專(zhuān)利名稱(chēng)：四氟乙烯分散聚合釜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于有機(jī)高分子化合物的制備領(lǐng)域，尤其涉及一種用于生產(chǎn)聚四氟乙烯的聚合裝置。
背景技術(shù)：
聚四氟乙烯(Polyetrafluroethylene或Teflon，簡(jiǎn)稱(chēng)PTFE)，是由四氟乙烯經(jīng)聚合而成的高分子化合物，具有良好的耐油、耐溶劑，耐化學(xué)腐蝕、抗氧化性等性能，可制成棒、管、帶、薄膜等，廣泛用于國(guó)防、軍事、航空、航天、汽車(chē)、石油化工、機(jī)械、化工等領(lǐng)域。其分散液可用做各種材料的絕緣浸漬液和金屬、玻璃、陶瓷表面的防腐涂層等。
四氟乙烯分散聚合釜，是用于物料的聚合反應(yīng)以生產(chǎn)聚四氟乙烯的生產(chǎn)設(shè)備。
在現(xiàn)有技術(shù)中，四氟乙烯分散聚合釜的釜體形式和攪拌軸的設(shè)置均為立式結(jié)構(gòu)，其攪拌形式基本都采用底部攪拌，即通過(guò)漿葉旋轉(zhuǎn)，使氣相單體充分混入液相而發(fā)生反應(yīng)；同時(shí)，通過(guò)漿葉的旋轉(zhuǎn)使聚合后的聚四氟乙烯樹(shù)脂充分分散，并使反應(yīng)中放出的熱量被液相及時(shí)傳遞到釜壁，經(jīng)夾套冷卻水帶走。
由于制備工藝的需要和物料的特性所致，在聚四氟乙烯分散聚合工藝中需嚴(yán)格控制聚合物的乳化分散狀態(tài)，防止其發(fā)生凝聚。但由于考慮聚合過(guò)程中單體的傳質(zhì)及聚合傳熱效果，現(xiàn)有技術(shù)中往往只能通過(guò)提高攪拌裝置的轉(zhuǎn)速來(lái)達(dá)到這一目的。
但是，因攪拌裝置的高速旋轉(zhuǎn)，會(huì)產(chǎn)生較大的剪切力，提高轉(zhuǎn)速提高傳熱傳質(zhì)的同時(shí)，又帶來(lái)了因高轉(zhuǎn)速引發(fā)高剪切進(jìn)而導(dǎo)致破乳現(xiàn)象的發(fā)生；同時(shí)因?yàn)閿嚢杞Y(jié)構(gòu)存在剪切力大、有死角等缺點(diǎn)，使釜內(nèi)流體存在死區(qū)或易發(fā)生結(jié)團(tuán)現(xiàn)象，從而引發(fā)過(guò)熱聚合，極易導(dǎo)致爆聚現(xiàn)象的發(fā)生，嚴(yán)重影響生產(chǎn)的安全、正常進(jìn)行。
為了避免上述問(wèn)題的出現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)聚合釜的容積有一定限制，通常在不超過(guò)1～2m3的范圍內(nèi)，由此又帶來(lái)了單批產(chǎn)品產(chǎn)量小、能耗高和各批次之間存在質(zhì)量差異不均衡等諸多問(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可最大限度避免物料破乳、爆聚現(xiàn)象發(fā)生，傳質(zhì)、傳熱能力更高，在攪拌速度較慢的情況下，攪拌混合效果更好，乳液性能穩(wěn)定，單釜聚合產(chǎn)量高，綜合能耗低的四氟乙烯分散聚合釜。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是提供一種四氟乙烯分散聚合釜，包括聚合釜釜體、設(shè)置于釜體外部的夾套式調(diào)溫裝置和位于釜內(nèi)的攪拌軸，其特征是所述的聚合釜為臥式釜體，釜體內(nèi)橫向設(shè)置攪拌軸，在釜體上部設(shè)置單體進(jìn)料管和進(jìn)水管，在釜體下部設(shè)置放料口；所述釜體的一端設(shè)置驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)裝置的主軸橫穿釜體與攪拌軸的一端聯(lián)接，攪拌軸另一端與釜體的另一端部經(jīng)軸承支撐聯(lián)接；所述的攪拌軸上設(shè)置至少兩對(duì)攪拌葉片，葉片經(jīng)過(guò)夾殼與攪拌軸聯(lián)接；所述的夾套式調(diào)溫裝置至少設(shè)置有兩個(gè)進(jìn)水管口和兩個(gè)出水管口。
