專利名稱：聚合釜氣相冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及聚合反應(yīng)生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種聚合釜氣相冷卻系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
聚合釜是目前制備高分子化合物的主要設(shè)備之一，常見的聚合釜一般是立式圓柱形高壓聚合釜，其外部設(shè)有連通內(nèi)部的夾套，以便通入蒸汽加熱。聚合釜的外壁常用碳鋼制成，內(nèi)襯不銹鋼，也可以內(nèi)襯搪瓷。聚合釜上可以設(shè)置上料口和產(chǎn)品出口，待聚合反應(yīng)的原料可以從上料口加入聚合釜內(nèi)，反應(yīng)后產(chǎn)品可以從產(chǎn)品出口排出。為了保持較好的反應(yīng)效果，原料聚合反應(yīng)時，需要處于壓力、溫度范圍恒定的環(huán)境當(dāng)中，因此，需要使聚合釜內(nèi)的壓力和溫度保持穩(wěn)定。·然而，原料聚合反應(yīng)時，會產(chǎn)生大量熱量，從而提升聚合釜內(nèi)的壓力和溫度；而當(dāng)聚合釜內(nèi)反應(yīng)原料的輕組分較多時，聚合放熱造成的壓力波動就更大，因為，輕組分一般指沸點比氨低的易氣化的部分，比如，CH4、H2、N2、02等組分，該類組分在溫度升高時，極易氣化從而導(dǎo)致壓力波動，影響了原料的反應(yīng)進(jìn)程和效果。有鑒于此,如何避免聚合反應(yīng)時輕組分氣化而導(dǎo)致聚合爸內(nèi)壓力升高,是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

實用新型內(nèi)容為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種聚合釜氣相冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠使氣化的輕組分冷凝為液態(tài)后回流至聚合釜內(nèi)，從而使聚合釜能夠在原料聚合反應(yīng)過程中保持恒定的壓力和溫度。本實用新型提供的聚合釜氣相冷卻系統(tǒng)，包括聚合釜和冷凝器，所述聚合釜包括依次相接的釜蓋、釜體、釜底；所述釜蓋上設(shè)有供氣化的輕組分排出的出氣口，以及供液化的輕組分進(jìn)入的進(jìn)液口 ；所述冷凝器具有進(jìn)氣口和出液口，所述冷凝器的進(jìn)氣口連通所述出氣口，所述冷凝器的出液口連通所述進(jìn)液口 ；且所述冷凝器設(shè)置于所述聚合釜的上方。優(yōu)選地，所述聚合釜的出氣口至所述冷凝器的進(jìn)氣口的管路上設(shè)有通斷閥。優(yōu)選地，所述聚合釜的進(jìn)液口至所述冷凝器的出液口的管路上設(shè)有通斷閥。優(yōu)選地，所述聚合釜的出氣口至所述冷凝器的進(jìn)氣口的管路上還設(shè)有壓力表。優(yōu)選地，包括一個以上的所述聚合釜和一個所述冷凝器；各所述聚合釜均具有與之對應(yīng)的并設(shè)置于冷凝器中的冷凝管道，與一聚合釜對應(yīng)的冷凝管道對應(yīng)一組進(jìn)氣口和出液口，各所述聚合釜的出氣口和進(jìn)液口分別與所述冷凝器上對應(yīng)的一組進(jìn)氣口和出液口連通。優(yōu)選地，所述聚合釜內(nèi)設(shè)有攪拌器。該聚合釜氣相冷卻系統(tǒng)中，原料在聚合釜內(nèi)反應(yīng)放熱而使壓力和溫度同步升高時，氣化的輕組分可以自動排出并經(jīng)冷凝器冷凝為液態(tài)后回流至聚合釜，從而降低了聚合釜內(nèi)的壓力，相應(yīng)地，也降低了聚合釜內(nèi)的溫度，從而保證原料能夠始終在恒定的壓力和溫度范圍內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，進(jìn)而確保反應(yīng)的正常進(jìn)行。而且，出氣口設(shè)于釜蓋上便于密度較小的氣態(tài)輕組分自動排出，進(jìn)液口設(shè)置于釜蓋上，則液態(tài)輕組分從設(shè)置于釜蓋處的進(jìn)液口回流時，可以更為均勻地落入反應(yīng)原料中，參與反應(yīng)。

