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专利名称：合成树脂聚合反应热的测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种合成树脂聚合反应热的测量装置，属于精细化工技术领域。
背景技术：
在精细化工合成树脂的生产中，为了设计聚合反应器及控制聚合反应，都需要有聚合反应的反应热数据。但至今与聚合反应过程有关的化工基础数据少，可靠性差，尤其是聚合反应的反应热缺乏。同时由于聚合反应热随着聚合度提高，单体与聚合物构成的混合物黏度增加，对物料的流动、搅拌、混合、传热、传质过程都带来了极大的困难，聚合反应器中物料很难达到“理想混合”状态，因此工业生产数据与实验室数据差别很大。为了获得工业装置的设计参数，设计一套合成树脂的生产装置来测量聚合反应热，对工业生产是具有现实意义的。对设计的工业装置进行热量衡算如下热量衡算方程式积累=输入一输出+生成一消耗(1)稳态时，积累为零，因此，每批物料聚合反应时的热量衡算为Qf + Qk +Q^ =Qc + Qi+Q2 + Q3+Qm(2)式中QF_单体、溶剂、催化剂输入热量，基准温度25°C时，Qf=OQh—聚合反应的加热量，kj/批Qk = wCm(tS-tIS)(3)聚合反应起始温度，°C、5—基准温度，25°CW—单体、溶剂、催化剂总质量，kg/批Cpm—混合物比热容，kj/kg. °CQ &一聚合反应热，kj/批Q反=n(-mr.)(4)η—聚合反应加入的单体量，mol/批(-AHr) —聚合反应的反应热，kj/molQe—横冷凝器移走热量，kj/批Qc=WcCfQfil)(5)W。一冷却水量，kg/批Cp——水的比热容，kj/kg. °Ctpt2—横冷凝器进出口冷却水温度，°C仏一单体溶剂，催化剂混合物升温至聚合反应起始温度所需热量[0026]Q1 = WCpm(t& -i2i;) = Qk(6)Q2_聚合反应后单体与聚合物升至最终温度所需热量C2 ^js( -Is)(7)Wp+单体与聚合物等混合物量，kg/批Wp =W-W1(8)W—单体、溶剂、催化剂总质量，kg/批W1+聚合时生成的水量，相当于排出的水量W·，kg/批Cpm—单体与聚合物混合物的比热容，kj/kg. °C聚合结束时，聚合反应器的物料温度，°CQ3_低分子物质，如水排出系统所带走的热量，kj/批β3 = WmoC￥ — hs)(9)—排出水量，kg/批t 一油水分离器处水的温度，V热量消耗，约为聚合反应热的5 10%，由此得fig =Qc+Q2+Q3+Q (10)根据式(4)(-AHiO=Qk hi kj/mol(11)由此可得聚合反应热(-AHr)，kJ/mol。由于缺乏合成树脂的比热容，计算的聚合反应热误差为5 10%，可以满足工程设计的要求。
发明内容本实用新型的目的是根据化学工程传热的基本原理，设计合成树脂聚合反应热的测量装置，用以测量精细化工产品合成树脂涂料，胶黏剂等合成树脂生产过程中的聚合反应热，以为设计这一类聚合反应器装置提供可靠的设计参数。为了达到上述目的，本实用新型提供了一种合成树脂聚合反应热的测量装置，其特征在于，包括聚合反应器，聚合反应器连接填料蒸馏柱的入口，填料蒸馏柱的出口连接横冷凝器，横冷凝器连接油水分离器，油水分离器的水出口连接称量装置，油水分离器的油出口连接填料蒸馏柱的入口，聚合反应器内设有温度测量计，横冷凝器的冷却水进口和出口皆设有温度测量计，横冷凝器的冷却水出口设有流量计，油水分离器的水出口设有温度测量计。所述的聚合反应器内设有桨式搅拌器，聚合反应器外设有夹套换热装置和半管式换热装置。本实用新型的优点为设计的测量装置与工业装置相近，测量的聚合反应热数据可靠。

