本實用新型涉及反相乳液降阻劑生產的設備的技術領域,特別是一種攪拌均勻一體式制備反相乳液降阻劑的反應器。
背景技術:
目前,反相乳液降阻劑在鉆井液中的應用逐步得到重視,它能大幅度降低施工摩阻,降低施工壓力,改善壓裂改造效,而且還對對儲層傷害小。用于生產反相乳液降阻劑的設備由反應釜主體、反應釜上蓋和槳葉組成,反應釜主體的外部設有夾套,反應釜上蓋固定安裝于反應釜本體頂部,反應釜本體內安裝有槳葉。反相乳液降阻劑的制備工藝是:先在反應釜本體內加入一定量的丙烯酰胺水溶液,再在槳葉攪拌作用下向反應釜本體內加入含乳化劑的脂烴中進行乳化,然后加入可溶于水的自由基引發劑,向夾套內通入熱水使物料在一定溫度下物料進行聚合,聚合生成反相乳液降阻劑,聚合完畢后加入添加劑以減少殘余單體含量,再經脫水、脫油和轉相,可得到固含量為30%~50%的產品。
由于在夾套加熱下乳化劑、丙烯酰胺水溶液、可溶于水自由基引發劑混合攪拌生成的反相乳液降阻劑粘度增大,導致槳葉運轉時功率明顯增大,攪拌速度遲緩,混合不均勻,降低了生產效率,進一步導致生產出的反相乳液降阻劑存在粘度不穩定、易分層、分子量低、分散性差的缺陷。此外,升溫加熱物料時,夾套上的溫度需要經反應釜才能傳遞到物料上,因此存在升溫速度慢、熱量損耗大的缺陷,無法達到反應所需的溫度,最終導致不能充分反應。
技術實現要素:
本實用新型的目的在于克服現有技術的缺點,提供一種結構緊湊、提高產品分子量、提高產品粘度穩定性、極大提高反相乳液降阻劑生產速度的攪拌均勻一體式制備反相乳液降阻劑的反應器。
本實用新型的目的通過以下技術方案來實現:一種攪拌均勻一體式制備反相乳液降阻劑的反應器,它包括反應釜主體、設置于反應釜主體頂部的上蓋、固定安裝于上蓋頂部的電機A,電機A的輸出端連接有設置于反應釜主體內的攪拌軸,攪拌軸上安裝有槳葉,所述的反應釜主體的側壁上設置有進液口和成品出口,反應釜主體的左右壁上設置有進氣口A和進氣口B,進氣口B位于進氣口A的下方;該系統還包括乳化劑儲罐、丙烯酰胺水溶液儲罐和螺旋輸料裝置,乳化劑儲罐和丙烯酰胺水溶液儲罐均位于螺旋輸料裝置的正上方,乳化劑儲罐和丙烯酰胺水溶液儲罐均與螺旋輸料裝置的一端連接,螺旋輸料裝置的另一端與反應釜主體連接,所述的反應釜主體的底部旋轉有空心軸,空心軸的上端部安裝有位于反應釜主體內的轉盤,轉盤內設置有連通空心軸的空腔,轉盤頂表面分布有多個呈螺旋形的加熱棒,加熱棒位于槳葉的下方,空心軸的下端部連接有電機C。
所述的螺旋輸送裝置由筒體、電機B以及設置于筒體內的螺旋桿組成,電機B的輸出端與螺旋桿連接,乳化劑儲罐與筒體之間、丙烯酰胺水溶液儲罐與筒體之間均連接有氣動蝶閥。
所述的電機A和電機C均垂向設置。
所述的加熱棒均勻分布在轉盤上。
本實用新型具有以下優點:(1)本實用新型的槳葉對位于反應釜主體內上層物料進行攪拌,轉盤上的加熱棒對位于反應釜主體內下層物料進行攪拌,實現了上下分層式攪拌物料,提高了攪拌速度,加快了反相乳液降阻劑的生成速度,且使物料攪拌得更加均勻,增大反相乳液降阻劑內分子量,提高粘度穩定性。(2)螺旋桿將乳化劑和丙烯酰胺水溶液預先混合,混合后螺旋桿又將物料輸送到反應釜主體內與可溶于水的自由基引發劑混合,因此實現了兩種物料的邊輸送邊混合,縮短了后續混合均勻所用時間,提高了生產效率。(4)本實用新型的反應釜主體的左右壁上設置有進氣口A和進氣口B,進氣口B位于進氣口A的下方,通入N2后,物料翻滾,進一使攪拌更加均勻,提高反應速度。(5)本實用新型加熱棒位于反應釜主體內,因此能夠直接加熱物料,無需外部加熱,實現了物料的快速升溫,且避免了熱量的浪費,保證達到反應所需的溫度。
附圖說明
