專利名稱：一種提高苯乙烯-丙烯腈共聚反應(yīng)中丙烯腈轉(zhuǎn)化率的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種石油化工的裝置，特別涉及一種丙烯臆-苯こ烯共聚反應(yīng)的裝置。
背景技術(shù)：
丙烯腈-苯こ烯共聚物，也稱SAN或AS，是ー種由丙烯腈與苯こ烯共聚而成的高分子化合物。丙烯腈-苯こ烯共聚物具有熱塑性，不易變色，不受稀酸、稀堿、稀醇和汽油的影響，具有優(yōu)良的耐熱性和耐溶劑性，用于制造耐油機(jī)械零件、儀表殼、儀表盤、電池盒、拖拉機(jī)油箱、蓄電池外殼、包裝容器、日用品等，還是ー種主要用作生產(chǎn)ABS樹脂的摻混料。在エ業(yè)化生產(chǎn)實(shí)施過程中，苯こ烯-丙烯腈共聚物的合成，在エ業(yè)化實(shí)施中經(jīng)歷了第一代乳液聚合法，第二代懸乳聚合法，第三代連續(xù)本體聚合法。所述乳液聚合法由于生產(chǎn)エ藝復(fù)雜，成本高已瀕臨淘汰。所述懸乳聚合法生產(chǎn)出的產(chǎn)品透明度差，只能用于基料摻混的ABS樹脂。所述連續(xù)本體聚合法制得的苯こ烯-丙烯腈共聚物具有產(chǎn)品純凈，透明度高、耐油、耐化學(xué)性能優(yōu)良的特點(diǎn)，是エ業(yè)中最常用的苯こ烯-丙烯腈共聚物的合成方法。連續(xù)本體聚合法采用熱引發(fā)連續(xù)本體聚合技術(shù)，以苯こ烯、丙烯腈為単體，添加少量的こ苯作為稀釋溶劑來合成苯こ烯-丙烯腈共聚物。本體聚合法生產(chǎn)苯こ烯-丙烯腈共聚物エ藝中，存在的主要問題是丙烯腈轉(zhuǎn)化率低。由于反應(yīng)生成的苯こ烯-丙烯腈共聚物粘度很大，當(dāng)反應(yīng)發(fā)生一段時(shí)間后，反應(yīng)物混合不均勻，反應(yīng)物之間的接觸困難，即便増大反應(yīng)停留時(shí)間，丙烯腈轉(zhuǎn)化率也只能達(dá)到50% 70% wt。如果通過加大攪拌速率，使反應(yīng)釜內(nèi)物料混合均勻，則會(huì)導(dǎo)致破乳，影響產(chǎn)品質(zhì)量。所以，現(xiàn)有本體聚合法生產(chǎn)苯こ烯-丙烯腈共聚物的エ藝中，一般采用兩個(gè)體積較小的串聯(lián)反應(yīng)器。即便如此，第二個(gè)反應(yīng)器出口處，丙烯腈轉(zhuǎn)化率也僅能達(dá)到70% wt。丙烯腈轉(zhuǎn)化率低，會(huì)導(dǎo)致以下不良后果首先，這會(huì)導(dǎo)致原料利用率低，產(chǎn)品質(zhì)量差；其次，這會(huì)降低苯こ烯-丙烯腈共聚物的單線生產(chǎn)能力，噸產(chǎn)品投資增加；另外，這還會(huì)増加后續(xù)未反應(yīng)單體和溶劑回收単元中，未反應(yīng)單體和溶劑的量，増加未反應(yīng)單體和溶劑回收單元的設(shè)備投資和操作費(fèi)用。這是苯こ烯-丙烯腈共聚物生產(chǎn)中急需解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種提高丙烯腈-苯こ烯共聚反應(yīng)中丙烯腈轉(zhuǎn)化率并提高產(chǎn)品單線生產(chǎn)能力的裝置。本實(shí)用新型的技術(shù)方案，根據(jù)丙烯臆-苯こ烯共聚反應(yīng)后期，反應(yīng)釜內(nèi)物料粘度很大、反應(yīng)物之間的接觸困難的特點(diǎn)，在兩臺(tái)串聯(lián)的反應(yīng)器后，分別添加一條強(qiáng)制回流管線，將部分物料強(qiáng)制回流到反應(yīng)器中，加強(qiáng)反應(yīng)器中反應(yīng)物的混合，在不會(huì)導(dǎo)致破乳的條件下，使反應(yīng)器內(nèi)物料混合均勻，以提高丙烯腈的轉(zhuǎn)化率。