图1为合成树脂聚合反应热的测量装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例来具体说明本实用新型。 实施例如图1所示，为合成树脂聚合反应热的测量装置结构示意图，所述的合成树脂聚合反应热的测量装置包括聚合反应器(容积lm3，材质SUS304)R101，所述的聚合反应器RlOl 内设有桨式搅拌器，聚合反应器RlOl外设有夹套换热装置H102和半管式换热装置H103， 聚合反应器RlOl连接填料蒸馏柱(Φ 50 X 1000mm，材质SUS304，填充拉西环填料)DlOl的入口，填料蒸馏柱DlOl的出口连接横冷凝器(传热面积为6m2，材质SUS304)H101，横冷凝器HlOl连接油水分离器(10L，材质SUS304)S101，油水分离器SlOl的水出口连接称量装置 W101，油水分离器SlOl的油出口连接填料蒸馏柱DlOl的入口，聚合反应器RlOl内设有温度测量计，横冷凝器HlOl的冷却水进口和出口皆设有温度测量计，横冷凝器HlOl的冷却水出口设有流量计，油水分离器SlOl的水出口设有温度测量计。使用时，单体、溶剂及催化剂由反应器第一进口 1、第二进口 2，第三进口 3处分别加入，启动搅拌，由夹套换热装置H102和半管式换热装置H103通入热媒升温，当达到一定温度后开始聚合反应，反应后溶剂与水形成共沸混合物蒸出，通过填料蒸馏柱DlOl进入横冷凝器HlOl冷却，溶剂和水液体流入油水分离器S101，溶剂返回填料蒸馏柱D101，而水与溶剂分开后排出，直至聚合反应结束。在合成过程中，测定横冷凝器冷却水进出口温度t1; t2，冷却水流量Wc(总量/批)， 聚合反应中排出的水量评-(总量/批)以及其排水温度t。根据聚合反应热的计算式及测定的数据，由式(5)计算Qc，已知单体等总质量W，查阅有关物料的Cpm，由式(7)计算Q2, 由式(9)计算( ，由式(10)计算聚合反应放出的热量Qfi，最后由式(11)得聚合反应热(一 δηγ)0
权利要求1.一种合成树脂聚合反应热的测量装置，其特征在于，包括聚合反应器(R101)，聚合反应器(RlOl)连接填料蒸馏柱(DlOl)的入口，填料蒸馏柱(DlOl)的出口连接横冷凝器 (H101)，横冷凝器(HlOl)连接油水分离器(S101)，油水分离器(SlOl)的水出口连接称量装置(W101)，油水分离器(SlOl)的油出口连接填料蒸馏柱(DlOl)的入口，聚合反应器(RlOl) 内设有温度测量计，横冷凝器(HlOl)的冷却水进口和出口皆设有温度测量计，横冷凝器 (HlOl)的冷却水出口设有流量计，油水分离器(SlOl)的水出口设有温度测量计。
2.如权利要求1所述的合成树脂聚合反应热的测量装置，其特征在于，所述的聚合反应器(RlOl)内设有桨式搅拌器，聚合反应器(RlOl)外设有夹套换热装置(H102)和半管式换热装置(H103)。
专利摘要本实用新型提供了一种合成树脂聚合反应热的测量装置，其特征在于，包括聚合反应器，聚合反应器连接填料蒸馏柱的入口，填料蒸馏柱的出口连接横冷凝器，横冷凝器连接油水分离器，油水分离器的水出口连接称量装置，油水分离器的油出口连接填料蒸馏柱的入口，聚合反应器内设有温度测量计，横冷凝器的冷却水进口和出口皆设有温度测量计，横冷凝器的冷却水出口设有流量计，油水分离器的水出口设有温度测量计。本实用新型的优点为设计的测量装置与工业装置相近，测量的聚合反应热数据可靠。
文档编号G01N25/48GK202210086SQ201120321140
公开日2012年5月2日 申请日期2011年8月30日 优先权日2011年8月30日
发明者吴嘉乐, 宣剑国, 潘新 申请人:中国海诚工程科技股份有限公司