烯丙基聚乙二醇的生產(chǎn)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了烯丙基聚乙二醇的生產(chǎn)系統(tǒng)，特點包括次級反應器、臥式氣液接觸反應器、中和反應釜、儲存罐、小循環(huán)回路和大循環(huán)回路，次級反應器的上端設置有鏈起始劑和催化劑入口，次級反應器的下端物料出口通過小循環(huán)回路與次級反應器的上端物料回流口相連通，次級反應器的下端物料出口通過大循環(huán)回路與臥式氣液接觸反應器的中心軸相連通，中心軸上設置有若干個噴嘴，臥式氣液接觸反應器的周壁均布有多個環(huán)氧化合物入口，臥式氣液接觸反應器的下端物料出口與次級反應器的上端反應產(chǎn)物進口相連通，次級反應器與中和反應釜相連通，中和反應釜的下端物料出口與儲存罐相連通，優(yōu)點是反應效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，安全性高。
【專利說明】烯丙基聚乙二醇的生產(chǎn)系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種烯丙基聚乙二醇的生產(chǎn)系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]烯丙基聚乙二醇是新一代聚羧酸系高效減水劑的重要原料。使用烯丙基聚乙二醇合成的聚羧酸高效系減水劑具有高效的顆粒分散性和保持能力，具有減水率高、水泥使用量低、增強效果好、耐久性好、不銹蝕鋼筋及對環(huán)境友好等優(yōu)點，可應用在現(xiàn)場攪拌及遠距離輸送的高性能、高強度(C60以上)的商品混凝土中。
[0003]目前，烯丙基聚乙二醇的制備一般采用含有活潑氫的鏈起始劑，如脂肪醇、烯醇、脂肪酸、壬基酚等與環(huán)氧化合物在高溫、高壓及催化劑(氫氧化鈉、氫化鈉、氫氧化鉀、醇鈉(鉀)鹽等或者他們的混合物)的作用下加熱聚合反應制得，此生產(chǎn)方法采用釜式攪拌反應器進行反應。在不銹鋼或搪玻璃反應爸中加入原料鏈起始劑，攪拌下加催化劑，反應爸夾套加熱，抽空脫水，充N2再抽真空，然后通入環(huán)氧化合物，并控制滴加速度、反應壓力和溫度，通完環(huán)氧化合物后繼續(xù)攪拌至釜內(nèi)壓力不下降為止，結構簡單，使用方便，但存在以下缺點:
[0004](I)在液相中溶解有未反應的環(huán)氧化合物，一旦大量積聚，便有發(fā)生爆炸危險；
[0005](2)反應器頂部含大量未反應環(huán)氧化合物的氣相與攪拌器的機械轉(zhuǎn)動相接觸而產(chǎn)生靜電，導致火災，甚至爆炸；
[0006](3)易產(chǎn)生副反應，產(chǎn)品中游離聚乙二醇含量增高，不僅在反應器頂部且在液相中均會產(chǎn)生；
[0007](4)反應速度低，高溫反應時間長，所得產(chǎn)物氧乙烯鏈分布較寬，產(chǎn)品色澤較深；
[0008](5)反應產(chǎn)物增長較小，要制得高分子量產(chǎn)品，須進行多次加成反應。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種反應效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，安全性高的烯丙基聚乙二醇的生產(chǎn)系統(tǒng)。
[0010]本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案為:一種烯丙基聚乙二醇的生產(chǎn)系統(tǒng)，包括次級反應器、臥式氣液接觸反應器、中和反應釜、儲存罐、小循環(huán)回路和大循環(huán)回路，所述的次級反應器的上端設置有鏈起始劑和催化劑入口，所述的次級反應器的下端物料出口通過所述的小循環(huán)回路與所述的次級反應器的上端物料回流口相連通，所述的次級反應器的下端物料出口通過所述的大循環(huán)回路與所述的臥式氣液接觸反應器的中心軸相連通，所述的中心軸上設置有若干個噴嘴，所述的臥式氣液接觸反應器的周壁均布有多個環(huán)氧化合物入口，所述的臥式氣液接觸反應器的下端物料出口與所述的次級反應器的上端反應產(chǎn)物進口相連通，所述的次級反應器的下端物料出口與所述的中和反應釜的上端物料進口相連通，所述的中和反應釜的下端物料出口與所述的儲存罐相連通。
