CN107827899A - 一种环丁烷四甲酸二酐连续生产装置及高分子材料生产装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高分子材料生产设备技术领域，公开了一种环丁烷四甲酸二酐连续生产装置及高分子材料生产装置，设置有：混合器；氮气瓶通过调节针阀与所述混合器相连；混合器与聚四氟细管连接；聚四氟细管环绕石英玻璃光照管。本发明可连续反应，充分利用光能，使反应变得容易控制，增强安全性；本发明引入超声装置，有效分散生成产物，使产物不粘壁、吸附聚集；引入氮气，使管内呈气液混合态，强化传质，减少堵塞，反应后端采用过滤分离设备，及时分离出生成产物，液体物料继续进入反应器反应，可以实现长周期连续运行，提高了原料的利用率，并且避免采取蒸馏分离工艺，降低能耗40％。

Description

一种环丁烷四甲酸二酐连续生产装置及高分子材料生产装置
技术领域
本发明属于高分子材料生产设备技术领域，尤其涉及一种环丁烷四甲酸二酐连续生产装置及高分子材料生产装置。
背景技术
环丁烷四甲酸二酐作为制备聚酰亚胺、聚酯、醇酸树脂、环氧树脂等高分子的原料，迄今已得到了广泛的应用，特别是由其合成的聚酰亚胺，在化学稳定性、热稳定性、机械性能、抗紫外性能、涂敷加工性能方面均具有显著的优点，是一种性能良好的高分子材料。现有合成技术一般在批量式的反应釜内进行，在反应釜中***光源，进行光照射反应，此种技术存在适用于少量合成，不易放大，存在光源照射不均现象，尽管有搅拌，但反应液受光照强度不同，且接触面积小，光照效率低，导致反应时间长，产率低；大量的的反应液需要较强的光，就存在光发热现象，温度控制不准，导致产品收率低，工艺不稳定。专利ZL201420943515.5提供一种连续合成环丁烷四甲酸二酐的光反应装置，其可用于少量或者大量反应物反应，光能利用率更高，反应速度快，效率高。在实际运行中发现，需控制物料转化率，保证***稳定运行，导致其单程转化率较低，因此需将物料循环，又容易出现管路堵塞现象，只能采取将反应物料蒸馏分离再利用，能耗较高。
综上所述，现有技术存在的问题是：釜式反应器反应时间长，产率低，产品品质差；连续光反应装置需将反应物料蒸馏分离后再利用，能耗较高。目前的环丁烷四甲酸二酐的合成方法存在单程转化率较低，物料转化率低，能耗较高，连续运行时间短。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种环丁烷四甲酸二酐连续生产装置及高分子材料生产装置。
本发明是这样实现的，一种环丁烷四甲酸二酐连续生产装置，借鉴微通道反应器原理，采用更细的聚四氟细管作为流体通道，并通过氮气吹扫，经过混合器混合后，气液混合物在微通道中形成均匀的液滴-气泡-液滴流体，这种特殊的流体一方面加快了光反应效率、速度，另一方面避免了生成产物对通道的堵塞；而且在反应后增加了过滤分离设备，分离出生成产物，液体继续进入反应器反应，可以实现长周期连续运行，提高了原料的利用率，并且避免采取蒸馏分离工艺，降低了能耗。
所述环丁烷四甲酸二酐连续生产装置设置有：
混合器；
氮气瓶通过调节针阀与所述混合器相连；
所述混合器与聚四氟细管连接；
所述聚四氟细管环绕于至少一个石英玻璃光照管。
进一步，所述聚四氟细管出口端通过阀门与过滤器相连。
进一步，所述石英玻璃光照管位于超声恒温槽内部，石英玻璃光照管内部设有紫外灯管。
进一步，所述恒温槽由超声设备、加热设备、制冷设备及温度控制器组成，且上端设有盖子。
进一步，所述紫外灯管连接光源控制箱。
本发明的另一目的在于提供一种利用所述环丁烷四甲酸二酐连续生产装置生产的聚酰亚胺。
本发明的另一目的在于提供一种利用所述环丁烷四甲酸二酐连续生产装置生产的聚酯。
本发明的另一目的在于提供一种利用所述环丁烷四甲酸二酐连续生产装置生产的醇酸树脂。
本发明的另一目的在于提供一种利用所述环丁烷四甲酸二酐连续生产装置生产的环氧树脂。
