一种自清洁卧式反应器的制作方法
1.本实用新型属于锂电池添加剂生产技术领域，尤其涉及一种种自清洁卧式反应器。
背景技术：
2.碳酸亚乙烯酯（vinylene carbonate）又称1,3-二氧杂环戊烯-2-酮，乙烯碳酸酯，是一种有机物，化学式为c3h2o3，其具有呈无透明液体的性质，是一种锂离子电池新型有机成膜添加剂与过充电保护添加剂，还可作为制备聚碳酸乙烯酯的单体。
3.目前其合成方法中，大多使用立式搪瓷釜或不锈钢钢反应釜，使用氯代碳酸乙烯酯cec，在80℃温度以下、与缚酸剂三乙胺tea、抗氧化剂bht、溶剂碳酸盐二甲酯dmc或乙腈混合反应，其中三乙胺以滴加方式加入的混合物中参与反应，滴加完成后将再保温一段时间将反应完全，以获得碳酸亚乙烯酯、三乙胺盐酸盐、聚碳酸酯类物质。其中三乙胺盐酸盐与聚碳酸酯会形成一种粘性很强的混合物，其附着于反应釜内壁、挡板以及釜内插入管等部位，甚至结成团，挤占反应釜内有效空间，从而给反应带来不利影响。例如：1、导致反应釜传热系数变差；2、滴加的三乙胺缚酸剂不能快速的在釜内溶液内分散开，造成反应局部区域强，温度过高，副反应产生的聚碳酸酯增加，降低了碳酸亚乙烯酯收率；3、挤占反应釜内部空间，造成有效容积减少，严重时造成釜内溢料；4、需要定期打开聚合釜，清理干净釜内结块的盐类物料，降低了反应釜的利用效率，也增加清釜带来的环保风险问题。
技术实现要素：
4.本实用新型的目的在于提供一种用于碳酸亚乙烯酯合成反应系统中的反应器，该反应器具有自清洁功能，能够有效的解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种自清洁卧式反应器，包括：
6.釜体，其内具有反应腔室；
7.夹套，设置于釜体的外壁上；
8.搅拌轴，水平布设于釜体的反应腔室内；
9.动力器，与搅拌轴伸出釜体以及夹套的一端相连，为搅拌轴提供动力；
10.内层螺旋搅拌叶片，位于反应腔室内，并沿搅拌轴的长度方向布设于搅拌轴上，用于对反应腔室内的混合物进行搅拌；
11.以及外层螺旋搅拌叶片，位于反应腔室内，并沿搅拌轴的长度方向布设于搅拌轴上，在对反应腔室内的混合物进行搅拌的同时清理釜体内壁上残留的粘结物料。
12.在上述技术方案中，进一步的，外层螺旋搅拌叶片上的叶片与内层螺旋搅拌叶片上的叶片交叉分布。
13.在上述任一技术方案中，进一步的，外层螺旋搅拌叶片与釜体内壁之间的间距为1cm-5cm。
14.在上述任一技术方案中，进一步的，搅拌轴包括：
15.轴一，轴一为中空结构，其内腔形成用于供水通过的第一流道；
16.轴二，轴二为中空结构，并固定套设于轴一上，轴二内有沿其长度方向开设的用于供水通过的第二流道；
17.其中，轴二上开设有连通第二流道的进水口，内层螺旋搅拌叶片的内部具有用于供水通过的第三流道，第三流道一端与第二流道相连通，另一端与轴一上的第一流道相连通，轴一的其中一侧端被封闭，另一侧端形成供水排出的出水口。
18.在上述任一技术方案中，进一步的，第三流道从内层螺旋搅拌叶片的其中一端的叶片上延伸至另一端的叶片上。
19.在上述任一技术方案中，进一步的，外层螺旋搅拌叶片的内部具有用于供水通过的第四流道，第四流道一端与第二流道相连通，另一端与轴一上的第一流道相连通。
20.在上述任一技术方案中，进一步的，第四流道从内层螺旋搅拌叶片的其中一端的叶片上延伸至另一端的叶片上。
21.在上述任一技术方案中，进一步的，轴二与釜体之间的密封方式为采用双端面机械密封。
22.本实用新型的有益效果是：
23.1、使用双层（内外）螺旋搅拌叶片，使釜体内的混合反应物搅拌充分、均匀，无死角。
24.2、将内外层螺旋搅拌叶片内设置成中空，并通入热或冷却循环水，增加了釜体的换热面积，使反应热能及时被移走，进一步确保不会局部温度过高。
25.3、通过增设外层螺旋搅拌叶片，能快速的将黏附于釜体内壁的盐类粘稠物料清理干净，避免粘釜体造成的导热系数降低等传热问题，并且消除釜体内结块带来的釜体有效空间降低，导致反应溢料问题。
附图说明
26.图1是本实用新型的流程连接框图；
27.图2是本实用新型的结构示意图；
28.图3是本实用新型搅拌轴的内部结构示意图；
