一种提高封闭异氰酸酯制备效率的生产设备的制作方法

本实用新型涉及封闭异氰酸酯制备技术领域，更具体地说，涉及一种提高封闭异氰酸酯制备效率的生产设备。

背景技术：

反应釜广泛应用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药、食品等领域，并用于硫化、硝化、氢化、烃化、聚合、缩合等工艺过程，反应釜的材质一般有碳锰钢、不锈钢、锆、镍基合金及其它复合材料。反应釜通常包括外壳体和内壳体，外壳体和内壳体之间形成夹层腔，内壳体内为反应腔。封闭异氰酸酯在制备的过程同样是在反应釜中进行。

异氰酸酯包括单异氰酸酯r－n＝c＝o和二异氰酸酯o＝c＝n－r－n＝c＝o及多异氰酸酯等。单异氰酸酯是有机合成的重要中间体，可制成一系列氨基甲酸酯类杀虫剂、杀菌剂、除草剂，也用于改进塑料、织物、皮革等的防水性，封闭异氰酸酯是一种水性浸胶材料，通过浸胶处理可以提高纤维材料的强度。其中异氰酸酯是封闭异氰酸酯的重要合成原料。在反应腔中，反应原料通过一系列的高温反应合成异氰酸酯，在反应的过程中由于反应物粘度较大，使得多种反应物料局部过剩，易造成反应物料混合不均匀，不仅反应速率较慢，且反应进行的不彻底。经检索，现有技术中对反应釜做了一系列的改进，但是往往仅限于反应装置本身，难以结合异氰酸酯合成过程进行突破的改进。

经检索，发明创造的名称为：一种改性氯化聚乙烯生产用的氯化反应装置(专利申请号：201520204826.x，申请日：2015-04-08)，包括耐腐蚀封闭式的罐体、搅拌装置，搅拌装置包括搅拌电机、转轴、接装设在该转轴末端的搅拌杆，搅拌电机设置在该罐体外并通过转轴与该搅拌杆相连搅拌杆呈中空状，其内设有一送气腔；并在该搅拌杆靠近罐体底部设有一通气盘，通气盘表面设有呈蜂窝状的通气孔，其内设与送气腔相连通的中空腔。本申请案的不足之处在于：该装置不能应用于封闭异氰酸酯的生产工序中。

此外，发明创造的名称为：一种封闭异氰酸酯循环反应釜(专利号申请号：201611207576.0，申请日：2016-12-23)，包括反应釜主体和搅拌机构，反应釜主体的底部设置有出料口，搅拌机构的搅拌叶片位于反应釜主体内部，搅拌叶片用于搅拌物料；循环进气管通过气体输送管与冷凝容器顶部相连，且气体输送管上设置有防震波纹管，冷凝水管设置于冷凝容器内部，冷凝容器的底部经循环泵与循环喷嘴相连；循环进气管设置于反应釜主体的上部。但是本申请案的结构复杂，且工序繁琐。

技术实现要素：

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有技术中，封闭异氰酸酯生产过程效率较低的不足，提供一种提高封闭异氰酸酯制备效率的生产设备，通过利用反应釜内上部的反应物气体或溶剂气体进行物料反应和搅拌，提高封闭异氰酸酯生产过程中的反应、输出过程的连续性，进而提高封闭异氰酸酯的生产效率。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种提高封闭异氰酸酯制备效率的生产设备，包括反应釜主体、循环单元和搅拌单元，反应釜主体的顶部设置有支撑腔体，搅拌单元通过支撑腔体延伸设置于反应釜主体中，所述的搅拌单元包括搅拌杆和搅拌电机，搅拌电机固定安装于支撑腔体上，搅拌杆从搅拌电机的底部穿过支撑腔体并延伸至反应釜主体中，位于支撑腔体内的搅拌杆上设置有进气口，搅拌杆的内部设置有气体通道，该气体通道与进气口相连通，搅拌杆的底部设置有通气搅拌叶片，通气搅拌叶片上设置有吹气孔，该吹气孔与气体通道相连通；所述的循环单元包括循环出气管和循环进气管，循环出气管和循环进气管之间设置有循环泵，其中循环出气管的一端和反应釜主体相连，循环进气管的一端和支撑腔体相连通。

