一种聚环氧琥珀酸的连续化生产装置的制作方法

本实用新型属于化工生产设备技术领域，尤其是涉及一种聚环氧琥珀酸的连续化生产装置。

背景技术：

聚环氧琥珀酸是一种无氮、非磷有机化合物，兼具阻垢缓蚀双重功效，生物降解性能好并适用于高碱、高金属含量水系，是一种绿色水处理化学品。它对水中的碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、氟化钙和硅垢有良好的阻垢分散性能，阻垢效果优于常用有机膦类阻垢剂。此外，聚环氧琥珀酸与膦酸盐复配具有良好的协同增效作用，与氯的相溶性好，与其它药剂配伍性好。

随着国家对环保的要求越来越严，传统的磷系药剂必将逐步被可生物降解的环保型药剂替代，聚环氧琥珀酸的市场需求将持续增大。聚环氧琥珀酸的传统生产采用单釜式反应，由于环氧化放热量大，生产周期长，设备难以放大，生产效率低，成本偏高，工艺的复杂性导致产品品质很难控制，限制了产品在市场上的推广。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种聚环氧琥珀酸的连续化生产装置，以解决目前聚环氧琥珀酸只能采用单釜反应，从而导致生产周期长、产能低、成本较高以及产品品质参差不齐的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种聚环氧琥珀酸的连续化生产装置，包括加料单元和依次设置的中和单元、环氧化单元和聚合单元；所述加料单元与中和单元之间、加料单元和 环氧化单元之间以及环氧化单元与聚合单元之间均通过管道连接；所述中和单元为中和釜；所述环氧化单元包括环氧化釜和外循环换热器，且两者之间采用管道闭循环连接；所述聚合单元包括第一聚合釜和第二聚合釜；所述各连接管道上均设置有阀门。

进一步的，所述加料单元包括液酐储罐、碱液储罐、碱液高位槽和双氧水高位槽；所述液酐储罐和碱液储罐分别通过不同管道与所述中和釜连接，且各自管道上均设置有转料泵和转子流量计；所述碱液储罐和碱液高位槽之间、碱液高位槽与环氧化釜之间以及双氧水高位槽与环氧化釜之间均通过管道连接，且后两者的管道上均设置有转子流量计；所述中和釜下面设有支架，所述支架高度大于所述环氧化釜的高度；所述中和釜、第一聚合釜和第二聚合釜均为外夹套反应釜。

进一步的，所述液酐储罐和中和釜之间的管道包裹有玻璃棉，且管道外部设有一伴热管道；所述伴热管道设在液酐储罐和中和釜之间的管道水平段的正下方和竖直段的一侧。

进一步的，所述玻璃棉厚度为8cm；所述伴热管道为碳钢管道，内部通有蒸汽或蒸汽冷凝水。

进一步的，所述中和釜和环氧化釜均配备有在线pH测试仪；所述环氧化釜和外循环换热器材质为均为316L不锈钢；所述中和釜、第一聚合釜和第二聚合釜材质均为搪瓷；所述各连接管道材质均为316L不锈钢。

进一步的，所述环氧化釜包括釜体，所述釜体上端和下端分别设置有进料口和出料口；所述釜体内设有夹套、搅拌轴和第一液体分布器；所述夹套上端与所述釜体侧壁焊接，下端避开出料口与所述釜体底面焊接；所述夹套外壁的纵截面呈锯齿状且该外壁靠近釜体中间一侧设有若干个折流挡板，所述折流挡板表面设有若干个圆锥凸起；所述搅拌轴位于所述釜体正中间， 且与夹套之间存在距离，所述搅拌轴一端固定连接有搅拌桨，另一端伸出釜体固定连接有减速机和电机；所述搅拌轴上交错设置有叶片，所述叶片位于所述搅拌桨上方；所述叶片包括框架，所述框架内设有不锈钢网；所述第一液体分布器固定连接在所述搅拌轴上，且位于所述叶片上方；所述釜体对应所述夹套的位置上设置有介质入口和介质出口。

进一步的，所述叶片远离搅拌轴一端设有向上或向下的凸起；所述相邻两叶片的凸起方向相反；所述第一液体分布器为一不锈钢板，上面设置有通孔。

进一步的，所述折流挡板的数量为2-6个，所述叶片数量为4-10个，所述圆锥凸起的高度为0.5-2cm，所述圆锥凸起距所述叶片的距离为20-50cm。

进一步的，所述环氧化釜上端设置有气孔，侧面设置有支座。

进一步的，所述外循环换热器为列管式换热器，其内部设置有第二液体分布器。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种聚环氧琥珀酸的连续化生产装置具有以下优势：

本实用新型所述的一种聚环氧琥珀酸的连续化生产装置将现有的复杂的生产工艺简化成中和单元、环氧化单元和聚合单元三个相对独立的操作单元，以液酐、碱液和双氧水为原料，通过管道输送，降低了劳动强度，实现连续化生产，同时针对放热量最大的环氧化过程，采用了外循环换热器，大大提高了换热效率，缩短生产周期；由于各单元操作的工艺控制难度降低，最终产品的品质相对稳定。

此外，作为本生产装置的核心反应器之一，环氧化釜中采用内置夹套且外壁呈连续“V”形，可增大换热面积，提高换热效果；同时，液体分布器 和折流挡板可使物料分散均匀，采用叶片和搅拌桨一起对物料进行搅拌，可提高物料之间混合度，使其充分反应；折流挡板上的圆锥凸起可起到消除反应釜中泡沫的作用。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的一种聚环氧琥珀酸的连续化生产装置简单示意图；

