[0001] 本实用新型涉及生产设备技术领域，具体而言，涉及一种聚合反应装置。

[0002] 无规共聚聚丙烯是现阶段市场需求增长较快的高性能聚丙烯产品类型，主要应用于包装领域的热封层、发泡聚丙烯珠粒、特种聚丙烯纤维等领域。

[0003] 通常采用反应釜生产无规共聚聚丙烯，现有技术中，通常是将液态的共聚单体一次性加入到反应釜中，反应初期到反应末期因共聚单体竟聚率不同，原料组成变化较大，造成产物性能均一性差。实用新型内容

[0004] 本实用新型提供一种聚合反应装置，以解决现有技术中的液态共聚单体一次性加入至反应釜中，反应初期到反应末期因共聚单体竟聚率不同而导致的产物均一性差的问题。

[0005] 本实用新型提供了一种聚合反应装置，其包括：反应釜，具有助剂进料口、第一进气口和第一出气口；丙烯储罐，用于存储液态丙烯；α‑烯烃储罐，用于存储液态α‑烯烃；混气机构，具有物料进口和第二出气口，丙烯储罐和α‑烯烃储罐分别与混气机构的物料进口连通以分别向混气机构通入液态丙烯和液态α‑烯烃，混气机构能够对物料进行加热，以使物料混合并气化，混气机构的第二出气口与反应釜的第一进气口连通。

[0006] 进一步地，聚合反应装置还包括：乙烯储罐，用于存储气态乙烯，乙烯储罐与混气机构的物料进口连通。

[0007] 进一步地，丙烯储罐与反应釜的助剂进料口直接连通，以向反应釜内通入液态丙烯；乙烯储罐与反应釜的第一进气口直接连通，以向反应釜内通入气态乙烯。

[0008] 进一步地，聚合反应装置还包括：第一连通管和第一流量调节部，第一连通管的一端与丙烯储罐连通，第一连通管的另一端与混气机构的物料进口连通，第一流量调节部设置在第一连通管上以调节第一连通管内丙烯的流量。

[0009] 进一步地，聚合反应装置还包括：第一支管、第一阀门、第二阀门和丙烯蒸发器，第一支管的一端与第一连通管连通，且第一支管位于第一流量调节部的下游，第一支管的另一端与反应釜的第一进气口连通，第一阀门设置在第一支管上，第二阀门设置在第一连通管上，且位于第一支管与第一连通管连接位置的下游；丙烯蒸发器设置在第一连通管上，且位于第一阀门和第二阀门之间，丙烯蒸发器用于蒸发乙烯，以使乙烯以气态的形式经过第一进气口进入至反应釜。

[0010] 进一步地，聚合反应装置还包括：第二连通管和第二流量调节部，第二连通管的一端与乙烯储罐连通，第二连通管的另一端与混气机构的物料进口连通，第二流量调节部设置在第二连通管上以调节第二连通管内乙烯的流量。

[0011] 进一步地，聚合反应装置还包括：第二支管、第三阀门和第四阀门，第二支管与的一端与第二连通管连通，且第二支管位于第二流量调节部的下游，第二支管的另一端与反应釜的第一进气口连通，第三阀门设置在第二支管上，第四阀门设置在第二连通管上，且位于第二支管与第二连通管连接位置的下游。

[0012] 进一步地，聚合反应装置还包括：第三连通管和第三流量调节部，第三连通管的一端与α‑烯烃储罐连通，第三连通管的另一端与混气机构的物料进口连通，第三流量调节部设置在第三连通管上，以调节第三连通管内α‑烯烃的流量。

[0013] 进一步地，聚合反应装置还包括：第四连通管和第四流量调节部，第四连通管的一端与混气机构的第二出气口连通，第四连通管的另一端与反应釜的第一进气口连通，第四流量调节部设置在第四连通管上，以调节第四连通管内物料的流量。

