一种树脂乳液连续化生产设备的制作方法

本实用新型涉及一种树脂乳液连续化生产设备，具体来说是涉及一种用于树脂乳液连续化生产的成套设备。该设备主要应用于树脂乳液、涂料生产领域。

背景技术：

目前水性树脂乳液的工业化生产大多采用间歇式聚合工艺，也有极少数为半连续化聚合工艺。间歇式聚合工艺存在生产效率低下、能耗高、原材料损耗大、设备使用寿命短等缺陷；半连续化聚合工艺是间歇式聚合工艺的简单串联，即多个反应器串联在一起，将总反应时间分摊到每个反应器，利用多个反应器错时出料与进料，从而实现相对连续化的聚合工艺；虽然半连续化聚合工艺生产效率得到了提高，但是反应器与中间储罐数量较多，生产流程长，还不是真正意义的连续化聚合工艺。

技术实现要素：

本实用新型的目的正是针对上述现有树脂乳液聚合工艺及设备存在的不能连续化操作问题，结合聚合反应机理和液液混合技术而提供一种用于水性树脂乳液连续化生产的聚合工艺与成套设备。

本实用新型的目的可通过下述技术措施来实现：

本实用新型的一种树脂乳液连续化生产设备，包括：一级反应器（1），二级反应器（2），三级反应器（3），成品储罐（4），尾气过滤器（5），以及用于一级反应器（1）、二级反应器（2）、三级反应器（3）、成品储罐（4）、尾气过滤器（5）之间串联连接的出料管1（13）、出料管2（19）、出料管3（26）、出气管（34）。

所述一级反应器（1）包括：筒体1（7），固定在筒体1（7）外部的夹套1（8），位于筒体1（7）内部的搅拌1（12），焊接在筒体1（7）上下封头表面的压力表管口1（a），出料管口1（b），单体进料管口（c），氮气进气管口（d），引发剂进料管口1（e），以及分别通过法兰与单体进料管口（c）、氮气进气管口（d）、引发剂进料管口1（e）连接的单体进料泵（11）,氮气泵（10），引发剂进料泵1（9），分别通过法兰与压力表管口1（a）、出料管口1（b）连接的压力表1（14）、出料管1（13），其中出料管1（13）的一端伸入到筒体1（7）内部中间位置，另一端与二级反应器（2）的混合进料管口1（h）连通，并且在出料管1（13）上安装温度表1（6）。

所述二级反应器（1）包括：筒体2（16），固定在筒体2（16）外部的夹套2（17），位于筒体2（16）内部的搅拌2（18），焊接在筒体2（16）上下封头表面的压力表管口2（f），出料管口2（g），混合进料管口1（h），以及分别通过法兰与压力表管口2（f）、出料管口2（g）连接的压力表2（20）、出料管2（19），其中出料管2（19）的一端伸入到筒体2（16）内部中间位置，另一端与三级反应器（3）的混合进料管口2（l）连通，并且在出料管2（19）上安装温度表2（15）。

所述三级反应器（3）包括：筒体3（22），固定在筒体3（22）外部的夹套3（23），位于筒体3（22）内部的搅拌3（25），焊接在筒体3（22）上下封头表面的压力表管口3（i），出料管口3（j），混合进料管口2（l），引发剂进料管口2（k），以及通过法兰与引发剂进料管口2（k）连接的引发剂进料泵2（24），分别通过法兰与压力表管口3（i）、出料管口3（j）连接的压力表3（27）、出料管3（26），其中出料管3（26）的一端伸入到筒体3（22）内部中间位置，另一端与成品储罐（4）的混合进料管口3（m）连通，并且在出料管3（26）上安装温度表3（21）。

所述成品储罐（4）包括：筒体4（29），焊接在筒体4（29）上下封头表面的压力表管口4（n），混合进料管口3（m），出气管口（o），出料管口（p），以及通过法兰与出料管口（p）连接的出料泵（30），分别通过法兰与压力表管口4（n），出气管口（o）连接的压力表4（31），出气管（34），其中出气管（34）与尾气过滤器（5）连通，并且在出气管（34）上安装背压阀（28）。

