二硫代氨基甲酸钠盐的生产设备及工艺的制作方法
【专利摘要】本发明属于螯合剂的制备【技术领域】，特别涉及一种二硫代氨基甲酸钠盐的生产设备，包括反应搅拌釜、二甲胺罐、二硫化碳罐、碱液罐、二甲胺计量泵、二硫化碳计量泵、碱液计量泵和DCS控制系统；二甲胺罐通过第一管道与反应搅拌釜的内部连接；二硫化碳罐通过第二管道与反应搅拌釜的内部连接；碱液罐通过第三管道与反应搅拌釜的内部连接；DCS控制系统分别与二甲胺计量泵、二硫化碳计量泵、碱液计量泵和反应搅拌釜连接。相对于现有技术，本发明减少了二甲胺气化器及其配套的热水泵和热水槽等设备，节约了设备成本，而且本发明通过引入DCS控制系统，基本实现了全程控制的自动化，降低了操作人员的劳动强度，提高了整个装置的操作安全性。
【专利说明】二硫代氨基甲酸钠盐的生产设备及工艺
【技术领域】
[0001]本发明属于螯合剂的制备【技术领域】，特别涉及一种二硫代氨基甲酸钠盐的生产设备及工艺。
【背景技术】
[0002]随着人们生活水平的不断提高，社会各界对环境的关注度也越来越高。重金属作为一项重要的环境污染源，也越来越受到人们的重视。如何消除重金属对环境的影响，已成为各科研单位和相关企业的研宄热点。
[0003]目前，去除废水中的重金属的主要方法是:先用重金属螯合剂与废水中的重金属离子反应，生成不溶于水的重金属螯合物，再将重金属螯合物与水分离，以达到去除重金属的目的。因此，重金属螯合剂的生产和研宄具有广阔的发展空间。而目前已知的重金属螯合剂中，最为有效的是二硫代氨基甲酸钠盐类物质，这类物质的生产、研宄和开发也越来越受到人们的重视。
[0004]传统的生产二硫代氨基甲酸钠盐的工艺是先使二甲胺气体与二硫化碳反应后形成生成物，该生成物再与氢氧化钠溶液反应，所得产物即为二硫代氨基甲酸钠盐类产品。由于在反应过程中使用的是二甲胺气体，而二甲胺属于液化烃类物质，使用时就需要将液态二甲胺转化为气体，在转化的过程中需要用到二甲胺汽化器、热水槽和热水泵等设备，同时还需要专用的热源进行能量交换，才能保证正常生产，这就造成工业设备多、工艺流程长的缺点。此外，由于设备多，泄露点也相对增多，从而增加了生产的安全隐患，并且二甲胺气体需要由汽化器制得，受多种因素影响，气源不稳定，不利于生产的自动化控制。
[0005]有鉴于此，确有必要提供一种能够实现自动化控制的、安全的、能耗低的、成本低的二硫代氨基甲酸钠盐的生产设备及工艺。
【发明内容】
[0006]本发明的目的之一在于:针对现有技术的不足，而提供一种能够实现自动化控制的、安全的、能耗低的、成本低的二硫代氨基甲酸钠盐的生产设备，以克服现有技术中的生产设备安全性差、所需设备多、成本高、自动化程度差的缺点。
[0007]为了实现上述目的，本发明所采用如下技术方案:
[0008]一种二硫代氨基甲酸钠盐的生产设备，包括反应搅拌釜、二甲胺罐、二硫化碳罐、碱液罐、二甲胺计量泵、二硫化碳计量泵、碱液计量泵和DCS控制系统；
[0009]所述二甲胺罐通过第一管道与所述反应搅拌釜的内部连接，所述二甲胺计量泵设置于所述第一管道上；
[0010]所述二硫化碳罐通过第二管道与所述反应搅拌釜的内部连接，所述二硫化碳计量泵设置于所述第二管道上；
[0011]所述碱液罐通过第三管道与所述反应搅拌釜的内部连接，所述碱液计量泵设置于所述第三管道上；
[0012]所述DCS控制系统分别与所述二甲胺计量泵、所述二硫化碳计量泵、所述碱液计量泵和所述反应搅拌釜连接。