29.图中附图标记为：1、第一计量罐；2、第二计量罐；21、主流管；22、分流管；3、第三计量罐；4、卧式反应器；41、釜体；42、夹套；43、搅拌轴；431、轴一；4311、第一流道；4312、出水口；432、轴二；4321、第二流道；4322、进水口；44、动力器；441、电机；442、减速器；45、内层螺旋搅拌叶片；451、第三流道；46、外层螺旋搅拌叶片；461、第四流道；5、接收罐。
具体实施方式
30.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
31.在本技术的描述中，需要说明的是，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技术的示例性实施方式。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，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。
32.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
33.需要说明的是，在本技术的描述中，术语方位词如“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技术和简化描述，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技术保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
34.需要说明的是，在本技术中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本技术实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。
35.实施例1：
36.如图1和图2所示，本实施例提供了一种碳酸亚乙烯酯合成反应系统，包括：
37.第一计量罐1，其内存储有抗氧化剂bht；
38.第二计量罐2，其内存储有缚酸剂tea；
39.第三计量罐3，其内存储有溶剂；
40.卧式反应器4，为碳酸亚乙烯酯的合成提供反应容器；
41.以及接收罐5，与卧式反应器4的输出端口相连通，用于存储反应后的混合物；
42.其中，卧式反应器4包括：
43.釜体41，其内具有反应腔室，反应腔室通过管道分别与第一计量罐1、第二计量罐2以及第三计量罐3相连通；
44.夹套42，设置于釜体41的外壁上；
45.搅拌轴43，水平布设于釜体41的反应腔室内；
46.动力器44，与搅拌轴43伸出釜体41以及夹套42的一端相连，为搅拌轴43提供动力；
47.内层螺旋搅拌叶片45，位于反应腔室内，并沿搅拌轴43的长度方向布设于搅拌轴
43上，用于对反应腔室内的混合物进行搅拌；
48.以及外层螺旋搅拌叶片46，位于反应腔室内，并沿搅拌轴43的长度方向布设于搅拌轴43上，在对反应腔室内的混合物进行搅拌的同时清理釜体41内壁上残留的粘结物料。
49.在本技术方案中，对于碳酸亚乙烯酯的合成反应，在反应后会获得碳酸亚乙烯酯、三乙胺盐酸盐、聚碳酸酯类物质，其中，三乙胺盐酸盐与聚碳酸酯会形成一种粘性很强的混合物，其附着于釜体41的内壁、挡板以及釜内插入管等部位，甚至结成团。为此，在釜体41内增设有外层螺旋搅拌叶片46，相对于传统的搅拌器只有单个螺旋叶片而言，通过在搅拌轴43上设置内层螺旋搅拌叶片45以及外层螺旋搅拌叶片46，不仅能够提高釜体41内的反应物的搅拌效率，实现充分搅拌以及无死角的搅拌，而且还能够通过外层螺旋搅拌叶片46将釜体41内壁上的粘结物料给清理下来，实现了自清洁效果。
50.在本实施例中，优化的，外层螺旋搅拌叶片46上的叶片与内层螺旋搅拌叶片45上的叶片交叉分布。
51.在本技术方案中，通过将外层螺旋搅拌叶片46上的叶片与内层螺旋搅拌叶片45上的叶片交叉分布设置，从而能够实现均匀的对釜体41内的反应物进行搅拌。
52.在本实施例中，优化的，外层螺旋搅拌叶片46与釜体41内壁之间的间距为1cm-5cm。
53.在本技术方案中，在实际操作过程中，对于外层螺旋搅拌叶片46与釜体41内壁之间的间距需要调整精确，过大则会使得釜体41内壁上的粘结物料不易被清理下来，过小则容易划伤釜体41内壁，在不断试验后，将二者之间的间距控制在1cm-5cm是可行的，具体的控制在2cm时最为合适。
