聚合反应釜是一个密封的容器,其内部可以精确控制温度、压力和搅拌速度,以有效地进行聚合反应。这种控制能力是确保产生高质量聚合物的关键。通常由耐高温、耐腐蚀的材料制成,如不锈钢或玻璃钢,以确保其在反应过程中的稳定性和耐用性。此外,它还具有加热和冷却系统,可以精确地控制反应温度,以适应不同的反应需求。
一、结构与原理
聚合反应釜通常由釜体、釜盖、夹套、搅拌器、传动装置、轴封装置、支承等组成。搅拌装置的类型可以根据具体的反应需求进行选择,如锚式、浆式、涡轮式、推进式或框式等。这种设计有助于均匀混合反应物,促进聚合反应的进行。
主要原理是通过将单体在反应釜中聚合成高分子,从而生成目标化合物。根据不同的需要,聚合反应釜还可以采用不同的配料和加热方式,从而实现不同层面的反应。
二、功能和特点
1、结构紧凑,进口 PTFE 设计,操作方便;
2、反应釜盖釜体手动升降分离;
3、7英寸真彩色全触摸操作界面;
4、支持保温计时和启动计时,双计时模式;
5、支持远程控制,具备 RS485 通讯口;
6、具备数据采集,记录,报表导出功能;
7、支持压力数显功能;
8、具备安全联锁功能,超温超压报警;
9、具备搅拌电流显示功能;
三、设计工艺要求
1、反应物料介质:水,醇类
2、结构:间歇式
3、釜盖密封形式:改性 PTFE 垫片(进口)
4、全容积:3L
5、用材:316L
6、操作温度:270℃
7、操作压力:-1~20bar
8、设计压力:50bar
9、管阀件材质:316L
10、换热方式:电加热
四、釜盖开口
管口 | 数量 | 规格/尺寸 | 用途 |
气相口 | 2 | 1/4 管 | 装气相针阀 |
真空口 | 1 | 1/2 管 | 装球阀 |
安全阀口 | 1 | 1/4 管 | 装安全爆破装置 |
搅拌口 | 1 | M36 | 装磁耦合搅拌器 |
测温口 | 1 | 1/4 卡套 | 装温度传感器 |
测压口 | 1 | 1/4 卡套 | 装压力表&压力传感器 |
出料口 | 1 | DN60 法兰 | 装出料展阀 |
冷凝口 | 1 | 3/4 卡套 | 装冷凝器 |
回流口 | 1 | 3/4 卡套 | 装回流管 |
五、预装部件
部件 | 数量 | 材质 | 输出接口 | 用途 |
气相针阀 | 2 | 316L | Φ3/8 卡套 | 进气/排气 |
真空球阀 | 1 | 316L | Φ1/2 卡套 | 真空 |
安全阀 | 1 | 316L | Φ1/4 卡套 | 安全泄压 |
搅拌器(注 1) | 1 | 316L | / | 物料混合搅拌 |
温度传感器 | 1 | 316L | / | 测量釜内温度 |
压力表 | 1 | 316L | / | 测量釜内压力 |
压力传感器 | 1 | 316L | / | 釜内压力数显 |
真空计 | 1 | 316L | / | 真空显示 |
放料阀 | 1 | 316L | / | 底部放料 |
六、主要优点
1.可以使聚合反应整个过程自动化,减少了人工干预带来的误差和浪费,提高了生产效率。
2.反应器的体积可以根据需要调整,可以适应不同规模生产的需求。
3.配备有先进的温度控制、压力控制和搅拌器系统,能够精确控制反应条件,确保产品的稳定性和质量。
4.可以自动完成原料的搅拌、加热、冷却和加料等操作,大大降低了原材料的损耗和工人的劳动强度。
七、主要分类
根据反应釜的类型,可以分为批式反应装置、连续反应装置以及循环反应装置。其中,批式反应装置是指每次反应过程都是单独进行的,反应之间需要停止生产、清洗设备等。连续反应装置是指反应连续进行,使批量数据变得更加稳定、可控性更好。循环反应装置则是指在反应过程中,通过重新循环反应液来促进反应。
根据反应方式,还可以分为溶液聚合反应、乳液聚合反应、等离子聚合反应等。其中,溶液聚合反应是指聚合物和单体混合在溶剂中,通过加热和搅拌实现反应。乳液聚合反应是指单体和乳化剂混合在一起,通过震动、搅拌等使溶液变成乳液,再通过加热来实现反应。等离子聚合反应则是通过高能电离子的作用实现反应,能够实现高分子化合物的高效生成。
八、操作与维护
在操作时需要注意的是,先将设备全部内外清洗,保证设备的无菌环境。在反应前需要准确计量并且按照操作流程进行添加,确保单体和催化剂的配比正确。在反应过程中需要不断搅拌,并且及时控制温度和压力,确保反应能够持续进行。当反应结束后,需要对设备进行清洗、维护和保养,同时记录好数据以及设备的使用情况。
还需要注意材料的选择。例如,选择不耐腐蚀的材料可能引发设备损坏或化学反应时的放热。此外,需要每隔一段时间对设备进行一次全面的检查,包括设备的结构、部件的连接、管道的堵塞情况等,避免设备因为使用时间过长而出现安全隐患。
在实际应用中,聚合反应装置广泛应用于变压器绕组、电缆绝缘材料、汽车零件、管道材料、医用器械、工程塑料等领域。例如,在制造聚苯乙烯材料中,聚合反应器可以通过控制温度和压力,使单体发生聚合反应,从而制得透明、坚硬、具有优良的耐热性和耐化学性的聚苯乙烯材料。在生产聚酰胺材料中,可以通过改变反应器中单体的比例,如己内酰胺和正己醛二酰胺的比例,来控制产物的分子量和分子量分布,实现不同性质的聚酰胺材料。