CN220919203U - 一种增塑剂生产装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种增塑剂生产装置，包括反应釜，反应釜包括反应釜本体和反应釜本体外侧设置的夹套，反应釜本体的进料口上设有催化剂储罐，反应釜本体上连通有第一输送管，第一输送管上连通有缓冲罐，第一输送管沿上设有第一液体流量传感器、第一半成品输送管、第一调节阀和压力平衡管，压力平衡管上设有第二调节阀，缓冲罐上设置有观察窗，缓冲罐的底端和催化剂储罐通过第二输送管相连通，第二输送管上设有第三调节阀和增压泵，缓冲罐的底端上设有第二半成品输送管，第一半成品输送管和第二半成品输送管上均分别设有第四调节阀。能够降低离子液体催化剂的消耗提高离子液体催化剂回收率。本实用新型调节、使用方便，具有广泛的市场前景。

Description

一种增塑剂生产装置

技术领域

本实用新型涉及增塑剂生产设备领域，具体涉及一种增塑剂生产装置。

背景技术

增塑剂俗称塑化剂或可塑剂，是一种增加材料柔软性的添加剂，它能降低聚合物分子间的范德华力增加聚合物的可塑性，降低聚合物的硬度和软化温度。同时，增塑剂还可以降低塑料熔融时黏度，增强加工时的流动性，有效改善塑料制品的柔韧性。邻苯二甲酸二丁脂和邻苯二甲酸二辛脂作为我国增塑剂主要产品，存在潜在生理性致癌危险，美国食品与药物管理局以及欧盟等国际机构已经禁止此类增塑剂的应用，柠檬酸脂类作为典型非邻苯增塑剂的优异产品，研究此类绿色环保增塑剂的开发和应用具有重要的应用价值和现实意义。柠檬酸三丁脂作为一种生物可降解绿色环保的增塑剂，具有耐阻燃、耐寒性、抗菌性等优点无毒无味。稳定性较好，相容性优良，增塑效率较高，在食品包装材料个人卫生用品、儿童玩具、聚氯乙烯造粒、香烟过滤嘴等领域广泛应用。

传统的酯化反应常采用硫酸作为催化剂，从成本上考虑，硫酸具有价格优势，围绕硫酸作为催化剂的生产工艺，污水处理以及产品后续处理相应工艺均比较复杂，并且硫酸作为强氧化剂对生产设备具有腐蚀性，因此，现有技术中对增塑剂的催化剂的部分也展开了相应的研发与论证。其中以3-甲基咪唑硫酸氢盐、1-丙磺酸基吡啶四氟硼酸盐以及1-丙磺酸吡啶硫酸氢盐等为代表的离子液体催化剂具有蒸汽压低，液态范围宽，溶解范围广，稳定性好，酸碱性可调，产品易分离和可循环使用等一系列独特性质，被认为是未来理想的绿色高效溶剂和催化剂。并且经相应文件的实验数据证明，离子液体催化剂在重复使用六次，催化活性没有明显变化，酯化率还能保持在92%以上，说明该催化剂具有较强的稳定性，具备广泛的工业价值。但是，利用离子液体作为催化剂生产增塑剂，由于离子液体催化剂工业化度较低，单品价值较高，因此在利用离子液体作为催化剂，相应的生产***以及相应合成工艺并不能相应降低离子液体的消耗量，这就造成在利用离子液体作为催化剂生产增塑剂时，催化剂损耗加大，使得产品生产成本增高，丧失市场竞争价值。所以，现有的增塑剂合成装置在合成完成后进行催化剂和半成品分离过程中存在可改进空间，从而在利用用离子液体作为催化剂进行催化剂合成的过程中，降低催化剂的消耗，从而增强市场竞争力，降低企业运营成本。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种能够降低离子液体催化剂的消耗提高离子液体催化剂回收率的增塑剂生产装置，用于克服现有技术中缺陷。

