[發明專利]低溫等離子體合成氯化聚氯乙烯的噴動床反應器及其方法

有效

• 申請號: 200910092630.5
• 申請日: 2009-09-18
• 公開（公告）號: CN101649010A
• 公開（公告）日: 2010-02-17
• 發明（設計）人: 程易;盧巍;王琦;丁石
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C08F14/06
• 分類號: C08F14/06;C08F8/22
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司
• 代理人: 邸更巖

1.一種低溫等離子體合成氯化聚氯乙烯的噴動床反應器，該噴動床反應器包括反應器主體(7)，設置在反應器主體下部的原料氣入口(13)、原料氣體分布器(8)和產品出料口(10)，設置在反應器主體上部的聚氯乙烯原料進料口(12)，設置在反應器主體頂部的氣固分離區(2)和氣固分離裝置(1)，其特征在于：在所述的反應器主體內部設有低溫等離子體發生裝置(4)，該低溫等離子體發生裝置將反應器主體內部劃分成低溫等離子體反應區(5)和顆粒下行氯遷移區(6)兩部分，在低溫等離子體發生裝置上部設置顆粒下行擋板(3)，在低溫等離子體發生裝置下部設置松動氣體分布器(9)，該松動氣體分布器與反應器主體內壁和原料氣體分布器(8)相連，在反應器主體底端設置松動氣入口(11)。

2.根據權利要求1所述的一種低溫等離子體合成氯化聚氯乙烯的噴動床反應器，其特征在于：所述低溫等離子體發生裝置所產生的等離子體為介質阻擋放電等離子體、脈沖等離子體、射頻等離子體或微波等離子體；所述低溫等離子體發生裝置采用間歇放電或連續放電方式。

3.一種采用如權利要求1所述噴動床反應器合成氯化聚氯乙烯的方法，其特征在于該方法包括如下步驟：

1)聚氯乙烯顆粒原料由聚氯乙烯原料進料口(12)裝填入反應器，聚氯乙烯顆粒原料的平均粒徑在50～250微米；

2)原料氣由原料氣入口(13)流入，經原料氣體分布器(8)進入低溫等離子體反應區(5)，帶動聚氯乙烯顆粒上行，經過低溫等離子體反應區活化聚氯乙烯顆粒和氯氣，發生氯化反應，聚氯乙烯顆粒在低溫等離子體反應區中上行的停留時間為1s～60s，操作溫度60～120℃，操作壓力0.1～1.5atm；所述原料氣為氯氣或氯氣與惰性氣體的混合氣體，或氯氣、氮氣和氯化氫的混合氣體，或氯氣、惰性氣體和氯化氫的混合氣體；

3)反應得到的氯化聚氯乙烯顆粒和未反應的聚氯乙烯顆粒在顆粒下行擋板(3)處受阻停止上行，進入顆粒下行氯遷移區(6)下行沉降，顆粒在下行過程中與原料氣逆流接觸，進行氯遷移過程，操作溫度保持在60～120℃，操作壓力0.1～1.5atm；

4)松動氣由松動氣入口(11)流入，經松動氣體分布器進入顆粒下行氯遷移區，使沉降下的聚氯乙烯顆粒和氯化聚氯乙烯顆粒松動，在重力作用下流動到原料氣體分布器(8)上，再次被流入的原料氣帶入低溫等離子體反應區(5)，實現顆粒循環氯化；所述的松動氣為氬氣或氮氣；

5)反應后的氣體進入氣固分離區(2)，沉降分離下來的固體顆粒返回反應器進行循環氯化，尾氣經除HCl后，與原料氣混合，部分難以通過重力沉降分離的細顆粒，經氣固分離裝置(1)分離；

6)當產品顆粒的氯含量達到工藝要求時停止通入原料氣和松動氣，采用熱氬氣吹掃產品后，將產品顆粒從產品出料口(10)移出反應器。