一种能够降低补充水温度的聚合反应装置及聚合方法与流程

本发明涉及化工生产，具体为一种能够降低补充水温度的聚合反应装置及聚合方法。

背景技术：

1、聚氯乙烯生产使用使用引发剂为过氧化二碳酸二乙基己酯（ehp），但是夏季冷却循环水温度居高不下，七月、八月水平均温度高于28℃，聚合釜夹套、冷凝器壳程撤热效果无法保证，聚合反应过程中超温超压现象时有发生，进而聚合反应异常造成聚氯乙烯成品孔隙率、表观密度、吸油率等指标异常。

2、同时，由于聚氯乙烯聚合反应物较为粘稠，流动性较差，加之受制于搅拌机制的限制，处于边缘处的，紧贴釜壁的反应物难以被搅动带离，这就使得该部物料长时间粘连在釜壁上，一方面阻挡了处于中间部分物料与夹套内部冷却循环水之间的热交换效率，从而导致釜内反应温度升高，另一方面长时间的粘附会致使聚合釜生产后出现大量粘釜的情况，导致冲洗不便，同样也会导致传热效率不佳，为此，本发明一方面设想提高物料与冷却循环水之间的热交换效率，另一方面设想通过降低聚合反应补充水的温度，从而改善高温天气对于聚合反应的影响。

技术实现思路

1、为了解决高温天气对于聚合反应的影响，改善物料与冷却循环水之间的热交换效率，本发明提供一种能够降低补充水温度的聚合反应装置及聚合方法，以解决上述的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种能够降低补充水温度的聚合反应装置，包括聚合釜组件、摆动搅拌组件、降温组件、制冷组件和工作台，所述聚合釜组件包括设于工作台顶部一侧的釜体，所述釜体的外部设有夹套，所述夹套的一侧上方设有冷却水出口，所述夹套的一侧下方设有冷却水入口；

4、所述摆动搅拌组件包括转动连接在釜体顶部中间的主轴，所述主轴的外部中间安装有用作刮扫釜体上方内壁的上刮板，所述主轴的外部下方安装有用作刮扫釜体下方内壁的下刮板，所述主轴的底端连接有万向轴节，所述主轴的底端连接有副轴，所述副轴的外部一周安装有多个桨叶；

5、所述摆动搅拌组件还包括套设在夹套外部的支撑环，所述支撑环的内圈两侧分别对应转动连接在夹套的外部两侧，所述支撑环的外圈另两侧均转动连接有支撑架，所述支撑架的底部分别对应安装在工作台的顶部；

6、所述摆动搅拌组件还包括转动连接在工作台顶部一侧的叉架，所述叉架转轴的底部安装有蜗轮，所述蜗轮的侧面啮合连接有蜗杆，所述叉架的顶部设有轮毂电机，所述轮毂电机的转子外部安装有与釜体底部抵触的摩擦轮；

7、所述降温组件包括设于工作台顶部中间的换热箱，所述换热箱的一侧底部设有进液管，所述换热箱的顶部一侧设有排气管；

8、所述降温组件还包括分别设于换热箱两侧的进水三通管与出水三通管，所述进水三通管的一侧管口连接有分流歧管，所述分流歧管的各分支管口均连接有软管，所述进水三通管的另一侧管口与补充水泵送管道的出口连接，所述出水三通管的一侧管口连接有合流歧管，所述合流歧管的各分支管口分别对应连接在软管的一侧管口，所述出水三通管的另一侧管口与釜体补充水入口连接；

9、所述换热箱的内部位于软管的上下方均滑动连接有夹板框，所述换热箱的内部两侧均转动连接有螺杆，上下方所述夹板框的两端分别对应螺纹连接在螺杆的外部上下方，且所述螺杆外部上下方的螺纹方向相反；

10、所述进水三通管的顶部管口连接有分流管座，所述分流管座的顶部连接有多个第一支管，所述第一支管的内部上方均安装有稳定环，所述稳定环的内圈均适配有销轴，所述销轴的底端均安装有塞体，所述销轴的外部均套有弹簧，所述第一支管的底端口内部均安装有与塞体底部适配的塞座，所述出水三通管的顶部管口连接有合流管座，所述合流管座的顶部连接有多个第二支管，所述第二支管的顶端口均连接有分流换热管，所述分流换热管的一侧管口分别对应连接在第一支管的顶端口；

