聚合反應(yīng)工程之聚合反應(yīng)器

關(guān)于聚合反應(yīng)工程之聚合反應(yīng)器第1頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五一、概述大型的聚合物生產(chǎn)工業(yè)，通常由原料準(zhǔn)備與精制、引發(fā)劑(或催化劑)配制、聚合、分離、后處理及回收等六個(gè)工藝過(guò)程所組成。聚合物品種不一樣，生產(chǎn)工藝條件不同，輔助過(guò)程的重要性會(huì)有所差異，但聚合過(guò)程總是整個(gè)工藝過(guò)程的核心。而聚合反應(yīng)器則是核心中的核心。第2頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五采用不同的聚合反應(yīng)器會(huì)對(duì)聚合產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和性能產(chǎn)生顯著的影響。另一方面，不同的聚合反應(yīng)機(jī)理對(duì)于單體、引發(fā)劑(或催化劑)和反應(yīng)介質(zhì)的要求各不一致。所以，實(shí)現(xiàn)這些聚合過(guò)程要采用不同的聚合方法。因而，聚合操作方式和聚合反應(yīng)器的選定，又和聚合方法密切相關(guān)。第3頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五第一節(jié)工業(yè)聚合方法第4頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五聚合方法的選擇除了要考慮單體的化學(xué)特性，傳熱方式，聚合物的特性，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量要求外，能否實(shí)現(xiàn)大型化，連續(xù)化，聚合反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)與特性也要予以考慮。工業(yè)上常用的聚合方法有本體聚合懸浮聚合乳液聚合溶液聚合。第5頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五

1．本體聚合

最大特點(diǎn)是在聚合過(guò)程中，除引發(fā)劑外不須加入分散劑、乳化劑等助劑或溶劑。所以，產(chǎn)品的純度高。與其他聚合方法相比，還具有以下優(yōu)點(diǎn)工藝流程簡(jiǎn)單能耗低成本低對(duì)環(huán)境的污染低反應(yīng)器利用率高。它是所有聚合方法中最好的。表l為苯乙烯本體聚合與懸浮聚合的比較?？梢钥闯觯谕瑯拥纳a(chǎn)規(guī)模下，本體法的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)明顯優(yōu)于懸浮法。第6頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五表1.本體法與懸浮法聚苯乙烯工藝

技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較項(xiàng)目本體法懸浮法項(xiàng)目本體法懸浮法規(guī)模，104t/a4.54.5產(chǎn)品揮發(fā)物/％0.05-0.10.1-0.5總投資，萬(wàn)美元9101230能耗，kJ×104/t256-258871總成本，美分/kg2630.3設(shè)備材料少量不銹鋼50％不銹鋼原料成本9.310污水量，t/t0.023.4公用工程成本0.10.3第7頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五本體聚合困難的問(wèn)題是如何及時(shí)、有效地移走反應(yīng)放出的大量反應(yīng)熱。特別在反應(yīng)后期，轉(zhuǎn)化率高，反應(yīng)體系的粘度劇增，造成混合、傳熱困難，反應(yīng)情況惡化。如果不能及時(shí)帶出反應(yīng)熱，就會(huì)使體系溫度上升，聚合度下降，聚合度分布加寬，副反應(yīng)增加。嚴(yán)重的還會(huì)出現(xiàn)因反應(yīng)溫度無(wú)法控制而產(chǎn)生爆聚的理象。所以傳熱問(wèn)題成為本體聚合能否實(shí)現(xiàn)工業(yè)化及放大的關(guān)鍵因素之一。工業(yè)上常采用二段分步聚合來(lái)解決傳熱與混合問(wèn)題。第8頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五第一階段為預(yù)聚合，此時(shí)轉(zhuǎn)化率可控制得低一點(diǎn)。反應(yīng)器可采用攪拌釜式反應(yīng)器。小型本體聚合可采用間歇攪拌釜。大型本體聚合裝置可采用連續(xù)攪拌釜。經(jīng)預(yù)聚后，體系中單體濃度已經(jīng)降低，反應(yīng)速率漸趨緩慢，放熱速率亦隨之減慢，甚至有時(shí)還需要外部供給反應(yīng)體系以熱量。這時(shí)反應(yīng)進(jìn)入第二階段即后聚合階段。此時(shí)采用的反應(yīng)器為塔式反應(yīng)器或特殊類型的聚合反應(yīng)器。第9頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五但不論怎樣，本體聚合終因反應(yīng)前后的溫度變化太大而使產(chǎn)物的聚合度分布拉寬，產(chǎn)物的性能變差。但是從本質(zhì)上來(lái)看，本體聚合是一種最簡(jiǎn)單的聚合體系，幾乎所有的聚合物均可用此法制備，所以它的通用性很強(qiáng)，有可能發(fā)展成為最簡(jiǎn)單的工業(yè)聚合方法。即使目前本體聚合在技術(shù)上、安全上還存在問(wèn)題，但隨著聚合反應(yīng)器設(shè)計(jì)的不斷完善，控制技術(shù)的不斷進(jìn)步，本體聚合將會(huì)成為一種最主要的工業(yè)聚合方法。第10頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五2．懸浮聚合

