聚乙烯醇反应装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种聚乙烯醇反应装置，包括原料液计量进料泵、双螺杆脱挥挤出机、强制喂料机A、辅料液计量进料泵、双螺杆高速挤出机、强制喂料机B、双螺杆反应挤出机和真空系统，所述原料液计量进料泵与所述双螺杆脱挥挤出机入料口连通，所述双螺杆脱挥挤出机出料口经所述强制喂料机A与所述双螺杆高速挤出机入料口连通，所述辅料液计量进料泵与所述双螺杆高速挤出机连通，所述双螺杆高速挤出机出料口经所述强制喂料机B与所述双螺杆反应挤出机入料口连通；所述真空系统与所述双螺杆脱挥挤出机连通。本发明采用三台双螺杆挤出机完成PVAc到PVA的聚合反应，依次完成原料的浓缩、反应料混合均匀和最终的聚合反应，具有反应时间短、反应效率高、生成物品质高、环保、适用范围广、能耗低等优点。
【专利说明】聚乙稀醇反应装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及化工生产装置【技术领域】，尤其是一种聚乙烯醇反应装置。
【背景技术】
[0002]聚乙烯醇(简称PVA)是目前发现的少数可溶解于水的高分子聚合物之一，它能够被自然界的微生物降解，是一种非常环保的高分子聚合物，此外它还具有无毒、无害等特点，因此被广泛应用于油田、纺织、染料、涂料、粘合剂、乳化剂、纸加工助剂、薄膜等方面。主要的用途有:油田污水处理的助凝剂；工业酚醛废水处理剂；完全可降解农用薄膜；土壤改良剂，对盐碱地有很好的改良效果；飞机、高档轿车、建筑用安全玻璃最优良的基材；医疗检测用功能电极；食品、医疗器械、中草药的包装膜；工业用半透膜，可使溶剂通过而溶质不能通过，起到分离溶剂溶质的作用；高吸水性树脂；印刷用感光树脂；各种工业纺织品，如帆布、滤布、包装材料、渔网、海上作业缆绳等。
[0003]工业上，PVA主要是由聚醋酸乙烯(简称PVAc)在碱溶液条件下醇解制得。传统的PVAc皮带式碱溶液醇解设备具有反应物停留时间长、设备简单、操作简单等优点，但是也存在反应速率低、转化率低、醇解度分布宽、碱使用量大、污染大、生成物品质差等致命问题。
[0004]中国公开的专 利文件201010543885.1提供了一种低醇解度PVA连续醇解设备，使用双螺杆挤出机作为反应器，具有反应速率快、反应物停留时间可控、反应物停留时间分布较窄、可以连续化生产、碱使用量低、生成物醇解度分布窄、生成物品质稳定等优点。该装置中原料PVAc甲醇溶液和催化剂NaOH甲醇溶液使用预反应器进行混合，但该文献中没有提供预反应器的详细情况。
[0005]此外，目前国内现有工业化技术能够直接得到的PVAc甲醇溶液的浓度一般仅为15~30%，由于浓度偏度，造成下游反应效率低等问题。因此为了提高生产效率，必须对原料进行浓缩。中国公开的专利文件201010543885.1也没有提及这部分内容。
【发明内容】
[0006]本发明针对现有技术的不足，提出一种聚乙烯醇反应装置，结构合理，操作简便。
[0007]为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案:一种聚乙烯醇反应装置，包括原料液计量进料泵、双螺杆脱挥挤出机、强制喂料机A、辅料液计量进料泵、双螺杆高速挤出机、强制喂料机B、双螺杆反应挤出机和真空系统，所述原料液计量进料泵与所述双螺杆脱挥挤出机入料口连通，所述双螺杆脱挥挤出机出料口经所述强制喂料机A与所述双螺杆高速挤出机入料口连通，所述辅料液计量进料泵与所述双螺杆高速挤出机连通，所述双螺杆高速挤出机出料口经所述强制喂料机B与所述双螺杆反应挤出机入料口连通；所述真空系统与所述双螺杆脱挥挤出机连通。
[0008]进一步地，所述双螺杆脱挥挤出机上设有至少一个与所述真空系统连通的排气□。
[0009]进一步地，所述双螺杆脱挥挤出机的螺杆长径比为20~80:1。[0010]进一步地，所述双螺杆高速挤出机的螺杆转速为300~1500 r/min ;螺杆长径比为12 ~60:1。
[0011]进一步地，所述的双螺杆反应挤出机的螺杆长径比为20~80:1。
[0012]与现有技术相比，本发明具有以下优点:采用三台双螺杆挤出机完成PVAc到PVA的聚合反应，依次完成原料的浓缩、反应料混合均匀和最终的聚合反应，具有反应时间短、反应效率闻、生成物品质闻、环保、适用范围广、能耗低等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明聚乙烯醇反应装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
