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CN111704694B - 乳液型聚合物的连续生产工艺和连续生产装置及其应用 - Google Patents

乳液型聚合物的连续生产工艺和连续生产装置及其应用 Download PDF

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CN111704694B CN202010628248.8A CN202010628248A CN111704694B CN 111704694 B CN111704694 B CN 111704694B CN 202010628248 A CN202010628248 A CN 202010628248A CN 111704694 B CN111704694 B CN 111704694B
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Abstract

本发明提供了乳液型聚合物的连续生产工艺和连续生产装置及其应用，先制备乳液，再将乳液和氧化剂混合输送至管式连续反应器，同时分开输入还原剂，可以防止早期聚合，本发明的管式连续反应器内部带搅拌和返混效果、适用于高粘乳液体系的连续生产工艺，该工艺利用泵将乳液从管式连续反应器底部输送至反应器内，在进料管线上加入复合氧化剂，在反应器底部加入还原剂，然后利用泵逐步将液体泵送至反应器管线上，反应器顶部出料，避免早期聚合，确保聚合连续，提高了产品的稳定性。

Description

乳液型聚合物的连续生产工艺和连续生产装置及其应用
技术领域
本发明属于乳液聚合领域，具体涉及乳液型聚合物的连续生产工艺和连续生产装置及其应用。
背景技术
随着油田开采的不断推进，针对裂缝性油藏研制的乳液型聚合物具备堵得住、注的进、能移动等特点，目前绝大部分乳液型聚合物均采用老式釜式聚合工艺，也就是水相和油相先经过乳化，然后加入引发剂在搅拌作用下进行单釜聚合，但该工艺存在以下缺点：
(1)氧化剂在水相溶液中加入，易发生自聚，导致稳定性和安全性差。
(2)一次性投入还原剂，反应速度快引起温度难控制，产品稳定性差。
发明内容
本发明实施方式的目的在于提供一种乳液型聚合物的连续生产工艺和连续生产装置及其应用，以克服上述技术缺陷。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种乳液型聚合物的连续生产工艺，包括以下步骤：
S1.制备水相；
S2.制备油相；
S3.将水相和油相泵入静态混合器，混合成为乳液，乳液经出料口进入汇管；
S4.称取复合氧化剂，通过计量泵连续泵送复合氧化剂进入汇管；
S5.乳液和复合氧化剂在汇管内混合后，共同进入管式连续反应器；
S6.称取还原剂，通过计量泵连续泵送还原剂至管式连续反应器；
S7.乳液、复合氧化剂、还原剂在管式连续反应器内升温聚合，形成乳液型聚合物并自管式连续反应器的出料口输出，包装输出物，完成乳液型聚合物的生产。
进一步地，S1制备水相，具体包括准备原料和制备方法，具体是：
准备原料，包括称取以下重量份的组份：
去离子水150～300份；
丙烯酰胺90～150份；
功能单体10～30份；
N,N-亚甲基双丙烯酰胺50～80份；
丙烯酸25～40份；
pH调节剂40～64份；
制备方法
按配比称取质量份的去离子水、丙烯酰胺、功能单体、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、丙烯酸和pH调节剂，将所有原料加入容器并搅拌均匀，形成水相。
优选地，功能单体是甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸乙酯、叔碳酸乙烯酯的一种或多种混合而成。
优选地，pH调节剂是NaOH、NaHCO3、柠檬酸中的一种或多种混合而成。
进一步地，S2制备油相，具体包括准备原料和制备方法，具体是：
准备原料，包括称取以下重量份的组份：
7#白油280～360份；
失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚40～80份；