[0013]作为本发明二硫代氨基甲酸钠盐的生产设备的一种改进，所述反应搅拌釜包括罐体、设置于所述罐体内的搅拌桨、与所述搅拌桨连接的电机和设置于所述罐体外围的间隔层，所述罐体的外表面和所述间隔层的内表面之间设置有加热元件，所述罐体内还设置有液位传感器和温度传感器，所述电机、所述加热元件、所述液位传感器和所述温度传感器均与所述DCS控制系统连接。
[0014]作为本发明二硫代氨基甲酸钠盐的生产设备的一种改进，所述间隔层的外围还设置有包覆层，所述间隔层的外表面和所述包覆层的内表面之间形成夹层空间。
[0015]作为本发明二硫代氨基甲酸钠盐的生产设备的一种改进，所述生产设备还包括循环水罐和循环水泵，所述循环水罐与所述夹层空间通过第四管道连接，所述循环水泵设置于所述第四管道上，所述循环水泵与所述DCS控制系统连接。
[0016]作为本发明二硫代氨基甲酸钠盐的生产设备的一种改进，所述第一管道、所述第二管道、所述第三管道和所述第四管道上均设置有控制阀门，所述控制阀门与所述DCS控制系统连接。
[0017]相对于现有技术，本发明减少了二甲胺气化器及其配套的热水泵和热水槽等设备，节约了设备成本，而且本发明通过引入DCS控制系统，基本实现了全程控制的自动化，降低了操作人员的劳动强度，在减少了人力成本的同时，还提高了整个装置的操作安全性。
[0018]本发明的另一个目的在于提供一种二硫代氨基甲酸钠盐的生产工艺，包括以下步骤:
[0019]第一步，向反应搅拌釜内加入母液，所述母液为质量浓度为3% -10%的氢氧化钠水溶液和质量浓度为10% -20%的二硫代甲酸钠盐水溶液的混合物；
[0020]第二步，DCS控制系统控制二甲胺计量泵、二硫化碳计量泵、碱液计量泵打开，使二甲胺、二硫化碳和碱液分别泵入装有母液的反应搅拌釜中，并且二甲胺、二硫化碳和碱液的质量比例为(1-3):(1.5-3.5): (3-6)；
[0021]第三步，DCS控制系统控制反应搅拌釜中的温度、液位和搅拌速度，使二甲胺、二硫化碳和碱液分充分反应，得到二硫代氨基甲酸钠盐。
[0022]作为本发明二硫代氨基甲酸钠盐的生产工艺的一种改进，所述碱液为质量浓度为20 % -40 %的氢氧化钠溶液。
[0023]作为本发明二硫代氨基甲酸钠盐的生产工艺的一种改进，反应搅拌釜中的温度为200C -500C ;当反应搅拌釜中的温度超过DCS控制系统中的预设值时，第三步中还包括DCS控制系统控制循环水泵打开，使循环水泵入夹层空间内的步骤；当反应搅拌釜中的温度低于DCS控制系统中的预设值时，第三步中还包括DCS控制系统控制加热元件开始加热的步骤。
[0024]作为本发明二硫代氨基甲酸钠盐的生产工艺的一种改进，反应搅拌釜中的液位为整个反应搅拌釜高度的1/3-3/4。
[0025]作为本发明二硫代氨基甲酸钠盐的生产工艺的一种改进，反应过程中的搅拌速度为 20r/min-300r/mino
[0026]相对于现有技术，本发明减少了将液态二甲胺转化为气体的步骤，而且无需分步加入原料，而是一次性加入原料，因此工艺流程路线大大缩短，节约了能量，降低了消耗，降低了生产成本。而且，DCS控制系统能够实现智能控制，降低了操作人员的劳动强度，在减少了人力成本的同时，还提高了整个装置的操作安全性。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1为本发明实施例1的结构示意图。
[0028]图2为本发明实施例1中反应搅拌釜的结构示意图。
