专利名称：一种双阶式反应器机组的制作方法
技术领域：
一种双阶式反应器机组技术领域[0001]本实用新型涉及一种双阶式反应器机组，更确切的说是涉及一种用于高分子材料聚合反应的双阶式反应器机组。
背景技术：
[0002]聚合反应是高分子材料加工中最重要的反应之一，反应物一般由一种或几种单体组成，在反应过程中需要满足以下条件首先，对反应物进行充分搅拌，使不同组分的反应物能够迅速分散并混合均勻；其次，物料在反应器中需要停留足够长的时间来进行反应； 第三，反应过程通常存在热交换，需要对反应物进行强制加热或冷却。这就要求用于聚合反应的反应器必须具有较强的搅拌能力和换热能力，并且能够满足反应物对停留时间的要求。[0003]目前高分子材料的聚合反应一般采用反应釜或双螺杆挤出机作为反应器。反应釜一般竖直放置，在反应釜内部有一个竖直的搅拌轴，通过搅拌轴的旋转实现对反应物料的分散混合，此外在反应釜外部和内部设置有用于换热的夹套或盘管，可以实现热交换。由于反应釜有结构简单、设备成熟、制造难度低等优点，因此广泛应用于高分子材料的聚合反应。但是反应釜也具有一些缺点首先，反应釜无法实现连续化生产；其次，反应釜中的反应物存在成分不均勻的情况，对最终产品的品质有很大的影响；第三，反应釜的换热面积较小，无法满足很多聚合反应的要求；第四，反应釜中反应物表面更新慢，排气较困难，几乎无法应用于有气体生成的聚合反应；第五，反应釜虽然可以提供较长的反应物停留时间，但反应物停留时间的分布很宽，反应不均勻，最终导致生成物的品质差别很大。[0004]双螺杆挤出机是近年来使用较多的聚合反应器之一，它对高粘度的物料具有很强的处理能力，而大多数高分子材料正好属于高粘度物料。双螺杆挤出机有两个相互啮合的螺杆，对反应物有很强的搅拌混合能力，可以轻易的使反应物混合均勻。发明内容[0005]鉴于上述，本实用新型旨在提供一种双阶式反应器机组。利用本机组可以很好的完成聚醋酸乙烯(简称PVAc)合成聚乙烯醇(简称PVA)反应。[0006]一种双阶式反应器机组，主要包括上阶反应器和下阶反应器，强制排料机、进料系统、出料系统、加热冷却系统和电仪控制系统，其特征在于上阶反应器与下阶反应器为双支撑、下出料结构，或为单支撑、前出料结构；双支撑、下出料反应器主要由电机、第一联轴器、传动箱、第二联轴器、螺杆、进料口、筒体、排气口、轴承座、尾部密封、出料口和机架组成，电机通过第一联轴器与传动箱连接，传动箱再通过第二联轴器、轴承座和尾部密封与筒体内的螺杆连接，螺杆穿过尾部密封与轴承座，筒体由两轴承座支撑座落在机架上；筒体上设有排气口、进料口和出料口，出料口置于筒体的下方；单支撑、前出料反应器主要由电机、第三联轴器、传动箱、中体、进料口、筒体、排气口、螺杆、机架、尾部密封和第四联轴器组成，上阶反应器和下阶反应器通过强制排料机相连，电机通过第三联轴器与传动箱连接，传动箱再通过中体内第四联轴器和尾部密封与筒体内螺杆连接，螺杆通过轴承座座落在机架上，筒体上设有排气口和进料口，进料口置于轴承座的前方。[0007]上阶反应器的出料口与下阶反应器的进料口为直接连接，或通过螺杆泵、齿轮泵或隔膜计量泵相连。[0008]上述上阶反应器与下阶反应器均采用自洁式双螺杆结构，上阶反应器中螺杆的槽径比为1. 5 2. 5，下阶反应器中螺杆的槽径比为1. 5 2。[0009]上述上阶反应器与下阶反应器中的螺杆旋向为同向旋转，或为异向旋转。[0010]上述上阶反应器的筒体和下反应器的筒体上至少设置1个进料口、1个出料口和1 个排气口。[0011]本实用新型的优点是[0012]本实用新型所述的双阶反应器机组中，上阶反应器与下阶反应器的结构与双螺杆挤出机类似，但是针对聚合反应的工况进行了优化设计。上阶反应器螺杆的槽径比较大，因此容积较大，可以为反应提供足够的物理空间。再通过控制螺杆转速、调整螺杆组合等手段，可以有效的延长反应物在上阶反应器中的停留时间，使反应能够充分进行。同时，由于螺杆采用了自清理结构，反应物的停留时间分布不会由于停留时间的变长而变宽，这对提高反应品质具有决定性意义。下阶反应器具有较强的混合能力和表面更新能力，可以使反应更加充分，并且生成要求的产品。总的说来，这种双阶式反应器机组继承了双螺杆挤出机的优点，如表面更新能力强、自清理能力强、能够实现连续反应、能够实现反应物的平推流输送、反应物停留时间窄等，还具有换热能力强等常规双螺杆挤出机不具备的优点。因此， 该反应器机组适合高分子材料的聚合反应，并且对反应具有促进作用。
