[實(shí)用新型]乳液聚合中試實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721759343.1
• 申請(qǐng)日: 2017-12-16
• 公開（公告）號(hào): CN207823014U
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張秀濤;趙麗靜;馮超輝;高領(lǐng);高萬賢;孫銘洲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南萊帕克化工設(shè)備制造有限公司
• 主分類號(hào): B01J19/18
• 分類號(hào): B01J19/18;B01J4/02;C08F2/01
• 代理公司: 鄭州德勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41128
• 代理人: 宋文龍

本實(shí)用新型提供了一種乳液聚合中試實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，它包括反應(yīng)釜、溫度控制裝置和溫度調(diào)節(jié)裝置；所述溫度控制裝置和所述溫度調(diào)節(jié)裝置均與所述反應(yīng)釜相連接。該乳液聚合中試實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)適用于乳液的中試生產(chǎn)過程，不僅可以有效對(duì)乳液聚合過程進(jìn)行控制以研究乳液聚合過程，還可以通過控制溫度調(diào)節(jié)聚合反應(yīng)速率，避免發(fā)生爆聚使實(shí)驗(yàn)過程更加安全。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種化工中試實(shí)驗(yàn)裝置，具體涉及一種乳液聚合中試實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

乳液聚合物作為基礎(chǔ)原料被廣泛應(yīng)用于制備合成纖維、涂料、膠粘劑、絕緣材料等化工領(lǐng)域。為了滿足各化工領(lǐng)域的需求，乳液研發(fā)人員致力于各種性能的乳液。乳液研發(fā)過程一般包括實(shí)驗(yàn)室、中試、試生產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)化四個(gè)階段，其中，中試階段是乳液研發(fā)過程由實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化的過渡階段，中試實(shí)驗(yàn)過程對(duì)乳液合成能否產(chǎn)業(yè)化具有十分重要的影響。

但是，目前中試階段的實(shí)驗(yàn)裝置大多僅是實(shí)驗(yàn)室階段的倍數(shù)放大，其結(jié)構(gòu)簡單，操作十分繁瑣，還需要大量的人力；特別是，中試實(shí)驗(yàn)的冷凝裝置多是采用室溫的水進(jìn)行冷凝，大多只能通過增大冷凝水的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，冷凝水流量小時(shí)無法達(dá)到冷凝效果，冷凝水流量過大時(shí)容易將冷凝器沖開，發(fā)生事故；同時(shí)，中試實(shí)驗(yàn)的進(jìn)料速度要遠(yuǎn)大于實(shí)驗(yàn)室，大量物料進(jìn)行聚合反應(yīng)產(chǎn)生的反應(yīng)熱會(huì)使反應(yīng)體系的溫度急速上升，本領(lǐng)域一般認(rèn)為聚合過程的急速升溫會(huì)對(duì)乳液聚合的分子量和凝膠率造成巨大影響，這種情況是實(shí)驗(yàn)室階段所很難發(fā)生的，其對(duì)乳液聚合的影響大多依賴于理論推測(cè)，而很難驗(yàn)證，因此，開發(fā)一種針對(duì)乳液聚合中試實(shí)驗(yàn)的裝置對(duì)于乳液聚合的理論研究和乳液產(chǎn)業(yè)化均有十分重要的意義。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，從而提供一種乳液聚合中試實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：

一種乳液聚合中試實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，它包括反應(yīng)釜、溫度控制裝置和溫度調(diào)節(jié)裝置；所述反應(yīng)釜用于進(jìn)行乳液聚合反應(yīng)；所述溫度控制裝置用于檢測(cè)所述反應(yīng)釜中當(dāng)前的反應(yīng)溫度和升溫速度，且控制所述溫度調(diào)節(jié)裝置對(duì)所述反應(yīng)釜的內(nèi)部溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

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(yīng)釜的內(nèi)部用于檢測(cè)所述反應(yīng)釜內(nèi)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(jù)所述溫度傳感器檢測(cè)到的溫度數(shù)據(jù)信號(hào)計(jì)算當(dāng)前的升溫速度；所述溫度顯示器與所述處理器相連接，根據(jù)所述處理器的輸出信號(hào)顯示當(dāng)前的溫度和升溫速度。

實(shí)驗(yàn)過程的最初階段一般為單純的加熱升溫，反應(yīng)釜中溫度小于設(shè)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(duì)所述反應(yīng)釜進(jìn)行加熱；當(dāng)升溫至設(shè)定溫度T₁，反應(yīng)釜中開始進(jìn)行聚合反應(yīng)，聚合大量放熱，容易引起反應(yīng)溫度劇烈上升，當(dāng)升溫速度大于設(shè)定升溫速度k（℃/min），所述處理器控制所述溫度調(diào)節(jié)裝置對(duì)所述反應(yīng)釜中的升溫速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，直至所述反應(yīng)釜中聚合反應(yīng)階段穩(wěn)定升溫至設(shè)定溫度T₂，T₂≥T₁，保溫設(shè)定時(shí)間t完成乳液聚合，所述處理器控制所述溫度調(diào)節(jié)裝置輸對(duì)所述反應(yīng)釜進(jìn)行冷卻降溫至設(shè)定溫度T₃，T₂＞T₃，加入其它輔料得到產(chǎn)品。

所述溫度調(diào)節(jié)裝置包括熱源、溫度不同的若干冷源、設(shè)置于所述反應(yīng)釜表面的夾層和設(shè)置于所述反應(yīng)釜內(nèi)壁的盤管，所述盤管緊貼所述反應(yīng)釜內(nèi)壁，所述夾層上設(shè)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(gè)電控閥門連通所述熱源，所述盤管的出口和入口分別通過一個(gè)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(diào)節(jié)過程中，根據(jù)反應(yīng)釜中升溫速度的劇烈程度，選擇某一溫度的冷源和盤管連通對(duì)所述反應(yīng)釜進(jìn)行冷卻；例如當(dāng)升溫速度遠(yuǎn)大于k時(shí)，所述處理器控制電控閥門使溫度較低的冷源和盤管進(jìn)行連通，對(duì)所述反應(yīng)釜的升溫溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)；當(dāng)調(diào)節(jié)至升溫速度比較接近k時(shí)，所述處理器控制電控閥門使溫度較低的冷源盤管斷開，使溫度較高的冷源和盤管進(jìn)行連通，對(duì)所述反應(yīng)釜的升溫溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。