[0029]其中:
[0030]1-反应搅拌釜；
[0031]11-罐体，12-搅拌桨，13-电机，14-间隔层，15-加热元件，16-液位传感器，17-包覆层，18-夹层空间，19-温度传感器；
[0032]2- 二甲胺罐，3- 二硫化碳罐，4-碱液罐，5- 二甲胺计量泵，6_ 二硫化碳计量泵，7-喊液计量泵，8-DCS控制系统，9-循环水_，10-循环水泵；
[0033]21-第一管道，22-第二管道，23-第三管道，24-第四管道，25-控制阀门。
【具体实施方式】
[0034]下面结合实施例对本发明及其有益效果作进一步详细的描述，但本发明的实施方式并不限于此。
[0035]实施例1
[0036]如图1所示，本实施例提供的一种二硫代氨基甲酸钠盐的生产设备，包括用于提供反应空间的反应搅拌釜1、用于盛放二甲胺的二甲胺罐2、用于盛放二硫化碳的二硫化碳罐3、用于存放碱液的碱液罐4、用于将二甲胺泵入反应搅拌釜I内的二甲胺计量泵5、用于将二硫化碳泵入反应搅拌釜I内的二硫化碳计量泵6、用于将碱液泵入反应搅拌釜I内的碱液计量泵7和DCS控制系统8 (分散控制系统);二甲胺计量泵5、二硫化碳计量泵6和碱液计量泵7不仅具有将物料泵入反应搅拌釜I内的功能，而且还具有准确计量的作用。DCS控制系统8分别与二甲胺计量泵5、二硫化碳计量泵6、碱液计量泵7和反应搅拌釜I连接。
[0037]二甲胺罐2通过第一管道21与反应搅拌釜I的内部连接，二甲胺计量5泵设置于第一管道21上；DCS控制系统8控制二甲胺计量5打开时，二甲胺即通过第一管道21进入到反应搅拌釜I内。本实施例中，第一管道21与反应搅拌釜I的底部连接。
[0038]二硫化碳罐3通过第二管道22与反应搅拌釜I的内部连接，二硫化碳计量泵6设置于第二管道22上；DCS控制系统8控制二硫化碳计量泵6打开时，二硫化碳即通过第二管道22进入到反应搅拌釜I内。本实施例中，第二管道22与反应搅拌釜I的顶部连接。
[0039]碱液罐4通过第三管道23与反应搅拌釜I的内部连接，碱液计量泵7设置于第三管道23上；DCS控制系统8控制碱液计量泵7打开时，碱液即通过第三管道23进入到反应搅拌釜I内。本实施例中，第三管道23与反应搅拌釜I的顶部连接。
[0040]如图2所示，反应搅拌釜I包括罐体11、设置于罐体11内的搅拌桨12、与搅拌桨12连接的电机13和设置于罐体11外围的间隔层14，罐体11的外表面和间隔层14的内表面之间设置有加热元件15，罐体11内还设置有液位传感器16和温度传感器19，电机13、加热元件15、液位传感器16和温度传感器19均与DCS控制系统8连接。搅拌桨12用于搅拌原料，使原料充分接触，保证反应较为完全，电机13用于驱动搅拌桨12，加热元件15用于加热罐体11内的原料，液位传感器16用于感应罐体11内的液位并将液位信息传输给DCS控制系统8，温度感应器19用于感应罐体11内的温度并将温度信息传输给DCS控制系统8。DCS控制系统8可控制电机13的正转、反转以及其转速，根据温度传感器19传输来的信息控制加热元件15的开与关，根据液位传感器16传输来的液位信息来调节罐体11内的液位。
[0041]间隔层14的外围还设置有包覆层17，间隔层14的外表面和包覆层17的内表面之间形成夹层空间18，夹层空间18用于通冷却水，以实现温度的控制。