懸浮聚合的機(jī)理與本體聚合相同，只是把單體分散成液滴懸浮于水中進(jìn)行聚合。這樣傳熱問(wèn)題就容易解決，但設(shè)備的生產(chǎn)能力就相應(yīng)減小了。另外聚合過(guò)程中要加入分散劑來(lái)穩(wěn)定液滴，這就增加了后處理設(shè)備。懸浮聚合產(chǎn)品的純度高工藝過(guò)程的簡(jiǎn)單程度僅次于本體聚合它的主要缺點(diǎn)是第11頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五(1)不易實(shí)現(xiàn)連續(xù)化主要原因是聚合物粒子在一定的轉(zhuǎn)化范圍內(nèi)是發(fā)粘的，易于粘在反應(yīng)器的壁面，通過(guò)攪拌可以防止或減輕粘壁。而在連續(xù)懸浮聚合時(shí)，釜與釜間輸送物料的管道由于沒(méi)有攪拌，粒子很易粘于管壁，最終堵塞管道，使操作無(wú)法進(jìn)行。(2)通用性差只適用于特殊的單體-引發(fā)劑體系。因?yàn)閼腋【酆系倪B續(xù)相用水，當(dāng)使用的引發(fā)劑(或催化劑)遇水會(huì)分解時(shí)，就不能采用。懸浮聚合最常用的反應(yīng)器為攪拌釜第12頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五3．乳液聚合乳液聚合是在乳膠粒中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)速率高，產(chǎn)物聚合度高，乳液聚合也是用水作連續(xù)相，所以傳熱問(wèn)題也易于解決。為了穩(wěn)定乳液，必須在聚合體系中加入多種配合劑，而有些配合劑很難從產(chǎn)物中去除。故乳液聚合的產(chǎn)品使用于制品純度要求不高的場(chǎng)合。目前大部分乳液聚合過(guò)程實(shí)現(xiàn)了大型化、連續(xù)化。如丁苯橡膠等。第13頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五乳液聚合的主要缺點(diǎn)

(1)為了去除聚合過(guò)程中加入的各種配合劑，使后處理過(guò)程變得復(fù)雜設(shè)備投資增加生產(chǎn)成本提高。(2)通用性不強(qiáng)(3)廢水的污染嚴(yán)重?cái)嚢韪侨橐壕酆献畛Ｓ玫姆磻?yīng)器。第14頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五4．溶液聚合

近年來(lái)，溶液聚合的應(yīng)用越來(lái)越多，特別是在離子型聚合中。由于溶劑的使用，體系的粘度減小，有利于物料的混合與傳熱。溶液聚合的主要缺點(diǎn)是：

(1)由于使用溶劑，增加了溶劑的回收與處理設(shè)備

(2)有時(shí)溶劑會(huì)發(fā)生鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)，所以產(chǎn)品的分子量較低