油性乳化剂60～120份；
三聚单油酸酯20～50份；
制备方法
按配比称取质量份的7#白油、失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚、油性乳化剂和三聚单油酸酯，将所有原料加入容器并搅拌均匀，形成油相。
优选地，油性乳化剂是失水山梨醇单油酸酯SPan80、二乙二醇单油酸酯、聚氧乙烯油醇醚的一种或多种混合而成。
优选地，复合氧化剂是过硫酸铵、过氧化氢、氯化铁中的一种或多种混合而成；还原剂是亚硫酸氢钠。
本发明还提供了一种乳液型聚合物的连续生产装置，包括管式连续反应器，它具有底部进料口和顶部出料口，且管式连续反应器的外壁套设有用于循环传热介质的夹套，管式连续反应器的内腔安装有用于监测反应物温度的多个温度传感器和用于推送反应物的若干个推进式搅拌器，所有的温度传感器和所有的推进式搅拌器均沿反应物的流动方向均匀间隔布设；
管式连续反应器的顶部出料口接有三根并联的管线，其中一根管线是串接有放空阀的放空管线，另一根管线是安装有压力探测器的测压管线，第三根管线是出料管线；
管式连续反应器的底部进料口接有两根并联的管线，其中一根管线上安装有互相联动的第一流量计和第一计量泵，另一根管线是汇管，汇管的一端接通于管式连续反应器的底部进料口，汇管的另一端接有两根并联的分支管线，其中一根分支管线沿介质流动方向依次安装有第二计量泵和第二流量计，另一根分支管线沿介质流动方向依次安装有静态混合器和第三流量计；
其中第一流量计、第一计量泵、第二计量泵、第二流量计、第三流量计和所有的温度传感器均连接于PLC。
进一步地，推进式搅拌器分为上推四桨叶推进式搅拌器和平推四桨叶推进式搅拌器，上推四桨叶推进式搅拌器和平推四桨叶推进式搅拌器沿反应物的流动方向间隔分布。
本发明还提供了一种乳液型聚合物的连续生产装置的应用，它包括乳液型聚合物的连续生产装置，乳液型聚合物的连续生产装置用于乳液型聚合物的连续生产工艺，具体应用方法如下：
将水相和油相共同加入静态混合器，在静态混合器内混合为乳液，乳液通过第三流量计进入汇管；
复合氧化剂依次经第二计量泵和第二流量计进入汇管；
乳液和复合氧化剂在汇管内汇合后经底部进料口进入管式连续反应器；
还原剂依次流经第一计量泵和第一流量计，再经底部进料口进入管式连续反应器；
乳液、复合氧化剂和还原剂在管式连续反应器内引发升温聚合，反应的同时经推进式搅拌器搅拌剪切，形成乳液型聚合物产品，乳液型聚合物产品从顶部出料口输出，最后进行包装，完成乳液型聚合物产品的制作。
进一步地，所有温度传感器采集的温度数据传输至PLC，PLC根据接收的温度数据调节夹套中介质阀门的开度。
本发明的有益效果如下：
(1)乳液型聚合物的连续生产工艺，先利用水相和油相混合形成乳液，再将乳液和氧化剂混合输入管式连续反应器，并单独连续泵送还原剂至管式连续反应器，从而达到连续聚合，避免在水相加入氧化剂引起的自聚反应，确保反应的稳定性和安全性。
(2)管式连续反应器的搅拌桨由上推四叶桨叶和平推四叶桨叶组成，并间隔排列，间隔距离和旋转速度可调，该桨叶组合条件下可实现搅拌剪切强度大、无死角、推力强的特点，从而保障物料先进先出，实现连续聚合。
(3)引发剂采用高精度计量泵+流量计方式进行控制，保障引发剂和乳液比例均衡；反应器均匀分布多组温度测量点，通过实时监测反应器内温度，可以控制夹套中冷/热水阀门开启程度，因此控制聚合热量的转移，保障聚合连续；反应器上部安装的压力探测器，可以实时监控反应器内部压力，控制反应器内压力泄放，实现安全生产。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并结合附图，作详细说明如下。
附图说明
图1是乳液型聚合物的连续生产工艺的流程图。
图2是乳液型聚合物的连续生产装置的示意图。
图3是管式连续反应器的结构示意图。
附图标记说明：
1.管式连续反应器；2.放空管线；3.测压管线；4.第一流量计；5.第一计量泵；6.汇管；7.第二计量泵；8.第二流量计；9.静态混合器；10.第三流量计。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