[0014] 进一步地，聚合反应装置还包括：助剂进料管，助剂进料管的一端与助剂进料口中添加助剂，丙烯储罐与助剂进料管的远离助剂进料口内的助剂压入至反应釜中。

[0015] 进一步地，混气机构包括：混气罐，物料进口和第二出气口均设置在混气罐上；加热部，用于对混气罐进行加热；温度感应部，与加热部电连接，温度感应部用于检测混气罐内部的温度，并将检测到的温度信息传递至加热部以调节加热部的加热温度。

[0016] 应用本实用新型的技术方案，混气机构能够对液态丙烯和液态α‑烯烃进行气化并混合，进而使得丙烯和α‑烯烃以气态的形式持续进入至反应釜内参与反应，避免了出现液态丙烯和液态α‑烯烃一次性加入至反应釜中造成的产物性能均一性差的问题。混气机构能够将常温相态的共聚单体混合物加热至聚合反应实验所设计温度，一般情况下加热至50℃‑100℃；混气机构温度达到设定温度后，共聚单体混合物在混气机构中停留0.5‑3h，充足的时间保证了共聚单体能够有效地进行分子扩散，使共聚单体充分均匀的混合，从而实现了共聚单体进料比例的精制控制，同时，共聚单体输送至反应釜的温度与聚合反应温度一致，保障了聚合反应过程中工艺控制的稳定性，有利于二元或者多元气相共聚产品的开发。在进行聚合反应时，反应釜中需要添加种子床或者流动床，传统技术方案中，直接将液态的丙烯和液态的α‑烯烃一次性通入至反应釜内进行聚合反应，反应初期到反应末期因共聚单体竞聚率不同，原料组成变化比较大，造成产物性能不均一。与传统技术方案相比，本申请的气态丙烯和气态α‑烯烃混合后进入至反应釜内，气相的共聚单体完全互溶，反应过程中实施边进气边排气操作，保证了聚合过程中共聚单体以设定比例进行共聚反应，保证了反应釜内各物料混合的均匀性，保证了共聚产品性能的均一性。

[0033] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

[0034] 如图1所示，本实用新型实施例提供了一种聚合反应装置，其包括反应釜10、丙烯储罐20、α‑烯烃储罐30和混气机构40。其中，反应釜10具有助剂进料口101、第一进气口102和第一出气口103，并且，反应釜10的底部设置有出料管，反应釜10内设置有搅拌组件。丙烯储罐20用于存储液态丙烯。α‑烯烃储罐30用于存储液态α‑烯烃。混气机构40具有物料进口401和第二出气口402，丙烯储罐20和α‑烯烃储罐30分别与混气机构40的物料进口401连通以分别向混气机构40通入液态丙烯和液态α‑烯烃，混气机构40能够对物料进行加热，以使物料混合并气化，混气机构40的第二出气口402与反应釜10的第一进气口102连通。第一出气口103用于与放空和抽真空系统连接，以排放反应釜10内残余气相组分并对反应釜10进行抽真空。

[0035] 应用本实用新型的技术方案，混气机构40能够对液态丙烯和液态α‑烯烃进行气化并混合，进而使得丙烯和α‑烯烃以气态的形式持续进入至反应釜10内参与反应，避免了出现液态丙烯和液态α‑烯烃一次性加入至反应釜10中造成的产物性能均一性差的问题。混气机构40能够将常温相态的共聚单体混合物加热至聚合反应实验所设计温度，一般情况下加热至50℃‑100℃；混气机构40温度达到设定温度后，共聚单体混合物在混气机构中停留0.5‑3h，充足的时间保证了共聚单体能够有效地进行分子扩散，使共聚单体充分均匀的混合，从而实现了共聚单体进料比例的精制控制，同时，共聚单体输送至反应釜的温度与聚合反应温度一致，保障了聚合反应过程工艺控制的稳定性，有利于二元或者多元气相共聚产品的开发。在进行聚合反应时，反应釜中需要添加种子床或者流动床，传统技术方案中，直接将液态的丙烯和液态的α‑烯烃一次性通入至反应釜内进行聚合反应，反应初期到反应末期因共聚单体竞聚率不同，原料组成变化比较大，造成产物性能不均一。与传统技术方案相比，本申请的气态丙烯和气态α‑烯烃混合后进入至反应釜内，气相的共聚单体完全互溶，反应过程中实施边进气边排气操作，保证了聚合过程中共聚单体以设定比例进行共聚反应，保证了反应釜内各物料混合的均匀性，保证了共聚产品性能的均一性。

