一种用于TPO生产的投料装置的制作方法

一种用于tpo生产的投料装置
技术领域
1.本实用新型属于光引发剂合成领域，涉及一种用于tpo生产的投料装置。


背景技术：

2.2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(光引发剂tpo)是一种浅黄色粉末，熔点为91℃～94℃，吸收波长273-370nm，经光照后可生成苯甲酰和磷酰基两个自由基，都是引发活性很高的自由基，广泛应用于紫外固化涂料、印刷油墨、紫外固化粘合剂、光导纤维涂料、抗光蚀剂、光聚合印版、立体平版树脂、复合材料、牙齿填充料等。
3.现有技术公开的2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦的合成工艺是将二苯基氧化膦与2,4,6-三甲基苯甲醛缩合并氧化；我国北方冬季气温较低，部分地区可达-20℃；而采用上述工艺，当操作环境温度较低时，例如低于10℃时，2,4,6-三甲基苯甲醛会发生凝固，无法直接投料；传统工艺采用将待投料的凝固态2,4,6-三甲基苯甲醛进行加热化料，之后暂存在暖房中以备投料，上述操作过程不仅能耗高，且存在一定的安全和环保隐患；
4.因此，开发一种在低温下无需化料操作、且低能耗、低安全和环保隐患的用于tpo生产的投料装置仍具有重要意义。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种用于tpo生产的投料装置，包括连通的混配釜及中转罐，所述混配釜上设置有2,4,6-三甲基苯甲醛加入口和有机溶剂加入口，所述中转罐连通tpo合成反应釜；投料装置使用过程中，2,4,6-三甲基苯甲醛进入混配釜中，与有机溶剂(例如甲苯等)混合并储存在混配釜中，当tpo合成反应釜需要投料时，将混配釜中混合液输送到中转罐中，经称重核准重量后，由转料泵输送到tpo合成反应釜；上述投料装置解决了冬季低温下2,4,6-三甲基苯甲醛储存过程易凝固，投料前需加热化料，能耗高，安全和环境隐患高的问题；本实用新型上述投料装置在投料前无需化料，能耗低，安全和环境隐患小，且便于实现自动化投料。
6.为达到此实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案：
7.本实用新型提供了一种用于tpo生产的投料装置，所述投料装置包括连通的混配釜及中转罐，所述混配釜上设置有2,4,6-三甲基苯甲醛加入口和有机溶剂加入口，所述中转罐连通tpo合成反应釜。
8.2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(tpo)是一种应用广泛的自由基ⅰ型光引发剂，其生产工艺的主要原料包括2,4,6-三甲基苯甲醛，传统工艺一般是将2,4,6-三甲基苯甲醛合成单元得到的2,4,6-三甲基苯甲醛在储罐中单独储存，并作为tpo合成反应单元的原料使用；而当工艺环境温度低于10℃时，2,4,6-三甲基苯甲醛会凝固，在其使用前需将待投料的2,4,6-三甲基苯甲醛加热化料，且化料后需保存在暖房中备用，不仅操作费时费力，而且化料过程中存在安全风险；另外，传统工艺一般采用人工称料和转料，存在一定的安全和环保隐患；为了解决上述问题，本实用新型提供了一种在低温下无需化料操作，能耗低，
操作简单，且便于实现自动化投料的tpo生产用投料装置。