[0015]如图1所示的一种聚乙烯醇反应装置，包括聚醋酸乙烯的甲醇溶液计量进料泵1、双螺杆脱挥挤出机2、强制喂料机A 3、Na0H溶液计量进料泵4、双螺杆高速挤出机5、强制喂料机B 6、双螺杆反应挤出机7和真空系统8，所述聚醋酸乙烯的甲醇溶液计量进料泵I与所述双螺杆脱挥挤出机2入料口连通，所述双螺杆脱挥挤出机2出料口经所述强制喂料机A 3与所述双螺杆高速挤出机5入料口连通，所述NaOH溶液计量进料泵4与所述双螺杆高速挤出机5连通，所述双螺杆高速挤出机5出料口经所述强制喂料机B 6与所述双螺杆反应挤出机7入料口连通；所述真空系统8与所述双螺杆脱挥挤出机2连通。
[0016]首先，工业上直接生成的PVAc甲醇溶液的溶度一般为15~30%，为了提高反应效率，需要将其浓度提高到40~60%，本发明提供的工艺采用双螺杆脱挥挤出机2完成这一过程。双螺杆脱挥挤出机具有脱挥效率高等、产物品质稳定等优点。
[0017]使用PVAc甲醇溶液计量进料泵I将浓度30%的PVAc甲醇溶液加入到双螺杆脱挥挤出机2中。PVAc甲醇溶液的进料温度为50°C ;双螺杆脱挥挤出机2的螺杆直径为40mm，长径比为44:1，设置有5个脱挥口，其中所述真空系统8与5个脱挥口连通。30%的PVAc甲醇溶液经双螺杆脱挥挤出机2脱除部分甲醇，浓度提高到45%。
[0018]其次，使用强制喂料机A 3将45%的PVAc甲醇溶液输送到双螺杆高速挤出机5中，同时经所述NaOH溶液计量进料泵4向双螺杆高速挤出机5中加入NaOH甲醇溶液，二者在双螺杆高速挤出机5快速混合形成混合溶液。双螺杆高速挤出机5的螺杆直径为30_，长径比为24:1，螺杆转速900 r/min ο
[0019] 本发明提供的工艺采用双螺杆高速挤出机完成原料PVAc甲醇溶液和催化剂NaOH甲醇溶液的混合。由于双螺杆高速挤出机混合能力很强，因此可以在0.5~2 min内将两种物料混合均匀，这对后续反应是非常有利的。
[0020]第三，使用强制喂料机B 6将PVAc和NaOH的混合溶液输送到双螺杆反应挤出机7中，反应生成PVA粉末。双螺杆反应挤出机7的螺杆直径为30mm ;螺杆长径比为48:1。经测试PVA粉末的醇解度为85~91%。
[0021]本发明提供的工艺采用双螺杆反应挤出机完成PVAc到PVA的聚合反应。双螺杆反应挤出机具有搅拌混合能力强、表面更新快、反应效率高、作业物料停留时间分布窄等优点，特别适合于PVA等闻品质聚合物的反应。 [0022]此外，本装置还具有甲醇使用量低且易回收，NaOH使用量低等优点，是一种新型环保工艺。
【权利要求】
1.一种聚乙烯醇反应装置，其特征在于:包括原料液计量进料泵、双螺杆脱挥挤出机、强制喂料机A、辅料液计量进料泵、双螺杆高速挤出机、强制喂料机B、双螺杆反应挤出机和真空系统，所述原料液计量进料泵与所述双螺杆脱挥挤出机入料口连通，所述双螺杆脱挥挤出机出料口经所述强制喂料机A与所述双螺杆高速挤出机入料口连通，所述辅料液计量进料泵与所述双螺杆高速挤出机连通，所述双螺杆高速挤出机出料口经所述强制喂料机B与所述双螺杆反应挤出机入料口连通；所述真空系统与所述双螺杆脱挥挤出机连通。
2.如权利要求1所述聚乙烯醇反应装置，其特征在于:所述双螺杆脱挥挤出机上设有至少一个与所述真空系统连通的排气口。
3.如权利要求1或2所述聚乙烯醇反应装置，其特征在于:所述双螺杆脱挥挤出机的螺杆长径比为20~80:1。
4.如权利要求1所述聚乙烯醇反应装置，其特征在于:所述双螺杆高速挤出机的螺杆转速为300~1500 r/min ;螺杆长径比为12~60:1。
5.如权利要求1所述聚乙烯醇反应装置，其特征在于:所述的双螺杆反应挤出机的螺杆长径比为 20~80:1。
【文档编号】C08F18/08GK104017116SQ201410257611
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月11日 优先权日:2014年6月11日
【发明者】梁晓刚, 田卫东, 张国强, 何振鹏, 娄晓鸣, 马永寿, 李世通, 崔雯 申请人:天华化工机械及自动化研究设计院有限公司