54.实施例2：
55.本实施例提供了一种碳酸亚乙烯酯合成反应系统，除了包括上述实施例的技术方案外，还具有以下技术特征。
56.如图2和图3所示，在本实施例中，搅拌轴43包括：
57.轴一431，轴一431为中空结构，其内腔形成用于供水通过的第一流道4311；
58.轴二432，轴二432为中空结构，并固定套设于轴一431上，轴二432内有沿其长度方向开设的用于供水通过的第二流道4321；轴二432与釜体41之间的密封方式为采用双端面机械密封；
59.其中，轴二432上开设有连通第二流道4321的进水口4322，内层螺旋搅拌叶片45的内部具有用于供水通过的第三流道451，第三流道451一端与第二流道4321相连通，另一端与轴一431上的第一流道4311相连通，轴一431的其中一侧端被封闭，另一侧端形成供水排出的出水口4312。
60.在本技术方案中，现有的一些反应器，通常采用对反应釜进行加热或者散热，从而实现对反应釜内的温度的控制，该方式存在着换热效率低的问题。为此，在本方案中，对搅拌轴43以及搅拌叶片进行了改进，具体的，通过设置两个轴，也就是外层的轴二432以及内层的轴一431，轴一431和轴二432内分别具有第一流道4311和第二流道4321，内层螺旋搅拌叶片45以及外层螺旋搅拌叶片46均是由呈螺旋状的一个个半环形叶片依次连接而成的，使得内层螺旋搅拌叶片45以及外层螺旋搅拌叶片46呈现出螺纹状，基于此，在内层螺旋搅拌叶片45的叶片内设置第三流道451，并将第三流道451的两端分别与第一流道4311、第二流
道4321相连通，从而可采用通过输送冷热水的形式来对釜体41内的反应腔室进行换热，使其温度升高或者降低，由于内层螺旋搅拌叶片45在动力器44的作用下，会不断的转动，因此经过第三流道451的水能够充分的对反应物进行换热，通过改变了换热方式，从而能够高效的控制反应物的温度。
61.如图2所示，在本实施例中，优化的，动力器44主要由电机441、减速器442组成，电机441与减速器442相连，减速器442的输出轴上安装有主动轮，轴二432上安装有从动轮，主动轮于从动轮之间通过传动带相连，在电机441的作用下，带动主动轮、从动轮转动，从而带动轴一431进行转动。
62.在本实施例中，优化的，第三流道451从内层螺旋搅拌叶片45的其中一端的叶片上延伸至另一端的叶片上。
63.在本技术方案中，通过采用上述设置，也就是第三流道451沿着内层螺旋搅拌叶片45长度方向布设，进而使得第三流道451也呈现出螺旋状，以提高对反应物的换热面积，以使对反应物的换热效率更高。
64.实施例3：
65.本实施例提供了一种碳酸亚乙烯酯合成反应系统，除了包括上述实施例的技术方案外，还具有以下技术特征。
66.如图2和图3所示，在本实施例中，外层螺旋搅拌叶片46的内部具有用于供水通过的第四流道461，第四流道461一端与第二流道4321相连通，另一端与轴一431上的第一流道4311相连通。第四流道461从内层螺旋搅拌叶片45的其中一端的叶片上延伸至另一端的叶片上
67.在本技术方案中，通过在外层螺旋搅拌叶片46的内部设置第四流道461，以进一步提高换热水与反应物的接触面积。
68.实施例4：
69.本实施例提供了一种碳酸亚乙烯酯合成反应系统，除了包括上述实施例的技术方案外，还具有以下技术特征。
70.如图1和图2所示，在本实施例中，第二计量罐2的出料口上设置有主流管21，主流管21上连接有多根分流管22，各分流管22沿釜体41的长度方向并排布设，且其出口端与釜体41的反应腔室相连通。
71.在本技术方案中，对于缚酸剂tea的添加，常常会出现釜体41内的反应腔室中局部的缚酸剂tea浓度过高，进而会造成该局部的温度超高，为此，在本方案中，设置有主流管21以及各分流管22，通过对缚酸剂tea进行分散添加，从而避免反应腔室内出现局部温度超高的情况。
72.实施例5：
73.本实施例提供了一种采用上述实施例中的反应系统的碳酸亚乙烯酯合成方法，其中，合成方法步骤具体如下：
74.步骤一、打开第一计量罐1、第三计量罐3上的出料阀，将抗氧化剂bht、溶剂加入到釜体41内；
75.步骤二、启动动力器44，驱动搅拌轴43转动；
76.步骤三、向轴二432上的进水口4322通入热水，其中，热水的流动路径为从第二流