9.本实用新型通过研究发现，将2,4,6-三甲基苯甲醛与特定的有机溶剂以特定的比例混料后储存，其凝固点明显降低；例如将2,4,6-三甲基苯甲醛与甲苯按照质量比2:1的比例混料，可以保证在-20℃的环境下，混合液不凝固，且经过长期放置后，混合液中2,4,6-三甲基苯甲醛的浓度分布仍较均匀，适于直接投料；基于此，本实用新型提供了上述用于tpo生产的投料装置，上述投料装置中采用混配釜代替传统储罐，采用2,4,6-三甲基苯甲醛和有机溶剂(例如甲苯等)混合液在混配釜中储存的方式代替传统2,4,6-三甲基苯甲醛单独在储罐中储存的方式；采用本实用新型上述投料装置，有效解决了2,4,6-三甲基苯甲醛合成单元得到的2,4,6-三甲基苯甲醛在冬季低温储料过程中易凝固而影响tpo合成反应单元投料的问题；且采用上述投料装置不仅能耗低、操作简单，且无需化料操作，便于实现自动化投料，也避免了因化料过程可能引起的安全和环境隐患。
10.本实用新型中，在混配釜和tpo合成反应釜之间设置中转罐，在使用过程中，混配釜起到混合2,4,6-三甲基苯甲醛和有机溶剂并储存混合液的作用，中转罐起到核定投料量的作用，即在投料开始前首先将所需投料量的混合液由混配釜输送到中转罐中，核定重量后，再由转料泵将中转罐内全部混合液输送到tpo合成反应釜中，由此能有效降低操作失误带来的风险，提升了工艺过程可控性。
11.本实用新型中有机溶剂优选为甲苯。
12.优选地，所述2,4,6-三甲基苯甲醛加入口连通2,4,6-三甲基苯甲醛提纯工段的2,4,6-三甲基苯甲醛的出料口。
13.2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦的合成工艺一般包括2,4,6-三甲基苯甲醛的合成单元和tpo合成反应单元；2,4,6-三甲基苯甲醛的合成单元生产的2,4,6-三甲基苯甲醛经提纯工段后储存在储罐中，其在冬季低温下易凝固，影响进一步投料；为了解决上述问题，本实用新型所述投料装置中混配釜上2,4,6-三甲基苯甲醛加入口直接连通2,4,6-三甲基苯甲醛合成单元中提纯工段的2,4,6-三甲基苯甲醛的出料口，上述提纯工段排出的2,4,6-三甲基苯甲醛直接进入混配釜中，混配釜上设置有有机溶剂加入口，2,4,6-三甲基苯甲醛和有机溶剂(例如甲苯等)在混配釜中搅拌混料，并储存在混配釜中，待tpo合成反应釜需要投料时，混配釜中的混合液进入中转罐，经称重后，由转料泵泵入tpo合成反应釜中。
14.优选地，所述2,4,6-三甲基苯甲醛提纯工段包括2,4,6-三甲基苯甲醛混料釜，所述2,4,6-三甲基苯甲醛混料釜的底部设置有出液口，所述2,4,6-三甲基苯甲醛混料釜的出液口连通所述混配釜的2,4,6-三甲基苯甲醛加入口。
15.传统2,4,6-三甲基苯甲醛的提纯工段一般包括连通的精馏装置(包括连通的精馏釜和冷却器)和冷却液罐，在冷却液罐后增设2,4,6-三甲基苯甲醛混料釜，其能对精馏装置不同时段得到的2,4,6-三甲基苯甲醛进行混料，进而降低后续tpo合成工段中不同批次的原料差异。
16.2,4,6-三甲基苯甲醛的提纯工段的运行步骤如下：2,4,6-三甲基苯甲醛粗品经精馏装置提纯得到高纯度的2,4,6-三甲基苯甲醛，其首先进入冷却液罐中，之后经转料泵进入2,4,6-三甲基苯甲醛混料釜，2,4,6-三甲基苯甲醛混料釜能对精馏装置不同时段得到的2,4,6-三甲基苯甲醛进行混料，降低后续使用中不同批次间的差异，从而改善产品品质。
17.提纯后的2,4,6-三甲基苯甲醛进入2,4,6-三甲基苯甲醛混料釜混料后，由其底部