其中，在所述釜體的頂部設(shè)置檢修人孔、單體進(jìn)料管、進(jìn)水管、防爆裝置接口、測(cè)溫管接口，在釜體的底部中央設(shè)置放料管。
所述的驅(qū)動(dòng)裝置包括電機(jī)、與之相連的減速機(jī)和經(jīng)第一聯(lián)軸器與減速機(jī)輸出軸連接的主軸，主軸橫向穿過(guò)釜體經(jīng)第二聯(lián)軸器與攪拌軸聯(lián)接。
在所述夾套式調(diào)溫裝置的底部至少設(shè)置兩個(gè)進(jìn)水管口，夾套式調(diào)溫裝置的頂部至少設(shè)置兩個(gè)出水管口。
在所述夾套式調(diào)溫裝置內(nèi)的聚合釜釜體外壁設(shè)置導(dǎo)流板，所述的導(dǎo)流板沿聚合釜釜體外壁橫向或縱向設(shè)置；同時(shí)，導(dǎo)流板沿聚合釜釜體外壁螺旋或往復(fù)式設(shè)置。
所述攪拌葉片為板式葉片，葉片以攪拌軸為中心對(duì)稱(chēng)設(shè)置。
在所述主軸穿過(guò)釜體之處和所述攪拌軸與釜體的軸承支撐聯(lián)接處設(shè)置機(jī)械密封。
與現(xiàn)有技術(shù)比較，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1.聚合釜體和攪拌軸的設(shè)置均采用臥式結(jié)構(gòu)，攪拌裝置的轉(zhuǎn)速低，可避免因攪拌裝置的高速旋轉(zhuǎn)而導(dǎo)致物料破乳現(xiàn)象的發(fā)生，提高了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性，有助于生產(chǎn)的安全、穩(wěn)定進(jìn)行；2.攪拌裝置選用板式葉片結(jié)構(gòu)，混合效果好，傳質(zhì)能力強(qiáng)，減少了爆聚現(xiàn)象發(fā)生的可能，乳液性能更加穩(wěn)定；3.單釜容積大，單釜聚合產(chǎn)量高，提高了四氟乙烯原料的利用率，各批次之間的質(zhì)量差異不均衡度小，有利于提高產(chǎn)品的整體質(zhì)量；4.設(shè)置機(jī)械密封結(jié)構(gòu)，避免了設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中因機(jī)械研磨而對(duì)物料造成污染，影響產(chǎn)品質(zhì)量；5.在夾套式調(diào)溫裝置內(nèi)的聚合釜釜體外壁設(shè)置導(dǎo)流板，提高了其換熱效率；6.由于攪拌裝置轉(zhuǎn)速的降低和單釜產(chǎn)量的增大，使得單位產(chǎn)品產(chǎn)量的各種能源消耗減少，設(shè)備利用率提高，產(chǎn)品制造成本降低，進(jìn)而提高了企業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益。


圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1為電機(jī)，2為減速機(jī)，3為第一聯(lián)軸節(jié)，4為主軸，5為機(jī)械密封，6為攪拌軸，7為攪拌葉片，8和13為調(diào)溫水出水管，9為單體進(jìn)料管，10為進(jìn)水管，11為檢修人孔，12為防爆裝置接口，14和23為聚合釜的兩端，15為支架，16為聯(lián)接葉片和攪拌軸的夾殼，17和20為調(diào)溫水進(jìn)水管，18為夾套外殼，19為放料管，21為導(dǎo)流片，22為聚合釜釜壁，24為第二聯(lián)軸節(jié)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步闡述。
圖1中，聚合釜22為臥式釜體，釜體內(nèi)水平設(shè)置攪拌軸6，在釜體頂部設(shè)置有單體進(jìn)料管9、進(jìn)水管10、檢修人孔11、防爆裝置接口12和測(cè)溫管接口(圖中未示出)，在釜體的底部中央設(shè)置放料管口19。
