一种生产丙烯酸异辛酯的生成水再利用系统的制作方法

本实用新型涉及丙烯酸异辛酯生产技术领域，尤其是涉及一种生产丙烯酸异辛酯的生成水再利用系统。

背景技术：

丙烯酸酯具有涂膜保光保色性能好、耐热耐候抗老化、附着力强，其耐水性、耐酸碱性和耐粘污性和对环境友好的特性，广泛应用于涂料和胶黏剂行业、压敏胶黏剂行业和建筑行业，在建筑领域用于水泥改性剂和建筑密封胶，另外，在汽车内装饰、电子元件、彩色扩印、电工绝缘、可再剥离胶带等领域也得到了广泛的应用。丙烯酸异辛酯是由丙烯酸和异辛醇在催化剂作用下发生酯化反应而成，反应过程中会生产生成水，生成水中溶解有丙烯酸和微溶于水的异辛醇，使得生成水不能直接排放至环境中。因此，生成水需进行水处理才能排放至污水管道。

公告号cn203360233u公开了一种污水处理设备，包括化粪池，所述化粪池与厌氧消化池相互连通，所述厌氧消化池内设有弹性填料层，所述厌氧消化池与生物滤池相连通，所述生物滤池内设有陶粒层，所述生物滤池与砂滤池相连通，所述砂滤池内由高到低依次设有第一砂滤层、第一滤板、第二砂滤层、第二滤板、第三砂滤层和第三滤板，所述砂滤池与清水池相连通，所述清水池设有出水管，所述出水管上设有用于消菌杀毒的紫外线消毒器。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：现有技术虽然处理了生成水中的丙烯酸和微溶于水的异辛醇，但是对于丙烯酸异辛酯工业生产而言，生成水可作为洗涤剂，丙烯酸和异辛醇可作为丙烯酸异辛酯的制备原料，两者皆具有利用价值，采用现有技术会造成生成水、丙烯酸和异辛醇物料的浪费损耗，导致资源利用率低。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的之一是提供一种生产丙烯酸异辛酯的生成水再利用系统，可充分利用生成水、丙烯酸，降低资材损耗，提高资源利用率。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：一种生产丙烯酸异辛酯的生成水再利用系统，包括酯化反应釜，还包括与酯化反应釜连通的水回收塔、与酯化反应釜连通的冷却塔和与冷却塔连通的水洗塔，水回收塔连通有回收罐；回收罐还与水洗塔连通；水回收塔连通有萃取层收集罐；萃取层收集罐还与酯化反应釜连通；水回收塔和酯化反应釜之间连通有进料管；进料管连通于水回收塔侧壁上部；水回收塔侧壁底部连通有用于萃取剂储罐；水回收塔内设置有用于混合萃取剂和生成水的混合机构。

通过采用上述技术方案，异辛醇萃取剂的密度小于生成水的密度，会出从水回收塔底部向水回收塔上部运动，生成水从水回收塔侧壁上部会经过混合机构，当生成水液位高于混合机构，异辛醇萃取剂从水回收塔底部向水回收塔上部运动时，会在混合机构的作用进行混合萃取，将生成水中的丙烯酸和微溶的异辛醇溶于异辛醇萃取剂中，最终形成水层和萃取层，水层收集于回收罐中可作为水洗塔的洗涤水源，萃取层收集于萃取层收集罐可作为丙烯酸异辛酯的反应原料，从而提高了资源利用率，降低了资材损耗。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述混合机构包括多块固定连接于水回收塔内壁的第一分流板和多块固定连接于水回收塔内壁且位于第一分流板之间的第二分流板，第二分流板位于相邻第一分流板之间；相邻第二分流板的间距相等；相邻第一分流板的间距相等；进料管与水回收塔的连接处位于到水回收塔塔底垂直距离最高的第一分流板的上部；萃取剂储罐连通有输料管；输料管一端连通于水回收塔侧壁底部且另一端连通于萃取剂储罐底部；输料管与水回收塔的连接处位于到水回收塔塔底垂直距离最低的第一分流板的下部。