需说明的是，在本发明中，图中的上、下、左、右即视为本说明书中所述的乳液型聚合物的连续生产工艺的上、下、左、右。
现参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
第一实施方式：
本实施方式涉及乳液型聚合物的连续生产工艺，参见图1，包括以下步骤：
S1.制备水相；
S2.制备油相；
S3.将水相和油相泵入静态混合器，混合成为乳液，乳液经出料口进入汇管；
S4.称取复合氧化剂，通过计量泵连续泵送复合氧化剂进入汇管；
S5.乳液和复合氧化剂在汇管内混合后，共同进入管式连续反应器；
S6.称取还原剂，通过计量泵连续泵送还原剂至管式连续反应器；
S7.乳液、复合氧化剂、还原剂在管式连续反应器内升温聚合，形成乳液型聚合物并自管式连续反应器的出料口输出，包装输出物，完成乳液型聚合物的生产。
现有的氧化剂一般在水相溶液中加入，易自聚，稳定性和安全性差。
为了解决上述问题，本实施方式先制备乳液，然后在管线中使乳液和氧化剂混合，也就是在乳液的下游使两者混合，这样可以防止早期聚合，避免形成聚合物团块，而氧化剂则通过计量泵实现定量连续的供给，实现连续聚合。
此外，现有的还原剂大多为一次性投入，反应速度快难控制，温度难控制，产品稳定性差，而本实施方式通过计量泵定量连续地输送还原剂至管式连续反应器内，通过控制还原剂的用量实现对反应速度的控制，同时本实施方式选择的是管式连续反应器，优选夹套管式连续反应器，即对正在发生的聚合反应过程进行循环冷却，实现试验过程的温度可控，确保输出产品的稳定性。
第二实施方式：
本实施方式涉及乳液型聚合物的连续生产工艺，参见图1，包括以下步骤：
S1.制备水相，具体包括准备原料和制备方法：
(1)准备原料，包括称取以下重量份的组份：
去离子水150～300份；
丙烯酰胺90～150份；
功能单体10～30份；
N,N-亚甲基双丙烯酰胺50～80份；
丙烯酸25～40份；
pH调节剂40～64份；
其中，N,N-亚甲基双丙烯酰胺和丙烯酸的质量比为2；丙烯酸和pH调节剂的质量比为0.625；
其中，功能单体是甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸乙酯、叔碳酸乙烯酯的一种或多种混合而成；pH调节剂是NaOH、NaHCO3、柠檬酸中的一种或多种混合而成。
(2)制备方法
按配比称取质量份的去离子水、丙烯酰胺、功能单体、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、丙烯酸和pH调节剂，将所有原料加入容器并搅拌均匀，形成水相。；
S2.制备油相，具体包括准备原料和制备方法：
(1)准备原料，包括称取以下重量份的组份：
7#白油280～360份；
失水山梨醇单油酸酯SPan80聚氧乙烯醚40～80份；
油性乳化剂60～120份；
三聚单油酸酯20～50份；
作为优选，其中油性乳化剂是失水山梨醇单油酸酯SPan80、二乙二醇单油酸酯、聚氧乙烯油醇醚的一种或多种混合而成；复合氧化剂是过硫酸铵、过氧化氢、氯化铁中的一种或多种混合而成；还原剂是亚硫酸氢钠。
(2)制备方法
按配比称取质量份的7#白油、失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚、油性乳化剂和三聚单油酸酯，将所有原料加入容器并搅拌均匀，形成油相。
S3.将水相和油相泵入静态混合器，混合成为乳液，乳液经出料口进入汇管；
S4.称取复合氧化剂，通过计量泵连续泵送复合氧化剂进入汇管；
S5.乳液和复合氧化剂在汇管内混合后，共同进入管式连续反应器；
S6.称取还原剂，通过计量泵连续泵送还原剂至管式连续反应器；
S7.乳液、复合氧化剂、还原剂在管式连续反应器内升温聚合，形成乳液型聚合物并自管式连续反应器的出料口输出，包装输出物，完成乳液型聚合物的生产。
本实施方式将氧化剂和还原剂分开加入乳液中，防止早期聚合。
水相中各组分的用途和效果如下：