[0011]所述的臥式氣液接觸反應器與水平面之間的夾角為5-20°。使臥式氣液接觸反應器內(nèi)的反應產(chǎn)物能順暢及時送入次級反應器。[0012]所述的中心軸上均勻排布有50-200個噴嘴，所述的環(huán)氧化合物入口設置有文丘里氣液混合器，所述的臥式氣液接觸反應器的一側設置有惰性氣體入口。使氣液充分接觸反應，增強契合混合效果。
[0013]所述的次級反應器的下端設置有I段或多段所述的次級反應器的縮小段，所述的縮小段的體積由上到下依次縮小20-40倍，最上端的所述的縮小段的體積為所述的次級反應器體積的1/20-1/40?？筛鶕?jù)起始劑用量的多少，確定縮小段的段數(shù)和大小。使反應產(chǎn)物能順利輸送到下一步反應中，從而可實現(xiàn)產(chǎn)物分子量在1200-4000之內(nèi)調(diào)整。
[0014]所述的次級反應器的外壁設置有用于加熱的盤管或夾套。通過盤管或夾套加熱以維持次級反應器內(nèi)的反應溫度。
[0015]所述的中和反應釜包括上部加熱段和下部冷卻段，所述的加熱段內(nèi)設置有攪拌器。中和反應釜耦合加熱與冷卻，加熱保證中和反應快速進行，快速熟化，節(jié)省反應時間，冷卻可以保證生產(chǎn)不同品種的產(chǎn)品時，根據(jù)需要的產(chǎn)品溫度隨機調(diào)整，產(chǎn)品品種調(diào)整靈活。
[0016]所述的加熱段上端的環(huán)氧化合物回流口通過循環(huán)冷卻器與所述的環(huán)氧化合物入口相連通。
[0017]所述的小循環(huán)回路上設置真空脫水泵和用于加熱的第一換熱器，所述的大循環(huán)回路上設置有輸送泵和用于加熱的第二換熱器。
[0018]所述的小循環(huán)回路上、所述的大循環(huán)回路上以及用于連通所述的次級反應器與所述的中和反應釜的管道上分別設置有用于控制管路啟閉的控制閥門。通過控制閥門控制各管路的開啟與閉合。
[0019]所述的鏈起始劑為脂肪醇、烯醇、脂肪酸和壬基酚中的任一種，所述的催化劑為氫氧化鈉、氫化鈉、氫氧化鉀、醇鈉鹽和醇鉀鹽中的至少一種。
[0020]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的優(yōu)點在于:
[0021](I)裝置可生產(chǎn)多個產(chǎn)品，實用性強，既能生產(chǎn)加成醇醚類分子量低的產(chǎn)品，也能生產(chǎn)加成醇醚類分子量高的產(chǎn)品，可生產(chǎn)200余種產(chǎn)品。
[0022](2)反應物料形成霧狀與多個環(huán)氧化合物氣相接觸，使氣液接觸充分，反應速度快，副反應少，產(chǎn)品質(zhì)量好、收率高，避免了自聚的發(fā)生；產(chǎn)品色澤淺，無需脫色，主反應物產(chǎn)量高，產(chǎn)品的分子量分布窄，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，均一性好，生產(chǎn)效率大大提高。
[0023]( 3 )在氣液接觸反應器內(nèi)設有多個環(huán)氧乙烷入口，氣液接觸反應器內(nèi)接觸環(huán)氧化合物氣相沒有旋轉(zhuǎn)部件，防止靜電產(chǎn)生，且循環(huán)物料中環(huán)氧化合物含量低，操作安全性高。
[0024](4)氣液接觸反應器內(nèi)通入適量的惰性氣體，操作處于爆炸極限之外。
[0025](5)具有大、小兩個循環(huán)回路，保證物料混合更充分，反應更完全，反應初期用小循環(huán)回路，節(jié)省能量，反應后期，反應熱量大時，大小循環(huán)回路同時運行，有效移除反應熱。
[0026](6)中和反應釜中少量未反應的環(huán)氧混合物經(jīng)循環(huán)冷卻器冷卻回收送回氣液接觸反應器，實現(xiàn)環(huán)氧化合物零排放，節(jié)能環(huán)保。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為本實用新型烯丙基聚乙二醇的生產(chǎn)系統(tǒng)的結構示意圖；