通过采用上述技术方案，通过第一分流板和第二分流板改变萃取剂和生成水的流向，使得两者混合充分，萃取剂可快速将生成水中的丙烯酸和异辛醇萃取，提高了萃取效率，保证经萃取水体的质量，充分利用丙烯酸和异辛醇，降低资材损耗，降低生产成本。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一分流板包括第一分流板主体、多个一体成型于第一分流板主体周向的连接条和形成于第一分流板主体和水回收塔内壁之间的第一流通道，连接条均匀环绕第一分流板主体的中轴线且连接条处于同一平面内；第一流通道的竖直投影呈环形；第二分流板包括第二分流板主体、沿第二分流板主体中轴线方向贯穿开设于第二分流板主体中心的第二流通道，第二流通道的竖直投影位于第二分流板主体中心呈长方形。

通过采用上述技术方案，第一分流板的第一流通道使得液料分流，在第一分流板下方相邻的第二分流板的第二流通道汇集，经过多次液料分流、汇集，使得萃取剂和生成水混合充分，提高了萃取效率，保证经萃取水体的质量，充分利用丙烯酸和异辛醇，降低资材损耗，降低生产成本。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述水回收塔侧壁下部连通有水收集机构；水收集机构包括连通于水回收塔侧壁下部的第一出水管、连通于回收罐侧壁下部的第二出水管和一端连通于第一出水管，另一端连通于第二出水管的u型管，u型管呈倒u型与第一出水管、第二出水管连通；水回收塔内形成有萃取界面线；u型管的高度h3=（ρ水h1+ρ萃h2）/ρ水,其中ρ水为水层的密度；ρ萃萃取层的密度；h1是水回收塔底面到萃取界面线的垂直距离；h2是萃取界面线到萃取层上表面的垂直距离；萃取层上表面到进料管最低处的垂直距离为0.20m-0.4m。

通过采用上述技术方案，向水回收塔中加入生成水和萃取剂，使得两者形成萃取界面与萃取界面线平齐，萃取层不会流向萃取层收集罐，u型管处于连通状态，然后通入生成水，停止添加萃取剂，当萃取层上表面因生成水的加入上涨，萃取层上表面到进料管最大处的垂直距离小于0.30m，在液体压力的作用下，将水层的水体压入回收罐，实现了连续对生成水进行处理，提高了萃取效率，得到可利用的水体储存于回收罐；需要对萃取层进行收集时，开通萃取剂回收管，将萃取层收集至萃取层收集罐中，输向酯化反应釜进行再利用。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述回收罐侧壁下部连通有洗涤水添加管；洗涤水添加管上固定连通有第一抽取泵；洗涤水添加管一端连通于回收罐侧壁下部且另一端连通于水洗塔的侧壁上部；水洗塔包括水洗塔主体、多个固定连接于水洗塔主体内壁的混料板、多个开设于混料板的混料孔、连通于水洗塔侧壁下部且与冷却塔连通的通料管、连通于通料管上的第二抽取泵和连通于水洗塔底部的出料管，相邻混料板的间距相等；混料孔贯穿混料板的上下表面。

通过采用上述技术方案，经过冷却塔冷却的物料从通料管从水洗塔侧壁下部进入水洗塔内，由于物料的密度小于回收罐中收集的生成水的密度，物料会出从水洗塔下部向水洗塔上部运动，回收罐中生成水从水洗塔侧壁上部流入水洗塔内，当生成水液位高于混料板，生成水和物料在混料板的混料孔内进行混合洗涤，可有效除去物料中的水溶性杂质，主要是除去水溶性催化剂。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述水洗塔还包括设置于水洗塔主体的搅拌机构，搅拌机构包括固定连接于水洗塔主体顶部的驱动电机、固定连接于驱动电机输出轴的搅拌杆和多个固定连接于搅拌杆周向的搅拌器，搅拌杆穿设混料板且与混料板转动连接；搅拌器位于相邻混料板之间。