优选地，循环进气管上设置有加热装置，该加热装置设置在循环进气管靠近支撑腔体顶部的一端。

优选地，循环出气管远离循环泵的一端设置有出气端部，出气端部和反应釜主体相连通，该循环出气管的一端通过出气端部和反应釜主体的内腔相连通。

优选地，搅拌杆与反应釜主体的开口之间设置有旋转密封圈。

优选地，搅拌杆的外部以反应釜主体的中心为轴对称设置有铰链，通气搅拌叶片通过铰链和搅拌杆活动连接。

优选地，搅拌杆上设置有通气管，该通气管的一端和搅拌杆的气体通道相连，通气管的另一端和吹气孔相连。

优选地，搅拌杆的底部还设置有固定搅拌叶片，该固定搅拌叶片设置于通气搅拌叶片的下方。

优选地，搅拌杆的底部还设置有固定搅拌叶片，该固定搅拌叶片设置于通气搅拌叶片的上方。

优选地，通气搅拌叶片的长度为l1，固定搅拌叶片的长度为l2，且l1＜l2。

优选地，进气口位于搅拌杆的顶部。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

(1)本实用新型的一种提高封闭异氰酸酯制备效率的生产设备，包括反应釜主体、循环单元和搅拌单元，反应釜主体的顶部设置有支撑腔体，搅拌单元通过支撑腔体延伸设置于反应釜主体中，搅拌单元包括搅拌杆和搅拌电机，搅拌杆从搅拌电机的底部穿过支撑腔体并延伸至反应釜主体中；循环单元包括循环出气管和循环进气管，循环出气管和循环进气管之间设置有循环泵，通过将浮于反应釜主体顶部的气相循环回送至反应釜主体中进行物料反应和搅拌，促进封闭异氰酸酯生产过程中的反应、输出过程的连续性，进而提高封闭异氰酸酯的生产效率；

(2)本实用新型的一种提高封闭异氰酸酯制备效率的生产设备，搅拌杆从搅拌电机的底部穿过支撑腔体并延伸至反应釜主体中，位于支撑腔体内的搅拌杆上设置有进气口，搅拌杆的内部设置有气体通道，气体通道与进气口相连通；搅拌杆与反应釜主体的开口之间设置有旋转密封圈，气相进入支撑腔体内在压力的作用下沿进气口进入气体通道，旋转密封圈可避免支撑腔体和反应釜主体间的气相相互流通，促使反应物气体充分反应，进而提高了封闭异氰酸酯的生产效率。

附图说明

图1为本实用新型的一种提高封闭异氰酸酯制备效率的生产设备的整体结构示意图；

图2为实施例2的一种提高封闭异氰酸酯制备效率的生产设备的结构示意图。

示意图中的标号说明：

100、反应釜主体；110、支撑腔体；111、气体入口；120、出料口；

200、循环单元；210、循环出气管；211、出气端部；220、循环泵；221、泵出口；222、泵入口；230、循环进气管；231、加热装置；

300、搅拌单元；310、搅拌杆；311、气体通道；312、进气口；313、旋转密封圈；320、搅拌电机；330、通气搅拌叶片；340、吹气孔；350、通气管；360、固定搅拌叶片。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴；除此之外，本实用新型的各个实施例之间并不是相互独立的，而是可以进行组合的。

实施例1

如图1所示，本实用新型的一种提高封闭异氰酸酯制备效率的生产设备，包括反应釜主体100、循环单元200和搅拌单元300，反应釜主体100的顶部设置有支撑腔体110，搅拌单元300通过支撑腔体110延伸设置于反应釜主体100中，循环单元200通过管道分别和反应釜主体100、支撑腔体110相连通。通过利用循环单元200对反应釜内上部的反应物气体或溶剂气体循环，以及搅拌单元300对反应物及反应物气体或溶剂气体的物料搅拌，使得反应过程、搅拌过程和输出过程构成一个完整的生产过程，并提高了封闭异氰酸酯生产过程中的反应、输出过程的连续性，进而提高封闭异氰酸酯的生产效率。

本实施例的循环单元200包括循环出气管210和循环进气管230，循环出气管210和循环进气管230之间设置有循环泵220，循环出气管210远离循环泵220的一端设置有出气端部211，出气端部211和反应釜主体100相连通，该循环出气管210的一端通过出气端部211和反应釜主体100的内腔相连通，反应釜主体100的反应物气体或溶剂气体经出气端部211进入循环单元200。

需要说明的是，封闭异氰酸酯是指—nco基团被一种不能在较低温度下进行脱封反应的封闭剂封闭的化合物。这种化合物在室温下不发生聚合反应，但在高温下—nco基团再重新生成并与含活泼氢的化合物发生置换反应，因此现有技术中通常选择在高温反应釜中进行封闭异氰酸酯的制备。但是反应时产生的气相由于密度较轻经常浮于反应釜的上部，难以进行物料反应而不能进行封闭异氰酸酯的制备，如果不能充分利用该部分的反应物气体或溶剂气体，会使得反应进行不充分而导致合成反应的反应效率降低。

本实用新型创造性的在反应釜主体100的顶部设置循环单元200，通过开启循环泵220将反应釜主体100上部的反应物气体或溶剂气体沿出气端部211抽送至循环出气管210中，循环出气管210通过循环泵220和循环进气管230相连，循环进气管230的另一端和支撑腔体110相连通。此时反应物气体或溶剂气体进入支撑腔体110内。需要说明的是，循环进气管230上设置有加热装置231，该加热装置231设置在循环进气管230靠近支撑腔体110顶部的一端，加热装置231用于对反应物气体或溶剂气体进行保温加热，防止反应物气体或溶剂气体因温度降低而发生相变或变质。

搅拌单元300包括搅拌杆310和搅拌电机320，搅拌电机320固定安装于支撑腔体110上，搅拌电机320用于驱动搅拌杆310旋转，通过对反应物料进行搅拌，促进物料混合均匀，加快反应过程的传质过程，提高了合成反应的反应效率。