去离子水用于溶解丙烯酰胺、功能单体、N,N-亚甲基双丙烯酰胺等物料；丙烯酰胺、丙烯酸作为聚合单体；功能单体则使聚合后的产品具备抗温、耐盐作用；N,N-亚甲基双丙烯酰胺则作为交联剂，使产品聚合成为交联聚合物；pH调节剂作为调整水相体系pH值使用，用于控制体系聚合速度和产品形成后再水溶的酸碱度。
油相中各组分的用途和效果如下：
7#白油作为有机溶剂，可以使7#白油、失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚、油性乳化剂、三聚单油酸酯乳化剂能充分混合均匀，上述几种乳化剂按一定比例混合后能与水相乳化形成稳定乳液体系，使体系具有一定的HLB值。
HLB值：表面活性剂为具有亲水基团和亲油基团的两亲分子，表面活性剂分子中亲水基和亲油基之间的大小和力量平衡程度的量，定义为表面活性剂的亲水亲油平衡值。
本实施方式的乳液型聚合物的反应机理如下：
Figure BDA0002565571930000071
第三实施方式：
按如下步骤实施一种乳液型聚合物连续生产工艺：
(1)按照重量将去离子水150份、丙烯酰胺102份、功能单体10份、N，N-亚甲基双丙烯酰胺60份、丙烯酸30份、pH调节剂48份溶解，形成水相，备用。
(2)按照重量将7#白油360份、失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚Tween8080份、油性乳化剂120份、三聚单油酸酯40份搅拌均匀，形成油相，备用。
(3)按照质量比，将配制好的水相400份和配制好的油相600份用计量泵按比例泵入在线混合器进行在线乳化，形成稳定的乳液。其中水相流量20L/min，油相流量30L/min，合计乳液流量50L/min。
(4)在混合器后端，用高精度计量泵连续加入复合氧化剂，流量为50mlL/min。
(5)将加入氧化剂后的乳液从管式反应器底部进入，在泵的推动下逐步向反应器顶部输送。
(6)在反应器底部按比例连续泵入还原剂，流量为175mL/min。
(7)加入还原剂后的乳液在反应器内部逐步引发升温聚合至75℃，形成所需产品，然后从反应器顶部出料口放出，最后进行包装，即制作完成。
第四实施方式：
按如下步骤实施一种乳液型聚合物连续生产工艺：
(1)按照重量将去离子水175份、丙烯酰胺145份、功能单体15份、N，N-亚甲基双丙烯酰胺50份、丙烯酸25份、pH调节剂40份溶解，形成水相，备用。
(2)按照重量将7#白油350份、失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚Tween8060份、油性乳化剂90份、三聚单油酸酯50份搅拌均匀，形成油相，备用。
(3)按照质量比，将配制好的水相450份和配制好的油相550份用计量泵按比例泵入在线混合器进行在线乳化，形成稳定的乳液。其中水相流量45L/min，油相流量55L/min，合计乳液流量100L/min。
(4)在混合器后端，用高精度计量泵连续加入复合氧化剂，流量为100mlL/min。
(5)将加入氧化剂后的乳液从管式反应器底部进入，在泵的推动下逐步向反应器顶部输送。
(6)在反应器底部按比例连续泵入还原剂，流量为350mL/min。
(7)加入还原剂后的乳液在反应器内部逐步引发升温聚合至67℃，形成所需产品，然后从反应器顶部出料口放出，最后进行包装，即制作完成。
第五实施方式：
按如下步骤实施一种乳液型聚合物连续生产工艺：
(1)按照重量将去离子水200份、丙烯酰胺117.5份、功能单体10份、N，N-亚甲基双丙烯酰胺75份、丙烯酸37.5份、pH调节剂60份溶解，形成水相，备用。
(2)按照重量将7#白油330份、失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚Tween8060份、油性乳化剂90份、三聚单油酸酯20份搅拌均匀，形成油相，备用。
(3)按照质量比，将配制好的水相500份和配制好的油相500份用计量泵按比例泵入在线混合器进行在线乳化，形成稳定的乳液。其中水相流量75L/min，油相流量75L/min，合计乳液流量150L/min。
(4)在混合器后端，用高精度计量泵连续加入复合氧化剂，流量为150mlL/min。
(5)将加入氧化剂后的乳液从管式反应器底部进入，在泵的推动下逐步向反应器顶部输送。