通过采用上述技术方案，对生成水和物料进行搅拌，使两者充分接触更为有效除去物料中的水溶性杂质。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述搅拌器包括固定连接于搅拌杆周向的固定环、多个固定连接于固定环的搅拌叶片和多个开设于搅拌叶片的通孔，搅拌叶片均匀环绕固定环的中轴线设置；搅拌叶片的开孔率为60%-85%。

通过采用上述技术方案，生成水和物料经过通孔时做对向流动且液料流经混料板间时，转动的搅拌叶片对生成水和物料进行搅拌，使得生成水和物料做不规则运动，使两者充分接触更为有效除去物料中的水溶性杂质。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述出料管连通有多效蒸发器；多效蒸发器连通有冷凝机构；冷却塔一体形成有夹套层；冷凝机构与夹套层连通；冷凝机构包括存储了水体的露天散热池、固定连接于露天散热池内且与多效蒸发器连通的冷凝管和连通于冷凝管的水储池，冷凝管位于露天散热池水面下；水储池开设有与露天散热池连通的通水孔；夹套层底部连通有冷却介质进管；冷却介质进管连通于回收罐；夹套层上部连通有冷却介质出管；冷却介质出管连通于水储池。

通过采用上述技术方案，出料管将溶解有水溶性杂质的水体导入多效蒸发器，水洗塔中洗涤水经过多效蒸发器将水溶性杂质和水体分离，分离的水体冷凝于水储池和露天散热池中，可将其用于冷却塔中的物料降温；经过夹套层换热的水体进入水储池进行降温，便于再利用于冷却塔中的物料降温，充分利用生成水，降低水体消耗，节约水资源。

综上所述，本实用新型包括以下有益技术效果：

1.通过水回收塔、酯化反应釜、冷却塔、回收罐、萃取层收集罐、萃取剂储罐和混合机构；本实用新型可充分利用生成水和丙烯酸，提高了资源利用率，降低了资材损耗。

2.通过出料管、多效蒸发器、冷凝机构、冷却塔、夹套层、露天散热池、水储池、冷凝管、水储池、通水孔、冷却介质出管和冷却介质进管，实现了循环利用生成水，降低水体消耗，节约水资源。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是水回收塔的结构示意图；

图3是第一分流板的横截面示意图；

图4是第二分流板的横截面示意图；

图5是水洗塔的结构示意图；

图6是图5中a部分的局部放大图；

图7是冷凝机构的结构示意图。

图中，1、水回收塔；10、酯化反应釜；11、冷却塔；111、夹套层；112、冷却介质进管；113、冷却介质出管；12、水洗塔；121、通料管；122、第二抽取泵；123、水洗塔主体；124、混料板；125、混料孔；126、出料管；127、搅拌机构；1271、驱动电机；1272、搅拌杆；13、进料管；131、离心泵；14、回收罐；141、洗涤水添加管；142、第一抽取泵；15、萃取层收集罐；151、萃取剂回收管；2、萃取剂储罐；21、输料管；3、混合机构；31、第一分流板；311、第一分流板主体；312、连接条；313、第一流通道；32、第二分流板；321、第二分流板主体；322、第二流通道；4、水收集机构；41、第一出水管；42、第二出水管；43、u型管；44、萃取界面线；45、连管；5、搅拌器；51、固定环；52、搅拌叶片；53、通孔；6、多效蒸发器；7、冷凝机构；71、露天散热池；711、水管；72、冷凝管；73、水储池；731、通水孔。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1，为本实用新型公开的一种生产丙烯酸异辛酯的生成水再利用系统，包括进行丙烯酸异辛酯反应的酯化反应釜10、与酯化反应釜10连通用水处理生成水的水回收塔1、与酯化反应釜10连通用于冷却制备物料的冷却塔11和与冷却塔11连通用于洗涤除去反应物中的水溶性杂质的水洗塔12，水回收塔1连通有用于储存生成水的回收罐14，回收罐14不仅与水回收塔1连通，还与水洗塔12连通，作为水洗塔12的洗涤水源，提高了生成水的利用率。水回收塔1连通有萃取层收集罐15；萃取层收集罐15还与酯化反应釜10连通，可作为丙烯酸异辛酯的反应原料，提高了资源利用率，符合环保要求。