(3)溶劑污染比較嚴(yán)重但是溶液聚合的通用性強(qiáng)，易于實(shí)現(xiàn)大型化、連續(xù)化。雖然目前溶液聚合技術(shù)還不完善，但從發(fā)展角度來(lái)看，具有良好的發(fā)展前景。第15頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五四種工業(yè)聚合方法的比較懸浮聚合和乳液聚合過(guò)程已發(fā)展得相當(dāng)完善，實(shí)現(xiàn)了大型化，成本已接近極限，且方法的通用性小。從技術(shù)上看，進(jìn)一步發(fā)展的可能性較小，在今后可能只是作為特定聚合物的生產(chǎn)過(guò)程。而本體聚合和溶液聚合過(guò)程，當(dāng)前雖然還有許多技術(shù)上的問(wèn)題有待解決，但因兩法的通用性強(qiáng)。所以，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，聚合物制造過(guò)程會(huì)逐漸向本體聚合和溶液聚合發(fā)展。第16頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五第二節(jié)聚合反應(yīng)器聚合反應(yīng)器按其型式可分為以下四種釜式塔式管式特殊型據(jù)統(tǒng)計(jì)在聚合物生產(chǎn)中約有70％采用攪拌釜，這是應(yīng)用最廣的聚合反應(yīng)器。而塔式、特殊型聚合反應(yīng)器則主要用于高粘度聚合體系中。第17頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五一、釜式聚合反應(yīng)器釜式聚合反應(yīng)器是一種形式多變的聚合裝置，它廣泛應(yīng)用于低粘度的懸浮聚合、乳液聚合過(guò)程。也能用于高粘度的本體聚合和溶液聚合過(guò)程。從操作方式來(lái)看它能進(jìn)行間歇、半連續(xù)、單釜和多釜連續(xù)操作，以滿足不同聚合過(guò)程的要求。為保證釜中物料的流動(dòng)、混合與傳熱，液體的分散或固體物料的均勻懸浮，釜中設(shè)有攪拌裝置。第18頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五通用型釜式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)第19頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五釜式聚合反應(yīng)器以立式最為常見(jiàn)，但隨著聚合反應(yīng)器的大型化，為了減少攪拌軸的振動(dòng)和提高密封性能，可將頂伸式攪拌裝置改為底伸式。圖1釜式聚合反應(yīng)器示意圖

a.頂伸式b.底伸式

第20頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五適用于高粘體系的特殊結(jié)構(gòu)

釜式反應(yīng)器

Crawford-Russell反應(yīng)器采用螺桿加導(dǎo)流筒，使反應(yīng)物料在釜內(nèi)進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)。為減輕物料停留在器壁而使傳熱能力減小，反應(yīng)器中裝有刮壁裝置，軸每轉(zhuǎn)一周，上下的刮片便將器壁上的聚合物刮掉一次，大大提高傳熱效率。能處理粘度高達(dá)1000Pa·s左右的反應(yīng)液。圖2.Crawford-Russell反應(yīng)器第21頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五BethlehemCorp開(kāi)發(fā)的反應(yīng)器可在100Pa·s以下操作，反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有螺桿導(dǎo)流筒。筒外有與螺桿傾角相反的螺帶攪拌槳。整個(gè)反應(yīng)器用圓盤形擋板分離成二段。擋板與反應(yīng)器壁間存在間隙，物料可在各段內(nèi)分別循環(huán)，并由下而上通過(guò)間隙進(jìn)入另一段。此反應(yīng)器也可水平操作，成為臥式反應(yīng)器。