[0013]图1是本实用新型中单支撑、前出料双阶式反应器机组的结构示意图[0014]图2是本实用新型中双支撑、下出料与单支撑、前出料双阶式反应器机组的结构示意图[0015]图3是本实用新型中双支撑、下出料双阶式反应器机组的结构示意图[0016]图4是本实用新型中上阶反应器的出料口和下阶反应器的进料口为直接相连双阶式反应器机组的结构示意图[0017]图5是本实用新型中双支撑、下出料反应器的结构示意图[0018]图6是本实用新型中单支撑、前出料反应器的结构示意图具体实施方式
[0019]
以下结合附图和实施例对本实用新型再作进一步详细说明，但本实用新型不限于具体实施例。[0020]实施例1 聚乙烯醇专用双阶式反应器机组[0021]如图2所示，一种双阶式反应器机组，主要包括上阶反应器1和下阶反应器2，强制排料机3、进料系统、出料系统、加热冷却系统和电仪控制系统。上阶反应器1为双支撑、下出料结构；下阶反应器为单支撑、前出料结构；双支撑、下出料反应器主要由电机1-1、第一联轴器1-2、传动箱1-3、第二联轴器1-4、螺杆1-5、进料口 1-6、筒体1_7、排气口 1_8、轴承座1-9、尾部密封1-10、出料口 1-11和机架1-12组成。电机1-1通过第一联轴器1_2与传动箱1-3连接，传动箱1-3再通过第二联轴器1-4、轴承座1-9和尾部密封1-10与筒体1_7 内的螺杆1-5连接，螺杆1-5穿过尾部密封1-10与轴承座1-9，筒体1-7由两轴承座1_9支撑座落在机架1-12上；筒体1-7上设有排气口 1-8、进料口 1-6和出料口 1-11，出料口 1_11 置于筒体1-7的下方。[0022]单支撑、前出料反应器主要由电机2-1、第三联轴器2-2、传动箱2-3、中体2_4、进料口 2-5、筒体2-6、排气口 2-7、螺杆2-8、机架2_9、尾部密封2_10和第四联轴器2_11组成。上阶反应器1和下阶反应器2通过强制排料机3相连。电机2-1通过第三联轴器2-2 与传动箱2-3连接，传动箱2-3再通过中体2-4内第四联轴器2-11和尾部密封2_10与筒体2-6内螺杆2-8连接，螺杆2-8通过轴承座2-12座落在机架2_9上，筒体2_6上设有排气口 2-7和进料口 2-5，进料口 2-5置于轴承座2-12的前方。[0023]上阶反应器为双支撑、下出料机组与下阶反应器为单支撑、前出料机组通过强制排料机3相连。[0024]上阶反应器1与下阶反应器2均采用自洁式双螺杆结构，该结构对反应物具有很好的混合、搅拌能力和表面更新能力，可以有效的促进反应过程进行。上阶反应器1与下阶反应器2螺杆位于筒体内部，上阶反应器1中螺杆的槽径比为2. 5，下阶反应器2中螺杆的槽径比为2 ；上反应器1与下阶反应器2中的螺杆旋向为同向旋转。通过螺杆同向或异向旋转，完成多组分物料的混合、分散、反应、排气等功能。螺杆采用自清理结构设计，对反应物具有很好的混合、搅拌能力和表面更新能力，可以有效的促进反应过程进行。[0025]机组工作时，首先使用进料装置4将反应物定量的输送到上阶反应器1中进行高速混合(反应器的转速最高可达到1000 2000r/min)，经高速混合的反应物发生聚合反应，粘度升高、流动性变差，因此需要使用强制排料机3将其输送到下阶反应器2中进一步反应，并最终生成需要的产品。[0026]双阶式反应器机组专门用于聚醋酸乙烯(简称PVAc)合成聚乙烯醇(简称PVA)。 该反应由两种反应物共同完成，两种反应物的摩尔比相差较大，且一旦接触就迅速发生反应，形成团聚，粘度增加。因此要求反应器能够对反应物进行高效、快速的混合，使两种反应物可以迅速的混合均勻；同时要求反应器能够不断的更新反应物表面，使反应可以持续进行下去。[0027]双阶式反应器机组具有反应速率快、反应能力强、反应物停留时间可控、停留时间分布较窄、可以连续化生产等优点。并且能够大大降低反应溶剂甲醇和催化剂NaOH的使用量，是一种新型环保技术。[0028]实施例2[0029]一种双阶式反应器机组是由两单支撑、前出料双阶式反应器机组组成。两单支撑、 前出料双阶式反应器机组通过强制排料机3相连。[0030]实施例3[0031]一种双阶式反应器机组是由双支撑、下出料双阶式反应器机组组成。两单支撑、前出料双阶式反应器机组通过强制排料机3相连。[0032]实施例4[0033]一种双阶式反应器机组是由由两单支撑、前出料双阶式反应器机组组成，上阶反应器1的出料口 1-11和下阶反应器2的进料口 2-5为直接相连。