11、所述制冷组件包括设于工作台顶部另一侧的二氧化碳降温机组，所述二氧化碳降温机组的出口连接有液态二氧化碳存储罐，所述液态二氧化碳存储罐的出口与进液管连接，所述二氧化碳降温机组的入口连接有气态二氧化碳存储罐，所述气态二氧化碳存储罐的入口与排气管连接。

12、作为本发明优选的方案，所述釜体的顶部设有进料管，所述釜体的底部设有出料管。

13、作为本发明优选的方案，所述主轴的顶端连接有第一电机，所述第一电机的底部安装在釜体的顶部。

14、作为本发明优选的方案，所述主轴的下侧转动连接有转动支架，所述转动支架的外部对应安装在釜体的内壁。

15、作为本发明优选的方案，所述副轴的底端连接有配重块。

16、作为本发明优选的方案，所述蜗杆的一端连接有第二电机，所述第二电机对应安装在工作台的内腔中。

17、作为本发明优选的方案，所述螺杆的顶端均连接有第三电机，所述第三电机的底部分别对应安装在换热箱的顶部两侧。

18、一种能够降低补充水温度的聚合反应装置的聚合方法，包括以下步骤：

19、步骤一、将聚合反应各物料按需投入釜体中进行聚合反应，通过带动桨叶对物料进行搅拌，以促进聚合反应的进行，通过轮毂电机带动摩擦轮旋转，进而带动夹套倾斜一定角度，此时，位于上方暴露出的内壁，将在上刮板、下刮板的高频刮扫下，去除粘连的反应物料，遏制粘连的时长，避免物料的顽固粘连，一方面提高后续冲洗的效率，避免聚合釜粘釜，另一方面避免寻常聚合釜边缘处物料难以搅动，从而致使物料散热不均的问题，保证与冷却水之间的传热效率；

20、步骤二、通过制冷组件向换热箱内部输送液态二氧化碳，其在汽化时将吸收大量的热量，从而使得流经换热箱内部的补充水在进入夹套前，降至更低的温度，保证外界高温环境下的聚合反应正常进行；

21、步骤三、通过螺杆使得夹板框相互靠近，进而压迫软管由圆形横截面变为扁平状横截面，从而提高了软管表面积与其横截面积之比，最终提高了其内部补充水与外部低温二氧化碳之间的热交换效率；

22、步骤四、在执行步骤三动作时，由于横截面积降低，从而使得分流管座内部压力提高，在压力作用下压缩弹簧，从而使得部分补充水改由分流换热管流入夹套，通过多根分流换热管再次提高了补充水与外部低温二氧化碳之间的热交换效率，通过降低聚合反应中补充水的温度，辅助聚合反应降温，避免高温季节聚合反应超温超压难以控制的情况。

23、本发明通过压迫软管由圆形横截面变为扁平状横截面，从而提高了软管表面积与其横截面积之比，最终提高了其内部补充水与外部低温二氧化碳之间的热交换效率，通过便捷、低能耗的方式将补充水的温度保持在较低的状态，通过降低聚合反应中补充水的温度，辅助聚合反应降温，避免高温季节聚合反应超温超压难以控制的情况。

24、本发明通过分流换热管设计，当软管横截面变小时，在不改变泵送功率的情况下，通过补充水进水端自身提高的压力，从而冲开塞体的封堵，使得分流换热管内部得以接收被阻滞的补充水，一方面确保了补充水的流量，另一方面通过多根分流换热管进一步提高了补充水整体与外界热交换的效率，提高了液态二氧化碳汽化吸热作用的利用效率。

25、本发明通过不断倾斜的釜体，在其反应时，不断有部分釜壁暴露出来，能够被上刮板、下刮板彻底刮扫，从而避免了现有刮扫机制在刮扫后，物料迅速再次粘附在釜壁上，导致物料整体散热效率依旧较低的情况，避免粘釜导致的冲洗不便，同时通过万向轴节连接的可跟随釜体倾斜状态而摆动的搅拌结构，在配重块的配合下，能够始终确保搅拌的高效进行。