BethlehemCorp型特種反應(yīng)器

第22頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五臥式攪拌釜，己成功地應(yīng)用于聚氯乙烯的本體法生產(chǎn)中。圖4.臥式聚合反應(yīng)器第23頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五釜式反應(yīng)器的操作條件可在很廣的范圍內(nèi)變化。如容積可從數(shù)立方米到數(shù)百立方米反應(yīng)溫度可從零下幾十度至數(shù)百度壓力可從真空到數(shù)百大氣壓粘度可從10-3Pa·s至上千Pa·s通常釜式反應(yīng)器是從產(chǎn)量來(lái)定反應(yīng)器容積、從工藝要求來(lái)選定溫度、壓力、從反應(yīng)物的腐蝕性能來(lái)選定反應(yīng)器材質(zhì)、依反應(yīng)物的物性及攪拌目的(如除熱速度、粒子的懸浮、氣體的分散等)選定攪拌槳葉的形式。至于攪拌強(qiáng)度按不同的操作，對(duì)的低粘度體系要求Pv為0.1-2kw/m3，高粘體系Pv為數(shù)kw/m3至數(shù)十kw/m3。第24頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五二、塔式聚合反應(yīng)器與釜式聚合反應(yīng)器比較，塔式聚合反應(yīng)器構(gòu)造簡(jiǎn)單，形式較少。這種反應(yīng)裝置一般作為均相系統(tǒng)中處理高粘度反應(yīng)物料用在塔式反應(yīng)器中，物料的流動(dòng)接近平推流，返混程度不太大可根據(jù)加料速度大小來(lái)控制物料在塔內(nèi)的停留時(shí)間可按工藝要求來(lái)分段控制溫度在無(wú)攪拌裝置的塔式反應(yīng)器內(nèi)，為了減少物料的返混，使物料接近于平推流，通常在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置各種形式的擋板，擋板之間的間隔一般小于1/2塔徑。第25頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五塔式反應(yīng)器在放大時(shí)，隨塔徑的增加，比表面積減小。為保證傳熱的需要，常在反應(yīng)器內(nèi)加有附屬的傳熱構(gòu)件，這樣有時(shí)也會(huì)使反應(yīng)器變得十分復(fù)雜。塔式反應(yīng)器主要是從苯乙烯本體聚合和己內(nèi)酰胺的聚合工藝上發(fā)展起來(lái)的。圖5-6為苯乙烯本體聚合所用的塔式反應(yīng)器。第26頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五圖5.苯乙烯本體聚合反應(yīng)器

(帶攪拌)

第27頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五圖.6打蛋機(jī)型反應(yīng)器

第28頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五圖5所示的塔式反應(yīng)器內(nèi)物料被多層攪拌槳緩慢攪動(dòng)，以防物料形成溝流，促進(jìn)物料形成平推流，并有助于傳熱。鄰近的槳葉間有水平的冷卻排管以控制溫度打蛋機(jī)型反應(yīng)器內(nèi)有二根帶槳葉的攪拌軸，二軸以相反的方向旋轉(zhuǎn)以加強(qiáng)攪拌效果。以上二種塔式反應(yīng)器屬于帶攪拌型的而用于己內(nèi)酰胺連續(xù)縮聚的VK塔則屬于無(wú)攪拌的塔式反應(yīng)器，如圖7所示。第29頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五己內(nèi)酰胺連續(xù)縮聚VK塔(管)

塔內(nèi)裝有多層擋板(多孔板或具有環(huán)狀間隙的管)把塔分割成多段。由于沒(méi)有攪拌裝置，使塔中心和塔壁閃的溫差可達(dá)數(shù)十度，造成產(chǎn)品質(zhì)量變差。第30頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五三、管式聚合反應(yīng)器管式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，單位體積所具有的傳熱面大，適用作高溫、高壓的聚合反應(yīng)器。主要缺點(diǎn)是容易發(fā)生聚合物粘壁現(xiàn)象，造成管子堵塞。其次是當(dāng)物料的粘度很大時(shí)，壓力損失也大。由于在管子長(zhǎng)度方向上溫度、壓力、組分濃度等反應(yīng)參數(shù)不能保持一致，故此類反應(yīng)器在流動(dòng)方向上產(chǎn)生參數(shù)分布。第31頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五由于以上缺點(diǎn)，管式反應(yīng)器在聚合物生產(chǎn)中使用很少。高壓聚乙烯及中壓法聚烯輕是這類反應(yīng)器在聚合物生產(chǎn)個(gè)的少數(shù)幾個(gè)例子。高壓聚乙烯所用的反應(yīng)器長(zhǎng)/徑比約為250～12000。反應(yīng)管卷成螺旋狀，長(zhǎng)度為數(shù)百米至上千米。整個(gè)反應(yīng)管由預(yù)熱、反應(yīng)、冷卻三段所組成，面實(shí)際上反應(yīng)段僅占很短一部分，而管長(zhǎng)中的大部分是用作預(yù)熱與冷卻所需。第32頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五環(huán)管式反應(yīng)器