圖1 為本實用新型的結構示意圖
圖中,1-反應釜主體,2-上蓋,3-電機A,4-槳葉,5-進液口,6-成品出口,7-進氣口A,8-進氣口B,9-乳化劑儲罐,10-丙烯酰胺水溶液儲罐,11-空心軸,12-轉盤,13-加熱棒,14-電機C,15-筒體,16-電機B,17-螺旋桿,18-氣動蝶閥。
具體實施方式
下面結合附圖對本實用新型做進一步的描述,本實用新型的保護范圍不局限于以下所述:
如圖1所示,一種攪拌均勻一體式制備反相乳液降阻劑的反應器,它包括反應釜主體1、設置于反應釜主體1頂部的上蓋2、固定安裝于上蓋2頂部的電機A3,電機A3的輸出端連接有設置于反應釜主體1內的攪拌軸,攪拌軸上安裝有槳葉4,當電機A3啟動后,電機A3帶動槳葉4轉動,槳葉4對位于反應釜主體1內上層物料進行攪拌。所述的反應釜主體1的側壁上設置有進液口5和成品出口6,反應釜主體1的左右壁上設置有進氣口A7和進氣口B8,進氣口B8位于進氣口A7的下方;該系統還包括乳化劑儲罐9、丙烯酰胺水溶液儲罐10和螺旋輸料裝置,乳化劑儲罐9和丙烯酰胺水溶液儲罐10均位于螺旋輸料裝置的正上方,乳化劑儲罐9和丙烯酰胺水溶液儲罐10均與螺旋輸料裝置的一端連接,螺旋輸料裝置的另一端與反應釜主體1連接。
如圖1所示,所述的反應釜主體1的底部旋轉有空心軸11,空心軸11的上端部安裝有位于反應釜主體1內的轉盤12,轉盤12內設置有連通空心軸11的空腔,可在空心軸11內和空腔內布置連接加熱棒13的導線,加熱棒13通電后表面溫度升高,轉盤12頂表面均勻分布有多個呈螺旋形的加熱棒13,加熱棒13位于槳葉4的下方,空心軸11的下端部連接有電機C14,電機A3和電機C14均垂向設置。當電機C14啟動后,電機C14帶動轉盤12轉動,轉盤12上的加熱棒13對位于反應釜主體1內下層物料進行攪拌,同時結合電機A3的啟動,實現了上下分層式攪拌物料,提高了攪拌速度,加快了反相乳液降阻劑的生成速度。使物料攪拌得更加均勻,增大反相乳液降阻劑內分子量,提高粘度穩定性。
如圖1所示,所述的螺旋輸送裝置由筒體15、電機B16以及設置于筒體15內的螺旋桿17組成,電機B16的輸出端與螺旋桿17連接,乳化劑儲罐9與筒體15之間、丙烯酰胺水溶液儲罐10與筒體15之間均連接有氣動蝶閥18。打開氣動蝶閥18后,乳化劑進入在重力作用下進入筒體15內,丙烯酰胺水溶液在重力作用下進入筒體15內,螺旋桿17將乳化劑和丙烯酰胺水溶液預先混合,混合后螺旋桿17又將物料輸送到反應釜主體1內與可溶于水的自由基引發劑混合,因此實現了兩種物料的邊輸送邊混合,縮短了后續混合均勻所用時間,提高了生產效率。
本實用新型生產反相乳液降阻劑的過程如下:
S1、經進氣口A7和進氣口B8向反應釜主體1內通入N2,以排出反應釜主體1內的O2;
S2、經進液口5向反應釜主體1內通入可溶于水的自由基引發劑;
S3、打開氣動蝶閥18和電機B16,乳化劑儲罐9內的乳化劑在重力下進入筒體15內,而丙烯酰胺水溶液儲罐10內的丙烯酰胺水溶液在重力下也進入筒體15內;電機B16帶動螺旋桿17做旋轉運動,螺旋桿17將乳化劑和丙烯酰胺水溶液預先混合,混合后螺旋桿17又將物料輸送到反應釜主體1內與可溶于水的自由基引發劑混合;
S4、打開電機A3、電機C14同時向加熱棒13通電,電機C14帶動空心軸11轉動,空心軸11帶動轉盤12轉動,加熱棒13加熱并攪拌下層物料;而電機A3帶動槳葉4轉動,槳葉4對上層物料進行攪拌,此外從進氣口A7和進氣口B8內通入的N2,兩相反方向的氣流使物料順時針翻滾,不僅加快了反相乳液降阻劑的生成速度,又使物料混合得更加均勻,增大反相乳液降阻劑內分子量,提高粘度穩定性。