一种聚合物稳定剂生产设备的循环节能装置的制作方法

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一种聚合物稳定剂生产设备的循环节能装置的制造方法

本实用新型提供一种聚合物稳定剂生产设备的循环节能装置,辅助回收馏出组分蒸气的热能,并将这些热能利用于冷凝器中馏出组分的加热和接收釜内馏出组分的液化和降低粘度,实现热能的循环回收利用。



背景技术:

聚合物材料在光照、热处理工艺中容易发生褪色、黄变、龟裂、失去光泽和透明性的老化现象,并伴随着部分理化性能的丧失,为抑制这种聚合物材料的老化,延缓其使用寿命,普遍的做法是往材料中添加聚合物稳定剂。聚合物稳定剂,包括抗氧剂(防老剂)、光稳定剂、紫外线吸收剂等,作为聚合物材料中广泛应用的助剂之一,能有效消除聚合物材料在光、热过程中产生的自由基,阻止其对聚合物材料结构的破坏并造成上述老化现象。

在聚合物稳定剂的生产中,往往会使用或产生一些粘度较大、熔点较高,常温下流动性差或容易凝固的物料,如专利US2013225736中公布了一种制备无烷基酚的液态聚合亚磷酸酯聚合物稳定的方法,通过聚醚多元醇(PPG)和亚磷酸三苯酯反应获得产品,在生产过程中需要将副产品苯酚减压蒸出,而苯酚熔点为40-42℃,常温下为固体;专利CN101481330A中提供了一种紫外线吸收剂N-(4-乙氧基羰基苯基)-N’-甲基-N’-苯基甲脒(商品名称UV-1)的制备方法,生产后期需要通过真空蒸馏将产物蒸出,据《精细与专用化学品》,2007,15(6),p27-28报道,产物N-(4-乙氧基羰基苯基)-N’-甲基-N’-苯基甲脒的粘度极高(η(20)=4752mPa s);又如在光稳定剂UV-292的生产过程中,未完全反应的高熔点原料 1,2,2,6,6-五甲基4-哌啶醇也会在生产后期的减压蒸馏过程中被带入冷凝器、接收釜中。这些粘度较大、熔点较高的物料在冷凝器中冷媒的温度下会凝固或变粘稠,使冷凝器管道处于半堵塞或完全堵塞的状态,影响反应釜的真空度,进而影响产品质量,甚至造成安全隐患。此外,粘稠或凝固的物料收集于接收釜中,也造成放料困难。

为了解决这种问题,通常需要增加一套热媒设备,通过外部加热热媒(如热水、导热油等),然后将热媒通入冷凝器、接收釜中,对设备内部的物料进行加热,使物料液化或降低其粘度。热媒设备可以很好地解决高熔点、高粘度的物料的馏出、放料问题,但增加了设备投入和能耗。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提供一种聚合物稳定剂生产设备的循环节能装置。本实用新型对馏出组分蒸气带出的热能加以回收,并将这些热能利用于冷凝器中馏出组分的加热和接收釜内馏出组分的液化和降低粘度,增加物料的流动性以便于其馏出和放料。本实用新型无需增加外部的热媒设备,也无需外部热源,因此可以降低设备投入成本、节约能耗。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种聚合物稳定剂生产设备的循环节能装置,

本实用新型采用包括反应釜、冷凝器、接收釜、真空机组和冷媒池的结构,各组件之间通过管道和控制阀门连通,其中反应釜的蒸发口通过管道与冷凝器入料口相通,冷凝器的出料口通过管道与真空机组相通,冷凝器的出料口还通过管道与接收釜相通,冷凝器的入水口通过管道与接收釜的夹套的出水口相通,冷凝器的出水口与冷媒池相通,冷凝器的出水口还通过管道与接收釜的夹套的入水口相通。本实用新型能回收馏出组分蒸气的热能,并将这些热能利用于冷凝器中馏出组分的加热和接收釜内馏出组分的液化和降低粘度,实现热能的循环回收利用。本实用新型无需增加外部的热媒设备,也无需外部热源,即可保证高熔点或高粘度的物料液化或降低粘度,放料方便。本实用新型是一种可以降低设备投入成本、节约生产能耗的聚合物稳定剂生产设备的循环节能装置。

