制备聚羧酸酯类大单体的设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及化工生产设备领域，尤其涉及聚羧酸酯类大单体的生产设备领域。
【背景技术】
[0002]聚羧酸减水剂是继木钙为代表的普通减水剂和以萘系为代表的高效减水剂之后发展起来的第三代高性能减水剂，是目前世界上最前沿、科技含量最高、应用前景最好、综合性能最优的一种尚效减水剂。随着我国基础设施建设规t旲的大幅度提尚，超尚强、超耐久、高流态混凝土的需求急剧增加，从而推动了国内聚羧酸减水剂市场的发展。因此，聚羧酸减水剂具有巨大的市场前景、显著的经济效益和社会效益。
[0003]以不饱和羧酸与聚乙二醇单烷基醚进行酯化得到的酯类大单体再与不饱和羧酸及其它小单体进行聚合得到的聚羧酸减水剂称为酯类聚羧酸减水剂。以不饱和醇与环氧乙烷直接加成得到的醚类大单体再与不饱和羧酸及其它小单体进行聚合得到的聚羧酸减水剂称为醚类聚羧酸减水剂。尽管醚类聚羧酸减水剂减水率更高，但酯类聚羧酸减水剂的原料易得、混凝土和易性好、混凝土强度增长快等诸多优点，酯类聚羧酸减水剂仍是目前市面上主要的品种之一。
[0004]酯类大单体的酯化率是保证减水剂性能的关键指标之一，聚乙二醇单烷基醚的分子量远大于不饱和羧酸，通常采用过量的不饱和羧酸。而不饱和羧酸与聚乙二醇单烷基醚的酯化反应是一个平衡反应，及时将反应生成的水带出系统是提高酯化率的最有效方法。
[0005]中国实用新型专利CN201320493218.6公布了一种大单体酯化反应系统，通过在液体接收器气体出口接上真空栗对系统进行减压精馏，不饱和酸和水混合物在精馏塔中分离，不饱和酸和少量水回到反应器，水和少量不饱和酸到冷凝器中冷却后被液体接收器接收。尽管反应生成的水及时被接收器收集，但是由于整个反应期间，从反应釜出来的不饱和酸和水的混合物是由于真空栗对反应系统进行减压至压力小于O. IMPa后，使反应液达到沸点后所产生的饱和蒸汽，其气相中水的摩尔分率低于压力大于等于O. IMPa时的摩尔分率，因此即使经过精馏塔的处理后，尾气中依然会携带较多的不饱和酸气体，在连续不断地减压精馏后，容易导致过多的不饱和酸也被接收器收集或者从尾气排除，降低了反应摩尔比，导致反应速度降低，同时真空尾气中携带的不饱和酸气体还将会对环境造成污染。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型解决的技术问题是提供一种不会对环境造成污染的可提高酯化率的制备聚羧酸酯类大单体的设备。
[0007]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：制备聚羧酸酯类大单体的设备，包括主反应釜、精馏塔、冷却器和收集器，还包括循环栗和喷射器;所述精馏塔设置在主反应釜的上方，且精馏塔底部的进料口通过管路与主反应釜顶部的第二排气口连通，精馏塔顶部的出料口通过管路与冷却器的进料口连通，冷却器的出料口通过管路与收集器顶部的进料口连通;在收集器的顶部设置有气体出口，在收集器的底部设置有液体出口 ；循环栗的进液口通过管路与主反应釜底部的放液口连通，并且在该段管路上设置有第二开关阀门；所述喷射器安装在主反应釜上，并且喷射器的喷射口延伸到主反应釜的内部，在喷射器上还设置有主喷射入口和辅喷射入口，所述主喷射入口通过管路与循环栗的出液口连通，所述辅喷射入口通过管路与收集器上的气体出口连通;收集器底部的液体出口通过管路与主反应釜顶部的加料口连通，并且在该段管路上设置有第三开关阀门。
[0008]进一步的是：还包括真空栗，所述真空栗通过管路与主反应釜顶部的第一排气口连通，并且在该段管路上设置有第一开关阀门。