圖I為本實用新型所提供聚合釜氣相冷卻系統(tǒng)一種具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。圖 I 中10冷凝器、11進(jìn)氣口、12冷卻介質(zhì)進(jìn)口、13冷卻介質(zhì)出口、14出液口、20聚合釜、21釜蓋、22釜體、23釜底、211出氣口、212進(jìn)液口
具體實施方式
本實用新型的核心為提供一種聚合釜氣相冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠使氣化的輕組分冷凝為液態(tài)后回流至聚合釜內(nèi)，從而使聚合釜能夠在原料聚合反應(yīng)過程中保持恒定的壓力和溫度。為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本實用新型的技術(shù)方案，
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。請參考圖1，圖I為本實用新型所提供聚合釜氣相冷卻系統(tǒng)一種具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，該實施例中的聚合釜20氣相冷卻系統(tǒng)包括聚合釜20和冷凝器10，聚合釜20的主要反應(yīng)結(jié)構(gòu)可以參考現(xiàn)有技術(shù)，即用于盛放原料并進(jìn)行聚合反應(yīng)。與現(xiàn)有技術(shù)不同的是，本實施例中聚合釜20的上端設(shè)有供氣化的輕組分排出的出氣口 211，以及供液化的輕組分進(jìn)入的進(jìn)液口 212。原料聚合反應(yīng)放熱時，氣化的輕組分密度較低，從而聚集于聚合釜20的上端，將出氣口 211設(shè)于此處，便于氣態(tài)輕組分自動從該出氣口 211排出。聚合釜20具體可以包括依次相接的釜蓋21、釜體22、釜底23，則此時，可以將出氣口 211設(shè)于釜蓋21上。除此之外，進(jìn)液口 212也可以設(shè)置于釜蓋21上，液態(tài)輕組分從設(shè)置于釜蓋21處的進(jìn)液口 212回流時，可以更為均勻地落入反應(yīng)原料中，參與反應(yīng)。當(dāng)然，聚合釜20并不限于上述分體式結(jié)構(gòu)，釜蓋21、釜體22、釜底23也可以是一體式結(jié)構(gòu)，一體式結(jié)構(gòu)聚合釜20的強度較高，密封性好。另外，該實施例中的聚合釜氣相冷卻系統(tǒng)還包括冷凝器10，冷凝器10設(shè)于聚合釜20的外部，冷凝器10具有進(jìn)氣口 11和出液口 14，顯然，冷凝器10還具有冷卻介質(zhì)進(jìn)口 12和冷卻介質(zhì)出口 13。冷凝器10的進(jìn)氣口 11和聚合釜20的出氣口 211連通，冷凝器10的出液口 14和聚合釜20的進(jìn)液口 212連通。聚合釜20工作時，原料聚合反應(yīng)產(chǎn)熱而氣化的氣態(tài)輕組分從出氣口 211排出并進(jìn)入冷凝器10中，由此可知，冷凝器10最好置于聚合釜20的上方，以確保氣態(tài)輕組分能夠順利地進(jìn)入冷凝器10內(nèi)；冷卻介質(zhì)進(jìn)入冷凝器10內(nèi)與氣態(tài)輕組分進(jìn)行換熱，換熱后液化的液態(tài)輕組分可以從冷凝器10的出液口 14排出，并流向聚合釜20的進(jìn)液口 212，進(jìn)而回流至聚合釜20內(nèi)。