(6)在反应器底部按比例连续泵入还原剂，流量为450mL/min。
(7)加入还原剂后的乳液在反应器内部逐步引发升温聚合至72℃，形成所需产品，然后从反应器顶部出料口放出，最后进行包装，即制作完成。
第六实施方式：
按如下步骤实施一种乳液型聚合物连续生产工艺：
(1)按照重量将去离子水265份、丙烯酰胺132份、功能单体15份、N，N-亚甲基双丙烯酰胺60份、丙烯酸30份、pH调节剂48份溶解，形成水相，备用。
(2)按照重量将7#白油300份、失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚Tween8050份、油性乳化剂75份、三聚单油酸酯25份搅拌均匀，形成油相，备用。
(3)按照质量比，将配制好的水相550份和配制好的油相450份用计量泵按比例泵入在线混合器进行在线乳化，形成稳定的乳液。其中水相流量110L/min，油相流量90L/min，合计乳液流量200L/min。
(4)在混合器后端，用高精度计量泵连续加入复合氧化剂，流量为200mlL/min。
(5)将加入氧化剂后的乳液从管式反应器底部进入，在泵的推动下逐步向反应器顶部输送。
(6)在反应器底部按比例连续泵入还原剂，流量为700mL/min。
(7)加入还原剂后的乳液在反应器内部逐步引发升温聚合至77℃，形成所需产品，然后从反应器顶部出料口放出，最后进行包装，即制作完成。
第七实施方式：
按如下步骤实施一种乳液型聚合物连续生产工艺：
(1)按照重量将去离子水294份、丙烯酰胺92份、功能单体30份、N，N-亚甲基双丙烯酰胺80份、丙烯酸40份、pH调节剂64份溶解，形成水相，备用。
(2)按照重量将7#白油280份、失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚Tween8040份、油性乳化剂60份、三聚单油酸酯20份搅拌均匀，形成油相，备用。
(3)按照质量比，将配制好的水相600份和配制好的油相400份用计量泵按比例泵入在线混合器进行在线乳化，形成稳定的乳液。其中水相流量120L/min，油相流量180L/min，合计乳液流量300L/min。
(4)在混合器后端，用高精度计量泵连续加入复合氧化剂，流量为300mlL/min。
(5)将加入氧化剂后的乳液从管式反应器底部进入，在泵的推动下逐步向反应器顶部输送。
(6)在反应器底部按比例连续泵入还原剂，流量为1000mL/min。
(7)加入还原剂后的乳液在反应器内部逐步引发升温聚合至85℃，形成所需产品，然后从反应器顶部出料口放出，最后进行包装，即制作完成。
第八实施方式：
本实施方式对利用第三实施方式～第七实施方式的乳液型聚合物连续生产工艺生产的乳液型聚合物产品的粒径、膨胀倍数和有效含量进行了试验，试验结果如下表所示：
序号 项目 第三实施方式 第四实施方式 第五实施方式 第六实施方式 第七实施方式
1 粒径/um 42.35 77.25 103.2 152.5 187.2
2 膨胀倍数/倍 3.3 2.5 1.5 1.6 1.2
3 有效含量/％ 20.53 23.26 24.19 23.43 20.22
根据上表可知，利用上述各实施例生产的乳液型聚合物的粒径范围是42.35um～187.2um，膨胀倍数是1.2倍～3.3倍，有效含量是20.22％～24.19％，因无法对本发明的乳液聚合物的各个组份含量进行穷举，申请人在实验室进行了大量试验后，发现生产的乳液聚合物的粒径在40微米～200微米之间，膨胀倍数在1～4倍，有效含量可达20％以上，该交联聚合物在堵水调驱过程中比常见的交联凝胶强度更大、抗温耐盐性能更好，封堵率更大。
上述有效含量具体是指采用无水乙醇洗涤后，用正空抽滤泵抽滤，在105℃条件下烘干后的质量与最初的质量之比。
第九实施方式：
本实施方式提供了一种乳液型聚合物的连续生产装置，如图2所示，包括管式连续反应器1，它具有底部进料口和顶部出料口，且管式连续反应器1的外壁套设有用于循环传热介质的夹套，管式连续反应器1的内腔安装有用于监测反应物温度的多个温度传感器和用于推送反应物的若干个推进式搅拌器，所有的温度传感器和所有的推进式搅拌器均沿反应物的流动方向均匀间隔布设；