[0009]进一步的是:所述真空栗为水循环真空栗、蒸汽喷射真空栗、螺杆真空栗、旋片真空栗或往复真空栗。
[0010]进一步的是:在主反应釜内还设置有搅拌器，在主反应釜上设置有驱动机构，所述驱动机构与搅拌器传动配合。
[0011 ]进一步的是:在主反应釜的外壁上设置有换热装置。
[0012]进一步的是:所述换热装置为夹套结构或者内盘换热管结构。
[0013]进一步的是:所述喷射器为基于文丘里管的喷射器。
[0014]进一步的是:在主喷射入口与循环栗的出液口之间的管路上设置有流量调节阀。
[0015]本实用新型的有益效果是:通过管路将主反应釜、精馏塔、冷却器、收集器和喷射器依次连通形成封闭的气相循环系统，通过调节循环栗的流量调节喷射器的辅喷射入口的气相循环量，精馏塔对气相中的不饱和酸和水进行分离，大部分的不饱和酸返回至主反应釜中继续参加反应，大部分的水分离后进入冷却器并被收集器及时收集。由于气相的循环不受反应系统压力的影响，因此反应系统可以在反应压力大于等于O. IMPa的压力下进行，此时气相中水的摩尔分率高于压力小于O. IMPa时的摩尔分率，这样可以尽量少地将不饱和酸带出反应釜，可有效提高反应效率和酯化率;并且最终的尾气则通过喷射器的抽吸作用重新回到主反应釜中，这样既避免了尾气对环境的污染，又可确保整个系统内压力的稳定。另外，收集在收集器中的含有少量不饱和酸的水溶液，在反应完成后，可将其重新放入到主反应釜中得到聚羧酸酯类大单体水溶液，以便于聚羧酸酯类大单体的存储和使用。另外，在主反应釜内还可设置搅拌器，以使反应物料的混合更加均匀。而为了便于对主反应器内部的反应物进行加热或冷却，在主反应釜的外壁上设置有换热装置。另外，通过设置流量调节阀可便于调节喷射器的工作情况，进而达到调节脱水效率的效果。另外，在投料完成后，系统压力恢复至O. IMPa，关闭反应釜投料口及其它与大气压相通的管口，通过换热装置给反应釜加热升温，当温度升至反应温度时，系统压力大于O. IMPa，当反应完成后，通过换热装置给反应釜冷却降温，当温度降至出料温度时，系统压力又恢复至O. IMPa，因此在整个反应过程中不会产生废气，避免了废气对环境的污染。
【附图说明】
[0016]图I为本实用新型的结构不意图；
[0017]图中标记为:主反应釜I、第一排气口11、第二排气口 12、放液口 13、加料口 14、真空栗2、精馏塔3、精馏塔底部的进料口 31、精馏塔顶部的出料口 32、冷却器4、冷却器的进料口41、冷却器的出料口 42、冷媒进出口 43、收集器5、收集器顶部的进料口 51、收集器顶部的气体出口 52、收集器底部的液体出口 53、循环栗6、循环栗的进液口 61、循环栗的出液口 62、喷射器7、喷射口 71、主喷射入口 72、辅喷射入口 73、第一开关阀门81、第二开关阀门82、第三开关阀门83、流量调节阀84、搅拌器9、驱动机构91、止回阀10、换热装置101。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进一步说明。
[0019]如图I所示，本实用新型所述的制备聚羧酸酯类大单体的设备，包括主反应釜1、精馏塔3、冷却器4和收集器5，还包括循环栗6和喷射器7;所述精馏塔3设置在主反应釜I的上方，且精馏塔3底部的进料口 31通过管路与主反应釜I顶部的第二排气口 12连通，精馏塔3顶部的出料口 32通过管路与冷却器4的进料口 41连通，冷却器4的出料口 42通过管路与收集器5顶部的进料口 51连通;在收集器5的顶部设置有气体出口 52，在收集器5的底部设置