一種循環(huán)流化床制備氯化聚氯乙烯的提升管的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種循環(huán)流化床制備氯化聚氯乙烯的提升管，包括連接裝置，提升管，固定裝置，吹掃器聯(lián)接組成；其特征在于提升管為方形,兩端與設(shè)置有圓變方結(jié)構(gòu)的連接裝置相聯(lián)通；方形提升管側(cè)壁任意對角面設(shè)置至少2個相對應(yīng)的固定裝置，所述的固定裝置在方形提升管的面上呈錯位陣列分布，其固定裝置中心間距為燈管直徑的1.5-4倍。該實(shí)用新型專利有效解決了紫外引發(fā)均勻性和物料活化均勻性的問題，并避免了工業(yè)化放大過程中物料集聚或團(tuán)聚所引發(fā)的物料燒結(jié)和碳化等問題，為循環(huán)流化床制備氯化聚氯乙烯的工業(yè)化放大提供了可能。
【專利說明】一種循環(huán)流化床制備氯化聚氯乙烯的提升管

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于化工設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種循環(huán)流化床制備氯化聚氯乙烯的提 升管。

【背景技術(shù)】
[0002] 氯化聚氯乙烯樹脂氯化聚氯乙烯是聚氯乙烯樹脂聚氯乙烯氯化后所得產(chǎn)物，其 氯含量65在％_69%之間。由于其具有優(yōu)異的耐熱性能、耐腐蝕性能和較好的綜合力學(xué)性能， 所以得到國內(nèi)外廣泛的關(guān)注，其合成技術(shù)的研究與開發(fā)也受到了人們的高度重視。1936年， 德國A. G. Farben公司最早采用溶液法展開了對氯化聚氯乙烯的研究，并在1942年投 入生產(chǎn)。20世紀(jì)40年代，英國ICI公司首先研究氯化聚氯乙烯水相懸浮工藝；50年代， 德國BASF公司開發(fā)出氣相合成技術(shù)，隨后日本、原蘇聯(lián)也進(jìn)行了大量研究，取得了一些突 破性進(jìn)展。1958年，美國Goodrich公司（現(xiàn)諾譽(yù)化工公司）成功開發(fā)了用水相懸浮法制 氯化聚氯乙烯樹脂工藝，1962年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。近些年，世界上氯化聚氯乙烯的開發(fā)和 應(yīng)用得到迅猛發(fā)展。目前，世界發(fā)達(dá)國家已經(jīng)建立了完整的氯化聚氯乙烯應(yīng)用體系，其應(yīng)用 領(lǐng)域及市場達(dá)到了成熟化、產(chǎn)品格局系列化、專用化和精細(xì)化。
[0003] 我國研制和生產(chǎn)氯化聚氯乙烯起步較晚，目前主導(dǎo)的是水相懸浮法生產(chǎn)，但水相 法存在污染大、能耗高、對水資源依賴性強(qiáng)等缺點(diǎn)，氣固相法是新型生產(chǎn)技術(shù)，雖然還沒有 大規(guī)模應(yīng)用，但其清潔、環(huán)保、高效的生產(chǎn)方式是氯化聚氯乙烯生產(chǎn)與發(fā)展的大方向。通過 研究發(fā)現(xiàn)，氣固相法生產(chǎn)CPVC產(chǎn)品的主要瓶頸在于工業(yè)化放大過程中，如何解決聚氯乙烯 樹脂在氯化進(jìn)程中的紫外光引發(fā)均勻性問題和物料活化均勻性問題，這也是氣固相法工業(yè) 化生產(chǎn)CPVC需要重點(diǎn)研究的課題。
[0004] 提升管作為循環(huán)流化床的重要組成部分，主要起著循環(huán)通道，配置紫外光激發(fā)氯 自由基和活化聚氯乙烯樹脂的作用。因此提升管的結(jié)構(gòu)設(shè)計十分重要。特別是在工業(yè)化放 大時，反應(yīng)物料處理量增大，就存在了反應(yīng)引發(fā)均勻性和物料活化均勻性的問題。如專利 201320593045. 5 "一種環(huán)隙式介質(zhì)阻擋放電等離子體發(fā)生裝置"提出的環(huán)隙式裝置，通過 環(huán)隙結(jié)構(gòu)和分流結(jié)構(gòu)，可以硬性的將物料分散，得到均勻的放電激發(fā)。但當(dāng)增大物料處理量 時，為了保證其放電間隙，裝置的直徑會非常大，甚至超過反應(yīng)器直徑，由此導(dǎo)致反應(yīng)裝置 不容易實(shí)現(xiàn)等離子放電或者放電所產(chǎn)生的能量密度不均勻，使得氯化反應(yīng)的物料活化均勻 性問題尤為突出。在紫外引發(fā)氯化反應(yīng)的過程中，因紫外光有從內(nèi)到外的衰減，其引發(fā)均勻 性和對物料的活化均勻性問題同樣值得注意。同時，將紫外光引發(fā)裝置設(shè)置于反應(yīng)器內(nèi)部， 不利于引發(fā)裝置的更換與維修，給工業(yè)化設(shè)備檢修與零部件更換帶來一定困難。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本實(shí)用新型的目的是提供一種循環(huán)流化床制備氯化聚氯乙烯的提升管，解決氯化 反應(yīng)過程中紫外引發(fā)均勻性和物料活化均勻性的問題。