管式连续反应器1的顶部出料口接有三根并联的管线，其中一根管线是串接有放空阀的放空管线2，另一根管线是安装有压力探测器的测压管线3，第三根管线是出料管线；
管式连续反应器1的底部进料口接有两根并联的管线，其中一根管线上安装有互相联动的第一流量计4和第一计量泵5，另一根管线是汇管6，汇管6的一端接通于管式连续反应器1的底部进料口，汇管6的另一端接有两根并联的分支管线，其中一根分支管线沿介质流动方向依次安装有第二计量泵7和第二流量计8，另一根分支管线沿介质流动方向依次安装有静态混合器9和第三流量计10；
其中第一流量计4、第一计量泵5、第二计量泵7、第二流量计8、第三流量计10和所有的温度传感器均连接于PLC。
乳液型聚合物的连续生产装置的应用方法如下：
将水相和油相共同加入静态混合器9，在静态混合器9内混合为乳液，乳液通过第三流量计10进入汇管6；
复合氧化剂依次经第二计量泵7和第二流量计8进入汇管6；
乳液和复合氧化剂在汇管6内汇合后经底部进料口进入管式连续反应器1；
还原剂依次流经第一计量泵5和第一流量计4，再经底部进料口进入管式连续反应器1；
乳液、复合氧化剂和还原剂在管式连续反应器1内引发升温聚合，反应的同时经推进式搅拌器搅拌剪切，形成乳液型聚合物产品，乳液型聚合物产品从顶部出料口输出，最后进行包装，完成乳液型聚合物产品的制作。
如图3所示，推进式搅拌器的作用是搅拌和剪切反应物，同时也可将反应物向上推送，在本实施方式中分为上推四桨叶推进式搅拌器11和平推四桨叶推进式搅拌器12，上推四桨叶推进式搅拌器11和平推四桨叶推进式搅拌器12沿反应物的流动方向间隔分布，间隔距离为0.3～0.6m(可调)，该桨叶组合条件下可实现搅拌剪切强度大、无死角、推力强的特点，从而保障物料先进先出，实现连续聚合。
引发剂采用高精度计量泵+流量计方式进行控制，保障引发剂和乳液比例均衡。
反应器均匀分布6组温度测量点，通过实时监测反应器内温度，可以控制夹套中冷/热水阀门开启程度，因此控制聚合热量的转移，保障聚合连续。
反应器上部的压力探测器，可以实时监控反应器内部压力，控制反应器内压力泄放，实现安全生产。
所有温度传感器采集的温度数据传输至PLC，PLC根据接收的温度数据调节夹套中介质阀门的开度；各计量泵和流量计联动配合(图2中的虚线)，实现精准输出流量。
本实施方式的乳液聚合物连续生产工艺是内部带搅拌和返混效果、适用于高粘乳液体系的连续生产工艺，该工艺利用泵将乳液从管式连续反应器底部输送至反应器内，在进料管线上加入复合氧化剂，在反应器底部加入还原剂，然后利用泵逐步将液体泵送至反应器管线上，反应器顶部出料，避免早期聚合，确保聚合连续，提高了产品的稳定性。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种乳液型聚合物的连续生产装置，包括管式连续反应器（1），它具有底部进料口和顶部出料口，且所述管式连续反应器（1）的外壁套设有用于循环传热介质的夹套，其特征在于，所述管式连续反应器（1）的内腔安装有用于监测反应物温度的多个温度传感器和用于推送反应物的若干个推进式搅拌器，所有的温度传感器和所有的推进式搅拌器均沿反应物的流动方向均匀间隔布设；
所述管式连续反应器（1）的顶部出料口接有三根并联的管线，其中一根管线是串接有放空阀的放空管线（2），另一根管线是安装有压力探测器的测压管线（3），第三根管线是出料管线；
所述管式连续反应器（1）的底部进料口接有两根并联的管线，其中一根管线上安装有互相联动的第一流量计（4）和第一计量泵（5），另一根管线是汇管（6），所述汇管（6）的一端接通于管式连续反应器（1）的底部进料口，汇管（6）的另一端接有两根并联的分支管线，其中一根分支管线沿介质流动方向依次安装有第二计量泵（7）和第二流量计（8），另一根分支管线沿介质流动方向依次安装有静态混合器（9）和第三流量计（10）；
其中第一流量计（4）、第一计量泵（5）、第二计量泵（7）、第二流量计（8）、第三流量计（10）和所有的温度传感器均连接于PLC。
