一种连续生产橡胶硫化促进剂二苯胍的装置及其生产方法与流程

文档序号:12581306阅读:349来源:国知局

本发明属于橡胶硫化促进剂二苯胍生产技术领域,特别涉及一种连续生产橡胶硫化促进剂二苯胍的装置及其生产方法。

(二)

背景技术:

二苯胍为橡胶硫化中速促进剂,可用作噻唑类、秋兰姆类及次磺酰胺类促进剂的活化剂。与促进剂DM、TMTD并用时用于连续硫化。有抗老化性能。通用于天然胶与合成胶,主要用于制造轮胎、胶板、胶鞋等橡胶工业制品。

硫化促进剂DPG的生产路线基本有三种,氧化铅路线、氯化氰路线和氧气氧化法路线,目前由于环保和成本问题氧化铅路线和氯化氰路线已基本淘汰。氧气氧化法路线是目前生产二苯胍的主要路线,但其本身也有一定的局限,首先其产品外观明显偏黄偏暗;其次由于反应过程中氨氧混合气体处于爆炸极限内,存在较大的安全隐患;这主要是由于在传统的釜式反应器中,存在反应放出的热量不能及时释放、反应温度不能精确控制、反应液搅拌不均匀等缺点,容易造成副反应的发生和生产安全问题。

(三)

技术实现要素:

本发明为了弥补现有技术的不足,提供了一种连续生产橡胶硫化促进剂二苯胍的装置及其生产方法。

本发明是通过如下技术方案实现的:

一种连续生产橡胶硫化促进剂二苯胍的装置,其特征在于:包括二苯硫脲、氨水混合液计量泵,催化剂蠕动计量泵,管道式反应器,预热器,氧气压缩机,气液分离器,气液洗涤塔,连续过滤装置,氨水接收器。

其中,二苯硫脲、氨水混合液计量泵通过混合液管道与管道式反应器底部连接,混合液管道上设有二苯硫脲、氨水混合液流量调节阀组;催化剂蠕动计量泵通过催化剂管道与管道式反应器底部连接,催化剂管道上设有催化剂流量调节阀组;氧气压缩机通过氧气管道与管道式反应器底部连接,氧气管道上设有氧气流量调节阀组;所述管道式反应器顶部出口与气液分离器相连,底部半成品物料与连续过滤装置相连,气液分离器与连续过滤装置之间设有液位调节阀组;所述气液分离器的顶部与气液洗涤塔相连,气液洗涤塔底部与氨水接收器相连,顶部通过管道与氧气压缩机相连。

上述氧气流量调节阀组与氧气超压自动切断阀连接,该氧气超压自动切断阀通过管道与气液洗涤塔连接。

其中,气液分离器内部设置防冲料装置和液位自动控制装置。

所述管道式反应器内部采用光滑的螺旋式混合结构,外部采用夹套装置;夹套装置外设有用于调节夹套温度的温度调节阀组。

连续生产橡胶硫化促进剂二苯胍的生产方法包括:1)将二苯硫脲和氨水按比例混合,通过计量泵泵入管道式反应器;催化剂通过计量泵泵入管道式反应器,调整氧气压力,缓慢使反应器升压,同时开启管道反应器夹套蒸汽升温至40-60℃;2)待系统压力开始下降,系统温度开始上升时,及时将加热蒸汽改为循环水,继续通氧气,带气液分离器有液位出现,压力升至0.4-0.5Mpa时,开启洗涤塔的喷淋水,并同时开启氧气循环机,调整循环量为3000m3;3)保持气液分离器液位恒定,开启液位调节阀组11开始出料至连续过滤装置。

进一步,二苯硫脲与氨水的摩尔比为1:5-30,氨水的浓度为10-30%。

进一步,催化剂采用水溶性催化剂,催化剂的质量为二苯硫脲质量的0.1%。

进一步,反应温度控制在55-80℃,反应压力控制在0.2-0.8Mpa,气液分离器中气液比控制在1000-5000:1。

进一步,二苯硫脲的粒径控制在100-200目。

本工艺采用密封的连续设备生产硫化促进剂二苯胍,避免了过程中物料的挥发,节约物料的同时保护了环境;实现了物料的瞬间混合,避免了传统釜式反应局部物料配比过量易产生副产物的问题,并大大提高了生产效率;更重要的是采取连续化生产之后,由于设备较小,同一时间单元内生产现场反应体系内的物料大大减少,极大地降低了安全风险。

本发明的有益效果是:本发明解决了现有工艺产量低,安全性差,间歇生产劳动效率低下,批与批之间产品质量存在差异等多种缺陷。

(1)生产过程在密闭设备内完成,不会对周围的环境造成任何污染;

(2)生产过程中同一时间单元内生产现场反应体系内的物料大大减少,极大地降低了安全风险;

(3)反应时间大大降低,提高了生产效率;产品实现连续生产,避免了间歇生产过程中由于操作和设备之间的差异造成的质量波动。

(4)特殊结构的管道反应器大大提高传质效果,使氧化反应更易进行,从而提高了设备利用效率,减少了设备投资。

(5)气液分离罐替代了原来的水洗罐,减少了设备投资,水洗水用量降低60%,实现了气液固三项分离连续密闭分离。

(6)氧气压缩机实现了氧气的大循环量利用,解决了釜式反应氧气在釜内流动性差,气液比小,反应速度低的问题。

(四)附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的结构示意图;