[0036] 进一步地，聚合反应装置还包括乙烯储罐50，乙烯储罐50用于存储气态乙烯，乙烯储罐50与混气机构40的物料进口401连通。如此设置，能够使得本方案的装置即能够进行丙烯‑α‑烯烃的聚合反应，也能够进行乙烯‑丙烯‑α‑烯烃的聚合反应，提升了本装置的适应性。

[0037] 进一步地，丙烯储罐20与反应釜10的助剂进料口101直接连通，以向反应釜10内通入液态丙烯；乙烯储罐50与反应釜10的第一进气口102直接连通，以向反应釜10内通入气态乙烯。如此设置，可使得本装置还能够进行均聚反应，即以丙烯作为唯一聚合单体，具体在反应时，使得丙烯储罐20与反应釜10的助剂进料口101直接连通即可；或者进行以丙烯和乙烯作为共聚单体的二元共聚反应，具体在反应时，使得丙烯储罐20以及乙烯储罐50分别与反应釜10的第一进气口102连通即可；或者进行以丙烯、乙烯和α‑烯烃作为共聚单体的三元共聚反应，具体在反应时，使得丙烯储罐20、乙烯储罐50以及α‑烯烃储罐30分别与混气机构40的物料进口401连通，使得混气机构40对二者进行气化并使得乙烯以及气化后的丙烯和α‑烯烃混合，使得混气机构40的第二出气口402与反应釜10连通，以进行三元共聚反应。如此设置，能够进一步提升本装置的适应性，使得本装置能够进行多种聚合反应。

[0038] 进一步地，聚合反应装置还包括第一连通管21和第一流量调节部22，第一连通管21的一端与丙烯储罐20连通，第一连通管21的另一端与混气机构40的物料进口401连通，第一流量调节部22设置在第一连通管21上以调节第一连通管21内丙烯的流量。如此设置，能够实现丙烯储罐20与混气机构40的物料进口401之间的连通，并能够实现对流量的调节，保证反应精度。本实施例中，第一流量调节部22为第一流量调节剂。

[0039] 进一步地，聚合反应装置还包括第一支管23、第一阀门24、第二阀门25和丙烯蒸发器，第一支管23的一端与第一连通管21连通，且第一支管23位于第一流量调节部22的下游，第一支管23的另一端与反应釜10的第一进气口102连通，第一阀门24设置在第一支管23上，第二阀门25设置在第一连通管21上，且位于第一支管23与第一连通管21连接位置的下游；丙烯蒸发器设置在第一连通管21上，且位于第一阀门24和第二阀门25之间，丙烯蒸发器用于蒸发乙烯，以使乙烯以气态的形式经过第一进气口102进入至反应釜10。如此设置，能够确保丙烯储罐20可选择地与混气机构40或者反应釜10中的任意一个连通，并能够使得第一流量调节部22对通入至混气机构40内以及通入至反应釜10内的丙烯的流量进行调节，保证反应的精度。具体地，当需要使得丙烯通入至混气机构40时，关闭第一阀门24，开启第二阀门25和丙烯蒸发器即可；当需要使得丙烯通入至反应釜10时，关闭第二阀门25和丙烯蒸发器，开启第一阀门24即可。