2.如权利要求1所述的乳液型聚合物的连续生产装置，其特征在于，所述推进式搅拌器分为上推四桨叶推进式搅拌器（11）和平推四桨叶推进式搅拌器（12），上推四桨叶推进式搅拌器（11）和平推四桨叶推进式搅拌器（12）沿反应物的流动方向间隔分布。
3.一种采用权利要求1或2所述的连续生产装置连续生产乳液型聚合物的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1.制备水相；
S2.制备油相；
S3.将水相和油相泵入静态混合器，混合成为乳液，乳液经出料口进入汇管；
S4.称取复合氧化剂，通过计量泵连续泵送复合氧化剂进入汇管；
S5.乳液和复合氧化剂在汇管内混合后，共同进入管式连续反应器；
S6.称取还原剂，通过计量泵连续泵送还原剂至管式连续反应器；
S7.乳液、复合氧化剂、还原剂在管式连续反应器内升温聚合，形成乳液型聚合物并自管式连续反应器的出料口输出，包装输出物，完成乳液型聚合物的生产。
4.如权利要求3所述的乳液型聚合物的连续生产工艺，其特征在于，S1所述制备水相，具体包括准备原料和制备方法，具体是：
（1）准备原料，包括称取以下重量份的组份：
去离子水150～300份；
丙烯酰胺90～150份；
功能单体10～30份；
N,N-亚甲基双丙烯酰胺50～80份；
丙烯酸25～40份；
pH调节剂40～64份；
（2）制备方法
按配比称取质量份的去离子水、丙烯酰胺、功能单体、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、丙烯酸和pH调节剂，将所有原料加入容器并搅拌均匀，形成水相。
5.如权利要求4所述的乳液型聚合物的连续生产工艺，其特征在于：所述功能单体是甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸乙酯、叔碳酸乙烯酯的一种或多种混合而成；所述pH调节剂是NaOH、NaHCO3、柠檬酸中的一种或多种混合而成。
6.如权利要求3所述的乳液型聚合物的连续生产工艺，其特征在于，S2所述制备油相，具体包括准备原料和制备方法，具体是：
（1）准备原料，包括称取以下重量份的组份：
7#白油280～360份；
失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚40～80份；
油性乳化剂60～120份；
三聚单油酸酯20～50份；
（2）制备方法
按配比称取质量份的7#白油、失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚、油性乳化剂和三聚单油酸酯，将所有原料加入容器并搅拌均匀，形成油相。
7.如权利要求6所述的乳液型聚合物的连续生产工艺，其特征在于，所述油性乳化剂是失水山梨醇单油酸酯SPan80、二乙二醇单油酸酯、聚氧乙烯油醇醚的一种或多种混合而成。
8.如权利要求3所述的乳液型聚合物的连续生产工艺，其特征在于，所述复合氧化剂是过硫酸铵、过氧化氢、氯化铁中的一种或多种混合而成；所述还原剂是亚硫酸氢钠。
9.一种乳液型聚合物的连续生产装置的应用，其特征在于，它包括如权利要求1或2所述的乳液型聚合物的连续生产装置，所述乳液型聚合物的连续生产装置用于如权利要求3～8中任一权利要求所述的乳液型聚合物的连续生产工艺，具体应用方法如下：
将水相和油相共同加入静态混合器（9），在静态混合器（9）内混合为乳液，乳液通过第三流量计（10）进入汇管（6）；
复合氧化剂依次经第二计量泵（7）和第二流量计（8）进入汇管（6）；
乳液和复合氧化剂在汇管（6）内汇合后经底部进料口进入管式连续反应器（1）；
还原剂依次流经第一计量泵（5）和第一流量计（4），再经底部进料口进入管式连续反应器（1）；
乳液、复合氧化剂和还原剂在管式连续反应器（1）内引发升温聚合，反应的同时经推进式搅拌器搅拌剪切，形成乳液型聚合物产品，乳液型聚合物产品从顶部出料口输出，最后进行包装，完成乳液型聚合物产品的制作。
10.如权利要求9所述的乳液型聚合物的连续生产装置的应用，其特征在于，所有温度传感器采集的温度数据传输至PLC，PLC根据接收的温度数据调节夹套中介质阀门的开度。
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