本实用新型采用的技术方案为：一种增塑剂生产装置，包括反应釜，所述的反应釜包括反应釜本体和所述的反应釜本体外侧设置的夹套，所述的反应釜本体的进料口上设置有催化剂储罐，反应釜本体的出料口上连通有第一输送管的进口端，第一输送管的出口端上连通有缓冲罐的进口端，第一输送管沿着反应釜本体至缓冲罐的方向上依次设置有第一液体流量传感器、第一半成品输送管、第一调节阀和压力平衡管，压力平衡管上设置有第二调节阀，缓冲罐上设置有观察窗，观察窗采用透明材料制成的板状结构，缓冲罐的底端和催化剂储罐通过第二输送管相连通，第二输送管上设置有第三调节阀和增压泵，缓冲罐的底端上设置有第二半成品输送管，第一半成品输送管和第二半成品输送管上均分别设置有第四调节阀。

优选的，所述的夹套的进口端上设置有高压蒸汽输送管，夹套的出口端上设置有混合气输送管的进口端，混合气输送管的出口端上设置有气液分离罐的进口端，气液分离罐的气相出口端上连通有分离蒸汽输送管，气液分离罐的液相出口端上设置有冷凝水输送管。

优选的，所述的催化剂储罐和反应釜本体之间通过第三输送管相连通，第三输送管上设置有第五调节阀和第二液体流量传感器。

优选的，所述的反应釜本体的气相出口端上设置有尾气输送管，尾气输送管沿着靠近反应釜本体至远离反应釜本体的方向依次设置有压力传感器和真空泵。

优选的，所述的反应釜本体上设置有温度传感器和第一液位传感器。

优选的，所述的气液分离罐的进口端和气液分离罐的气相出口端之间的气液分离罐内设置有丝网聚结器，丝网聚结器下方的气液分离罐上设置有第二液位传感器。

优选的，所述的分离蒸汽输送管上沿着靠近气液分离罐至远离气液分离罐的方向上依次设置有电加热器和螺杆式压缩机。

本实用新型有益效果是：首先，本实用新型实现了通过在反应釜本体内静置完成初步的液层分离并将含有酯化反应生成物液层的离子液体催化剂输送至缓冲罐内完成二次液层分离，从而降低了因静置时间不足离子液体催化剂液层和酯化反应生成物液层分离度不足而带来的酯化反应生成物液层含有的离子液体催化剂量过多而引起的离子液体催化剂的过度消耗，提高离子液体催化剂回收率。

其次，本实用新型所述的反应釜本体上设置有温度传感器和第一液位传感器。安装温度传感器便于反馈温度参数，安装第一液位传感器便于反馈反应釜本体内的液位高度。

最后，本实用新型所述的气液分离罐的进口端和气液分离罐的气相出口端之间的气液分离罐内设置有丝网聚结器，安装丝网聚结器提高了气液分离度。

本实用新型具有结构简单，操作方便，设计巧妙，大大提高了工作效率，具有很好的社会和经济效益，是易于推广使用的产品。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1细节A的局部放大示意图。

具体实施方式

如图1至图2所示，一种增塑剂生产装置，包括反应釜，所述的反应釜包括反应釜本体1和所述的反应釜本体1外侧设置的夹套2，所述的反应釜本体1的进料口上设置有催化剂储罐3，反应釜本体1的出料口上连通有第一输送管4的进口端，第一输送管4的出口端上连通有缓冲罐5的进口端，第一输送管4沿着反应釜本体1至缓冲罐5的方向上依次设置有第一液体流量传感器6、第一半成品输送管7、第一调节阀8和压力平衡管9，压力平衡管9上设置有第二调节阀10，缓冲罐5上设置有观察窗11，观察窗11采用透明材料制成的板状结构，观察窗11沿着缓冲罐5底端朝向缓冲罐5顶端方向延伸。缓冲罐5的底端和催化剂储罐3通过第二输送管12相连通，第二输送管12上设置有第三调节阀13和增压泵14，缓冲罐5的底端上设置有第二半成品输送管15，第一半成品输送管7和第二半成品输送管15上均分别设置有第四调节阀16。