一種提高苯こ烯-丙烯腈共聚反應(yīng)中丙烯腈轉(zhuǎn)化率的裝置，包括反應(yīng)物料有丙烯臆、苯こ烯、稀釋劑、分子量調(diào)節(jié)劑，其特征在于，丙烯腈和反應(yīng)物料經(jīng)1#反應(yīng)器進(jìn)料ロ，進(jìn)Λ 1#反應(yīng)器，產(chǎn)物及未反應(yīng)的反應(yīng)物經(jīng)1#反應(yīng)器出料泵，一部分送入2#反應(yīng)器，另一部分經(jīng)1#反應(yīng)器物料回流ロ，返回到1#反應(yīng)器，在1#反應(yīng)器回流線上，設(shè)有1#反應(yīng)器壓カ控制閥，在2#反應(yīng)器進(jìn)料管線上設(shè)有1#反應(yīng)器液位控制閥，在1#反應(yīng)器頂部設(shè)有1#反應(yīng)器冷凝器，1#反應(yīng)器中揮發(fā)出的氣相組分，經(jīng)其冷凝后回流到1#反應(yīng)器中，撤出反應(yīng)熱，當(dāng)1#反應(yīng)器底部丙烯腈的轉(zhuǎn)化率達(dá)到60%時(shí)，送入2#反應(yīng)器；物料經(jīng)2#反應(yīng)器進(jìn)料ロ進(jìn)入2#反應(yīng)器，反應(yīng)產(chǎn)物和未反應(yīng)的反應(yīng)物，經(jīng)2#反應(yīng)器底部的2#反應(yīng)器出料泵，一部分送入后續(xù)產(chǎn)物分離エ段，另一部分由回流管線，從2#反應(yīng)器進(jìn)料回流ロ，返回2#反應(yīng)器，在2#反應(yīng)器的回流線上設(shè)有ー個(gè)2#反應(yīng)器壓力控制閥，在去分離エ段的管線上設(shè)有2#反應(yīng)器液位控制閥，在2#反應(yīng)器頂部，設(shè)有ー個(gè)2#反應(yīng)器冷凝器，2#反應(yīng)器中揮發(fā)出的氣相組分，經(jīng)其冷凝后回流到2#反應(yīng)器中，當(dāng)2#反應(yīng)器底部的丙烯腈轉(zhuǎn)化率達(dá)到80%吋，將2#反應(yīng)器中的物料送入分離エ段。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于，通過反應(yīng)物強(qiáng)制流動(dòng)加強(qiáng)混合，提高反應(yīng)器內(nèi)物料混合的均勻程度，并增加物料在反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間，將反應(yīng)器出口丙烯腈的轉(zhuǎn)化率由50% 70% wt,提高到75 80% wt。液體的回流,使反應(yīng)爸內(nèi)物料的混合更加均勻，因此可以采 用體積較大的反應(yīng)器，在不降低丙烯腈的轉(zhuǎn)化率的前提下，將丙烯腈-苯こ烯聚合物的單線生產(chǎn)能力提高。由于轉(zhuǎn)化率提高了 10% 30% wt，反應(yīng)后未反應(yīng)單體和溶劑剩余量少。這樣，可以減少未反應(yīng)單體和溶劑的回收量，節(jié)省這部分単元設(shè)備的投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用，從而節(jié)省能耗并降低產(chǎn)品成本。