[0006] -種循環(huán)流化床制備氯化聚氯乙烯的提升管，包括連接裝置，提升管，固定裝置， 吹掃器聯(lián)接組成；其提升管為方形，側(cè)壁任意對角面設(shè)置至少2個相對應(yīng)的固定裝置； 兩端與設(shè)置有圓變方結(jié)構(gòu)的連接裝置相聯(lián)通；所述的固定裝置在提升管的面上呈錯位陣列 分布，其固定裝置中心間距為燈管直徑的1.5-4倍；中心間距小，處理量太小，中心間距太 大則紫外燈管的紫外因衰減而使引發(fā)不均勻。
[0007] 如上所述的固定裝置包括連接管，鎖緊螺帽，密封圈，外管，固定環(huán)聯(lián)接組成；所 述的連接管與提升管聯(lián)接，外管所用的材質(zhì)為二氧化硅材料，優(yōu)選石英，將其平行插入提升 管，與對角面相對應(yīng)的連接管相聯(lián)接，其兩端通過鎖緊螺帽和密封圈與連接管密封，紫外燈 管通過固定環(huán)固定于外管中。其中，連接裝置包括圓形輸送管道和圓變方結(jié)構(gòu)聯(lián)接組成，所 述的圓變方結(jié)構(gòu)方形一端與提升管聯(lián)接，另一端與氯化反應(yīng)器聯(lián)接，圓形輸送管道側(cè)壁上 至少設(shè)有兩個吹掃器。
[0008] 如上所述的提升管為方形，其提升管兩端與設(shè)置有圓變方結(jié)構(gòu)的連接裝置相聯(lián) 通；圓變方結(jié)構(gòu)的設(shè)置起到擴(kuò)流分散的作用，物料由窄圓路徑擴(kuò)流進(jìn)入邊長較大的提升管 引發(fā)路徑當(dāng)中，物料在結(jié)構(gòu)變化前后段壓差的作用下由密相輸送強(qiáng)制分散進(jìn)入提升管形成 稀相輸送；減少了 PVC物料團(tuán)聚或集聚，迫使物料均勻分散，提高了物料活化的均勻性，避 免了物料團(tuán)聚引起的局部反應(yīng)過熱導(dǎo)致的物料粒子燒結(jié)等現(xiàn)象的發(fā)生，大大減少了物料雜 質(zhì)粒子數(shù)目，優(yōu)化了氣固相法生產(chǎn)CPVC產(chǎn)品的質(zhì)量。
[0009] 如上所述的提升管裝置，使紫外燈管在提升管內(nèi)部形成擾流結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的設(shè)置 延長了紫外輻照的引發(fā)路徑，提高了紫外引發(fā)的引發(fā)效率；在該結(jié)構(gòu)的作用下，物料顆粒由 一維前進(jìn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑S度無規(guī)則碰撞的前進(jìn)運(yùn)動，多維度的無規(guī)則碰撞運(yùn)動增加了聚合 物粒子與氯自由基的碰撞幾率，提高了反應(yīng)能效；同時該結(jié)構(gòu)起到配制紫外光能量分布的 作用，使得提升管引發(fā)空間內(nèi)的紫外光能量密度均一，在不同空間位置內(nèi)通過的反應(yīng)物料 被紫外光輻照的可能性和能量大小均等，確保了紫外光激發(fā)氯氣形成氯自由基的空間密度 均勻性和物料活化均勻性。避免了由于紫外能量密度不均勻所產(chǎn)生的過度氯化和氯化值不 夠等氯化均勻性問題。
[0010] 如上所述的連接裝置，其圓形輸送管道側(cè)壁至少設(shè)有兩個吹掃器。在每批次合成 結(jié)束后，用吹掃器吹掃提升管內(nèi)腔可避免每次殘留下來的物料積累給下一次合成帶來的影 響。殘留的物料在循環(huán)流化床內(nèi)反復(fù)循環(huán)，容易形成過度氯化的死粒子雜質(zhì)，或者由于循環(huán) 引發(fā)而導(dǎo)致的斷鏈和分解，在合成體系中形成活性點(diǎn)和不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，使CPVC產(chǎn)品的加工熱 穩(wěn)定性有所下降。