进一步地，搅拌杆310从搅拌电机320的底部穿过支撑腔体110并延伸至反应釜主体100中，位于支撑腔体110内的搅拌杆310上设置有进气口312，该进气口312位于搅拌杆310的顶部，且该进气口312和循环进气管230的端口相连。搅拌杆310的内部设置有气体通道311，该气体通道311与进气口312相连通。搅拌杆310与反应釜主体100的开口之间设置有旋转密封圈313，防止支撑腔体110和反应釜主体100间的气相相互流通。

反应物气体或溶剂气体在循环泵220的作用下沿循环进气管230进入支撑腔体110，并在反应物气体或溶剂气体的挤压作用下沿进气口312进入气体通道311内对反应物料进行搅拌。为了确保气相能经进气口312进入气体通道311内，必须借助加热装置231对进入支撑腔体110内的保证反应物气体或溶剂气体进行加热保温，避免其液化成液体而导致封闭异氰酸酯的制备出现损耗。同时在搅拌杆310与反应釜主体100的开口之间增加旋转密封圈313，防止经循环单元200进入支撑腔体110的气体又从从反应釜主体100的开口中直接返回至反应釜主体100中。

搅拌杆310的底部设置有通气搅拌叶片330，在搅拌电机320的驱动下，通气搅拌叶片330对物料进行搅拌，促使物料混合均匀；搅拌杆310的外部以反应釜主体100的中心为轴对称设置有铰链，通气搅拌叶片330通过铰链和搅拌杆310活动连接。搅拌结束后通气搅拌叶片330以铰链为轴心，在重力的作用下垂直下落直至与搅拌杆310相平行进行收拢，便于从反应釜主体100中取出搅拌单元300。

搅拌杆310上设置有通气管350，通气搅拌叶片330上设置有吹气孔340，通气管350的一端和搅拌杆310的气体通道311相连，通气管350的另一端和吹气孔340相连，使得吹气孔340与气体通道311相连通，反应物气体或溶剂气体经进气口312进入吹气孔340中并进入反应釜主体100的底部，与反应物料充分混合并继续参加反应。本实用新型创造性的将循环单元200和搅拌单元300相互配合，将浮于反应釜主体100顶部的反应物气体或溶剂气体混入反应釜主体100的底部继续参与反应过程，促使反应进行的更加彻底；另一方面，反应物气体或溶剂气体可以充当搅拌气体，搅拌过程中通气搅拌叶片330对水平方向的的封闭异氰酸酯进行物料搅拌，反应物气体或溶剂气体充当搅拌气体在竖直方向上对封闭异氰酸酯进行反吹搅拌，加强了封闭异氰酸酯的上下循环和物料间的充分反应。

进一步地，搅拌杆310的底部还设置有固定搅拌叶片360，该固定搅拌叶片360设置于通气搅拌叶片330的下方。且通气搅拌叶片330的长度为l1，固定搅拌叶片360的长度为l2，l1＜l2。通气搅拌叶片330和固定搅拌叶片360相互配合，增强了搅拌叶片对反应釜主体100的冲击和搅拌效果，促进反应釜主体100中的反应物气体或溶剂气体充分进行反应，并使得物料均匀反应，有效提高封闭异氰酸酯的全流程生产效率。

实施例2

如图2所示，本实施例的基本内容同实施例1，不同之处在于：搅拌杆310的底部还设置有固定搅拌叶片360，该固定搅拌叶片360设置于通气搅拌叶片330的上方。其中通气搅拌叶片330的长度为l1，固定搅拌叶片360的长度为l2，l1＜l2。通气搅拌叶片330和固定搅拌叶片360相互配合，增强了搅拌叶片对反应釜主体100的冲击和搅拌效果，促进反应釜主体100中的反应物气体或溶剂气体充分进行反应，并使得物料均匀反应，有效提高封闭异氰酸酯的全流程生产效率。

在上文中结合具体的示例性实施例详细描述了本实用新型。但是，应当理解，可在不脱离由所附权利要求限定的本实用新型的范围的情况下进行各种修改和变型。详细的描述和附图应仅被认为是说明性的，而不是限制性的，如果存在任何这样的修改和变型，那么它们都将落入在此描述的本实用新型的范围内。此外，背景技术旨在为了说明本技术的研发现状和意义，并不旨在限制本实用新型或本申请和本实用新型的应用领域。

更具体地，尽管在此已经描述了本实用新型的示例性实施例，但是本实用新型并不局限于这些实施例，而是包括本领域技术人员根据前面的详细描述可认识到的经过修改、省略、例如各个实施例之间的组合、适应性改变和/或替换的任何和全部实施例。权利要求中的限定可根据权利要求中使用的语言而进行广泛的解释，且不限于在前述详细描述中或在实施该申请期间描述的示例，这些示例应被认为是非排他性的。在任何方法或过程权利要求中列举的任何步骤可以以任何顺序执行并且不限于权利要求中提出的顺序。因此，本实用新型的范围应当仅由所附权利要求及其合法等同物来确定，而不是由上文给出的说明和示例来确定。