圖I為本實(shí)用新型的裝置流程簡(jiǎn)圖。其中1#反應(yīng)器1，1#反應(yīng)器出料泵2，1#反應(yīng)器冷凝器3，1#反應(yīng)器壓力控制閥4,1#反應(yīng)器液位控制閥5，1#反應(yīng)器攪拌器6，1#反應(yīng)器進(jìn)料ロ 7，1#反應(yīng)器出料ロ 8，1#反應(yīng)器攪拌器電機(jī)9，1#反應(yīng)器物料回流ロ 10，2#反應(yīng)器11，2#反應(yīng)器出料泵12，2#反應(yīng)器冷凝器13，2#反應(yīng)器壓力控制閥14，2#反應(yīng)器液位控制閥15，2#反應(yīng)器攪拌器16，2#反應(yīng)器進(jìn)料ロ 17，2#反應(yīng)器出料ロ 18，2#反應(yīng)器攪拌器電機(jī)19，2#反應(yīng)器物料回流ロ 20，1#反應(yīng)器夾套21，2#反應(yīng)器夾套22。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖I和具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型做出詳細(xì)的描述。一種提高苯こ烯-丙烯腈共聚反應(yīng)中丙烯腈轉(zhuǎn)化率的裝置，反應(yīng)的物料有丙烯臆、苯こ烯、稀釋劑、分子量調(diào)節(jié)劑，稀釋劑為こ苯，分子量調(diào)節(jié)劑為十二烷基硫醇，共聚反應(yīng)的物料比例，丙烯腈苯こ烯こ苯十二烷基硫醇=(20% 30% ) (50% 70% ) (10% 35%) (O 2% )，以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，表示為％ wt ;丙烯腈、苯こ烯分別經(jīng)I #反應(yīng)器進(jìn)料ロ 7，進(jìn)入1#反應(yīng)器1，向反應(yīng)器夾套21中熱油加熱到11 (TC，進(jìn)入熱引發(fā)。由于反應(yīng)是散熱反應(yīng)，隨反應(yīng)的進(jìn)行溫度會(huì)不斷升高，為防止爆聚，開始反應(yīng)后采用循環(huán)水撤熱，以保證反應(yīng)溫度在140 160°C之間，通過調(diào)節(jié)反應(yīng)釜頂冷凝器回流量來保持反應(yīng)釜內(nèi)壓カ在O. 16 03MPaG之間，反應(yīng)停留時(shí)間為I. 8 2. O小時(shí)。產(chǎn)物及未反應(yīng)的反應(yīng)物經(jīng)1#反應(yīng)器出料泵2，一部分送入2#反應(yīng)器11，另一部分經(jīng)1#反應(yīng)器物料回流ロ 10，返回到1#反應(yīng)器1，回流比為O. 28 O. 35。在1#反應(yīng)器I回流線上，安裝有ー個(gè)1#反應(yīng)器壓カ控制閥4，在2#反應(yīng)器11進(jìn)料管線上安裝有ー個(gè)1#反應(yīng)器液位控制閥5。當(dāng)1#反應(yīng)器出料泵2的壓力，不在設(shè)定范圍內(nèi)時(shí)，調(diào)節(jié)回流線上1#反應(yīng)器壓力控制閥4的開度，使泵出口壓カ恢復(fù)到設(shè)定范圍。此時(shí)，1#反應(yīng)器I內(nèi)，液位相應(yīng)的會(huì)發(fā)生變化，調(diào)節(jié)2#反應(yīng)器11進(jìn)料線上1#反應(yīng)器液位控制閥5的開度，使1#反應(yīng)器I液位恢復(fù)到設(shè)定范圍。在1#反應(yīng)器I頂部設(shè)有ー個(gè)1#反應(yīng)器冷凝器3，1#反應(yīng)器I中揮發(fā)出的氣相組分，經(jīng)其冷凝后回流到1#反應(yīng)器I中，撤出反應(yīng)熱。通過控制1#反應(yīng)器I中液位的高度和反應(yīng)停留時(shí)間，來控制1#反應(yīng)器I中丙烯腈的轉(zhuǎn)化率。當(dāng)1#反應(yīng)器I底部丙烯腈的轉(zhuǎn)化率達(dá)到60%時(shí)，送入2#反應(yīng)器11。