出液口排出，经转料泵进入混配釜中，同时，经混配釜上有机溶剂加入口加入甲苯等有机溶剂，在混配釜中充分混合并储存备用。在上述混配釜中，2,4,6-三甲基苯甲醛与甲苯等有机溶剂的混合，降低了2,4,6-三甲基苯甲醛的凝固点，进而保证了在低温下其仍能以液态稳定存在，便于冬季在低温条件下稳定存放，且液体状态便于后续投料，省略了加热化料的过程，避免了化料过程可能存在的安全和环境隐患，节约了能源。
18.优选地，所述2,4,6-三甲基苯甲醛混料釜的外侧设置有保温套。此处设置保温套有利于避免2,4,6-三甲基苯甲醛在进入混配釜前凝固。
19.优选地，所述2,4,6-三甲基苯甲醛混料釜的出液口和所述混配釜的2,4,6-三甲基苯甲醛加入口之间设置有第一转料泵，所述2,4,6-三甲基苯甲醛混料釜的出液口处设置有第一控制阀；此处设置第一控制阀，便于控制混料釜的出料过程。
20.此处第一转料泵用于2,4,6-三甲基苯甲醛混料釜和混配釜之间物料输送，待混料釜中2,4,6-三甲基苯甲醛混合均匀后，开启第一转料泵将其输送到混配釜中，并与甲苯等溶剂在混配釜中混料，便于2,4,6-三甲基苯甲醛在低温下的储存。
21.优选地，所述混配釜的底部设置有支架，所述支架下方设置有称重装置。
22.优选地，所述中转罐的底部设置有支架，所述支架下方设置有称重装置。
23.此处支架的作用在于分别固定混配釜和中转罐，每个支架的下方均设置独立的称重装置，投料过程中，在去除混配釜和支架或中转罐和支架的重量后，称重装置能准确显示投料量，从而保证投料过程准确进行。
24.优选地，所述投料装置还包括有机溶剂储罐，所述有机溶剂储罐的底部设置有有机溶剂出口，所述有机溶剂出口连通所述混配釜的有机溶剂加入口；所述有机溶剂出口和有机溶剂加入口之间设置有溶剂转料泵，所述有机溶剂出口设置有有机溶剂控制阀。
25.此处溶剂转料泵和有机溶剂控制阀用于控制有机溶剂的输送过程。
26.优选地，所述混配釜的底部设置有溶液出料口，所述中转罐上设置有进料口，所述混配釜的溶液出料口连通所述中转罐的进料口，所述溶液出料口和所述中转罐的进料口之间设置有第二转料泵，所述混配釜的溶液出料口设置有第二控制阀。
27.优选地，所述中转罐的底部设置有出料口，所述出料口连通所述tpo合成反应釜的物料入口，所述中转罐的出料口设置有第三控制阀，所述中转罐的出料口和所述tpo合成反应釜的物料入口之间设置有第三转料泵。
28.此处第二控制阀和第三控制阀的设置便于控制混配釜和中转罐的出料过程，从而实现准确投料。
29.此处第三转料泵用于将中转罐内经核定称重后的混合液输送到tpo合成反应釜中，出料口位于中转罐底部，便于中转罐内混合液的全部排出，便于投料过程准确进行。
30.优选地，所述称重装置内置有称重传感器，所述投料装置还包括用于接收和处理称重传感器输出信号并控制第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀及有机溶剂控制阀的开闭状态、第一转料泵、第二转料泵、第三转料泵及溶剂转料泵工作状态的控制单元。
31.本发明通过设置混配釜用于2,4,6-三甲基苯甲醛和甲苯溶剂的混合并储存混合液，其解决了2,4,6-三甲基苯甲醛在低温下储存凝固的问题，从而保证原料在低温下仍保持液态，便于原料的输送；传统工艺过程一般采用人工称料和进料的方式，存在一定的安全和环境隐患；本实用新型所述投料装置通过在称重装置内设置称重传感器，将称重信号传
输到控制单元，经控制单元处理后，控制单元输出控制信号控制控制阀和转料泵的开闭状态，从而实现自动化进料。
32.优选地，所述第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀及有机溶剂控制阀为气动切断阀。