参照图1，水回收塔1和酯化反应釜10之间连通有进料管13，进料管13上固定连通有离心泵131；进料管13连通于水回收塔1侧壁上部；水回收塔1侧壁底部连通有存储了萃取剂异辛醇的萃取剂储罐2；水回收塔1内设置有用于混合萃取剂和生成水的混合机构3，异辛醇萃取剂的密度小于生成水的密度，会出从水回收塔1底部向水回收塔1上部运动，生成水从水回收塔1侧壁上部会经过混合机构3，当生成水液位高于混合机构3，异辛醇萃取剂从水回收塔1底部向水回收塔1上部运动时，会在混合机构3的作用进行混合萃取，将生成水中的丙烯酸和异辛醇溶于异辛醇萃取剂中，最终形成水层和萃取层，水层收集于回收罐14中可作为水洗塔12的洗涤水源，萃取层收集于萃取层收集罐可作为丙烯酸异辛酯的反应原料，从而提高了资源利用率，降低了资材损耗。

参照图2，结合图1，混合机构3包括多块固定连接于水回收塔1内壁的第一分流板31和多块固定连接于水回收塔1内壁且位于第一分流板31之间的第二分流板32，第二分流板32位于相邻第一分流板31之间；相邻第二分流板32的间距相等；相邻第一分流板31的间距相等；进料管13与水回收塔1的连接处位于到水回收塔1塔底垂直距离最高的第一分流板31的上部；萃取剂储罐2连通有输料管21，萃取剂储罐2中的异辛醇可通过离心泵添加至水回收塔1中；输料管21一端连通于水回收塔1且另一端连通于萃取剂储罐2；输料管21与水回收塔1的连接处位于到水回收塔1塔底垂直距离最低的第一分流板31的下部。

参照图2，结合图1，水回收塔1侧壁下部连通有水收集机构4；水收集机构4包括连通于水回收塔1侧壁下部的第一出水管41，回收罐14侧壁下部连通有第二出水管42；第二出水管42连通有u型管43，u型管43一端连通于第一出水管41，另一端连通于第二出水管42；u型管43呈倒u型与第一出水管41、第二出水管42连通；u型管43的中部连通有用于平衡气压的连管45。水回收塔1内形成有萃取界面线44；u型管43的高度h3=（ρ水h1+ρ萃h2）/ρ水,其中ρ水为水层的密度；ρ萃萃取层的密度；h1是水回收塔1底面到萃取界面线44的垂直距离；h2是萃取界面线44到萃取层上表面的垂直距离；萃取层上表面到进料管13最低处的垂直距离为0.30m。萃取层收集罐15连通有萃取剂回收管151，萃取剂回收管151与水回收塔1的连通口最低处与萃取界面线44齐平。

参照图2，结合图1，向水回收塔1中加入生成水和萃取剂，使得两者形成萃取界面与萃取界面线44平齐，萃取剂回收管151处于关闭状态，萃取层不会流向萃取层收集罐15，水收集机构4处于连通状态；将酯化反应釜10中反应生成水加入水回收塔1中，停止添加萃取剂，当萃取层上表面因生成水的加入上涨，萃取层上表面到进料管13最大处的垂直距离小于0.30m，在液体压力的作用下，将水层的水体压入回收罐14，刚进入水回收塔1中的生成水位于水回收塔1的上部，与萃取层接触，在密度差作用下，生成水中的水体穿透萃取层进入水层，生成水中的丙烯酸和异辛酯被萃取于萃取层中，实现了连续对生成水进行处理，得到可利用的水体储存于回收罐14。需要对萃取层进行收集时，停止向水回收塔1中添加萃取剂和生成水，开通萃取剂回收管151，将萃取层收集至萃取层收集罐15中，萃取层收集罐15的液料可输向酯化反应釜10，作为合成原料进行再次利用。

参照图3，第一分流板31包括第一分流板主体311、第一分流板主体311周向一体成型有多个连接条312，连接条312焊接于水回收塔1内壁，连接条312均匀环绕第一分流板主体311的中轴线且连接条312处于同一平面内；第一分流板主体311和水回收塔1内壁之间形成有竖直投影呈环形的第一流通道313。