[0011] 如上所述的固定裝置，連接管與提升管聯(lián)接，外管平行插入提升管，與對角面相對 應(yīng)的連接管相聯(lián)接，其兩端通過鎖緊螺帽和密封圈與連接管密封，紫外燈管通過固定環(huán)固 定于外管中。該聯(lián)接方式實(shí)現(xiàn)了紫外燈管的快速拆裝與更換，為工業(yè)生產(chǎn)中的燈管更換與 維修提供便捷。
[0012] 如上所述的外管，其材質(zhì)為可穿透紫外光且基本沒有能量衰減的二氧化硅材料， 優(yōu)選石英材料。該材料在外管當(dāng)中的使用避免了紫外光在照射過程中的能量衰減和弱化， 保證了紫外光引發(fā)的輻照強(qiáng)度的要求。
[0013] 如上所述的錯位陣列分布為一種特殊的排布方式，其主要特征在于在同一平面 內(nèi)，有η行固定裝置（η > 2)，相鄰兩固定裝置之間等間距，行與行之間等間距，且距離為兩 固定裝置間距離的萬/2倍。
[0014] 如上所述的一種循環(huán)流化床制備氯化聚氯乙烯的提升管，可應(yīng)用于氯化高聚物的 制備，如：氯化聚乙烯，氯化聚丙烯等的制備。
[0015] 本實(shí)用新型的有益效果是：
[0016] 1、連接裝置設(shè)有圓變方結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的設(shè)置避免了物料團(tuán)聚，局部反應(yīng)過熱導(dǎo)致 的物料粒子燒結(jié)等現(xiàn)象的發(fā)生，大大減少了物料雜質(zhì)粒子數(shù)目，提高了氣固相法生產(chǎn)CPVC 產(chǎn)品的質(zhì)量。
[0017] 2、提升管上設(shè)置有擾流結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的設(shè)置提高了紫外光引發(fā)效率和氯化反應(yīng)能 效，解決了氯化均勻性問題。
[0018] 3、固定裝置的設(shè)置實(shí)現(xiàn)了紫外燈管的快速更換和維修，同時也保證了裝置運(yùn)行的 可靠性，減少了泄漏幾率，提高了生產(chǎn)的安全性。

【專利附圖】

【附圖說明】 [0019] ：
[0020] 圖1為本實(shí)用新型具體實(shí)施例氯化反應(yīng)裝置示意圖；
[0021] 圖2為提升管裝置A向視圖；
[0022] 圖3為提升管與圓變方結(jié)構(gòu)正視圖；
[0023] 圖4為提升管與圓變方結(jié)構(gòu)斜視圖；
[0024] 圖5為固定裝置示意圖；
[0025] 附圖標(biāo)號：1、氯化反應(yīng)器，2、吹掃器，3、連接裝置，4、提升管，5、固定裝置6、連接 管，7、鎖緊螺帽，8、密封圈，9、外管，10、燈管，11、固定環(huán)，12、圓形輸送管道，13、圓變方結(jié) 構(gòu)。

【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面參照附圖對本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0027] 實(shí)施例1，如說明書附圖1-5,所述的提升管裝置，包括連接裝置3,提升管4,固定 裝置5,吹掃器2連接組成；其提升管4為方形，兩端與設(shè)置有圓變方結(jié)構(gòu)13的連接裝置3 相聯(lián)通；提升管4側(cè)壁任意對角面設(shè)置至少2個相對應(yīng)的固定裝置5 ;所述的固定裝置5在 提升管4的面上呈錯位陣列分布，其固定裝置5中心間距為紫外燈管10直徑的2倍，固定 裝置5包括連接管6,鎖緊螺帽7,密封圈8,外管9,固定環(huán)11聯(lián)接組成；所述的連接管6與 提升管4聯(lián)接，外管9所用的材質(zhì)為二氧化硅材料，優(yōu)選石英，將其水平平行插入提升管4,， 與對角面相對應(yīng)的連接管6相聯(lián)接，其兩端通過鎖緊螺帽7和密封圈8與連接管6密封，紫 外燈管10通過固定環(huán)11固定于外管9中。其中，連接裝置3包括圓形輸送管道12和圓變 方結(jié)構(gòu)13聯(lián)接組成，所述的圓變方結(jié)構(gòu)13方形一端與提升管4聯(lián)接，圓形輸送管道12側(cè) 壁上至少設(shè)有兩個吹掃器2。
[0028] 上述提升管組裝時，將外管9平行插入提升管4,與對角面相對應(yīng)的連接管6相聯(lián) 接，用密封圈8和鎖緊螺帽7將外管9與連接管6密封。把固定環(huán)11套于紫外燈管10兩 端，并將其固定在外管9內(nèi)部，組裝完成。