[0028]圖2為本實用新型文丘里氣液混合器的結構示意圖?！揪唧w實施方式】
[0029]以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。
[0030]具體實施例
[0031]本實用新型一種烯丙基聚乙二醇的生產(chǎn)系統(tǒng)，如圖1所示，包括次級反應器1、臥式氣液接觸反應器2、中和反應釜3、儲存罐4、小循環(huán)回路5和大循環(huán)回路6，次級反應器I的上端設置有鏈起始劑和催化劑入口 7，次級反應器I的下端物料出口通過小循環(huán)回路5與次級反應器I的上端物料回流口相連通，次級反應器I的下端物料出口通過大循環(huán)回路6與臥式氣液接觸反應器2的中心軸8相連通，中心軸8上設置有若干個噴嘴9，臥式氣液接觸反應器2的周壁均布有多個環(huán)氧化合物入口 10，臥式氣液接觸反應器2的下端物料出口11與次級反應器的I上端反應產(chǎn)物進口 12相連通，次級反應器I的下端物料出口與中和反應釜3的上端物料進口相連通，中和反應釜3的下端物料出口與儲存罐4相連通。
[0032]在此具體實施例中，臥式氣液接觸反應器2與水平面之間的夾角為5-20°。中心軸8上均勻排布有50-200個噴嘴9，環(huán)氧化合物入口 10設置有文丘里氣液混合器13 (如圖2所示)，臥式氣液接觸反應器2的一側設置有惰性氣體入口 14。次級反應器I的下端設置有I段或多段次級反應器I的縮小段15，縮小段15的體積由上到下依次縮小20-40倍，最上端的縮小段15的體積為次級反應器I體積的1/20-1/40 ;次級反應器I的外壁設置有用于加熱的盤管16 (或夾套)。
[0033]在此具體實施例中，中和反應釜3包括上部加熱段17和下部冷卻段18，加熱段17內(nèi)設置有攪拌器19。加熱段17上端的環(huán)氧化合物回流口通過循環(huán)冷卻器20與環(huán)氧化合物入口 10相連通。小循環(huán)回路5上設置真空脫水泵21和用于加熱的第一換熱器22，大循環(huán)回路6上設置有輸送泵23和用于加熱的第二換熱器24。小循環(huán)回路5上、大循環(huán)回路6上以及用于連通次級反應器I與中和反應釜3的管道上分別設置有用于控制管路啟閉的控制閥門(圖中未顯示)。通過控制閥門控制各管路的開啟與閉合。
[0034]在此具體實施例中，鏈起始劑為脂肪醇、烯醇、脂肪酸和壬基酚中的任一種，催化劑為氫氧化鈉、氫化鈉、氫氧化鉀、醇鈉鹽和醇鉀鹽中的至少一種。
[0035]工作過程:
[0036]將定量的鏈起始劑和催化劑加入次級反應器1，開啟小循環(huán)回路5上的控制閥門，鏈起始劑和催化劑中有水分，它們之間反應也產(chǎn)生一些水分，這些水分在次級反應器I及小循環(huán)回路5中通過真空脫除和加熱過程中除去。
[0037]在鏈起始劑與環(huán)氧化合物反應之前，臥式氣液接觸反應器2用氮氣置換，同時開啟大循環(huán)回路6上的控制閥門，將被催化了的鏈起始劑送入大循環(huán)回路6中加熱到反應起始溫度100-200°C，再送入臥式氣液接觸反應器2的中心軸8，通過中心軸8上的噴嘴9以霧狀噴射到臥式氣液接觸反應器2內(nèi)部，環(huán)氧化合物經(jīng)環(huán)氧化合物入口 10的文丘里氣液混合器14以氣態(tài)噴射到臥式氣液接觸反應器2內(nèi)部，兩者充分接觸反應，控制臥式氣液接觸反應器2內(nèi)壓力為200-500kPag，操作溫度為100-200°C，氣液接觸反應器2內(nèi)的殘余壓力不變時，反應結束。
[0038]反應結束后，臥式氣液接觸反應器2內(nèi)產(chǎn)物利用重力作用送入次級反應器I反應一一段時間后，關閉大循環(huán)回路6上的控制閥門，開啟次級反應器I與中和反應釜3之間管道上的控制閥門，將反應物料通過輸送泵23送入中和反應釜3，中和劑加入中和反應釜3內(nèi)，在攪拌條件下，控制上段加熱段17溫度為90-120°C，中和反應完成后，控制下段冷卻段18溫度，使產(chǎn)品冷卻到包裝溫度60-90°C，中和好的產(chǎn)品送入儲存罐4直接包裝。一般催化劑用量以總物料量的0.3-0.5為宜。