33.优选地，所述混配釜和所述2,4,6-三甲基苯甲醛混料釜上均设置有液位计，所述混配釜和所述2,4,6-三甲基苯甲醛混料釜内均设置有搅拌桨；上述搅拌桨均通过搅拌轴与外部电机连接。
34.此处混配釜和混料釜上设置液位计，其便于人工现场监测。混配釜和混料釜中设置搅拌桨，便于通过搅拌混料。
35.本实用新型提供了一种用于tpo生产的投料装置的操作方式，包括：
36.待2,4,6-三甲基苯甲醛由提纯工段精馏装置排出后冷却进入冷却液罐中，之后由转料泵输送进入2,4,6-三甲基苯甲醛混料釜进行混料，待混合均匀后，开启第一控制阀和第一转料泵将2,4,6-三甲基苯甲醛液相由2,4,6-三甲基苯甲醛混料釜底部出液口输出并经混配釜上2,4,6-三甲基苯甲醛加入口输入到混配釜中，待加入完毕后，关闭第一控制阀和第一转料泵，开启有机溶剂控制阀和溶剂转料泵，甲苯等有机溶剂由有机溶剂储罐的有机溶剂出口输出并经混配釜的有机溶剂加入口输入混配釜中，上述过程通过称重装置控制输送量，开启搅拌桨，将2,4,6-三甲基苯甲醛液相和甲苯等有机溶剂混匀并储存在混配釜中；投料开始时，关闭有机溶剂控制阀和溶剂转料泵，开启第二控制阀和第二转料泵，将混合液由混配釜的溶液出料口输出并经中转罐的进料口输入中转罐中，输入过程中对中转罐内混合液的重量进行实时称重，待重量满足投料要求后，关闭第二控制阀和第二转料泵，开启第三控制阀和第三转料泵，中转罐内混合液经中转罐的出料口输出并经tpo合成反应釜的物料入口输入tpo合成反应釜中，从而完成投料过程。
37.相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：
38.(1)本实用新型所述投料装置包括连通的混配釜和中转罐，所述混配釜上设置有2,4,6-三甲基苯甲醛加入口和有机溶剂加入口，中转罐连通tpo合成反应釜，其中，混配釜用于2,4,6-三甲基苯甲醛和甲苯等溶剂的混合并储存混合液，解决了传统工艺中2,4,6-三甲基苯甲醛低温储存凝固的问题，中转罐用于称量投料量，其能提升投料装置投料过程的可控性；
39.(2)本实用新型所述投料装置通过设置混配釜，将2,4,6-三甲基苯甲醛以混合液的形式储存，在冬季低温下不会出现凝固的问题，因而在投料前无需加热化料，减少了安全和环境隐患，且更易于实现自动化投料。
附图说明
40.图1是本实用新型实施例1中用于tpo生产的投料装置的结构示意图；
41.图2是本实用新型实施例2中用于tpo生产的投料装置的结构示意图；图中虚线为信号传输线；
42.1-混配釜、10-2,4,6-三甲基苯甲醛加入口、11-有机溶剂加入口、12-溶液出料口、13-第二控制阀、2-中转罐、20-出料口、21-进料口、22-第三控制阀、3-tpo合成反应釜、30-物料入口、4-2,4,6-三甲基苯甲醛混料釜、40-出液口、41-第一控制阀、5-第一转料泵、6-支
架、7-称重装置、70-称重传感器、8-有机溶剂储罐、80-有机溶剂出口、81-有机溶剂控制阀、9-溶剂转料泵、14-第二转料泵、15-第三转料泵、16-液位计、17-搅拌桨、18-控制单元，19-精馏装置、190-精馏釜、191-冷却器、192-前馏液罐、193-正馏液罐、31-反应溶剂储罐、32-原料储罐。
具体实施方式
43.下面通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本实用新型，不应视为对本实用新型的具体限制。
44.实施例1
45.本实施例提供了一种用于tpo生产的投料装置，如图1所示，包括：