[0029] 上述一種循環(huán)流化床制備氯化聚氯乙烯的提升管的使用過程是：物料PVC顆粒在 料壓的作用下由氯化反應(yīng)器1下端進(jìn)入到連接裝置3,并由吹掃器2內(nèi)通入的反應(yīng)氣體氯 氣，攜帶物料沿著圓形輸送管道12密相輸送。由于連接裝置3連接提升管4的部分設(shè)有圓 變方結(jié)構(gòu)13,物料在圓變方結(jié)構(gòu)13的作用下強(qiáng)制擴(kuò)流分散進(jìn)入提升管4,進(jìn)行稀相反應(yīng)。物 料在提升管4中，受擾流結(jié)構(gòu)的影響，進(jìn)行多維度無規(guī)則前進(jìn)運(yùn)動，穿越提升管4紫外光輻 照區(qū)，通過氯化反應(yīng)器1上端的連接裝置3重新進(jìn)入氯化反應(yīng)器1，進(jìn)入下一個循環(huán)。
[0030] 實(shí)施例2 :參照附圖1-5,本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于：固定裝置5中心間 距為紫外燈管10直徑的3倍。
[0031] 實(shí)施例3 :參照附圖1-5,本實(shí)施例與實(shí)施例1、2的不同之處在于：固定裝置5中心 間距為紫外燈管10直徑的4倍。
[0032] 實(shí)施例4 :參照附圖1-4,本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于：外管9與水平面傾 斜插入提升管4,與對角面相對應(yīng)的連接管6相聯(lián)接。
【權(quán)利要求】
1. 一種循環(huán)流化床制備氯化聚氯乙烯的提升管，包括連接裝置，提升管，固定裝置，紫 外燈管，吹掃器聯(lián)接組成；提升管為方形，側(cè)壁任意對角面設(shè)置固定裝置，兩端與連接裝 置相聯(lián)通；其特征在于所述的固定裝置在提升管的面上呈錯位陣列分布。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種循環(huán)流化床制備氯化聚氯乙烯的提升管，其特征在于 固定裝置包括連接管，鎖緊螺帽，密封圈，外管，固定環(huán)聯(lián)接組成；連接管與提升管聯(lián)接，夕卜 管平行插入提升管，與對角面相對應(yīng)的連接管相聯(lián)接，其兩端通過鎖緊螺帽和密封圈與連 接管密封，紫外燈管通過固定環(huán)固定于外管中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1、2任一所述的一種循環(huán)流化床制備氯化聚氯乙烯的提升管，其特征 在于連接裝置包括圓形輸送管道和圓變方結(jié)構(gòu)聯(lián)接組成，圓變方結(jié)構(gòu)方形一端與提升管聯(lián) 接，另一端與氯化反應(yīng)器聯(lián)接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的一種循環(huán)流化床制備氯化聚氯乙烯的提升管，其特征 在于吹掃器設(shè)置于連接裝置的圓形輸送管道側(cè)壁上，吹掃氣至少設(shè)置2個。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的一種循環(huán)流化床制備氯化聚氯乙烯的提升管，其特征 在于外管材質(zhì)為二氧化硅材料，優(yōu)選石英材料。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的一種循環(huán)流化床制備氯化聚氯乙烯的提升管，其特征 在于固定裝置中心間距為燈管直徑的1. 5-4倍。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的一種循環(huán)流化床制備氯化聚氯乙烯的提升管，其特征 在于所述裝置可應(yīng)用于氯化高聚物的制備，如：氯化聚乙烯，氯化聚丙烯等的制備。
【文檔編號】C08F8/22GK204159318SQ201420493828
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月29日
【發(fā)明者】劉軍, 周軍, 熊新陽, 靖志國, 蔣琨, 李自兵, 周歡, 陳財來, 池建忠, 臧繆洋, 劉東陽, 蘇缽, 郭靖 申請人:新疆兵團(tuán)現(xiàn)代綠色氯堿化工工程研究中心(有限公司), 新疆天業(yè)（集團(tuán)）有限公司, 清華大學(xué)