[0042]生产设备还包括循环水罐9和循环水泵10，循环水罐9与夹层空间18通过第四管道24连接，循环水泵10设置于第四管道24上，循环水泵10与DCS控制系统8连接。当罐体11内的温度值高于设定值时，循环水罐9内的循环水通过第四管道24泵入到夹层空间18，对罐体11进行冷却。
[0043]第一管道21、第二管道22、第三管道23和第四管道24上均设置有控制阀门25，控制阀门25与DCS控制系统8连接，DCS控制系统8可控制各控制阀门25的开与关，从而控制原料的泵入。
[0044]总之，DCS控制系统8可以控制各原料的精确泵入、精确控制罐体11内的温度、液位和搅拌速度，自动化程度高。而且，液态二甲胺无需变成二甲胺气体，从而简化了设备，降低了生产成本，提高了生产安全性。
[0045]实施例2
[0046]本实施例提供了一种利用实施例1的设备生产二硫代氨基甲酸钠盐的工艺，包括以下步骤:
[0047]第一步，向反应搅拌釜I内加入母液，所述母液为质量浓度为3% -10%的氢氧化钠水溶液和质量浓度为10% -20%的二硫代甲酸钠盐水溶液的混合物；因为二甲胺和二硫化碳反应较为剧烈，因此需要先在反应搅拌釜I内加入母液，以控制二甲胺和二硫化碳的反应速度。
[0048]第二步，DCS控制系统8控制各控制阀门25打开，也控制二甲胺计量泵5、二硫化碳计量泵6、碱液计量泵7打开，使二甲胺、二硫化碳和碱液分别通过第一管道21、第二管道22和第三管道23泵入装有母液的反应搅拌釜I中，二甲胺、二硫化碳和碱液的质量比例为(1-3): (1.5-3.5): (3-6);碱液为质量浓度为20% -40%的氢氧化钠溶液，然后DCS控制系统8控制各控制阀门25关闭，也控制二甲胺计量泵5、二硫化碳计量泵6和碱液计量泵7关闭。
[0049]第三步，DCS控制系统8控制电机13开始动作，进而驱动搅拌桨12转动，开始搅拌原料，并控制搅拌速度在20r/min-300r/min范围内。同时，温度传感器19和液位传感器16分别感应罐体11内的温度和液位并传递给DCS控制系统8，DCS控制系统8根据设定值进行是否需要升温、降温和调整液位，其中，DCS控制系统8设定的反应搅拌釜I中的液位为整个反应搅拌釜I高度的1/3-3/4 ;DCS控制系统8设定的反应搅拌釜I中的温度为200C -50°C;因此，当反应搅拌釜I中的温度超过DCS控制系统8中的预设值时，DCS控制系统8控制循环水泵10打开，使循环水通过第四管道24泵入夹层空间18内，对罐体11进行冷却；当反应搅拌釜I中的温度低于DCS控制系统8中的预设值时，DCS控制系统8控制加热元件15开始加热，以提高罐体11内的温度。使二甲胺、二硫化碳和碱液分充分反应，得到二硫代氨基甲酸钠盐。
[0050]本实施例减少了将液态二甲胺转化为气体的步骤，而且无需分步加入原料，而是一次性加入原料，因此工艺流程路线大大缩短，节约了能量，降低了消耗，降低了生产成本。而且，DCS控制系统8能够实现智能控制，降低了操作人员的劳动强度，在减少了人力成本的同时，还提高了整个装置的操作安全性。
[0051]根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的【具体实施方式】，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
【权利要求】