[0039]上述實施例是對本實用新型的進一步說明，但本實用新型的保護范圍以權利要求書為準。
【權利要求】
1.一種烯丙基聚乙二醇的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于包括次級反應器、臥式氣液接觸反應器、中和反應釜、儲存罐、小循環(huán)回路和大循環(huán)回路，所述的次級反應器的上端設置有鏈起始劑和催化劑入口，所述的次級反應器的下端物料出口通過所述的小循環(huán)回路與所述的次級反應器的上端物料回流口相連通，所述的次級反應器的下端物料出口通過所述的大循環(huán)回路與所述的臥式氣液接觸反應器的中心軸相連通，所述的中心軸上設置有若干個噴嘴，所述的臥式氣液接觸反應器的周壁均布有多個環(huán)氧化合物入口，所述的臥式氣液接觸反應器的下端物料出口與所述的次級反應器的上端反應產(chǎn)物進口相連通，所述的次級反應器的下端物料出口與所述的中和反應釜的上端物料進口相連通，所述的中和反應釜的下端物料出口與所述的儲存罐相連通。
2.根據(jù)權利要求1所述的烯丙基聚乙二醇的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述的臥式氣液接觸反應器與水平面之間的夾角為5-20°。
3.根據(jù)權利要求2所述的烯丙基聚乙二醇的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述的中心軸上均勻排布有50-200個噴嘴，所述的環(huán)氧化合物入口設置有文丘里氣液混合器，所述的臥式氣液接觸反應器的一側設置有惰性氣體入口。
4.根據(jù)權利要求1所述的烯丙基聚乙二醇的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述的次級反應器的下端設置有I段或多段所述的次級反應器的縮小段，所述的縮小段的體積由上到下依次縮小20-40倍，最上端的所述的縮小段的體積為所述的次級反應器體積的1/20-1/40。
5.根據(jù)權利要求4所述的烯丙基聚乙二醇的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述的次級反應器的外壁設置有用于加熱的盤管或夾套。
6.根據(jù)權利要求1所述的烯丙基聚乙二醇的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述的中和反應釜包括上部加熱段和下部冷卻段，所述的加熱段內(nèi)設置有攪拌器。
7.根據(jù)權利要求6所述的烯丙基聚乙二醇的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述的加熱段上端的環(huán)氧化合物回流口通過循環(huán)冷卻器與所述的環(huán)氧化合物入口相連通。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種烯丙基聚乙二醇的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述的小循環(huán)回路上設置真空脫水泵和用于加熱的第一換熱器，所述的大循環(huán)回路上設置有輸送泵和用于加熱的第二換熱器。
9.根據(jù)權利要求1-8中任一項所述的烯丙基聚乙二醇的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述的小循環(huán)回路上、所述的大循環(huán)回路上以及用于連通所述的次級反應器與所述的中和反應釜的管道上分別設置有用于控制管路啟閉的控制閥門。
【文檔編號】C08G65/28GK203653474SQ201320456848
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年7月29日 優(yōu)先權日:2013年7月29日
【發(fā)明者】許志龍, 谷新春, 岳金明, 蘭治全, 王宇光, 馬文華 申請人:中國化學賽鼎寧波工程有限公司