专利名称：气升式环流反应器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种气升式环流反应器，尤其是一种适用于环氧丙烷和二氧化碳催化共聚合成可完全生物降解的聚丙烯碳酸酯塑料的工艺过程，属于化学工业使用的反应器。
背景技术：
塑料是现今世界上应用最为广泛的材料，按体积计算已居世界首位。但随着合成聚合物的产量急剧增加，在海洋中和陆地上废弃塑料的数量也随之增加，人类面临着极为严重的白色污染和生态平衡问题。环氧丙烷是重要的丙烯衍生物，每年约7%的丙烯用于环氧丙烷生产。由环氧丙烷和二氧化碳催化共聚合成可完全生物降解的聚丙烯碳酸酯(PolyPropylene Carbonate, PPC),由于其具有良好的生物降解性和生物相容性，有可与低价格、柔韧的高分子相竞争的品质优势会成为现有不可降解塑料的一个主要替代品，具有较好的市场前景。在现有的环氧丙烷和二氧化碳反应器中，由于反应器种类的不同，其实际使用效果差异很大，反应器结构对可完全生物降解的聚丙烯碳酸酯的产量和品质的影响就更加显著。当前，可完全生物降解的聚丙烯碳酸酯的合成反应器主要为鼓泡床反应器，鼓泡床反应器存在严重的液体返混和气泡共聚现象，合成的聚丙烯碳酸酯分子量难以控制，产品品质难以提高，收率低。因此，采用传质效果佳，节能效果好、可以较多提高聚丙烯碳酸酯品质和收率的环流反应器成为必然。目前，国内基于环流反应器的专利较多，比较典型的有公开号为CN101249405的名称为“一种气升式环流反应器”。公开号为CN1762570的名称为“自循环串联气升式内环流反应器系统”，公开的技术方案采用的按照气升型混流反应器的结构分区和混合传质原理进行对于特定的物质物性、反应条件仍需要结合实际进行相应的结构调整和设计，因此针对具体产品的反应器和生产工艺方法和流程，下述专利文献对此进行详细描述公开号为CN1456582的名称为“环流反应器生产聚环氧乙烷的工艺过程”和公开号为CN1631812的名称为“处理炼油废水的大型阵列式多导流筒环流反应器”的中国专利申请。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种气升式环流反应器，用于采用环氧丙烷和二氧化碳催化共聚合成可完全生物降解的聚丙烯碳酸酯塑料的工艺过程。为解决上述技术问题，本实用新型采用以下的技术方案一种气升式环流反应器，用于环氧丙烷和二氧化碳催化共聚合成为可完全生物降解的聚丙烯碳酸酯塑料，所述气升式环流反应器的外壳的体壁上设有催化剂加入口、侧壁测量口 ；所述气升式环流反应器的上封头上设有排气口和顶部测量口；所述气升式环流反应器的下封头上设有气相进气口、液相进液口和排净口 ；所述气升式环流反应器内部设有导流筒、碟形分布的多层气体分布器和环形的液体分布器，所述下封头上还设有用于控制所述气体分布器和液体分布器所喷出的介质温度的温控器。作为优选，所述下封头为椭圆形，与所述外壳、导流筒形成多相介质混合空间。作为优选，所述顶部测量口上设有用于测量所述导流筒内的介质的压力、温度和
气含率的第一测量装置。作为优选，所述侧壁测量口上设有用于测量所述外壳和导流筒之间的环隙内的介质的压力、温度和气含率的第二测量装置。作为优选，所述环形液体分布器上均布有喷射孔。作为优选，与所述排气口相连通的管道内设有排气单向阀，与所述液相进液口相连通的管道内设有液相单向阀，与所述气相进气口相连通的管道内设有气相单向阀。作为优选，所述上封头为平板形，所述上封头与所述外壳采用平面法兰连接，所述上封头和外壳相接触的密封面采用O型密封圈，所述上封头和外壳相接触的密封面上对应设有可相互扣合的环形凹槽。作为优选，所述椭圆形的下封头与所述外壳采用平面法兰连接，密封面上设有O型密封圈，所述下封头和外壳相接触的密封面上对应设有可相互扣合的环形凹槽。作为优选，所述下封头为椭圆形，与所述外壳、导流筒形成多相介质混合空间。本实用新型的气升式环流反应器具有如下的有益效果本实用新型的气升式环流反应器用于低粘度，互溶性好的流体反应体系，对于低粘度，互溶性好的环氧丙烷和二氧化碳经催化共聚合成可降解的聚丙烯碳酸酯塑料的多相反应过程能够达到全面的参数测定和精确的流型控制。