所述的夹套2的进口端上设置有高压蒸汽输送管17，夹套2的出口端上设置有混合气输送管18的进口端，混合气输送管18的出口端上设置有气液分离罐19的进口端，气液分离罐19的气相出口端上连通有分离蒸汽输送管20，气液分离罐19的液相出口端上设置有冷凝水输送管21，冷凝水输送管21上设置有排水阀22。催化剂储罐3的顶部和缓冲罐5的顶部均分别设置有换气阀35。

所述的催化剂储罐3和反应釜本体1之间通过第三输送管23相连通，第三输送管23上设置有第五调节阀24和第二液体流量传感器25。

所述的反应釜本体1的气相出口端上设置有尾气输送管26，尾气输送管26沿着靠近反应釜本体1至远离反应釜本体1的方向依次设置有压力传感器27和真空泵28。所述的反应釜本体1上设置有温度传感器29和第一液位传感器30。安装温度传感器29便于反馈温度参数，安装第一液位传感器30便于反馈反应釜本体1内的液位高度。

所述的气液分离罐19的进口端和气液分离罐19的气相出口端之间的气液分离罐19内设置有丝网聚结器31，丝网聚结器31下方的气液分离罐19上设置有第二液位传感器32。安装第二液位传感器32便于反馈气液分离罐19内的液位高度。

由于通过气液分离罐19分离后的蒸汽，该蒸汽由于是从所述的夹套2内排出已经与反应釜本体1进行换热，从夹套2内腔排除后在混合气输送管18输送时呈气液混合物状态，经气液分离罐19进行气液分离后输送至分离蒸汽输送管20内该蒸汽处于饱和状态，输送至下游热用户过程中和外界大气进行换热则会有部分液化，为了降低液化量和增加该蒸汽的压力，本产品在所述的分离蒸汽输送管20上沿着靠近气液分离罐19至远离气液分离罐19的方向上依次设置有第六调节阀36、电加热器33和螺杆式压缩机34。

本产品使用方法如下：如图1至图2所示，首先，将进行酯化反应的原料通过反应釜本体1的进料口加入反应釜本体1的内腔中。然后，根据所述的加入反应釜本体1内腔中原料的量确定加入的离子液体催化剂的体积，并通过打开第五调节阀24将催化剂储罐3内储存的离子液体催化剂输送至反应釜本体1的内腔中，根据第二液体流量传感器25反馈的流量参数进而判断是否达到离子液体催化剂的输送量。再然后，启动反应釜本体1上的搅拌装置并向高压蒸汽输送管17输送高压蒸汽，高压蒸汽经过高压蒸汽输送管17输送至夹套2内并与反应釜本体1进行换热，从而促使反应釜本体1内的原料在催化剂的作用下完成酯化反应，期间启动真空泵28从而降低反应釜本体1内的压力使反应釜本体1本体内呈负压状态，所述的反应釜本体1内的真空度由压力传感器27进行反馈，反应釜本体1内的温度由温度传感器29进行反馈。

最后，当反应釜本体1内的酯化反应达到预设时间时，停止继续向夹套2内输送高压蒸汽，由于以3-甲基咪唑硫酸氢盐、1-丙磺酸基吡啶四氟硼酸盐以及1-丙磺酸吡啶硫酸氢盐等为代表的离子液体催化剂的密度相对较高，因此在酯化反应完成，离子液体催化剂的液层位于酯层的下方，则需要打开第一调节阀8，根据加入的离子液体催化剂的量结合第一液体流量传感器6反馈的参数选择关闭第一调节阀8，此时反应釜本体1底部的离子液体催化剂的液层输送至缓冲罐5内，此时输送至缓冲罐5内的离子液体催化剂含有少量的酯化反应生成物。当反应釜本体1底部的离子液体催化剂的液层输送完毕后，打开第一半成品输送管7上的第四调节阀16向下道工序输送已经完成酯化反应的反应物进行下一步处理。储存在缓冲罐5内的含有少量的酯化反应生成物的离子液体催化剂在缓冲罐5内完成最终静置形成完整的分层，当分层完成后，打开第三调节阀13和增压泵14将完成分层的离子液体催化剂液层输送回催化剂储罐3内，而酯化反应生成物的液层至下道工序进行进一步处理。