本发明的优点及积极效果为：克服了反应釜式光反应器的缺陷，可连续反应，充分利用光能，使反应变得容易控制，增强安全性；聚四氟细管缠绕在光照管上，有效利用光能，光照效率高、反应速度快，保证反应液在流动过程中得到充分有效照射，结构合理；光照管可灵活设置，可单独设置一个光照管或多个光照管，保证反应时间和处理量；引入超声装置，有效分散生成产物，使产物不粘壁、吸附聚集；引入氮气，使管内呈气液混合态，强化传质，减少堵塞，保证长周期连续运行。
本发明利用微反应原理，采用聚四氟细管作为流体通道，并引入氮气吹扫，使反应物料形成特殊的微流体，不仅克服了釜式反应器间歇反应、产率低的弊端，更是能有效利用光能，强化传质，对工艺参数实现精准控制，提高原料转化率；引入超声装置，能有效分散生成产物，确保产物不粘壁、不吸附聚集；反应后端采用过滤分离设备，及时分离出生成产物，液体物料继续进入反应器反应，可以实现长周期连续运行，提高了原料的利用率，并且避免采取蒸馏分离工艺，降低能耗40％。
附图说明
图1是本发明实施例提供的环丁烷四甲酸二酐连续生产装置结构示意图；
图中：1、混合罐；2、平流泵；3、石英玻璃光照管；4、聚四氟细管；5、紫外灯管；6、超声恒温槽；7、过滤器；8、光源控制箱；9、混合器；10、氮气；11、针阀；12、阀门。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的环丁烷四甲酸二酐连续生产装置包括：混合罐1、平流泵2、石英玻璃光照管3、聚四氟细管4、紫外灯管5、超声恒温槽6、过滤器7、光源控制箱8、混合器9、氮气瓶10、针阀11、阀门12。
混合罐1通过平流泵2与聚四氟细管4入口端混合器9相连，氮气瓶10通过调节针阀11与混合器9相连，气液在是混合器9混合后进入聚四氟细管4，聚四氟细管4环绕于石英玻璃光照管3外，聚四氟细管4出口端通过阀门12与过滤器7相连，过滤器7滤液流入混合罐1；石英玻璃光照管3位于超声恒温槽6内部，石英玻璃光照管3内部设有紫外灯管5，紫外灯管5连接光源控制箱8。
平流泵2与聚四氟细管4入口端之间设有混合器9，聚四氟细管4出口端与过滤器7之间设有阀门12。
石英玻璃光照管3的个数根据生产规模、反应时间增加。
聚四氟细管4均匀环绕在石英玻璃光照管3上，聚四氟细管4的长度可调节。
聚四氟细管4的管径可调节。
恒温槽6由超声设备、加热设备、制冷设备及温度控制器组成，且上端设有盖子。
本发明使用时，超声恒温槽6内装有介质，原料经混合罐1制成均匀液体，由平流泵2通过外管输送至混合器9，氮气瓶10经针阀11引入混合器9，气液混合后导入超声恒温槽6内的聚四氟细管4，反应液匀速流过聚四氟细管4，经紫外灯管5均匀照射下，进行光化学反应，反应后的料液进入过滤器7，滤液流入混合罐1，可以循环再反应，过滤器7内得环丁烷四甲酸二酐。
在超声恒温槽中固定两个光照管，聚四氟细管依次缠绕两个光照管，其它形式不变，可以有效增加反应时间，提高生产效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种环丁烷四甲酸二酐连续生产装置，其特征在于，所述环丁烷四甲酸二酐连续生产装置设置有：
混合器；
氮气瓶通过调节针阀与所述混合器相连；
所述混合器与聚四氟细管连接；
所述聚四氟细管出口端通过阀门与过滤器相连。
2.如权利要求1所述的环丁烷四甲酸二酐连续生产装置，其特征在于，所述聚四氟细管环绕于至少一个石英玻璃光照管。
3.如权利要求2所述的环丁烷四甲酸二酐连续生产装置，其特征在于，所述石英玻璃光照管位于超声恒温槽内部，石英玻璃光照管内部设有紫外灯管。
4.如权利要求3所述的环丁烷四甲酸二酐连续生产装置，其特征在于，所述恒温槽由超声设备、加热设备、制冷设备及温度控制器组成，且上端设有盖子。
5.如权利要求3所述的环丁烷四甲酸二酐连续生产装置，其特征在于，所述紫外灯管连接光源控制箱。
6.一种利用权利要求1～5任意一项所述环丁烷四甲酸二酐连续生产装置生产的聚酰亚胺。
7.一种利用权利要求1～5任意一项所述环丁烷四甲酸二酐连续生产装置生产的聚酯。
8.一种利用权利要求1～5任意一项所述环丁烷四甲酸二酐连续生产装置生产的醇酸树脂。
9.一种利用权利要求1～5任意一项所述环丁烷四甲酸二酐连续生产装置生产的环氧树脂。
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