所述尾气过滤器（5）包括：筒体5（32），装在筒体5（32）内部的填料层（33），焊接在筒体5（32）上封头表面的尾气排放管口（q）。

本实用新型的工作原理如下：

本实用新型的一种树脂乳液连续化生产设备在工作时，先将背压阀（28）的压力值设置为0.5mpa。经过预乳化的混合单体乳液从一级反应器（1）的单体进料管口（c）计量泵入筒体1（7）内部，同时从引发剂进料管口1（e）计量泵入引发剂水溶液，从氮气进气管口（d）计量泵入0.5mpa的低压氮气，启动搅拌1（12）使单体乳液、引发剂溶液、氮气混合均匀，设定夹套1（8）的加热器温度值使筒体1（7）内部的混合料温维持在80-85℃，从而确保聚合反应在一定压力与一定温度条件下正常进行，当筒体1（7）内部的混合物料液位达到中间位置时，在筒体1（7）内部上空储存的氮气压力作用下，混合物料从出料管1（13）进入二级反应器（2）的筒体2（16）内部；启动搅拌2（18），设定夹套2（17）的加热器温度值使筒体2（16）内部的混合料温维持在80-85℃，从而确保混合物料在一定压力与一定温度条件下于筒体2（16）内部继续进行聚合反应，当筒体2（16）内部的混合物料液位达到中间位置时，在筒体2（16）内部上空储存的氮气压力作用下，混合物料从出料管2（19）进入三级反应器（3）的筒体3（22）内部；从引发剂进料管口2（k）计量泵入补充的引发剂水溶液，启动搅拌3（25），设定夹套3（23）的加热器温度值使筒体3（22）内部的混合料温维持在80-85℃，从而确保混合物料在一定压力与一定温度条件下于筒体3（22）内部继续进行聚合反应，当筒体3（22）内部的混合物料液位达到中间位置时，在筒体3（22）内部上空储存的氮气压力作用下，混合物料从出料管3（26）进入成品储罐（4）的筒体4（29）内部；混合物料在筒体4（29）内部进行气液分离，分离出来的混合气体在筒体4（29）内部上空形成一定压力，当压力达到0.5mpa时，混合气体在背压阀（28）的作用下经过出气管（34）进入尾气过滤器（5）的筒体5（32）内部，混合气体再经过填料层（33）的吸附作用得到净化，净化后的气体（主要成分是氮气）从尾气排放管口（q）排空；当筒体4（29）内部的混合物料液位达到中间位置时，启动出料泵（30），将成品树脂乳液从连续化生产设备系统中抽出来。

利用树脂乳液连续化生产设备制备水性树脂乳液，根据反应器容积、聚合反应时间等条件设定物料流量，可以达到连续进料、连续出料，从而实现聚合反应的连续化。

本实用新型具有如下有益效果：

1、系统中没有中间储罐，工艺流程短，为真正意义上的连续化聚合工艺提供了设备保障。

2、生产效率高、能耗低、原材料损耗小、设备使用寿命长。

附图说明

图1是本实用新型的主视图。

图2是本实用新型的一级反应器主视图。

图3是本实用新型的二级反应器主视图。

图4是本实用新型的三级反应器主视图。

图5是本实用新型的成品储罐主视图。

图6是本实用新型的尾气过滤器主视图。

图中：1是一级反应器，2是二级反应器，3是三级反应器，4是成品储罐，5是尾气过滤器，6是温度表1,7是筒体1,8是夹套1,9是引发剂进料泵1,10是氮气泵，11是单体进料泵，12是搅拌1,13是出料管1,14是压力表1,15是温度表2,16是筒体2,17是夹套2,18是搅拌2,19是出料管2,20是压力表2,21是温度表3,22是筒体3,23是夹套3,24是引发剂进料泵2,25是搅拌3,26是出料管3,27是压力表3,28是背压阀，29是筒体4,30是出料泵，31是压力表4,32是筒体5,33是填料层，34是出气管。

a是压力表管口1，b是出料管口1，c是单体进料管口，d是氮气进气管口，e是引发剂进料管口1，f是压力表管口2，g是出料管口2，h是混合进料管口1,i是压力表管口3，j是出料管口3，k引发剂进料管口2，l是混合进料管口2，m是混合进料管口3，n是压力表管口4，o是出气管口，p是出料管口，q是尾气排放管口。