参照图4，第二分流板32包括第二分流板主体321，沿第二分流板主体321中轴线方向贯穿第二分流板主体321中心开设有第二流通道322，第二流通道322的竖直投影位于第二分流板主体321中心呈长方形。

参照图5，结合图1，回收罐14侧壁下部连通有洗涤水添加管141；洗涤水添加管141上固定连通有第一抽取泵142；洗涤水添加管141一端连通于回收罐14侧壁下部且另一端连通于水洗塔12的侧壁上部。

参照图5，水洗塔12包括水洗塔主体123，水洗塔主体123内壁固定连接有多个混料板124，相邻混料板124的间距相等；混料板124贯穿上下表面开设有多个混料孔125，混料板124的开孔率为50%；水洗塔12侧壁下部连通有与冷却塔11连通的通料管121；通料管121上固定连通有第二抽取泵122；水洗塔12底部连通有出料管126，出料管126可用于输出洗涤水体；当洗涤水体排尽，可将经过洗涤的物料转移至下一工段。经过冷却塔11冷却的物料从通料管121从水洗塔12侧壁下部进入水洗塔12内，由于物料的密度小于生成水的密度，物料会出从水洗塔12下部向水洗塔12上部运动，生成水的液位高于到水洗塔12塔底垂直距离最低的混料板124，生成水和物料在该混料板124的混料孔125内进行混合洗涤，随着液位上涨，生成水和物料经过多块混料板124进行多次混合，可有效除去物料中的水溶性杂质，主要为水溶性催化剂，可优选为对甲苯磺酸和甲基磺酸。

参照图5，为了保证生成水处理质量，水洗塔主体123上设置有搅拌机构127，搅拌机构127包括固定连接于水洗塔主体123顶部的驱动电机1271，驱动电机1271输出轴固定连接有搅拌杆1272；搅拌杆1272周向固定连接有多个搅拌器5，搅拌杆1272穿设混料板124且与混料板124转动连接；搅拌器5位于相邻混料板124之间。

参照图6，搅拌器5包括固定连接于搅拌杆1272周向的固定环51，固定环51周向固定连接有多个搅拌叶片52；搅拌叶片52贯穿表面开设于多个通孔53，搅拌叶片52均匀环绕固定环51的中轴线设置；搅拌叶片52的开孔率为60%-85%，对生成水和物料进行搅拌，使两者充分接触更为有效除去物料中的水溶性杂质。

参照图7，结合图1，出料管126连通有多效蒸发器6；多效蒸发器6连通有冷凝机构7；冷却塔11一体形成有夹套层111；冷凝机构7与夹套层111连通；冷凝机构7包括存储了水体的露天散热池71，露天散热池71内固定连接有与多效蒸发器6连通的冷凝管72，冷凝管72位于露天散热池71水面下；冷凝管72连通有位于露天散热池71一侧的水储池73且冷凝管72通入水储池73水面下，水储池73开设有与露天散热池71连通的通水孔731。夹套层111底部连通有冷却介质进管112；冷却介质进管112连通于回收罐14；夹套层111上部连通有冷却介质出管113；冷却介质出管113连通于水储池73，实现了生成水的循环利用。露天散热池71通过水管711连通于洗涤水添加管141，可将水体作为水洗塔12的洗涤水源。

出料管126将溶解有水溶性杂质的水体导入多效蒸发器，水洗塔12中洗涤水经过多效蒸发器将水溶性杂质和水体分离，分离的水体冷凝于水储池73和露天散热池71中，水储池73和露天散热池71中水体通过水管711补充于回收罐14，可用于对冷却塔11中的物料进行降温和对洗涤塔1中物料进行洗涤，实现了水体的循环利用，降低水体消耗，节约水资源；经过夹套层111换热的水体进入水储池73，与水储池73中水体混合实现降温，水储池73中水体可与露天散热池71中水体混合，所带来的热量会释放于环境中，使得水储池73和露天散热池71中水体温度较低，可作为冷凝管72的换热介质。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。