1.一种二硫代氨基甲酸钠盐的生产设备，其特征在于:包括反应搅拌釜、二甲胺罐、二硫化碳罐、碱液罐、二甲胺计量泵、二硫化碳计量泵、碱液计量泵和DCS控制系统； 所述二甲胺罐通过第一管道与所述反应搅拌釜的内部连接，所述二甲胺计量泵设置于所述第一管道上； 所述二硫化碳罐通过第二管道与所述反应搅拌釜的内部连接，所述二硫化碳计量泵设置于所述第二管道上； 所述碱液罐通过第三管道与所述反应搅拌釜的内部连接，所述碱液计量泵设置于所述第三管道上； 所述DCS控制系统分别与所述二甲胺计量泵、所述二硫化碳计量泵、所述碱液计量泵和所述反应搅拌釜连接。
2.根据权利要求1所述的二硫代氨基甲酸钠盐的生产设备，其特征在于:所述反应搅拌釜包括罐体、设置于所述罐体内的搅拌桨、与所述搅拌桨连接的电机和设置于所述罐体外围的间隔层，所述罐体的外表面和所述间隔层的内表面之间设置有加热元件，所述罐体内还设置有液位传感器和温度传感器，所述电机、所述加热元件、所述液位传感器和所述温度传感器均与所述DCS控制系统连接。
3.根据权利要求2所述的二硫代氨基甲酸钠盐的生产设备，其特征在于:所述间隔层的外围还设置有包覆层，所述间隔层的外表面和所述包覆层的内表面之间形成夹层空间。
4.根据权利要求3所述的二硫代氨基甲酸钠盐的生产设备，其特征在于:所述生产设备还包括循环水罐和循环水泵，所述循环水罐与所述夹层空间通过第四管道连接，所述循环水泵设置于所述第四管道上，所述循环水泵与所述DCS控制系统连接。
5.根据权利要求4所述的二硫代氨基甲酸钠盐的生产设备，其特征在于:所述第一管道、所述第二管道、所述第三管道和所述第四管道上均设置有控制阀门，所述控制阀门与所述DCS控制系统连接。
6.一种二硫代氨基甲酸钠盐的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤: 第一步，向反应搅拌釜内加入母液，所述母液为质量浓度为3% -10%的氢氧化钠水溶液和质量浓度为10% -20%的二硫代甲酸钠盐水溶液的混合物； 第二步，DCS控制系统控制二甲胺计量泵、二硫化碳计量泵、碱液计量泵打开，使二甲胺、二硫化碳和碱液分别泵入装有母液的反应搅拌釜中，并且二甲胺、二硫化碳和碱液的质量比例为(1-3):(1.5-3.5): (3-6)； 第三步，DCS控制系统控制反应搅拌釜中的温度、液位和搅拌速度，使二甲胺、二硫化碳和碱液分充分反应，得到二硫代氨基甲酸钠盐。
7.根据权利要求6所述的二硫代氨基甲酸钠盐的生产工艺，其特征在于:所述碱液为质量浓度为20 % -40 %的氢氧化钠溶液。
8.根据权利要求6所述的二硫代氨基甲酸钠盐的生产工艺，其特征在于:反应搅拌釜中的温度为20°C -50°C;当反应搅拌釜中的温度超过DCS控制系统中的预设值时，第三步中还包括DCS控制系统控制循环水泵打开，使循环水泵入夹层空间内的步骤；当反应搅拌釜中的温度低于DCS控制系统中的预设值时，第三步中还包括DCS控制系统控制加热元件开始加热的步骤。
9.根据权利要求6所述的二硫代氨基甲酸钠盐的生产工艺，其特征在于:反应搅拌釜中的液位为整个反应搅拌釜高度的1/3-3/4。
10.根据权利要求6所述的二硫代氨基甲酸钠盐的生产工艺，其特征在于:反应过程中的搅拌速度为20r/min_300r/min。
【文档编号】C07C333/16GK104492363SQ201410790615
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月18日 优先权日:2014年12月18日
【发明者】张斌, 李纪文, 张哲 , 段会伟 申请人:淄博金鼎光电科技有限公司