釜體的一端23設(shè)置由電機(jī)1、與之相連的減速機(jī)2和經(jīng)第一聯(lián)軸器3與減速機(jī)輸出軸連接的主軸4構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)裝置，主軸4橫向穿過(guò)釜體，經(jīng)第二聯(lián)軸器24與攪拌軸6的一端聯(lián)接，攪拌軸另一端與釜體的另一端14經(jīng)軸承支撐聯(lián)接。
攪拌軸6上設(shè)置至少兩對(duì)攪拌葉片7，葉片經(jīng)過(guò)夾殼16與攪拌軸聯(lián)接，葉片以攪拌軸為中心對(duì)稱(chēng)設(shè)置。
夾套式調(diào)溫裝置的底部設(shè)置有兩個(gè)進(jìn)水管口17和20，其頂部設(shè)置有兩個(gè)出水管口8和13。
在夾套式調(diào)溫裝置內(nèi)的聚合釜釜體外壁設(shè)置有導(dǎo)流板21，導(dǎo)流板沿聚合釜釜體外壁橫向或縱向設(shè)置，同時(shí)，導(dǎo)流板沿聚合釜釜體外壁螺旋或往復(fù)式設(shè)置。
在主軸穿過(guò)釜體之處設(shè)置機(jī)械密封4；在攪拌軸與釜體的支撐聯(lián)接處同樣設(shè)置有機(jī)械密封(圖中未示出)。
由于聚合釜體和攪拌軸的設(shè)置均采用臥式結(jié)構(gòu)，攪拌裝置的轉(zhuǎn)速低，可避免因攪拌裝置的高速旋轉(zhuǎn)而導(dǎo)致物料破乳現(xiàn)象的發(fā)生，提高了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性。
同時(shí)，夾套式調(diào)溫裝置設(shè)置了多個(gè)進(jìn)水口和多個(gè)出水口，在夾套式調(diào)溫裝置內(nèi)的聚合釜釜體外壁設(shè)置導(dǎo)流板，使得夾套式調(diào)溫裝置的熱交換量大大增加，確保了反應(yīng)熱量的及時(shí)交換，有助于防止爆聚現(xiàn)象的發(fā)生。
攪拌葉片采用板式葉片結(jié)構(gòu)，葉片的邊緣采用圓滑過(guò)渡結(jié)構(gòu)形式，既減少了攪拌裝置轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)對(duì)物料的剪切力，又使得物料的混合效果更好，傳質(zhì)能力增強(qiáng)。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可通過(guò)控制槳葉的長(zhǎng)、寬比來(lái)改善其傳質(zhì)性能，提高氣、液、固三相的混合能力，進(jìn)而獲得一定的反應(yīng)速度，加快熱量的及時(shí)交換。
傳動(dòng)主軸和驅(qū)動(dòng)軸與釜體之間設(shè)置機(jī)械密封，防止了設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中機(jī)械研磨碎屑對(duì)聚合物料造成的污染，既保證了設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，又有助于提高產(chǎn)品相關(guān)的質(zhì)量指標(biāo)(如色度、雜質(zhì)含量等等)。
此外，釜體上還設(shè)置了防爆裝置和反應(yīng)溫度檢測(cè)裝置，提高了設(shè)備的使用安全性，增大了對(duì)突發(fā)事件的及時(shí)應(yīng)對(duì)處理環(huán)節(jié)，使不安全隱患降到最低，確保了安全生產(chǎn)的順利進(jìn)行。
通過(guò)采取上述結(jié)構(gòu)形式，使得本實(shí)用新型突破了現(xiàn)有技術(shù)的限制，單釜容積大大增加，已經(jīng)順利實(shí)現(xiàn)了8m3四氟乙烯分散聚合釜的正常連續(xù)工業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)品原料中的第一單體消耗可大大降低，提高了產(chǎn)品原料的利用率。同時(shí)，通過(guò)單釜產(chǎn)量的增大，裝置生產(chǎn)能力的提高，使得能源(水、電、氣、冷等)的單位產(chǎn)品消耗量大大降低，進(jìn)而降低了產(chǎn)品生產(chǎn)成本和企業(yè)的綜合制造成本。
