一种低温可控的酚醛树脂反应装置的制作方法

1.本实用新型涉及酚醛树脂冷却设备技术领域，具体涉及一种低温可控的酚醛树脂反应装置。


背景技术：

2.酚醛树脂(pf)是由苯酚或取代苯酚与甲醛反应得到的合成聚合物。公告号为cn 213590452 u的专利说明书公开了一种生产酚醛树脂用反应釜，包括封闭式釜体，在釜体上方设置有电机，电机下端连接搅拌轴，搅拌轴伸入釜体内部；所述的釜体内壁沿着釜体内壁盘绕有加热盘管；所述的加热盘管分为内盘管和外盘管，外盘管环绕在釜体内壁上，内盘管在外盘管的内侧。
3.由于酚醛树脂固化硬而脆，预浸料制品的保存期短，其酚醛树脂需要添加其他化学物质进行化学改性，应用化学反应改变普通酚醛树脂内分子结构，改善其脆性、粘结性和耐热性等。其中有些化学反应剧烈，需要在低温15～20℃环境下进行，而普通的循环冷却水温度在20～35℃，无法满足反应釜冷却，需要增加其他的冷却装置。
4.目前，化工行业安全要求越来越严，增加冷冻盐水能够确保反应热能够更快置换掉。


技术实现要素：

5.针对本领域存在的不足之处，本实用新型提供了一种低温可控的酚醛树脂反应装置，可用于高性能酚醛树脂的生产，且能够进行dcs全自动化温度控制生产。
6.一种低温可控的酚醛树脂反应装置，包括：
7.反应釜；
8.带有冷冻盐水温度计探头的冷冻盐水箱；
9.设于反应釜内的冷却盘管，与冷冻盐水泵、冷冻盐水箱形成冷冻盐水的冷却循环回路；
10.冷冻机组，与循环泵、冷冻盐水箱形成冷冻盐水的制冷循环回路。
11.上述低温可控的酚醛树脂反应装置特别适用于高温反应难以控制温度恒定的高性能酚醛树脂的生产反应，这类反应往往需要在低温(如 15～20℃)下先进行一段时间的预反应，消耗部分反应物料之后再升高温度进行反应，此时由于参与反应的物料减少，高温下的控温难度会明显降低。
12.上述低温可控的酚醛树脂反应装置使用时，在冷冻盐水泵的作用下，冷却循环回路中的冷冻盐水从冷冻盐水箱出来后流经冷却管盘时与反应釜内的物料换热，从而将反应釜内物料温度稳定在所需的低温进行反应，换热后的冷冻盐水回到冷冻盐水箱；冷冻盐水温度计探头检测冷冻盐水箱内的冷冻盐水的温度，若经长时间循环换热后冷冻盐水箱内的冷冻盐水的温度过高，无法使反应釜内物料恒定在所需低温时，在循环泵的作用下，制冷循环回路内从冷冻盐水箱出来的冷冻盐水经冷冻机组制冷降温后回到冷冻盐水箱，使冷冻盐
水箱内的冷冻盐水温度降低，使得冷却循环回路内的冷冻盐水维持在较低温度，进而保证反应釜内物料可以恒定在所需低温进行反应。
13.在一优选例中，所述的低温可控的酚醛树脂反应装置，所述冷冻盐水泵至少为两台，并联后接入所述冷却循环回路。多台冷冻盐水泵并联，实际生产使用时可使用一台，其余备用。
14.在一优选例中，所述的低温可控的酚醛树脂反应装置，所述循环泵至少为两台，并联后接入所述制冷循环回路。多台循环泵并联，实际生产使用时可使用一台，其余备用。
15.在一优选例中，所述的低温可控的酚醛树脂反应装置，冷却盘管底端为冷冻盐水进口，通过所述冷冻盐水泵与冷冻盐水箱连接；
16.冷却盘管顶端为冷冻盐水出口，直接与冷冻盐水箱连接。
17.在一优选例中，所述的低温可控的酚醛树脂反应装置，反应釜底部设有树脂放料口、第二超声波液位计探头，内部设有外接搅拌电机的搅拌机构，侧面设有粘度计探头和反应釜温度计探头，顶部设有第一超声波液位计探头。
18.在一优选例中，所述的低温可控的酚醛树脂反应装置，所述搅拌机构包括搅拌轴、固设在搅拌轴不同高度上的多片桨叶和固设在搅拌轴底部的锚框式搅拌器，搅拌轴下端通过轴底座与反应釜内底部固定连接；
19.搅拌电机通过电机支架固定在釜体外顶端，搅拌电机的转轴通过联轴器和搅拌轴顶部连接。
20.在一优选例中，所述的低温可控的酚醛树脂反应装置，所述反应釜温度计探头至少为两个，分别位于反应釜侧面不同高度。
21.在一优选例中，所述的低温可控的酚醛树脂反应装置，反应釜内设有至少两套位于不同高度且分别独立控制的内控温盘管，反应釜外侧缠绕有至少两套位于不同高度且分别独立控制的外控温盘管。