图2为本实用新型实施例所述的环氧化釜结构简图。

附图标记说明：

1-中和釜；2-环氧化釜；3-外循环换热器；4-第一聚合釜；5-第二聚合釜；6-液酐储罐；7-碱液储罐；8-碱液高位槽；9-双氧水高位槽；10-转料泵；11-转子流量计；12-支架；13-釜体；14-进料口；15-出料口；16-夹套；17-搅拌轴；18-第一液体分布器；19-折流挡板；20-圆锥凸起；21-搅拌桨；22-减速机；23-电机；24-叶片；25-框架；26-不锈钢网；27-介质入口；28-介质出口；29-凸起；30-通孔；31-气孔；32-支座。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附 图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1、图2所示，一种聚环氧琥珀酸的连续化生产装置，包括加料单元和依次设置的中和单元、环氧化单元和聚合单元；所述加料单元与中和单元之间、加料单元和环氧化单元之间以及环氧化单元与聚合单元之间均通过管道连接；所述中和单元为中和釜1；所述环氧化单元包括环氧化釜2和外循环换热器3，且两者之间采用管道闭循环连接；所述聚合单元包括第一聚合釜4和第二聚合釜5；所述各连接管道上均设置有阀门。

所述加料单元包括液酐储罐6、碱液储罐7、碱液高位槽8和双氧水高位槽9；所述液酐储罐6和碱液储罐7分别通过不同管道与所述中和釜1连接，且各自管道上均设置有转料泵10和转子流量计11；所述碱液储罐7和碱液高位槽8之间、碱液高位槽8与环氧化釜2之间以及双氧水高位槽9与 环氧化釜2之间均通过管道连接，且后两者的管道上均设置有转子流量计11；所述中和釜1下面设有支架12，所述支架12高度大于所述环氧化釜2的高度；所述中和釜1、第一聚合釜4和第二聚合釜5均为外夹套反应釜。

所述液酐储罐6和中和釜1之间的管道包裹有玻璃棉，且管道外部设有一伴热管道；所述伴热管道设在液酐储罐6和中和釜1之间的管道水平段的正下方和竖直段的一侧。

所述玻璃棉厚度为8cm；所述伴热管道为碳钢管道，内部通有蒸汽或蒸汽冷凝水。

所述中和釜1和环氧化釜2均配备有在线pH测试仪；所述环氧化釜3和外循环换热器3材质为均为316L不锈钢；所述中和釜1、第一聚合釜4和第二聚合釜5材质均为搪瓷；所述各连接管道材质均为316L不锈钢。

所述环氧化釜包括釜体13，所述釜体13上端和下端分别设置有进料口14和出料口15；所述釜体13内设有夹套16、搅拌轴17和第一液体分布器18；所述夹套16上端与所述釜体13侧壁焊接，下端避开出料口15与所述釜体13底面焊接；所述夹套16外壁的纵截面呈锯齿状且该外壁靠近釜体中间一侧设有若干个折流挡板19，所述折流挡板19表面设有若干个圆锥凸起20；所述搅拌轴17位于所述釜体13正中间，且与夹套16之间存在距离，所述搅拌轴17一端固定连接有搅拌桨21，另一端伸出釜体13固定连接有减速机22和电机23；所述搅拌轴17上交错设置有叶片24，所述叶片24位于所述搅拌桨21上方；所述叶片24包括框架25，所述框架25内设有不锈钢网26；所述第一液体分布器18固定连接在所述搅拌轴17上，且位于所述叶片24上方；所述釜体13对应所述夹套16的位置上设置有介质入口27和介质出口28。

所述叶片24远离搅拌轴17一端设有向上或向下的凸起29；所述相邻两 叶片24的凸起29方向相反；所述第一液体分布器18为一不锈钢板，上面设置有通孔30。

所述折流挡板19的数量为4个，所述叶片24数量为6个，所述圆锥凸起20的高度为1cm，所述圆锥凸起20距所述叶片24的距离为30cm。

所述环氧化釜2上端设置有气孔31，侧面设置有支座32。

所述外循环换热器3为列管式换热器，其内部设置有第二液体分布器。

本实施例的工作过程为：

先将一定量的去离子水加入所述中和釜1中，开启搅拌，通所述过转料泵10将配方量的液酐和碱液分别从所述液酐储罐6和所述碱液储罐7打入所述中和釜1，利用所述转子流量计11控制滴加速度，所述中和釜1夹套通入循环冷却水，控制温度小于60℃，约1.5h投料结束，物料PH稳定在5.0左右；

再打开所述中和釜1釜低放料阀，物料自流入所述环氧化釜2，加入金属盐催化剂，通过所述碱液高位槽8和双氧水高位槽9滴加配方量的碱液和双氧水，运转所述外循环换热系统，在环氧化釜2的夹套16和外循环换热器3夹套内通入循环冷却水，利用所述转子流量计11控制滴加速度，1.5h左右滴完，滴加过程保持釜内温度在70℃，物料PH在6.2左右；其间物料在所述环氧化釜2和外循环换热器3的管程之间循环流动；

滴加结束，物料从环氧化釜2内转入所述第一聚合釜4和第二聚合釜5中，保温1h后，再在所述第一聚合釜4和第二聚合釜5夹套通入蒸汽升温至85℃，缓慢投加配方量的氢氧化钙，投加时间约0.5h，控制温度在90℃保温2.5h后反应结束，降温至60℃以下出料。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新 型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。