物料經(jīng)2#反應(yīng)器進(jìn)料ロ 17進(jìn)入2#反應(yīng)器11，向反應(yīng)器夾套22中通入熱油加熱到110°C，進(jìn)入熱引發(fā)。由于反應(yīng)是散熱反應(yīng)，隨反應(yīng)的進(jìn)行溫度會(huì)不斷升高，為了防止爆聚，開始反應(yīng)后采用循環(huán)水撤熱，以保證反應(yīng)溫度在140 160°C之間，通過調(diào)節(jié)反應(yīng)釜頂冷凝器回流量來保持反應(yīng)釜內(nèi)壓カ在O. 16 O. 3MPaG之間，反應(yīng)停留時(shí)間為I. 8 2. O小吋。反應(yīng)產(chǎn)物和未反應(yīng)的反應(yīng)物，經(jīng)2#反應(yīng)器11底部的2#反應(yīng)器出料泵12，一部分送入·后續(xù)產(chǎn)物分離エ段，另一部分由回流管線，從2#反應(yīng)器物料回流ロ 20，返回2#反應(yīng)器11，回流比為O. 28 O. 4。在2#反應(yīng)器11，回流線上安裝有ー個(gè)2#反應(yīng)器壓力控制閥14，在去分離エ段的管線上安裝有ー個(gè)2#反應(yīng)器液位控制閥15。當(dāng)2#反應(yīng)器出料泵12的壓力，不在設(shè)定范圍內(nèi)時(shí)，調(diào)節(jié)回流線上2#反應(yīng)器壓力控制閥14的開度，使泵出口壓カ恢復(fù)到設(shè)定范圍。此時(shí)，2#反應(yīng)器11內(nèi)，液位相應(yīng)的會(huì)發(fā)生變化，調(diào)節(jié)2#反應(yīng)器液位控制閥15的開度，使2#反應(yīng)器11液位恢復(fù)到設(shè)定范圍。在2#反應(yīng)器11頂部，設(shè)有ー個(gè)2#反應(yīng)器冷凝器13，2#反應(yīng)器11中揮發(fā)出的氣相組分，經(jīng)其冷凝后回流到2#反應(yīng)器11中。通過控制2#反應(yīng)器11中液位的高度和反應(yīng)停留時(shí)間，來控制2#反應(yīng)器11中丙烯腈的轉(zhuǎn)化率。當(dāng)2#反應(yīng)器11底部的丙烯腈轉(zhuǎn)化率達(dá)到80%吋，將2#反應(yīng)器11中的物料送入分離エ段。下面的具體實(shí)施例，如表I所示本實(shí)用新型的ー個(gè)某裝置，在兩臺(tái)串聯(lián)的反應(yīng)器后，分別添加一條強(qiáng)制回流管線，將部分物料強(qiáng)制回流到反應(yīng)器中，加強(qiáng)反應(yīng)器中反應(yīng)物的混合，使反應(yīng)器內(nèi)物料混合均勻，丙烯腈的轉(zhuǎn)化率為75 %以上，達(dá)到80%，其生產(chǎn)能力提高，裝置的單線生產(chǎn)能力提高到8萬噸/年，生產(chǎn)操作穩(wěn)定，反應(yīng)器內(nèi)物料混合度均勻，產(chǎn)品質(zhì)量處于國(guó)際領(lǐng)先水平。本實(shí)用新型的反應(yīng)后單體和溶劑剩余量減少，單體收率得到提高，単體和溶劑回收的成本得到節(jié)省，生產(chǎn)單元的設(shè)備投資費(fèi)用得到節(jié)省，裝置的運(yùn)行費(fèi)用得到節(jié)省，從而降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。表I
