，设备主体上设有向其内部充注丁油的丁油入口2、充注稀土引发剂的引发剂入口1、输出混合物的物料出口4，还包括用于检修排放的排放口3。

丁油入口和物料出口沿设备主体轴向中心分别设置于设备主体两端。设备主体腔体内部后段设置漏斗状缩径8，缩径末端设置与设备主体同轴的内管10，内管与设备主体后段形成套管结构，内管水平延伸至与物料出口端面齐平，避免稀土引发剂与丁油在设备内接触。引发剂入口开口于套管结构的设备主体后段上，引发剂入口沿设备主体径向设置。

设备主体上设置拆卸法兰6，设备主体通过拆卸法兰分段连接，方便拆卸清理。缩径设置于拆卸法兰后侧。排放口沿设备主体径向，靠近丁油入口设置，方向向下。

设备主体腔体内壁设置若干扰流件5。扰流件在引发剂入口前后的设备主体内壁上各布置1～5组，分别用于使丁油和引发剂产生湍流。扰流件形式包括凸起、波纹或扭转叶片。

丁油由丁油入口送入，经过扰流件后，在物料出口处形成强烈的湍流喷射。

稀土引发剂由引发剂入口送入，经过扰流件后，在物料出口处形成强烈的湍流，均匀混入强烈湍动的丁油中。

设备主体为圆柱状，设备主体长径比3:1～8:1，设备主体内径100mm～300mm。

内管内径为设备主体内径的40％～70％。

内管与设备主体之间通过筋板7固定，避免其在设备主体内随意摆动，确保其位于设备轴向中心位置。筋板固定于设备主体内壁，厚度5～10mm，长度20～50mm，以设备主体轴线中心为圆心均布。

强制紊流器出口与第一聚合釜入口直接连接，作为管道附件连接至稀土顺丁橡胶两釜或三釜连续聚合系统的第一聚合釜入口法兰上，实现稀土引发剂与丁油的快速、均匀混合，并将混合后的物料快速送至第一聚合釜内部。

实施例2

如图2所示，在传统顺丁橡胶的三釜连续聚合工艺流程的第一聚合釜11入口前安装强制紊流器，并将稀土引发剂和丁油管路连接至强制紊流器设备主体上对应的接口。

设备主体长径比5:1；设备主体内径200mm。筋板厚度6mm，长度30mm，共3件。扰流件形式为环状凸起，在引发剂入口前的设备主体内壁上布置两组，在引发剂入口后的设备主体内壁上布置两组。

稀土引发剂进料量300kg/h，引发剂入口管径dn25；丁油进料量50000kg/h，丁油浓度11％～13％，丁油入口管径dn200，缩径后内管内径150mm。混合均匀后的物料通过dn200物流出口喷出，被直接送至第一聚合釜内。

使用本实施例的强制紊流器，混合稀土顺丁橡胶聚合反应的引发剂与丁油，连续运行400小时以上，进料管线无堵塞，第一聚合釜温度稳定在82-84℃，胶液门尼ml1+4¹⁰⁰℃为43-46、分子量分布指数2.5-3.0，产品指标稳定，未出现爆聚、飞温等异常工况。

当然，上述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定对本实用新型的实施例范围。本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本实用新型的专利涵盖范围内。