環(huán)管式反應(yīng)器在中壓法聚烯烴中得到應(yīng)用。兩個(gè)互相串接的環(huán)形管路，并立在兩個(gè)垂直的平面內(nèi)。反應(yīng)器由碳鋼管、法蘭和彎頭組成。反應(yīng)器內(nèi)裝有的流泵，使物料在裝置內(nèi)循環(huán)。生成的聚合物經(jīng)特殊設(shè)計(jì)的出料閥,借自身的壓力排出器外。為了控制溫度，環(huán)管外有夾套，內(nèi)通冷卻介質(zhì)以移出反應(yīng)熱。目前環(huán)管反應(yīng)器的容積可達(dá)20～100m3，管長(zhǎng)約為l00～150m。第33頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五雙環(huán)管式聚合反應(yīng)器示意圖第34頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五采用環(huán)管反應(yīng)器有如下優(yōu)點(diǎn)：(1)單位體積的傳熱面可達(dá)6.5～7m2/m3，只要用冷卻水夾套即可滿足傳熱要求，故能耗較低(2)單位體積生產(chǎn)能力高，如一臺(tái)66m3的雙環(huán)管反應(yīng)器年生產(chǎn)能力可達(dá)4.5萬(wàn)噸左右，高于釜式反應(yīng)器(3)反應(yīng)物料在高速循環(huán)泵的推動(dòng)下，物料流動(dòng)線速度可達(dá)8m/s，有效防止了聚合物在管壁上的沉積，進(jìn)一步強(qiáng)化傳熱，并使聚合物凝膠含量下降(4)反應(yīng)單程轉(zhuǎn)化高(可達(dá)95％以上)，減少單體的循環(huán)量(5)物料在反應(yīng)器內(nèi)停留時(shí)間短，有利于不同牌號(hào)聚合物的生產(chǎn)切換。第35頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五四、特殊型聚合反應(yīng)器在本體聚合和縮聚反應(yīng)的后期，反應(yīng)物料的粘度可達(dá)500～1000Pa·s，甚至高達(dá)5000Pa·s，此時(shí)上述三類反應(yīng)器難以適應(yīng)工藝要求，故必須使用特殊型聚合反應(yīng)器。此類反應(yīng)器主要用于脫單體和后聚合反應(yīng)器。按反應(yīng)物料在反應(yīng)器內(nèi)滯留量的大小，可以分為：1．低滯液量型反應(yīng)器2．高滯液量型反應(yīng)器

第36頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五1．低滯液量型反應(yīng)器物料在反應(yīng)器中停留時(shí)間一般在10-20min以下。主要型式有螺桿型反應(yīng)器及薄膜型反應(yīng)器(1)螺桿型反應(yīng)器有單螺桿與雙螺桿之分：?jiǎn)温輻U擠出型反應(yīng)器可處理粘度低于100Pa·s的物料，物料停留時(shí)間較長(zhǎng)，傳熱效率低。雙螺桿擠出型反應(yīng)器可處理粘度高于1000Pa·的物料，停留時(shí)間可在0.5h內(nèi)，傳熱效率高，可防止聚合物降解。第37頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五雙螺桿型擠出反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖

