专利名称：一种等离子体气固相法制备氯化聚氯乙烯装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于化工生产装置技术领域，尤其涉及一种等离子体气固相法制备氯化聚氯乙烯装置。
背景技术：
氯化聚氯乙烯是将聚氯乙烯树脂进一步氯化改性制得的一种新型高分子材料。一般氯化聚氯乙烯的氯含量在63 70%，其除具有聚氯乙烯的许多优良性能外，还兼有优异的耐腐蚀性、耐热性、阻燃性和较高的机械强度，以及良好的电性能等特点，在一定范围内可取代一些传统的热塑性塑料。聚化聚氯乙烯的生产方法主要有3种溶剂法、水相悬浮法和气固相法。生产工艺不同，氯化聚氯乙烯的应用领域也不同。气固相法的优点是工艺相对简单，生产过程中基本无“三废”产生，是一种清洁环保的生产方法。气固相法是将聚氯乙烯树脂在干态状况下处于循环流化床反应器和提升管反应器中连续流动，与氯气反应进行深度氯化制得氯化聚氯乙烯。专利201010165999. 7提出了采用循环流化床在提升管反应器中以紫外光引发催化的气固相法制备氯化聚氯乙烯的方法，只有循环流化床和提升管反应器两路进气，没有下料辅助气路，容易发生下料管堵塞，下料均匀性差。专利200910092928.6《低温等离子体循环流化床制备氯化聚氯乙烯的方法和装备》提出采用低温等离子体能够同时活化氯气与聚氯乙烯表面的特点，在下行床中实现了高效激发聚氯乙烯氯化反应的过程，并进一步在提升管和湍动床中实现表面氯向内部转动迁移的过程，从而将整个氯化过程解耦为快慢两个步骤，生产效率明显优于紫外加氯与水相悬浮法加氯过程。但是在下行床反应器中物料处于浓相流动状态，固气比高，气体经过等离子体处理后形成的氯自由基少，发生氯化反应的机率小，增加了设备维护操作，且设备利用率低。专利201110061421. I《低温等离子体循环床连续生产氯化聚氯乙烯的方法和装置》提出采用低温等离子体引发催化制取氯化聚氯乙烯的方法，在循环流化床中实现PVC的快速氯化，同时两组流化床反应器轮流操作实现连续生产，这样一是避免了由于反应器停车，卸料所带来的生产效率降低等问题；另一方面可以避免风机和尾气处理装置等停车重启，节省了能源消耗，延长了设备寿命，但也存在下行床反应器中物料处于浓相流动状态，固气比高，发生氯化反应的机率小，物料易堵塞、设备维护增加。
发明内容本实用新型的目的是一种等离子体气固相法制备氯化聚氯乙烯装置，解决气固相法下料管易堵塞、下料均匀性差、设备多、稳定性差的问题，提供一种生产更稳定，设备更精简，环保的一种等离子体气固相法制备氯化聚氯乙烯装置。为解决上述技术问题本案采用如下技术措施，一种等离子体气固相法制备氯化聚氯乙烯的装置包括以下顺序连接的设备流化床反应器、下料装置、提升管反应器、提升管旋风分离器连接成闭路循环，气体净化器的进口同时连接提升管旋风分离器的气体出口及流化床旋风分离器的气体出口，气体净化器的出口连接至后续生产系统，下料装置连接流化床的一端设置气固喷射器，实现气固相物料的均匀混合，使下料装置送料稳定连续。上述流化床反应器采用夹套加热，阶段升温方式，将反应器内部温度控制在90 120°C，体系压力控制在O. 05 O. 15Mpa，与提升管反应器的温度一致。上述一种等离子体气固相法制备氯化聚氯乙烯装置，提升管反应器采用低温等离子体管式反应器，用于活化氯气形成氯自由基，引发链反应，实现聚氯乙烯的快速氯化，从而制备氯化聚氯乙烯。上述一种等离子体气固相法制备氯化聚氯乙烯装置，原料聚氯乙烯树脂的粒径范围在100 300um ;原料气为氯气或氯气与惰性气体的混合气。本实用新型与现有设备相比具有以下优点。采用等离子体引发催化反应，反应温度低，可有效防止粉料结块和变色。 采用闭路循环，净化后的气体可以直接进入氯碱化工生产系统，实现了氯的高效利用，氯的利用达100%，无付产物产生。提升管反应器的等离子体电源的放电功率和放电面积可调，提高了催化效率，保证了产品质量的稳定。提升管反应器中气固相间接触充分，温差小，热传递快，有利于反应热的及时移出。
