CN101328229B - 一种聚合反应用的聚合管及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种聚合反应用的聚合管及其制备方法。本发明所述的聚合管包括外管和内管，其中内管为聚四氟乙烯管，管壁厚度为2.0～4.0mm，外管和内管之间存在空腔；本发明所述的制备方法包括内管的制备和内、外管连接。本发明的聚合管具有耐聚合油腐蚀、良好的热交换性能、造价低廉、使用寿命长的特点，能够较好地满足对耐腐蚀性和热交换均有工艺要求的场合使用；同时本发明的制备方法具有制备简单、易于操作的特点。

Description

一种聚合反应用的聚合管及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种聚合反应用的聚合管及其制备方法。

背景技术

氟树脂(常称氟塑料)是聚合物结构中含有氟原子的产品总称，其品种繁多，性能优异，已成为当今世界现代工业中许多关键技术不可或缺的材料。聚四氟乙烯(PTFE)是氟塑料的主要品种，其产量约占世界氟塑料总产量约60％～70％。聚四氟乙烯(简称F4)俗称塑料王，是目前世界上化学稳定性能最佳的物质之一。

聚四氟乙烯(PTFE)具有一些特殊性能：(1)高度的化学稳定性，能够承受除了熔融的碱金属、氟化介质以及高于300℃氢氧化钠之外的所有强酸包括王水、强氧化剂、还原剂和各种有机溶剂的作用。(2)使用温度范围广，可达190～60℃。(3)突出的不粘性，已知的固体材料都不能粘附在表面上，是一种表面能最小的固体材料。(4)优异的耐大气老化性能、耐辐照性能和较低的渗透性。(5)良好的电性能，电阻大、介质损耗小、击穿电压高。(6)较好的不燃性，限氧指数在90以下。

碳钢是最常用的金属管道材料。它强度高，使用方便。价格便宜。但是。它的耐腐蚀性能较差，只要稍微有一点带腐蚀性的物质，便会很快受到侵蚀。造成泄漏和报废，使工厂频繁地停工及更换管道。甚至危害到他人的安垒不锈钢具有较强抗腐蚀性能。

不锈钢具有较强抗腐蚀性能，但是，它的抗腐蚀性能依赖于氧化物薄膜的形成，当管内存在高速流体。或波动较大的液体，或流体中硝有微粒磨损时。尤其对于氯离子等还原性强的介质，能很快将其腐蚀。焊缝处的腐蚀更难以解决。

在化工抗腐蚀设备的发展中。聚四氟乙烯(PTFE)由于其卓越的抗腐蚀性能而受到重视。钢衬PTFE抗腐蚀管道是其中一个主要的方面。但是，目前国内这类产品中还有许多关键性技术问题没有解决好，限制了这一产品的应用。

塑料内衬钢管中以PTFE内衬管为代表，将PTFE的抗腐蚀性和钢管的机械强度两方面的优点完美地结合起来，而避免了各自的缺点。较大地扩展了抗腐蚀应用的范围。内衬层F4的生产主要采用缠绕法生产，其成型工艺相对比较复杂，操作不便。

本发明人的研究背景是古马隆连续生产，该生产中有一关键步骤，即聚合反应。在聚合反应中，内管原料聚合油(古马隆+苯乙烯+茚)在三氟化硼(BF₃)的作用下，产生大量的热量，在内、外管之间通以循环冷却水将热量带走。该内管内的介质油具有很强的腐蚀性。

某化工公司85年9月从日本引进的一台连续聚合反应用的聚合管设备，该设备是由5层内外管组成的双重管冷却器，第一层由10根内外管组成。工艺参数：内管通过的介质为聚合油和BF₃混合物，温度：140度。外管通过的介质为常温的清循环水。主要尺寸：D25*D50*L5000，其中；D50外管材质为碳钢，D25内管材质为哈氏B。长期以来，因其价格贵(每根24万元，共计10根)且供货周期长，于2000年改为国产化替代：外管材质不变，内管材质采用不锈钢(SUS316L)表面涂镍磷技术，价格降为5000元/根，内管外径两端直接用焊接方式与外管连接，如图1所示。经过现场实际使用，发现使用寿命短，一般使用寿命在30天左右，不耐聚合油介质腐蚀，一旦内管腐蚀穿孔，内管内介质进入系统，不但腐蚀设备，还要污染整个化产区域的清循环水，造成因设备损坏而停工，要更换聚合反应用的聚合管，严重影响连续性生产，给企业带来不小的经济损失。

因此，本发明旨在提供一种聚合反应用的聚合管，能满足对耐腐蚀性和热交换均有工艺要求的场合使用。同时本发明还旨在提供该种聚合反应用的聚合管的制备方法，该方法工艺简单、操作方便。

发明内容

本发明提供一种聚合反应用的聚合管。

本发明还提供上述聚合反应用的聚合管的制备方法。

本发明的目的是这样实现的：

本发明所述的聚合反应用的聚合管，包括外管和内管，其中，所述的内管为聚四氟乙烯管，管壁厚度为2.0～4.0mm；所述的外管和内管之间存在空腔。聚合反应中，会产生大量的热量，同时聚合油中的古马隆、苯乙烯、茚等具有很强的腐蚀性，管壁太厚则热交换能力差，管壁太薄则不能满足抗腐蚀性能的要求；外管和内管之间通有冷却循环水，将热量不断带走，温度由140℃降至90℃。