22.在一优选例中，所述的低温可控的酚醛树脂反应装置，反应釜顶部设有泄爆口、蒸发口、回流口、多功能口、压力计探头口、压力表口、视镜灯口、视镜口、人孔口、氮气口。
23.在一优选例中，所述的低温可控的酚醛树脂反应装置，反应釜外侧面靠近顶端设有耳式支座，用于支撑反应釜。
24.本实用新型与现有技术相比，主要优点包括：
25.1、反应釜有温度、压力、液位、粘度计、蒸汽加热等一系列的dcs 控制系统参数，能够保证dcs自动化操作，减少现场操作人员。
26.2、dcs温度控制系统有1套单独的通冷冻盐水的冷却盘管可以在 15～20℃保温反应。冷冻盐水箱上的冷冻盐水温度计探头，能够向dcs传递温度读数，dcs通过设定的温度参数，来控制循环泵向冷冻机组内进水，通过冷冻机组经冷冻盐水降温至设定的读数。
27.3、位于上下部的多套用于加热和降温的控温盘管能够在物料低位时关闭加热和降温，当温度升温速率快时，冷冻盐水管也能够进行降温，保护盘管和釜壁少结块，还能够与超声波液位计形成连锁，降低温度异常风险发生，更加方便自动化操作，更加生产操作安全。
附图说明
28.图1为实施例的低温可控的酚醛树脂反应装置的结构示意图；
29.图2为实施例的反应釜的纵向剖面结构示意图；
30.图3为实施例的反应釜顶部示意图；
31.图中：
32.1、反应釜；2、冷冻盐水箱；3、冷冻机组；4-5、冷冻盐水泵；6-7、循环泵；9、搅拌轴；10、联轴器；14、电机支架；16、搅拌电机；17、耳式支座；18、桨叶；22、锚框式搅拌器；23、轴底座；l1、第一超声波液位计探头；l2、第二超声波液位计探头；t1-t2、反应釜温度计探头； t3、冷冻盐水温度计探头；w、粘度计探头；n1、泄爆口；n6、蒸发口； n8、回流口；n9、多功能口；n20、出料口；p1、压力计探头口；p2、压力表口；s1、视镜灯口；s2、视镜口；m、人孔口；n11、位于上部的内控温盘管的蒸汽进口或冷却水出口；n13、位于上部的内控温盘管的蒸汽出口或冷却水进口；n12、位于上部的外控温盘管的蒸汽进口或冷却水出口；n15、位于上部的外控温盘管的蒸汽出口或冷却水进口；n14、位于下部的内控温盘管的蒸汽进口或冷却水出口；n17、位于下部的内控温盘管的蒸汽出口或冷却水进口；n16、位于下部的外控温盘管的蒸汽进口或冷却水出口；n18、位于下部的外控温盘管的蒸汽出口或冷却水进口；n21、冷冻盐水出口；n22、冷冻盐水进口；n23、氮气口。
具体实施方式
33.下面结合附图及具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。下列实施例中未注明具体条件的操作方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。
34.如图1～3所示，本实施例的低温可控的酚醛树脂反应装置，包括：
35.反应釜1；
36.带有冷冻盐水温度计探头t3的冷冻盐水箱2；
37.设于反应釜1内的冷却盘管，与冷冻盐水泵、冷冻盐水箱2形成冷冻盐水的冷却循环回路；
38.冷冻机组3，与循环泵、冷冻盐水箱2形成冷冻盐水的制冷循环回路。
39.两台冷冻盐水泵4、5并联后接入所述冷却循环回路，用一备一。
40.两台循环泵6、7并联后接入所述制冷循环回路，用一备一。
41.冷却盘管底端为冷冻盐水进口n22，通过冷冻盐水泵4、5与冷冻盐水箱2连接；
42.冷却盘管顶端为冷冻盐水出口n21，直接与冷冻盐水箱2连接。
43.反应釜1底部设有树脂放料口n20、第二超声波液位计探头l2，内部设有外接搅拌电机16的搅拌机构，侧面设有粘度计探头w和分别位于反应釜1侧面不同高度的反应釜温度计探头t1、t2，顶部设有第一超声波液位计探头l1。
44.所述搅拌机构包括搅拌轴9、固设在搅拌轴9不同高度上的3片桨叶 18和固设在搅拌轴9底部的锚框式搅拌器22，搅拌轴9下端通过轴底座 23与反应釜1内底部固定连接；
45.搅拌电机16通过电机支架14固定在反应釜1外顶端，搅拌电机16的转轴通过联轴器10和搅拌轴9顶部连接。
46.反应釜1内设有两套位于不同高度且分别独立控制的内控温盘管，反应釜1外侧缠