具体实施方式

本实用新型以下将结合实施例（附图）做进一步描述：

如图1、2、3、4、5、6所示，本实用新型的一种树脂乳液连续化生产设备，包括：一级反应器（1），二级反应器（2），三级反应器（3），成品储罐（4），尾气过滤器（5），以及用于一级反应器（1）、二级反应器（2）、三级反应器（3）、成品储罐（4）、尾气过滤器（5）之间串联连接的出料管1（13）、出料管2（19）、出料管3（26）、出气管（34）。

所述一级反应器（1）包括：筒体1（7），固定在筒体1（7）外部的夹套1（8），位于筒体1（7）内部的搅拌1（12），焊接在筒体1（7）上下封头表面的压力表管口1（a），出料管口1（b），单体进料管口（c），氮气进气管口（d），引发剂进料管口1（e），以及分别通过法兰与单体进料管口（c）、氮气进气管口（d）、引发剂进料管口1（e）连接的单体进料泵（11）,氮气泵（10），引发剂进料泵1（9），分别通过法兰与压力表管口1（a）、出料管口1（b）连接的压力表1（14）、出料管1（13），其中出料管1（13）的一端伸入到筒体1（7）内部中间位置，另一端与二级反应器（2）的混合进料管口1（h）连通，并且在出料管1（13）上安装温度表1（6）。

所述二级反应器（1）包括：筒体2（16），固定在筒体2（16）外部的夹套2（17），位于筒体2（16）内部的搅拌2（18），焊接在筒体2（16）上下封头表面的压力表管口2（f），出料管口2（g），混合进料管口1（h），以及分别通过法兰与压力表管口2（f）、出料管口2（g）连接的压力表2（20）、出料管2（19），其中出料管2（19）的一端伸入到筒体2（16）内部中间位置，另一端与三级反应器（3）的混合进料管口2（l）连通，并且在出料管2（19）上安装温度表2（15）。

所述三级反应器（3）包括：筒体3（22），固定在筒体3（22）外部的夹套3（23），位于筒体3（22）内部的搅拌3（25），焊接在筒体3（22）上下封头表面的压力表管口3（i），出料管口3（j），混合进料管口2（l），引发剂进料管口2（k），以及通过法兰与引发剂进料管口2（k）连接的引发剂进料泵2（24），分别通过法兰与压力表管口3（i）、出料管口3（j）连接的压力表3（27）、出料管3（26），其中出料管3（26）的一端伸入到筒体3（22）内部中间位置，另一端与成品储罐（4）的混合进料管口3（m）连通，并且在出料管3（26）上安装温度表3（21）。

所述成品储罐（4）包括：筒体4（29），焊接在筒体4（29）上下封头表面的压力表管口4（n），混合进料管口3（m），出气管口（o），出料管口（p），以及通过法兰与出料管口（p）连接的出料泵（30），分别通过法兰与压力表管口4（n），出气管口（o）连接的压力表4（31），出气管（34），其中出气管（34）与尾气过滤器（5）连通，并且在出气管（34）上安装背压阀（28）。

所述尾气过滤器（5）包括：筒体5（32），装在筒体5（32）内部的填料层（33），焊接在筒体5（32）上封头表面的尾气排放管口（q）。

利用本实用新型的一种树脂乳液连续化生产设备制备水性树脂乳液时，根据反应器容积、聚合反应时间等条件设定物料流量，可以达到连续进料、连续出料，从而实现聚合反应的连续化。