图1为本实用新型的气升式环流反应器的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步说明。图1为本实用新型所述的气升型环流反应器的结构示意图，用于环氧丙烷和二氧化碳催化共聚合成为可完全生物降解的聚丙烯碳酸酯塑料。包括外壳1、反应器内部的导流筒2、上封头18、下封头22、气体分布器4和液体分布器3,反应器外壳I的体壁上设有催化剂加入口 11、侧壁测量口 12，上封头18上设有排气口 14和顶部测量口 20，下封头22上设有气相进气口 8、液相进液口 6、排净口 9和用于控制所述气体分布器4和液体分布器3所喷出的介质温度的温控器7，外壳1、导流筒2与上封头18形成的顶部空间内设置有除沫器13，外壳1、导流筒2与下封头22形成的底部空间设置有碟形分布的多层的气体分布器4和环形的液体分布器3。作为优选方案，本实施例中，与气相进气口 8相连通的管道内的设有气相单向阀10，与液相进液口 6相连通的管道内设有液相单向阀5，与顶部排气口 14相连通的管道内设有排气单向阀19组合作用，有效防止介质的倒流。温控器7设置在与液相进液口 6相连通的管道和与气相进气口 8相连通的管道上。温控器7对气体分布器4和液体分布器3所喷出的介质温度进行精确地控制。气体分布器4分内、外两层设置，内层与外层不在一个水平平面上，内层在外层的下面，内外两层同心布置，整个气体分布器呈碟形。[0020]外壳I的侧壁催化剂加入口 11通过管道与外界连接，可以根据需要方便可靠地把不同种类和数量的催化剂加入反应系统。上封头18上的顶部测量口 20设有第一测量装置(图中未示出)，可以方便实现对导流筒内部各点的温度、压力和气含率进行测量。外壳I上的侧壁测量口 12上设有第二测量装置(图中未示出)，可以方便实现对外壳I和导流筒2之间的环隙内的介质压力、温度和气含率进行测量。导流筒2的上、下端部采用圆边，以稳定介质流型。需要指出的是，催化剂加入口 11并不限于图1所示的位置，除沫器13同样可以采用但不限于丝网除沫器。本实用新型适用于实验测定和工业化生产。作为优选方案，本实施例中，环形的液体分布器3上均布有喷射孔，便于均匀喷射液体。本实施例中，上封头18为平板形，上封头18与外壳I采用平面法兰连接，上封头18和外壳I相接触的密封面采用O型密封圈，上封头18和外壳I相接触的密封面上对应设有可相互扣合的环形凹槽。本实施例中，下封头22为椭圆形，与下封头22与外壳I采用平面法兰连接，密封面上设有O型密封圈，下封头22和外壳I相接触的密封面上对应设有可相互扣合的环形凹槽。当然，以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种气升式环流反应器，用于环氧丙烷和二氧化碳催化共聚合成为可完全生物降解的聚丙烯碳酸酯塑料，其特征在于:所述气升式环流反应器的外壳(I)的体壁上设有催化剂加入口( 11 )、侧壁测量口( 12);所述气升式环流反应器的上封头(18)上设有排气口( 14)和顶部测量口(20);所述气升式环流反应器的下封头(22)上设有气相进气口(8)、液相进液口(6)和排净口(9)； 所述气升式环流反应器内部设有导流筒(2)、碟形分布的多层气体分布器(4)和环形的液体分布器(3)，所述下封头(22)上还设有用于控制所述气体分布器(4)和液体分布器(3)所喷出的介质温度的温控器(J)。
2.根据权利要求1所述的气升式环流反应器，其特征在于:所述下封头(22)为椭圆形，与所述外壳(I )、导流筒(2)形成多相介质混合空间。
3.根据权利要求1所述的气升式环流反应器，其特征在于:所述顶部测量口(20)上设有用于测量所述导流筒(2)内的介质的压力、温度和气含率的第一测量装置。
4.根据权利要求1所述的气升式环流反应器，其特征在于:所述侧壁测量口(12)上设有用于测量所述外壳(I)和导流 筒(2)之间的环隙内的介质的压力、温度和气含率的第二测量装置。
5.根据权利要求1所述的气升式环流反应器，其特征在于:所述环形液体分布器(3)上均布有喷射孔。
6.根据权利要求1所述的气升式环流反应器，其特征在于:与所述排气口(14)相连通的管道内设有排气单向阀(19)，与所述液相进液口(6)相连通的管道内设有液相单向阀(5)，与所述气相进气口(8)相连通的管道内设有气相单向阀(10)。
7.根据权利要求1所述的气升式环流反应器，其特征在于:所述上封头(18)为平板形，所述上封头(18)与所述外壳(I)采用平面法兰连接，所述上封头(18)和外壳(I)相接触的密封面采用O型密封圈,所述上封头(18)和外壳(I)相接触的密封面上对应设有可相互扣合的环形凹槽。
8.根据权利要求2所述的气升式环流反应器，其特征在于:所述椭圆形的下封头(22)与所述外壳(I)采用平面法兰连接，密封面上设有O型密封圈，所述下封头(22)和外壳(I)相接触的密封面对应设有可相互扣合的环形凹槽。
专利摘要本实用新型涉及一种气升式环流反应器，尤其是一种适用环氧丙烷和二氧化碳催化共聚合成聚丙烯碳酸酯塑料等低粘度、互溶性好的反应体系。反应器外壳体壁催化剂加入口、侧壁测量口，上封头上排气口、顶部测量口，下封头的气相进气口、液相进液口、排净口和温控器，反应器内部设有导流筒、气体分布器、液体分布器。本实用新型结构合理，能够达到全面的参数测定和精确的流型控制，适用于实验室或或工业规模化生产。
文档编号B01J10/00GK202909705SQ20122015901
公开日2013年5月1日 申请日期2012年4月13日 优先权日2012年4月13日
发明者张英伟, 徐宝东, 穆书生, 潘小君 申请人:北京旭阳化工技术研究院有限公司