道4321流向第三流道451，然后从第三流道451流向第一流道4311，最后从出水口4312排出；
77.步骤四、在釜体41内的温度上升至反应温度后，将第二计量罐2出料口上的阀打开，缚酸剂tea通过主流管21向分流管22流动，并均匀且分散的加入到釜体41内，与此同时，将通入到进水口4322内热水切换成冷水，使釜体41内的温度维持在反应温度；
78.步骤五、待步骤四中的反应结束后，将釜体41的出料口打开，将反应混合物向接收罐5输送。
79.上面结合附图对本技术的实施例进行了描述，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征是可以相互组合的，本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本技术的保护之内。
技术特征：
1.一种自清洁卧式反应器，其特征在于，包括：釜体(41)，其内具有反应腔室；夹套(42)，设置于所述釜体(41)的外壁上；搅拌轴(43)，水平布设于所述釜体(41)的反应腔室内；动力器(44)，与所述搅拌轴(43)伸出釜体(41)以及夹套(42)的一端相连，为搅拌轴(43)提供动力；内层螺旋搅拌叶片(45)，位于所述反应腔室内，并沿搅拌轴(43)的长度方向布设于所述搅拌轴(43)上，用于对反应腔室内的混合物进行搅拌；以及外层螺旋搅拌叶片(46)，位于所述反应腔室内，并沿搅拌轴(43)的长度方向布设于所述搅拌轴(43)上，在对反应腔室内的混合物进行搅拌的同时清理所述釜体(41)内壁上残留的粘结物料。2.根据权利要求1所述的一种自清洁卧式反应器，其特征在于，所述外层螺旋搅拌叶片(46)上的叶片与内层螺旋搅拌叶片(45)上的叶片交叉分布。3.根据权利要求1所述的一种自清洁卧式反应器，其特征在于，所述外层螺旋搅拌叶片(46)与釜体(41)内壁之间的间距为1cm-5cm。4.根据权利要求1所述的一种自清洁卧式反应器，其特征在于，所述搅拌轴(43)包括：轴一(431)，所述轴一(431)为中空结构，其内腔形成用于供水通过的第一流道(4311)；轴二(432)，所述轴二(432)为中空结构，并固定套设于所述轴一(431)上，所述轴二(432)内有沿其长度方向开设的用于供水通过的第二流道(4321)；其中，所述轴二(432)上开设有连通所述第二流道(4321)的进水口(4322)，所述内层螺旋搅拌叶片(45)的内部具有用于供水通过的第三流道(451)，所述第三流道(451)一端与所述第二流道(4321)相连通，另一端与所述轴一(431)上的第一流道(4311)相连通，所述轴一(431)的其中一侧端被封闭，另一侧端形成供水排出的出水口(4312)。5.根据权利要求4所述的一种自清洁卧式反应器，其特征在于，所述第三流道(451)从所述内层螺旋搅拌叶片(45)的其中一端的叶片上延伸至另一端的叶片上。6.根据权利要求4所述的一种自清洁卧式反应器，其特征在于，所述外层螺旋搅拌叶片(46)的内部具有用于供水通过的第四流道(461)，所述第四流道(461)一端与所述第二流道(4321)相连通，另一端与所述轴一(431)上的第一流道(4311)相连通。7.根据权利要求6所述的一种自清洁卧式反应器，其特征在于，所述第四流道(461)从所述内层螺旋搅拌叶片(45)的其中一端的叶片上延伸至另一端的叶片上。8.根据权利要求4所述的一种自清洁卧式反应器，其特征在于，所述轴二(432)与所述釜体(41)之间的密封方式为采用双端面机械密封。
技术总结
本发明属于锂电池添加剂生产技术领域，尤其涉及一种自清洁卧式反应器，包括：釜体，其内具有反应腔室；夹套，设置于釜体的外壁上；搅拌轴，水平布设于釜体的反应腔室内；动力器，与搅拌轴伸出釜体以及夹套的一端相连，为搅拌轴提供动力；内层螺旋搅拌叶片，位于反应腔室内，并沿搅拌轴的长度方向布设于搅拌轴上，用于对反应腔室内的混合物进行搅拌；以及外层螺旋搅拌叶片，位于反应腔室内，并沿搅拌轴的长度方向布设于搅拌轴上。通过增设外层螺旋搅拌叶片，能快速的将黏附于釜体内壁的盐类粘稠物料清理干净，避免粘釜体造成的导热系数降低等传热问题，并且消除釜体内结块带来的釜体有效空间降低，导致反应溢料问题。导致反应溢料问题。导致反应溢料问题。