图I是本实用新型一种等离子体气固相法制备氯化聚氯乙烯装置的结构示意图。标号说明I、上连接管；2、提升管旋风分离器；3、气体净化器；4、原料入口 a ;5、流化床旋风分离器；6、流化床反应器；7、出料口 ；8、气体分布板；9、原料气入口 b ;10、原料气入口 c;ll、气固喷射器；12、下料装置；13、下连接管；14、原料气入口 d;15、气体分布板；16、提升管反应器。
具体实施方式
以下参照附图对本实用新型做进一步的说明。结合附图1，流化床反应器6、下料装置12、提升管反应器16、提升管旋风分离器2用安装在提升管反应器16进口的下连接管12及安装在提升管反应器16出口的上连接管I连接成闭路循环，气体净化器3的进口同时连接提升管旋风分离器2的气体出口及流化床旋风分离器5的气体出口，气体净化器3的出口连接至后续生产系统，流化床反应器6上端设置原料入口 a4，下部设置出料口 7、气体分布板8、原料气入口 9，内部设置流化床旋风分离器5，下料装置12中间段接流化床反应器6，下料装置12设置气固喷射器11，另一端连接下连接管13，实现气固相物料的均匀混合，使下料装置12送料稳定连续。上述装置的工作过程是。a，I吨的聚氯乙烯树脂原料加入到循环流化床反应器6中，氯气从循环流化床反应器6底部从原料气入口 b9经气体分布板8进入循环流化床反应器6中，聚氯乙烯树脂原料在气流和搅拌下处于湍动状态，在循环流化床反应器6内混合均匀，将内部温度控制在90 120°C，体系压力控制在O. 05 O. 15Mpa。b,打开落料阀,聚录乙烯树脂自由落入下料装置12,氯气同时从原料气入口 c经气固喷射器11使聚录乙烯再次与氯气充分混合并向提升管反应器16内吹入，原料气入口dl3同时吹入氯气。C，氯气与聚氯乙烯的混合物进入提升管反应器16，在提升管反应器16中氯气被低温等离子体活化形成氯自由基，引发链反应，氯自由基取代聚氯乙烯分子链中的氢生成氯化聚氯乙烯，同时副产氯化氢，提升管反应器16出来的气固混合物经提升管旋风分离器2气固分离后，氯化聚氯乙烯与聚氯乙烯的混合的固体颗粒返回到循环流化床反应器6的底部流化继续与氯气反应；气体进入气体净化器3处理后直接送入氯碱化工生产系统。上述a、b、c工序连续循环20分钟，此时抽检氯化聚氯乙烯的氯含量大于或等于67%时关闭流化床反应器6底部的下料阀，原料气入口 clO、原料气入口 dl4继续吹入氯气3分钟，关闭氯气，氯化聚氯乙烯从出料口 7送往下道工序。实施例2与实施例I不同之处在于，流化床反应器6内部没有不设置流化床旋风 分离器5，气体净化器3进口仅连接提升管旋风分离器2的气体出口，原料气入口 clO通入的气体是氯气与氩气I :1的混合气，原料气入口 dl4通入氩气，整个装置运行至合格产品30分钟。
权利要求1.一种等离子体气固相法制备氯化聚氯乙烯的装置，包括以下顺序连接的设备流化床反应器、下料装置、提升管反应器、分离器连接成闭路循环；其特征在于气体净化器的进口同时连接提升管旋风分离器的气体出口及流化床旋风分离器的气体出口，气体净化器的出口连接至后续生产系统，下料装置连接流化床的一端设置气固喷射器。
2.如权利要求I所述的一种等离子体气固相法制备氯化聚氯乙烯的装置，其特征在于流化床反应器采用夹套加热。
3.如权利要求I所述的一种等离子体气固相法制备氯化聚氯乙烯的装置，其特征在于提升管反应器采用低温等离子体管式反应器。
专利摘要本实用新型属于化工生产装置技术领域，涉及一种等离子体气固相法制备氯化聚氯乙烯的装置，包括以下顺序连接的设备流化床反应器、下料装置、提升管反应器、分离器连接成闭路循环，气体净化器的进口同时连接提升管旋风分离器的气体出口及流化床旋风分离器的气体出口，气体净化器的出口连接至后续生产系统，下料装置连接流化床的一端设置气固喷射器，使下料装置送料稳定连续；流化床反应器采用夹套加热，阶段升温方式；解决了气固相法下料管易堵塞、下料均匀性差、设备多、稳定性差的问题，提供了一种生产更稳定，设备更精简，环保的一种等离子体气固相法制备氯化聚氯乙烯的装置。
文档编号B01J8/24GK202671471SQ201220324809
公开日2013年1月16日 申请日期2012年7月6日 优先权日2012年7月6日
发明者靖志国, 熊新阳, 周欢, 崔明生, 周军, 李永宏, 李自兵 申请人:新疆天业(集团)有限公司