[發明專利]樹脂聚合中試實驗系統

在審

• 申請號: 201711356046.7
• 申請日: 2017-12-16
• 公開（公告）號: CN107983287A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 馮超輝;高領;趙麗靜;張秀濤;高萬賢;孫銘洲
• 申請（專利權）人: 河南萊帕克化工設備制造有限公司
• 主分類號: B01J19/18
• 分類號: B01J19/18;B01J4/02
• 代理公司: 鄭州德勤知識產權代理有限公司41128
• 代理人: 宋文龍

技術領域

本發明涉及一種化工中試實驗裝置，具體涉及一種樹脂聚合中試實驗系統。

背景技術

世界三大合成材料包括合成樹脂、合成橡膠和合成纖維，其中，合成樹脂是產量和消費量最高的合成材料，其作為基礎原料被廣泛應用于制備合成纖維、涂料、膠粘劑、絕緣材料等化工領域。為了滿足各化工領域的需求，樹脂研發人員致力于各種性能的樹脂。樹脂研發過程一般包括實驗室、中試、試生產和產業化四個階段，其中，中試階段是樹脂研發過程由實驗室走向產業化的過渡階段，中試實驗過程對樹脂合成能否產業化具有十分重要的影響。

但是，目前中試階段的實驗裝置大多僅是實驗室階段的倍數放大，結構簡單，操作十分繁瑣，還需要大量的人力；同時，中試實驗裝置由于其自身體積龐大無法放入實驗室通風櫥中，其本身也并未設計通風裝置，嚴重影響中試實驗者的身體健康；最重要的是，中試實驗的進料速度要遠大于實驗室，大量物料進行聚合反應產生的反應熱會使反應體系的溫度急速上升，本領域一般認為聚合過程的急速升溫會對樹脂聚合造成巨大影響，這種情況是實驗室階段所不會發生的，其對樹脂聚合的影響只能依賴于理論推測，而無法驗證，因此，開發一種針對樹脂聚合中試實驗的裝置對于樹脂聚合的理論研究和樹脂產業化均有十分重要的意義。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，從而提供一種樹脂聚合中試實驗系統。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種樹脂聚合中試實驗系統，它包括通風裝置、反應釜、溫度控制裝置和溫度調節裝置；所述反應釜設于所述通風裝置的抽風口下方，避免操作過程中有機氣體在實驗室中逸散，影響實驗人員的身體健康，造成環境污染；所述反應釜用于進行樹脂聚合反應；所述溫度控制裝置用于檢測所述反應釜中當前的反應溫度和升溫速度，且控制所述溫度調節裝置對所述反應釜的內部溫度進行調節。

所述溫度控制裝置包括溫度傳感器、處理器和溫度顯示器；所述溫度傳感器位于所述反應釜的內部用于檢測所述反應釜內部的液體溫度；所述處理器與所述溫度傳感器相連接并根據所述溫度傳感器檢測到的溫度數據信號計算當前的升溫速度；所述溫度顯示器與所述處理器相連接，根據所述處理器的輸出信號顯示當前的溫度和升溫速度。

實驗過程的最初階段一般為單純的加熱升溫，反應釜中溫度小于設定溫度T₁，所述處理器控制電控閥門使熱源與所述夾層連通對所述反應釜進行加熱；當升溫至設定溫度T₁，反應釜中開始進行聚合反應，聚合大量放熱，容易引起反應溫度劇烈上升，當升溫速度大于設定升溫速度k（℃/min），所述處理器控制所述溫度調節裝置對所述反應釜中的升溫速度進行調節，直至所述反應釜中聚合反應階段穩定升溫至設定溫度T₂，T₂≥T₁，保溫設定時間t完成樹脂聚合，所述處理器控制所述溫度調節裝置對所述反應釜進行冷卻降溫至設定溫度T₃，T₃＜T₂，加入其它輔料，得到產品。

所述溫度調節裝置包括熱源、溫度不同的若干冷源、設置于所述反應釜表面的夾層和設置于所述反應釜內壁的若干盤管，各盤管均緊貼所述反應釜內壁，所述盤管設有螺旋空隙，各所述盤管插入相互的螺旋空隙中，所述夾層上設有熱源出口和熱源入口；所述熱源出口和所述熱源入口分別通過一個電控閥門連通所述熱源，各所述盤管的出口和入口分別通過一個電控閥門連通各所述冷源，所述處理器連接各電控閥門并控制其通、斷。調節過程中，根據反應釜中升溫速度的劇烈程度，選擇某一溫度的冷源和全部或部分盤管連通對所述反應釜進行冷卻；具體的，當升溫速度遠大于k時，所述處理器控制電控閥門使溫度較低的冷源和全部盤管進行連通，對所述反應釜的升溫溫度進行調節；當調節至升溫速度比較接近k時，所述處理器控制電控閥門使溫度較低的冷源和全部盤管斷開，使溫度較高的冷源和部分盤管進行連通，對所述反應釜的升溫溫度進行調節。

基于上述，所述熱源包括加熱介質腔和設置在所述加熱介質腔表面的加熱層，所述加熱介質腔與所述熱源出口和所述熱源入口連通，所述加熱介質腔內設有加熱介質，所述加熱介質為水、石蠟油、甘油或硅油。

基于上述，所述冷源包括冷卻介質腔和設置在所述冷卻介質腔表面的冷卻層，所述冷卻介質腔與所述盤管出口和所述盤管入口連通，所述冷卻介質腔內設有冷卻介質，所述冷卻介質為質量分數為15%-25%的氯化鈉水溶液或質量分數為10%-20%的乙醇水溶液。