由上述內(nèi)容可知，原料在聚合釜20內(nèi)反應(yīng)放熱而使壓力和溫度同步升高時，氣化的輕組分可以排出并經(jīng)冷凝器10冷凝為液態(tài)后回流至聚合釜20，從而降低了聚合釜20內(nèi)的壓力，相應(yīng)地，也降低了聚合釜20內(nèi)的溫度，從而保證原料能夠始終在恒定的壓力和溫度范圍內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，進(jìn)而確保反應(yīng)的正常進(jìn)行。進(jìn)一步地，聚合釜20的出氣口 211至冷凝器10的進(jìn)氣口 11的管路上可以設(shè)置通斷閥。由上述內(nèi)容可知，當(dāng)使用原料的輕組分較多時，輕組分氣化后容易加大聚合釜20內(nèi)的壓力波動，當(dāng)采用的原料的輕組分偏少，在反應(yīng)時不會對聚合釜20內(nèi)的壓力波動產(chǎn)生影響時，或是該影響可以忽略不計時，則可以將該通斷閥關(guān)閉，不再使用冷凝器10進(jìn)行冷凝。則設(shè)置通斷閥后的聚合釜氣相冷卻系統(tǒng)，可以根據(jù)原料類型有針對性地在外部進(jìn)行降溫降壓，避免資源的浪費。此時，可以在聚合釜20的出氣口 211至冷凝器10的進(jìn)氣口 11的管路上設(shè)置壓力表，以便技術(shù)人員實時掌握管路的壓力，當(dāng)管路壓力處于較低值時，表明降壓需求較低，也可以關(guān)閉通斷閥。進(jìn)一步地，可以采用壓力通斷閥，該種閥一般由彈簧確定開啟壓力或是電磁控制開啟壓力，則在進(jìn)氣處壓力超過一定值時，閥門才會在壓力作用下開啟，否則處于關(guān)閉狀態(tài)，技術(shù)人員可以通過調(diào)整(調(diào)整彈簧系數(shù)，或是調(diào)整電磁參數(shù))通斷閥的開啟壓力，自動·控制冷凝，而無須人為判斷原料的成分或是壓力是否過大。具體地，聚合釜20的進(jìn)液口 212至冷凝器10的出液口 14的管路上也可以設(shè)置通斷閥。當(dāng)冷凝器10出現(xiàn)故障時，則氣態(tài)輕組分無法完成液化，甚至?xí)M(jìn)一步加壓，或是聚合釜20內(nèi)出現(xiàn)異常時，液態(tài)輕組分的進(jìn)入會產(chǎn)生不利影響，此時，可以根據(jù)需要關(guān)閉該通斷閥，以提高整個系統(tǒng)的安全性能。上述聚合釜20冷卻系統(tǒng)并不限于一個聚合釜20，可以包括一個以上的聚合釜20，這些聚合釜20可以是相互獨立的關(guān)系；也可以是串聯(lián)的關(guān)系，比如一聚合釜20反應(yīng)后排出的產(chǎn)品可以進(jìn)入另一聚合釜20繼續(xù)反應(yīng)。在包括多個聚合釜20時，各聚合釜20均可以配備一冷凝器10，相當(dāng)于上述實施例的疊加。而更為優(yōu)化的方案則是，仍配備一個冷凝器10，并且，冷凝器10中設(shè)置多個冷凝管道，各聚合釜20均具有與之對應(yīng)的冷凝管道，且與一聚合釜20對應(yīng)的冷凝管道對應(yīng)一組進(jìn)氣口 11和出液口 14，即冷凝器10上還設(shè)置多組進(jìn)氣口11和出氣口 211。各聚合釜20的出氣口 211和進(jìn)液口 212分別與冷凝器10上對應(yīng)的一組進(jìn)氣口 11和出液口 14連通。則多個聚合釜20同時或是分時段工作時，均可以獨立地通過該冷凝器10進(jìn)行降溫降壓，相較于設(shè)置多個冷凝器10的方案，該方案可以使整個系統(tǒng)的布局更為緊湊，節(jié)省空間。另外，針對上述各實施例，聚合釜20內(nèi)可以設(shè)置攪拌器。當(dāng)聚合反應(yīng)物為乳液類原料，設(shè)置攪拌器可以攪拌原料，以使原料充分接觸，有助于聚合反應(yīng)的進(jìn)行，攪拌器可以采用不銹鋼的水平槳式攪拌器，攪拌器可以由電動機通過傳動裝置和減速器傳動。