根据本发明所述的聚合反应用的聚合管，其中，较好地是，所述的外管选用碳钢。它是最常用的金属管道材料，强度高、使用方便、价格便宜。

根据本发明所述的聚合反应用的聚合管，其中，较好地是，所述的内管采用不锈钢丝网固定聚四氟乙烯。不锈钢丝网能增加管子强度，不会因管子太长而发生挠性变形，同时，不锈钢丝网还有利于提高热交换能力，加快散热，保证生产的正常连续进行。

根据本发明所述的聚合反应用的聚合管，其中，较好地是，所述的外管和内管连接选用法兰。

本发明所述的聚合反应用的聚合管的制备方法，包括内管的制备和内、外管连接，其中，所述的方法包括以下几个步骤：

1、内管的制备，选用内径不同的两根钢管：

(1)将不锈钢丝网贴于内径大的钢管内壁；

(2)将内径小的钢管插入内径大的钢管，并将一端封住；

(3)在两根钢管之间注满聚四氟乙烯粒子料，并将另一端封住；

(4)将上述钢管加热，使聚四氟乙烯粒子料熔化成型；

(5)将两根钢管拨出，余部即为所需的内管；

2、将上述制备的内管翻边与外管连接，两端焊上聚四氟乙烯环。

根据本发明所述的聚合反应用的聚合管的制备方法，其中，较好地是，所述的加热温度为340℃～360℃。

根据本发明所述的聚合反应用的聚合管的制备方法，其中，较好地是，所述的内、外管连接选用法兰连接，内、外管之间形成空腔。内、外管之间的空腔通以循环冷却水，将聚合反应产生的热量带走，温度由140℃降至90℃。

根据本发明所述的聚合反应用的聚合管的制备方法，其中，较好地是，所述的内管的制备形成的管壁厚度为2.0～4.0mm。能够同时满足对热交换性能和抗腐蚀性能的要求。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)聚合管耐聚合油介质的腐蚀，介质温度小于或等于180度时，管子不会发生变形；

(2)内衬不锈钢丝网，可增加管子强度，不会因管子太长而发生挠性变形；

(3)造价低廉，使用寿命长。(9000元/根)

附图的简单说明

图1是原来聚合反应用的聚合管的示意图。

图中1是外管；2是内管；3是外管和内管焊接点；4是法兰。

图2是本发明聚合反应用的聚合管的示意图。

图中1是外管；2是内管；3是内管翻边口；4是法兰。

具体实施方式

下面参照附图，更具体地说明本发明。

实施例1

1、内管的制备：

(1)先选用一根长5000mm、内直径为30mm钢管，将不锈钢丝网折成圆形插入管内，并整形贴壁，两端用点焊固定；

(2)再插入一根长5000mm，外径为25mm的钢管，一端封住；

(3)然后在两根钢管中间，灌满聚四氟乙烯粒子料，另一端也封住；

(4)将上述钢管放进炉子进行加热，温度至340～360℃，使其内聚四氟乙烯粒子料熔化成型；

(5)随后，从炉子内取出，将两根钢管拔出，即完成不锈钢丝网加聚四氟乙烯粒子料制成的内管，内直径25mm，厚度2.5mm。

2、内、外管连接：

将上述制备的内管插入已制好的外管法兰内，两头稍露出，两端焊上预先制成的聚四氟乙烯环，与外管碳钢法兰面紧贴。

本发明人采用不锈钢丝网加聚四氟乙烯粒子料制成的内管替代不锈钢(SUS316L)表面涂镍磷的内管，使用至今，效果良好，未发现有腐蚀现象，满足生产使用要求。

本发明制备的聚合反应用的聚合管耐聚合油腐蚀，介质温度小于或等于180℃时，管子不会发生变形；同时造价低廉、使用寿命长；内衬不锈钢丝网，加强管子强度，也不会因管子太长而发生挠性变形。能够满足对耐腐蚀性和热交换均有工艺要求的场合使用。

Claims (3)

1.一种聚合反应用的聚合管的制备方法，包括内管的制备和内、外管连接，所述的外管和内管之间存在空腔，所述的外管选用碳钢，其特征在于，所述的方法包括以下几个步骤：

(一)内管的制备，选用内径不同的两根钢管：

(1)将不锈钢丝网贴于内径大的钢管内壁；

(2)将内径小的钢管插入内径大的钢管，并将一端封住；

(3)在两根钢管之间注满聚四氟乙烯粒子料，并将另一端封住；

(4)将上述钢管加热，使聚四氟乙烯粒子料熔化成型；

(5)将两根钢管拨出，余部即为所需的内管；

(二)将上述制备的内管翻边与外管法兰连接，两端焊上聚四氟乙烯环。

2.如权利要求1所述的聚合反应用的聚合管的制备方法，其特征在于，所述的加热温度为340℃～360℃。

3.如权利要求1所述的聚合反应用的聚合管的制备方法，其特征在于，所述的内管的制备形成的管壁厚度为2.0～4.0mm。

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