[發(fā)明專利]氣固法制備氯磺化聚乙烯的流化床反應(yīng)器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210193279.0
• 申請日: 2012-06-12
• 公開（公告）號: CN102698663A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 舒紀恩
• 申請（專利權(quán)）人: 劉文潮;舒紀恩
• 主分類號: B01J8/24
• 分類號: B01J8/24;C08F10/02;C08F8/38
• 代理公司: 北京紐樂康知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 11210
• 代理人: 田磊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化工設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種氣固法制備氯磺化聚乙烯的流化床反應(yīng)器。

背景技術(shù)

氯磺化聚乙烯是高密度聚乙烯用氯置換和少量磺酰基基團加成后改性的彈性體。其著色、耐油、耐熱、抗氧化、耐候、耐腐蝕性、阻燃、耐磨性能良好，用途廣泛。在電線電纜、防水卷材、汽車工業(yè)等領(lǐng)域目前已得到廣泛應(yīng)用，成為常用的特種橡膠。

氣固法是近年來發(fā)展的一種新的氯磺化聚乙烯生產(chǎn)工藝。與傳統(tǒng)的溶劑稀釋的工藝相比，該法比較環(huán)保，而且能耗低。同時，由于體系內(nèi)反應(yīng)溫度控制較困難，反應(yīng)熱不均勻，部分區(qū)域的熱量不易帶走，導(dǎo)致物料相互粘結(jié)，或粘附在反應(yīng)器壁面，產(chǎn)品結(jié)焦、質(zhì)量不穩(wěn)定。在工業(yè)化生產(chǎn)中，人們一直在不斷地研究改進這種技術(shù)，改善產(chǎn)品質(zhì)量。

例如中國專利公開CN1167120A提出一種帶有攪拌器的、固態(tài)共混法制備氯磺化聚乙烯。在恒溫、攪拌及反應(yīng)氣體混合的條件下，進行氯磺化反應(yīng)。反應(yīng)后，經(jīng)除酸凈化處理，產(chǎn)品進行氯和硫含量分析。該法并未對產(chǎn)品物性做出分析。

中國專利公開CN101759819公布了一種氣固法制備氯磺化聚乙烯的裝置，包括流化床、氣體分布板、攪拌器，在紫外光照射的條件下，經(jīng)循環(huán)反應(yīng)氣體流化的物料進行氯磺化反應(yīng)。該裝置紫外燈設(shè)置于反應(yīng)器頂部，對于流化物料下部的區(qū)域難以充分的光線照射。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種氣固法制備氯磺化聚乙烯的流化床反應(yīng)器，使物料在反應(yīng)器徑向和軸向充分流態(tài)化、反應(yīng)控制更為均勻，并克服目前現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種氣固法制備氯磺化聚乙烯的流化床反應(yīng)器，包括流化床反應(yīng)器主體，所述流化床反應(yīng)器主體包括直筒段和反應(yīng)器擴大段，直筒段頂端與反應(yīng)器擴大段底端連接，反應(yīng)器擴大段內(nèi)直徑大于直筒段的內(nèi)直徑，流化床反應(yīng)器主體的底部設(shè)有氣體預(yù)混室，氣體預(yù)混室內(nèi)壁的底部設(shè)有預(yù)分布器，氣體預(yù)混室和流化床反應(yīng)器主體之間設(shè)有多層氣體分布板，所述直筒段內(nèi)中部設(shè)有由若干玻璃管呈環(huán)形布置形成紫外燈玻璃管組或者在所述直筒段內(nèi)壁沿圓周等距徑向開設(shè)有若干個孔，所述孔內(nèi)裝入玻璃管，所述玻璃管內(nèi)插有紫外燈。

優(yōu)選地，所述玻璃管組通過剛性絲線連接在流化床反應(yīng)器主體頂部加料口下的固定環(huán)處。

進一步地，所述氣體分布板的頂面設(shè)有200-300目防漏篩網(wǎng)；多層（可以包括2~5層，最多為5層）氣體分布板上環(huán)形或枝條形分布有若干開孔，其中1~2層開孔率為為0.25%~3%，優(yōu)選為0.5%~5%，更優(yōu)選為1%~3%；3~4層開孔率為為0.5%~10%，優(yōu)選為1%~8%，更優(yōu)選為3%~5%；第5層開孔率為為5%~30%，優(yōu)選為10%~25%，更優(yōu)選為12%~20%；多層氣體分布板上中心區(qū)域至邊沿區(qū)域的開孔率漸進增大。

進一步地，所述氣體分布板上靠近邊沿處開設(shè)有4~10個邊沿孔，所述邊沿孔均平滑焊接有導(dǎo)引管，所述邊沿孔的直徑是氣體分布板上的所述開孔孔徑的6~12倍。

本發(fā)明的有益效果為：

1）在氣固法氯磺化聚乙烯反應(yīng)過程中，均布開孔的多層氣體分布板，具有較低的床層，而且在靠近氣體分布板的位置有較高的固體濃度；采用從中心，沿徑向漸進增加開孔率的設(shè)計，更多的氣量不斷穿越床層，并通過曳力給固體顆粒提供能量，可有效防止固體顆粒的沉降；使流化床層高度上移，較為均勻的分布流化床層內(nèi)部顆粒的固體濃度；

2）同時，在氣體分布板靠近外沿處，開4-10個邊沿孔，并平滑焊接光潔的導(dǎo)引管；水平直管部分的方向，為該點處的切線方向；該進氣為床層的水平方向，引入徑向的氣流，改變流化床內(nèi)的流場；有效防止靠近壁面的顆粒粘附在壁面或沉降，消除整個流化床層的死區(qū)；強化反應(yīng)過程中的傳質(zhì)，使反應(yīng)區(qū)域內(nèi)的熱量均勻分布，并及時隨氣流帶走；避免顆粒粘附、沉降導(dǎo)致熱量無法及時帶走，溫度升高，產(chǎn)生炭化的黑點雜質(zhì)；

3）采用多層氣體分布板并漸進增加開孔率的設(shè)計，不僅可以保證氯化聚乙烯及反應(yīng)產(chǎn)物氯磺化聚乙烯顆粒均勻流化，其允許壓降，在床層氣體0.1-0.6m/s的氣體流速下，可以根據(jù)生產(chǎn)調(diào)節(jié)負荷；在較高的靜床層高度，仍可通過較高的氣體流速，通過更大的流化床層高度，達到固體顆粒均勻流化；而對于較低的靜床層高度，可以選擇較低的氣體流速，在更低的流化床層高度，就可實現(xiàn)固體顆粒均勻流化；

4）本發(fā)明將環(huán)形紫外燈玻璃管組安放在流化床層固體濃度較高的區(qū)域，保證周圍的物料都能充分得到光線的照射，使反應(yīng)均勻發(fā)生，此外，當觀察到紫外燈玻璃管組被物料包裹而不能正常照射時，從加料口緩慢提升取出紫外燈玻璃管組，清理干凈后，再安放回原處。