權(quán)利要求1.一種四氟乙烯分散聚合釜，包括聚合釜釜體、設(shè)置于釜體外部的夾套式調(diào)溫裝置和位于釜內(nèi)的攪拌軸，其特征是所述的聚合釜為臥式釜體，釜體內(nèi)橫向設(shè)置攪拌軸，在釜體上部設(shè)置單體進(jìn)料管和進(jìn)水管，在釜體下部設(shè)置放料口；所述釜體的一端設(shè)置驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)裝置的主軸橫穿釜體與攪拌軸的一端聯(lián)接，攪拌軸另一端與釜體的另一端部經(jīng)軸承支撐聯(lián)接；所述的攪拌軸上設(shè)置至少兩對(duì)攪拌葉片，葉片經(jīng)過(guò)夾殼與攪拌軸聯(lián)接；所述的夾套式調(diào)溫裝置至少設(shè)置有兩個(gè)進(jìn)水管口和兩個(gè)出水管口。
2.按照權(quán)利要求1所述的四氟乙烯分散聚合釜，其特征是在所述釜體的頂部設(shè)置檢修人孔、單體進(jìn)料管、進(jìn)水管、防爆裝置接口、測(cè)溫管接口，在釜體的底部中央設(shè)置放料管。
3.按照權(quán)利要求1所述的四氟乙烯分散聚合釜，其特征是所述的驅(qū)動(dòng)裝置包括電機(jī)、與之相連的減速機(jī)和經(jīng)第一聯(lián)軸器與減速機(jī)輸出軸連接的主軸，主軸橫向穿過(guò)釜體經(jīng)第二聯(lián)軸器與攪拌軸聯(lián)接。
4.按照權(quán)利要求1所述的四氟乙烯分散聚合釜，其特征是在所述夾套式調(diào)溫裝置的底部至少設(shè)置兩個(gè)進(jìn)水管口，夾套式調(diào)溫裝置的頂部至少設(shè)置兩個(gè)出水管口。
5.按照權(quán)利要求1所述的四氟乙烯分散聚合釜，其特征是在所述夾套式調(diào)溫裝置內(nèi)的聚合釜釜體外壁設(shè)置導(dǎo)流板，所述的導(dǎo)流板沿聚合釜釜體外壁橫向或縱向設(shè)置。
6.按照權(quán)利要求1所述的四氟乙烯分散聚合釜，其特征是在所述夾套式調(diào)溫裝置內(nèi)的聚合釜釜體外壁設(shè)置導(dǎo)流板，所述的導(dǎo)流板沿聚合釜釜體外壁螺旋或往復(fù)式設(shè)置。
7.按照權(quán)利要求1所述的四氟乙烯分散聚合釜，其特征是所述攪拌葉片為板式葉片，葉片以攪拌軸為中心對(duì)稱(chēng)設(shè)置。
8.按照權(quán)利要求1所述的四氟乙烯分散聚合釜，其特征是在所述主軸穿過(guò)釜體之處和所述攪拌軸與釜體的軸承支撐聯(lián)接處設(shè)置機(jī)械密封。
專(zhuān)利摘要四氟乙烯分散聚合釜，屬于有機(jī)高分子化合物制備裝置領(lǐng)域。其所述的聚合釜為臥式釜體，釜體內(nèi)橫向設(shè)置攪拌軸，在釜體上部設(shè)置單體進(jìn)料管和進(jìn)水管，在釜體下部設(shè)置放料口；釜體的一端設(shè)置驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)裝置的主軸橫穿釜體與攪拌軸的一端聯(lián)接，攪拌軸另一端與釜體的另一端部經(jīng)軸承支撐聯(lián)接；攪拌軸上設(shè)置至少兩對(duì)攪拌葉片，葉片經(jīng)過(guò)夾殼與攪拌軸聯(lián)接；夾套式調(diào)溫裝置至少設(shè)置有兩個(gè)進(jìn)水管口和兩個(gè)出水管口。由于聚合釜體采用臥式結(jié)構(gòu)，物料混合效果好，傳質(zhì)能力強(qiáng)，減少了爆聚現(xiàn)象發(fā)生的可能，乳液性能更加穩(wěn)定，單釜聚合產(chǎn)量高，提高了原料利用率，各批次之間質(zhì)量差異小，單位產(chǎn)品產(chǎn)量的各種能源消耗減少，設(shè)備利用率提高，產(chǎn)品制造成本降低。
文檔編號(hào)B01F7/04GK2661302SQ20032010709
公開(kāi)日2004年12月8日 申請(qǐng)日期2003年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月15日
發(fā)明者張恒, 張希河, 王漢利, 韓淑麗 申請(qǐng)人:山東東岳高分子材料有限公司