另外需要说明的是，在高压蒸汽输送过程中，所述的高压蒸汽经夹套2排除后呈气液混合物状态并输送给气液分离罐19内完成气液分离，合理调整第六调节阀36的开度，气相组分从气液分离罐19的气液分离罐19的气相出口端上排出经第六调节阀36减压后输送给分离蒸汽输送管20，再经电加热器33加热以及螺杆式压缩机34加压后合并输送给下游用热用户。

通过本实施例，实现了通过在反应釜本体1内静置完成初步的液层分离并将含有酯化反应生成物液层的离子液体催化剂输送至缓冲罐5内完成二次液层分离，从而降低了因静置时间不足离子液体催化剂液层和酯化反应生成物液层分离度不足而带来的酯化反应生成物液层含有的离子液体催化剂量过多而引起的离子液体催化剂的过度消耗，提高离子液体催化剂回收率。

以上所述之实施例，只是本实用新型的较佳实施例而已，并非限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本实用新型申请专利范围内。

Claims (7)

1.一种增塑剂生产装置，包括反应釜，所述的反应釜包括反应釜本体（1）和所述的反应釜本体（1）外侧设置的夹套（2），其特征在于：所述的反应釜本体（1）的进料口上设置有催化剂储罐（3），反应釜本体（1）的出料口上连通有第一输送管（4）的进口端，第一输送管（4）的出口端上连通有缓冲罐（5）的进口端，第一输送管（4）沿着反应釜本体（1）至缓冲罐（5）的方向上依次设置有第一液体流量传感器（6）、第一半成品输送管（7）、第一调节阀（8）和压力平衡管（9），压力平衡管（9）上设置有第二调节阀（10），缓冲罐（5）上设置有观察窗（11），观察窗（11）采用透明材料制成的板状结构，缓冲罐（5）的底端和催化剂储罐（3）通过第二输送管（12）相连通，第二输送管（12）上设置有第三调节阀（13）和增压泵（14），缓冲罐（5）的底端上设置有第二半成品输送管（15），第一半成品输送管（7）和第二半成品输送管（15）上均分别设置有第四调节阀（16）。

2.根据权利要求1所述的增塑剂生产装置，其特征在于：所述的夹套（2）的进口端上设置有高压蒸汽输送管（17），夹套（2）的出口端上设置有混合气输送管（18）的进口端，混合气输送管（18）的出口端上设置有气液分离罐（19）的进口端，气液分离罐（19）的气相出口端上连通有分离蒸汽输送管（20），气液分离罐（19）的液相出口端上设置有冷凝水输送管（21）。

3.根据权利要求1所述的增塑剂生产装置，其特征在于：所述的催化剂储罐（3）和反应釜本体（1）之间通过第三输送管（23）相连通，第三输送管（23）上设置有第五调节阀（24）和第二液体流量传感器（25）。

4.根据权利要求1所述的增塑剂生产装置，其特征在于：所述的反应釜本体（1）的气相出口端上设置有尾气输送管（26），尾气输送管（26）沿着靠近反应釜本体（1）至远离反应釜本体（1）的方向依次设置有压力传感器（27）和真空泵（28）。

5.根据权利要求1所述的增塑剂生产装置，其特征在于：所述的反应釜本体（1）上设置有温度传感器（29）和第一液位传感器（30）。

6.根据权利要求2所述的增塑剂生产装置，其特征在于：所述的气液分离罐（19）的进口端和气液分离罐（19）的气相出口端之间的气液分离罐（19）内设置有丝网聚结器（31），丝网聚结器（31）下方的气液分离罐（19）上设置有第二液位传感器（32）。

7.根据权利要求2所述的增塑剂生产装置，其特征在于：所述的分离蒸汽输送管（20）上沿着靠近气液分离罐（19）至远离气液分离罐（19）的方向上依次设置有电加热器（33）和螺杆式压缩机（34）。