[0040] 进一步地，聚合反应装置还包括第二连通管51和第二流量调节部52，第二连通管51的一端与乙烯储罐50连通，第二连通管51的另一端与混气机构40的物料进口401连通，第二流量调节部52设置在第二连通管51上以调节第二连通管51内乙烯的流量。如此设置，能够实现乙烯储罐50与混气机构40的物料进口401之间的连通，并能够实现对流量的调节，保证反应精度。本实施例中，第二流量调节部52为第二流量调节计。

[0041] 进一步地，聚合反应装置还包括第二支管53、第三阀门54和第四阀门55，第二支管53与的一端与第二连通管51连通，且第二支管53位于第二流量调节部52的下游，第二支管
53的另一端与反应釜10的第一进气口102连通，第三阀门54设置在第二支管53上，第四阀门
55设置在第二连通管51上，且位于第二支管53与第二连通管51连接位置的下游。如此设置，能够确保乙烯储罐50可选择地与反应釜10或者混气机构40的物料进口401连通，并能够使得第二流量调节部52对通入至反应釜10内以及通入至混气机构40内的乙烯的流量进行调节，保证反应的精度。具体地，当需要使得乙烯通入至混气机构40时，关闭第三阀门54，开启第四阀门55即可；当需要使得乙烯通入至反应釜10内时，关闭第四阀门55，开启第三阀门54即可。

[0042] 进一步地，聚合反应装置还包括第三连通管31和第三流量调节部32，第三连通管31的一端与α‑烯烃储罐30连通，第三连通管31的另一端与混气机构40的物料进口401连通，第三流量调节部32设置在第三连通管31上，以调节第三连通管31内α‑烯烃的流量。如此设置，能够保证对α‑烯烃通入至混气机构40内的流量的精度，保证反应精度。本实施例中，第三流量调节部32为第三流量调节计。

[0043] 进一步地，聚合反应装置还包括第四连通管41、第四流量调节部42和第五阀门411，第四连通管41的一端与混气机构40的第二出气口402连通，第四连通管41的另一端与反应釜10的第一进气口102连通，第四流量调节部42设置在第四连通管41上，以调节第四连通管41内物料的流量，第五阀门411设置在第四连通管41上以使混气机构40与反应釜10连通或断开。如此设置，能够保证混气机构40内的混合物料通入至反应釜10内的精度，保证反应精度。

[0044] 进一步地，聚合反应装置还包括助剂进料管60，助剂进料管60的一端与助剂进料口101连通，以向反应釜10中添加助剂，丙烯储罐20与助剂进料管60的远离助剂进料口101的一端连通，以将助剂进料管60内的助剂压入至反应釜10中。如此设置，能够保证通过丙烯将助剂压入至反应釜10中，避免造成助剂的浪费，保证助剂通入的质量精度，保证反应结果的精确性。并且，通过丙烯将助剂压入至反应釜10中，不会引入新的杂质，能够保证反应顺利地进行。

[0045] 进一步地，混气机构40包括混气罐43、加热部44以及温度感应部45。其中，物料进口401和第二出气口402均设置在混气罐43上。加热部44，用于对混气罐43进行加热。温度感应部45，与加热部44电连接，温度感应部45用于检测混气罐43内部的温度，并将检测到的温度信息传递至加热部44以调节加热部44的加热温度。本实施例中，混气罐43为夹层结构，夹层结构内设置导热介质，加热部44为循环加热水箱，循环加热水箱与混气罐43的夹层结构连通，以使夹层结构内的导热介质不断循环，温度感应部45为温度感应计。如此设置，使得混气机构40的加热效果可控性较强，能够保证对反应温度调节的精确性。

[0046] 聚合反应装置还包括氢气储罐80，氢气储罐80与反应釜10的第一进气口102直接连通，以向反应釜10中通入氢气。本实施例中，聚合反应装置还包括氮气储罐70，氮气储罐70分别与反应釜10的助剂进料口101以及混气机构40的物料进口401连通，以对反应釜10和混气机构40进行清洗。

[0047] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

[0048] 除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

[0049] 在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

[0050] 为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

[0051] 此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

[0052] 以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。