图中,二苯硫脲、氨水混合液计量泵1,催化剂蠕动计量泵2,氧气压缩机3,管道式反应器4,预热器5,气液分离器6,气液洗涤塔7,连续过滤装置8,氨水接收器9,混合液管道10,二苯硫脲、氨水混合液流量调节阀组11,催化剂管道12,催化剂流量调节阀组13,氧气管道14,氧气流量调节阀组15,液位调节阀组16, 温度调节阀组17,氧气超压自动切断阀18。

(五)具体实施方式

实施例1

附图为本发明的一种具体实施例。该实施例包括二苯硫脲、氨水混合液计量泵1,催化剂蠕动计量泵2,管道式反应器4,预热器5,氧气压缩机3,气液分离器6,气液洗涤塔7,连续过滤装置8,氨水接收器9。二苯硫脲、氨水混合液计量泵1通过混合液管道10与管道式反应器4底部连接,混合液管道10上设有二苯硫脲、氨水混合液流量调节阀组11;催化剂蠕动计量泵2通过催化剂管道12与管道式反应器4底部连接,催化剂管道12上设有催化剂流量调节阀组13;氧气压缩机3通过氧气管道14与管道式反应器4底部连接,氧气管道14上设有氧气流量调节阀组15;所述管道式反应器4顶部出口与气液分离器6相连,底部半成品物料与连续过滤装置8相连,气液分离器6与连续过滤装置8之间设有液位调节阀组16;所述气液分离器6的顶部与气液洗涤塔7相连,气液洗涤塔7底部与氨水接收器9相连,顶部通过管道与氧气压缩机3相连。

上述氧气流量调节阀组15与氧气超压自动切断阀18连接,该氧气超压自动切断阀18通过管道与气液洗涤塔7连接。

上述气液分离器6内部设置防冲料装置和液位自动控制装置;气液分离器内设除沫装置,防止由于雾沫夹带造成冲料,气液分离器的作用在于:一是实现气液分离,二是实现汽提脱氨。

上述管道式反应器4内部采用光滑的螺旋式混合结构,外部采用夹套装置;夹套装置外设有用于调节夹套温度的温度调节阀组17;本发明所使用的管道式反应器4内部设有光滑的螺旋混合及防沉降装置,使得气液固三项能够很好的混和,而且在管道中呈湍流状态不至于造成固体沉降。外部设有盘管,连接蒸汽和循环水,在反应起始阶段通蒸汽加热至反应所需温度,待反应正常进行后,更换为循环水,循环水通过温度调节阀组17实现自动控温。

洗涤塔内部设有填料和液体分布装置及液位控制系统,本发明所用的洗涤塔内设分布器和填料,目的是用水吸收后从气液分离器顶部出来的混合气中的氨,提纯氧气,实现氨水和氧气的循环使用。

实施例2:

采用实施例所示设备,连续生产橡胶硫化促进剂二苯胍的生产方法包括:

将二苯硫脲和氨水按摩尔比为1:8,氨水浓度为20%配成浆液,用计量泵按每小时1m3的进料量泵入管道反应器,催化剂配成30%水溶液,以每小时0.34L的蠕动计量泵入管道反应器,调整新氧压力为0.45Mpa,缓慢使反应器升压,同时开启管道反应器夹套蒸汽升温至50℃,带系统压力开始下降,温度开始上升时,及时将加热蒸汽改为循环水,继续通氧,带气液分离器有液位出现,压力升至0.45Mpa时,开启洗涤塔的喷淋水,并同时开启氧气循环机,调整循环量为3000m3。保持气液分离器液位恒定,开启液位调节阀组开始出料至连续过滤装置;其中气液分离器中气液比控制在1000-5000:1。

实施例3:

采用实施例所示设备,连续生产橡胶硫化促进剂二苯胍的生产方法包括:

将二苯硫脲和氨水按摩尔比为1:5,氨水浓度为30%配成浆液,用计量泵按每小时1m3的进料量泵入管道反应器,催化剂配成30%水溶液,以每小时0.34L的蠕动计量泵入管道反应器,调整新氧压力为0.45Mpa,缓慢使反应器升压,同时开启管道反应器夹套蒸汽升温至55℃,带系统压力开始下降,温度开始上升时,及时将加热蒸汽改为循环水,继续通氧,带气液分离器有液位出现,压力升至0.4Mpa时,开启洗涤塔的喷淋水,并同时开启氧气循环机,调整循环量为3000m3。保持气液分离器液位恒定,开启液位调节阀组开始出料至连续过滤装置;其中气液分离器中气液比控制在1000-5000:1。

实施例4:

采用实施例所示设备,连续生产橡胶硫化促进剂二苯胍的生产方法包括:

将二苯硫脲和氨水按摩尔比为1:30,氨水浓度为10%配成浆液,用计量泵按每小时1m3的进料量泵入管道反应器,催化剂配成30%水溶液,以每小时0.34L的蠕动计量泵入管道反应器,调整新氧压力为0.45Mpa,缓慢使反应器升压,同时开启管道反应器夹套蒸汽升温至80℃,带系统压力开始下降,温度开始上升时,及时将加热蒸汽改为循环水,继续通氧,带气液分离器有液位出现,压力升至0.8Mpa时,开启洗涤塔的喷淋水,并同时开启氧气循环机,调整循环量为3000m3。保持气液分离器液位恒定,开启液位调节阀组开始出料至连续过滤装置;其中气液分离器中气液比控制在1000-5000:1。

上面以举例方式对本发明进行了说明,但本发明不限于上述具体实施例,凡基于本发明所做的任何改动或变型均属于本发明要求保护的范围。

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