绕有两套位于不同高度且分别独立控制的外控温盘管。
47.反应釜1顶部设有泄爆口n1、蒸发口n6、回流口n8、多功能口n9、压力计探头口p1、压力表口p2、视镜灯口s1、视镜口s2、人孔口m、氮气口n23。
48.反应釜1外侧面靠近顶端设有耳式支座17，用于支撑反应釜1。
49.本实施例的低温可控的酚醛树脂反应装置特别适用于高温反应难以控制温度恒定的高性能酚醛树脂的生产反应，这类反应往往需要在低温 (如15～20℃)下先进行一段时间的预反应，消耗部分反应物料之后再升高温度进行反应，此时由于参与反应的物料减少，高温下的控温难度会明显降低。
50.本实施例的低温可控的酚醛树脂反应装置使用时，在冷冻盐水泵4、5 的作用下，冷却循环回路中的冷冻盐水从冷冻盐水箱2出来后流经冷却管盘时与反应釜1内的物料换热，从而将反应釜1内物料温度稳定在所需的低温进行反应，换热后的冷冻盐水回到冷冻盐水箱2；冷冻盐水温度计探头t3检测冷冻盐水箱2内的冷冻盐水的温度，若经长时间循环换热后冷冻盐水箱2内的冷冻盐水的温度过高，无法使反应釜1内物料恒定在所需低温时，在循环泵6、7的作用下，制冷循环回路内从冷冻盐水箱2出来的冷冻盐水经冷冻机组3制冷降温后回到冷冻盐水箱2，使冷冻盐水箱2 内的冷冻盐水温度降低，使得冷却循环回路内的冷冻盐水维持在较低温度，进而保证反应釜1内物料可以恒定在所需低温进行反应。
51.利用本实施例的低温可控的酚醛树脂反应装置来制备酚醛树脂的流程：通入氮气将反应釜1内的空气置换掉，通过管路流量计在多功能口 n9将苯酚和甲醛加入反应釜1内，在多功能口n9通过可移动式加料器将催化剂加入反应釜1内，开始控温在15～20℃保温反应，通过dsc控制系统将冷冻盐水从冷冻盐水进口n22进，从冷冻盐水出口n21出到冷冻盐水箱2内。dsc控制系统可以通过冷冻盐水温度计探头t3读数，控制冷冻机组3进行降温到设定温度。保温完成后，再加入甲醛，进行升温和保温反应(dcs控制4套控温盘管进行加热和降温调节反应温度)，到达指定中控粘度(通过粘度计探头w来控制)，反应好后开始进行降温，脱水到控制指定液位后，位于上部的2套控温盘管的蒸汽管路关闭，通过位于下部的2套控温盘管蒸汽加热脱水，脱水到指定粘度(通过粘度计探头w 读数来控制)后，停止脱水，降温放料。
52.由于反应釜在15～20℃保温反应，而冷却水在夏天时温度在28～32℃，无法为反应釜提供降温，单独增加一套降温用的冷却盘管。该盘管内的冷冻盐水通过dcs的控制的电机来进行进冷冻盐水，保证反应釜能够控制在15～20℃。
53.冷冻盐水箱2上的冷冻盐水温度计探头t3，能够向dcs传递温度读数，dcs通过设定的温度参数，来控制循环泵6、7向冷冻机组3内进水，通过冷冻机组3经冷冻盐水降温至设定的读数。
54.反应釜1上有2个反应釜温度计探头t1、t2。通过反应釜温度计探头t1、t2读数加入到dcs控制系统内，到达温度后，通过控制系统可以开始或停止加热。2个温度读数可以保证反应釜1内温度的准确性，同时读数可以传递到dcs控制系统内，通过温度来进行dcs全自动化控制。
55.反应釜1上有粘度计探头w。通过粘度计探头w的读数来控制反应釜1中控是否完成和能否进行树脂放料，加强dcs控制系统的完整性。
56.反应釜1内有上下部的4套分别独立加热或降温的控温盘管和单独一套可通冷冻
盐水降温的冷却盘管，各进出口分别是n11、n12、n13、n14、 n15、n16、n17、n18、n21、n22；反应釜1蒸汽盘管、冷却水管、冷冻盐水管和温度读数与dcs控制系统内形成连锁，方便自动化操作。位于上下部的4套用于加热和降温的控温盘管能够在物料低位时关闭加热和降温，当温度升温速率快时，冷却盘管也能够进行降温，保护盘管和釜壁少结块，还能够与超声波液位计l1、l2形成连锁，降低温度异常风险发生，更加方便自动化操作，更加生产操作安全。
57.此外应理解，在阅读了本实用新型的上述描述内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的范围。