碳酸亚乙烯酯的串联反应设备及其制备方法与流程

本发明涉及碳酸亚乙烯酯制备领域，本发明涉及碳酸亚乙烯酯的串联反应设备及其制备方法。

背景技术：

碳酸亚乙烯酯(vinylenecarbonate)，又称1，3-二氧杂环戊烯-2-酮，乙烯碳酸酯，无色透明液体。是一种锂离子电池新型有机成膜添加剂与过充电保护添加剂，具有良好的高低温性能与防气胀功能，可以提高电池的容量和循环寿命。还可作为制备聚碳酸乙烯酯的单体。

对比申请号为201721544599.0的中国专利，公开了一种碳酸亚乙烯酯的生产装置，包括，溶剂计量泵，第一原料计量泵，所述第一原料计量泵与所述溶剂计量泵并联后与第一预热器串联设置，所述第一预热器和微型反应器相连，第二原料计量泵，所述第二原料计量泵与第二预热器相连，所述第二预热器和所述微型反应器相连。

上述专利只有一级反应，在旧料反应完后才能进入新料，反应速度慢，纯度低。因此要设计一种新的设备，本发明通过多级串联反应釜使原料重复反应，大大提高碳酸亚乙烯酯反应收率及纯度，通过一级反应釜时能达到90％的纯度，通过二级反应釜时能达到99％的纯度，通过三极反应釜时能达到99.9％的纯度，并且使用电热丝提高反应温度，加快反应速度，缩短了反应时间。

技术实现要素：

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供碳酸亚乙烯酯的串联反应设备及其制备方法，本发明提高了碳酸亚乙烯酯反应收率及纯度。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

碳酸亚乙烯酯的串联反应设备，包括一级反应釜、二级反应釜、三级反应釜，所述一级反应釜一侧设置有第一液管，所述第一液管上面设置有第一液阀，所述第一液阀上面设置有第一流量计，所述第一流量计型号为focmag3102型，所述第一流量计一侧设置有状态灯，所述第一液管下方设置有第二液管，所述第二液管上面设置有第二液阀，所述第二液阀上面设置有第二流量计，所述第二流量计型号为focmag3102型，所述一级反应釜顶部设置有排气管，所述排气管上面设置有手动气阀，所述一级反应釜内部设置有支撑盘，所述支撑盘上面设置有电热丝，所述一级反应釜远离所述第一液管一侧设置有第一溢流管，所述第一溢流管上面设置有第一电阀，所述第一电阀型号为z101型，所述第一溢流管一侧设置有所述二级反应釜，所述二级反应釜一侧设置有第二溢流管，所述第二溢流管上面设置有第二电阀，所述第二电阀型号为z101型，所述第二溢流管一侧设置有所述三级反应釜，所述三级反应釜底部设置有排空管，所述排空管上面设置有排空阀，所述三级反应釜一侧设置有第三溢流管，所述第三溢流管上面设置有第三电阀，所述第三电阀型号为z101型，所述第三溢流管下方设置有储液罐，所述三级反应釜外部设置有控制箱，所述控制箱前面设置有检修门，所述检修门上面设置有显示屏，所述显示屏下方设置有数字键盘，所述控制箱内部设置有支撑架，所述支撑架上面设置有控制器，所述控制器型号为ky18s型，所述控制箱后面设置有散热窗，所述散热窗一侧设置有外接电缆。

本实施例中，所述第一液管和所述第二液管分别焊接在所述一级反应釜上，所述第一液管和所述第二液管高于所述第一溢流管。

如此设置，焊接保证了所述第一液管和所述第二液管稳固可靠，所述第一液管和所述第二液管高于所述第一溢流管，防止了混合液回流。

本实施例中，所述第一溢流管的高度大于所述第二溢流管的高度，所述第二溢流管的高度大于所述第三溢流管的高度。

如此设置，保证了反应液一次从所述一级反应釜流入所述二级反应釜，从所述二级反应釜流入所述三级反应釜。

本实施例中，所述一级反应釜底部设置有支撑腿，所述支撑腿分别焊接在所述一级反应釜、所述二级反应釜和所述三级反应釜上。

如此设置，所述支撑腿支撑所述一级反应釜、所述二级反应釜和所述三级反应釜，焊接使所述支撑腿结实耐用。

本实施例中，所述排气管分别焊接在所述一级反应釜、所述二级反应釜和所述三级反应釜顶部。

如此设置，保证了所述排气管的连接强度。

本实施例中，所述排空管分别焊接在所述一级反应釜、所述二级反应釜和所述三级反应釜底部。

如此设置，保证了所述排空管的连接强度。

本实施例中，所述控制箱呈长方形，所述检修门和所述控制箱使用铰链连接。

如此设置，长方形便于放置所述控制箱，铰链连接便于开合所述检修门。

本实施例中，所述支撑架焊接在所述控制箱内，所述控制器和所述支撑架使用螺栓连接。

如此设置，焊接使所述支撑架牢固可靠，螺栓连接便于拆装维修所述控制器。

本实施例中，所述控制器分别与所述显示屏、所述数字键盘、所述电热丝、所述第一液阀、所述第一流量计、所述第二液阀、所述第二流量计、所述第一电阀、所述第二电阀和所述第三电阀使用电连接。