第38頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五薄膜型反應(yīng)器

物料在高速旋轉(zhuǎn)的攪拌槳葉與固定壁間形成薄膜，以利單體和溶劑蒸發(fā)。薄膜反應(yīng)器的特點(diǎn)是傳熱系數(shù)大、擴(kuò)散距離短、表面更新好、停留時(shí)間短物料無(wú)局部過(guò)熱。離心薄膜反應(yīng)器可應(yīng)用于粘度為50Pa·s的體系Luwa型豎形薄膜反應(yīng)器，可滿足粘度為500～1000Pa·s體系的傳質(zhì)要求。

第39頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五離心薄膜反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖

第40頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五Luwa薄膜反應(yīng)器

第41頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五2．高滯液量型反應(yīng)器

因物料在反應(yīng)器內(nèi)停留時(shí)間約在1小時(shí)以上，致使反應(yīng)器內(nèi)滯液量大，難以形成薄膜，而需依賴物料的表面更新來(lái)達(dá)到工藝要求，故此類反應(yīng)器屬表面更新型反應(yīng)器。第42頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五不同型式的高滯液量型反應(yīng)器Zimmer單軸型

第43頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五日立雙軸型

第44頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五雙軸多回轉(zhuǎn)圓盤型

第45頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五ICI

雙軸型

第46頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五由圖可見(jiàn)，表面更新型反應(yīng)器主要為臥式，有單軸與雙軸之分。單軸式的缺點(diǎn)是由于不能對(duì)所通過(guò)的全部物料都起充分的剪切作用，易形成死角。在軸附近剪切難以達(dá)到，所以會(huì)使聚合物粘附于軸上。雙軸式由于旋轉(zhuǎn)體(槳葉)相互嚙合，不易形成死角。第47頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五新型聚合反應(yīng)器

釜式、塔式及特殊型反應(yīng)器是廣泛應(yīng)用于聚合物生產(chǎn)中的幾類聚合反應(yīng)器。但隨著新聚合方法的開(kāi)發(fā)，出現(xiàn)了一些新型聚合反應(yīng)器與之相適應(yīng)，如烯烴(乙烯、丙烯)的聚合由傳統(tǒng)的溶液法、淤漿法轉(zhuǎn)向氣相法，而反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)由釜式轉(zhuǎn)化為流化床反應(yīng)器。氣相法聚合時(shí)氣相單體直接反應(yīng)生成固體聚合物顆粒。相應(yīng)的聚合反應(yīng)器形式有流化床反應(yīng)器及攪拌床反應(yīng)器。第48頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五烯烴氣相聚合用流化床反應(yīng)器

第49頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五丙烯氣相聚合攪拌床結(jié)構(gòu)示意圖

(a)變形錨式(b)螺帶式

第50頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五攪拌具有以下目的促進(jìn)氣體分散促進(jìn)聚合物粉體間的混合防止粒子間的粘結(jié)。但因受槳葉旋轉(zhuǎn)的影響，有離心力作用于聚合物粒子，造成氣體易于穿過(guò)反應(yīng)器中心部分，造成反應(yīng)不良。因而，須對(duì)攪拌槳葉形式加以選擇。第51頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五BASF公司發(fā)表了二種槳葉的改進(jìn)形式1）變形錨式槳有特殊的幾何形狀，隨著槳葉的轉(zhuǎn)動(dòng)，把聚合物粒子導(dǎo)向中心。槳葉前端成銳角，有強(qiáng)的剪切作用。槳葉二邊成不對(duì)稱形，以促進(jìn)反應(yīng)層內(nèi)氣固二相均勻混合，并可改善器壁附近粒子的流動(dòng)，防止因靜電而使聚合物粒子粘壁。2）螺帶型漿葉斷面為三角形，以防氣體在槳葉下面滯留，且可將粒子導(dǎo)向中心。

第52頁(yè)，共58頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)57分，星期五第三節(jié)聚合反應(yīng)器選擇原則1．充分考慮并滿足聚合反應(yīng)的特性同一種聚合物可以用不同的聚合方法生產(chǎn)，但在決定采用何種方法前，應(yīng)考慮采用何種催化劑(或引發(fā)劑)。聚合速率