權(quán)利要求1.一種提高苯乙烯-丙烯腈共聚反應(yīng)中丙烯腈轉(zhuǎn)化率的裝置，包括反應(yīng)物料有丙烯腈、苯乙烯、稀釋劑、分子量調(diào)節(jié)劑，其特征在于，丙烯腈和反應(yīng)的物料經(jīng)1#反應(yīng)器進(jìn)料口(7)，進(jìn)入1#反應(yīng)器(I)，產(chǎn)物及末反應(yīng)的反應(yīng)物經(jīng)1#反應(yīng)器出料泵(2)，一部分送入2#反應(yīng)器(11)，另一部分經(jīng)1#反應(yīng)器物料回流口(10)，返回到1#反應(yīng)器(1)，在1#反應(yīng)器(I)回流線上，設(shè)有1#反應(yīng)器壓力控制閥(4)，在2#反應(yīng)器(11)進(jìn)料管線上設(shè)有1#反應(yīng)器液位控制閥(5)，在1#反應(yīng)器(I)頂部設(shè)有1#反應(yīng)器冷凝器(3)，1#反應(yīng)器(I)中揮發(fā)出的氣相組分，經(jīng)其冷凝后回流到1#反應(yīng)器(I)中，撤出反應(yīng)熱，當(dāng)1#反應(yīng)器(I)底部丙烯腈的轉(zhuǎn)化率達(dá)到60%時(shí)，送入2#反應(yīng)器(11);物料經(jīng)2#反應(yīng)器進(jìn)料口(17)進(jìn)入2#反應(yīng)器(11)，反應(yīng)產(chǎn)物和未反應(yīng)的反應(yīng)物，經(jīng)2#反應(yīng)器(11)底部的2#反應(yīng)器出料泵(12)，一部分送入后續(xù)產(chǎn)物分離工段，另一部分由回流管線，從2#反應(yīng)器進(jìn)料回流口(20)，返回2#反應(yīng)器(11)，在2#反應(yīng)器(11)的回流線上設(shè)有一個(gè)2#反應(yīng)器壓力控制閥(14)，在去分離工段的管線上設(shè)有2#反應(yīng)器液位控制閥(15)，在2#反應(yīng)器(11)頂部，設(shè)有一個(gè)2#反應(yīng)器冷凝器(13)，2#反應(yīng)器(11)中揮發(fā)出的氣相組分，經(jīng)其冷凝后回流到2#反應(yīng)器(11)中，當(dāng)2#反應(yīng)器(11)底部的丙烯腈轉(zhuǎn)化率達(dá)到80%時(shí)，將2#反應(yīng)器(11)中的物料送入分離工段。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種石油化工的裝置，一種提高苯乙烯-丙烯腈共聚反應(yīng)中丙烯腈轉(zhuǎn)化率的裝置，在兩臺(tái)串聯(lián)的反應(yīng)器共聚反應(yīng)后，分別添加一條強(qiáng)制回流管線，將部分物料強(qiáng)制回流到反應(yīng)器中，加強(qiáng)反應(yīng)器中反應(yīng)物的混合，使反應(yīng)器內(nèi)物料混合均勻，丙烯腈的轉(zhuǎn)化率為75％以上，達(dá)到80％，其生產(chǎn)能力提高，裝置的單線生產(chǎn)能力提高到8萬噸/年，生產(chǎn)操作穩(wěn)定，反應(yīng)器內(nèi)物料混合度均勻，產(chǎn)品質(zhì)量處于國(guó)際領(lǐng)先水平。本實(shí)用新型的反應(yīng)后單體和溶劑剩余量減少，單體收率得到提高，單體和溶劑回收的成本得到節(jié)省，生產(chǎn)單元的設(shè)備投資費(fèi)用得到節(jié)省，裝置的運(yùn)行費(fèi)用得到節(jié)省，從而降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)C08F2/01GK202626071SQ201220248060
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月22日
發(fā)明者周江沛, 張潔婧, 鞏傳志, 李欣平, 陳長(zhǎng)松, 謝省賓, 李響, 徐森 申請(qǐng)人:中石油東北煉化工程有限公司吉林設(shè)計(jì)院