46.连通的混配釜1及中转罐2，所述混配釜1上设置有2,4,6-三甲基苯甲醛加入口10和有机溶剂加入口11，所述2,4,6-三甲基苯甲醛加入口10连通2,4,6-三甲基苯甲醛提纯工段的2,4,6-三甲基苯甲醛的出料口，所述中转罐2连通tpo合成反应釜3；
47.所述2,4,6-三甲基苯甲醛提纯工段包括2,4,6-三甲基苯甲醛混料釜4，所述2,4,6-三甲基苯甲醛混料釜4的底部设置有出液口40，所述2,4,6-三甲基苯甲醛混料釜4的出液口40连通所述混配釜1的2,4,6-三甲基苯甲醛加入口10；
48.所述2,4,6-三甲基苯甲醛混料釜4的出液口40和所述混配釜1的2,4,6-三甲基苯甲醛加入口10之间设置有第一转料泵5，所述2,4,6-三甲基苯甲醛混料釜的出液口40处设置有第一控制阀41；
49.所述混配釜1的底部设置有支架6，所述支架6下方设置有称重装置7；
50.所述中转罐2的底部设置有支架6，所述支架6下方设置有称重装置7；
51.所述投料装置还包括有机溶剂储罐8，所述有机溶剂储罐8的底部设置有有机溶剂出口80，所述有机溶剂出口80连通所述混配釜的有机溶剂加入口11；所述有机溶剂出口80和有机溶剂加入口11之间设置有溶剂转料泵9，所述有机溶剂出口设置有有机溶剂控制阀81；
52.所述混配釜1的底部设置有溶液出料口12，所述中转罐2上设置有进料口21，所述混配釜1的溶液出料口12连通所述中转罐2的进料口21，所述混配釜1的溶液出料口12设置有第二控制阀13，所述溶液出料口和所述中转罐的进料口之间设置有第二转料泵14；
53.所述中转罐2的底部设置有出料口20，所述出料口20设置有第三控制阀22；所述出料口20连通所述tpo合成反应釜3的物料入口30；所述中转罐2的出料口20和所述tpo合成反应釜3的物料入口30之间设置有第三转料泵15；
54.所述第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀及有机溶剂控制阀为气动切断阀；
55.所述混配釜1和所述2,4,6-三甲基苯甲醛混料釜4上均设置有液位计16，所述混配釜1和所述2,4,6-三甲基苯甲醛混料釜4内均设置有搅拌桨17；所述2,4,6-三甲基苯甲醛混料釜4的釜体外部设置保温套。此处设置保温套，有利于避免2,4,6-三甲基苯甲醛在进入混配釜前凝固；
56.所述2,4,6-三甲基苯甲醛混料釜4连通2,4,6-三甲基苯甲醛提纯工段的精馏装置19，所述精馏装置19包括依次连通的精馏釜190、冷却器191及冷却液罐；所述精馏釜内设置搅拌桨，所述搅拌桨通过搅拌轴与外部电机连接，所述精馏釜外设置加热套，用于加热釜体
内液体，所述冷却液罐包括前馏液罐192和正馏液罐193；所述冷却器、前馏液罐和正馏液罐之间通过三通阀连通；所述精馏釜的顶部出口连通所述冷却器的入口，所述冷却器的出口连通精馏釜的回流液入口；所述正馏液罐连通所述2,4,6-三甲基苯甲醛混料釜4。上述精馏装置使用过程中，将2,4,6-三甲基苯甲醛粗品输入精馏釜，开启加热产生蒸汽，蒸汽进入冷却器中冷却得到液相，其中部分回流，其它进入冷却液罐中，其中，前馏部分进入前馏液管，回收利用，正馏部分(提纯的2,4,6-三甲基苯甲醛)进入正馏液罐，之后进入2,4,6-三甲基苯甲醛混料罐中。
57.所述tpo合成反应釜上还设置有反应溶剂加入口和原料加入口，所述反应溶剂加入口连通反应溶剂储罐31，原料加入口连通原料储罐32；上述反应溶剂储罐31内的溶剂与有机溶剂储罐8内的溶剂相同，例如，均为甲苯，所述原料储罐内装二苯基氧化膦等原料；所述tpo合成反应釜的釜体外设置有加热套，釜体内设置有搅拌桨，所述搅拌桨通过搅拌轴与外部电机连接。