权利要求1.一种双阶式反应器机组，主要包括上阶反应器(1)和下阶反应器O)，强制排料机 (3)、进料系统、出料系统、加热冷却系统和电仪控制系统，其特征在于上阶反应器(1)与下阶反应器(2)为双支撑、下出料结构，或为单支撑、前出料结构；双支撑、下出料反应器主要由电机(1-1)、第一联轴器(1-2)、传动箱(1-3)、第二联轴器(1-4)、螺杆(1-5)、进料口(1-6)、筒体(1-7)、排气口(1-8)、轴承座(1-9)、尾部密封(1-10)、出料口(1_11)和机架(1-12)组成，电机(1-1)通过第一联轴器(1-2)与传动箱(1-3)连接，传动箱(1-3)再通过第二联轴器(1-4)、轴承座(1-9)和尾部密封(1-10)与筒体(1-7)内的螺杆(1-5)连接，螺杆(1-5)穿过尾部密封(1-10)与轴承座(1-9)，筒体(1-7)由两轴承座(1-9)支撑座落在机架(1-12)上；筒体(1-7)上设有排气口(1-8)、进料口 (1-6)和出料口(1-11)， 出料口(1-11)置于筒体(1-7)的下方；单支撑、前出料反应器主要由电机0-1)、第三联轴器0-2)、传动箱0-3)、中体0-4)、进料口 0-5)、筒体0-6)、排气0-7)、螺杆0-8)、机架0-9)、尾部密封O-10)和第四联轴器0-11)组成，上阶反应器(1)和下阶反应器(1) 通过强制排料机C3)相连，电机(2-1)通过第三联轴器(2- 与传动箱(2- 连接，传动箱(2-3)再通过中体(2-4)内第四联轴器(2-11)和尾部密封(2-10)与筒体(2-6)内螺杆 (2-8)连接，螺杆(2-8)通过轴承座0-1 座落在机架(2-9)上，筒体(2-6)上设有排气口 (2-7)和进料口 0-5)，进料口(2-5)置于轴承座0-12)的前方。
2.按照权利要求1中所述的双阶式反应器机组，其特征在于上阶反应器(1)的出料口(1-11)与下阶反应器的进料口(2- 为直接连接，或通过螺杆泵、齿轮泵或隔膜计量泵相连。
3.按照权利要求1中所述的一种双阶式反应器机组，其特征在于上阶反应器(1)与下阶反应器(2)均采用自洁式双螺杆结构，上阶反应器(1)中螺杆(1-5)的槽径比为1. 5 2. 5，下阶反应器⑵中螺杆0-8)的槽径比为1. 5 2。
4.按照权利要求1中所述的一种双阶式反应器机组，其特征在于上反应器(1)与下阶反应器中的螺杆旋向为同向旋转，或为异向旋转。
5.按照权利要求1中所述的一种双阶式反应器机组，其特征在于上反应器(1)的筒体(1-7)上至少设置1个进料口(1_6)、1个出料口(1-11)和1个排气口(1-8)，下反应器 (2)的筒体(2-6)上至少设置1个进料口 (2-5)和1个排气口 (2-7)。
专利摘要本实用新型涉及一种双阶式反应器机组，该机组主要由上阶反应器和下阶反应器组成，上阶反应器与下阶反应器通过通过强制排料机相连。本实用新型的上、下阶反应器全部采用具有自清理功能的双螺杆结构，具有换热能力强、混合能力强、表面更新能力强、自清理能力强、能够实现连续反应、能够实现反应物的平推流输送、反应物停留时间窄等优点，适合多种高分子材料的聚合反应，解决了反应釜几乎无法按要求完成高粘度物料、甚至固体物料的聚合反应的问题。
文档编号C08F8/00GK202272836SQ20112036567
公开日2012年6月13日 申请日期2011年9月28日 优先权日2011年9月28日
发明者俞长庚, 娄晓鸣, 曾天忠, 梁晓刚, 田卫东, 贾朝阳, 马永寿 申请人:天华化工机械及自动化研究设计院