附图说明

图1是本实用新型实施例中反应设备的结构示意图。

具体实施方式

参照图1,本实用新型提供了聚合物稳定剂生产设备的循环节能装置,包括有反应釜、冷凝器、接收釜、真空机组和冷媒池,其中反应釜的蒸发口通过管道与冷凝器入料口相通,冷凝器的出料口通过管道与真空机组相通,冷凝器的出料口还通过管道与接收釜相通,冷凝器的入水口通过管道与接收釜的出水口相通,冷凝器的出水口通过第一控制阀与冷媒池相通,冷媒池通过第二控制阀与接收釜相通,冷凝器的出水口与第二控制阀之间还连接有第三控制阀,冷凝器的出水口还通过管道与接收釜的入水口相通。

本实施例中,上述接收釜的釜身设有夹套,冷凝器的入水口通过管道与接收釜所设夹套的出水口相通,冷凝器的出水口还通过管道与接收釜所设夹套的入水口相通。

本实施例中,上述反应釜的底部还设有出料口,出料口设有放料阀。上述反应釜内物料在反应完毕冷却后,产品可通过出料口滤出或直接放出。接收釜中,其附属组件还包括排气口、液位计等。

本实施例中,上述反应釜装设有釜盖,釜盖分别设有加料口、气体入口、热电偶接口、蒸发口、检修人孔、仪表接口、搅拌口,接收釜的釜盖还设有视镜。

所述的冷凝器中,高熔点、常温下高粘度的物料蒸气通过管道进入冷凝器,被冷凝或液化后通过管道收集于收釜;冷凝器的出、入水口通过管道分别和冷媒池、接收釜相通,通过管道的阀门开关来控制冷热媒的流向。

本实用新型的工作原理是:在蒸馏反应前期,开启第一控制阀、第二控制阀,关闭第三控制阀,由冷媒池向接收釜夹套和冷凝器提供冷媒。待接收釜夹套和冷凝器注满冷媒之后,关闭第一控制阀、第二控制阀,开启第三控制阀,冷媒在冷凝器和接收釜所设夹套之间循环。馏出组分的热蒸气通过管道从反应釜出料口进入冷凝器时,对冷凝器内的冷媒进行加热。受热后的冷媒通过第三控制阀回到接收釜所设夹套中,并在接收釜所设夹套和冷凝器之间循环,不断吸收馏出组分热蒸气的热能,同时对馏出组分进行冷却。在蒸馏反应后期,馏出组分热蒸气的通量已较小,其携带的热量不足以使冷凝后的物料液化或降低粘度,此时吸收了热能的冷媒变成热媒,对馏出组分蒸气进行加热,使冷凝器内的物料液化或降低其粘度。同时,接收釜所设夹套中的热媒使接收釜内的物料保持液体形态或低粘度状态,保证物料良好的流动性,有利于放料过程。

具体实例如下:

在2000L的反应釜中,投入亚磷酸三苯酯(1000 KG)、甘油(600 KG)和催化剂,关闭第三控制阀,开启第一控制阀、第二控制阀,待接收釜夹套和冷凝器注满冷媒之后,关闭第一控制阀、第二控制阀,开启第三控制阀。将物料升温至120℃,保温反应5小时后,开启真空机组,开始将副产物苯酚蒸出。视釜内物料的液位上升的情况,缓慢调节真空度,确保不发生冲料,在1小时内将反应釜内真空降至30mmHg以下,直到不再有苯酚蒸出。此时夹套内的水温由20℃上升至60℃,冷凝器内的苯酚呈液体流出,收集于接收釜中。整个过程接收釜内的苯酚温度在50-80℃的范围。

当然,本实用新型不局限于上述实施方式,熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型的前提下,还可作出等同的变形或替换,这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

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