而用于本體聚合時，則可以不設(shè)置攪拌器。以上對本實用新型所提供的一種聚合釜氣相冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本實用新型權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種聚合釜氣相冷卻系統(tǒng)，其特征在于，包括聚合釜(20)和冷凝器(10)，所述聚合釜(20)包括依次相接的釜蓋(21)、釜體(22)、釜底(23);所述釜蓋(21)上設(shè)有供氣化的輕組分排出的出氣口(211)，以及供液化的輕組分進(jìn)入的進(jìn)液口(212);所述冷凝器(10)具有進(jìn)氣口(11)和出液口(14)，所述冷凝器(10)的進(jìn)氣口(11)連通所述出氣口(211)，所述冷凝器(10)的出液口(14)連通所述進(jìn)液口(212);且所述冷凝器(10)設(shè)置于所述聚合釜(20)的上方。
2.如權(quán)利要求I所述的聚合釜氣相冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述聚合釜(20)的出氣口(211)至所述冷凝器(10)的進(jìn)氣口(11)的管路上設(shè)有通斷閥。
3.如權(quán)利要求2所述的聚合釜氣相冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述聚合釜(20)的進(jìn)液口 (212)至所述冷凝器(10)的出液口(14)的管路上設(shè)有通斷閥。
4.如權(quán)利要求3所述的聚合釜氣相冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述聚合釜(20)的出氣口(211)至所述冷凝器(10)的進(jìn)氣口(11)的管路上還設(shè)有壓力表。
5.如權(quán)利要求1-4任一項所述的聚合釜氣相冷卻系統(tǒng)，其特征在于，包括一個以上的所述聚合釜(20)和一個所述冷凝器(10);各所述聚合釜(20)均具有與之對應(yīng)的并設(shè)置于冷凝器(20)中的冷凝管道，與一所述聚合釜(20)對應(yīng)的冷凝管道對應(yīng)一組所述進(jìn)氣口(11)和所述出液口(212)，各所述聚合釜(20)的出氣口(211)和進(jìn)液口(212)分別與所述冷凝器(20)上對應(yīng)的一組進(jìn)氣口(11)和出液口(14)連通。
6.如權(quán)利要求1-4任一項所述的聚合釜氣相冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述聚合釜(20)內(nèi)設(shè)有攪拌器。
專利摘要本實用新型公開了一種聚合釜氣相冷卻系統(tǒng)，包括聚合釜和冷凝器，所述聚合釜的上端設(shè)有供氣化的輕組分排出的出氣口，以及供液化的輕組分進(jìn)入的進(jìn)液口；所述冷凝器的進(jìn)氣口連通所述出氣口，所述冷凝器的出液口連通所述進(jìn)液口；且所述冷凝器設(shè)置于所述聚合釜的上方。該聚合釜氣相冷卻系統(tǒng)中，原料在聚合釜內(nèi)反應(yīng)放熱而使壓力和溫度同步升高時，氣化的輕組分可以排出并經(jīng)冷凝器冷凝為液態(tài)后回流至聚合釜，從而降低了聚合釜內(nèi)的壓力，相應(yīng)地，也降低了聚合釜內(nèi)的溫度，從而保證原料能夠始終在恒定的壓力和溫度范圍內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，進(jìn)而確保反應(yīng)的正常進(jìn)行。
文檔編號B01J3/04GK202700462SQ201220358328
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月23日
發(fā)明者李鴻 申請人:撫順齊隆化工有限公司