58.本实施例提供了一种用于tpo生产的投料装置的操作方式，包括：
59.待2,4,6-三甲基苯甲醛由提纯工段精馏装置排出后冷却进入冷却液罐中，之后由转料泵输送进入2,4,6-三甲基苯甲醛混料釜进行混料，待混合均匀后，开启第一控制阀和第一转料泵将2,4,6-三甲基苯甲醛液相由2,4,6-三甲基苯甲醛混料釜底部出液口输出并经混配釜上2,4,6-三甲基苯甲醛加入口输入到混配釜中，待加入完毕后，关闭第一控制阀和第一转料泵，开启有机溶剂控制阀和溶剂转料泵，甲苯等有机溶剂由有机溶剂储罐的有机溶剂出口输出并经混配釜的有机溶剂加入口输入混配釜中，上述过程通过称重装置控制输送量，开启搅拌桨，将2,4,6-三甲基苯甲醛液相和甲苯等有机溶剂混匀并储存在混配釜中；投料开始时，关闭有机溶剂控制阀和溶剂转料泵，开启第二控制阀和第二转料泵，将混合液由混配釜的溶液出料口输出并经中转罐的进料口输入中转罐中，输入过程中对中转罐内混合液的重量进行实时称重，待重量满足投料要求后，关闭第二控制阀和第二转料泵，开启第三控制阀和第三转料泵，中转罐内混合液经中转罐的出料口输出并经tpo合成反应釜的物料入口输入tpo合成反应釜中，并由反应溶剂储罐和原料储罐中向tpo合成反应釜中输入其他原料和溶剂，完成投料过程。
60.采用本实施例上述投料装置，在冬季的低温环境下，混配釜中包含2,4,6-三甲基苯甲醛的混合液也不会凝固，保证其保持液体状态，从而省略了加热化料的过程，过程能耗更低，安全隐患及环境隐患小，且便于实现自动化进料。
61.实施例2
62.本实施例提供了一种用于tpo生产的投料装置；如图2所示，图中虚线为信号传输线。
63.本实施例与实施例1的区别在于，所述称重装置7内置有称重传感器70，所述投料装置还包括用于接收和处理称重传感器输出信号并控制第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀及有机溶剂控制阀的开闭状态、第一转料泵、第二转料泵、第三转料泵及溶剂转料泵工作状态的控制单元18；其他参数和条件与实施例1中完全相同。
64.本实施例在实施例1的基础上，在称重装置内增设称重传感器，并设置控制单元，控制单元分别连接称重传感器、控制阀和转料泵，通过对控制单元内的控制程序进行预先设定，控制单元能接收并处理称重传感器的称重信号，并输出信号控制控制阀和转料泵的
开闭状态，从而实现对投料过程的自动控制，减少了人工称重和投料存在的安全和环境隐患。
65.本实施例投料装置的操作过程为：通过控制单元开启第一控制阀和第一转料泵，由2,4,6-三甲基苯甲醛混料罐向混配釜中进料，混配釜底部称重装置内的称重传感器将称重信号实时传达给控制单元，当重量达到设定值后，控制单元输送信号关闭第一控制阀和第一转料泵，并开启有机溶剂控制阀和溶剂转料泵，向混配釜中输送有机溶剂，开启搅拌桨进行混料；当需要投料时，控制单元控制开启第二控制阀和第二转料泵，由混配釜向中转罐中输送混合液，中转罐底部称重装置内的称重传感器将称重信号传输给控制单元，与控制单元内预设的投料量进行比对，当达到预设投料量时，控制单元输出信号关闭第二控制阀和第二转料泵，并开启第三控制阀和第三转料泵，将中转罐内混合液输送至tpo合成反应釜中，通过上述设置能实现自动化投料；从而减少人工称重投料存在的安全和环境隐患。
66.申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。