如此设置，电连接保证了控制信号的传输。

本实施例中，具体的使用方法包括以下几个步骤：

a、通过所述数字键盘将参数输入所述控制器中，所述控制器将参数显示在所述显示屏上。

b、两种原料分别通过所述第一液管和所述第二液管流入所述一级反应釜中，所述第一流量计和所述第二流量计分别将采集的信息传输给所述控制器，所述控制器根据设定参数控制所述第一液阀和所述第二液阀的开闭。

c、所述电热丝将电能转化为热能提高温度加快反应，所述控制器打开所述第一电阀，所述一级反应釜中反应后的混合物通过所述第一溢流管流入所述二级反应釜中继续反应，所述第二电阀打开，所述二级反应釜中反应后的混合物通过所述第二溢流管流入所述三级反应釜中继续反应。

d、反应完成后，所述控制器打开所述第三电阀，所述三级反应釜中反应后的混合物通过所述第三溢流管流入所述储液罐中。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、通过多级串联反应釜使原料重复反应，大大提高碳酸亚乙烯酯反应收率及纯度；

2、通过一级反应釜时能达到90％的纯度，通过二级反应釜时能达到99％的纯度，通过三极反应釜时能达到99.9％的纯度；

3、使用电热丝提高反应温度，加快反应速度，缩短了反应时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所述碳酸亚乙烯酯的串联反应设备的结构示意图；

图2是本发明所述碳酸亚乙烯酯的串联反应设备的第一液阀示意图；

图3是本发明所述碳酸亚乙烯酯的串联反应设备的一级反应釜透视图；

图4是本发明所述碳酸亚乙烯酯的串联反应设备的三级反应釜仰视图；

图5是本发明所述碳酸亚乙烯酯的串联反应设备的控制箱示意图；

图6是本发明所述碳酸亚乙烯酯的串联反应设备的控制箱内部示意图；

图7是本发明所述碳酸亚乙烯酯的串联反应设备的控制箱后视图；

图8是本发明所述碳酸亚乙烯酯的串联反应设备的电路结构流程框图。

附图标记说明如下：

1、一级反应釜；2、第一液管；3、第一液阀；4、第一流量计；5、第二液管；6、第二液阀；7、第二流量计；8、支撑腿；9、手动气阀；10、排气管；11、第一溢流管；12、第一电阀；13、二级反应釜；14、第二溢流管；15、第二电阀；16、三级反应釜；17、第三溢流管；18、第三电阀；19、储液罐；20、状态灯；21、电热丝；22、支撑盘；23、排空阀；24、排空管；25、控制箱；26、显示屏；27、检修门；28、数字键盘；29、外接电缆；30、控制器；31、支撑架；32、散热窗。

具体实施方式

在本发明的描述中，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发明和简化描述，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发明的限制。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。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，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发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明作进一步说明：

实施例1

如图1-图8所示，碳酸亚乙烯酯的串联反应设备，包括一级反应釜1、二级反应釜13、三级反应釜16，一级反应釜1一侧设置有第一液管2，输送一种原料，第一液管2上面设置有第一液阀3，控制第一液管2的开关，第一液阀3上面设置有第一流量计4，采集第一液管2内的流量信息，第一流量计4一侧设置有状态灯20，显示工作状态，第一液管2下方设置有第二液管5，输送另一种原料，第二液管5上面设置有第二液阀6，控制第二液管5的开关，第二液阀6上面设置有第二流量计7，采集第二液管5内的流量信息，一级反应釜1顶部设置有排气管10，排出反应产生的气体，排气管10上面设置有手动气阀9，控制气体排出量，一级反应釜1内部设置有支撑盘22，支撑电热丝21，支撑盘22上面设置有电热丝21，产生热量，一级反应釜1远离第一液管2一侧设置有第一溢流管11，反应物进入二级反应釜13的通道，第一溢流管11上面设置有第一电阀12，控制第一溢流管11的开关，第一溢流管11一侧设置有二级反应釜13，第二次反应的场所，二级反应釜13一侧设置有第二溢流管14，反应物进入三级反应釜16的通道，第二溢流管14上面设置有第二电阀15，控制第二溢流管14的开关，第二溢流管14一侧设置有三级反应釜16，第三次反应的场所，三级反应釜16底部设置有排空管24，方便排空反应物，排空管24上面设置有排空阀23，控制排空管24的开关，三级反应釜16一侧设置有第三溢流管17，反应物进入储液罐19的通道，第三溢流管17上面设置有第三电阀18，控制第三溢流管17的开关，第三溢流管17下方设置有储液罐19，储存反应后的碳酸亚乙烯酯，三级反应釜16外部设置有控制箱25，安装控制电路，控制箱25前面设置有检修门27，方便修理控制箱25内部零件，检修门27上面设置有显示屏26，显示参数，显示屏26下方设置有数字键盘28，方便输入参数设置，控制箱25内部设置有支撑架31，支撑控制器30，支撑架31上面设置有控制器30，控制运行，控制箱25后面设置有散热窗32，发散控制箱25内的热量，散热窗32一侧设置有外接电缆29，输送电力。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于：

第一液管2和第二液管5分别焊接在一级反应釜1上，第一液管2和第二液管5高于第一溢流管11，焊接保证了第一液管2和第二液管5稳固可靠，第一液管2和第二液管5高于第一溢流管11，防止了混合液回流。

本实施例中，具体的使用方法包括以下几个步骤：

a、通过数字键盘28将参数输入控制器30中，控制器30将参数显示在显示屏26上。

b、两种原料分别通过第一液管2和第二液管5流入一级反应釜1中，第一流量计4和第二流量计7分别将采集的信息传输给控制器30，控制器30根据设定参数控制第一液阀3和第二液阀6的开闭。

c、电热丝21将电能转化为热能提高温度加快反应，控制器30打开第一电阀12，一级反应釜1中反应后的混合物通过第一溢流管11流入二级反应釜13中继续反应，第二电阀15打开，二级反应釜13中反应后的混合物通过第二溢流管14流入三级反应釜16中继续反应。

d、反应完成后，控制器30打开第三电阀18，三级反应釜16中反应后的混合物通过第三溢流管17流入储液罐19中。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。